分子标记辅助选择技术及其在作物育种上的应用研究

随着现代生物技术的快速发展,分子标记辅助育种在作物育种上的应用研究日益深入。本文从分子标记辅助选择的优越性入手,总结了影响分子标记辅助选择的主要因素,概括了分子标记辅助选择的前提与基础,综述了分子标记辅助选择技术的应用研究,并对分子标记辅助选择目前存在的问题、今后研究策略与展望进行了阐述。     

稻瘟病抗性基因特异性分子标记的开发及应用进展

由稻瘟病菌引起的水稻稻瘟病是影响水稻生产的重要病害之一,培育和合理利用抗性品种是控制稻瘟病最经济有效、环保的措施。虽然DNA分子标记分子已经被广泛用于基于分子标记辅助选择技术(MAS)的水稻抗性育种工作中,但是分子标记辅助选择育种的效率取决于分子标记与目标基因的连锁距离。目前,已经克隆的稻瘟病抗性基因多达26个,其全基因组序列已经公开发表,这将有利于基因特异性分子标记的开发。基因特异性分子标记与基因共分离,在分子育种过程中实现了对目标基因的直接选择,有可能成为未来分子育种技术中鉴定目标基因的主流工具。本研究综述了稻瘟病抗性基因特异性分子标记的开发及应用情况,并对已经开发成功的基因特异性分子标记相关信息进行整合,旨在为育种家在分子标记的选择上提供指导信息。     

基于HRM体系开发抗稻瘟病基因Pi2特异性分子标记

Pi2是一个具有广谱抗性的稻瘟病抗性基因,利用分子标记辅助选择技术选育含有Pi2抗性基因的水稻品种已得到越来越广泛的应用。本研究根据稻瘟病抗性基因Pi2及其复等位基因的序列,利用HRM技术开发与Pi2完全共分离的分子标记,并结合水稻DNA快速提取方法,建立中高通量辅助选择体系。该方法体系准确高效、简便快速、成本低廉,能够大大提高抗病育种选育的效率,为分子标记辅助选择育种或者水稻种质资源Pi2基因型鉴定提供技术选择。     

分子标记在水稻抗稻瘟病育种中的应用

稻瘟病是水稻生产上的重要病害之一，抗病品种的选育和利用是防治该病的有效途径。本文主要综述了分子标记的特点及种类、稻瘟病抗性基因的标记定位以及分子标记辅助选择在抗稻瘟病育种中的应用。     

分子标记辅助选择在回交育种中的两种数学模型及其原理剖析

本文简要剖析了两种分子标记辅助选择在回交育种中的数学模型及应用原理,从数学推导方面阐明了双分子标记与单分子标记在辅助选择方面的效率,证明了在回交选择育种中使用双分子标记可以大大提高辅助选择的效率。     

作物品质性状的分子遗传改良

近年来,人们对蔬菜、水果和农作物的品质要求不断提高,而品质性状多为多基因或寡基因控制的数量性状或数量-质量性状,其表型易受到环境影响。一些品质基因常表现隐性且品质检测操作复杂,制约了品质育种的发展。随着分子标记技术的发展,寻找与优良品质性状紧密连锁的分子标记,并用以进行标记辅助选择育种,将大大提高品质性状选择效率和遗传改良速度,分子标记、分子标记辅助育种和转基因技术将为改善作物品质提供有效手段。总体来说,作物品质在分子水平上的研究尚处于起步阶段,但取得了一些令人鼓舞的成果,本文对小麦、水稻、黄瓜、番茄、西瓜等作物外观品质、营养品质和风味品质在分子水平上的研究进展进行了综述,并探讨转基因技术和分子标记辅助育种在改善作物品质性状方面的前景。     

分子标记辅助选择聚合Xa23、Stvb-i、Pi-13种抗病基因的研究

为了选育抗多种病害的水稻新品种,保证水稻的稳产高产,利用分子标记辅助选择技术,对378份通过常规育种技术与花药培养相结合培育的聚合Xa23、Stvb-i、Pi-1抗病基因的花培后代进行试验研究。结果表明:分子标记辅助选择可快速实现Xa23、Pi-1与Stvb-i抗3种病害基因的聚合,经PCR检测与抗病鉴定,培育出10份抗性遗传稳定、表达高效的粳稻新种质资源。在利用分子标记辅助选择基因型的同时,仍然需要与传统的人工抗病鉴定的表现型结果相结合,才能保证选择的准确率高。     

