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植物生物技术第十三章分子标记辅助育种.ppt

花匠小妙招
2024-11-20 11:50

第十四章分子标记辅助育种Marker-assisted breeding 本章重难点分子标记辅助选择的原理分子标记辅助选择的优势分子标记辅助选择的限制因素外源基因的转移与基因聚合遗传变异的发掘、有利基因的重组，目标基因型的选择是作物育种的基础分子标记技术在育种中的应用优异种质的鉴定确定育种亲本间的亲缘关系转移目标基因筛选重组基因型判定品种的真假作物育种基础与环节作物育种的成效取决于三个方面发现和创造育种上有利的遗传变异采用合理先进的育种手段方法，将优良基因重组在一起应用准确有效的选择鉴定技术，筛选出优良的重组类型第一节分子标记辅助选择利用易于鉴定的遗传标记来辅助选择来提高选择效率和降低育种盲目性常规育种过程中基本上应用形态学标记，把与目标基因连锁的、易于识别的性状作为标记，对目标性状进行相关选择大麦中抗秆锈病的基因与抗散黑穗病的基因紧密连锁水稻中紫叶标记基因与恢复基因共分离对质量性状一般是有效的主效基因与数量性状连锁的辅助选择数量性状策略形态标记辅助选择的缺点数量有限一些形态标记常与不良性状连锁多基因控制的重要农艺性状受到环境影响较大表型测量难度较大或误差较大特定的表现时期效率较低一、分子标记辅助选择的遗传基础目标基因选择的正确率选择正确率随重组率的增加而迅速下降。或者说重组值越小，其错选率越低如果要求至少选到一株目标基因型的概率为P，则必须选择具有标记基因型MM的植株的最少数目为重组率高达0.3，只需选择7株具有基因型M/M的植株标记与目标基因间无连锁，重组率为0.5，则至少需选择16株两侧标记作目标基因选择双标记选择的正确率确实比单标记选择高得多 2、背景选择 (background selection) 背景选择的对象几乎包括了整个基因组高密度的分子标记连锁图图示基因型当一个个体中覆盖全基因组的所有标记的基因型都已知时，就可以推测出各个标记座位上等位基因的可能来源(指来自哪个亲本)，进而可以推测出该个体中所有染色体的组成, 即全基因组组成状况的连续的基因型二、分子标记辅助选择的优势克服性状表型鉴定的困难隐性等位基因表现型鉴定难需要特别环境鉴定允许早期选择多性状/基因选择性状评价和选择不具有破坏性全基因组选择显著地减轻连锁累赘的程度，加快育种进程，提高育种效率免除了测交或后代测验早世代选择，减少群体规模三、分子标记辅助选择应具备的主要条件与目标基因紧密连锁的分子标记共分离或紧密连锁的(一般应小于5cM) 简便快捷的标记检测方法检测方法要简单、快速、准确、成本低廉检测过程（包括DNA的提取、分子标记的检测、数据分析等）最好能自动化应有很高的可重复性，且经济实用一套能准确进行多数据处理的计算机分析软件 1. 分子标记辅助选择的限制因素很大程度决定于标记与目的基因或QTL之间的连锁程度连锁不紧密时(r=0.2)、QTL两侧两个遗传标记较一个遗传标记的遗传进度要大38％主要受性状QTL的检测能力、精确性或准确性的影响作图所用的群体大小以及性状遗传力 QTL数目、效应大小一般来说遗传力越高，则MAS效率降低遗传力低的性状，QTL的检测能力和定位准确性会降低 2. 降低分子标记辅助选择的成本微量提取法提取DNA，不需液氮处理的DNA提取技术，在提取过程中不利用特殊化学药品，降低提取缓冲液成本减少PCR反应体积利用多重PCR方法在琼脂糖或聚丙烯酰胺凝胶上多重上样相斥相分子标记第二节分子标记辅助选择的策略一、质量性状的选择前景与背景选择紧密连锁的标记和两侧标记先前景后背景二、数量性状选择 QTL数量与效应定位准确性互作：QTL-QTL, QTL-非QTL三、回交育种－外源基因的转移前景与背景选择 100个个体，100个标记，三代回复到轮回亲本的99.2％，随机选择则需7代去除目标基因两侧供体片段：分子标记需2代；常规方法至少需100代四、基因聚合（gene pyramiding）五、分子标记辅助育种与常规育种结合分子标记辅助选择育种已成为植物育种领域的热点分子标记辅助育种技术与常规育种技术应是相辅相成的分子技术手段只有结合传统育种方法才会为作物遗传改良注入新的活力和生机分子标记辅助育种数量性状基因的转移例子：MAS 提高玉米杂种产量 Stuber et.al. 1994 将Tx303中有利QTL转移到B73的MAS育种方案改良的B73×Mo17测交组合的产量表现将IRBB21中抗病基因Xa21导入到优良恢复系明恢63 12个白叶枯病菌系混合接种鉴定