遺傳育種研究及現(xiàn)狀

1、<p><b>　　遺傳育種研究及現(xiàn)狀</b></p><p>　　摘要:微衛(wèi)星DNA標(biāo)記技術(shù)與AFLP標(biāo)記技術(shù)是遺傳育種研究中最常用的兩種技術(shù)，本文也將從其在幾種不同物種間的研究方法及現(xiàn)狀向大家具體介紹這兩種技術(shù)。</p><p>　　微衛(wèi)星DNA是一類由1一6個(gè)核昔酸為重復(fù)單元而形成的申聯(lián)重復(fù)序列，由于它具有含量豐宮、多態(tài)性高、共顯性等優(yōu)點(diǎn)，而廣泛應(yīng)用于

2、鑒定親緣關(guān)系、構(gòu)建遺傳圖譜、數(shù)量性狀位點(diǎn)(QTL)定位、遺傳多樣性估計(jì)、標(biāo)記輔助選擇等方面。本文就徽衛(wèi)星標(biāo)記在羊、蜜蜂、家兔等家畜的遺傳育種中的應(yīng)用進(jìn)行概述。</p><p>　　AFLP標(biāo)記是一種新的DNA分子標(biāo)記技術(shù)。本文對(duì)AFLP標(biāo)記的基本原理、技術(shù)流程和關(guān)鍵技術(shù)做了簡(jiǎn)要介紹,從親緣關(guān)系與遺傳多樣性分析、遺傳圖譜的構(gòu)建、特定性狀的連鎖標(biāo)記、品種純度鑒定與QTL分析等方面概述了AFLP標(biāo)記在大白菜遺傳育種中的

3、應(yīng)用進(jìn)展,并對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。</p><p>　　關(guān)鍵詞：遺傳育種 微衛(wèi)星 羊 蜜蜂 家兔 AFLP標(biāo)記 蠶豆</p><p>　　微衛(wèi)星DNA標(biāo)記技術(shù)簡(jiǎn)介</p><p>　　微衛(wèi)星（Microsatellite），又稱簡(jiǎn)單序列重復(fù)(Sim-ple Sequence Repeat,SSR)、短串聯(lián)重復(fù)序列長(zhǎng)度多態(tài)性（Short Tandem Rep

4、eat Polymorphisms,STRs），由核心序列和兩側(cè)的側(cè)翼序列所構(gòu)成，核心序列一般由1～6bp的短核苷酸組成，呈10～60次串聯(lián)重復(fù)狀隨機(jī)分布于生物體整個(gè)基因組，其重復(fù)數(shù)的差異則形成微衛(wèi)星高度的多態(tài)性，側(cè)翼序列使微衛(wèi)星特異地定位于染色體某一部位。微衛(wèi)星標(biāo)記作為第二代分子遺傳標(biāo)記，具有分布廣泛、多態(tài)信息含量高、呈共顯性遺傳及檢測(cè)快速方便等優(yōu)點(diǎn)，在構(gòu)建遺傳連鎖圖譜、評(píng)價(jià)遺傳多樣性和群體進(jìn)化、繪制系統(tǒng)發(fā)生樹(shù)、血緣關(guān)系鑒定、核基因組

5、研究以及基因定位等研究中得到廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　微衛(wèi)星ONA在羊遺傳育種中的應(yīng)用</p><p>　　1良種登記、系譜記錄的建立、個(gè)體及親緣關(guān)系鑒定</p><p>　　用微衛(wèi)星作為探針與基因組DNA雜交獲得的DNA指紋圖都具有程度不等的個(gè)體特異性，可準(zhǔn)確地反映個(gè)體的遺傳特性，因而可作為家畜個(gè)體識(shí)別的可靠遺傳標(biāo)記，用于建立優(yōu)良畜禽個(gè)體檔案，準(zhǔn)確地記錄系

6、譜。</p><p><b>　　2 作DNA指紋圖</b></p><p>　　應(yīng)用于畜禽遺傳育種的微衛(wèi)星DNA指紋圖主要反映了基因組中微衛(wèi)星DNA的變異情況，而非一序列的變異情況。</p><p>　　3 定位功能基因和QTL、構(gòu)建基因圖譜</p><p>　　利用微衛(wèi)星位點(diǎn)和某些功能基因位點(diǎn)或QTL間的連鎖關(guān)系，可

