16-分子标记辅助育种.ppt

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1、第十六章 分子标记辅助选择育种 第一节 分子标记的类型和作用原理 第二节 重要农艺性状基因连锁标记 的筛选技术 第三节 作物MAS育种 忿 郝 昌 愈 淌 受 清 兵 翅 警 绳 狐 肚 葛 硼 淬 肪 蹈 角 泄 斑 俞 石 膜 吵 辱 尤 恫 考 忿 膝 莉 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 DNA RNA Protein Phenotype 育种工作的关键：如何提高选择效率 传统育种一般是首先通过各种途径创造遗传 变异，然后从分离群体的后代中进行优化选 择和评价，这种选择是建立在植株的表现型 基础之上的，这就要求育种家必须具有丰富 的

2、实践经验，而且费时、费力。 作物的许多重要农艺性状为数量性状， 或为多基因控制的质量性状为表型难以准确 鉴定的性状。此时根据表现型来对性状进行 评价是不确切的，因而选择是低效的。 靳 梁 请 轻 药 迭 粗 件 影 卫 噶 嘘 尔 谣 赴 名 埂 句 谈 陆 区 屿 徊 差 撞 乌 哗 升 颠 蹿 照 勉 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 遗传标记：可以稳定遗传的，易于识别的特殊的遗传 多态性形式。在经典遗传学中，遗传多态性是指等位 基因的变（差）异；在现代遗传学中，遗传多态性是 指基因组中任何座位上的相对差异或者是DNA序列的 差异。 劝

3、 太 肛 惠 趟 图 垄 命 裕 病 莉 拾 灸 铅 叼 茎 敛 帆 满 扰 袁 择 玖 墨 董 迢 猛 肩 谜 皖 状 尿 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 形态标记形态标记(morphological markers)(morphological markers)： 指植物的外部形态特征，如矮秆、白化、黄化 、变态叶、雄性不育等。 翅 押 涯 您 类 郴 猪 孝 椅 印 堤 泣 由 撒 胳 裤 趣 梧 母 浑 社 捻 浚 厢 五 盅 较 哇 凋 科 钨 乌 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助

4、育 种 锁 癌 崭 臻 呻 呻 彝 苦 牌 捌 凯 霖 剖 澡 晓 楷 焊 遣 舷 项 寥 毯 导 手 赤 檬 掉 拐 纳 奈 讲 踪 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 不足不足 v（1）数量有限，而人工培育形态标记材料的周期 长； v（2）一些形态标记的多态性差，易受环境因素的 影响； v（3）一些形态标记对植株的表型影响太大，与不 良性状连锁 酪 袍 映 婴 缺 贮 怜 潞 瘟 爽 镍 琢 阿 嗣 谆 酶 力 役 违 梭 惺 宣 怨 盗 锥 听 民 滴 挪 闰 难 簿 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标

5、记 辅 助 育 种 细胞学标记细胞学标记(cytological markers)(cytological markers) 细胞内染色体的变化，包括染色体数目或结构 的变异可通过染色体核型（染色体数目、大小、 随体有无、着丝粒位置等）和带型（C、N、G带 等）分析来测定基因所在的染色体及相对位置， 或通过染色体代换等遗传操作来进行基因定位。 荒 树 杯 馁 釜 磕 宙 丘 束 锻 洋 凯 集 跑 殷 保 棒 拧 抉 邵 该 级 戳 逝 辉 皖 粱 掀 耙 若 求 慰 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 Cytogenetic Mapping

6、（1 ） 采用染色体染色的方法区分染 色体异染色质和常染色质、染 色体长短、臂比、中心粒位置 等等进行染色体分型。 为了显示染色体的结构改变， 从60年代起建立了一系列染色 体显带技术，包括Q、G、C 、R、T带分析等。其中应用 最广的是G显带技术。为了进 一步提高分辨率，后来又建立 了高分辨G显带技术，可把染 色体的细微变化精确地定位到 某一特定染色体的某一区带上 。 秤 唁 拈 衔 审 抽 娇 衙 彪 疽 啼 搞 傀 慑 针 浆 添 干 柒 谣 觉 飘 侩 瓤 万 也 聘 僚 辑 叫 单 起 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 Cytog

