分子标记辅助选择育种特点和方法
分子标记与辅助选择
4
选择扩增：应用含有接头序列和三个选择核甘酸序 列的引物进行选择扩增。通过这一轮扩增，进一步 降低扩增片段数量，同时一个引物被同位素或荧光 染料标记（也可用银染），电泳后压片检测。
AFLP技术
遗传连锁图谱的构建 亲缘关系和遗传多样性的研究
AFLP标记 技术的应用
种质资源鉴定
分子标记辅助选择育种
基因表达和基因克隆
3应用
随着分子生物学技术的发展，现在DNA分子标记技术已有数十 种，广泛应用于遗传育种、基因组作图、基因定位、物种亲缘 关系鉴别、基因库构建、基因克隆等方面。
分子标记类型
A、基于分子杂交的分子标记 RFLP(限制性片段长度多态性) B、基于PCR技术的分子标记 （1）随机引物： RAPD(随机扩增多态DNA) DAF VNTR
缺点:
SSR标记的建立首先要对为微卫星侧翼序 列进行克隆、测序 、人工合成设计引物以 及标记的定位、 作图等基础性究，因而其 开发有一定的困难，费用也很高。
SSR微卫星标记技术的应用
构建连锁遗 传图谱加快 遗传多样性 的研究
种质资源 鉴定
分子标记 辅助育种
4、AFLP标记
AFLP (amplified fragment length polymorphism) 即扩增性片段长度多态性
寻找与基 因或QTL 紧密连锁 的标记或 侯选基因
寻找与性 状变异有 关的特定 基因（型） 或功能位 点
检 测 选 择
40
影响分子标记辅助选择的因素：
• 数量性状主基因或QTL效应的大小。 • 分子标记与主基因或QTL连锁的紧密程度。 • 主基因或QTL参数（即效应）估计的准确性。 • 数量性状的遗传率。
• 数量性状的遗传机制尚不十分清楚。
分子标记辅助育种技术
分子标记辅助育种技术分子标记辅助育种技术第一节分子标记的类型和作用原理遗传标记是指可以明确反映遗传多态性的生物特征。
在经典遗传学中，遗传多态性是指等位基因的变异。
在现代遗传学中，遗传多态性是指基因组中任何座位上的相对差异。
在遗传学研究中，遗传标记主要应用于连锁分析、基因定位、遗传作图及基因转移等。
在作物育种中，通常将与育种目标性状紧密连锁的遗传标记用来对目标性状进行追踪选择。
在现代分子育种研究中，遗传标记主要用来进行基因定位和辅助选择。
1、形态标记形态标记是指那些能够明确显示遗传多态性的外观性状。
如、株高、穗型、粒色等的相对差异。
形态标记数量少，可鉴别标记基因有限，难以建立饱和的遗传图谱。
有些形态标记受环境的影响，使之在育种的应用中受到限制。
2、细胞学标记细胞学标记是指能够明确显示遗传多态性的细胞学特征。
如染色体的结构特征和数量特征。
核型：染色体的长度、着丝粒位置、随体有无。
可以反映染色体的缺失、重复、倒位、易位。
染色体结构特征带型：染色体经特殊染色显带后，带的颜色深浅、宽窄和位置顺序,可以反映染色体上常染色质和异染色质的分布差异。
染色体数量特征—是指细胞中染色体数目的多少。
染色体数量上的遗传多态性包括整倍体和非整倍体变异。
细胞学标记优点：克服了形态标记易受环境影响的缺点。
缺点：（1）培养这种标记材料需花费大量的人力物力；（2）有些物种对对染色体结构和数目变异的耐受性差，难以获得相应的标记材料；（3）这种标记常常伴有对生物有害的表型效应；（4）观察鉴定比较困难。
3、蛋白质标记用作遗传标记的蛋白质分为酶蛋白质和非酶蛋白质两种。
非酶蛋白质：用种子储藏蛋白质经一维或二维聚丙烯酰胺凝胶电泳，根据显示的蛋白质谱带或点，确定其分子结构和组成的差异。
酶蛋白质：利用非变性淀粉凝胶或聚丙烯酰胺凝胶电泳及特异性染色检测，根据电泳谱带的不同来显示酶蛋白在遗传上的多态性。
蛋白质标记的不足之处：（1）每一种同工酶标记都需特殊的显色方法和技术；（2）某些酶的活性具有发育和组织特异性；（3）标记的数量有限。
辣椒新品种选育与分子标记辅助育种技术
辣椒新品种选育与分子标记辅助育种技术辣椒作为一种重要的调味品和蔬菜作物，受到广大消费者的喜爱。
为了满足市场和消费者的需求，辣椒种植者一直致力于研发新品种，并利用分子标记辅助育种技术来提高效率和准确性。
一、辣椒新品种选育的意义辣椒新品种的选育对于改善辣椒产量、品质和抗病性具有重要意义。
首先，新品种能够适应不同的土壤和气候条件，提高产量和耐受性，从而增加种植者的收益。
其次，提高辣椒品质，如颜色、口感、香味等，可以满足消费者对于食物口感和风味的需求。
最后，抗病性是新品种选育中的重要指标，通过选育出抗病性强的品种，可以减少农药的使用，降低环境污染，提高农产品的安全性。
