瘦肉型猪遗传改良新技术PPT课件

1 瘦肉型猪遗传改良新技术 提纲 养猪业概况及发展方向生猪育种现状国家生猪遗传改良计划猪遗传改良新技术 养猪业概况及发展趋势 中国是世界第一养猪大国 生猪养殖是我国的传统优势产业 猪肉是我国人民动物蛋白的主要来源 猪肉消费量保持在肉类消费总量的60 以上 2012年 我国人均消费猪肉约35公斤 超过世界平均水平 猪肉消费约占肉类消费总量的63 2012年全国生猪出栏69 628万头 同比增长5 2 年末生猪存栏47 492万头 同比增长1 6 年末能繁母猪存栏为5068万头 同比增加3 猪肉产量5335万吨 增长5 6 占肉类总产量的63 6 湖南是粮猪大省 畜牧业产值占农林牧渔业产值的45 左右 而养猪业产值占畜牧业产值的78 左右 生猪养殖是湖南农业经济中重要的支柱产业 生猪产业的持续健康发展在满足人民消费需求 保证食品安全 促进农民增收 保障农村劳动力就业 发展农村经济以及推动相关产业发展等方面具有重要的意义 主要养猪省份的生产情况 2012年 发展方向 高效 健康 绿色高效 养殖业综合生产效率 资源利用率和劳动产出率显著提高 健康 以动物健康保障人类健康 充足 安全 营养的养殖产品保障人类更高层次的健康需求 绿色 环境友好和生态和谐 我国养猪业发展方向 生猪育种现状 影响动物生产效率的主要技术因素 种 遗传育种料 营养饲料管 饲养管理病 疾病防治 各种因素对动物生产效率的贡献率 相对贡献率 遗传育种 营养饲料 疫病防治 饲养管理 其他 良种是生猪生产的物质基础 猪的育种就是利用现有猪种资源 采用一切可能的手段 改进猪的遗传素质 以期生产出符合市场需求的数量多 质量高的猪肉产品 猪肉外销产品以分割肉为主 以含50 本地猪血缘的二元杂交肉猪来加工分割肉 加工1吨分割肉需原料猪约48头 以含25 本地猪血缘的三杂猪为原料 生产1吨分割肉约需38 40头 若用杜长大三元杂交猪 生产1吨分割肉仅需原料猪32头 与含本地猪血缘25 和50 的二 三元杂交肉猪相比 可分别节约原料猪10 12头和16头 若头平以1500元计 则生产1吨分割肉分别少开支15000 18000元和24000元 加快猪育种改良的紧迫性 中国猪育种工作的现状 20世纪80年代以来 我国从国外引进了较多的瘦肉型种猪 对提高猪的出栏率 胴体重 瘦肉率 良种覆盖率 经济效益等起了重要作用 生猪出栏率从1978年的53 5 提高到2008年的131 7 胴体重从1980年的57 1kg 提高到76 5kg 育肥猪出栏周期从300天左右缩短到180天左右 饲料转化率与 八五 时期相比提高了20 以上 但从总体上看 养猪生产水平仍然低于欧美等发达国家 以出栏率为例 2008年我国为131 7 澳大利亚 法国 英国均在180 以上 德国 丹麦 日本在170 以上 西班牙 荷兰 韩国 美国 加拿大在160 以上 出栏率较低的主要原因是母猪单产不高 肉猪生长速度较慢 上世纪90年代以来 我国生猪遗传改良工作稳步推进 猪的育种技术水平有了很大提高 种猪质量明显改善 对猪的生产性能的提高和养猪业的发展做出了重要贡献 养殖效益明显增加 养猪业得到持续稳定发展 但是 我国生猪遗传改良工作与发达国家相比存在较大差距 引进的优良瘦肉型品种 经选育后还是赶不上同时代国外的猪种 存在的主要问题 1 猪育种结构不合理 育种核心群规模小 2 育种观念落后 太注重眼前利益 缺乏长远目标 3 育种资金投入不足 育种手段落后 5 缺乏牢固的基础性育种工作 6 遗传评估系统不完善 7 人工授精技术推广和普及有待进一步提高 4 缺乏统一的组织 记录系统不完善 由于长期存在重引种轻选育倾向 认为进口种猪便捷 立竿见影 