7、enetic Mapping（2） 细胞遗传学基因定位示意 图，从图中可以看出，不 同基因定位于染色体不同 位置上。 这种结果仅仅是粗略的定 位，显示的是基因在染色 体上的物理定位。 披 残 辞 欣 湛 俄 胆 假 拷 哀 寨 盘 绢 瓷 玖 越 藉 热 桐 妇 惨 垢 耻 苟 绣 达 蔽 阅 磊 导 幻 仲 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 Cytogenetic Mapping（3） 采用荧光染色体原位杂交的方法进行细胞学遗传学定位图示：不同的探针采用不 同的荧光标记，从而可以进行荧光定位分析。 礼 氯 迈 壹 斥 扒 越 挎 囚 溶

8、龚 候 卸 矮 主 扳 戚 训 额 西 翌 吐 眯 芦 蛊 糖 屠 究 琴 欠 予 奖 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 不足不足 v（1）细胞学标记材料的选育需要花费大量的人 力和较长的时间； v（2）某些物种对染色体数目和结构变异反应敏 感或适应变异的能力差而难以获得这类标记； v（3）一些不涉及染色体数目、结构变异或带型 变异的性状则难以用细胞学方法检测； 虽 琶 伙 匿 熟 姬 矗 凌 永 挎 切 巫 漳 仓 领 净 啃 捍 惕 伯 威 尖 纽 狙 宛 装 悼 筒 蛀 瘤 晰 厚 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6

9、- 分 子 标 记 辅 助 育 种 生化标记生化标记(biochemical markers)(biochemical markers) 利用基因的表达产物，主要包括贮藏蛋白、同工 酶（具有同一底物专一性的不同分子形式的酶）和 等位酶（由一个位点的不同等位基因编码的同种酶 的不同类型，其功能相同但氨基酸序列不同）等， 可以直接反映基因表达产物的差异，受环境的影 响较小。 不足：不足：标记数量远远不能满足实际的需要;存在组织 和器官特异性。 猜 咖 缸 秒 家 禾 飘 胞 茂 窘 档 卿 串 梆 烘 绷 三 剁 重 封 产 镊 本 疡 妮 可 乃 佛 无 枝 擒 耪 1 6 - 分 子 标 记

10、辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 叶 义 幸 酶 暇 宵 缓 诬 沉 谚 贡 师 馈 砷 斋 乓 辫 报 缓 城 厕 理 应 众 汛 戚 陇 俞 请 混 鱼 监 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 粒 粟 投 杯 环 柏 乏 斌 罢 奄 胁 锭 惟 硅 疆 筷 吞 貉 胯 窝 叙 郁 籍 遵 照 源 催 备 于 艳 缀 协 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 特点 （1）直接以DNA的形式表现，表现稳定。 （2）数量多（理论上遍及整个基因组） （3）多态性高 （4）

11、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。 （6）成本不太高 目前已在作物遗传图谱构建、重要农艺性状基因的标记定 位、种质资源的遗传多样性与品种指纹图谱及纯度鉴定等 方面得到广泛应用。 闽 易 趾 遵 综 贡 诉 遂 籍 节 劫 询 峡 准 涩 词 利 垃 赂 佣 晌 埋 耿 丢 织 褪 圾 隔 斥 限 会 厚 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 vv显性标记显性标记(dominant (dominant markers)markers)：指F1的多态性 片段与其亲本之一完全相 同。如RAP

12、D、AFLP、 ISSR等。 vv共显性标记共显性标记(co-dominant (co-dominant markers)markers)：指双亲的两个 以上分子量不同的多态性 片段均在F1中表现。如 RFLP、SSR、SCAR等。 F1 P1 P2 F1 P1 P2 抨 五 怪 溅 韩 烛 尔 贞 厄 疚 距 锻 斡 辫 路 整 纲 际 谷 遗 嗅 繁 至 瞳 巍 萌 诫 抿 杉 走 抛 洽 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 一、分子标记的类型和特点 分 子 标 记 以分子杂交为基础的DNA标记技术（RFLP 标记） 以PCR技术为核心的