二、分子标记辅助育种技术的原理分子标记辅助育种技术是利用分子生物学的手段来辅助育种工作的一种方法。
它基于基因组学和遗传学的知识，通过筛选和挖掘物种基因组中的关键标记位点，对植物进行遗传分析和研究，从而提高选育效率和准确性。
分子标记辅助育种技术的主要步骤包括：1. 选择和设计合适的分子标记；2. 提取植物DNA；3. PCR扩增目标序列；4. 电泳分析PCR产物；5. 分析和研究所得数据。
三、利用分子标记辅助育种技术选育新品种的优势分子标记辅助育种技术具有以下几个优势：1. 提高选育效率：通过分子标记辅助育种技术，研究者可以快速筛选和鉴定具有目标性状的个体，减少繁琐的传统选育工作，从而提高选育效率。
2. 精确选育目标：分子标记辅助育种技术可以更准确地定位和鉴定目标基因，选择具有目标性状的个体进行繁殖，避免了传统选育过程中的盲目性和随机性。
3. 提高抗病性和耐逆性：利用分子标记辅助育种技术，研究者可以筛选和鉴定植物的抗病性和耐逆性相关基因，从而选育出具有高抗病性和耐逆性的新品种。
4. 综合利用遗传资源：通过分子标记辅助育种技术，研究者可以对植物的遗传资源进行全面利用和评估，发掘出具有重要农艺性状的基因，为新品种的选育提供更多的选择。
四、分子标记辅助育种技术在辣椒新品种选育中的应用分子标记辅助育种技术在辣椒新品种选育中已经得到了广泛应用。
分子标记辅助的遗传育种实践
分子标记辅助的遗传育种实践分子标记辅助的遗传育种实践遗传育种是农作物改良中的重要手段，为了提高育种效率和准确性，科学家们通过分子标记技术的应用，开展了分子标记辅助的遗传育种实践。
这项技术的出现，极大地促进了农作物育种的进程。
分子标记是一种通过DNA序列检测和分析的方法，可以确定特定基因位点的遗传信息。
借助这项技术，育种者可以更加准确地筛选和选择具有优良基因的个体，从而加速了育种过程中的杂交和选择。
与传统育种相比，分子标记辅助的育种具有更高的效率和准确性。
在实践中，科学家们首先通过分析物种的基因组，发现了与目标性状相关的分子标记。
这些标记可以是单核苷酸多态性（SNP）或简单重复序列（SSR）等。
然后，他们利用这些标记开展杂交和选择。
通过对大量杂交个体进行分子标记的检测，科学家可以快速筛选出携带目标基因的个体，并将其作为亲本进行后续的杂交。
这种方式避免了传统育种中的大量试验和大规模筛选的工作，提高了育种效率。
此外，在分子标记辅助的育种中，科学家还可以利用分子标记数据进行定位和图谱构建。
通过分析标记位点的位置和分布，可以预测携带目标基因的染色体区域，从而缩小育种目标的范围。
同时，构建遗传图谱可以帮助科学家更好地理解物种的遗传结构和基因座位间的连锁关系，为育种的进一步研究提供了基础。
分子标记辅助的遗传育种实践已经在多个农作物中得到了成功应用。
例如，在水稻育种中，通过分子标记技术可以筛选出高产、抗病、抗虫等多种优良性状的基因，从而加速了新品种的培育。
此外，分子标记还可以用于小麦、玉米、大豆等农作物的育种中。
总之，分子标记辅助的遗传育种实践为农作物改良提供了一种高效、准确的方法。
通过利用分子标记技术，育种者可以更加精确地选择优良基因，加速杂交和选择的过程，并为育种研究提供基础。
随着技术的不断发展，分子标记辅助的遗传育种将在农业生产中发挥愈加重要的作用。
分子标记辅助选择在玉米育种中应用
分子标记辅助选择在玉米育种中的应用分子标记的应用极大地提高了性状选择的效率和准确性，在玉米育种中，分子标记辅助选择是通过分析与目标基因紧密连锁的分子标记来判断目标基因是否存在，大大加速目标基因的转移和利用，从而提高回交育种的效率，较早淘汰不利相关性状，设计和培育理想品种，其快速、准确的优越性已在实践中表现。
1 分子标记辅助选择在玉米育种中的应用1.1 品质性状利用分子标记辅助选择在优质蛋白、高赖氨酸等品质性状上取得一定进展。
白鹏飞等（2011）利用分子标记辅助选择构建qpm近等基因系，以phi057为特异性引物，对90个回交群体各世代进行选择，构建出一批来自不同遗传背景的qpm近等基因系。
梁国虎等（2011）利用基因内的分子标记获得的聚合家系不仅保持了良好的糯性，还显著提高了赖氨酸含量。
杨耀迥等（2010）利用与糯玉米隐性基因（w）x紧密连锁的3对ssr标记phio22、phio27和phio61进行辅助选择选育，在甜质s1家系早代实现了隐性纯合wxwx基因的分子标记辅助选择。
1.2 丝黑穗病玉米丝黑穗病是东北地区玉米的限制性病害，每年给农业生产造成巨大的损失。