选育费钱费时收效不大 从而花费大量资金盲目进行重复 大批量引进种猪 引进后缺乏继续改良的动力 导致种猪退化 出现引种 退化 再引种 再退化的恶性循环 这对于我国养猪业的可持续发展不利 长期重复 大批量引进种猪 造成 资金大量流失 我国每年引进种猪花费大量美元 2012年引种17789头 平均1922美元 头 用于种猪选育的经费不足 种猪质量难以保证 容易带进疫病 与我国的养猪大国地位不相称 因此 种猪企业应该转变观念 扭转种猪长期依赖进口的局面 加强对引进种猪的选育力度 采取正确的技术路线和育种方法 达到改造 创新的目的 培育有中国特色的瘦肉型猪新品种 系 国外引进瘦肉型猪品种 生长速度快屠宰率和胴体瘦肉率高饲料利用率高繁殖性能较差 丹系 法系除外 肉质欠佳抗逆性较差 原产于美国东北部全身被毛为棕红色生长速度快 杜洛克猪 生长速度快繁殖性能好 外种猪中最高 瘦肉率高 长白猪 生长速度快繁殖性能高 大约克夏猪 大白猪 皮特兰猪生长速度快腿臀肌肉发达具有最高的瘦肉率 原产于比利时 是目前世界上瘦肉率最高的一个猪种 体型外貌 全身大部分为白色 上有黑块 呈花斑状 头中等大小 体型矮短 肌肉发达 特别是臀部丰满 属健美型 杂交利用 由于瘦肉率高 肌肉发达 是良好的终端父本品种 国内近年来用该品种公猪与杜洛克母猪杂交 生产皮杜公猪 再利用皮杜公猪作终端父本 与长大杂母猪配种 对提高商品猪的瘦肉率有良好的效果 巴克夏猪 1770年前后英国引进中国猪 暹罗猪与当地猪杂交 1860年基本育成 为脂肪型品种 第二次世界大战后 选育为瘦肉型 猪体躯长而宽 鼻短而凹 耳直立或稍前倾 胸深臀宽 被毛黑色 并有 六白 四肢下部 鼻端 尾帚为白色 特征 适应力强 生长快 早熟 繁殖力偏低 平均每胎产仔9头左右 巴克夏猪以肉质好著称 采取开放核心群育种体系 ONBS 开放与闭锁相结合 常规育种与分子育种技术相结合 在常规育种技术基础上融入分子标记辅助选择 MAS 分子标记辅助选配 MAM DNA分子诊断等手段 开展种猪选育工作 猪育种的总体思路 根据国内外市场对种猪和商品猪的需要 种猪的选育方向主要向生长快 饲料报酬高 产仔多 瘦肉率高 肉质优良 体型外貌符合市场需求方向选育 采用分化选育 父系种猪侧重生长速度及肉质 母系种猪侧重繁殖性能 选育方向 杜洛克猪的选育目标 选育方向为终端父系种猪 30 100kg日增重900g以上 达100kg体重日龄150d以下 背膘厚10mm以下 饲料转化率2 40以下 胴体瘦肉率66 以上 前后躯发达 全身肌肉结实紧凑 头中等大 背阔胸深 四肢粗壮有力 毛色以棕红为主 长白猪的选育目标 选育方向为母系种猪或在配套系中作第一父系种猪 总产仔数12头以上 产活仔数11头以上 21日龄窝重70kg以上 30 100kg日增重900g以上 达100kg体重日龄155d以下 背膘厚12mm以下 胴体瘦肉率大于66 皮毛全白 头清秀 前躯较丰满 四肢粗壮 体型高长 有效乳头数7对以上 排列均匀 大白猪的选育目标 选育方向为母系种猪或在配套系中作第一父系种猪 总产仔数12头以上 产活仔数11头以上 21日龄窝重70kg以上30 100kg日增重900g以上 达100kg体重日龄155d以下 背膘厚12mm以下 胴体瘦肉率大于66 毛色全白 前后躯发育良好 头中等大 前胸宽深 腹线优美 四肢健壮 体形高长 有效乳头7对以上 排列整齐匀称 获得优良后代 生猪遗传改良方法 育种的两大基本手段选种 选择具有优秀性能的个体做种用 选配 使优秀性能稳定遗传下去 对这三个环节的基本要求是 严格测定 准确测定准确评估 BLUP法强度选择 多留精选 选种的三个环节 性能测定 选种的基础遗传评估 