育种新技术

新的技术，工具和措施提高作物育种
介绍
大多数作物首次驯化约13000至11000 年前。

人类是依赖于作物生存，而从农业的起源一直大力参与开发的作物，更好地满足他们的需求（阿拉德1999）。

在过去几十年育种作出了贡献约50％的贡献，以提高世界粮食作物生产。

然而，养殖厂才开始采用科学的方法在1900年，当时孟德尔的杂交实验中被重新发现。

孟德尔遗传学和随机化发展的统计概念和复制对植物育种方法相当大的影响（哈劳尔等，1988）。

尽管事实作物科学养殖只存在了一个多世纪，它是一门学科。

发展非常迅速。

作物育种的主要目标程序是开发新的基因型的基因优于目前可用于特定的环境中。

为实现这一目标，育种者采用了一系列的选择方法和技术（哈劳尔等，1988；福尔克纳和麦凯1996;阿拉德1999）。

随着世界人口的持续快速增长，变得更加苛刻，对资源的压力不断增大，而气候变化带来进一步的挑战。

该主要食品的供应和需求之间的平衡农作物是脆弱的，刺激了对长期全球粮食担忧安全性。

加快植物育种的需求增加增产潜力，更好地适应干旱及其他非生物胁迫是日益紧迫的问题。

全球人口正面临着提供安全的共同挑战，营养丰富，经济实惠的食品，由于土地的限制，水，能源和气候变化的面貌。

该生物资源的安全可持续开发健康的食品供应，饲料和技术的产品将需要仔细土地牧转向生产更多的系统从少以可持续的方式。

有了这个共同的目标OPTICHINA（育种，以优化中国农业），一在作物育种欧盟- 中国伙伴关系倡议发起在2011年6月。

第一个项目研讨会召开不久，后推出，并专注于新技术和新方法在作物分子育种。

杂志的这期特刊综合植物生物学重点发布和演示讨论的主题在本次研讨会。

新技术的新纪元作物育种
分子遗传学和相关的技术有很大的有助于我们有针对性的继承的理解性状在植物育种中，从而打开的新方法提高育种计划的效率。

高通量测序是在DNA的一个革命性的技术创新测序。

该技术具有得天独厚的特点成本极低的单碱基测序和绝大多数高数据输出。

高等人（2012）使用的新进展高通量测序技术在植物分子育种
高等人（2012）提出的申请进行彻底审查高通量（或下一代）测序技术以基因组学和功能基因组分子育种研究。

这项技术带来了新的研究方法和解决方案，以基因组学和后基因组学的研究领域，并正在领导一场革命分子育种领域。

新的高通量测序技术，驾驶这革命序列生成的大量数据速度更快并且比传统的方法更便宜。

因此，它预计全养殖将开发包含多个优良性状的新超级作物品种。

周等人（2012）编码类胡萝卜素羟化酶影响的积累α-胡萝卜素的玉米籽粒在玉米中，α-胡萝卜素是维生素A的重要组成部分，它可以被转化成维生素A在人体中的一个。

周等人（2012）映射ZmcrtRB3在QTL族就在重组自交系从By804和B73派生（RIL）群体染色体2（斌 2.03），类胡萝卜素有关，性状。

候选基因关联分析，确定了18 多态位点在ZmcrtRB3有显著相关在126不同的黄色的一个或多个类胡萝卜素相关性状玉米重组自交系。

其结果表明，这种酶编码通过ZmcrtRB3起着水解α-胡萝卜素和β-角色胡萝卜素，而在ZmcrtRB3多态性贡献α-胡萝卜素含量更多的变化比β-胡萝卜素。

SNP1343在5'UTR和SNP2172在第二内含子α-胡萝卜素的含量和组成一致的效果，因此，可用于开发功能性标记物应用分子标记辅助选择在维生素原的改进一类胡萝卜素的玉米粒。

于等人来自植物的（2012）的代谢工程（E）-β-法尼烯合成酶基因的一种新型的蚜虫抗性转基因作物
通过专为抗蚜虫转基因作物动作的无毒模式可能是一种有效的策略防治病虫害。