石红良等（2005）以mo17（抗）×黄早四（感）分离群体，检测到一致性的qtl分别位于bin 2.09和3.04上。
吉林省农科院与中国农大合作玉米丝黑穗病基因定位，已将主效qtlqhsr1定位在第2染色体bin2.09区段内，找到主效qtl，解释36%的表型变异。
在主效qtl区域发展高密度分子标记，继续精细定位，最终将主效qtl限定在分子标记sts6及sts8的170 kb范围内，此区间发展14个分子标记。
吉海莲等（2007，2012）采用元分析技术，获得2个“一致性”抗病qtl，并选用抗玉米丝黑穗病自交系mo17和sh15为供体，与受体感病自交系黄早四和昌7-2构建回交群体（bc3f1＼bc4f2），通过连锁不平衡分析，在染色体2.09和3.04区段发掘和验证2个抗玉米丝黑穗病主效qtl，连锁标记分别为umc2077和phio53或bnlg1965。
分子标记辅助育种技术
分子标记辅助育种技术分子标记辅助育种技术是在水稻、小麦、玉米、大豆、油菜等重要作物上，通过利用与目标性状紧密连锁的DNA分子标记对目标性状进行间接选择，以在早代就能够对目标基因的转移进行准确、稳定的选择，而且克服隐性基因再度利用时识别的困难，从而加速育种进程，提高育种效率，选育抗病、优质、高产的品种。
（一）发展回顾我国的农作物分子标记辅助育种的研究始于90年代初，在过去的近十年时间里，取得了重要的研究进展：1.构建了水稻等作物的染色体遗传图谱；2.构建了水稻染色体物理图谱；3.利用分子标记对我国作物种质资源遗传多样性进行了初步的研究；4.对一些重要的农艺性状进行了定位、作图与标记，相应的基因克隆已在进行。
在基因组计划开展以来的短短的几年时间内，主要农作物的遗传连锁图的绘制均已完成。
1996年我国用RFLP标记对水稻进行作图，构建了水稻12条染色体的完整连锁图。
此后，又构成了有612个标记的水稻遗传连锁图，较好地满足水稻遗传育种工作的需要。
除水稻之外，还绘制了谷子的RFLP连锁图。
构建了大豆分子标记遗传框架图、小麦野生近缘植物小伞山羊草的连锁图以及小麦的第1、第5、第6染色体部分同源群RFLP连锁图等。
1997年，利用广陆矮4号水稻品种构建的BAC文库，建立了631个长度不同的跨叠群。
用水稻遗传图谱上的RFLP标记及STS标记确定了631个跨叠群在水稻12条染色体上的位置，绘制出了水稻的染色体物理图。
该物理图长为352284Kb，覆盖了水稻基因组的92%。
我国近年来对作物的重要性状，如育性基因、抗性基因及产量性状基因的作图与标记方面开展了大量研究工作。
在育性方面，找到了与光敏核不育水稻的光敏不育基因位点连锁的RFLP标记。
定位了水稻不育系5460F的育性隐性单基因tms1，并找到与之紧密连锁（1.2cM）的RFLP标记。
定位水稻野败不育系恢复基因的两个主效基因Rfi3和Rfi4，初步确定了与其中Rfi3基因紧密连锁(2.7cM)的RFLP标记，并已转化为STS标记。
分子标记辅助育种
扩 增 条 带 数 多态性标记数
Amp lified fragments
Poly morp hic fragments
7
7
12
4
9
5
6
4
8
8
10
5
8
5
8
712Βιβλιοθήκη 10976
6
5`-3`序列 Sequen ce
TTC(CCA)5 GAG(CGA)5 GTT(CGA)5 GCC(CGA)5 AAG(CGA)5 ATT(CGA)5 ATC(CGA)5 TAG(CGA)5 TTT(CGA)5 TCC(CGA)5
低 不是 高 少 中等
极高 不是 高 很少 很高
四、分子标记的原理和遗传特点
4.1 RFLP标记
1980年，Botstein和White等构建了人类遗传连 锁图，500多个RFLP位点，定位了Huntington病，CF （囊性纤维化）和癌相关基因（APC，DCC 等）。
4.2 RAPD 标记
1990年，Williams和Welsh等 • 技术：随机合成10-mer引物的PCR • 依赖：引物靶位点的突变 （显性效应）
< SSR标记 >
基本原理：以重复序列及两侧的特 异序列作模板，以与特异序列互补的特 异引物来扩增SSR等位基因，扩增产物在 高浓度的琼脂糖凝胶或聚丙烯酰胺凝胶 上电泳检测。
多态性来源:通常是SSR结构内部重 复单元的数量变化或重复单元的序列变 异引起的。
Simple Sequence Repeats － SSR
耗时
多
成本
高