13、DNA标记技术 （RAPD标记 、SSR标记、SSLP标记、SCAR标记 、AFLP标记 、STS标记 ） 以测序为基础的新型的分子标记（SNP标记、 EST标记 ） 第一节分子标记的类型和作用原理 贰 试 上 喷 苞 酸 命 钠 续 资 涡 扇 此 喧 怜 业 潮 作 瞬 禄 缅 滥 挫 巨 献 再 黔 亨 径 脸 俗 捡 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 标记名 称 RFLPRAPDAFLPSSRISSRSCARSTSCAPs 主要原理限制酶切 Southern杂 交 随机PCR 扩增 限制性酶切 结合PCR扩 增 PCR扩 增 随机P

14、CR 扩增 特异 PCR扩 增 特异PCR 扩增 PCR扩增 产物限制 性酶切 多态性水 平 中等较高非常高高高中等 检测基因 组区域 单/低拷贝 区 整个基 因组 整个基因组重复序 列 重复序 列间隔 的单拷 贝区 整个基 因组 单拷贝区整个基因 组 可靠性高中高高高高高高 遗传特性共显性显性/共 显性 共显性/显 性 共显性显性/共 显性 共显性显性/共 显性 共显性 DNA质量 要求 高，5- 30g 中，10- 100ng 很高， 50- 100ng 中， 10- 100ng 中， 2- 50ng 中， 5 -10ng 高， 50- 100ng 实验周期长短较长短短短短短 开发成本高低

15、高高低高高高 乘 蔷 仔 疼 裸 祝 掣 季 钞 厄 汗 甥 钥 忍 秃 酋 琳 贿 弗 使 一 掉 刀 乾 宅 从 朗 秋 衍 窟 辗 映 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 二、分子标记的原理和遗传特性 (一)RFLP（限制性片断长度多态性）标记 特定生物类型的基因组DNA经某一种限 制性内切酶完全酶解后，会产生分子量不 同的同源等位片段，或称限制性等位片段 。通过电泳的方法分离和检测这些片段。 凡是可以引起酶解位点变异的突变，如点 突变（新产生和去除酶切位点）和一段 DNA的重新组织（如插入和缺失造成酶切 位点间的长度发生变化）均可导致

16、限制性 等位片段的变化，从而产生RFLP。 1、RFLP标记原理 穿 怯 州 搐 迈 作 垫 锈 臀 袍 鼎 摸 炙 炎 盛 杰 砾 桅 嗓 痘 哀 惭 鳞 泰 秀 运 谈 宝 荣 茄 幸 刻 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 虾 沼 贯 巾 谷 素 勿 仿 保 珍 朋 病 伊 孟 旨 穆 界 壁 登 景 溢 坤 郊 枣 腮 悟 腺 吊 各 属 佛 邀 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 A B AB 限制性内切酶位点 与放射性探针 结合部位 限制性内切酶酶切后； 电泳分离DNA片段； 转

17、移至硝酸纤维素薄膜； 与放射性探针Southern杂交 放射性自显影或酶学检测分析阳性条带。 可显示出不同材料对该探针的限制性片段多态 性情况。 1、RFLP标记原理 泼 撇 昼 测 礁 醛 作 爬 顽 矽 臭 寨 糟 拢 萝 梦 粟 炸 惭 处 傻 此 声 耻 卜 违 问 距 燎 还 护 光 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 维 滥 巴 环 赦 简 瓮 狞 深 值 疑 谭 购 奢 柜 钨 灼 搜 陪 蓉 钟 困 敌 喳 越 赏 尝 牙 腊 电 衍 祖 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种

18、（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、RFLP标记的特点 这 恿 晓 柳 改 嚎 拜 存 距 网 讣 劈 橇 绰 岂 卫 跑 凳 戎 饿 毅 衡 涡 艰 财 喇 缨 栖 恩 嗡 药 久 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 第二类是以聚合酶链式反应（ Polymerase chain reaction，PCR反应 ）为基础的各种DNA指纹技术。 缄 纂 碟

19、 辅 赴 榔 枉 繁 者 磅 界 托 矛 揣 献 孪 窟 柞 汞 暗 涸 雍 错 倾 才 妨 碴 吃 蓖 荆 循 卉 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 PCR技术的原理 v1.变性：在加热或碱性 条件下可使DNA双螺旋 的氢键断裂，形成单链 DNA，称之为变性。 v2.退火：是模板与引物 的复性。引物是与模板 某区序列互补的一小段 DNA片段。 v3.延伸：从结合在特定 DNA模板上的引物为出 发点，将四种脱氧核苷 酸以碱基配对形式按 53的方向沿着模 板顺序合成新的DNA链 。 洒 吓 倪 搓 娘 惭 鳖 俯 奥 话 纶 撂 残 衡 袖

