分子标记辅助选择在作物育种中的应用及展望

分子标记辅助选择(Marker-assisted-selection;MAS)是作物遗传改良的有效工具。随着高通量低成本SNP标记的开发应用和生物信息学的快速发展,MAS的应用拓展到了全基因组选择(Genomic Selection,GS),大大地提高了选择的效率和精准性。因技术和费用的限制,MAS未能广泛应用。为拓展MAS在作物育种中的应用路径,并发挥其最大潜力。通过查阅相关文献,综述了MAS在作物育种中的优势及其应用途径;分析了MAS应用受限的原因所在,并针对具体问题提出了对策;预测了MAS的应用前景:因高通量基因分型及基因组测序技术等的快速发展,未来MAS费用肯定显著降低,选择效率将大幅提升,致使MAS的应用空间更为广阔。

水稻杂种优势遗传机理分子标记辅助高产育种研究

选用三系杂交稻汕优10号，以其保持系珍汕97B为母本、恢复系密阳46为父本，配制组合，建立F2和重组自交系（RIL）群体，检测了控制产量的主效应QTL和上位性QTL，分析了6个产量性状。表型鉴定包括3个试验，F2群体采用一年单株鉴定，RIL群体同时采用重复试验和单株试验两种鉴定方式（连续2年）。在QTL研究基础上，初步实施分子标记辅助选择。

利用分子标记辅助选择培育水稻广亲和保持系

【目的】利用分子标记辅助选择培育水稻广亲和保持系,为水稻籼粳亚种杂种优势利用提供参考。【方法】用4个不育系博A、天A、青A、62A与24个水稻姊妹系杂交,测定其恢保性;同时利用与S5n紧密连锁的SSR标记GXR6对24个姊妹系进行检测;再通过籼粳测交验证其亲和性。【结果】24个姊妹系中除B11、B13、B14、B15外,其余B1-B10、B12、B16-B24等20个姊妹系花粉不育度均达100.0%,对4个不育系博A、青A、天A、62A均保持不育。SSR分子标记检测结果显示,B1、B2、B4-B7、B10-B12、B14-B16、B18-B20、B22、B23等17个姊妹系均携带187R的广亲和基因S5n;但与日本晴和巴利拉测交验证结果显示,仅B1、B4具有亲和性,B9虽未携带S5n却具有亲和性,其测交组合F1代植株结实率极显著高于桂B测交的结实率（P〈0.01）而低于测验种自身的结实率（桂B结实率79.79%,日本晴76.87%,巴利拉73.65%）,B1、B4和B9属于中亲和力品系。【结论】筛选获得的广亲和保持系B1、B4和B9,可用来改造现有不育系,充分发挥籼粳亚种杂种优势,提高杂交水稻产量,具有较好的应用前景。

DNA分子标记在作物杂种优势研究中的应用

ＤＮＡ分子标记是指以ＤＮＡ的多态性为基础的遗传标记，能够稳定遗传，且遗传方式简单。近年来，已有一些ＤＮＡ分子标记技术建立，并已迅速广泛应用于作物遗传育种领域。本文简要介绍了ＲＦＬＰ、ＲＡＰＤ、ＡＰ－ＰＣＲ、ＤＡＦ、ＳＰＡＲｓ、ＳＳＲ锚定ＰＣＲ、ＡＦＬＰｓ、ＡＭＰ－ＦＬＰｓ、ＳＴＲｓ、ＳＳＲｓ、ＣＡＰｓ等１１种ＤＮＡ分子标记的原理和遗传特性，着重概述了其在作物杂种优势预测及机理研究方面的应用进展，探讨了今后的研究展望。