为选种提供依据留种 选种的归宿 20世纪80年代以来 随着人工授精技术的广泛应用 一些国家将动物模型BLUP方法应用于猪的遗传评估中 大大提高了猪遗传改良的速度 猪的生产性能得到很大提高 BLUP 最佳线性无偏预测 具有以下主要优点 能充分利用所有亲属的信息 可以校正固定环境效应 有效地消除由环境原因造成的偏差 能考虑不同群体 不同世代的遗传差异 可以校正选配造成的偏差 当利用个体的多项记录时 可将由于淘汰所造成的偏差降到最低 遗传评估 加拿大加拿大是世界上开展遗传评估工作最早的国家 通过遗传评估 从1980 1996年间 大白猪达100kg体重所需要的时间减少了大约23天 其中遗传评估所起的作用占16天 达100kg体重时猪的背膘厚降低了4 8mm 其中遗传评估所作的贡献是4 2mm 其它猪种中 有关生长速度和背膘厚度的结果也是相似的 同时 母猪年生产能力也逐年提高 给加拿大养猪生产者带来了极大的好处 美国通过建立遗传评估体系 猪的改良效果非常显著 1999年与1990年相比 杜洛克后备猪达250磅天数的育种值下降了2 9天 背膘厚的育种值下降了1 2mm 母猪总产仔数的育种值增加了0 26头 21日龄窝重的育种值增加了1 7kg 瘦肉率的育种值增加了2 8 终端父系指数增加了23 3 母系指数增加了11 5 母猪繁殖指数增加了2 8 中国 为推进生猪品种改良进程 提高生猪生产水平 促进生猪产业持续健康发展 农业部 2009年8月颁布了 全国生猪遗传改良计划 2009 2020 2010年3月颁布了 全国生猪遗传改良计划 2009 2020 实施方案 国家生猪遗传改良计划 全国生猪遗传改良计划的主要内容 遴选国家生猪核心育种场组织开展种猪登记建立种猪性能测定体系开展种猪遗传评估开展遗传交流建设种公猪站和人工授精体系 1 国家生猪核心育种场遴选 基本条件种猪场必须是原种猪场 并取得省级畜牧兽医行政主管部门颁发的 种畜禽生产经营许可证 有专门的育种技术部门和人员 技术人员经过专门的种猪性能测定技术培训 有完善的育种设施设备 种群要求 核心群母猪数量必须满足下列条件之一 长白猪600头以上 大白猪600头以上 杜洛克猪300头以上 种猪体型外貌符合本品种特征 无遗传缺陷和损征 种群健康状况良好 符合种用要求 技术要求 有明确的种猪选育方案 执行2年以上 并有年度选育工作总结报告 场内种猪性能测定制度齐全 遗传评估方法科学合理 拥有2年以上的种猪生产性能测定记录 系谱记录齐全 主要经济性状 总产仔数 达100kg体重日龄 100kg体重活体背膘厚 测定数据完整有效 年测定种猪2000头以上 到2013年底 已遴选出74家国家生猪核心育种场 标志着全国性的生猪遗传改良计划迈出了实质性的步伐 2 种猪登记 采用全国统一的种猪编号系统 由15个字符组成1 2 品种代码 字母 DD 杜洛克 LL 长白 YY 大白 PP 皮特兰 HH 汉普夏3 6 出生场代码 字母 7 场内分场序号 先用数字1 9 然后用大写字母A Z 无分场的种猪场用1 8 9 个体出生年度 取自然年度的后两位数10 13 场内年度内窝顺序号 数字 14 15 窝内个体顺序号 数字 场内耳号 种猪个体号 例 种猪个体号 几点说明全国的种猪场必须要有统一的代码 由专家组统一认定 每个场的代码具有唯一性 每个个体的个体号一旦确定后 就不再变动 该个体号将伴随其一生 当该个体转入其他场时 仍沿用此个体号 对于由国外引入的种猪 包括精液或胚胎 保留其原个体号 注册号 并在该号前加国家代码 母猪繁殖性能测定 主要测定性状 窝产仔数 窝产活仔数 初生重 出生窝重 21日窝重 断奶仔猪数 断奶重 断奶窝重等 总产仔数 