分子标记及其在棉花遗传育种中的应用

本文简要介绍了植物遗传育种研究中常用的几种分子标记技术,并概述了分子标记在棉花遗传育种研究中的应用现状,同时对分子标记技术在棉花遗传育种研究中的应用前景进行了展望。     

SSR分子标记在棉花遗传育种中的应用及进展

SSR（Simple Sequence Repeat）是在PCR（Polymerase Chain Reaction）基础上发展起来的一种新的分子标记技术,具有高度多态、共显性、保守性、且仅需少量的DNA、操作简便、重复性好、稳定可靠等优点,在动物、植物、微生物等研究领域中得到了广泛应用。简述了SSR分子标记技术在棉花上的DNA提取方法、引物开发、PCR反应体系、扩增后检测方法优化上的进展及其在棉花遗传育种中的遗传图谱的构建、遗传多样性的鉴定、功能基因和QTLs的定位、标记辅助育种和品种、杂种、突变体、亲缘关系的鉴定及种子纯度的检测方面的应用情况,从而为相关工作者在这方面的研究提供参考。     

棉花纤维品质分子育种的现状及展望

棉纤维是重要的纺织工业原料。随着人民群众对衣着要求的普遍提高,纺工部门引入高效快速的纺纱技术,对棉花品种的总体纤维品质,提出了更高的要求。目前国内外棉花育种家除了利用常规技术外,还大规模开展了棉纤维品质改良的分子育种研究。本文综述了国内外利用克隆出的棉纤维发育基因以及外源基因开展棉纤维品质改良的转基因育种和棉纤维优质基因的分子标记筛选和辅助选择育种的研究进展。同时,根据我国目前棉花品种品质水平、生产状况,提出了棉花品质育种策略。     

我国棉花遗传育种进展与展望

本文分析了国内外棉花育种的现状及原棉品质类型多样化、抗性育种目标不断提高、品质分布生态区域差异受到重视,利用杂种优势的范围逐步扩大、多用途类型品种深入研究五大发展趋势,从品种改良和品种更换的角度阐明了我国棉花育种的七个重要阶段和目前存在的三个热点问题,提出了我国棉花育种的新思路及对策。     

棉花分子育种研究进展

本文主要综述了我国近２０年来棉花分子育种在理论基础、技术方法、育种机理以及新品种培育等方面研究取得的成就及新进展，并讨论了棉花分子育种的发展方向     

中国小麦育种进展与展望

近10年我国小麦育种研究在3个方面取得新进展：育成一批高产优质多抗新品种,周8425B、鲁麦14和普通小麦-簇毛麦6VS/6AL易位系在全国小麦育种中发挥了重要作用,育种技术研究也取得重要进展。但育种工作也存在4个主要问题。从育种角度评述分子标记辅助育种中连锁标记和功能标记的研究现状和存在的主要问题,并提出今后的重点领域。概括小麦品质研究中与育种密切相关的实用技术和方法,即面包、面条和饼干品质育种中的品质评价方法和选择指标,建议今后加强5个方面的工作。对未来小麦育种4个重要问题做了分析,提出国内进一步加强高产潜力研究的初步设想,建议加大持久抗性的研究力度,重视抗旱、抗热及适应性等与气候变化相关性状的研究,还分析了种业商业化等问题。     

作物分子设计育种

优质、多抗、抗逆和高产作物新品种的选育和推广是实现我国粮食安全的重要途径。目前大多数育种工作仍然建立在表型选择和育种家的经验之上,育种效率低下;另一方面,生物信息数据库积累的数据量极其庞大,由于缺乏必要的数据整合技术,可资育种工作者利用的信息却非常有限。作物分子设计育种将在多层次水平上研究植物体所有成分的网络互作行为和在生长发育过程中对环境反应的动力学行为;继而使用各种“组学”数据,在计算机平台上对植物体的生长、发育和对外界反应行为进行预测;然后根据具体育种目标,构建品种设计的蓝图;最终结合育种实践培育出符合设计要求的农作物新品种。设计育种的核心是建立以分子设计为目标的育种理论和技术体系,通过各种技术的集成与整合,对生物体从基因（分子）到整体（系统）不同层次进行设计和操作,在实验室对育种程序中的各种因素进行模拟、筛选和优化,提出最佳的亲本选配和后代选择策略,实现从传统的“经验育种”到定向、高效的“精确育种”的转化,以大幅度提高育种效率。     

