最新编 分子标记辅助选择育种
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(molecularmarker-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 fragmentlength?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。
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。
14分子标记辅助选择育种
05Insect 05Strength 04Strength
05HUniformity 05Uniformity
04Uniformity 05HLength 05Length 04Length 05HLint 05Lint 04Lint
陆地棉（渝棉1号×T586）F2:7群体QTL定位
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
（2）RFLP标记的分析步骤
（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
• 遗传标记：可遗传的、特殊的、易于识别的表现形式
• 遗传标记类型：形态标记、细胞学标记、生化标记、 分子标记
• 分子标记：直接反应基因组间DNA差异的遗传标记
• 分子标记辅助选择：通过与目标性状的基因紧密连锁 的分子标记来判断控制目标性状的基因是否存在
• 优点：不需要考虑作物生长条件和环境条件；减少基 因互作干扰；快速垒集目标基因，加快育种进程；减 少群体种植规模
特点：数量大
第三节 重要农艺性状基因连锁标记的筛选
一、遗传图谱的构建
A Chromosome Map of Tomato
1、作图群体的建立 （1）亲本的选配
亲本选择的原则
亲本间的DNA多态性丰富； 亲本纯度高； 杂交后代可育。
缺点 分析成本高 DNA的纯度及内切酶质量要求也比较高 甲基化敏感酶易产生假假阳性
4、SSR（Simple Sequence Repeat） 1987，Nakamura 生物基因组内有一种短的重复次数不同的核心序列 可变数目串联重复序列 (Variable number tandem repeat) 简称VNTR
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。
利用分子标记辅助育种
利用分子标记辅助育种一、分子标记辅助育种概述分子标记辅助育种是现代生物技术与传统育种方法相结合的一种高效育种技术。
它利用分子标记与目标基因紧密连锁的特性，在作物育种过程中对目标基因进行追踪和选择，从而显著提高育种效率和准确性。
随着分子生物学技术的不断发展，分子标记辅助育种已成为作物遗传改良的重要手段，在农业生产中发挥着越来越重要的作用。
二、分子标记辅助育种的关键技术1. 分子标记类型- SSR标记（简单重复序列标记）：SSR标记具有多态性高、共显性遗传、重复性好等优点。
其核心是由1 - 6个核苷酸组成的简单重复序列，广泛分布于基因组中。
通过设计特异性引物对SSR区域进行扩增，根据扩增产物的长度多态性来检测个体间的差异。
例如，在水稻育种中，利用SSR 标记可以有效区分不同品种的水稻，为品种鉴定和纯度检测提供了可靠的方法。
- SNP标记（单核苷酸多态性标记）：SNP标记是基因组中单个核苷酸的变异，是最常见的遗传变异类型。
它具有数量多、分布广泛、检测通量高的特点。
SNP标记的检测方法包括基于PCR的方法、芯片技术和新一代测序技术等。
在玉米育种中，SNP标记已被广泛应用于全基因组关联分析（GWAS），用于挖掘与重要农艺性状相关的基因位点，为分子标记辅助选择提供了丰富的标记资源。
- AFLP标记（扩增片段长度多态性标记）：AFLP标记结合了RFLP（限制性片段长度多态性）和PCR技术的优点，具有较高的多态性检测效率。
其原理是通过对基因组DNA进行限制性内切酶酶切，然后连接特定的接头，再进行选择性扩增。
扩增产物通过电泳分离，根据片段长度多态性来分析遗传差异。
在小麦育种中，AFLP标记可用于构建遗传连锁图谱，定位控制小麦抗病性、品质等性状的基因。
