分子標記及其在植物遺傳育種中的應用課件

1、分子標記及其在植物遺傳育種中的應用分子標記及其在植物遺傳育種中的應用遺傳標記（ ）具有多型性易于鑒別與目標基因緊密連鎖 性狀標記 色澤， 形態(tài) 細胞學標記 倒位，易位，帶 生化標記 同功酶 分子標記 、 基礎-基因表達結果表現(xiàn)型堿基序列變異遺傳標記 性狀標記基礎-堿基形態(tài)標記遺傳學上穩(wěn)定、可見的外部特征遺傳與環(huán)境、結構基因與調控基因綜合作用的結果。如穗形、芒長、穗長、粒色、穗形、矮稈、卷葉等。特點：直觀簡單從基因型到表現(xiàn)型存在基因表達、調控、個體發(fā)育等環(huán)節(jié)，表型差異有時難以反映基因型差異。 形態(tài)標記遺傳學上穩(wěn)定、可見的外部特征細胞學標記染色體數(shù)目變異及結構變異，表現(xiàn)在染色體核型（數(shù)目、大小、隨

2、體、著絲點位置等）和帶型（C帶、N帶、G帶等）。隨著分帶、細胞原位雜交等研究技術的發(fā)展，可在染色體水平揭示更多遺傳變異。特點：直觀、快速而經濟，但變異十分有限，當染色體數(shù)目形態(tài)相似時難以分辨。 細胞學標記染色體數(shù)目變異及結構變異，表現(xiàn)在染色體核型（數(shù)目、生化標記貯藏蛋白和同工酶貯藏蛋白同工酶特點：經濟、方便、成本較低結構基因表達產物，對非結構基因無能為力；所檢測位點只是基因組一部分；數(shù)量有限，有時受發(fā)育時期和環(huán)境影響。生化標記貯藏蛋白和同工酶貯藏蛋白分子標記本質是以核苷酸序列作為標記，一般特點：（1）不受季節(jié)、環(huán)境、基因表達與否的限制；（2）多態(tài)性高，存在著豐富的等位變異； （3）數(shù)量豐富，多

3、態(tài)性遍及整個基因組；（4）表現(xiàn)為“中性”，不影響目標性狀的表達，與不良性狀無必然的連鎖；（5）許多分子標記表現(xiàn)共顯性，能鑒別純合雜合基因型，提供完整的信息。分子標記本質是以核苷酸序列作為標記，一般特點：分子標記的分類（等1996）分子標記以Southern為基礎如RFLP以PCR為基礎單引物PCR標記 有RAPD、 AP-PCR、DAF、ISSR等雙引物選擇性擴增PCR 主要指AFLP需克隆、測序構建特殊雙引物PCR標記如SSR、STS等分子標記的分類（等1996）分子標記以Southern為基礎植物遺傳研究中常用的分子標記 (, ) 植物遺傳研究中常用的分子標記 原理： 限制性內切酶酶切 電

4、泳轉移到硝酸纖維素濾膜同位素或非放射標記（如地高辛等）的探針雜交膠片放射自顯影，顯示酶切片段大小原理： 酶切：3-5 ，以10U內切酶酶切5小時 電泳：0.6-0.8%瓊脂糖膠70V電泳16小時 染色：染色20分鐘 變性：0.25M 20分鐘，抽真空，水冼印跡：加入0.4N ，進行 印跡沖洗：以2 冼膠，風干酶切電泳印跡酶切：3-5 ，以10U內切酶酶切5小時 酶切電泳印跡雜交洗脫預雜交：將雜交膜放人預雜交液（水、5 、）中， 封好后置65溫箱中振蕩56小時。雜交：預雜交液中加入標記好的和探針，放入雜交膜浸勻。封好雜交盒后，置65溫箱中振蕩過夜。洗脫：將膜轉入洗脫盒，加入洗脫液65 振蕩洗脫兩