棉花基因组育种现状与展望

概述了近十年来棉花基因组育种研究现状。针对目前棉花基因组育种中存在的普遍问题,借鉴其它作物的基因组育种经验,提出棉花基因组育种的发展对策。     

水稻品种设计与分子育种

随着水稻基因组计划的深入开展,水稻品种设计的诸项条件已经具备。为了实现快周期、持续性、定向性品种改良,已有一些分子改良的尝试和成功例证。针对常规育种和分子育种相脱节的突出问题和倾向,品种设计与分子育种必须定位大量QTL并对其进行评价。品种设计与分子育种的核心是积累不同品种的有益变异和组合形式,利用MAS、图示基因型、强化改良回交、计算机辅助育种等多种途径和综合育种技术培育骨干系,对品种进行持续定向改良。     

生物技术在棉花育种中的应用

棉花生物技术在细胞工程及基因工程等方面已取得了较大进展.细胞工程中,通过胚珠培养、体细胞培养等技术获得了一些新种质材料;基因工程方面,随着农杆菌介导法、基因枪轰击法及花粉管通道法等技术的突破,在棉花抗病虫害和及抗除草剂等方面的育种获得成功,相应的新品种已开始了商业化生产.我国棉花生物技术在抗棉铃虫等方面达到世界领先水平,其他方面尚有差距.棉花生物技术上应加强基因工程的实效性,同时加大细胞工程的研究力度.本文综述了棉花生物技术的研究历程,总结了其在我国棉花育种中的应用进展和取得的成就,分析了我国棉花生物技术存在的主要问题,提出了相应的发展对策与建议.     

DNA分子标记技术在小麦育种研究中的应用进展

DNA分子标记技术依靠提供准确、稳定可靠的DNA水平的遗传标记,在小麦的抗性基因、育性基因及产量性状基因的标记方面的研究提供了理论基础.文章针对小麦DNA分子标记技术在小麦育种研究中的现状,综述了DNA分子标记技术的发展及其在与小麦育种有关研究上的应用进展,以期为DNA分子标记技术在小麦育种科学研究上的进一步发展提供借鉴.     

离子束生物技术在棉花育种中的应用述评

近年来，离子束生物技术在农作物育种研究中取得了很大进展。本文主要总结了离子注入诱变技术和离子束介导转基因技术在棉花育种中的应用现状，对存在的问题进行了分析，论述了离子束生物技术在棉花育种中的应用前景。     

分子标记在玉米遗传育种中的应用及展望

分子标记技术的快速发展,为分子标记辅助选择育种提供了便利,有利于加快育种进程。本文概述了各种常用分子标记RFLP、RAPD、AFLP、SSR、SNP的原理;以及近年来分子标记技术在中国玉米遗传多样性、杂种优势及杂种产量的预测、目标基因定位、指纹图谱构建和杂交种子纯度鉴定等研究方面的应用;并简单提出了分子标记技术在未来玉米育种研究中的应用前景和发展方向。     

中国作物分子设计育种

分子设计育种通过多种技术的集成与整合,对育种程序中的诸多因素进行模拟、筛选和优化,提出最佳的符合育种目标的基因型以及实现目标基因型的亲本选配和后代选择策略,以提高作物育种中的预见性和育种效率,实现从传统的“经验育种”到定向、高效的“精确育种”的转化。分子设计育种主要包含以下3个步骤：(1)研究目标性状基因以及基因间的相互关系,即找基因(或生产品种的原材料),这一步骤包括构建遗传群体、筛选多态性标记、构建遗传连锁图谱、数量性状表型鉴定和遗传分析等内容;(2)根据不同生态环境条件下的育种目标设计目标基因型,即找目标(或设计品种原型),这一步骤利用已经鉴定出的各种重要育种性状的基因信息,包括基因在染色体上的位置、遗传效应、基因到性状的生化网络和表达途径、基因之间的互作、基因与遗传背景和环境之间的互作等,模拟预测各种可能基因型的表现型,从中选择符合特定育种目标的基因型;(3)选育目标基因型的途径分析,即找途径(或制定生产品种的育种方案)。本文评述近几年来我国在遗传研究材料创新、重要性状遗传分析、育种模拟工具开发和应用、设计育种实践、分子设计育种技术体系建设等方面取得的重要进展,结合国内外研究现状对分子设计育种的未来进行展望,最后指出我国近期应加强育种预测方法和工具、基因和环境互作、遗传交配设计、作物功能基因组学、生物信息学方法和工具、设计育种技术体系和决策支持平台等领域的研究,同时重视人才培养和团队建设。     