2. 目标基因定位与克隆- 连锁分析：连锁分析是通过研究标记与目标基因在染色体上的连锁关系来定位目标基因的方法。
当标记与目标基因紧密连锁时，它们在遗传过程中倾向于一起传递。
第四节分子标记辅助选择育种
MAS技术所选性状的遗传率应在中度(0.3～0.4)
会更好。
3 群体大小和性质
群体大小是制约MAS选择效率的重要因 素之一。一般情况下，MAS群体大小不应小 于200个。选择效率随着群体增加而加大， 特别是在低世代，群体连锁不平衡性越大， MAS效率就越高。由两个自交系杂交产生的 F2群体，其连锁不平衡性往往最大，因而其 MAS效率也较高。
别是81.8%、18.2%、0。
6 世代的影响
在早代(BC1)变异方差大，重组个体多，中 选机率大，因此背景选择时间应在育种早期 世代进行，随着世代的增加，背景选择效率 会逐渐下降 。在早期世代，分子标记与 QTL 的连锁非平衡性较大，随着世代的增加，效 应较大的 QTL 被固定下来，MAS 效率随之降 低。
M
m
R
r
利 用 MAS 的 遗 传 基 础 （以 RFLP 为 例）
RR Rr rr
(1-p)2 2p(1-p) p2
MM类型的分子标记所代表的目标基 因型及其频率
选择的正确率随重 组率影响分子标记辅助选择 (MAS) 的因素
大量理论和实践研究表明，影响 MAS 选择
二、分子标记辅助选择育种的遗传基础 1.分子标记辅助选择的根据
借助分子标记对目标性状的基因型进行选择，主要是根
据与目标基因的紧密连锁的对分子标记基因型的检测来推
测、获知目标基因的基因型。
2.应具备的主要条件
（1）与目标基因紧密连锁的分子标记。 （2）进行分子标记辅助育种需要建立饱和的分子标记图谱 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基本程序：
第一步，目标基因的精细定位，要求目标基因有一个 与其紧
水稻育种的分子标记辅助选择
水稻育种的分子标记辅助选择水稻是世界上最重要的粮食作物之一。
它是许多人的主要食物来源，也是饲料、酒精和纤维的重要来源。
由于全球人口和消费水平的不断增长，水稻的重要性变得越来越突出。
因此，为了满足全球人类的食品需求，水稻生产必须提高产量和质量。
分子标记辅助选择技术已成为现代水稻育种的有效手段，对提高水稻生产具有巨大潜力。
一、水稻育种的前景水稻是世界上最重要的粮食作物，也是最多人口的主要食物。
现在，全球水稻种植面积超过1.5亿公顷，产量约为7亿吨。
然而，如果不采取积极的措施，水稻的生产将难以支持日益增长的人口需求。
因此，提高水稻生产是解决全球粮食安全的重要手段。
二、水稻育种的挑战水稻作为世界上最重要的粮食以及资源压力之一，其对于资源的利用效率、对于产量的提高、抗逆性等方面提出了更高的要求。
在传统的育种方法下，选择和杂交是很多育种项目的基本策略，但是传统育种技术通常需要长时间的观察和人工选择，一年只能进行一次杂交，繁琐低效。
同时，传统的育种方法对于复杂抗性、显性不育等性状的植株产生的新品系的创造是很困难的。
要在较短时间内根据目标基因的序列和表达方式来筛选出理想的育种品种，特别对于多基因性状的选择是一个极具难度的问题。
三、分子标记技术的优势为了解决上述问题，分子标记技术应运而生。
这项技术是基因工程和分子生物学的重要发展，是根据分子遗传学和生物信息学的原理，利用DNA分子序列间的变异、多态性、等位性和杂合性作为选择对象进行育种选择的一种快速高效的选择方法。
其优点主要包括两个方面：1.速度快，结果准确：分子标记技术可以在较短的时间内对样品进行准确高效的分析，比起传统的选择方法效率更高、速度更快。
可以快速准确分析基因型事任何不利条件下水稻植株的特长与短板，为千姿百态的水稻品种选择提供科学依据。
2.可靠性高，带有可预见性：分子标记技术在育种中具有精确可靠性，其结果可以预测。
所以可以在选择植株时，对基因型进行迅速检测，仅选择富含目标基因的杂交植株，同时避免的许多不必要的实验。
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
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。