[精品]第五章分子标记技巧与植物育种

染色体数目（2n） 46 40
8 42
24 14 7 16
用具有染色体数目和结构变异的材料与染 色体正常的材料杂交，其后代常导致特定 染色体上的基因在减数分裂过程中的分离 和重组发生偏离，由此可以测定基因所在 的染色体及其相对位置。
因此染色体数目和结构的特征可以作为一 种遗传标记。
染色体数目和结构变异常具有相应的形态 学特征，因此可以提高这些标记的鉴定和 利用效率。
在经典遗传学中，遗传多态性是指等位基 因的变异（差异）；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。
遗传标记的特征:
1）可识别性：亲本间存在着多态性（即差 异）。
2）可遗传性：亲本间存在的多态性在后代中 可以重演。
遗传标记的类型: ➢ 形态标记，或可见标记（visible markers） ➢ 细胞学标记 （cytological markers） ➢ 生化标记（ biochemical markers） ➢ DNA标记（DNA markers）
染色体 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
如：水稻IR36初级三体的形态特征
三体名称 三体1 三体 三体3 三体4 三体5 三体6 三体7 三体8 三体9 三体10 三体11 三体12
特征 草状，生长缓慢，高度不育 矮生，小穗短，护颖长，高度不育 完全不育，植株最矮，叶片厚呈革质 植株最高，叶片下垂，叶舌长，可育 叶片短且扭曲，着粒密，结实率高 子粒有芒，叶片厚而卷曲，高度不育 叶片窄而半卷，穗不完全伸出，部分可育 叶片窄卷，叶舌短，子粒短而粗，部分可育 叶片厚而浓绿，茎秆短，小穗最大 叶舌有毛，叶片直立，育性正常 拟正常，需细胞学鉴定 外型呈丛生草状，穗部顶端小穗退化，育性高
lg（4）
标记性状
雄性不育 巨大胚 大粒 披叶 窄叶 脆秆 多柱头 抗稻瘟 抗白叶枯
标记基因
rf-3（1）rf-4（10） ge（7） bk dl（3） nal-1（4）nal-2（11） bc-1（3） bc-3 (2) mp-1(1) mp-2(6) pi-I(6) pi-k (11)
Xa-1(4) Xa-4(11)
形态标记材料的获得方法：一般通过自然 突变、物理或化学诱变来获得具有特定形 态特征的遗传标记材料。
标记与基因的连锁分析方法：通过两点、 三点测验来确定标记基因与目标性状之间 的关系。利用已知位点的标记定位未知位 点的新标记。
形态标记的实质：利用一个性状来推论另 一个性状，或利用一个性状来推论它的遗 传基因
广义的形态标记还包括那些借助简单测试即可识 别的某些性状，如生理生殖特性、抗病虫性等。
如：水稻部分形态标记及标记基因
标记性状
紫色外稃 紫色果皮 褐色果皮 半矮秆 不透明胚乳 糯性胚乳 酚着色 甜性胚乳 舌状叶
标记基因
pr（4） prp-a（1） rc（1） sd1（1） du-1（10） wx（6） Ph（4） sug（8）
第五章 分子标记技术与植物育种
遗传标记－遗传基因－作物育种－农业生产
本章内容提要：
第一节 植物育种常用的遗传标记 第二节 分子标记的类型及原理 第三节 各标记间的联系和相互转化以及高通量
分子标记和自动化分析 第四节 分子遗传图谱的构建和比较基因组作图 第五节 分子标记用于基因定位 第六节 分子标记辅助选择
遗传标记应具备的条件： ①多态性高；
②表现共显性，能够鉴别出纯合基因型和杂 合基因型；
③对主要农艺性状影响小； ④经济方便，容易观察记载。
遗传标记的用途：
（1）遗传研究：连锁分析、基因定位、遗传 作图、基因转移和多样性分析等。
（2）植物育种：辅助选择。
➢在作物育种中，通常把与育种目标性状紧 密连锁的遗传标记用于对目标性状进行追 踪选择、辅助选择以及基因型鉴定。
第一节 植物育种常用的遗传标记
本节内容： 一、形态标记（morphological markers） 二、细胞学标记（ cytological markers ） 三、生化标记（ biochemical markers ） 四、分子标记（ molecular markers ）
概念：遗传标记（genetic marker）——定 义为可以稳定遗传的，易于识别的特殊的 遗传多态性表现型式。
研究表明：染色体的数目和结构的变化， 包括单、缺、三、四体；缺失、易位、倒 位、重复；核型（染色体数、大小、随体 有无、着丝粒位置等）和带型（C带、N带、 G带等）都会引起某些表型性状的变异。因 此，可作为一种遗传标记加以利用。
染色体结构和数量的直接分析方法：染色体核型分 析和染色体带型分析。 染色体核型：染色体数目、大小、随体有无、着丝 粒位置等 ➢ 核型特征指染色体的长度、着丝粒位置和随体有无
形态标记的利用：
大麦中抗杆锈与抗散黑穗病基因连锁，选 一个可连带另一个基因。
棉花芽黄与核雄性不育基因共分离，苗期 可以鉴别可育株和不育株用于制种。
形态标记曾经发挥过很大作用，但其标记 的数量少、周期长、多态性差、易受环境 影响。因此，在育种中应用是非常有限的。
二、细胞学标记
细胞学标记：即能明确显示遗传多态性的 细胞学特征。
遗传标记的发展：
形态标记：简单性状的遗传（普通遗传 学）；
细胞学标记：染色体变异与细胞学特征 （细胞遗传学）；
同工酶标记（蛋白质标记）：同工酶与电 泳技术（生化遗传学）；
分子标记：DNA序列变异与检测技术（分 子遗传学）：
一、形态标记
形态标记：指植物的外部形态特征，是一类容易 观测，使用广泛的标记。典型的形态标记用肉眼 可以识别和观察，也叫可见标记（visible markers），是指在个体上可以看见的遗传标记， 如花色（红花、白花）、株高（高秆、矮秆）， 还有叶形、果色等性状通过观察即可作出判断。
后期染色体的形态
染色体的数量特征：细胞中染色体数目的多少
染色体数量上的遗传多样性
整倍性变异：单倍体、多倍体
非整倍性变异：缺体、单体、三体、端着丝点染 色体等
物种
人类 Homo sapiens 小家鼠 Mus musculus 果蝇 Drosophila melanogaster 小麦 Triticum vulgare 水稻 Oryza sativa 豌豆 Pisum sativum 链孢霉 Neurospora crassa 衣藻 Chlamydomonas reinhardi