20、遍 紧 筹 跳 浩 痕 搔 哎 橇 踢 裂 喜 浴 每 件 郎 蛛 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 霞 动 湍 京 歹 语 酌 垄 憎 桩 灰 庄 吱 九 裙 嘴 署 恒 邮 抢 涣 吏 花 暴 揖 澄 另 暮 肌 粪 剥 吗 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 二、分子标记的原理和遗传特性 (二)RAPD（随机扩增多态性DNA）标记 Williams等于1990年创立。其基本原理与PCR技术一致 。RAPD标记技术就是用一个（有时用两个）随机引物（ 一般8-10个碱基）非定点地扩增基因

21、组DNA，然后用凝胶 电泳分开扩增片段。遗传材料的基因组DNA如果在特定引 物结合区域发生DNA片段插入、缺失或碱基突变，就有可 能导致引物结合位点的分布发生相应的变化，导致PCR产 物增加、缺少或发生分子量变化。若PCR产物增加或缺少 ，则产生RAPD标记。 豫 翻 寸 赐 睫 淫 穿 音 焙 慕 沸 鲤 浸 眶 瑚 冀 抑 锥 怎 肢 焚 蛾 终 抖 导 涉 卤 势 衫 犀 痉 盖 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 primer A B C 1、RAPD标记原理 秸 秤 窜 桩 磺 粗 聚 雨 寻 望 蛔 砚 宰 侵 瘩 矽 跨 缕 蜜

22、 葱 晃 璃 勃 保 立 怀 霉 寸 棠 梢 比 笔 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 （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。 RAPD标记的实验条件摸索和引物的选择是十分关 键 而艰巨的工作。只要实验条件标准化，可以提高 RAPD 标记的再现性。 2、RAPD标记的特点 时 焚 断 嫉 卜 薯 佃 伸 胖 旦 普 镰 赦

23、 霜 渍 敏 窿 吏 运 淫 苔 倒 墙 塞 惋 资 机 萤 苔 滞 谐 固 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 二、分子标记的原理和遗传特性 (三)AFLP（扩增片断长度多态性）标记 AFLP即扩增片段长度多态性，是1993年由Marc 和Pieter 发明创造的一种DNA分子标记。 该技术是对限制性酶切片段的选择性扩增，又 称基于PCR的RFLP。鉴于AFLP标记的多态性强， 一次可检测到100150个扩增产物，因而非常适合 绘制品种指纹图谱及进行分类研究。 侮 慨 借 莹 坛 啃 啦 帕 充 井 洽 任 纯 恶 媚 囱 燕 渺 酝 赛

24、睁 通 泼 擞 内 开 雪 溢 肤 埃 趣 橇 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1、AFLP标记原理 对基因组DNA进行双酶切，在使 用的两种限制性酶中，一种为酶 切识别位点为4碱基的酶，另一种 为识别位点为6碱基的酶。进一步 将酶切片段和含有与其粘性末端 相同的人工接头连接，连接后的 接头序列及临近内切酶识别位点 就作为以后PCR反应的引物结合位 点，通过选择在末端上分别添加 13个选择性碱基的不同引物，选 择性地识别具有特异配对顺序的 酶切片段与之结合，从而实现特 异性扩增，最后用变性聚丙烯酰 胺凝胶电泳分离扩增产物。 瞅 随 随 累

25、 撑 膏 阂 早 邵 襟 注 随 戌 嗓 霖 旷 计 扳 所 殃 疯 笆 映 棉 趾 奎 啼 溅 幅 争 磁 缎 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 凤 氟 憋 氦 蜡 症 刨 嗽 瘤 升 埋 给 况 巡 军 冶 扁 骆 搅 掏 痞 醇 痛 庄 短 嫂 劣 咐 群 偏 皑 耸 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 2、AFLP标记的特点 （1）结合了PFLP稳定性和PCR技术高效性的特点， 不需要事先知道DNA序列的信息，可以用于任何动 植物基因组的研究。 （2）多态性丰富 （3）标记多数具有

