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分子标记在遗传育种中的应用

发布时间: 2016-02-29  点击次数: 752次

一、分子图谱的构建 

分子图谱为植物基因克隆,QTL的鉴别和定位、种质资源鉴定、物种进化等研究提供了有利的研究手段。主要包括以下步骤:根据遗传材料之间的多态性确定亲本组合,建立作图群体;群体中不同植株或品系的标记基因型分析;标记间的连锁关系。

二、品种、品系鉴定和杂交种纯度分析

指纹图谱是鉴别品种、品系的有利工具,具有快速、准确等优点。在市场经济的条件下,指纹图谱在检测良种质量(真伪、纯度),防止伪劣种子流入市场,保护名、优、特种质及育成品种的知识产权和育种家的权益等方面均有重要意义。在国外,指纹图谱用来鉴定作物品种的DUS(Distinctness,Unformity, Stability),为品种审定、保存、保护提供依据。

指纹图谱要求:分辨率高,多态性强;重复性好,稳定可靠。亲缘关系分析可为品种、品系的鉴定提供指导,从中选出能区别大多数品种的标记。Weising(1992)发现微卫星DNA(GATA)4是一个多态性好,稳定性强的探针,用该探针可以检测出15个栽培番茄品种差异。

三、亲缘关系分析

DNA标记所检测的是作物基因组DNA水平的差异,因而非常稳定,在分子图谱帮助下对品种之间的比较可覆盖基因组,大大提高了结果的可靠性。可用于品种资源的鉴定与保存,研究作物的起源与发展进化,杂交亲本的选择等。利用分子标记可以确定亲本之间的遗传差异和亲缘关系,从而确定亲本间遗传距离,指导杂交育种亲本选配,减少杂交组合数,有效划分杂种优势群,为提高育种效率提供依据。

通过亲缘关系分析,可以纠正形态分类中一些不恰当的结论以及目前育种工作中存在的一些问题。孟祥栋通过对洋葱、胡葱、大葱的RAPD遗传分析,否定了“胡葱亲缘关系与大葱相近”的观点,而发现胡葱与洋葱亲缘关系较近,并推断胡葱可能是洋葱与大葱杂交后代逐渐进化而来的。张海英通过RAPD分析,发现生产上推广品种由于长期的定向遗传改良,遗传基础已非常狭窄,指出了目前黄瓜育种存在的问题。

四、基因标记及标记辅助育种(Marker-assisted Selection,MAS)

许多性状重要农艺性状表现为质量遗传特点,如抗病、抗虫、雄性不育、自交不亲和性等。质量性状虽然受少数主基因控制,但其中的许多性状仍受遗传背景、微效基因及环境因素影响,表现为数量性状特点。此外,某些病害的发病条件很难创造,某些病害为检疫对象,不允许引进,多种病害接种时可能产生拮抗作用,所有这些都给表型选择造成了困难。

利用与目标性状紧密连锁的分子标记,是进行质量性状选择的有效途径。标记目标性状的方法主要有两个:

(一)Young等人提出近等基因系法(Near-isogenic Lines,NILs)它是通过杂交及多代回交或自交分离而获得的(一般6-8代),除了目标基因外,控制其它性状的位点同轮回亲本(RP)基本一致,该系与原来的轮回亲本就构成了一对近等基因系。检测NIL与RP分子标记多态性的机会取决于回交供体亲本DP和轮回亲本RP的遗传距离,以及NILs中来自供体亲本染色体片段的大小。一般来讲,若DP和RP分属栽培种和野生种,检测到多态性的机率较大,转移的供体亲本的染色体片段较大,则越易检测到多态性分子标记。但回交转移的染色体片段过大则容易导致标记与目标基因连锁程度的降低,以致于出现“假阳性”。NILs的获得需要很长的时间, 至少要回交6代以上。而且会导致一些重要基因的丢失而限制了它的应用。