5、次（15次），吸干包好。雜交洗脫預雜交：將雜交膜放人預雜交液（水、5 、）中放射自顯影將洗脫好的雜交膜置于增感屏上, 于暗室中將 光片放于雜交膜上， 再放上另一張增感屏，裝人暗袋，并用夾板夾好。置-70超低溫冰箱中曝光10天左右。使用磷屏儀，操作更方便。放射自顯影將洗脫好的雜交膜置于增感屏上, 于暗室中將 光片探針來源：探針與基因組（）探針探針:保守性較強，探針檢測的多態(tài)性頻率較低。探針:檢測的多態(tài)性頻率較高，但不同種屬特異性較強。玉米探針：. 探針來源：探針與基因組（）探針探針標記隨機引物法25 變性 5 寡聚核苷酸2 3 -32P 2 酶加水至50，37溫箱中標記2小時探針標記隨機引物法2

6、5 變性 標記特點共顯性，可以區(qū)別純合和雜合基因型穩(wěn)定、重復性強某些植物中開發(fā)探針已遍及整個基因組缺點：需要量較大，技術復雜； 用于做圖較費時，難以分析大量樣品； 在基因組較大、嚴格自花授粉作物上多態(tài)性很低，使遺傳圖飽和度低。標記特點共顯性，可以區(qū)別純合和雜合基因型原理：用一個隨機引物（8-10）、堿基隨機排列的寡核苷酸序列，非定點地擴增基因組，然后電泳分開擴增片段。原理： 3553Target DNA sequenceGCTCGCAGTACTdenature 95 C5335GCTCGCAGTACTTCATGACGAGCGTCATGAGCTCGCanneal primers 60 CTaq

7、polymerase binds 3 and extendsGCTCGC5335AGTACTTCATGACGAGCGTCATGAGCTCGC Repeat 25-40 times 3553Target DNA sequenceG的操作反應： （20l）1l 15 102.0l 2+（25）1.2l 酶（5l）0.15l （25）0.2l加水至20l，再加入石臘油，進行擴增的操作反應：1 95 2分鐘2 95 15秒3 36 30秒4 72 45秒5 2 46循環(huán)6 72 5分鐘 擴增：1 95 2分鐘擴增：主要特點無需雜交，設計引物也無須知道序列信息；需要量少，引物便宜，成本較低；技術簡便，操

8、作方便、快速，不涉及分子雜交和放射性自顯影等技術。不同物種間引物通用； 缺點：大多顯性遺傳，不能鑒別雜合和純合子；實驗重復性較差，結果可靠性較低。主要特點無需雜交，設計引物也無須知道序列信息；( )：與不同的是:引物濃度更高，引物長度更短（一般58個堿基），且往往用聚丙烯酰胺凝膠電泳，通常會產生非常復雜的帶型，譜帶信息比大得多。 （等，1990）( )：與不同的是:( )引物較長（1050）；引物濃度較高；引物長度不定，并且常常來自為其它目的而設計的引物（如M13通用測序引物）。( )引物較長（1050）；分子標記及其在植物遺傳育種中的應用課件共同優(yōu)點： 在不需要知道所擴增序列情況下，產生片段

9、的指紋； 需量少，產生多態(tài)性豐富。缺點： 對反應條件非常敏感，重復性差。共同優(yōu)點：（ ）為提高標記穩(wěn)定性，把目標片段克隆測序，根據(jù)片段兩末端的序列設計特定引物（通常24個堿基），再進行擴增，可把相應的單一位點鑒定出來。具有更高的可重復性共顯性（ ）為提高標記穩(wěn)定性，把目標片段克隆測序，根據(jù)片段兩微衛(wèi)星標記()真核生物基因組普遍存在，呈隨機分布,大約每隔10-50就存在一個.哺乳動物中約為植物的5-6倍;植物中平均23.3有一個;雙子葉植物數(shù)量大于單子葉植物,核 數(shù)量多于細胞質;根據(jù)核心序列堿基數(shù)的不同,可分為單堿基、2堿基、3堿基、4堿基等多種重復型。微衛(wèi)星標記()真核生物基因組普遍存在，呈隨

10、機分布,大約每隔1不同物種其重復序列及重復單位頻率不同。通過對54個植物種核和28個植物種細胞器 (1-4)的搜索,發(fā)現(xiàn)：()最豐富,然后依次是: (A)n、(T)n、()n、()n、()n、()n、()n、()n、()n、()n、()n、() n、()n、()n、()n、()n及()n、()n。同一類內堿基種類不同的,豐度差別很大。的分布特點不同物種其重復序列及重復單位頻率不同。的分布特點的功能長期以來一直認為是轉錄啞區(qū)，沒有明確的生理功能。但隨著研究深入，證明并非如此。的主要功能:編碼氨基酸；染色體末端的，有保護完整性、避免降解、融合及丟失的功能；提高或降低臨近基因轉錄速率；基因重組的熱點

