知识手册9分子育种和标记辅助选择培育一个新品种一般-isaaa.PDFVIP

知识手册（19）分子育种和标记辅助选择 知识手册（19） 分子育种和标记辅助选择 培育一个新品种一般来讲需要花费几乎 25 年的时间，而今，生物技术的应用将这一 时间缩短至 7-10 年。标记辅助选择（MAS ）是这些技术中的一个，它使科学家对植物性 状的选择变得既快又容易。 分子捷径 能将一个植物与另一植物区分开来的是植物的遗传 编码物质——DNA ，DNA 被压缩于一对染色体上（遗传 物质链），它们分别来自于双亲。控制植物性状的基因 位于每一条染色体的特定区段。总之，植物的所有基因 构成了它的基因组。 一些性状，例如花色可能被单基因控制。而别的复 杂性状，像作物产量或淀粉含量等可能被多基因控制。 传统上，植物育种家一般依靠自己对植物的表型性状判 断来进行选择。这样的选育方式存在一定的困难，并容易受到环境因素的影响且代价昂 贵——无论在培育新品种本身方面还是从经济角度方面考虑，都使农民遭受损失。 作为一个捷径，现在育种家开始使用标记辅助选择（MAS ）。科学家可以使用分子 或遗传标记来鉴别特定的基因。这些标记是一段组成 DNA 的核酸序列。标记被定位在接 近于目标基因的区段并能够与目标基因一起遗传到下一代（图 1）。由于标记与基因在同 一染色体上的位置非常接近，他们能够连在一起遗传给下一代，这被称作“遗传连锁”。 它帮助科学家可以预测出植物中是否拥有目的基因。如果研究者能够找到与基因紧密连锁 的标记，也意味着找到了基因本身。 为了了解标记在染色体上的位置以及它们与特定基因的距离，科学家绘制了“遗传连 锁图谱”。该图谱显示出标记和基因的位置以及它们与已知基因之间的距离。在植物育种 的一个世代，科学家就可以绘制出详细的图谱。 使用精细遗传图谱和对植物 DNA 的分子结构的详细了解，研究者使用很少量的植物 组织甚至幼苗就可以进行分析。植物组织被分析完毕，科学家就知道在幼苗中是否含有想 要的基因。如果未含目的基因，就可以转移精力分析另外的幼苗，直至最后所分析的植物 都是包含有目的基因的植物。 /kc 1 知识手册（19）分子育种和标记辅助选择 应当被注意的是，标记辅助选择的分子育种的使用范围与基因工程或改良相比而言 存在些许不同：1）它是在作物本身含有目的基因的前提下工作的；2 ）它不能被有效用于 长世代作物（例如柑橘类植物）；3 ）它不能被有效用于无性繁殖的作物，因为它们是不 育的（其主要包括山药、香蕉、车前草、甜马铃薯和木薯）。 图 1. 分子/遗传标记 来源：/dblhelix.jpg 分子标记 几种标记系统已经被发展并被应用于作物领域。其中有限制性片段长度多态性 （RFLPs ），随机扩增片段多态性（RAPDs ），序列标签位点（STS ），扩增片段长度多 态性（AFLPs ），简单重复序列（SSRs ）或微卫星序列和单核苷酸多态性（SNPs ）。表 1 列出了这几种标记系统的优点和缺点。 表 1．最常用的几种分子标记的技术特点比较（Korzum ，2003 ） 特征 RFLPs RAPDs AFLPs SSRs SNPs DNA 用量 (µg) 10 0.02 0.5-1.0 0.05 0.05 DNA 质量要求 高 高 中等 中等 高 是否依赖 PCR 不 是 是 是 是 检测基因座位数 1.0-3.0 1.5-50 20-100 1.0-3