RAPD 多数显性 较高 1～10
低
10～25
低 不是 低 少 较低
分子标记辅助选择
第十七章分子标记辅助选择育种分子标记：以DNA多态性为基础的遗传标记分子标记的特点：1、遗传多态性高；2、在基因组中大量存在且均匀分布；3、稳定性、重现性好；4、信息量大，分析效率高第一节 分子标记的类型及原理一、分子标记的类型1、以DNA-DNA杂交为基础的DNA标记技术：限制性片段长度多态性标记，简称RFLP标记；可变数目串联重复序列标记，简称VNTR标记；原位杂交，简称ISH2、基于PCR的DNA标记：1）单引物PCR标记；2）双引物选择性扩增的PCR标记；3）通过克隆、测序来构建特殊双引物的PCR标记。
3、基于PCR与限制性内切酶技术相结合的DNA标记。
分为两类：限制性酶切片段的选择性扩增，如AFLP；PCR扩增片段的限制性酶切，如CAPs4、基于单核苷多态性的DNA标记：单核苷酸多态性，简称SNP二、主要分子标记1、RFLP（Restriction Fragment Length po1ymorpams）限制性片段长度多态性1980，Bostein用限制性内切酶酶切不同个体的基因组DNA后，含有与探针序列同源的酶切片段在长度上的差异。
（1）RFLP标记的原理基因组DNA序列上的变化：碱基替换、插入、缺失或重复造成某种限制性内切酶（restriction enzymes ）酶切位点的增加或丧失以及内切酶酶切位点间DNA片段变化（1）RFLP标记的分析步骤（2）RFLP分析探针单拷贝或寡拷贝探针来源：cDNA克隆；基因组克隆（Random Genome）；PCR克隆（3）RFLP标记的特点优点：①数目几乎无限；②共显性；③可以利用现有探针，具有种族特异性；④RFLP标记遍及全基因组；⑥重复性好缺点：成本较高;一个探针只能产生一个多态位点；需要许多克隆探针；所需DNA量大(5～15μg)；易造成环境污染2、RAPD（Random Amplification Polymorphism DNA）随机扩增多态性DNA1990,Williams通过PCR扩增染色体组DNA所获得的长度不同的多态性DNA片段。
分子标记辅助选择育种
玉米分子标记连锁图谱(6-10)
（5）产量①性单状位QT点L分Q析TL分析
玉米产量性状QTL分布（1-5染色体）玉米Βιβλιοθήκη 量性状QTL分布 （6-10染色体）
【三】目标基因的标记筛选
目标基因的标记筛选（gene tagging）是 进行分子标记辅助选择（MAS）育种的基 础。用于MAS育种的分子标记须具备三个 条件：
模拟研究发现随着 QTL 增加，MAS 效率降低。当目标性状由少数几个基 因(1-3)控制时，用标记选择对发掘遗 传潜力特别有效，然而当目标性状由 多个基因控制时，由于需要选择世代 较多，加剧了标记与 QTL 位点重组， 降低了标记选择效果，在少数 QTL 可
8 控制数量性状QTL的划分、定位及其效 应分布
1 标记与连锁基因 (QTL) 间的连锁程度 前景选择的准确性要紧取决于标记与目标基因的
连锁强度，标记与基因连锁得愈紧密，依据标记进 行选择的可靠性就愈高。
此外，重组值r也影响到由该标记位点等位基因分 离产生遗传方差的大小r值越小，遗传方差越大， 数量性状的选择效率越高。
2 性状的遗传率
性状的遗传率极大地影响MAS 选择效率。遗传率较高的性状， 依照表型就可较有把握地对事实 上施选择，如今分子标记提供信 息量较少，MAS效率随性状遗传 率增加而显著降低。利用MAS技
并把目标基因定位于分子图谱上。
（3）简便快捷的标记检测方法。
3.分子标记辅助选择育种的差不多程序： 第一步，目标基因的精细定位，要求目标基因有一个 与其紧
密连锁的分子标记，同时目标基因座位与分子标记座位之 间的遗传距离小于5cM； 第二步，采用RFLP、RAPD、AFLP、SSR等分子标记进行 多态性检测； 第三步，利用计算机分析多态性； 第四步，应用RFLP、RAPD、AFLP、SSR等标记针对育种 群体进行分子标记辅助选择。
(完整版)分子标记辅助选择育种
分子标记辅助选择育种传统的育种主要依赖于植株的表现型选择(Phenotypieal selection)。
环境条件、基因间互作、基因型与环境互作等多种因素会影响表型选择效率。
例如抗病性的鉴定就受发病的条件、植株生理状况、评价标准等影响；品质、产量等数量性状的选择、鉴定工作更困难。
一个优良品种的培育往往需花费7～8年甚至十几年时间。
如何提高选择效率，是育种工作的关键。