出生时同窝的仔猪总数 包括死胎 木乃伊和畸形猪在内 3 生产性能测定 主要测定性状 达100kg体重日龄达100kg体重活体背膘厚 生长发育性能测定 种猪测定设施设备 ALOKA 500B超 种猪测定称 奥斯本全自动生产性能测定系统 GPS育种软件 种猪测定栏 达100kg体重日龄 控制测定的后备种公 母猪的体重在85 115kg的范围 经称重 记录日龄 并按如下校正公式转换成达100kg体重日龄 达100kg体重日龄 测定日龄 实测体重 100 CF 其中 CF 实测体重 测定日龄 1 826040 公猪 实测体重 测定日龄 1 714615 母猪 达100kg体重活体背膘厚活体背膘厚测定 在测定体重时 同时用测膘仪测定猪的活体背膘厚 采用B超扫描测定倒数第3 4肋间处的背膘厚 以毫米为单位 不具备B超的单位 可以采用A超测定最后肋骨 腰角前缘以及肩胛前缘三点距背中线4 6厘米处测量 以三点平均值表示 然后 按如下校正公式转换成达100kg体重活体背膘厚 达100kg体重活体背膘厚 实测背膘厚 CF其中 CF A A B 实测体重 100 A和B由下表给出 公猪母猪 ABAB 大白猪12 4020 10653013 7060 119624长白猪12 8260 11437913 9830 126014杜洛克13 4680 11152815 6540 156646 生长发育性能育种值估计模型yijklm i hyssij lik gil aijklm eijklm其中 i 第i个性状 1 达100kg体重日龄 2 达100kg体重活体背膘厚 yijklm 个体生长性能的观察值 i 总平均数 hyssij 出生时场年季性别固定效应 lik 窝随机效应 gil 虚拟遗传组固定效应 aijklm 个体的随机遗传效应 服从 0 A a2 分布 A指个体间亲缘关系矩阵 eijklm 随机剩余效应 服从 0 I e2 分布 4 遗传评估 母猪繁殖性能育种值估计模型yijk hysi lj aijk pijk eijk其中 yijk 总产仔数的观察值 总平均数 hysi 母猪产仔时场年季固定效应 lj 母猪出生的窝效应 服从 0 I l2 分布 aijk 个体的随机遗传效应 服从 0 A a2 分布 A指个体间亲缘关系矩阵 pijk 母猪永久环境效应 服从 0 I p2 分布 eijk 随机剩余效应 服从 0 I e2 分布 遗传评估软件国内常用的是种猪育种数据管理与分析系统即GBS软件 在GBS软件系统中建立猪场出生 系谱 生长性能 繁殖性能数据库 运用GBS软件估计BLUP育种值 对后备猪的达100kg体重日龄 达100kg体重活体背膘厚和母猪总产仔数进行BLUP育种值估计 父系指数模型INDEX 100 wiAi其中 wi为第i个性状的经济加权值 Ai为第i个性状的估计育种值EBV 父系指数中包括的性状为达100kg体重日龄和100kg体重背膘厚 父系指数各性状经济加权值见下表 父系指数各性状经济加权值 选择指数计算 母系指数模型INDEX 100 wiAi其中 wi为第i个性状的经济加权值 Ai为第i个性状的估计育种值EBV 母系指数中包括的性状为达100kg体重日龄 100kg体重背膘厚和总产仔数 母系指数各性状经济加权值见下表 母系指数各性状经济加权值 种猪的选择 准确地评估性状在遗传上优于亲本的种猪公猪的重点是生产性能瘦肉率高 生长快 饲料效率高和结实度后备母猪的重点是母性能力产仔数 泌乳力 温顺和易管理 结构和结实 后备公猪的选择标准 必须具备的特点生产性能好体质结实 肢蹄健壮性欲旺盛 配种能力强选择标准生产性能 身体结实度和乳房发育 选择指数高的优秀个体 品种特征明显 肢蹄结实 