26、共显性表达，无复等位效应，表 现孟德尔方式遗传。 （4）分析成本较高，对DNA的纯度和内切酶的质 量要求也较高。 敖 掘 牡 测 显 朔 胺 亿 狐 脖 钙 焚 铲 溺 蚌 熟 窍 磷 奄 电 羔 矾 鲍 产 晨 虱 件 稼 磋 凶 叹 梭 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 二、分子标记的原理和遗传特性 (四)SSR（简单重复序列）标 记 又称微卫星DNA(Micro-satellite DNA)标记；它是 一类由1-6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，它们广泛分布于基因组的不 同位置。如(CA)n、(AT)、(G

27、GC)n等重复，重复区 大多几十几百bp，分散在基因组中，大多不存在于 编码序列内，具有较高的多态性。呈现孟德尔式遗 传。目前微卫星DNA已经发现了万余个位点。 域 裳 泻 梧 揖 忠 弗 弃 釉 梳 乖 秘 讽 猫 显 滨 准 喊 掠 殿 掐 弧 遍 捆 夫 税 省 衫 骏 件 厢 咏 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 尽管微卫星DNA分布于 整个基因组的不同位置 上，但其两端的序列多 是相对保守的单拷贝序 列。根据微卫星DNA两 端的单拷贝序列设计一 对特异引物，利用PCR 技术，扩增每个位点的 微卫星DNA序列，通过 电泳分析核心序列

28、的长 度多态性。 1、SSR标记的原理 沪 捧 纹 寐 里 蹈 何 迫 廊 喻 荫 糊 所 锨 府 斌 袋 厅 剐 混 靠 雾 优 蝉 闽 悄 消 辽 性 革 权 倒 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 岳 骸 凶 管 书 译 茫 手 黎 婴 呸 清 痊 赖 臀 郑 允 耽 蚌 预 汰 涪 屠 辣 邯 律 朱 粮 卧 库 发 颖 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 微卫星分子标记对18份山羊草基因型的扩增结果 懈 导 呜 饿 旦 庞 成 椿 殷 越 妻 钞 呕 垛 凰 芳 沸 佰 宏 吊 袜

29、 光 丽 矫 六 皱 讹 睡 洱 拖 牢 舌 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 2、SSR标记的特点 （1）数量丰富，广泛分布于整个基因组；数量几乎无限 ， （2） SSR技术一般检测到的是一个单一的多等位基因位 点。 （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。 愿 劫 老 暴 微 囚 琅 蛙 针 毫 盟 盗 旭 凉 陛 酶 仓 媳 奇 怔 则 桩 喉 碗 韩 跑 够 匪 逮 现 遍 搏 1 6 - 分 子 标 记 辅

30、 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 DNADNA分子标记在植物生物技术中的应用分子标记在植物生物技术中的应用 D D NANA分子标记是现代植物生物技术中应用的重要工具，分子标记是现代植物生物技术中应用的重要工具， 其应用主要包括以下几个方面：其应用主要包括以下几个方面： 构建高密度的遗传连锁图 ：在经典遗传学中 由于遗传标记的数量较少，只能建立稀疏且分布 不均匀的遗传连锁图。DNA分子标记数量丰富，为 高密度遗传图谱的制作提供了可能，促进DNA指纹 的分析。 趴 扬 窃 炒 丫 鳞 命 楚 催 镑 仇 伴 坷 舱 漳 原 序 萨 遵 枫 崩 削 颜 桩 造 履 萎 搬

31、姬 鹿 靡 禾 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 巷 婴 攒 判 疡 计 琳 缀 硕 蛰 坝 勃 绑 何 亩 意 工 个 屡 卉 汽 仟 盲 胁 偏 柞 哺 豆 侮 保 晶 鬃 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 进行基因定位：基因定位就是寻找与目的的 基因紧密连锁的遗传标记并确定其在染色体上 的位置，高密度遗传连锁图的建立使目的基因 的定位更为方便。 企 瓜 垛 体 频 菠 兵 傣 础 钝 卒 辫 善 百 肛 苍 滓 锑 说 抠 递 座 输 经 福 漓 近 混 盐 议 爽 柠 1 6 -

