徐云碧-从分子数量遗传学到分子植物育种

国际上最早的水稻QTL论文之一
博士论文的总结报告 Xu, Yun-Bi, Zong-Tan Shen, Ji-Chen Xu, Ying Chen and LiHuang Zhu. 1993. Mapping quantitative trait loci via restriction fragment length polymorphism markers in rice. Rice Genetics Newsletter 10:135-138.
1
Molecular Quantitative Genetics in China (1990-1994)
数量性状遗传改良的希望和曙光
Paterson, A. H., E. S. Lander, J. D. Hewitt, S. Peterson, S. E. Lincoln and S. D. Tanksley. 1988. Resolution of quantitative traits into Mendelian factors by using a complete linkage map of restriction fragment length polymorphisms. Nature 335:721-726. Received 8 July 1988 Accepted 9 September 1988 Google 被引用次数：1155 (8:25am, Aug 24, 2011) Lander, E. S. and D. Botstein. 1989. Mapping Mendelian factors underlying quantitative traits using RFLP linkage maps. Genetics 121:185-199. Manuscript received August 2, 1988 Accepted for publication October 6, 1988 Google被引用次数：3614 (8:28am, Aug 24, 2011)
6:09:30am, Aug 25, 2011 7,140,425,569
Challenges in Crop Improvement
Maize
Goff and Salmeron 2004 Scientific American 291(2) 42-49
Yield Gap to Be Filled by Plant Breeding
徐云碧 朱立煌 1994 分子数量遗传学 中国农业出版社， 291页
Xu, Yunbi. and Zhu, Lihuang (1994) Molecular Quantitative Genetics China Agriculture Press, Beijing
分子数量遗传学
目
第 学 第 第 第 第 第 第 第 第 第 第 １ 章 ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ 10 11 章 章 章 章 章 章 章 章 章 章
China National Conference of Quantitative Genetics Aug 25-27, 2011, Chengdu, Sichuan
从《分子数量遗传学》到《分子植物育种》
From Molecular Quantitative Genetics to Molecular Plant Breeding
博士论文
利用DNA限制性片段长度多态性定位水稻数量性状基因
徐云碧, 申宗坦, 徐吉臣, 朱衡, 陈英, 朱立煌, 1994. 利用分子标记连锁图谱进行 水稻数量基因的区间作图。中国科学(B辑) 24:971-976 徐云碧, 申宗坦, 朱立煌, 陈英, 1994. 水稻形态性状与分子标记的相互关联及其 检测。浙江农业学报 6:1-6 徐云碧, 申宗坦, 陈英, 朱立煌, 1995. 利用最大似然法进行水稻产量基因的分子 作图。遗传学报 22:37-42 徐云碧, 申宗坦, 陈英, 朱立煌, 1995. QTL 区间作图的统计理论和计算机软件及 其应用。作物学报 21:1-8 徐云碧, 申宗坦, 陈英, 朱立煌, 1995. 分子标记与 QTL 之间重组率的最大似然 估计及其程序设计。 中国农业科学 28 (增刊): 56-60 徐云碧, 申宗坦, 陈英, 朱立煌, 1995, 水稻籼粳杂种 F2 群体 RFLP 标记的异常 分离及其染色体分布。植物学报 37:91-96
2
Milestones to Molecular Plant Breeding (1995-2009)
Milestone Publications
Xu, Y. 1997. Quantitative trait loci: separating, pyramiding, and cloning. Plant Breeding Reviews 15:85-139. Xu, Y. 2002. Global view of QTL: Rice as a model. In: M. S. Kang (ed), Quantitative Genetics, Genomics, and Plant Breeding. CAB International, pp.109-134. Xu, Y. 2003. Developing marker-assisted selection strategies for breeding hybrid rice. Plant Breeding Reviews 23:73-174. Xu, Y., S. R. McCouch and Q. Zhang. 2005. How can we use genomics to improve cereals with rice as a reference genome? Plant Molecular Biology 59:7-26. Xu, Y. and J. H. Crouch. 2008. Marker-assisted selection in plant breeding: from publications to practice. Crop Science 48:391–407. Xu, Y. 2010. Whole genome strategies for molecular plant breeding. Third International Conference for Plant Molecular Breeding, Beijing China. Sept, 2010, Beijing, China