7、將一些功能基因定位在染色體上或連鎖群中，這方面的研究在畜禽中己有很多報(bào)道。</p><p>　　4 群體遺傳結(jié)構(gòu)和遺傳多樣性分析</p><p>　　微衛(wèi)星多態(tài)性分析還在畜禽遺傳多樣性評(píng)估、品種資源的分類、保存和利用等方面發(fā)揮著重要作用。</p><p>　　5 品或品純的測(cè)定關(guān)確定</p><p>　　用微衛(wèi)星所作的DNA指紋圖上由十多個(gè)，

8、甚至幾十個(gè)位點(diǎn)的等位基因組成，對(duì)基因組的代表性明顯高于其他任何單個(gè)遺傳標(biāo)記，能夠正確反映畜禽品種間的遺傳關(guān)系以及品種或品系的近交程度。</p><p>　　6 重要經(jīng)濟(jì)性狀微衛(wèi)星標(biāo)記的開(kāi)發(fā)利用、早期選擇和標(biāo)記輔助選擇</p><p>　　將遺傳標(biāo)記與染色體圖譜相結(jié)合，可快速、準(zhǔn)確地定位與生產(chǎn)性狀有關(guān)的目的基因。</p><p><b>　　7 雜交優(yōu)勢(shì)預(yù)測(cè)

9、</b></p><p>　　雜種優(yōu)勢(shì)大小在一定程度上取決于親本間遺傳差異大小，即遺傳距離。</p><p>　　8 監(jiān)測(cè)育種和遺傳操作效應(yīng)</p><p>　　在畜禽的常規(guī)育種中，常通過(guò)多代回交將某一品種(供體)某個(gè)性狀基因滲入到另一品種(受體)的基因組中，同時(shí)將供體的其他基因剔除出受體品種。</p><p>　　微衛(wèi)星ONA在

10、蜜蜂遺傳育種中的應(yīng)用</p><p><b>　　1群體遺傳結(jié)構(gòu)分析</b></p><p>　　1.1起源進(jìn)化及分類；1.2遺傳多樣性研究</p><p>　　2親子鑒定和血緣控制</p><p>　　2.1親緣鑒定、社會(huì)結(jié)構(gòu)和血緣控制；2.2種群雜合度檢測(cè)、基因侵入和保種計(jì)劃</p><p>

11、<b>　　3數(shù)量性狀連鎖標(biāo)記</b></p><p><b>　　4基因圖譜的構(gòu)建</b></p><p><b>　　5雜種優(yōu)勢(shì)預(yù)測(cè)</b></p><p>　　微衛(wèi)星ONA在家兔遺傳育種中的應(yīng)用</p><p><b>　　1鑒定親緣關(guān)系</b>&l

12、t;/p><p><b>　　2構(gòu)建遺傳圈譜</b></p><p>　　3數(shù)性狀位點(diǎn)QT定位</p><p><b>　　4遺傳多樣性估計(jì)</b></p><p><b>　　5標(biāo)記輔助選擇</b></p><p>　　綜上所述，微衛(wèi)星DNA作為遺傳標(biāo)記與

13、盯LP、RAPD和小衛(wèi)星DNA相比，由于其數(shù)量大、分布廣、分布均勻、多態(tài)信息含量高等特點(diǎn)，是動(dòng)物遺傳育種中一種極有用的分子標(biāo)記。但由于其研究起步較晚，現(xiàn)已知的微衛(wèi)星位點(diǎn)還不夠多，以及其分析成本較高等原因，就仍需我們進(jìn)一步研究，使之成為一種簡(jiǎn)捷、靈敏、低廉的重要遺傳分析方法。微衛(wèi)星標(biāo)記在評(píng)估蜜蜂群體的遺傳多樣性、估測(cè)遺傳距離、構(gòu)建群體間親緣關(guān)系等方面顯示出了很強(qiáng)的優(yōu)越性，它也成為蜜蜂傳育種研究領(lǐng)域的一種強(qiáng)有力的工具。目前微星DNA標(biāo)記是兔