11、，是基因變異的來源；部分可產生轉錄啟動復合物或活化染色體的功能長期以來一直認為是轉錄啞區(qū)，沒有明確的生理功能。但隨著兩端序列多是保守的單拷貝序列，可以根據(jù)兩端序列設計一對特異引物，通過將其間微衛(wèi)星序列擴增出來，利用電泳技術獲得長度多態(tài)性。不同材料重復次數(shù)的不同，導致了長度的高度變異性。分析兩端序列多是保守的單拷貝序列，可以根據(jù)兩端序列設計一對特異引分子標記的創(chuàng)制基因組文庫的構建探針制備-預雜交-帶有克隆的選擇測序引物設計檢測其它方法: 、相關種間. .分子標記的創(chuàng)制基因組文庫的構建 % (N) % (N) 89.8 (521)78.3 (299) 76.4 (1800) 86.0 (773)

12、45.4 (403)50.4 (141) 35.2 (1683) 58.4 (363) 的操作反應：（20l）4l（1）0.25l102.0l2+（25）1.2l酶（5l）0.1l（25）0.2l加水至20l的操作反應：混合后，進行擴增：1 95 2分鐘2 95 30秒3 56 30秒4 72 60秒5 2 31循環(huán)注：引物退火溫度在52-65 不等?；旌虾?，進行擴增：的特點：兩側順序保守，在同種間多相同；數(shù)量豐富，在整個基因組均勻隨機分布；實驗重復性好，結果可靠；多數(shù)增減重復序列頻率高，在品種間具廣泛位點變異；共顯性標記，可鑒別雜合子和純合子；僅需微量組織，適合分析半自動化的特點：兩側順序保

13、守，在同種間多相同；相對的物種專一性；由于開發(fā)時需針對每個座位的微衛(wèi)星序列，發(fā)現(xiàn)其兩端的單拷貝序列設計引物，需建立基因文庫、克隆識別與篩選、測序等過程，開發(fā)困難，費用較高，耗時長；實際分析時一般每次只分析單個位點；不同引物退火溫度不同，需要探索。不足：不足：的檢測瓊脂糖凝膠檢測（同前）聚丙烯酰胺凝膠檢測一般采用銀染、熒光檢測。的檢測瓊脂糖凝膠檢測（同前）銀染檢測程序脫色：加1升10液，脫色20分鐘沖洗：用重蒸水沖洗膠板2次，每次5分鐘染色：加染色液(13，0.075%甲醛)30分鐘沖洗：用重蒸水沖洗膠板不超過5秒鐘；顯影：預冷顯影液（303，0.075%甲醛，0.423），輕搖到帶紋出現(xiàn)；定影

14、：在固定/停止液并輕搖3-5分鐘；沖洗：用重蒸水沖洗2次，每次2分鐘；干膠：室溫下自然干燥過夜。銀染檢測程序脫色：加1升10液，脫色20分鐘（ )原理：基于技術和技術的結合 （ )原理： 片段環(huán)化，不利小片段擴增； 引物的退火溫度高； 片段優(yōu)先擴增酶切連接酶切連接接頭序列 接頭、 分別為： 53 35： 53 35： 53 35 接頭序列 接頭、 分別為：M00:53；P00:5- 3;E00:53; +3: 53 +3: 53 +3: 53M00:53； 技術的特點（1）由于內切酶及選擇性堿基組合數(shù)和種類很多，產生標記數(shù)無限，可覆蓋整個基因組。（2）多態(tài)性遠遠超過其它分子標記，一般可檢測到5

