分子标记技术及其在小麦育种中的应用
摘要:本文简要介绍了小麦中常用的分子标记技术的优缺点,如RFLP、RAPD、AFLP、SSR,并综述了分子标记技术在小麦遗传育种及遗传研究中的应用,包括抗病性育种、抗非生物胁迫育种、小麦品质育种、遗传图谱构建、种质资源鉴定等。
关键词:分子标记遗传育种小麦
Molecular marker technology and its application in Wheat Breeding
ZHANG Kai-hui，SHANG J ing
(Baoji College of Engineering Technolog ,Baoji 721013,China)
Abstract:This paper briefly introduces the advantages and disadvantages of molecular marker techniques, such as RFLP, RAPD, AFLP, SSR. They have been widely used in wheat and the following aspects of their application in wheat genetic breeding and genetic studies are summarized: disease resistance breeding, abiotic stress resistance breeding, wheat quality breeding, genetic mapping, identification of germplasm resources and so on.
Key words:Molecular marker；genetic breeding；Wheat
小麦作为人类主要粮食作物,其产量的提高具有极其重要的意义。目前,影响其产量的主要因素有病害、非生物抗逆性（干旱、盐碱地、高温等）,这些因素严重影响了小麦的品质和产量,因此,国内外的育种学家都在努力寻找相关基因并希望尽量地将它们聚集到某一品种中,以提高小麦的抗性使其品质得以改善产量有所提高。实践已经证明分子标记辅助育种技术在培育高产、高抗性、高品质、适应性广的小麦新品种中展示出了越来越重要的作用,发达国家应用也越来越广泛[1]。究其原因是分子标记辅助育种技术在育种中目标明确、选择快速高效,并且已经协助育种科学家和工作者选育出一些新的小麦品种。随着此技术与传统育种方法的进一步结合,必将发挥出更加重要的作用,但是, 由于小麦基因组太过庞大,使得该技术在小麦中的应用远远落后于其他作物（大麦、水稻、玉米等）。目前小麦中所获得的标记数量少,遗传图距大,饱和度低,可用的优异农艺性状相关的基因标记和抗性基因标记就更少,随着小麦育种学家和工作者的不懈努力,将来我们会获得更多地分子标记,为小麦新品种的选
育提供更详细地遗传基础。
1.小麦中广泛应用的分子标记的优缺点
目前已经开发出了很多的分子标记,而广泛应用于作物育种的也就10多种,一般分为四类：第一类为基于Southern杂交的分子标记,如RFLP；第二类是依据PCR技术为核心的标记,如RAPD、SSR等；第三类是PCR技术与RFLP技术相结合产生的分子标记,如AFLP；第四类是新型分子标记技术,如SNP、EST标记[2]。
1.1小麦中常用的分子标记及其优点