（E）-β-法尼烯（EβF）合成酶催化形成EβF，在报警信息素的主要成分的这些物种中的化学通讯。

工程能够合成和发光EβF可能的作物导致蚜虫的排斥，也是自然的吸引力敌人，从
而减少蚜虫为害。

夏等人（2012）审查蚜虫对宿主植物，植物的防御效果对蚜虫取食和天敌的招聘
对蚜虫的防治。

克隆植物来源EβF合酶基因要连同他们在产生新的蚜虫潜在作用日期通过转基因的方法阻力进行了讨论。

卡布雷拉等（2012）高通量表型和基因组选择：前沿作物育种收敛
基因组选择和高通量的表型最近有迷住了作物育种社会的利益来自公共部门和私营部门世界各地。

主要方面两者有一些案例研究方法一起由卡布雷拉- 矮林等人提出了审查。

（2012年）。

该笔者认为，这两种方法的承诺革新复杂性状，包括生长发育，产量及预测适应压力。

基因组选择和高通量表型有共同的经验方法，使饲养者使用基因组的配置文件或表型无了解基本生物学。

这些经验方法依靠在对广泛的数据收集能力和分析，再加上机器人的进步。

新工具农作物的新时代选育
最重要的特点，植物育种者希望改善连续变化，即它们是数量性状，其中有产量和产量构成因素，最终使用品质改编，以及各种生物和非生物电阻或公差。

了解这些性状的遗传学允许基因型选择的在养殖过程中的应用，并且是从植物育种的变化根本意义在“选择最佳路线”，以一个更“设计主导”的方法包括最佳组合的识别和选择有用的基因组区域。

彻底了解基因背后重要农艺性状的作物会极大地提高农业生产率。

然而，新的工具在确定育种性状的基因是必不可少的。

张等人（2012）的统计力量在检测双基因复合区间作图上位显示常见的F2分离比例上位性是一个普遍观察到的遗传现象，变化的复杂性状，的一个重要来源可保持加性方差，因此保证了长期遗传增益的滋生。