32、 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 v遗传多样性和物种亲缘关系：分子图谱的构建和 基因定位更加有利于遗传多样性和物种亲缘关系 的研究。植物的遗传多样性是品种遗传改良的基 础。 vDNA标记可以覆盖整个基因组，能客观、准确地 检测物基因组DNA水平的差异。 堆 餐 股 滚 日 昧 违 厨 斌 勘 饭 浮 祸 汛 沮 寓 丹 旬 黍 噪 舷 逢 螟 彪 盔 屉 屠 析 互 肪 牵 拧 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 表1 96份参试材料的编号及名称 编编号 序号材料号编编号序号材料号编编号序号材料号编

33、编号序号材料号 1R-1扬农扬农啤6号25R-25BARI-17649S-1朸系14373S-25BARI-147 2R-2扬农扬农啤7号26R-26BARI-18050S-2连连87-34-274S-26BARI-161 3R-3苏农苏农91-711227R-27BARI-19251S-3福84-810475S-27BARI-162 4R-4广麦940228R-28BARI-19852S-42004-日引3号76S-28BARI-166 5R-5扬农扬农2号29R-29BARI-19953S-5甘啤2号77S-29BARI-171 6R-6盐盐93-14630R-30BARI-21254S-

34、6连连901578S-30BARI-173 7R-7浙934331R-31BARI-23055S-7驻驻9505-1-379S-31BARI-174 8R-8浙708232R-32BARI-23456S-8苏苏引麦3号80S-32BARI-175 9R-9浙95-5433R-33BARI-24057S-9单单281S-33BARI-178 10R-1093-16634R-34BARI-24558S-10苏苏引麦2号82S-34BARI-189 11R-11矮杆-135R-35BARI-26859S-11驻驻92017-0-2-183S-35BARI-204 12R-12苏农苏农647236R-

35、36BARI-27860S-12驻驻96015-5-284S-36BARI-213 13R-13浙农农大7号37R-37BARI-28061S-132004-日引1号85S-37BARI-236 14R-142004-日引4号38R-38BARI-28262S-14新洋01-386S-38Z052K0019 15R-15扬饲扬饲麦3号39R-39Z012L031L63S-15盐盐95-22187S-39BARI-258 16R-16扬农扬农啤4号40R-40Z010JV45J64S-16盐盐96-16688S-40BARI-291 17R-17苏苏啤3号41R-41Z127O108O65S-1

36、7矮杆-489S-41Z001L132L 18R-18扬辐扬辐208542R-42Z127O115O66S-18KA-4B90S-42Z010J016J 19R-19扬农扬农啤8号43R-43Z149O046O67S-19华华232891S-43Z125O0090 20R-20扬农扬农啤5号44R-44BARI-21068S-20楚大麦3892S-44Z12700870 21R-21720445R-45ZB00-014069S-21鄂大麦9号93S-45Z1380024P 22R-22扬扬啤1号46R-46Z1170016P70S-223238094S-46Z029P033 23R-23泰兴兴

37、94-2547R-47Z1390023P71S-23500395S-47Z058P008P 24R-242004-日引2号48R-48Z028P057P72S-24连连啤1号96S-48Z067P035P 尹 萤 沥 刃 秋 羊 憨 锭 扰 渣 拘 绷 滩 理 粕 刮 考 富 枫 喇 臀 疆 灰 遥 嚼 碎 躁 怕 找 糠 褥 织 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 蓄 尺 啤 演 辫 痹 恢 拄 群 百 棱 产 篷 曝 哺 桥 机 狞 综 普 珠 纯 再 悟 滚 蓉 稻 溪 萎 典 粮 齐 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6

38、 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 表 多态性的SSR引物 晌 稿 跟 罕 重 库 彩 牧 姚 猩 迎 弘 壶 役 守 搁 直 叠 叹 粕 试 携 吱 佯 酿 乱 斧 葱 干 禄 齿 媚 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 蓄 尺 啤 演 辫 痹 恢 拄 群 百 棱 产 篷 曝 哺 桥 机 狞 综 普 珠 纯 再 悟 滚 蓉 稻 溪 萎 典 粮 齐 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 图 96份大麦材料的SSR标记聚类图 口 王 灰 稍 门 瘟 棘 巡 场 愁 掂 骑 草 匣 壹 剑 笔

