水稻分子標(biāo)記輔助育種探究

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1、水稻分子標(biāo)記輔助育種探究摘要：國內(nèi)外水稻育種的理論和實踐都表明，突破性品種的育成依賴于關(guān)鍵遺傳資源的發(fā)現(xiàn)，依賴于有利基因的利用。目前分子標(biāo)記技術(shù)的飛速發(fā)展，分子標(biāo)記已成為當(dāng)代育種研究的一個重要輔助方向。分子標(biāo)記具有共顯性、不易受環(huán)境條件影響、鑒別簡便等優(yōu)點，通過分子標(biāo)記輔助選擇將大大提高選擇效率。關(guān)鍵詞：分子標(biāo)記；水稻育種；分子標(biāo)記輔助選擇（MAS）中圖分類號：S511文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-0432（2013）-18-17-11DNA分子標(biāo)記的歷史起源與優(yōu)劣在很早以前植物遺傳育種研究中，就開始尋找利用易于鑒別的遺傳標(biāo)記，通過這些易于觀察的標(biāo)記來探究遺傳以及變異的規(guī)律。生物的遺傳標(biāo)記

2、大致囊括了形態(tài)的標(biāo)記、分子的標(biāo)記、細(xì)胞學(xué)的標(biāo)記、生化類的標(biāo)記等幾種主要類型。這個DNA分子標(biāo)記跟形態(tài)標(biāo)記以及生化標(biāo)記等傳統(tǒng)標(biāo)記相比較，具有顯而易見的特點。（1）不受外界環(huán)境影響。環(huán)境影響的是基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，而不改變基因結(jié)構(gòu)，只是影響過程沒有改變本質(zhì)。（2）不受組織器官類別發(fā)育時期等影響。（3）大多數(shù)的標(biāo)記表現(xiàn)是共顯性的，那么就可以用來鑒別是純合基因型還是雜合基因型，以便更好的利用其性質(zhì)。（4）多態(tài)性高，自然地存在著許多變異等位基因。（5）標(biāo)記數(shù)量多，貫穿整個基因組。（6）提取的材料基因樣品，在適宜的條件下可長期保存，有利于追溯或仲裁性鑒定，多次重復(fù)等。（7）分子標(biāo)記技術(shù)快速、目標(biāo)明確、便

3、于自動化。2DNA分子標(biāo)記的種類及其基本鑒定范E迄今應(yīng)用的DNA分子標(biāo)記大多以電泳譜帶的形式表現(xiàn)，大致可分為southern雜交技術(shù)為核心的分子標(biāo)記以PCR技術(shù)為核心的分子標(biāo)記。另外，在后一類DDNA標(biāo)記中，期貨總有許多與DNA重復(fù)序列密切相關(guān)，優(yōu)勢將這種直接源于重復(fù)序列的標(biāo)記單獨分為異類，以突出其特性。眾所周知，尋找與水稻的重要農(nóng)藝性狀機密連鎖的分子標(biāo)記，并研究這些基因在染色體上的位置，是水稻研究的重要內(nèi)容，也是分子標(biāo)記輔助選擇和根據(jù)作圖位點進(jìn)行基因克隆的基礎(chǔ)。近年來，有關(guān)水稻育性基因、抗性基因及其產(chǎn)量性狀基因的定位、作圖與分子標(biāo)記研究取得了一定進(jìn)展，為開展MAS育種奠定了較好的基礎(chǔ)。另一方

4、面，在前期預(yù)測表現(xiàn)性狀不同的水稻是起決定性的作用。刨除宏觀從微觀單從理論來講，雜交親本之間地遺傳距離越遠(yuǎn)，雜種優(yōu)勢就越強，從而遺傳距離可以通過利用分子標(biāo)記技術(shù)來進(jìn)行測算，間接的有效的預(yù)測雜種優(yōu)勢。通過分子標(biāo)記遺傳距離準(zhǔn)確預(yù)測雜種優(yōu)勢距離實際應(yīng)用還有一段路要走，需要進(jìn)行更多的工作。水稻秈粳亞種間雜種優(yōu)勢利用被認(rèn)為是水稻產(chǎn)量再上新臺階的主要途徑，而基因不親和性造成的F1不育則是利用亞種間雜種優(yōu)勢的主要障礙。水稻光親和基因的發(fā)現(xiàn)與利用為克服這一障礙提供了可能。但是光親和基因系的直接鑒定和選擇非常費事，必須把待測品系與測驗種雜交，然后將雜種種下去，根據(jù)花粉育性或結(jié)實率來鑒定選擇。隨著遺傳標(biāo)記的出現(xiàn)與發(fā)

5、展，特別是分子標(biāo)記的出現(xiàn)，為鑒定于選擇光親和基因提供便利。3分子標(biāo)記在水稻抗病性上的利用近年來，國內(nèi)外對分子標(biāo)記輔助選擇育種已經(jīng)做了不少有益的嘗試，如應(yīng)用分子標(biāo)記技術(shù)成功地聚合了3個抗稻瘟病基因Pi-2、Pi-4和Pi-I，并獲得了抗性植株；用同樣的方法將抗白葉枯病基因Xa4、Xa5、Xal3和Xa21聚合，利用不同基因的互補效應(yīng)，提高了水稻對白葉枯病的抗性：利用回交與分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)相結(jié)合的方法，將廣譜高抗白葉枯病主效應(yīng)基因Xa21導(dǎo)入優(yōu)良雜交稻恢復(fù)系“明輝63”和“密陽46”中，改善“明輝63”和“密陽46”及其配置的雜交組合對白葉枯的抗病能力。正如萬建民所指出的那樣，對主基因控制的性

6、狀，分子標(biāo)記輔助選擇并不比傳統(tǒng)方法有明顯優(yōu)勢；對多基因控制的重要農(nóng)藝性狀，由于QTL定位成果還很難直接用于指導(dǎo)分子標(biāo)記輔助選擇育種。國家農(nóng)作物分子育種中心就抗病基因的轉(zhuǎn)移和聚合的問題同其他國家重點實驗室，利用分子標(biāo)記輔助選擇把稻瘟病抗性基因Pi-1、Pi-2通過回交拼配到兩系雜交水稻光敏核不育培矮64S中，進(jìn)一步篩選得到了改良株系，優(yōu)化該系的抗瘟性。李愛宏等成功地利用了SSR標(biāo)記，配組雜種優(yōu)勢明顯的組合，從而可通過此方法是行之有效的，進(jìn)一步有效地提高了雜種優(yōu)勢利用的水平。4現(xiàn)實中的困難與研究展望目前以鑒定及克隆到的基因及相關(guān)抗性材料，在育種應(yīng)用中，多數(shù)都存在生育期不適合或是品質(zhì)、株型等各方面的

7、因素不理想，很難作為種質(zhì)資源直接應(yīng)用，而通過常規(guī)雜交希望得到中間育種材料也不是很容易，其抗性基因似乎與一些不利基因連鎖較為緊密，很難通過常規(guī)方法打破。再次，就標(biāo)記輔助選擇效率，可以盡可能通過已有的抗病基因序列信息開發(fā)的相應(yīng)的新型的功能性標(biāo)記，如SNP、CAPs等標(biāo)記，這類標(biāo)記是針對基因本身直接開發(fā)的，提高選擇效率，很好地打破群體間的局限，提高選擇準(zhǔn)確率和選擇效率。另外，由于稻瘟病的看形勢數(shù)量性狀，