遺傳學(xué)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用

1、 1.“基因庫(kù)”的應(yīng)用。 2.標(biāo)記基因的應(yīng)用。 (高賴氨酸玉米選育肉眼可見(jiàn)的標(biāo)記基因) （蠶雌雄的區(qū)分，提高出絲率“皮斑”基因） 3.連鎖遺傳和相關(guān)性的應(yīng)用。 （苗期鑒定和選留、幼禽性別的判斷（蘆花雞） 4.不育基因或致死基因的應(yīng)用。 （防治害蟲） 5.遺傳工程在育種中的應(yīng)用。 生物經(jīng)過(guò)億萬(wàn)年的基因突變和自然選擇，保存了極其豐富的各種形狀的基因。我們平常所說(shuō)的收集種子資源，實(shí)際上就是豐富的“基因庫(kù)”，以供培育新品種的需要。針對(duì)世界植物基因庫(kù)管理的免費(fèi)的、用戶友好型在線數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)已于2011 年底問(wèn)世。該國(guó)際項(xiàng)目包括更新了最初由usda 農(nóng)業(yè)研究中心（ars）開(kāi)發(fā)的種質(zhì)管理系統(tǒng)種質(zhì)資源信息網(wǎng)絡(luò)（

2、germplasm resources information network，grin）， 更新后的系統(tǒng)重新命名為grin-global，已于2011 年12 月在cgiar 中心試運(yùn)行，并于2012 年在美國(guó)進(jìn)行大范圍推廣。1.對(duì)遺傳物質(zhì)的起源、特征、屬性進(jìn)行持續(xù)的追蹤。2.記錄種子、植物、組織等詳細(xì)信息以及價(jià)格。3.記錄種子和植物資源的需求信息。今年2月，北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心宣布完成了世界首張西瓜基因組序列圖譜繪制與破譯。這是中國(guó)主導(dǎo)完成的世界第一張西瓜基因組序列圖譜，也是植物基因組領(lǐng)域研究的又一突破性重大成果，標(biāo)志著我國(guó)西瓜基因組學(xué)研究取得了國(guó)際領(lǐng)先地位。1.栽培西瓜全基因組的

3、序列分析2.獲得高質(zhì)量的西瓜基因組序列圖譜3.破譯西瓜遺傳“密碼”意義1.拓展了挖掘利用野生種質(zhì)資源中抗病、抗逆等優(yōu)異基因的廣度和深度2.提高含糖量、瓤色、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)等復(fù)雜性狀改良的可操作性和新品種的選育效率3.利于西瓜品種改良創(chuàng)新和全面提升我國(guó)在世界西瓜產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。“aranet” 全稱是植物擬南芥全基因組功能關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖（a genome-wide gene function association network）。物理上存在于同一個(gè)區(qū)域的基因或者可以互相配合啟動(dòng)的基因，它們之間可能具有相關(guān)的特性，也可稱之為“連坐”（guilt by association）。aranet網(wǎng)絡(luò)包括了實(shí)驗(yàn)植

4、物擬南芥19600個(gè)基因的100萬(wàn)個(gè)連接。研究人員將這些連接制作成一幅地圖，可以由此推測(cè)與已知特定特征相關(guān)的未特征化的基因。圖中每條線代表著兩個(gè)基因間的功能連接，不同的顏色反映出這兩個(gè)基因具有相似特征的可能性大小。紅色表示可能性很大，藍(lán)色則相反。 遺傳工程：a.基因工程 b.細(xì)胞工程 c.染色體工程 可以實(shí)現(xiàn)植物常規(guī)育種不可能進(jìn)行的種間或?qū)匍g的遺傳性狀的轉(zhuǎn)移,并可大大縮短育成新品種的時(shí)間。轉(zhuǎn)基因：方法 農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化、基因槍轉(zhuǎn)化、 花粉管通道法等?；蚬こ蹋簩?shí)例：利用這種新的育種手段,可以提高作物光合作用效率、改善植物品質(zhì),導(dǎo)入抗病、抗蟲基因、增強(qiáng)固氮能力,還可增強(qiáng)品種的耐鹽性、耐旱性及

5、對(duì)除草劑的抗性等。目前人們利用基因工程技術(shù)將外源蘇云金芽菌抗蟲基因?qū)胨?，已?jīng)培育出多種具有抗蟲作用的水稻品種。通過(guò)基因轉(zhuǎn)移或注射來(lái)改變生物的遺傳性狀,從而創(chuàng)造農(nóng)作物的新品種乃至新種是有效可行的。主要指利用花藥組織培養(yǎng)、原生質(zhì)體培養(yǎng)、體細(xì)胞融合與雜交等技術(shù)進(jìn)行育種的方法。植物細(xì)胞工程技術(shù)在茶樹(shù)育種研究中的應(yīng)用實(shí)例：實(shí)例：細(xì)胞工程育種花藥培養(yǎng)和單倍體育種研究是植物細(xì)胞工程的重要組成部分。茶樹(shù)是異花授粉植物，很難通過(guò)自交獲得純系，而通過(guò)花藥培養(yǎng)可以獲得純系育種材料和進(jìn)行單倍體育種，縮短育種年限和提高育種效率?；ㄋ幣囵B(yǎng)比普通的莖段、莖尖等的組織培養(yǎng)要復(fù)雜得多。體細(xì)胞雜交：離體的條件 原生質(zhì)體融合

6、培養(yǎng)得再生植株。原生質(zhì)體融合技術(shù)克服了植物種屬間生殖障礙，為新種質(zhì)創(chuàng)新提供了一條有效途徑。白菜與甘藍(lán)之間體細(xì)胞雜交種獲得。.以白菜和甘藍(lán)的子葉為材料 原生質(zhì)體 聚乙二醇原生質(zhì)體融合 誘導(dǎo)細(xì)胞分裂 愈傷組織分化培養(yǎng)基誘導(dǎo)不定芽 ms基本培養(yǎng)基再生植株 轉(zhuǎn)移到花盆生長(zhǎng)對(duì)其雜種性質(zhì)進(jìn)行形態(tài)學(xué)，細(xì)胞學(xué)和分子生物學(xué)鑒定。a.形態(tài)學(xué)觀察顯示，再生植株的葉面積較大，株型和葉型為兩種雜交親本的中間型，部分支柱的葉片濃綠，肥厚。b.染色體計(jì)數(shù)顯示，再生植株的染色體數(shù)大致為融合親本的染色體數(shù)的總和，再生植株具有了雙親的基因組。a.體細(xì)胞雜交花粉育性比較低，雜交，回交后期育性逐漸獲得恢復(fù)，與白菜回交后代逐漸恢復(fù)了育性。b.通過(guò)雜交和回交，獲得了形態(tài)變化廣泛的個(gè)體，為白菜的品種育種提供了多樣的種質(zhì)資源結(jié)論：a. a.小黑麥（小黑麥（aabbrraabbrr）小麥小麥（aabbddaabbdd）f1f1（aabbaabbrdrd）r r、d d兩組單體在減數(shù)分裂過(guò)程兩組單體在減數(shù)分裂過(guò)程出現(xiàn)于子細(xì)胞中。通過(guò)花粉培養(yǎng)可出現(xiàn)于子細(xì)胞中。通過(guò)花粉培養(yǎng)可得到類型豐富的花粉植株得到類型豐富的花粉植株b. b.三倍體無(wú)籽西瓜的例子三倍體無(wú)籽西瓜的例子染色體工程：1 1、染色體組操縱、染色體組操縱2 2、染色體操縱、染色體操縱單、缺體法進(jìn)行基因