15、0-100個擴增產物，能夠在遺傳關系十分相近的材料產生多態(tài)性，被認為是指紋圖譜技術中多態(tài)性最豐富的一項技術。（3）分析由于擴增片段較短（30-700)，分辨率高。 技術的特點（1）由于內切酶及選擇性堿基組合數(shù)和種類很多，產（4）分析用樣量少（0.05-0.5 g ），而且對模板濃度的變化不敏感。（5）由于特定引物擴增，退火溫度高，因而假陽性低，可靠性高。（6）引物在不同物種間是通用的，可用于沒有任何分子生物學研究基礎的物種。（7）銀染技術具有快速、方便的特點，在1-2天內可以得到指紋。（4）分析用樣量少（0.05-0.5 g ），而且對模板濃操作具體包括三個步驟：1. 酶切連接；2. 擴增，使

16、目的序列擴增到0.51g；3. 電泳分離（利用聚丙烯酰胺凝膠）。對于基因組較大的物種，需要進行兩步擴增預擴增和選擇性擴增。操作步驟：操作具體包括三個步驟：操作步驟：模板的酶切與連接（200l）2.5l3單位 3單位 接頭（50 l） 1.0l 接頭（5 l） 1.0l10 2.5l100 0.25l（10） 2.0lT4-連接酶（3l） 0.4l加水至25l，37酶切-連接4-6小時，或過夜。 實驗程序模板的酶切與連接（200l）2.5l 實驗程序片段的預擴增取2.0l完成的樣品，加入18l如下混合液： 引物（M00，50l）0.6l 引物（P00，50l） 0.6l 10 2.0l 2+（2

17、5） 1.2l 酶（5l） 0.1l （25） 0.16l加2O至20l片段的預擴增取2.0l完成的樣品，加入18l如下混合液：混合后，在如下條件下擴增： 195 2分鐘 295 30秒 356 30秒 472 60秒 5 2 31 6 72 5分鐘混合后，在如下條件下擴增：的選擇性擴增取4l稀釋預擴增液，加入16l如下反應液：引物（50l） 0.8l引物（50l） 0.8l10 2.0l2+（30） 1.1l（25） 0.18l酶（5l） 0.12l2O 11.0l的選擇性擴增取4l稀釋預擴增液，加入16l如下反應液：混合后按如下程序擴增： 195 2分鐘 295 30秒 365 30秒（-

18、0.7） 472 60秒 5 2 12循環(huán) 695 30秒 756 30秒 872 60秒 9 6 30 10 72 5分鐘混合后按如下程序擴增：的檢測銀染熒光同位素檢測的檢測銀染注意事項：1酶切反應對模板質量要求較高，要求260/280 在1.8左右，且不能有降解。2反應對模板濃度不是很敏感，在5050時，均可以觀察到多態(tài)性帶，但為了實驗的準確性，濃度不能太低。3酶切-連接反應可以分開作，也可以合在一起作，但合在一起更方便些。注意事項：1酶切反應對模板質量要求較高，要求260/2804反應對要求較高，要首先摸索優(yōu)化2+、條件，達到最佳擴增。5受甲基化胞嘧啶的影響較小，而對富含的甲基化胞嘧啶十

19、分敏感，因而檢測的多為表達區(qū)域，而檢測位點聚集在甲基化較高的重復序列區(qū)域。4反應對要求較高，要首先摸索優(yōu)化2+、條件，達到最佳擴增。6引物中用作選擇性核苷酸的和含量對擴增出的產物數(shù)目有影響。一般而言，和含量越高，擴增出的產物數(shù)目越少。7 同位素、熒光標記分辨率較高，但價格昂貴，操作不方便；銀染方法方便快捷，掌握好各個環(huán)節(jié)，同樣可以達到很好的效果。6引物中用作選擇性核苷酸的和含量對擴增出的產物數(shù)目有影為什么用雙酶解?適合擴增效率與變性膠的分辨率減少擴增的片段,從而減少使用選擇性堿基的數(shù)目使標記單鏈成為可能增加擴增的靈活性增加使用引物的靈活性為什么用雙酶解?適合擴增效率與變性膠的分辨率為什么要預擴