目前在小麦育种和科研研究中广泛应用的分子标记主要有RFLP、SSR、RAPD和AFLP 等标记。各种标记的原理和步骤有许多文献报道,在这里主要论述它们的优缺点。遗传标记的发展共经历了四个阶段,即形态标记、细胞标记、同工酶标记和分子标记。在这四种标记中,只有分子标记是直接从基因水平进行检测的一种标记,而其它标记都是检测基因的表达产物。这就使得分子标记具有了其它标记不可比拟的优点：首要的优点是分子标记不会受到生理发育阶段、组织器官的限制,也不会受环境因素的影响,跟基因表达与否也没有关系,而其它标记无法避免这些因素的影响[3],因此其它标记必将被取代；其次前三种标记获得的标记数目少、历时长,而分子标记能在短时间内获得较多可用的标记,一般种类多、多态性高、遍布整个基因组；分子标记的另一个优点是表现中性,与目标性状和不良性状没有必然的联系,同时分子标记多为共显性标记,能区分杂合体和纯合体；最后选用分子标记不受选材限制,可用种子、幼苗、叶子等组织进行检测,不需要准备特殊的材料,也不会受小麦生长期的限制,从而可节省大量时间,操作技术也相对简便。
正是由于以上的优点,前三种标记随着分子生物学理论和技术的发展,不能适应时代的要求而逐渐被淘汰,而分子标记辅助育种技术在各种作物的抗性检测、品种鉴定、种质资源分析、绘制遗传图谱和基因克隆、性状基因检测与定位等方面发挥了越来越重要的作用。分子标记也不例外,存在优点的同时也存在一些不足,到目前为止也没有发现任何一种分子标记技术能完全满足育种的需求。
1.2分子标记的缺点
分子标记的缺点为一般需要一些特殊的仪器,用到的试剂很多都非常昂贵,有的标记技术程序复杂,结果不是很稳定,甚至对环境有污染,对工作者身体有伤害,所以目前仍处于科研单位或实验室应用,没有得到普及。
1.3小麦中常见分子标记优缺点的比较
RFLP标记来源于自然变异,表现为共显性,能鉴别纯合子和杂合子,技术成熟,能获得可靠
的结果,目前应用很广泛,其缺点是DNA需求量大,而且对DNA质量要求也高, 需要用放射性元素,实验操作步骤烦琐,成本较高,对环境和人体有伤害作用。
RAPD技术克服了上述困难同时也产生了新的困难。该技术DNA模板用量少,操作简单、多态性高、易于检测、效率高、也不用放射性元素等优点,但也存在一些缺点,如显性遗传、不能识别杂合体和纯合体,稳定性不高、重复性差,一般都采用同一台仪器、同一厂家的同一批试剂来克服其重复性差的缺点。
1993年荷兰科学家利用RAPD和RFLP相结合开发出来AFLP标记,该标记结果稳定,检测灵敏,多态性丰富,重复性高,但其是一项专利技术,费用昂贵,并对DNA的纯度和内切酶的质量要求很高,如果不能进行彻底酶切,其结果就不准确。
SSR标记是一种必较理想的标记,表现为共显性遗传,能检测纯合子和杂合子,重复性好,结果稳定,操作简便,在整个基因组中均匀分布,多态性高,另外DNA模板用量少,质量要求不高。但也存在一些不足之处,SSR标记需大量的克隆测序和引物设计,这就造成成本高,合成的引物还具有物种特异性,不能在种间转移。
2.分子标记辅助育种技术在小麦育种中的应用
分子标记在小麦中广泛应用于辅助育种、性状基因的标记与定位、遗传图谱的构建、种质资源鉴定、亲缘关系鉴定和分类等方面,该技术能快速准确地选择出理想的基因型个体,加快育种进程,使更多地优良性状和抗性基因聚集,培育出新品种。
2.1在小麦遗传育种中的应用
2.1.1在抗病性方面的应用