14、遺傳育種種極有用途的分子標(biāo)記。但不管與其它動(dòng)物相比，還是從研究取得的成果來(lái)看，對(duì)家兔的微衛(wèi)星的研究均較少?，F(xiàn)在已知的兔的微衛(wèi)星位點(diǎn)很少，還有此項(xiàng)技術(shù)本身的一些缺點(diǎn)，仍需進(jìn)一步將先進(jìn)的微衛(wèi)星分析方法應(yīng)用到其研究中去，以期發(fā)現(xiàn)更多的微衛(wèi)星標(biāo)記，更有效地利用微衛(wèi)星標(biāo)記發(fā)掘兔的優(yōu)良特性，改良和提高家兔品種的生產(chǎn)性能，提出合理的保種措施。</p><p>　　AFLP標(biāo)記技術(shù)簡(jiǎn)介</p><p>　

15、　AFLP技術(shù)是一種基于PCR技術(shù)的分子標(biāo)記，它是在DNA分子水平上進(jìn)行的多態(tài)性研究，在一次試驗(yàn)中可同時(shí)檢測(cè)到大量DNA多態(tài)性片段，有助于遺傳差異的完全綜合和在相似群體中進(jìn)一步分類，對(duì)作物的種質(zhì)資源多樣性檢測(cè)及系統(tǒng)進(jìn)化、分類研究具有重要意義。本文會(huì)介紹AFLP分子標(biāo)記技術(shù)及其在蠶豆遺傳育種研究中的應(yīng)用。</p><p>　　1 AFLP分子標(biāo)記技術(shù)概述</p><p><b>　

16、　基本原理</b></p><p>　　AFLP（Amplified fragment length polymor-phism）是1992年由荷蘭科學(xué)家Vos和Zabeau發(fā)展起來(lái)的一種檢測(cè)DNA多態(tài)性的新方法。與RFLP類似，AFLP也是通過(guò)限制性內(nèi)切酶酶切片段的不同長(zhǎng)度檢測(cè)DNA多態(tài)性的一種DNA分子標(biāo)記技術(shù)［1，2］。AFLP是通過(guò)PCR反應(yīng)先把酶切片段擴(kuò)增，然后把擴(kuò)增的酶切片段在高分辨率的順

17、序分析膠上進(jìn)行電泳，多態(tài)性即以擴(kuò)增片段的長(zhǎng)度不同檢測(cè)出來(lái)（圖1）。其基本流程包括3個(gè)步驟：①基因組DNA用限制性內(nèi)切酶酶切后，與特定的AFLP寡聚核苷酸接頭（A daptor）連接，形成一個(gè)帶接頭的特異片段。限制性酶切片段用兩種酶切割產(chǎn)生，一種是切割位點(diǎn)少的識(shí)別位點(diǎn)為6個(gè)堿基的內(nèi)切酶（如EcoRⅠ），一種是切割位點(diǎn)多的識(shí)別位點(diǎn)為4個(gè)堿基的內(nèi)切酶（如MseⅠ）。②通過(guò)接頭序列和鄰近的限制性內(nèi)切酶酶切位點(diǎn)序列作為引物結(jié)合位點(diǎn)，以引物3′端的

18、識(shí)別進(jìn)行PCR選擇性擴(kuò)增限制性酶切片段，可使目的序列大量擴(kuò)增。③用變性聚丙烯酰胺凝膠電泳分離，通過(guò)放射自顯影、熒光標(biāo)記或核酸銀染檢測(cè)。</p><p><b>　　主要特點(diǎn)</b></p><p>　　AFLP作為一種新興的分子標(biāo)記技術(shù)兼有RFLP技術(shù)的可靠性和PCR技術(shù)的高效性，具有快速、靈敏、穩(wěn)定、所需DNA量少、多態(tài)性檢出率高、重復(fù)性好、適應(yīng)性廣、可以在不知道基

19、因組序列特點(diǎn)的情況下進(jìn)行研究等優(yōu)點(diǎn)［3］，所以被認(rèn)為是一種十分理想的、有效的、先進(jìn)的、最有力的分子標(biāo)記技術(shù)。</p><p>　　2 AFLP標(biāo)記在蠶豆遺傳育種中的應(yīng)用</p><p>　　1 種質(zhì)資源多樣性分析與品種分類研究</p><p>　　種質(zhì)資源和育種群體的遺傳變異信息是植物育種的基礎(chǔ)，對(duì)群體多態(tài)性的評(píng)價(jià)、育種群體的區(qū)劃和遺傳力的估測(cè)有重要作用。</