20、增?減少選擇性堿基的錯配減輕背景提供足量模板降低模板濃度的影響為什么要預擴增?減少選擇性堿基的錯配目的：分子標記輔助選擇 ()篩選文庫，進行圖位克?。?） 目的： PIC/Simpson遺傳多樣性系數(shù) = 1 - Pi 2等位基因數(shù)目 A A = 4PIC = 1 SUM (0.47)2 + (0.30)2 + (0.17)2 + (0.04)2 = 0.64SSR資料：PIC/Simpson遺傳多樣性系數(shù) = 1 - Pi 遺傳相似系數(shù) (1985): a + da + b + c + d簡單匹配系數(shù)（SM）(Simple matching coefficient) a a + b + cJ

21、accard 相似系數(shù)(Jaccard 1908). 2a2a + b + cDice (1945)相似系數(shù)，即 Nei & Li (1979)相似系數(shù).遺傳相似系數(shù) (1985): a + d簡單匹配其中 :abcd+ -+-kj其中 :abcd+ -+-kj遺傳距離的計算：（1972）（ （1978）遺傳距離的計算：（1972）（ （1978）兩個 隨機群體 j 、k間的遺傳距離（ 1972）: 為X群體第i個位點第j個等位基因頻率 為Y群體第i個位點第j個位點基因頻率 兩個 隨機群體 j 、k間的遺傳距離（ 1972）: 為X在種質資源研究中，大多數(shù)采用羅杰斯距離（）和改良的羅杰斯距離（

22、）（，1972； & ，1983）。根據(jù)遺傳特性確定的羅杰斯距離在相關種質的親緣關系分析中非常有用；而改良的羅杰斯距離還適用于雜種優(yōu)勢研究。 在種質資源研究中，大多數(shù)采用羅杰斯距離（）和改良的羅杰斯距離聚類分析聚類指標： 遺傳相似系數(shù) 遺傳距離聚類方法： （ ） 常用分析軟件：2.02（，1998）聚類分析聚類指標：分析單標記作圖法；區(qū)間作圖法； 復合區(qū)間作圖法；、分析單標記作圖法；A A B B H A BC D - A A F2 20 5 1*1 *2 *3 3 12!*4 *5 *1 6.3 7.7 8.0 6.2 4.1 8.8 6.5 5.4 7.3 8.7 9.0 - 6.8 7.

23、2 7.1 7.6 8.3 8.1 7.5 6.8 F2 ( )（ ）、微陣列（）蛋白質組學新型分子標記 ( )新型分子標記 是長約150-400的基因表達序列片段，攜帶著完整基因的某些片段。 反轉錄成，克隆到質?；蚴删w載體，構建文庫，而后大規(guī)模隨機挑選克隆，對5或3端進行一步法測序，獲得對生長發(fā)育、遺傳變異、衰老死亡等過程認識的技術。 ( ) 是長約150-400的基因表達序列片段，攜帶著完整基因的某 (), (), , , , , , , , , , , , , , , , , . . 常用基因組網(wǎng)址：擬南芥: () 水稻： 大豆： 玉米：, 小麥： 棉花: 苜菽： 大麥： 油菜： 高梁

24、： 常用基因組網(wǎng)址：擬南芥: () 單核苷酸多態(tài)（ ）是由于單個核苷酸改變而導致的核酸序列多態(tài)，即基因中的點突變。特點：雙等位基因在基因組中的發(fā)生頻率比較高有些位點還影響基因的功能可大大豐富既有的連鎖圖成熟自動化技術，有望分析成千上萬的單核苷酸多態(tài)（ ）是由于單個核苷酸改變而導致的核酸序列、從中開發(fā)、目前某些植物全序列的測定及數(shù)據(jù)庫的開發(fā)，為、的開發(fā)開辟了新的途徑。優(yōu)點：表達序列，與特定功能有聯(lián)系多態(tài)性豐富，可大大豐富標記數(shù)目開發(fā)簡單、經濟、 利用芯片技術，將大量探針固定于玻/硅片上，然后用熒光標記樣品進行大量分子雜交，以比較不同組織或器官的基因表達水平，篩選突變基因，分析基因表達模式。 優(yōu)點