分子标记技术在辣椒研究中的应用进展

分子标记是生物学研究的一个重要工具,在作物新品种选育等方面发挥着越来越重要的作用。为了构建辣椒分子标记辅助育种技术体系,以实现常规育种技术与现代生物技术的有机结合,归纳了分子标记技术在辣椒种质遗传多样性、分子连锁图谱构建、分子标记辅助选择育种和基因定位等方面的已有研究成果;认为分子标记技术在辣椒上的应用研究系统性还不强、基础分子信息比较缺乏、遗传图谱还不精细,建议在实用新型分子标记开发、核心种质分子信息库建立、优良作图群体及精细遗传图谱构建等方面加强系统深入的研究。     

棉花黄萎病抗性分子标记辅助选择改良研究进展

由大丽轮枝菌引起的棉花黄萎病已成为当前我国棉花可持续生产的主要障碍之一。分子标记辅助选择打破传统表型选择的局限性,实现对基因型的直接选择,有助于提高选择效率。然而分子标记辅助选择在棉花抗黄萎病育种中的应用不充分。概述棉花黄萎病抗性分子标记辅助选择改良的研究进展,讨论改良过程中遇到的问题,在总结相关研究的基础上讨论分子标记辅助选择在棉花抗黄萎病育种中的应用前景,以期为我国棉花抗黄萎病分子育种提供有用信息。     

水稻抗白叶枯病新基因Xa39分子标记有效性的评价

Xa39是一个对水稻白叶枯病具有广谱抗性的显性新基因,在水稻抗白叶枯病育种中具有良好的应用价值和前景。在前期研究中,我们将该基因定位在水稻第11染色体上。本研究利用携带Xa39基因的供体亲本FF329与受体亲本BT4、BT6、BT12、BT18杂交培育出4FL10、4FL14、4FL17、4FL21四个育种F2分离群体,结合人工接种抗病性鉴定,对3个与Xa39紧密连锁的分子标记进行分子标记辅助选择(MAS)有效性比较,筛选高效的PCR分子标记。结果表明,标记RM26985和RM206在上述4个群体中的MAS准确率分别达到95.81%和93.61%,同时使用两者其准确率达到95.59%,上述2个标记在水稻白叶枯病抗性改良育种中可以提高Xa39的选择效率。     

DNA分子标记技术在烟草遗传育种中的应用

从种质资源研究、遗传图谱构建、基因定位及分子标记辅助选择等方面综述了DNA分子标记技术在烟草遗传育种中的应用,并分析了分子标记技术在烟草遗传育种研究中存在的问题及应用前景。     

分子标记辅助选择的修饰回交聚合育种方法及其在棉花上的应用

修饰回交育种法是将杂种品系间杂交和回交方法结合起来,用于棉花多个优良性状聚合的育种改良方法。随着分子标记技术日益完善地用于育种的选择中,我们提出了分子标记辅助选择的修饰回交聚合育种方法。它以生产上推广或即将推广的品种为轮回亲本,将修饰回交育种法和分子标记辅助选择育种相结合,同时对轮回亲本的遗传背景和     

分子标记技术在甜菜育种中的应用

分子标记技术与常规育种技术相互紧密结合能显著提高育种效率。为了更好地阐明分子标记在甜菜育种中的作用,总结了国内外分子标记在甜菜亲缘关系及遗传多样性研究、遗传连锁图谱构建、数量性状基因定位（QTL）、分子标记辅助选择育种、杂种优势及种质鉴定中的研究现状和存在的问题。指出建立相应的高效分子标记辅助选育体系,创造出高产、优质、多抗或具广谱抗性的甜菜种质或品种是甜菜分子育种的研究方向。当前甜菜种质资源鉴定的关键任务是大力开发新型的分子标记进行甜菜种质资源遗传分析,绘制指纹图谱、进一步构建甜菜种质分子身份证。今后应加强对甜菜重要农艺性状基因进行精细定位,充分发掘QTL的信息,构建更为饱和的分子标记连锁图谱。     

An introduction to markers, quantitative trait loci (QTL) mapping and marker-assisted selection for crop improvement: The basic concepts

Recognizing the enormous potential of DNA markers in plant breeding, many agricultural research centers and plant breeding institutes have adopted the capacity for marker development and marker-assisted selection (MAS). However, due to rapid developments in marker technology, statistical methodology for identifying quantitative trait loci (QTLs) and the jargon used by molecular biologists, the utility of DNA markers in plant breeding may not be clearly understood by non-molecular biologists. This review provides an introduction to DNA markers and the concept of polymorphism, linkage analysis and map construction, the principles of QTL analysis and how markers may be applied in breeding programs using MAS. This review has been specifically written for readers who have only a basic knowledge of molecular biology and/or plant genetics. Its format is therefore ideal for conventional plant breeders, physiologists, pathologists, other plant scientists and students.     

