甘蓝类蔬菜分子育种研究进展

甘蓝类蔬菜是中国蔬菜的重要组成部分,常规育种技术是制约甘蓝类蔬菜在产量和品质等方面的遗传改良的重要瓶颈。分子育种是提高育种效率的有效策略。为促进甘蓝类蔬菜分子育种改良,结合国内外研究进展,从高质量基因组和数据库、目标性状基因定位与克隆、分子标记辅助育种、基因编辑等方面探讨了分子育种在甘蓝类蔬菜育种实践上的应用。指出了解析控制重要农艺性状基因的调控网络是大规模种质创新的核心和关键点。认为基因编辑技术可加速推动甘蓝类蔬菜分子育种进程。最后对加强甘蓝类蔬菜分子育种的策略进行了展望,为其分子育种的深入研究提供理论依据。     

水稻产量基因设计育种及其发展前景

基因设计育种旨在控制所有重要农艺性状基因的所有等位性变异。该文阐述了水稻基因组测序及其研究进展、已克隆并应用于水稻产量相关的农艺性状基因,以及水稻产量基因的分子辅助育种,并对水稻产量基因设计育种的前景进行了展望。     

利用BSA-Seq方法快速定位作物农艺性状QTL/基因概述

为了利用生物学技术和手段来解决农业问题,让基因组测序技术、转基因及基因编辑等现代分子生物学技术为农业遗传育种服务,实现常规育种与分子设计育种的紧密结合,加速作物精准育种进程,近年颇受学术界关注。现梳理了一些分子生物学专用名词概念,概述了目前在正向遗传学研究中如何利用极端表型材料基于全基因组测序的BSA-Seq方法（MutMap法、MutMap+法、MutMap-Gap法、QTL-seq法）快速定位重要农艺性状的QTL/基因,为快速定位和克隆候选基因提供新思路。     

棉花染色体单片段导入系的研究进展

染色体单片段导入系具有片段单一、背景一致、遗传稳定等特点,能把复杂性状的基因分解为多个简单的孟德尔因子,将在作物数量性状和功能基因组的分子研究中发挥重要的作用.本文针对棉花中数量性状位点作图中所遇到的如遗传背景变异的干扰等难题,概述了培育染色体单片段导入系的原理和方法,以及在棉花中的应用情况,讨论了棉花染色体单片段导入系构建过程中的问题和在棉花遗传育种中的潜在价值.     

西瓜分子育种与瓠瓜枯萎病抗性在西瓜抗病育种中的应用

概述了外源DNA直接导入技术和基因工程技术等分子育种技术的原理，方法和技术特点，以及研究进展，详细地概述了瓠瓜枯萎病抗性导入西瓜的分子育种方法,导入后代性状的变异与抗枯萎病材料和抗性组合的选育结果，以及西瓜抗枯萎病育种所取得的突破性进展。     

本刊外聘编委 黎志康研究员

中国农业科学院农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程首席科学家、国际水稻研究所驻中国代表科学家和全球水稻分子育种协作网协调科学家。专业特长:植物分子遗传学(基因定位、数量性状遗传作图、植物分子标记辅助育种、功能等位基因发掘和复杂农艺性状的功能基因组研究)及其在水稻育种、遗传和进化中的应用。国际动植物基因组年会植物分子     

大豆分子标记辅助育种研究进展

分子标记辅助育种是指利用分子标记与决定目标性状基因紧密连锁的特点,通过检测分子标记,即可检测到目的基因的存在,达到选择目标性状的目的。该方法对大豆从表形到基因型进行遗传操作,具有大幅提高育种效率,实现大豆品种定向遗传改良的作用。对国内外大豆遗传图谱的构建、质量性状基因定位、数量性状基因定位以及分子标记辅助育种的研究进展进行综述。     

植物育种模拟的原理和应用

传统植物育种很大程度上依赖于表型选择和育种家的经验，分子生物学积累的大量遗传数据使得在基因水平上进行目标性状的选择成为可能，但是由于缺乏必要的工具，大量的遗传信息尚未在育种中得以有效利用。模拟方法可以利用各类遗传信息，在育种家进行田间试验之前，对杂交组合的表现、后代选择效果以及整个育种过程进行模拟，提出最佳的亲本选配、杂交和后代选择策略，从而提高常规育种的预见性和效率。本文介绍育种模拟的一些基本原理，包括遗传模型的构建、杂交类型和选择方法的定义等，概述育种模拟工具QuLine的基本功能及其在育种方法的比较、利用已知基因信息的亲本选配和设计育种等方面的应用。模拟方法通过定义复杂的遗传模型和育种方法实现对育种过程的模拟，在更真实的情形下比较不同育种方法的优劣、预测不同亲本杂交后代的表现，从而为育种家有效利用大量的分子信息和遗传数据提供了手段。     