育种家在长期的育种实践中不断探索运用遗传标记来提高育种的选择效率与育种预见性。
遗传标记包括形态学标记、细胞学标记、生化标记与分子标记。
棉花的芽黄、番茄的叶型、抗TMV的矮黄标记、水稻的紫色叶鞘等形态性状标记，在育种工作中曾得到一定的应用。
以非整倍体、缺失、倒位、易位等染色体数目、结构变异为基础的细胞学标记，在小麦等作物的基因定位、连锁图谱构建、染色体工程以及外缘基因鉴定中起到重要的作用，但许多作物难以获得这类标记。
生化标记主要是利用基因的表达产物如同工酶与贮藏蛋白，在一定程度上反映基因型差异。
它们在小麦、玉米等作物遗传育种中得到应用。
但是它们多态性低，且受植株发育阶段与环境条件及温度、电泳条件等影响，难以满足遗传育种工作需要。
以DNA多态性为基础的分子标记，目前已在作物遗传图谱构建、重要农艺性状基因的标记定位、种质资源的遗传多样性分析与品种指纹图谱及纯度鉴定等方面得到广泛应用，尤其是分子标记辅助选择(molecular marker-as—sisted selection，MAS)育种更受到人们的重视。
第一节分子标记的类型和作用原理一、分子标记的类型和特点按技术特性，分子标记可分为三大类。
第一类是以分子杂交为基础的DNA标记技术，主要有限制性片段长度多态性标记(Restriction fragment length polymorphisms，RFLP标记)；第二类是以聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction，PCR反应)为基础的各种DNA指纹技术。
分子标记的发展及分子标记辅助育种
分子标记的发展及分子标记辅助育种分子标记是一种分子生物学技术，利用分子标记可以对生物体进行精确的鉴定和分类，从而为种质资源的收集、保存和利用提供了科学依据，也为育种研究提供了有力的工具。
在过去的几十年里，分子标记在植物和动物育种中的应用得到了快速的发展，并取得了显著的成果。
分子标记的发展始于20世纪80年代初，当时人们发现了一种短序列的DNA片段可以在不同个体之间显示出遗传多样性，这是由于这些DNA片段的序列差异引起的。
这些DNA片段被称为分子标记，通过对它们进行分析可以对个体之间的遗传关系和遗传多样性进行研究。
最早被应用的分子标记技术是限制性片段长度多态性（RFLP），它通过酶切基因组DNA并利用凝胶电泳分析鉴定目标DNA片段。
随着技术的不断进步，研究者们开发了更多的分子标记技术，如随机扩增多态性DNA（RAPD）、简单重复序列（SSR）、单核苷酸多态性（SNP）等。
这些技术的应用使得分子标记研究更加快速、精确和可行，并且具有较高的标记密度和遗传显著性。
分子标记辅助育种是一种利用分子标记技术辅助繁殖和选育目标生物种的育种方法。
通过对目标性状的分子标记进行检测和分析，可以提高育种效率和精确性。
分子标记可以用来鉴定和筛选出具有良好性状的亲本，进行遗传多样性分析，生成遗传地图，以及进行分子辅助选择等。
分子标记辅助育种可以节省时间和人力，并且提高了育种的预测能力和成功率。
在植物育种中，分子标记辅助育种已经取得了显著成果。
例如，通过利用分子标记鉴定具有抗病性的基因或性状，育种者可以选择更适应特定环境或具有更好品质的材料，从而加速育种进程。
此外，分子标记辅助选育还可以用于配制亲本材料，避免不受欢迎的亲缘关系交配，从而提高杂交育种的成功率。
在动物育种中，分子标记辅助育种也得到了广泛应用。
例如，通过对动物基因组进行分子标记分析，可以提高畜禽在繁殖、营养和抗病等方面的性能。
另外，分子标记辅助选择还可以用于肉用动物的品质评估和选育，对于提高畜禽产品的品质和市场竞争力具有重要意义。
分子标记辅助选择育种
图谱制作的统计学原理 ①两点测验 两位点存在连锁r＜0 5的概率与不连锁的概率r=0 5比
概率之比可用似然比统计量来表示 似然函数L Lr/ L0 5
为确定两位点之间存在连锁;一般要求似然比大于1000;即LOD ＞3；而否定连锁的存在;则要求似然比小于100;即LOD＜2
②多点测验
3 标记基因型检测 检测作图群体的个体株系的分子标记基因型
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12••••••
P1 P2 F1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 B HAAH HAH B A A H H H A B H A B A H H