25、：密度高、制作方便，解決了傳統(tǒng)核酸雜交技術復雜、自動化程度低、檢測目的分子數(shù)量少、低通量等不足微陣列（） 利用芯片技術，將大量探針固定于玻/硅片上，然后用熒光標記微型化高通量提高信息量平行化提高信息的可比性微量化降低待檢樣品用量自動化提高工作效率低成本可迅速普及推廣生物芯片的特征與優(yōu)點微型化高通量提高信息量平行化提高信息的可比性微量化降低蛋白質組學為基礎的分子標記蛋白質是基因表達的產物,是基因功能的執(zhí)行體，決定了生物的生長、發(fā)育、繁殖等各種性狀。蛋白質組研究了解生物體蛋白質表達的時空分布規(guī)律, 不同個體/組織間的表達差異蛋白質分子標記定位生物的表性變異(如抗病、抗逆等性狀)和相關基因蛋白質組學

26、為基礎的分子標記蛋白質是基因表達的產物,是基因功能 1 2 3 1 分子標記技術在植物遺傳研究中的應用分子標記技術在植物遺傳研究中的應用利用遺傳圖和遺傳標記可用來加速植物育種進程。經典遺傳圖譜：形態(tài)、生理和生化標記，數(shù)量極為有限，圖譜分辨率大都很低，表現(xiàn)標記少，圖距大，飽和度低。分子標記技術的發(fā)展，使圖譜上標記的密度越來越高。植物基因組遺傳作圖利用遺傳圖和遺傳標記可用來加速植物育種進程。植物基因組遺傳作構建遺傳圖譜 （ ）以具有遺傳多型性的分子標記為“路標” “ ”以減數(shù)分裂中發(fā)生的遺傳重組交換值為圖距 (%) “ ()”繪制高密度的分子標記連鎖圖 構建遺傳圖譜 以具有遺傳多型性的分子標記為“

27、路標”作圖所需的數(shù)據(jù)遺傳標記數(shù)據(jù)數(shù)量性狀數(shù)據(jù)作圖所需的數(shù)據(jù)遺傳標記數(shù)據(jù)數(shù)量性狀數(shù)據(jù)分子標記連鎖圖譜的構建 定位群體親本間多態(tài)性分子標記的篩選 定位群體的組建 定位群體分子標記分析 分子標記連鎖圖譜的繪制分子標記連鎖圖譜的構建 定位群體親本間多態(tài)性分子標記的篩選利用3個分離群體，一個人，三個月時間，能完成包括1032個標記的遺傳連鎖圖譜（ 等1995） 。不僅能縮小抗病基因與連鎖標記之間的距離，而且在遺傳圖上，可增加染色體末端標記和填充空隙，不干擾標記簇，從而大大增加了遺傳圖的飽和度。利用3個分離群體，一個人，三個月時間，能完成包括1032個標在植物遺傳多樣性研究上的應用對植物種質資源遺傳多樣性

28、的全面了解，對于拓寬遺傳基礎的育種策略十分重要。.賈繼增等（1997）利用21條染色體上473個探針對小麥遺傳多樣性分析發(fā)現(xiàn)，小麥不同位點、不同染色體上的遺傳多樣性各不相同，普通小麥B基因組遺傳多樣性較高，其中尤以2B、6B、7B更高，而D組的遺傳多樣性最差。對在小麥育種中引進新的遺傳變異具有一定的意義。在植物遺傳多樣性研究上的應用對植物種質資源遺傳多樣性的全面了 . 通過288個位點上對338個一粒小麥系群指紋分析，結合種系分析，發(fā)現(xiàn)來源于土耳其東南部山脈的一個野生一粒小麥（T. ）群體與栽培一粒小麥（T. ）遺傳上最為相近，從而推斷該地區(qū)為現(xiàn)代栽培一粒小麥的發(fā)源地（ 等1998） 。植物起

29、源、分類和進化研究 . 通過288個位點上對338個一粒小麥系群指紋分析，結合品種的指紋圖譜 定義：能夠鑒定作物品種之間差異的電泳圖譜。特點：高度的個體特異性、環(huán)境的穩(wěn)定性及豐富的多態(tài)性。用途：鑒定品種真實性和純度，用于新品種登記和品種知識產權保護等。其中被推薦為指紋圖譜繪制的最佳方法之一。. 等（1998）利用6個引物組合產生90多條多態(tài)性條帶，建立了英國1934-1994廣泛種植的55份小麥的指紋圖譜。 品種的指紋圖譜 定義：能夠鑒定作物品種之間差異的電泳圖譜。特基因定位質量性狀的基因定位 近等基因系（ , ）幾乎僅在目標性狀上存有差異，一般凡是能在近等基因系間揭示多態(tài)性的分子標記，就極可