分子编写育种——动物育种的发展方向

随着基因组学、基因组编辑技术的迅速发展以及显微注射技术、体细胞克隆技术的广泛应用,一套新型的育种策略和方法已经逐渐形成。这一套新型育种策略和方法可以称为分子编写育种（breeding by molecular writing, BMW）。该方法可以高效创制新的遗传标记并对其进行快速验证,也可以对基因组进行精确到分子水平的编写并定向培养新品种,不仅能打破生殖隔离,跨物种的引入新的性状,更可以对物种内个体间基因组进行精确到单个碱基的插入、删除和替换。如外源基因的精确整合,内源基因的精确删除、替换,SNP位点的复制、删除或替换等。该技术的优点是：可以在极大的降低非预期效应的同时,快速高效的将多种有益性状聚合到同一品种内。分子编写可进行以下四方面工作：（1）新型育种标记的创制及验证;（2）跨物种分子编写;（3）基因组中碱基序列的删除;（4）物种内分子编写。该育种技术可以不通过有性杂交,只引入一个或几个目标基因或SNP,快速获得目标性状突出的遗传稳定新种质,然后结合常规育种方法育成新品种。该方法将实现真正的个体和群体水平的基因（或分子）杂交育种,获得分子杂种优势,能够高效的解决长久以来困扰育种工作的诸多难题,大大提高育种效率,尤其在畜禽育种中具有重要应用前景,将会是未来育种的发展方向。文章详细论述了分子编写育种技术的基本概念、研究手段、研究内容、研究现状并展望了该技术的应用前景,为动物育种、畜禽繁殖等领域的研究及从业人员提供了参考。     

《水稻基因设计育种》

本书系统地介绍了水稻转基因技术、花药培养、分子标记辅助育种和基因组辅助育种的基本原理和方法,阐述了水稻产量性状、抗病虫性、抗逆性状、营养品质和特异种质的遗传研究及分子育种的最新进展、水稻基因设计育种数据库建设和水稻基因设计育种的展望,反映了在水稻分子育种方面获得的成果。     

以水稻"云恢290"为背景的导入系的构建及筛选鉴定

对从国际网络征集的100份材料,进行了农艺性状的考察,稻瘟病和白叶枯病的鉴定,筛选出了一批农艺性状优良,抗稻瘟病、白叶枯病和双抗性较好的资源,为分子育种亲本材料的有效利用和后代的筛选提供参考。同时对用籼型优质软米品种“云恢290”为受体材料,以从国际网络征集的100份材料为供体材料,进行了大规模的杂交,2~3次回交,2~3次自交,所构建的约2510份近等基因导入系,进行了抗稻瘟病、抗旱、耐寒和蒸煮食味品质方面的筛选鉴定,获得了一批有目标性状的近等基因导入系,为新基因的发掘、新品种的选育提供了重要的基础材料。并选育了2个新品种,其中有1个已通过品种审定。     

中国水稻分子育种现状与展望

转基因育种和分子标记辅助选择育种是分子育种的主要内容,本文从产量、适应性、品质、抗性和杂种优势利用方面阐述了水稻分子育种的生物学基础,以及开展分子育种以来所取得的一些重要成就;随着水稻基因组测序和重要农艺性状基因的精细定位和图位克隆,转基因技术的日渐完善,生物信息学的快速发展,模拟育种软件的开发等,使分子设计育种逐渐成为水稻育种的手段。     

栽培稻抗旱性相关性状QTL定位及分子育种研究进展

综述了近年来栽培稻抗旱性相关性状QTL定位及分子育种研究进展,针对当前水稻抗旱研究中存在的问题,提出了在今后进一步利用分子育种技术培育节水抗旱稻的对策。     

基于遗传算法和熵权评价法的寒地水稻育种多目标优化设计

为探寻黑龙江省第二积温带水稻育种多 目标性状优化方案,利用7个主推水稻品种的22个农艺性状值和NSGA-Ⅱ遗传算法、熵权综合评价法,对适宜的育种目标性状参数值进行分析.结果表明:黑龙江省第二积温带水稻育种各优化参数值为:食味品质分值90.9～94.5分,较供试品种均值增加8.5～13.0分;产量9 916.3～10 9...     