20、p><p><b>　　2 構(gòu)建指紋圖譜</b></p><p>　　傳統(tǒng)的蠶豆雜交育種，雜交親本的選擇主要是根據(jù)親本的形態(tài)性狀和育種工作者長(zhǎng)期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。</p><p><b>　　3 構(gòu)建遺傳圖譜</b></p><p>　　遺傳圖譜的構(gòu)建是當(dāng)前分子遺傳研究的熱點(diǎn)，從種質(zhì)資源利用角度講，一個(gè)高密度

21、的遺傳圖譜能有效地用于控制重要經(jīng)濟(jì)或農(nóng)藝性狀基因的定位，加快育種進(jìn)程。</p><p>　　4 AFLP標(biāo)記輔助選擇育種</p><p>　　蠶豆傳統(tǒng)育種方法主要包括引種鑒定利用和系統(tǒng)育種、雜交育種。</p><p>　　綜上所述，AFLP作為第三代分子標(biāo)記技術(shù)與其他傳統(tǒng)標(biāo)記（RFLP和RAPD）相比較試驗(yàn)結(jié)果穩(wěn)定可靠，并能獲得大量的遺傳信息。AFLP分子標(biāo)記技術(shù)

22、具有更高的可靠性和高效性，更容易從分子水平上為蠶豆遺傳多樣性研究提供可靠、有力的證據(jù)來(lái)研究蠶豆親緣關(guān)系。從科學(xué)、高效、持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)看，AFLP作為一項(xiàng)新的分子標(biāo)記技術(shù)應(yīng)用于蠶豆遺傳育種工作中，對(duì)于青海蠶豆高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)良種選育、分類研究以及親緣關(guān)系的鑒定都具有重大意義。</p><p>　　國(guó)內(nèi)外遺傳育種的研究現(xiàn)狀：</p><p>　　我國(guó)不結(jié)球白菜育種存在問(wèn)題與展望</p>

23、<p>　　1種質(zhì)資源保護(hù)亟待加強(qiáng) </p><p>　　我國(guó)是不結(jié)球白菜種質(zhì)資源大國(guó)，有眾多的地方品種。隨著工業(yè)化進(jìn)程、城市化發(fā)展、南北交流日益頻繁、新品種的不斷育成及推廣，很多特色地方品種栽培面積逐年縮小，有逐漸消亡的趨勢(shì)。種質(zhì)資源是育種的必備材料，收集、整理、利用和保存是當(dāng)務(wù)之急。</p><p>　　2雜交一代制種成本過(guò)高 </p><p>　　

24、不結(jié)球白菜在我國(guó)南方栽培面積較大，但栽培管理粗放，加之用種量大，留種容易，因此，在生產(chǎn)上，農(nóng)戶難以接受較高的種子價(jià)格。而不結(jié)球白菜屬于異花授粉作物，有強(qiáng)烈的雜種優(yōu)勢(shì)，培育的新品種大多數(shù)是雜交一代品種，目前受制種方法的限制，種子價(jià)格較高。這樣就嚴(yán)重阻礙了不結(jié)球白菜雜交一代新品種的應(yīng)用和推廣。需要研究在保證種子質(zhì)量的前提下成本較低的雜交制種方法。</p><p>　　3高品質(zhì)與抗熱性難以兼顧育種 </p>

25、<p>　　實(shí)踐表明，高品質(zhì)和抗熱性兩個(gè)性狀難以兼顧，目前用常規(guī)育種手段難以解決，應(yīng)從分子育種上尋求突破。</p><p>　　4不結(jié)球白菜育種展望 </p><p>　　我國(guó)在不結(jié)球白菜晚抽薹育種、耐熱育種、耐寒育種、矮小型育種方面取得一定成績(jī)，今后應(yīng)針對(duì)育種的難點(diǎn)和熱點(diǎn)進(jìn)行深入研究，進(jìn)一步豐富品種類型。細(xì)胞質(zhì)雄性不育研究已取得了較大進(jìn)展，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年內(nèi)，將應(yīng)用于種子生產(chǎn)。