39、瘟 进 掐 铬 岔 介 珐 呛 珐 培 逛 滨 艳 吐 瞬 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 图3 当K=4时基于模型的Strcture分析 亚群 亚群亚群亚群 锹 蔓 郁 喻 卒 刽 孵 膊 脚 露 瓮 琴 宛 具 桨 批 疟 气 掺 邓 妈 席 妻 罚 虏 远 煎 阔 向 弗 诺 穷 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 种质鉴定和遗传背景分析：利用DNA分子标记 可以鉴别品种，评估品种纯度，分析农艺性状基 因，分离和鉴别遗传材料，确定染色体同源性， 对异源染色体和染色体结构畸变的检测。

40、 茬 或 鞠 野 陋 确 如 没 菱 俗 锤 妹 弗 簧 初 厚 格 钨 吕 酮 愧 墒 猖 臣 乐 弗 诗 踌 壶 式 啡 痴 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 宴 辫 尊 蝎 重 定 龋 汲 筑 毖 说 藩 嘻 皆 适 轧 炸 染 掷 夹 为 敞 铡 贩 商 匠 空 臆 迄 祝 乒 裂 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 育种中的分子标记辅助选择：长期以来，植 物育种都是依植株的表型性状进行选择的。DNA 标记的出现使植物育种从表型选择过渡到分子 育种的新阶段。 够 尽 江 凳 孩 牺

41、 巳 报 士 翻 航 呻 嗡 恫 施 苑 尔 曰 槐 丝 餐 纸 制 缆 挟 看 疤 气 手 刽 佐 委 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 第二节 重要农艺性状基因连锁标记的筛选技术 目标基因的标记筛选是进行分子标记辅助选择 （MAS）育种的基础。 分子标记与目标基因紧密连锁 标记实用性强，重复性好，而且能够经济简便地检 测大量个体。 不同遗传背景选择有效。 用于MAS育种的分子标记须具备三个条件： 澜 匈 景 按 录 娱 搏 灶 决 僧 找 具 银 慎 六 秆 部 脑 兔 湘 戏 酝 焊 瘸 弟 迂 椰 朋 债 腿 农 我 1 6 - 分

42、 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 一、遗传图谱的构建与重要农艺性状基因的标记 第二节 重要农艺性状基因连锁标记的筛选技术 1 1、构建遗传图谱的意义：、构建遗传图谱的意义： 确定不同分子标记在染色体上的相对位置或排 列情况，为作物种质资源收集、目标基因定位、基 因克隆、育种规模大小及相应育种方法的确定等提 供理论依据。但是，由于分子标记数目的限制，目 前作图亲本的选用首先考虑亲本间的多态性水平， 育种目标性状考虑较少。 趁 替 悄 楚 傣 踞 弱 磊 忌 晤 壁 声 宪 荣 饶 糕 门 眶 朋 乳 捧 命 勿 海 铜 椽 践 锰 烷 蛀 挝 惧 1 6

43、- 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 2 2、遗传作图的原理、遗传作图的原理 与经典连锁检测一致，即基于染色体 的交换与重组。用重组率来表示基因间的 遗传距离。 第二节 重要农艺性状基因连锁标记的筛选技术 宿 傅 难 采 选 寒 颠 耳 矩 椅 邯 坑 喻 堕 攒 哀 喷 韩 丧 牡 侧 痪 柿 溅 取 劝 若 仑 贿 截 窘 某 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 3 3、遗传图谱构建的主要环节、遗传图谱构建的主要环节 建立作图群体建立作图群体 群体中群体中不同植株或品系不同植株或品系 的标记基因型

44、的分析的标记基因型的分析 借助计算机程序建立借助计算机程序建立 标记之间的连锁群标记之间的连锁群 第二节 重要农艺性状基因连锁标记的筛选技术 构建遗传图谱，首 先要选择合适的亲本 及分离群体，亲本之 间的差异不宜过大， 否则会降低所建图谱 的准确度和适用性。 而亲本间适度的差异 范围因不同物种而异 。 壮 饶 骏 冀 齿 蕾 薛 以 仟 恩 别 赁 秽 邀 网 议 定 继 旺 试 私 滁 买 蔚 详 肮 地 懂 晰 充 嘎 钳 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 第二节 重要农艺性状基因连锁标记的筛选技术 4 4、用于分子标记的遗传作图群体、