包容性的复合区间作图（ICIM ）是能够识别上位性QTL不管是否在两个相互作用的QTL有任何加成效果。

张等人（2012）进行了仿真研究，以评估检测功率和ICIM上位映射错误发现率（FDR ）考虑F2和DH群体，不同的F2分离率（即通常观察到的上位性）和人口尺寸。

他们的模拟结果表明，估算QTL的位置和效应的无偏，检测上位映射的权力主要受人口大小，上位性遗传，以及数量和分布的遗传效应。

当相同的LOD阈值被使用时，QTL检测功率是在F2群体高于在DH群体;同时罗斯福在F2中也比DH高。

然而，当与添加剂相比QTL定位，需要以更大的人群提高测绘精度，降低误报率。

杨等人（2012）一个连续数量性状位点利用重组衍生的后代精细定位策略虽然已经取得进展的QTL克隆的大多数QTL的保持，因为他们的低遗传未知和表型表现轻微贡献。

杨等。

（2012）总结了关键的优点和缺点当前QTL精细定位方法，然后介绍了基于这两个连续的QTL精细定位策略基因型和后代的重组衍生的表型。

有了这种映射策略，实验误差可能是显着减少，从而揭示了正宗的遗传目标QTL的效应。

这种映射策略已被证明是非常强大的缩小QTL区域，特别是次要效QTL，所揭示的各种抗性的QTL在玉米的精细定位。

周等人。

（2012）的鉴定和精细定位rhm1轨迹抗玉米小斑病玉米
南方玉米大斑病（SCLB），rhm1是一个重大的隐性抗病基因。

为了进一步缩小其遗传位置，赵等人（2012）开发的F2和BC1F1从耐之间的交叉（H95rhm）和人口易感（H95）的父母。

采用新开发的标记，rhm1被映射到个InDel标记之间的8.56 kb的区间IDP961-503和SSR标记A194149-1。

三个多态标记IDP961-504，IDP B2-3和A194149-2被示出以可以共分离rhm1基因，它可以直接使用抗玉米小斑病养殖在玉米。

一个通用的整合资源的遗传和基因组数据
关联表型性状和QTL与致病区域底层的基因组是在农业研究的主要目标。

提出了一个通用的资源整合所谓InterStoreDB以协助这一进程。

个人数据库是独立的物种和通用的设
计，提供访问有关植物种群策划的数据集，表型性状，遗传图谱，标记位点和QTL，链接到功能基因注释和基因组序列数据。

每个组件数据库提供获取相关元数据，包括数据的来源和使用的参数在分析中，从而为用户提供的信息来评估确定任何关联的相对价值。

遗传图谱被可视化，并使用CMAP工具相比，与功能从测序的基因组注释是通过一个提供ENSEMBL 为基础的基因组浏览器。

新途径作物的新时代选育
分子标记技术是影响养殖过程从家长的选择和交叉预测，到渗入的已知基因和人口的增强。

该新办法将支持世界的粮食产量。

阿里和燕（2012）抗病性和分子育种的抵御全球角色威胁
疾病是对全球粮食安全，但植物的潜在威胁已逐渐形成了一种广泛的方法的阵列，以应付与入侵的病原体。

阿里和燕（2012）回顾在抗病的基本用语，作物，重点是抗玉米。

本文综述了，抗病整个机制，侧重于未来研究视角与遗传多样性的作用，关联映射，结合连锁和关联映射和基因组选择在克服这种破坏性全球性的问题。

Masuka等（2012）表现型在玉米非生物胁迫耐受性
种质结合耐受几个复杂的多基因，遗传生物和非生物胁迫将是关键种植系统在气候变化面前的应变能力。

Masuka等（2012）中描述的键字段的表型协议玉米重点是耐旱和低氮。

产量是许多过程的整个工厂的函数周期，涵盖作物性能从而综合性状随着时间的推移或组织水平（即冠层）将提供一个瞬时测量更好的选择，只提供一个给定的植物的过程的快照。

新的分型基于遥感手段进行了介绍，包括无损基于生长相关的参数测量对光谱反射率和红外测温估算植物的水分状况。

曹等（2012）鉴定和主要数量性状基因座在小麦条锈病慢锈性验证
曹等（2012）用重组自交系（RI）人口研究的阻力小麦条锈病株CYR32同时在苗和成株阶段。

在检测到四个电阻的QTL这一人群，其中主要的一条，指定为Yrq1，被定位于染色体2DS的19多态简单重复序列（SSR标记）在RI人口，17个SSR被映射到部分同源群染色体2附近Yrq1区和8个SSR基因上被映射到2.7-cM的区域Yrq1的，提供精细定位丰富的DNA标记Yrq1和分子标记辅助选择在小麦繁殖计划。

Yrq1的有效性进行了验证在一个独立的群体，这表明抗性QTL可以成功地转移到感病品种的改进的抗条锈病。

白等（2012年）的产量相关的QTL及其在水稻遗传改良中的应用
不同的作图群体已被用来探索的QTL控制产量相关性状。

白等（2012 ）审议产量相关QTL定位及其在水稻遗传改良的应用。

主要群体如F2和重组自交系线群已被广泛用于发现在水稻的QTL全基因组，与数百个检测到的产量相关的QTL 。

采用先进的人群，如近等基因系（近等基因系）的是有效率的进一步精细定位和克隆目标的QTL 。

近等基因系为主要鉴别的QTL已经被提出并证实是理想的人口为图位克隆。

到目前为止，20个QTL直接影响水稻产量及其组件已被克隆与NIL - F2群体，并14新粮产量的QTL已在近等基因系得到验证。

该的连续越来越多的分子机制基因正在被揭开神秘面纱，这有助于的理解形成了粮食产量。

有利等位基因的水稻育种在自然栽培和野生稻已被确定已知功能基因与目标性状的关联分析性能。

有利等位基因的最佳组合有可能通过使用功能性标记辅助，以增加粮食产量选择。

帕里和Hawkesford （2012年）的综合方法作物遗传改良
有一种预测需要通过至少增加作物产量70 ％，到2050年，因此，迫切需要开发新的并集成方法，都将增加产量每单位面积同时提高资源的利用农作物的效率。

为了更好地理解这种关系基因型，组分性状和环境之间的多时间，一个多学科的方法，必须采取既了解基本流程，并确定候选基因性状和特征，可用于开发改进的作物。

帕里和Hawkesford （2012）提出了一个综合接近作物遗传改良。

他们认为，分子植物育种有可能提供可观的潜力改进，
一旦构成性状和基因底层的这些特征已经确定。

识别特征将被纳入新的品种使用传统或生物技术工具。