单核苷酸多态性在水稻遗传育种中的应用

单核苷酸多态性(SNP)是最新发展起来的继限制性片段多态性(RFLP)、微卫星标记(SSR)后的新一代分子标记,具有分布不均匀、丰度高、检测易实现自动化的特点。SNPs日益成为功能基因组学和分子标记辅助选择等领域研究的主要手段。本文主要介绍SNPs在水稻基因组中的分布、特点、检测及其在遗传育种中的应用。     

小麦×玉米远缘杂交技术以及在单倍体育种上的应用评价

为了提高小麦作物育种选择的精确性和效率,应用小麦亲本杂交后代F1(或F2)代与玉米进行远缘杂交,经激素诱导和组织培养形成单倍体胚及植株,加倍单倍体(DH)育种结合分子标记和性状表达,达到了单代纯化培育小麦新品系的生产能力;本文阐述了小麦×玉米远缘杂交发展进程,分析了小麦×玉米远缘杂交较孤雄生殖、球茎大麦技术等具备的优势...     

利用三个分子标记鉴定大麦Yd2基因型及其在育种辅助选择中的应用

研究分子标记鉴定大麦抗黄矮病基因Yd2的有效性,可为Yd2基因在大麦抗病育种中的广泛应用提供快速有效的分子辅助选择工具。利用与Yd2基因紧密连锁的YLM、CAPS-Ylp和ASPCR-Ylp标记同时检测52份国内外大麦品种(系)与4份大麦F₁杂种的Yd2基因型,同时结合生物学抗性检测的表型分析其有效性。通过对Yd2基因型已知的20份大麦品种(系)及4个F₁杂种的Yd2基因型分析,表明YLM、CAPS-Ylp与ASPCR-Ylp标记可以有效判断大麦Yd2基因型。进一步用这3个标记检测32份Yd2基因型未知的大麦的基因型,鉴定出基因型为Yd2^-/Yd2^-的品种(系) 27份,基因型为Yd2⁺/Yd2⁺的品种(系) 5份。在回交育种的分子辅助选择实例中,从BC₂F₂世代中选出了16个基因型为Yd2⁺/Yd2⁺的单株。3个分子标记结合应用能够快速有效地鉴定大麦Yd2基因型,可用于Yd2基因回交育种中的大规模分子标记辅助选择。     

水稻广亲和基因S5-n的功能标记开发及其应用

广亲和基因S5-n是能够恢复籼、粳杂种育性的基因,利用常规育种方法回交转育广亲和基因需要通过配组杂种F₁,根据F₁的育性判断和选择S5-n,选育周期长,方法繁琐。因此,在广亲和遗传改良和聚合育种中需要寻找一种快速、简便的广亲和基因检测方法。本研究根据水稻广亲和基因和籼粳S-5等位基因序列存在136 bp缺失的特征,设计了InDel标记S5136。前人研究已经明确02428、Dualr、CPSLO17具有S5-n,分子标记S5136 PCR扩增这3个材料的带型为缺失带型,而不携带广亲和基因S5-n的材料的带型为非缺失带型。利用该标记对3037与02428的F₂群体分析表明,该标记能准确区分S5-n、S5-i纯合及杂合基因型,标记基因型符合1∶2∶1比例,没有发生偏分离现象。利用该标记从554份水稻品种资源(O. sativa L.)和27份普通野生稻(O. rufipogen Griff.)以及24份江淮流域杂草稻资源中筛选出具有缺失带型的资源材料13份,并对其PCR产物测序证实为S5-n,对Kasalath的广亲和性进行了初步验证;从20份02428的高世代育种材料中,筛选到携带广亲和基因S5-n的恢复系2份。该标记可以用于S5-n基因资源筛选、分子标记辅助选择育种和培矮64S为母本的杂交种种子纯度鉴定。     

AFLP标记技术在甘薯育种中的应用进展

近年来,AFLP分子标记技术已经逐步应用于甘薯的遗传育种研究中。本文简要概述了AFLP技术在甘薯的起源、进化与亲缘关系研究、遗传多样性分析、连锁图谱构建及基因定位和分子标记辅助育种等的应用进展,并对其发展前景进行了展望。