4 图谱构建软件 利用DNA标记数据;通过作图软件构建连锁图谱 MAPMKER/EXE3 0 Map manger QTX20 Joinmap
P1
×
P2
F1
F2
BC1群体
重组近交系群体
recombinant inbred lines ;RIL
RIL群体是杂交后代经过多代 自交而产生的一种作图群体;通 常从F2代开始;采用单粒的方 法建立 常自交67代
DH群体 单倍体经过染色体加倍形成的二倍体
近等基因系群体
Nearisogeneic linesNIL 一组遗传背景相同或相近;只在个别区段存在差异 的株系
二 主要分子标记
1 RFLPRestriction Fragment Length po1ymorpams 限制性片段长度多态性 1980;Bostein
用限制性内切酶酶切不同个体的基因组DNA后;含有 与探针序列同源的酶切片段在长度上的差异
1RFLP标记的原理
水稻育种中的分子标记辅助选择技术
水稻育种中的分子标记辅助选择技术水稻是我国的主要粮食作物之一，也是世界上最为重要的粮食作物之一。
为了满足人们的需求，不仅需要增加产量，还需要提高水稻的抗病性、耐旱性等方面的性状，从而提高稻米的质量和产量。
为了实现水稻优良性状的选育，目前的育种工作中，分子标记辅助选择技术被广泛应用，成为水稻育种的重要手段。
一、什么是分子标记辅助选择技术分子标记辅助选择技术是指利用分子标记技术对水稻种群进行筛选和选择，以实现快速、高效、精准的选育。
分子标记是一种基于DNA序列的分析方法，是利用分子生物学技术分析和鉴定生物体间或同一生物体内不同基因型的分析方法。
通过在DNA序列上标记其不同的基因型，可以识别水稻种群中存在的不同基因型，从而实现对水稻的选育。
二、分子标记辅助选择技术的应用分子标记辅助选择技术在水稻育种中应用广泛。
主要包括四个方面：1.遗传多样性鉴定水稻遗传多样性是指不同地域、不同种类、不同品种水稻之间的遗传变异。
通过分子标记技术可以对水稻的遗传多样性进行鉴定，研究水稻种群之间的亲缘关系，为水稻遗传资源的保护和利用提供重要的科学依据。
2.形态指标筛选水稻的形态指标是指生长发育各阶段的形态特征，包括穗长、穗粒数、茎粗、叶片长度等。
通过分子标记技术，在水稻种群中寻找与形态指标相关的分子标记，可以快速、高效、精准地筛选出拥有优良形态性状的杂交种。
3.抗病性状筛选水稻的抗病性状是指抵御外界环境压力的能力，包括对病害菌的抵御能力、对病害环境的适应能力等。
通过分子标记技术，在水稻种群中寻找与抗病性状相关的分子标记，可以快速、高效、精准地筛选出拥有优良抗病性状的杂交种。
4.耐旱性状筛选水稻的耐旱性状是指适应干旱环境的能力，包括耐旱、耐盐碱、耐寒等。
通过分子标记技术，在水稻种群中寻找与耐旱性状相关的分子标记，可以快速、高效、精准地筛选出拥有优良耐旱性状的杂交种。
三、分子标记辅助选择技术的优点1.快速高效分子标记技术可以快速、高效地对水稻种群进行筛选和鉴定，可以在很短时间内筛选出具有优良性状的水稻种群。
农业科学专业农作物育种的分子标记辅助选择技术研究
农业科学专业农作物育种的分子标记辅助选择技术研究随着人口的增长和食品需求的不断增加，农业科学专业的研究者们面临着巨大的挑战，需要提高农作物的产量和品质。
在这个背景下，分子标记辅助选择技术成为了农作物育种的重要手段之一。
本文将探讨农业科学专业农作物育种的分子标记辅助选择技术的研究进展和应用前景。
一、分子标记辅助选择技术的概述分子标记辅助选择技术是一种利用分子标记对农作物进行选择和育种的方法。
通过分析农作物基因组中的特定位点，可以快速、准确地鉴定和选择具有优良性状的个体。
这种技术不仅可以提高育种效率，还可以减少传统育种中的时间和资源消耗。
二、分子标记辅助选择技术的研究进展1. 分子标记的种类目前，常用的分子标记包括DNA标记、SNP标记和SSR标记等。
这些标记可以通过PCR扩增和测序等方法进行检测和分析。
2. 分子标记的应用分子标记辅助选择技术在农作物育种中的应用非常广泛。
例如，可以利用分子标记对抗病性、耐逆性和品质等性状进行选择。
此外，分子标记还可以用于亲本选择、杂交组合优选和种质资源鉴定等方面。
3. 分子标记辅助选择技术的优势与传统育种方法相比，分子标记辅助选择技术具有以下优势：（1）高效性：可以快速筛选出具有目标性状的个体，提高育种效率；（2）准确性：通过分子标记可以准确鉴定和选择目标基因型；（3）经济性：相对于传统育种方法，分子标记辅助选择技术可以节省时间和资源。