结构优秀 背臀肌肉丰满 收腹好 母系公猪要注意乳头数的选择 不少于6对 档案清楚无误 睾丸发育正常 左右对称 无明显的包皮积尿 性欲强 后备公猪的选择 无皮肤病 皮肤红润 皮毛光滑 无传染性疾病 无明显的肢蹄疾患 O型腿 X型腿 跛行 明显关节肿胀等 无应激综合症 本身和同窝无遗传疾患 后备母猪的选择标准 必须具备的特点易受精怀胎 生产大窝仔猪能够哺乳全窝仔猪体质结实 肢蹄健壮在瘦肉率和日增重上具有良好的遗传素质选择标准乳房发育 身体结实度和生产性能 选择指数高的优秀个体 体型毛色符合品种特征 被毛光泽 皮肤红润 档案清楚 外阴大小及形状正常 不上翘 无内翻乳头和瞎乳头 有效乳头数在6对以上 排列均匀整齐 后备母猪的选择 无传染性疾病 无明显的肢蹄疾患 O型腿 X型腿 跛行 明显关节肿胀等 无应激综合症 经驱赶不颤抖 本身和同窝无遗传疾患 种猪打耳号登记 初选 断奶时进行 从大窝中选留长势好 身体健壮的仔猪 初选时尽量多留 如同窝中有遗传缺陷猪 则全窝淘汰 分阶段选种 二选 保育阶段选择除遗传缺陷 发育不良 有疾病的猪不选外 其余全部选留 保育阶段选留 三选 达100kg体重阶段的选择种猪体重达85 115kg之间 利用B超 测定称开展种猪的背膘厚 体重等指标测定 根据每头测定猪的选择指数 杜洛克猪按照父系指数 长白 大白猪按照母系指数为主要选留依据 公 母猪的选择指数一般分别要求达到120 110以上 结合体型外貌评分 血缘等进行选留 选留的数量可比预计留的数量多20 左右 现场测定图 终选 8 10月龄进行 淘汰爬跨能力弱 精液品质差的公猪 使最终选留的数量达到规模要求 种公猪的留种比例 最好能实现10 20选1 至少不能低于5选1 淘汰不发情 容易流产的不合格母猪 使最终选留的数量达到规模要求 种母猪的留种比例最好能实现5选1 最少不能低于3选1 种猪选配 原则 根据育种方向与目标交配双方的亲缘关系交配双方所属血统在群体中的比例其它需要考虑的特定性状的选配原则 种猪选配计划制定的实施流程 后备猪选配计划制定 核心群种猪选配计划制定 核心群更新 核心群母猪的年更新率控制在30 40 之间 核心群公猪若是外引的原种 年更新率控制在40 左右 若是自留的个体 年更新率控制在50 至60 5 开展遗传交流 实施方案要求 开展遗传交流 每个国家生猪核心育种场至少应与其他3个核心育种场保持持续的遗传交流 经全国遗传评估评定最优秀的种公猪应根据场间遗传交流计划参与场间遗传交流 应保证5 以上的育种群母猪用其他场种公猪配种 遗传交流方式 直接引入其他场的优秀种公猪引入其他场的优秀种公猪精液 6 种公猪站和人工授精体系建设 2012年前选出10家种公猪站用于核心育种群的公猪精液交换 公猪站的种公猪主要来源于国家生猪核心育种场 且必须是经性能测定 遗传评估优秀的种公猪 2020年前建设400家种公猪站 合理布局人工授精技术服务点 用于社会化遗传改良与生猪良种补贴工作 生猪良种补贴项目优先选用经过性能测定和遗传评估的种公猪 猪遗传改良新技术 生物技术在猪育种中的应用 细胞层面的生物技术与猪的育种 人工授精技术 细胞层面的生物技术与猪的育种 使优秀种公畜获得大量的后代使优秀种公畜的使用不受时间和地域的限制种公畜可以承担更多头母畜的配种任务使公畜遗传评定更准确可更经济可靠地实现家畜品种资源保护 人工授精技术的应用领域 降低胚胎的生产成本使优秀母畜可生产更多的胚胎和后代降低种母畜的留种率 提高母畜的选择强度提高MOET核心群育种方案的效率可以充分利用数量稀少而十分珍贵的精液建立新的动物生产模式工厂化生产胚胎的基础技术产生同龄母系半同胞组 将提高估计的准确性 体外受精技术 胚胎移植技术 