5 t/ha
Theoretical Experimental Potential potential Farm Station yield yield
Actual Farm yield
Biological • Variety • Weeds • Pests • Problem soils • Water • Soil fertility Socioeconomic • Costs • Credit • Tradition • Knowledge • Input • Instructions
中国早期的分子数量遗传学
1990-1994
1990 “限制性片段长度多态性在数量基因定位中的应用”。 全国高校青年教师遗 传学进展报告文集, 中国遗传学会, 第303-309页。 1992 “分子标记在数量基因定位中的应用”。遗传14（2）45-48 1992年3-8月 “ 数量遗传的分子基础” 系列讲座，中国科学院遗传所 1993 “发展中的遗传学分支学科—分子数量遗传学”，《遗传学基础理论问题文 集， 北京师范大学出版社，1993年12月 1993年10月 浙江农业大学研究生“ 数量遗传的分子基础” 专题讲座 1994年10月“分子标记在数量基因定位中的应用”， 生物数学专题研讨会， 浙江 农业大学和农学会生物数学分会 1994年11月 “分子数量遗传学研究进展与展望”，全国青年教师遗传学进展报告 会，中国遗传学会，上海农学院 1994年11月 “分子标记在植物数量性状遗传改良中的应用”，第三届全国青年作 物遗传育种讨论会，中国作物学会，南京农业大学。
G + P + E + SE + …
(Modified from Chaudhary 2000)
复杂性状的遗传改良是实现农 业持续高产稳产、养活日益增 长的人口的关键 数量遗传和分子育种是复杂性 状遗lecular Quantitative Genetics in China 2. Milestones to Molecular Plant Breeding 3. Molecular Plant Breeding- Book Introduction 4. Whole Genome Strategies for Molecular Plant Breeding 5. Future Prospects
第 ９ 章 QTL作图: 复合区间作图法
Zeng, Z.-B. 1993. Theoretical basis for separation of multiple linked gene effects in mapping quantitative trait loci. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90:10972-10976. Zeng, Z.-B. 1994. Precision mapping of quantitative trait loci. Genetics 136:1457-1468. Manuscript received June 30, 1993 Accepted for publication December 15, 1993 Published April 1994 Google被引用次数：1953 (Aug 24, 2011)
录
发展中的遗传学分支学科 ── 分子数量遗传 数量性状的生统遗传学基础 遗 传 标 记 遗传图谱构建 群体的遗传结构 QTL作图: 均值-方差分析法 QTL作图: 矩法和最大似然法 QTL作图: 区间作图法 QTL作图: 复合区间作图法 数量性状的选择与育种 QTL分离克隆的战略
分子数量遗传学 (1994)
徐云碧
中国农业科学院作物科学研究所 International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT)
y.xu@
April 11, 2005
World Population: 6,433,862,421 World Arable Land: 8,571,158,583
Plant Breed Rev 15:85-139 (1997) 55 pages
Naïve thinking ….
QTL across environments Near-iso-environments Heterogeneous environments QTL x E interaction Quantitative Genetics and Plant QTL across genetic backgrounds Breeding - an International Homogeneous genetic backgrounds Symposium, March 26-28, 2001, Heterogeneous genetic backgrounds Baton Rouge, LA, USA. Epistasis Alleles at multiple loci Multiple alleles at a locus QTL across growth and developmental stages QTL in association genetics QTL in breeding programmes Selection without test crossing and/or a progeny test Selection independent of environments Selection without laborious field work or intensive laboratory work Selection at an early breeding stage Selection for multiple genes and/or multiple traits Whole genome selection QTL and bioinformatics QTL and functional genomics
Yield gap 0 17.1 For scientists to conceive and breed potential varieties Nontransferable technology Yield gap I Environmental differences
GAP
Yield gap II