三、分子标记辅助选择技术的应用前景分子标记辅助选择技术在农作物育种中的应用前景非常广阔。
随着分子标记技术的不断发展和完善，我们可以更加精确地选择和改良农作物的性状。
此外，分子标记辅助选择技术还可以与其他育种方法相结合，进一步提高育种效率和品质。
四、分子标记辅助选择技术的挑战和解决方案尽管分子标记辅助选择技术在农作物育种中具有巨大的潜力，但仍然面临一些挑战。
例如，分子标记的选择和设计、标记与性状之间的关联性等问题。
为了解决这些问题，我们需要加强对分子标记技术的研究和应用，提高标记的选择和设计的准确性，加强标记与性状之间的关联性研究。
分子标记辅助选择家禽生产学名词解释
分子标记辅助选择家禽生产学名词解释1. 引言家禽生产学是研究家禽饲养及相关技术的学科。
在家禽生产学中，分子标记辅助选择是一种利用分子标记技术来辅助选择家禽的繁殖和育种的方法。
本文将对分子标记辅助选择、家禽生产学及相关名词进行解释和阐述。
2. 家禽生产学家禽生产学是畜牧兽医学的一个分支学科，主要研究家禽的饲养、繁殖、疾病防治和产品加工等方面的知识和技术。
家禽生产学的目标是通过科学的饲养管理和育种选择，提高家禽的生产效益和产品质量。
家禽生产学涉及的主要内容包括：2.1 家禽的分类和特性家禽包括鸡、鸭、鹅、火鸡等禽类动物。
不同种类的家禽在形态、习性、生理特性等方面存在差异，对其进行分类和了解其特性对于科学饲养和育种选择具有重要意义。
2.2 家禽的饲养管理家禽的饲养管理是指通过合理的饲养措施，提供适宜的饲料、饮水、环境和疾病防控等条件，以满足家禽的生长、发育和繁殖等需求，保证家禽的健康和生产性能。
2.3 家禽的繁殖和育种家禽的繁殖和育种是通过选择优良个体，进行配对交配，以提高家禽的生产性能和适应性。
传统的繁殖和育种方法往往需要长时间的观察和鉴定，而分子标记辅助选择则可以加快育种进程。
3. 分子标记辅助选择3.1 分子标记技术分子标记是指在基因组中存在的可检测的DNA序列，通过特定的实验方法可以将其检测出来。
常用的分子标记技术包括PCR（聚合酶链式反应）、RFLP（限制性片段长度多态性）和SNP（单核苷酸多态性）等。
3.2 分子标记辅助选择的原理分子标记辅助选择是利用分子标记技术对家禽的基因型进行分析，从而预测其表型性状。
通过确定与目标性状相关的分子标记，可以快速、准确地选择具有优良性状的个体。
3.3 分子标记辅助选择的应用分子标记辅助选择在家禽生产学中的应用主要包括以下几个方面：3.3.1 优良基因的筛选通过分析家禽的基因组，可以筛选出与生产性能、抗病性和适应性等相关的优良基因。
这些基因可以用于育种选择，提高家禽的生产效益和抗病能力。
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• 主要包括贮藏蛋白、同工酶和等位酶等。种子中的 贮藏蛋白主要包括白蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷 蛋白四种。不同植物种子中的贮藏蛋白含量不同。
• 生化标记的使用首次突破了把整株样品作为研究材 料进行分析的方式，并可以直接反映基因产物的差 异，受环境的影响较小。但标记数量远远不能满足 实际的需要。
2. 细胞学标记(cytological markers)：
• 是指细胞内染色体的变化，包括染色体数目的变化 (如单体、缺体、三体、四体 )或染色体结构的变异 (如缺失、易位、倒位、重等 )。可通过染色体核型 （染色体数目、大小、随体有无、着丝粒位置等）和 带型（C、N、G等）分析来测定基因所在的染色体及 相对位置，或通过染色体置换等进行基因的定位。
棉花多标记基因材料
品系 基因符号
标记性状
品系 基因符号
标记性状
T586
R1
R2
Y1
T1
P1
N1
Lc1
L20
红株 花瓣斑点
黄花瓣 密生茸毛
黄花粉 光籽
棕色纤维 鸡脚叶
T582
cl1
v1
cu
fg
gl1
丛生铃 芽黄 杯状叶 窄卷苞叶 无腺体
第18章 分子标记辅助育种
普通玉米与高直链淀粉玉米籽粒形态
高
直
普
形态学标记（morphological marker） 细胞学标记(cytological marker) 生化标记(biochemical marker) 分子标记(molecular marker)：DNA分子遗传
标记，或DNA标记。
第18章 分子标记辅助育种
1. 形态标记(morphological markers)： • 是指植物的外部形态特征，如矮秆、白化、黄化、
