生物技术玉米育种中的应用选编

• 3、Stock6单倍体育种技术
（3）原 理 选 择 受 精 :即Stock6 花粉粒中 的 2个精核在受精过程中运行的速度不同 往往形成2种不同的单受精形式。
只需2 ～3 代就可育出新自交系， 与基础 材料杂交时，必须用Stock6作父本；杂交 穗数一般100穗以上,以保证单倍体的发生 率。
• 三、单倍体育种应用存在问题： 1、基因的重组率低,难以获得有效的基因型; 2、得到的种子发芽率低, 成苗率更低; 3、孤雌生殖后代的有效快速鉴定等问题。
• 一、分子标记在玉米育种中的应用 1、利用分子标记划分杂种优势群
2、利用分子标记辅助育种(MAS) 3、利用分子标记建立植物品种的指纹图谱 4、利用分子标记探寻优良基因资源。
• 二、分子标记在玉米育种中的应用存在问 题
1、构建玉米分子遗传饱和图谱;
2、探索基因型与表现型之间的关系,进行更 多重要农艺性状基因的精细定位;
第三节 基因工程
• 一、基因工程概念 指运用限制性内切核酸酶、连接酶等酶类 将不同DNA进行体外切割、连接构成重组 DNA ,再将重组DNA经生物介导或直接导 入等转移方法引入受体细胞进行克隆、表 达 ,从而改变生物遗传性以创造生物新种 质,或通过大量扩增为人类提供有用产品 等的技术。
其核心技术是转基因技术。
第三节 基因工程
• 二、玉米转基因技术 1、农杆菌Ti 质粒介导的载体转化技术; 2、利用基因枪导入转化技术； 3、PEG 等的DNA 直接导入转化技术； 4、花粉管通道的转化技术； 5、子房注射的转化技术。
• 三、玉米基因工程应用 1、培育抗病虫的转基因玉米。 2、培育抗除草剂的转基因玉米。 3、培育抗旱、抗寒等抗逆性转基因玉米。 4、培育高淀粉、高蛋白、高氨基酸等优良
第三章 生物技术在玉米育种中 的应用
主要内容
• 第一节细胞工程 • 第二节染色体工程 • 第三节基因工程 • 第四节分子标记 • 第五节生物技术在玉米育种中应用的限制
因素
第一节 细胞工程
• 一、细胞工程概念 以细胞为基本单位,在体外条件下进行培 养、繁殖或人为地使细胞的某些生物学特 性按人们的意志发生改变,从而改良生物 品种和创造新品种,加速动物或植物个体 的繁殖,或获得某些有用的物质的过程。
• 2、缺少有用的基因。
随着分子遗传学研究的发展, 现在育种 家能够鉴定任何有用的基因, 并进行定位 和分离。
• 3、基因沉默, 即新插入的基因常常是关闭 的。
• 二、在利用分子标记方面
1、目前发现的可利用的与功能基因紧密连 锁 的 SSR 标记还很少。
2、自动化程度较低, 所需仪器设备及试剂价 格昂贵。
主要包括孤雄生殖、孤雌生殖、Stock6单 倍体技术。
1、孤雄生殖 一般采用花粉培养,该方法 要经过组织培养的过程,先诱导愈伤组织, 再分化形成再生植株。
2、孤雌生殖通常有两种方法:一是离体子房 培 养 ,二是诱导孤雌生殖(整株) 。
诱导手段包括远缘杂交诱导、辐射诱导、 化学药剂诱导等。
• 3、Stock6单倍体育种技术
3、探索分子标记与常规育种的有效结合途 径;
4、探索自动化程度高,价格低廉的新分子标 记。
第五节 生物技术在玉米育种中应用 的限制因素
• 一、转基因玉米的研究方面 1、生物技术研究费用昂贵。
2、缺少有用的基因。 3、基因沉默。
• 1、生物技术研究费用昂贵。
主要是转化率太低, 转化体系还不是特别 稳定, 玉米的基因型限制还仍然是一个难 题。
• 二、细胞工程核心技术
细胞或组织培养是其核心技术。
玉米组织和细胞培养及再生目的是让外植 体能够高效地诱导出愈伤组织， 建立高效 的体细胞再生体系，从而为玉米的细胞工 程遗传改良，基因工程遗传转化和染色体 工程单倍体育种研究创造有利的条件。
• 三、玉米细胞工程研究进展
LaRue 在 1949年用甜玉米的胚乳做外植 体 ,首次诱导出愈伤组织,但最终未获得再生 植株。 1975 年,Green 和Phillips，获得再生植株。
品质玉米。
• 四、玉米基因工程展望
1、加强遗传工程的基础研究和应用基础研 究；
2、做好有用基因的分离, 载体系统的寻找、 选择和构建, 建立和逐步完善应用技术研究 ；
3、提高玉米转基因的转化率, 完善玉米转基 因的技术体系。
第四节 分子标记
• 一、分子标记技术 1、RFLP 2、RAPD 3、STS 4、SSR 4、AFLP

第二节 染色体工程
• 一、染色体工程 包括染色体操作和染色体组操作。 染色体操作指按设计有计划削减、添加和代 换同种或异种染色体的方法和技术。 染色体组操作指通过染色体组单纯的数量变 化或不同染色体组的合并、拆开等变化来改 变生物体的遗传。 在玉米育种上目前应用最多的是单倍体育种。
• 二、单倍体育种途径
1 Stock6 1950年,Edward H. Coe Jr.博士发 现一 个紫色糊粉层玉米自交系,自交后代产生的单倍 体占2.52%。这些单倍体植株矮小,叶片较窄而 直立,具斑马状或白色条纹,雄花穗不育。 1956 年Coe 将该系命名为Stock6。
2 标记基因 为便于鉴定单倍体胚或胚乳,Coe利用 回交方法把R-nj 基因导入Stock6。R-nj 基因为 显性,使籽粒胚芽尖端和籽粒顶部的糊粉层带紫 色。
3、人为的读带误差, 影响结果的准确性。