使优秀母畜能较早地获得较多的后代用于珍贵遗传物质的长期保存实现种畜遗传物质的跨国界交换对繁殖障碍的母畜使其获得后代在小规模的母畜群中 实施特殊育种措施提早实现种公畜的遗传评定 胚胎移植技术的应用领域 性别控制技术 性别控制是指通过人为地干预并按人们的愿望使雌性动物繁殖出所需性别后代的一项繁殖新技术 性别控制研究方法受精前性别控制 受精前将x精子Y精子分离细胞流式分选法 流式细胞检索分离技术进展与问题 2007年4月中国金牛集团XY种畜 天津 有限公司分离速度达到每秒4000 7000个精子每台分选仪器每小时生产5 6枚性控细管精子 每细管含有效精子200万个 分离后获得的X精子纯度在90 以上输精配种后的产母犊率在90 以上主要问题受胎率较低 50 左右 原因有待进一步探讨 如每剂所含有效精子数较少 精子活率达不到输精要求 染色剂对精子的影响 胚胎的性别鉴定 SRY PCR鉴定法 提高具有限性性状畜种生产专门化程度通过性别控制增加生产中母畜头数杂交育种方案中 灵活地应用性别控制技术可以实施一头受体母牛移植两枚胚胎胚胎克隆技术实施前 需先进行性别鉴定 性别控制的应用领域 细胞核移植得到的个体都叫做克隆 核移植是指利用显微外科手术的方法将胚胎细胞或成体细胞的细胞核移人去核的卵母细胞中 构建成重组胚 通过体内或体外培养 胚胎移植 产生与供体细胞基因型相同的后代的技术过程 又称为动物克隆技术 根据核供体的来源不同 可将其分为胚胎细胞克隆动物和体细胞克隆动物技术 通常所说的动物克隆指体细胞克隆 即动物的无性繁殖 动物克隆技术 动物克隆的意义 2 对传统动物繁殖模式的挑战 3 对社会伦理的挑战 4 保存物种 延续生命 提高人口素质 1 体细胞与胚胎干细胞的相互转化 建立最佳遗传资源保护模式增加高产优秀个体的 复制品 数量遗传同质群体便于标准化生产遗传同质动物是最好的试验材料为发展其它生物技术提供了最佳手段 动物克隆技术的应用领域 分子层面的生物技术与动物育种 转基因技术转基因超级鼠1982年 英国的 自然 杂志发表了一篇文章 有两个美国实验小组利用转基因技术 将大鼠生长激素重组基因导入到小鼠受精卵中 培育出具快速生长效应的 转基因超级鼠 转基因鼠比与它同胎所生的小鼠生长速度快2 3倍 体积大一倍 东北农业大学刘忠华教授带领的课题组 把水母绿色荧光蛋白基因转移到猪胎儿成纤维细胞的基因组中 再把转基因体细胞的细胞核移植到成熟的去核猪卵母细胞中构建成转基因胚胎 再将其植入受体母猪 经过114天的发育 2006年12月22日成功培育出国内首例绿色荧光蛋白转基因克隆猪 中国首例绿色荧光蛋白转基因克隆猪问世 转基因技术 1 将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中 由于导入基因的表达 引起生物体的性状的可遗传的修饰 称之为转基因技术 2 指利用分子生物学技术 将某些生物的基因转移到其它物种中 改造生物的遗传物质 使遗传物质得到改造的生物在性状 营养和消费品质等方面向人类需要的目标转变 转基因动物 指以实验方法将外源基因导入动物染色体基因组内稳定整合并能遗传给后代的一类动物 转基因技术的应用 可大大改进生产性能可实现抗病育种产生新的代谢途径 从而提高其生产性能可改进动物产品的质量可使动物获得乳腺生物反应器建立毒理试验的动物模型在人类医学研究中也有广阔的由于领域 四个主要国家转基因作物种植面积占全球 美国占 达 万公顷 转基因作物产量也居世界第一 美国种植的 的大豆 的棉花和 的玉米都是转基因作物 阿根廷占 达 万公顷 加拿大占 达 万公顷 中国第四位 占 达 万公顷 欧盟国家总面积不到 万公顷 左右 四个转基因作物种植大国 