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国际原子能机构第六期培训总结报告 ――突变种质的分子标记选择 郭会君 中国农科院作物科学研究所 我于2006年5月15日至6月16日参加了国际原子能机构（IAEA）在IAEA Seibersdorf实验室举办的“第六期突变种质的分子标记选择”培训班。共有来自中国、孟加拉、巴西、保加利亚、喀麦隆、哥斯达黎加、古巴、印度尼西亚、伊朗、牙买加、利比亚、毛里求斯、蒙古、缅甸、尼日利亚、斯里兰卡、叙利亚、泰国和乌干达19个国家的19名学员参加了此次培训。培训分为学术报告和实验室操作两部分，每个专题的报告和实验都穿插进行，既丰富了学习内容，又加深了学习印象，提高了学习效率。培训包括五个专题：突变体表型选择和遗传分析、各种分子标记特点和应用、原位杂交与反转录转座子标记、TILLING技术及具体应用、群体遗传多样性分析。现总结如下： 突变体表型选择与遗传分析 从对种子的辐射处理方法入手，讲述了辐射处理剂量的选择、处理后种子的种植、后代群体的筛选、数据的遗传分析以及加速诱变育种进程的组织培养技术，包括花药培养与单倍体加倍，微体繁殖等。 这一专题以大麦作为主要作物，分析了目前所获得的各种类型的多种突变体，包括株高（高、矮）、叶色（叶绿素沿叶脉、主叶脉的变化）、叶形、穗型（列数、性状等）、芒型（有、无及卷曲等）、熟期（早、晚）、籽粒（颜色、大小等）以及根（长度、根毛等）等，并田间观察了部分突变体长相和具体的变化特点，结合对数据库中突变体图片的分析，对每种突变都有了更具体的感性认识，从而可以很好的指导以后工作中对小麦突变体的筛选。 为加快育种进程，育种家往往采用细胞工程技术。花药培养与单倍体加倍技术可以使诱变或杂交所获得杂合体通过加倍迅速纯合，缩短育种年限；微体繁殖技术则在无性繁殖中有重要意义，可以在实验室内快速繁殖出大量幼苗用于移栽，同时也可以克服病毒感染等问题。学习期间，大家对各自工作中遇到的问题展开了激烈的讨论，分析了出现问题的具体原因和可能的解决方案，相信对问题的解决会起到积极的作用。 图1：Brain Forster教授在向学员们介绍大麦苗期突变体的情况 分子标记特点与应用 分子标记技术以其不受环境条件影响等优点而得到了迅速而广泛的应用，此次培训主要选择了有一定工作基础的学员进行深入培训，主要讲述这一技术的必威体育精装版进展，应用范围，并解决学员在实际工作中遇到的各种问题。 相对应用比较成熟的分子标记技术包括SSR、AFLP、RAPD和RFLP等，SNP则是近几年发展起来的相对较新的技术，具有高通量和高多态性的特点，在突变体检测中具有重要地位。 分子标记技术广泛应用于系统发生学、生物多样性和生物进化研究。通过对标记信息的聚类分析，构建系统进化树，可以研究不同物种之间的进化关系和同一物种不同品种间的血缘关系；分子标记技术还应用于基因图谱构建与数量性状基因的研究。通过对农艺和经济性状有重要影响的数量基因进行定位（QTLs），分析各个基因的遗传效应，以及基因与环境之间的互作，可以指导育种过程中后代的选择。目前，已经有多个数量性状相关基因通过精细的QTLs分析，图位克隆其基因并应用于实际的育种工作中。 同时，在学习过程中，还特别强调了基础知识的重要性，复习了基本的遗传学定律和后代的基因分离比，这对于提高大家的基础理论水平起到了很好的作用，同时也加强了对现有技术的理解，促进了对后期实验数据的深入分析。 图2：学员们正在进行电泳前的点样工作 原位杂交与反转录转座子标记 原位杂交技术广泛应用于动植物领域内的DNA重复序列或多拷贝的基因家族的染色体定位、杂种亲本染色体的鉴定，染色体的结构分析与染色体物理图谱构建，外源染色质检测，物种进化及亲缘关系等的研究。在此基础上，又先后发展了荧光基因组原位杂交、多色基因组原位杂交和比较基因组原位杂交等多种技术。其原理是根据核酸分子碱基互补配对的原则，将经荧光染料标记的探针外源核酸直接与染色体或DNA纤维切片上的特异片段进行杂交，使荧光素分子偶联的单克隆抗体与探针分子特异结合，通过荧光检测系统(荧光显微镜)检测杂交信号DNA序列在染色体或DNA纤维切片上的目的DNA，进而确定其杂交位点。 图3 基因组荧光原位杂交图（Pat Heslop-Harrison提供） 反转座子是一种可移动的遗传元件，普遍存在于真核生物基因组中。基于反转座子的标记技术的多态性来源于反转座子的结构、组成、分布和反转座的生物学过程。反转录转座子在基因组中的高丰度性使得 LTR 引物可以用来检测反转录转座子之间(IRAP)或是反转录转座子与微卫星之间(REMAP)的关系。这两种技术广泛应用于遗传多样性与系统发育的研究和基因作图与品种鉴定。 TILLING技术与应用 TILLING是一项快速高效检测点突变的新技术，可用于所有生物体的研究。它利用基因组学研究所获