目前影响小麦产量和品质的主要病虫害有白粉病、条锈病和叶锈病,因此加强小麦病害防治的研究可以提升小麦的产量和品质。在小麦育种中,使常规育种策略与分子标记技术相结合, 利用分子标记可以从DNA水平直接检测抗病基因的存在与否,获得较好的育种植株,通过杂交或转基因手段使得抗病害基因迅速聚集,从而育种工作目标更加明确,迅速地鉴定阳性材料,大大缩短育种进程。目前已有报道RFLP、RAPD、AFLP、SSR 以及STS等标记应用于小麦抗病性研究。如王心宇等利用RAPD标记和SCAR标记对小麦抗白粉病基因Pm21的稳定性和应用进行了研究,利用RFLP标记和SCAR标记结合抗性鉴定有效地筛选到了多株聚合抗病基因植株,为培育小麦抗性品种提供了理论基础[2]。王长有利用分子标记技术对小麦抗白粉病种质进行了创新,同时对抗性基因进行了染色体定位和分子标记[4]。赵环环获得了小麦抗白粉病基因G288连锁的SSR标记,标记位于普通小麦1A染色体上[5]。王春梅利用分子标记技术对小麦抗条锈病基因Yr26进行了定位研究[6]。Spielmeyer等的研究获得了与
Yr18小麦抗条锈基因紧密连锁的SSR标记[7]。Gupta等利用RAPD标记得到了与抗叶锈基因J r9紧密连锁的标记S5550,遗传距离为0.8 cM[8]。
2.1.2在抗非生物胁迫方面的应用
在生产过程中小麦产量往往会受到一些不可避免的环境因素的影响,造成大量减产,这些因素包括干旱、盐碱地、低温、高温等因素,因此增强小麦对这些因素的抵抗力或将跟这些因素有关的基因的聚集而达到提高小麦产量的目的也是植物育种工作者研究的重要方向。尤艳荣对小麦抗干热风相关性状进行了QTL分析,获得了一些SSR分子标记,并参考已有的小麦SSR标记绘制了遗传图谱,为研究小麦抗干热风遗传基础的研究提供了依据[9]。鞠丽萍等开发了与干旱胁迫应答反应相关的铁结合蛋白的分子标记[10]。单雷等利用SSR-BSA方法在小麦体细胞杂种山融3号品种中筛选到了与耐盐性状连锁的SSR标记Xgwm304[11]。
2.1.3在小麦品质育种方面的应用
获得高品质的小麦也是人们十分关注的。小麦品质与高分子量麦谷蛋白亚基、低分子量麦谷蛋白亚基、醇溶蛋白、小麦淀粉和籽粒硬度等因素有关[12]。Briney等获得了与日本Udou 面条品质相关的分子标记,能在种子或幼苗期对小麦品种的品质进行快速而准确地鉴定,从而加快了相关小麦品种的选育工作[13]。
2.2在其他方面的应用
分子标记技术除了在小麦育种中有广泛的应用,同时在小麦基础研究中也有很重要的作用,例如种质资源鉴定、亲缘关系鉴定及分类、遗传图谱构建和基因定位等方面。
2.2.1种质资源鉴定
分子标记技术在种质资源的开发、鉴定和评价中的应用也是非常广泛的,传统的种质资源鉴定方法往往需要足够量的田间小区和重复次数,这样对人力和财力都造成很大的浪费,根据小麦生长期的要求还需要大量的时间。虽然有的地方保存了许多种质资源而真正用于育种的却不多,而分子标记技术可以从DNA水平进行有效而快速地鉴定,为合理利用种质资源提供了依据。SSR标记可用于检测了小麦种子的纯度[14],从而可以指导生产实践,避免田间小麦层次不齐。王立新等探索了利用分子标记准确鉴定小麦品种种子纯度的技术体系,并提出了合理利用核心引物（7对SSR引物、5对EST-SSR引物和3对AFLP-SCAR引物）和合理混合DNA样品的方法提高种子纯度检测的效率、有效降低检测成本[15]。
2.2.2亲缘关系鉴定和系统分类
分子标记能鉴定物种系统演化和种间的亲缘关系。王珊珊等利用SSR标记反映了小麦骨干亲本“矮孟牛”及其衍生品种间的亲缘关系及遗传差异[16]。Lrlley等利用SSR标记清
晰地区分了来自德国、澳地利和匈牙利三个国家的小麦品种,他们从每个国家分别取20个小麦品种,其中10个为食用小麦品种,另外10个为饲用小麦品种,并通过聚类分析将来源于同一国家的食用小麦和饲用小麦分开[17]。
2.2.3遗传图谱的构建
王心宇通过RAPD技术利用随机引物OPV20在提莫菲维小麦渐渗系IGVI-463中稳定产生OPV20-(2000)多态性片段,进而确定该标记与Pm6基因间的遗传距离为3.0±2.2cM,并利用ISSR标记在小麦种内进行指纹图谱构建和亲缘关系的鉴定[2]。