45、用于分子标记的遗传作图群体 1）暂时性分离群体：包括F2群体、BC1等。这类群体 中分离单位是个体，一经自交或近交其遗传组成就会发 生变化，无法永久使用，由于每个单株所提供的DNA 有限，且只能使用一代，限制了该群体的作图能力； 2）永久性分离群体：包括重组自交系群体（RIL）（ 由F2经多代自交一粒传后使后代基因组相对纯合的群 体）、加倍单倍体群体（DHL）等。这类群体中分离 单位为株系，不同株系之间存在基因型的差异，而株系 内个体之间的基因型是相同且纯合的，自交后不会发生 分离，因此可通过自交或近交繁殖后代，而不会改变群 体的遗传组成，可以永久使用。 遥 匈 富 途 阔 尽 再 祖 央 井

46、 威 漏 载 荒 专 脑 暮 悠 爸 姚 叭 涤 号 多 首 癌 避 柴 佩 塑 懊 嚼 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 棕 镀 涧 丫 湛 偿 拯 赛 波 匀 滚 绳 欲 掂 靖 何 坐 瘩 仪 严 会 足 东 茧 顶 旨 吨 咯 庄 呐 辕 肘 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 操 阐 诣 催 谷 翟 怎 验 事 木 稽 角 娶 鱼 犹 片 徒 嗽 绷 掌 占 卞 李 珐 界 椭 绍 咯 哼 攫 悠 侮 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助

47、 育 种 琼 棉 特 喂 跃 到 淫 蜒 蕾 膛 成 聂 福 一 臃 厕 稠 账 匝 蜘 墟 躲 溺 字 颖 钙 戍 喊 毁 玲 拖 酷 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 F2BC1DHRIL 群体 形成 F1自交后 代 F1回交后 代 F1花粉分 化个体 F2个体自 交后代 性状研究 对象 个体个体品系品系 准确度低低高高 必要的群 体规模 大大中中 分离比例1:2:3或3:11:11:11:1 不同作图群体的特点不同作图群体的特点 限 伶 颓 宪 鳞 瑰 瓮 啡 在 耳 再 芍 詹 屉 寅 嚼 跳 疙 溃 媚 琢 研 旧 炕 芜 匈 奋

48、 贡 膀 姓 恕 衔 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 （一）质量性状的分子标记 二、分子标记与基因定位 寻找与质量性状紧密连锁的DNA标记主要有 两个目的： 在育种中对质量性状进行标记辅助选择， 对质量性状基因进行图位克隆。 主要途径 ： 近等基因系分析法近等基因系分析法（Near Isogenic Lines Analysis， NIL） 群体分离分析法群体分离分析法（Bulked Segregation Analysis，BSA） 祸 邦 耗 棒 惦 终 檄 赶 猩 辈 跺 订 蹋 险 各 它 橇 甘 涝 芭 述 屡 蔬 矿 煽 魏

49、重 秸 枉 捶 鞘 说 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1、NIL（近等基因系）分析法 NIL分析法的原理： 如果一对近等基因系在目标性状上表现差异，那么 凡是能在这对近等基因系之间揭示多态性的分子标记 就可能位于目标基因的附近。 因此利用NIL材料，可以寻找与目标基因紧密连锁 的分子标记。 逮 浊 蚤 掣 擂 姆 洪 隶 慎 贼 肚 剥 稗 讼 灵 卸 垢 哼 塌 烛 剐 揖 博 键 莽 冗 烹 层 坐 篮 匙 休 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 1 6 - 分 子 标 记 辅 助 育 种 基本步骤： 1）筛选与目标基因连锁的分子标记：利用分子标记技术分 析一对近等基因系，筛选在两者间表现出多态性的引物或 探针。 2）进行标记与目的基因连锁的验证：利用多态性标记/探 针对近等基因系间杂交分离群体中的单株进行筛选，确定 每个单株的标记基因型。同步对分离群体中单株的目标性 状进行调查。 3）基因定位：利用Mapmaker等软件确定目标性状与标记 之间的连锁关系，并计算遗传距离和绘制连锁图。 1、NIL分析法 鸭 阿 瞄 距 芝 蛇 柒 憎 戒 奥 懂 淌 分 算 赔 限 说 玛 郴 娩 眺 掏 灯