分子标记辅助选择育种-u.ppt

,（五）标记辅助选择在育种上的应用,通过基因定位，找到与目标基因紧密连锁的分子标记后，就可以通过该分子标记间接的对目标性状进行选择，此法简称，分子标记辅助选择（MAS).,MAS两个主要应用：,有利基因的转移 基因的累加,1）基因的累加 指将分散在不同品种中的多个有利基因聚合在一起的育种方法。 一些农艺性状的表达呈基因累加作用，传统育种方法无法鉴别一个性状的表达是因一个基因单独作用或是几个基因累加作用，因而对这些性状的选择往往效率不高。 采用分子标记，可先在不同的亲本中进行基因定位，然后通过杂交或回交将不同的基因转移到一个品种中，通过检测与不同基因连锁标记的基因型，来判断一个体是否含有某一基因，以帮助选择。,把控制同一性状的多个基因聚合在一起，使某一性状表现更加突出。例如，把多个水稻抗稻瘟病基因聚合在一起，培育出具有高抗、广谱抗性和持续抗性的水稻新品种。,单性状多个基因的聚合：,3个抗稻瘟病基因的遗传图谱,例子：通过分子标记辅助选择方法聚合水稻抗稻瘟病基因 （Zheng el al. 1995）,C101LACC101A51,C101LACC101PKT,F1,F1,F2,F2,用相邻标记进行选择,Pi-1,Pi-2,Pi-1,Pi-4,Pi-1和Pi-2纯合的植株,Pi-1和Pi-4纯合的植株,F2,标记辅助选择,F1,获得三个抗病基因纯合的植株,三个近等基因系,多个性状基因的聚合：,把控制不同性状的多个基因聚合在一起，使新品种具有多个优良性状。例如，把水稻抗白叶枯病基因与抗稻瘿蚊基因聚合在一起，培育出既抗白叶枯病、又抗稻瘿蚊的水稻新品种。,水稻重要基因的聚合育种,通过把红色种皮基因（Rc）与紫色种皮基因（Pb）聚合在一起，育成了双基因聚合系（RcRc/PbPb），表现为古铜色种皮。,例：紫色种皮基因与红色种皮基因的聚合,2）有利基因的基因转移 为改善某品种的某一性状，常用的方法是以此品种作轮回亲本，以具有 目的性状基因的另一品系为供体，经多次回交，将目的基因从供体亲本转入轮回亲本，从而使轮回亲本的基因型变得更理想。 方法：多代回交结合前景选择（正选择）和背景选择（负选择）,前景选择（正选择）： 保证从每一回交世代选出的作为下一轮回交亲本的个体都包含目的基因。 背景选择（负选择）： 加快遗传背景恢复成轮回亲本基因组的速度，以缩短育种年限； 避免或减轻连锁累赘的问题。,Markeraided transfer of Xa21（Chen Sheng and Zhang Qifa）,基因转移实例1,MH63(Xa21),MH63(CK),华小黑1号的培育,基因转移实例2,用高产品种华粳籼74为受体，黑米品种联鉴33为供体，通过杂交、回交和分子标记辅助选择相结合的方法，将联鉴33的黑米基因所在的染色体片段转移到华粳籼74中去，培育出高产的水稻黑米新品种华小黑1号。 利用分子标记对全基因组的检测，发现华小黑1号除在第4染色体上携带来自供体亲本联鉴33的一个代换片段外，基因组的其余部分与受体亲本华粳籼74相同。该代换片段携带有黑米基因（Pr），该基因可通过与其紧密连锁的位于基因两侧的微卫星标记RM3288和RM5320来检测。,华粳籼74 的基因组,华小黑1号 的基因组 （黑色部分为带有黑米基因的代换片段）,代换片段所在染色体 的遗传图谱,黑米基因所在位置 及其连锁关系,黑米基因两侧 标记的带型,另一方面，分子标记也可用于对整个基因组的选择。在每一次选择目标基因的同时，要求基因组的其余部分尽可能与有利的亲本一致。可以在基因组各染色体上选择多个标记，检测后代各标记基因型。通过图解基因型，选择具有最接近所希望基因型的个体。,对于质量性状，大多数情况下，无需借助于分子标记。 但以下情况，采用分子标记辅助选择可提高选择效率： 表现型测定难度大或费用太高； 表现型只能在个体发育后期才能测量，而育种实践中希望在早期选择时； 除目标性状外，还需对遗传背景进行选择； 质量-数量性状的选择。,质量性状,数量性状的主要遗传特点：表现型与基因型之间缺乏明显的对应关系，且易受环境因素的影响，而传统方法主要依据个体表现型进行选择，这是造成传统育种效率不高的原因。,数量性状,数量性状的标记辅助选择意义很大，但困难也很大，目前多局限在理论研究上，实际成功例子很少，主要原因是： （1）尚无一个数量性状的全部QTL被精细定位出来，无法对数量性状进行全面的标记辅助选择； （2）育种过程中同时对许多目标QTL进行选择相当困难； （3）上位性效应对选择效果影响很大，常使选择达不到预期目的。,提高分子标记辅助选择QTL准确度的方法：,对决定数量性状的QTL的有效分解、准确鉴定和定位；主要取决于作物分子标记连锁图的饱和程度和度量QTL的准确程序。 减少环境因子对QTL的影响，可通过不同地点、不同年份间重复测定QTL分子标记之间的连锁关系评价环境效应。 减少基因型对QTL的影响。 针对性状的遗传率确定选择世代。,一个有效的选择方法是直接依据个体的基因型进行选择 基因型选择。即对每个目标QTL利用其两侧相邻标记或单个紧密连锁的标记进行选择，其原理和方法与质量性状相似。 Hosptial & Charcosse