棉花耐黄萎病育种的进展

真菌性病害黄萎病零星发生在灌溉棉区已有多年。在麦克奎尔(Macguarie Valley)流域以及达林当斯(Darling Doans)等地冷凉气候条件下传统性地严重发生。轮作制,尤其是与谷类作物轮作,还有其它栽培措施均可减轻病害的发生。80年代在度过了黄萎病相对发生较轻的阶段后,最近几年有明显回升。在1988～1989年度中,黄萎病广泛发生于从沃伦(Warren)到比洛维纳(Biloela)几乎绝大部分地区。Stephen Allen博士上年度在博尔克(Bourke)甚至发现了相当严重的黄萎病,只是由于夏季炎热,黄萎病害才没有像预计的那么泛滥。     

棉花优异品质及抗性基因挖掘与分子育种

棉花品质、产量、抗性等均是多基因控制的数量性状,其表现型受基因型和环境的共同影响,且纤维品质和产量性状之间存在较大的负相关,采用常规育种手段实现棉花纤维品质与产量的同步改良具难度很大,针对棉花品质、产量、抗性等性状形成的遗传基础这一关键科学问题,棉花品种分子设计研究团队以陆陆种内分离群体、陆海种间分离群体等材料,交叉利用分子数量遗传学、功能基因组学和分子育种学等研究手段,在陆地棉优质品质及抗性基因挖掘、海岛棉优质品质及抗性基因挖掘以及分子标记辅助方法开发及棉花新品种培育等方面取得了一系列研究成果。为棉花品质、产量、抗性性状形成的同步改良奠定了重要基础。     

转基因技术在棉花育种上的应用

综述了转基因技术在棉花遗传改良中的应用,包括棉花抗病、抗虫、抗除草剂、抗逆以及品质改良等方面的最新进展,并对棉花转基因研究中存在的主要问题和今后的研究与应用前景进行分析和展望.     

与棉花纤维强度连锁的主效QTL应用于棉花分子标记辅助育种

本文以黄河流域广泛种植的转基因抗虫棉品种sGK321和sGK9708(中41)为轮回亲本,分别与优质丰产品种太121和高纤维品质渐渗种质系7235杂交的F1代材料杂交并回交,配置了杂交回交组合两套,运用与一个已定位的高强纤维QTL紧密连锁的2个SSR标记,通过对这两套杂交组合的不同世代群体的数据进行分析研究,在sGK321x[(Tai121x7235)xsGK321]组合的F2群体、F2:3群体和sGK9708x[(Tai121×7235)×sGK9708]组合的F2群体、F2:3群体中,有/无标记个体的平均纤维强度分别为29.78 cN/tex//28.19cN/tex、29.35 cN/tex//27.97 cN/tex和29.74 cN/tex//27.65 cN/tex、29.12 cN/tex//27.33cN/tex,差异都达到了极显著水平.本研究表明了此高强纤维主效QTL在不同的遗传背景,经过多代杂交、回交和自交后,能够稳定遗传而且QTL的效应稳定;利用此高强纤维主效QTL的分子标记进行辅助选择提高棉花纤维强度效果是显著的.可以在棉花的苗期或早期世代进行分子标记辅助选择,这为快速有效地改良棉花纤维品质、培育棉花新品种新品系提供了理论依据.并运用此项技术结合其它手段进行优质、抗虫等基因的聚合育种研究,快速有效地改良现有的陆地棉推广品种,创造高产、优质、抗虫棉花新材料或新品系.     

分子标记辅助选择在玉米育种中的应用进展

分子标记辅助选择给玉米育种提供了新的途径,促进了玉米育种的发展。对玉米分子标记辅助选择育种的研究进展、影响因素等方面进行了总结。