30、能位于目標基因的兩翼附近。利用方法已定位了許多質量性狀基因，.番茄抗病毒基因2a，番茄抗細菌病毒基因及水稻半矮桿基因等?；蚨ㄎ毁|量性狀的基因定位 近等基因系（ , ）原理：將分離群體(F2、）中的個體依據(jù)目標性狀(如抗病、感病)分成兩組，在每一組中將若干個體等量混合，形成兩個混合池(如抗病池和感病池)。由于分組時僅對目標性狀進行選擇，因此兩個池之間理論上就應主要在目標基因區(qū)段存有差異，也稱近等基因池法。優(yōu)點：克服了許多作物沒有或難以創(chuàng)造相應的限制(等1991)。定位基因：萵苣抗霜霉病基因、水稻抗癭蠓基因水稻抗稻瘟病基因、水稻耐黃叢卷葉病毒病基因等分離群體分組分析法( )原理：將分離群體(F2

31、、）中的個體依據(jù)目標性狀(如抗病、感產量、品質、熟期等大多數(shù)重要農藝性狀，均表現(xiàn)數(shù)量性狀的遺傳特點，受許多數(shù)量基因座位（ , ）和環(huán)境因子的共同作用。數(shù)量遺傳學無法確定控制數(shù)量性狀的數(shù)目，也無法確定單個的遺傳效應及染色體位置。分子連鎖圖譜的發(fā)展，可以實現(xiàn)對單個遺傳效應的追蹤，從而應用于分子標記輔助選擇。目前已發(fā)展了定位的多種方法。數(shù)量性狀基因的定位產量、品質、熟期等大多數(shù)重要農藝性狀，均表現(xiàn)數(shù)量性狀的遺傳特基于圖譜的基因克隆 誰最先了解基因的功能，誰就擁有了該基因的知識產權，也就獲得了更多的利潤?？寺』蛲緩秸蜻z傳學和反向遺傳學。前者以欲克隆基因的功能為基礎，通過鑒定其產物或某種表型的突變進

32、行；后者則著眼于基因本身，通過其特定的序列或其在基因組中的特定位置進行。基于圖譜的基因克隆 誰最先了解基因的功能，誰就擁有了該基因的圖位克隆條件：(1)目標基因附近緊密連鎖的標記；(2)知道這些標記與目的基因的位置一旦建立與目的基因緊密連鎖的分子標記圖，就可以找到染色體步行的起始點，從而進行定位克隆。圖位克隆條件：比較基因組研究 利用相同的分子標記（主要是標記和基因克隆）在相關物種之間進行遺傳或物理作圖，比較這些標記在不同物種基因組中的分布特點，揭示染色體或染色體片段上的基因及其排列順序的相同或相似性，并由此對相關物種的基因組結構和起源進化進行分析。比較基因組研究 利用相同的分子標記（主要是標

33、記和基因克?。┰谛掳l(fā)現(xiàn)：不同物種之間在標記探針的同源性、拷貝數(shù)及連鎖順序上都具有很大程度的保守性。 番茄、馬鈴薯和辣椒（等1988；1992）；水稻、小麥和玉米（等，1993；1994）；小麥、大麥和黑麥（等，1993）；高粱和玉米（等，1994）；以及大麥和水稻（等，1996）新發(fā)現(xiàn)：不同物種之間在標記探針的同源性、拷貝數(shù)及連鎖順序上都分子標記及其在植物遺傳育種中的應用課件比較基因組學研究表明，不同物種之間在標記探針的同源性，拷貝數(shù)及連鎖順序上都具有很大程度的保守性。啟示：模式植物上遺傳作圖成果可推而廣之?？山柚容^基因組共享分子標記，使建立高密度遺傳連鎖圖可資利用的標記顯著增加，從而大大提