3.问题与展望
分子标记技术已经在小麦辅助育种、种质资源鉴定、基因定位、遗传图谱构建等方面得到了广泛的应用,显示出了强大的生命力,但还是存在一些不足之处,主要表现在[18]：分子标记与主流育种项目没有真正紧密结合,往往是育种工作和目标基因的标记相分开；小麦遗传图谱饱和度低,可用位点少,尤其是优良性状相关的标记就更少；各种分子标记在小麦中的应用不平衡,主要是RFLP、SSR、RAPD、STS标记而其他标记应用较少。尽管存在这些问题,但我们也利用分子标记辅助育种技术取得了可喜的成绩。随着分子标记技术理论与技术的进一步完善,小麦中越来越多地分子标记的开发,小麦遗传图谱饱和度的提高,以及分子标记技术与常规育种进一步结合,小麦中将会聚集更多地优良农艺性状,大大缩短育种进程。
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分子标记技术及其在植物药材亲缘关系鉴定中的应用 分子标记技术 分子标记（Molecular Markers）是以个体间遗传物质内核苷酸序列变异为基础的遗传标记，是DNA水平遗传多态性的直接反映[1]。与其他几种遗传标记——形态学标记、生物化学标记、细胞学标记相比，DNA分子标记具有极大的优越性：大多数分子标记为共显性，对隐性性状的选择十分便利；基因组变异极其丰富，分子标记的数量几乎是无限的；在生物发育的不同阶段，不同组织的DNA都可用于标记分析；分子标记揭示来自DNA的变异；表现为中性，不影响目标性状的表达，与不良性状无连锁；检测手段简单、迅速[2]。 技术种类及原理 分子标记技术自诞生起已研究出数十种，尽管方法差异显著，但都具有一个共同点，即用到了分子杂交、聚合酶链式反应（PCR）、电泳等检测手段。应用较为广泛的技术有以下几种： 1.限制性片段长度多态性（Restriction Fragment Length Polymorphisms，RFLP） RFLP是最早开发的分子标记技术，指基因型间限制性内切酶位点上的碱基插入、缺失、重排或突变引起的，是由Grodzicker等于1974年创立的以DNA-DNA杂交为基础的遗传标记。基本原理是利用特定的限制性内切酶识别并切割不同生物个体的基因组DNA，得到大小不等的DNA片段，所产生的DNA数目和各个片段的长度反映了DNA分子上不同酶切位点的分布情况[3]。通过凝胶电泳分析这些片段，就形成不同带，然后与克隆DNA探针进行Southern 杂交和放射显影，即获得反映个体特异性的RFLP图谱。它所代表的是基因组DNA在限制性内切酶消化后产生片段在长度上差异。由于不同个体的等位基因之间碱基的替换、重排、缺失等变化导致限制内切酶识别和酶切发生改变从而造成基因型间限制性片段长度的差异。 RFLP的等位基因其有共显性特点，可靠性高，不受环境、发育阶段或植物器官的影响。RFLP标记位点数量不受限制，通常可检测到的基因座位数为1—4个，标记结果稳定，重复性好。RFLP技术也存在一些缺陷，主要是克隆可表现基因组DNA多态性的探针较为困难；另外，RFLP分析工作量大，成本高，使用DNA量大，使用放射性同位素和核酸杂交技术，不易自动化，尽管结合PCR技术，RFLP仍在应用，但已不再是主流分子标记。 2.随机扩增多态性DNA（Random Amplification Polymorphism，RAPD） RAPD技术是1990年由William和Welsh等人利用PCR技术发展的检测DNA多态性的方法，其基本原理是利用随机引物（一般为8—10bp）通过PCR反应非定点扩增DNA片段，然后用凝胶电泳分析扩增产物DNA片段的多态性。