26、低亞硝酸鹽育種和抗病蟲(chóng)育種研究，由于關(guān)系到人民身體健康，是不結(jié)球白菜育種研究的重點(diǎn)。隨著人民生活水平的提高，不但要求蔬菜的品質(zhì)優(yōu)、花色品種多，還要求低農(nóng)藥殘留、低硝酸鹽含量，對(duì)不結(jié)球白菜育種也提出了越來(lái)越高的要求。應(yīng)加快新品種培育進(jìn)程，滿足市場(chǎng)需求。</p><p><b>　　荷蘭百合育種現(xiàn)狀</b></p><p>　　1 育種技術(shù)成熟完善 </p>

27、<p>　　在百合種球生產(chǎn)中，荷蘭具備"天時(shí)、地利、人合"。荷蘭屬溫帶海洋性氣候，每年有750至800毫米的降雨量，土壤濕潤(rùn)，適宜種球生長(zhǎng)。同時(shí)，荷蘭健全的機(jī)構(gòu)、完善的交通設(shè)施、豐富的人力資源也促進(jìn)了種球行業(yè)的發(fā)展。荷蘭已有四百多年種球種植歷史，種球生產(chǎn)可以說(shuō)是荷蘭的支柱產(chǎn)業(yè)之一。百合種球的培育通常要經(jīng)歷12至15年時(shí)間。具體程序?yàn)椋旱谝荒曛贫ㄓN計(jì)劃；第二年在溫室中播種;第三年至第四年對(duì)種苗進(jìn)行挑選；

28、第五年從選好的種苗上剝下鱗片進(jìn)行克?。坏诹暝耘圜[片；第七年從鱗片上收獲籽球進(jìn)行種植；第八年對(duì)篩選得到的克隆苗進(jìn)行廣泛測(cè)試；第九年進(jìn)行進(jìn)一步測(cè)試，將好的克隆苗進(jìn)行組培；第十年申請(qǐng)育種專利保護(hù)，對(duì)新品種進(jìn)行名字注冊(cè)、推廣等；第十一年開(kāi)始上市進(jìn)行銷售或者賣給種球生產(chǎn)者；到了第十二年至十五年，就有足夠的種球可以銷售給花卉生產(chǎn)者。</p><p>　　2 種球生產(chǎn)不斷變化</p><p>　　百合

29、種球品種主要有東方雜交系百合、亞洲雜交系百合、鐵炮雜交系百合、喇叭雜交系百合等。近幾年，荷蘭育種專家又培育出以鐵炮雜交系百合與亞洲雜交系百合為親本的LA雜交系百合，以東方雜交系百合和亞洲雜交系百合為親本的OA雜交百合，以東方雜交系百合和喇叭雜交系百合為親本的OT雜交百合，以東方雜交系百合和鐵炮雜交系百合為親本的LO雜交百合，以亞洲雜交系百合和喇叭雜交系百合為親本的TA雜交百合。P.C.Schenk對(duì)百合品種的變化進(jìn)行了總結(jié)：“上世紀(jì)80

30、年代以生產(chǎn)亞洲百合為主；到了90年代，主要生產(chǎn)東方百合；如今主要生產(chǎn)LA百合?！?lt;/p><p><b>　　參考文獻(xiàn):</b></p><p>　　1榮敏,楊福合,章秀婷等.微衛(wèi)星DNA標(biāo)記在家兔遺傳育種中的應(yīng)用[J].特產(chǎn)研究,2008(1):67-70</p><p>　　2 陳晶,吉挺,殷玲等.微衛(wèi)星DNA技術(shù)在蜜蜂遺傳育種中的應(yīng)用[J

31、].中國(guó)蜂業(yè),2007,58(11):8-10</p><p>　　3張自富,昝林森.微衛(wèi)星標(biāo)記及其在家畜遺傳育種中的應(yīng)用[J].中國(guó)牛業(yè)科學(xué), 2006,32(4):35-37</p><p>　　4 陳明華.微衛(wèi)星標(biāo)記及其在羊遺傳育種中的應(yīng)用[J].四川草原, 2005(1):30-33</p><p>　　5 王卓偉,余茂德,魯成.AFLP分子標(biāo)記技術(shù)在桑樹(shù)遺

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