大葱雄性不育分子标记辅助选择的研究

大葱雄性不育在杂种优势利用中具有重要价值 ,传统方法选育不育系效率低 ,分子标记辅助育种可提高育种效率。本研究试图建立大葱雄性不育辅助育种的技术体系 ,加快大葱不育系、保持系的育种进程。利用RAPD技术分析了多态性片段S132 80 0 、S3896 0 、S72 30 0 、S73110 0 、S2 0 0 2 4 0 0 与大葱育性的连锁关系 ,重组率分别为 0、 7 5 %、 0、 4 2 %、 0。其中S132 80 0 、S2 0 0 2 4 0 0 能在多数品种中区分N、S胞质 ,且重组率接近 0 ,用于胞质鉴定具有很高的准确率 ,因而具有较高的利用价值。以S132 80 0 、S2 0 0 2 4 0 0 为探针对不育系和保持系mtDNA的酶切片段进行了Southern杂交分析 ,结果表明它们在N、S胞质中存在多态性 ,预示着它们可能是与大葱CMS相关的片段。鉴于RAPD标记的应用有一定局限性 ,进一步对特异片段S132 80 0 、S2 0 0 2 4 0 0 进行了克隆、测序和SCAR标记转化 ,其中S132 80 0 成功转化为SCAR标记 ,而S2 0 0 2 4 0 0 转化后多态性消失。为进一步降低成本 ,简化了SCAR扩增产物的检测技术 ,初步建立了大葱不育系、保持系分子标记辅助选择的技术体系。研究表明 ,SCAR产物加入EB直接检测存在一定误差 ,而通过快速电泳可以快速、准确地鉴定单株的胞质类型。RAPD标记和SCAR标记在育种?

籼稻与热带粳稻渗入系间的分子标记差异性和杂种优势分析

利用3个籼稻温敏核雄性不育系与9个热带粳稻基因渗入恢复系组配27个杂交稻组合,对杂种优势和产量构成主要因素与亲本间的SSR和SSR RAPD分子遗传距离的关系进行偏相关分析,筛选强优势杂交稻组合。研究结果表明,在籼稻与热带粳稻渗入系的杂种后代中,多数组合的每穗实粒数、总粒数和穗长呈现正竞争优势;杂种比对照的产量竞争优势主要是依靠每穗结实粒数的增加。在产量构成要素中,每穗实粒数与亲本间的SSR和SSR RAPD分子遗传距离显著相关,而有效穗数和千粒重与之不显著相关,表明在籼稻与热带粳稻渗入系间的杂交稻组合中可以通过增加亲本间的遗传距离增加杂种的每穗粒数,提高杂种的产量优势。通过分子标记辅助选择获得的"桂118S×T511"和"T1S×R138"两个杂交水稻组合示范产量分别比对照特优63增16 3%和6 7%,其亲本间的SSR遗传距离分别为0 83和0 71,亲本间分子多态性分别达到51 4%和42 8%,表明适当应用分子标记辅助选择有助于选育强优势杂交水稻组合。

作物杂种优势的分子标记研究进展

分子标记是近年来发展起来的一类新型遗传标记 ,目前已被广泛应用于作物遗传育种的各个领域。

普通小麦、斯卑尔脱小麦、密穗小麦和轮回选择后代材料ISSR分子标记遗传差异研究

首次采用ISSR(Inter SimpleSequenceRepeat)分子标记 ,对我国北方冬麦区普通小麦 (14份 )、斯卑尔脱小麦 (10份 )、密穗小麦 (11份 )和一批以外源小麦为主要血缘的优良轮回选择后代 (12份 )共 4 7份材料进行了遗传差异研究 ,以探讨拓宽杂交小麦育种亲本遗传基础的途径 ,并分析利用ISSR分子标记构建小麦杂种优势群的可行性。所用 11个ISSR引物在 4 7份材料中共扩增出 2 38条带 ,其中 2 0 8条具有多态性 ,占总数的 87.4 %。每个引物可以扩增出 11～ 38条多态性带 ,平均为 18.8条。比较分析发现 ,不同类型材料群体内的ISSR多态性都很高 ,其中以普通小麦最高 (80 .3% ) ,轮回选择后代次之 (78.7% ) ,斯卑尔脱小麦 (75 .0 % )和密穗小麦 (74 .9% )相对较小。遗传距离(GD)计算结果表明 ,不同类型材料群体间的平均遗传距离在 0 .3115～ 0 .344 2之间 ,明显高于不同类型材料群体内的GD平均值 (0 .2 35 1～ 0 .2 74 3) ,特别是轮回选择后代材料与普通小麦、斯卑尔脱小麦和密穗小麦之间也具有较大的遗传差异 ,平均遗传距离分别为 0 .32 17、0 .32 5 6和 0 .3198。聚类结果显示 ,普通小麦、斯卑尔脱小麦、密穗小麦和轮回选择后代材料明显划分为 4大不同类群。斯卑尔脱小麦、密穗小麦及以外源小麦 (含国内 )