分子标记辅助选择育种特点和方法
第18章 分子标记辅助育种
作物育种对农业的贡献
• 农作物优良新品种的推广应用在提高产量方面的贡 献率约占40%。
• 建国以来，已先后培育出40多种农作物的5000多个 新品种和组合，使我国农作物品种平均更新了3~4 代，每更新一次，农作物增产约10%-30%。
• 水稻从单季稻改为双季稻、高杆改为矮杆、常规稻 改为杂交稻、常规杂交稻改为超级杂交稻等几次重 大的变革均离不开品种改良。
链
通
淀
玉
粉
米
玉
米
➢ ae基因具有无光泽胚乳的表现型在很多遗传背景 中很容易鉴别。
第18章 分子标记辅助育种
• 形态标记的不足之处 （1）数量有限，而人工培育形态标记材料的周期长； （2）一些形态标记的多态性差，易受环境因素的影 响； （3）一些形态标记对植株的表型影响太大，与不良 性状连锁。
第18章 分子标记辅助育种
第18章 分子标记辅助育种
第一节.遗传标记
遗传标记（genetic marker）:指可追踪染色体、 染色体某一节段、某个基因座在家系中传递的任 何一种遗传特性。它具有两个基本特征，即可遗 传性和可识别性；因此生物的任何有差异表型的 基因突变型均可作为遗传标记。
第18章 分子标记辅助育种
遗传标记的类型
第18章 分子标记辅助育种
• 同工酶(isozyme)：电泳所可区分的同一种酶（系统）的 不同变化。
• 等位酶(allozyme)：由一个位点的不同等位基因编码的 同种酶的不同类型，其功能相同但氨基酸序列不同。
第18章 分子标记辅助育种
4. 分子标记 (molecular markers) • 是指基因组DNA分子水平之间的差异。 • 优越性： （1）直接以DNA的形式表现； （2）数量多，遍及整个基因组，检测位点近乎无限； （3）多态性高，不需要专门创造特殊的遗传材料； （4）不影响目标性状的表达，与不良性状无必然的连
第18章 分子标记辅助育种
• 细胞学标记的不足之处： （1）细胞学标记材料的选育需要花费大量的人力和较
长的时间； （2）某些物种对染色体数目和结构变异反应敏感，有
些则适应变异的能力差； （3）一些不涉及染色体数目、结构变异或带型变异的
性状则难以用细胞学方法检测； （4）难以开展基因的精细定位。
第18章 分子标记辅助育种
第18章 8章 分子标记辅助育种
• PCR由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成
• ①变性：模板DNA经加热至94℃左右，使模板DN A双链解开成为单链，以便它与引物结合；
• ②退火：模板DNA经加热变性成单链后，温度降至 55℃左右，引物与模板DNA单链的互补序列配对 结合成局部双链；
锁； （5）有许多分子标记表现为共显性。
第18章 分子标记辅助育种
第二节 分子标记的主要类型及基本原 理
(一)DNA的半保留复制机 制
第18章 分子标记辅助育种
第18章 分子标记辅助育种
(二)PCR的基本原理
• PCR是一种选择性体外扩增DNA或RNA的方法。D NA模板-引物结合物在Taq DNA聚合酶的作用下， 以dNTP为反应原料，靶序列为模板，按碱基配对 与半保留复制原理，合成一条新的与模板DNA 链 互补的半保留复制链重复循环变性--退火--延伸三 过程，就可获得更多的“半保留复制链”，而且这 种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环 需2～4分钟， 2～3小时就能将待扩目的基因扩增 放大几百万倍。
变态叶、雄性不育等。广义上还包括色素、生理特 征、生殖特性、抗虫抗病性等。 • 形态标记的获得
一般通过自然突变或物化诱变来获得具有特定形 态特征的遗传标记材料，然后通过两点或三点连锁 测定法确定标记基因与目标性状之间的关系。
通过不同标记基因材料之间的相互杂交，可以选 择出具有多个标记基因的材料。
第18章 分子标记辅助育种
第18章 分子标记辅助育种
传统育种手段的不足
• 传统育种一般是首先通过各种途径创造遗传变异， 然后从分离群体的后代中进行优化选择和评价，而 这种选择是建立在植株的表现型基础之上的，这就 要求育种家必须具有丰富的实践经验，而且费时、 费力。
• 作物的许多重要农艺性状为数量性状，如产量等； 或为多基因控制的质量性状，如抗性等；或为表型 难以准确鉴定的性状，如根系活力等。此时根据表 现型来对性状遗传力进行评价是不确切的，因而选 择是低效的。