34、高了獲取離目標基因很近分子標記的的可能性。比較基因組學研究表明，不同物種之間在標記探針的同源性，拷貝數(shù)應用比較基因組學進行基因的克隆綠色革命1、2基因的克隆擬南芥 水稻 篩選小麥文庫 1、2探針標記應用比較基因組學進行基因的克隆綠色革命1、2基因的克隆探針標深遠意義比較基因組研究已使得傳統(tǒng)的植物遺傳學突破了物種的框架限定，發(fā)展成了新的系統(tǒng)遺傳學。隨著最近一些生物的基因組全序列的獲得，比較基因組研究也隨之步入了一個新的時代。深遠意義研究基因表達與調控傳統(tǒng)方法是利用文庫篩選和雜交。研究基因表達是非常有效的方法，可同時比較植物發(fā)育的不同時期以及分離某些重要基因（）。研究基因表達與調控傳統(tǒng)方法是利用文

35、庫篩選和雜交。利用的方法，闡明了馬鈴薯塊莖在不同發(fā)育階段基因表達的情況，并克隆了2個與塊莖脂肪氧合酶高度同源的片段（等1996） 。利用的方法，闡明了馬鈴薯塊莖在不同發(fā)育階段基因表達的情況，并在植物育種上的應用在雜交育種中，單單根據(jù)育種材料的表型特點選配親本，往往會受到環(huán)境條件的干擾。輔之以分子標記的差異性分析，將使得親本選配更為快速、準確，從而提高育種效率。揭示育種材料之間的親緣關系在植物育種上的應用在雜交育種中，單單根據(jù)育種材料的表型特點選雜種優(yōu)勢利用正成為許多作物提高產量和改善品質的重要途徑。對遺傳差異與雜種優(yōu)勢關系的評價方法經歷了從形態(tài)性狀遺傳距離，到生化標記遺傳差異，親緣系數(shù)，以及分

36、子標記遺傳差異等各種嘗試。雜種優(yōu)勢預測及機理研究雜種優(yōu)勢利用正成為許多作物提高產量和改善品質的重要途徑。雜種 分子標記的應用，使得能夠在整個基因組范圍內對大量親本材料間的遺傳距離進行估測，并在此基礎上有效地預測具有強優(yōu)勢的組合（等，1992；，1994）。結果：既有相關性很高的報道，又有完全相反的結果。分子標記及其在植物遺傳育種中的應用課件張啟發(fā)認為：分子標記雜合度與雜種優(yōu)勢的相關性因遺傳材料而異，在經過改良的優(yōu)良種質中，兩者之間高度相關，而在一些未經改良的優(yōu)良種質中，相關程度很低。提出了“上位性是雜種優(yōu)勢的主要遺傳基礎”的重要觀點。張啟發(fā)認為：應用技術進行雜種優(yōu)勢機理的研究表明，強優(yōu)勢與弱優(yōu)

37、勢組合間基因表達有明顯差異，有增強型、減弱型和沉默型。雜種優(yōu)勢表現(xiàn)與單親沉默、雙單親沉默有密切關系。應用技術進行雜種優(yōu)勢機理的研究表明，強優(yōu)勢與弱優(yōu)勢組合間基大量研究表明，雖然分子標記揭示的遺傳距離與雜種優(yōu)勢的關系比較復雜，但親本之間的遺傳差異是產生的主要原因。通過對與雜種優(yōu)勢相關效應的研究，可以加深對雜種優(yōu)勢機理的了解。大量研究表明，雖然分子標記揭示的遺傳距離與雜種優(yōu)勢的關系比較我國玉米種質基礎 亞群 類群 標準測驗種 四平頭黃早四旅大紅骨丹340AB73掖478B17 齊319我國玉米種質基礎 亞群 類群 分子標記輔助選擇（ ) 分子標記輔助選擇幾乎不受環(huán)境條件的影響，還可以跟蹤外源基因，克服回交的缺點，可大大提高選擇的效率。長期以來，選擇都是基于植株的表型性狀進行的。植物的許多性狀為數(shù)量性狀，受許多微效基因的控制，且易受環(huán)境的影響。分子標記輔助選擇（ ) 分子標記輔助選擇幾乎不受環(huán)境條件快速有效地選擇出帶有目標基因的單株表現(xiàn)在:1.不受環(huán)境條件及生長發(fā)育階段的影響，在苗期或低世代就可進行篩選;2.利用共顯性標記可直接對隱性目標基因進行選擇，無