DNA分子标记技术与玉米育种

DNA分子标记技术的开发利用使作物育种家有可能直接根据基因型而不只是表现型进行选择,在作物育种工作中起着愈来愈重要的作用。简要综述了近年来分子标记技术在玉米遗传图谱构建、目标基因的标记与定位、遗传多样性研究、品种真实性鉴定、杂种优势预测以及分子标记辅助选择中的应用,对今后研究工作提出了一些建议。

分子标记在作物育种中的应用

近 2 0年来发展了多种分子标记 ,使作物育种学家有可能直接根据基因型而不只是表现型进行选择 ,在作物育种的各个方面具有重要的利用价值。本文简要综述了分子标记在作物育种方面的有关应用 ,主要内容有 :(1)分子图谱构建与基因定位 ;(2 )DNA指纹库的建立 ;(3)标记辅助选择 ;(4)F1杂种优势分析 ;(5 )基于图谱克隆基因。

中国农业科学院系统总结蔬菜杂种优势的分子基础及育种策略

杂交种在产量、早熟性、生长势和抗逆性等方面往往显著优于自交种,但目前蔬菜杂种优势的遗传机制研究仍较薄弱,杂种优势的预测和固定技术尚不成熟;因此,梳理杂种优势的预测、固定和大规模制种技术,进而结合分子标记技术和多组学技术,系统提出蔬菜杂种优势利用的育种策略,成为亟待解决的问题。

分子标记在蔬菜种质资源和育种上的应用

介绍了分子标记技术在蔬菜遗传图谱构建、遗传多样性和亲缘关系、品种(系)指纹图谱构建以及杂种纯度鉴定、基因定位和分子标记辅助选择等领域的应用,并探讨了其应用前景和存在的问题。

分子标记技术在植物育种中的应用

随着植物分子生物学的迅猛发展 ,诞生了许多直接操作DNA的新技术 ,分子标记便是其中之一。这种技术不仅能在分子水平上直接测定出遗传物质DNA的变异性 ,而且还能将正确的育种策略付诸实践加速育种进程。

分子标记技术在水稻育种中的应用

对近 2 0年来发展起来的多种分子标记技术作了简要的介绍。简要地综述了分子标记技术在水稻育种方面的有关应用 ,主要内容有 :( 1 )遗传图谱构建 ;( 2 )杂种优势研究 ;( 3 )水稻重要性状的基因定位。

微卫星标记在家畜遗传育种上的应用

微卫星(microsatellite)标记是20世纪80年代末期发展起来的一种新型的分子遗传标记.近年来,随着国内外学者对其结构、遗传特性等研究的不断深入,人们发现它具有数量多、分布广、多态性丰富、呈孟德尔共显性遗传、检测快速方便等许多优点,越来越多被应用于动植物的遗传育种研究中,加速了动植物的遗传育种进程.

几种农作物细胞质雄性不育恢复基因的定位和分子标记研究进展

利用杂种优势提高作物产量时,生产杂交种的主要授粉控制系统是细胞质雄性不育及其恢复系统。在杂交品种的选育过程中,优良恢复系选育至关重要。为了高效并准确地鉴定选择恢复材料,同时更深入地研究恢复基因的作用机理,近年来植物细胞质雄性不育恢复基因分子标记研究受到了广泛重视。本文综述了主要农作物水稻、油菜、小麦、棉花和玉米等细胞质雄性不育类型恢复基因的定位和分子标记研究进展,并讨论了恢复基因的精确定位和分子标记鉴定在基因克隆和分子标记辅助选择育种中的意义和应用前景。

DNA分子标记与作物数量性状改良

本文综述有关ＤＮＡ分子标记的种类，如ＲＦＬＰ、ＲＡＰＤ、ＡＦＬＰ、小卫星ＤＮＡ和微卫星ＤＮＡ标记及它们各自的特点，作物数量性状基因（ＱＴＬ）定位的基础统计模型和方法有单标记定位、区间作图、复合区间作图等２０余种。还对作物数量性状辅助选择及作物杂种优势预测等方面的进展进行了综述。

提高水稻杂种优势水平的可能途径

杂交水稻的单产处于徘徊状态。提高单产的可靠途径在于扩大双亲的遗传差异 ,进一步提高杂种优势水平。培育“杂交水稻超高产群体理想型”,应用分子标记辅助相互轮回选择法累加不同组群的优势基因和应用分子标记技术挖掘与利用野生稻中的远缘优势基因 。