存在问题食品安全问题1 未知的可能副作用 2 外源基因在人体内表达 技术问题1 成本高 2 成功率低 3 基因组的有效整合 稳定遗传问题 分子遗传标记技术 分子遗传标记指能反映生物个体或种群间基因组中某种差异特征的DNA片段 它直接反映基因组DNA间的差异 分子标记的优越性表现为 1 直接以DNA的形式表现 在生物体的各个组织 各个发育阶段均可检测到 不受季节 环境限制 不存在表达与否等问题 2 数量极多 遍布整个基因组 可检测座位几乎无限 3 多态性高 自然界存在许多等位变异 无须人为创造 4 表现为中性 不影响目标性状的表达 5 许多标记表现为共显性的特点 能区别纯合体和杂合体 分子标记的三个阶段 随着分子生物学技术发展和研究水平的深入 分子标记的发展经历了三个阶段 也称为三代DNA分子标记 第一代分子标记 RFLP第二代分子标记 微卫星 ms 第三代分子标记 SNP 目前的分子标记类型 第一类是以分子杂交为核心的分子标记技术 包括RFLP DNA指纹技术原位杂交等 第二类是以PCR为核心的分子标记技术 包括RAPD 简单序列重复标记SSR或简单序列长度多态性 扩展片段长度多态性标记AFLP 序标位STS 序列特征化扩增区域SCAR等 第三类是一些新型的分子标记 如 SNP标记 表达序列标签EST标记等 1 RFLP 基本原理 特定生物类型的基因组DNA经限制性内切酶切后 产生分子量不同的同源等位片段 再通过电泳的方法分离和检测这些片段 特点 1 遍布于整个基因组 数量几乎是无限的 2 无表型效应 不受发育阶段及器官特异性限制 3 共显性 可区分纯合子和杂合子 4 结果稳定 可靠 5 DNA需要量大 检测技术繁杂 难以用于大规模的育种实践中 2 RAPD 基本原理 用一个 有时用两个 随机引物 一般8 10个碱基 非定点地扩增基因组DNA 然后用凝胶电泳分开扩增片段 RAPD标记的特点有 1 不需DNA探针 设计引物也无须知道序列信息 2 显性遗传 极少数共显性 不能鉴别杂合子和纯合子 3 技术简便 不涉及分子杂交和放射性自显影等技术 4 DNA样品需要量少 引物价格便宜 成本较低 5 实验重复性较差 结果可靠性较低 3 AFLP 基本原理 AFLP标记是选择性扩增基因组DNA酶切片段所产生的扩增产物的多态性 其实质也是显示限制性内切酶酶切片段的长度多态性 只不过这种多态性是以扩增片段的长度不同被检测出来 AFLP标记的特点有 1 由于AFLP分析可以采用的限制性内切酶及选择性碱基种类 数目很多 所以该技术所产生的标记数目是无限多的 2 典型的AFLP分析 每次反应产物的谱带在50 100条之间 所以一次分析可以同时检测到多个座位 且多态性极高 3 表现共显性 呈典型孟德尔式遗传 4 分辩率高 结果可靠 5 目前该技术受专利保护 用于分析的试剂盒昂贵 实验条件要求较高 4 微卫星标记ms 基本原理 ms是一类由几个 多为1 5个 碱基组成的基序串联重复而成的DNA序列 其长度一般较短 广泛分布于基因组的不同位置 如 CA n AT n GGC n等重复 不同遗传材料重复次数的可变性 导致了SSR长度的高度变异性 这一变异性正是SSR标记产生的基础 ms标记的特点有 1 数量丰富 广泛分布于整个基因组 2 具有较多的等位性变异 3 共显性标记 可鉴别出杂合子和纯合子 4 实验重复性好 结果可靠 5 由于创建新的标记时需知道重复序列两端的序列信息 因此其开发有一定困难 费用也较高 5 序列标签位点STS 基本原理 STS是指基因组中长度为200 500bp 且核苷酸顺序已知的单拷贝序列 通过PCR可将其专一扩增出来 其基本原理是 依据两端序列 设计合适的引物 进行PCR扩增