野生稻种质在水稻高产育种上的应用研究进展

野生稻种质拥有许多优良的性状和基因,与栽培稻的亲缘关系最近,是栽培稻遗传改良的重要候选资源.文章通过综述野生稻种质在常规稻、三系杂交稻、两系杂交稻上的应用研究进展,并结合生产实践对水稻高产育种方向提出了建议:在科研体制上应加强顶层设计,允许实施一定数量的中长期育种项目,为培育重大品种创造环境;对于普通野生稻的利用,宜选择具有所需优异性状的栽培稻作亲本进行回交、复交或选择不同野栽杂交后代中的优良株系进行兄妹交,使各亲本的优良基因结合于同一栽培品种上;通过胚拯救、转基因、花粉管导入或穗茎注射野生稻DNA、MAS等方法相结合、构建野生稻外源种质渗入的近等基因系和染色体片段替换系等生物技术手段,充分利用其优异性状;利用骨干亲本材料与野生稻种质资源构建遗传材料进行基础理论研究,同时利用MAS技术在骨干亲本材料中进行高产QTL遗传效应验证,从而促进遗传育种科研项目在实践中推广应用.     

我国水稻航天诱变育种的研究动态及展望

水稻航天诱变育种是将水稻干种子搭载返回式航天器(卫星),经过空间诱变作用产生变异,在地面选择有益变异培育新种质、新品种的育种方法。与常规育种相比,航天诱变育种具有诱变频率高、变异幅度大、育种周期短、有利突变体多等特点。目前普遍认同产生变异的主要因素有微重力、强幅射、转座子活化和高真空等,并从分子生物学、生物化学水平以及细胞学水平开展空间诱变机理研究,取得了可喜进展。我国自1988年首次通过卫星搭载开展水稻航天诱变育种以来,已有9个育成品种通过了省级审定,其中“华航一号”等4个品种通过了国家级审定。鉴于水稻航天诱变育种技术具有的独特优势,其可望成为推动21世纪水稻育种的重要手段之一。     

水稻核心种质育种体系的构建

回顾中国超高产水稻育种概况,将中国的超级稻育种分为超高产水稻育种和超级稻育种两个阶段。构建水稻核心种质育种体系,从理论体系和育种材料体系两个方面进行论证。水稻核心种质育种体系是水稻育种理论与实践结合的产物,水稻核心种质是指具有某些优良性状的育种材料中,控制某些优良性状的特殊基因群体或基因系统,在品种改良过程中,它能够沿着育种目标置换和扩充基因群体,直至全面符合育种目标。建设水稻核心种质育种平台(产量性状育种研究部分),从水稻核心种质的遗传演变和理想遗传模型研究、影响产量基因的分子育种、栽培稻和野生稻高产基因的发掘、根系生物学育种研究4个方面展开遗传育种探索。     

生物技术在水稻超高产育种中的应用

水稻是我国主要粮食作物,对确保国家粮食安全起到举足轻重的作用。水稻单产潜力在经历了矮化育种和杂交水稻两次重大突破后,出现长期踌躇不前。水稻育种学家正在积极探索利用新种质、新技术,提高水稻单位面积的产量。水稻基因组测序计划的实施和完成,水稻高密度分子标记连锁图谱和各种近等基因系群体的构建,重要农艺性状的QTL不断被精细定位,越来越多的重要发送的基因被克隆及功能分析,转基因技术的广泛应用,功能基因组学迅速地发展,这些为研究复杂农艺性状的分子机理提供机遇,也为生物技术、分子标记辅助选择育种技术广泛应用于水稻品种改良,实现水稻高产、优质、广适应性综合性状改良取得重大突破提供了新契机。     

分子标记在水稻遗传育种中的应用

简要综述了分子标记在水稻的遗传多样性，构建分子连锁图谱和基因定位，分子标记辅助选择，品种纯鉴定，杂种优势预测及目标基因的早期鉴定和品质性状的分子标记及品质性状改良的基因工程等研究中的应用，并对分子标记技术在水稻遗传育种研究中的应用前景进行了展望。