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1、生物技術在大豆育種中的應用進展摘要:隨著科學技術的發(fā)展,作物的育種方法也日新月界。大豆是世界上食用油和食用蛋白的重要原料,目前已成為一種世界性的主要農產品,實現(xiàn)大豆的高產,就必須應用新的先進的育種方法。目前主要的方法有RFLP,隨機引物擴增多態(tài)性標記(RAPD),擴增片段長度多態(tài)性(AFLP),微衛(wèi)星標記(SSR),簡單重復序列間擴增(ISSR),單核昔酸多態(tài)性(SNP)。這些標記技術已經在大豆育種遺傳連鎖圖的構建,基因定位中取得一系列研究進展。相信分子標記技術在大豆育種中的應用會越來越廣泛。關鍵詞:大豆育種;分子標記;應用大豆是世界上食用油和食用蛋口的重要
2、原料,國際大豆貿易非?;钴S。大豆起源于我國有5000多年的種植歷史后來大豆的栽培技術由中國傳到日本,并經歐美等地傳向世界,目前已成為一種世界性的主要農產品⑴。世界大豆生產集中在美國,巴西,阿根廷,中國和印度。2005年我國大豆單產114千克/畝,世界平均153千克/畝。我國大豆消費量不斷提高,每年約為4300萬噸左右,而國產大豆僅為1500-1700萬噸。2007年國產大豆1440萬噸,進口大豆3182萬噸,2008年國產大豆1500萬噸,進口大豆3700萬噸,2009年國產大豆1450萬噸,進口大豆4248萬噸⑵。所以在今后相當長的時間內,提高單產依然是我
3、國大豆育種的主要目標,在此基礎上兼顧高蛋口或高油。品種在大豆增產中的作用己不容置疑,品種在大豆生產中的貢獻率達30%以上。選育優(yōu)質,抗病,高產的大豆品種是大豆科技和生產發(fā)展中的主旋律,受到世界各國的普遍重視。因此,在品種選育上要有新的突破就是要選育產量上有重大突破的超級品種,這是十一五國家已確定的育種目標。實現(xiàn)這個目標必須提高育種技術水平,拓寬遺傳基礎,采用生物技術與常規(guī)技術相結合的新方法進行高效育種。為此要特別在以下方面取得突破:一是在超高產類型上取得突破,抓住抗倒,簇莢,抗病,耐密植,高光效的性狀,構建理想株型實現(xiàn)產量的突破;二是在資源上取得突破,廣泛引
4、入國外優(yōu)界資源,采用常規(guī)鑒定技術和生物技術挖掘資源的遺傳潛力,為育種提供優(yōu)秀的親本和優(yōu)良基因。三是在育種手段上取得突破,采用分子生物學的手段,應用生物技術與常規(guī)育種相結合的方法,運用儀器的分析,試驗場條件的培育選擇,構建和識別優(yōu)界的變界個體,變傳統(tǒng)育種為現(xiàn)代育種在大豆品種的培育上邁上新臺階團。1.分子標記簡介分子標記始于20世紀80年代,它是DNA水平遺傳多樣性的直接反映。DNA分子標記技術具獨特的優(yōu)點:①遺傳多態(tài)性高;②有些分子有共顯性遺傳(即利用分子標記中可鑒別二倍中雜合體雜合基因型和純合基因型),信息完整;基因組中大量存在且分布均勻;④表現(xiàn)為中性無基因
5、多效性),不影響目標性狀的表達;⑤定性和重現(xiàn)性好,信息量大,分析效率高;⑥檢手段簡單快捷,實驗程序易于實現(xiàn)自動化;⑦開成本和使用成本低等。2003年,我國分子標記育種研究與應用已逐漸居于世界前沿水平。開發(fā)出487個EsT一SSR標記及其應用軟件,分子標記輔助育種中所用的標記已開始實現(xiàn)從主要由國外引進到國外實用我國的分子標記的轉變,在小麥、大豆、水稻等作物遺傳圖譜的構建上也取得了重要進展⑷。200-2003通過品種審定的高產、優(yōu)質、抗病蟲、抗逆新品種有51個,還有94個新品系進人區(qū)試階段。分子標記育種是在水稻、小麥、玉米、大豆、棉花、油等農作物上,通過利用與目
6、標性狀緊密連鎖的DNA分子標記對目標性狀進行間接選擇,在早代就能夠對目標基因的轉移進行準確、穩(wěn)定的選擇,且能克服隱性基因再度利用時識別困難的問題,從而加速育種進程,提高育種效率,選育抗病、優(yōu)質高產的品種。我國農作物分子標記育種研究始于20世紀90年代初,在過去幾年時間里,取得了重要進展。我國無論從新基因的發(fā)掘、新型分子標記開發(fā)重要冃標緊密連鎖的分子標記的篩選鑒定、利用分子標記輔助選擇轉育、追蹤、聚合優(yōu)異目標基因以通過回交、聚合雜交選育高產、優(yōu)質、抗病蟲、抗逆品種等方面,均取得了非常顯著的成果。在國內學術刊物上共發(fā)表文章254篇,其中SCI收錄文41篇回,在分
7、子標記及輔助育種領域的許多研究果都已申請了中國國家發(fā)明專利。目前,新申請國家發(fā)明專利達41項,獲得國家發(fā)明專利11項,我國利用分子標記技術培育新品種提供了保障。2.分子標記的主要方法2.1RFLP(restrietionfragmentlengthpolymorphism)是由Bostcin(1980)首先提出,并在80年代初發(fā)展起來的第一代分子標記技術。它是指DNA經限制性內切酶消化后,通過與探針進行雜交而檢測到的DNA片段長度多態(tài)性。這種多態(tài)性與限制性內切酶在DNA上識別切點的分布有關。RFLP反映了DNA水平上的變異,任何DNA序列的改變如插入、重排、
8、缺失等都會改變原有酶切位點所在位置,從而使兩酶切點間