扩增片段多态性便反映了基因组相应区域的DNA多态性。RAPD所使用的引物各不相同，但对任一特定引物，它在基因组DNA序列上有其特定的结合位点，一旦基因组在这些区域发生DNA片段插人、缺失或碱基突变，就可能导致这些特定结合位点的分布发生变化，从而导致扩增产物数量和大小发生改变，表现出多态性[4]。就单一引物而言，其只能检测基因组特定区域DNA多态性，但利用一系列引物则可使检测区域扩大到整个基因组，因此，RAPD可用于对整个基因组DNA进行多态性检测，也可用于构建基因组指纹图谱。 与RFLP技术相比，RAPD技术操作简便快速，省时省力，DNA用量少，同时无需设计特定的引物，扩增产物具有丰富的多态性。但RAPD也存在一些缺点：(1)RAPD标记是一个显
09级种子科学与工程1班赵信林20092423 一、小麦育种中各项技术的应用。 1 、转基因技术在小麦育种中的应用 虽然转基因技术已经趋于成熟．但要获得稳定遗传的转基因小麦仍很困难。基因枪法是转基因的主要方法；花粉管通道法在我国得到了普遍应用，并具有较好的效果；农杆菌法的转化效率仍有待提高。应用转基因技术对小麦性状的改良主要包括：抗病性、抗寒(冻)性、抗旱性、抗穗发芽以及品质性状。 2 、分子标记技术在小麦遗传育种中的应用 2.1 标记和定位目的基因利用分子标记进行遗传连锁分析可将QTL定位，并借助与QTL连锁的分子标记在育种中对有关的QTL遗传动态进行跟踪，进而提高对数量性状优良基因型选择的准确性和预见性。 2.2 构建遗传图谱遗传图谱的构建是对基因组系统研究的重要内容和基础，也是小麦育种和分子克隆等应用研究的理论依据。 2.3 鉴定标记外源染色体片段分子标记技术在鉴定外源染色体片段方面有着广泛的应用。它不仅可以鉴别外源染色体片段，还可以对其携带的外源基因进行标记和定位。 2.4 种质资源鉴定传统的种质资源鉴定方法是建立在表型与杂交基础之上的，不同程度上均带有一定的人为性，而且耗时耗力，效率与准确度均不高。分子标记的引入应用为这一研究工作提供了一个强有力的工具，极大地提高了种质资源鉴定的成效与准确性。 2.5 分子标记辅助育种目前 小麦的许多重要性状都已获得了分子标记，包括与抗病、抗逆有关的质量性状和与产量、品质有关的数量性状。在小麦育种过程中利用这些与目标基因紧密连锁的分子标记进行辅助选择，可以大大提高选择效率、缩短育种年限，有着很大的优越性。 3远缘杂交在小麦育种中的应用 随着小麦育种水平的提高，现有种质源显得日益贫乏，利用近缘种属导入有利基因，创造新的种质资源，是目前小麦育种的一项重要工作。小麦族近缘属植物中具有多种多样的、普通小麦所不具备的而为育种发展所需要的重要性状基因，如蛋白质含量高、抗病、抗逆等优良性状．通过远缘杂交，把小麦近缘属植物的有益基因转移到小麦中去，克服或弥补常规育种遗传资源不足的缺点，是提高小麦育种水平的有效途径。小麦远缘杂交方面已经取得了巨大成就培育出了一系列小麦新品种。 4利用太谷核不育小麦进行小麦回交育种 用普通小麦与太谷核不育株杂交或回交, 其后代仍然会出现一半可育株和一半不育株, 可育株不再分离为不育株。优良的可育株经过选择稳定后, 可作为良种加以利用, 可免去人工杂交。用太谷核不育小麦进行回交, 一方面亲本的绝大数优良基因较为容易继承; 另一方面, 亲本个别的优良基因也容易获得选优汰
DNA分子标记技术及其应用 摘要：分子遗传标记是近年来现代遗传学发展较快的领域之一。本文系统阐述了DNA分子标记的概念，以及RFLP、RAPD、ALFP、STS、SSR和SNP为代表的分子标记技术的原理和主要方法，并简单介绍了DNA分子标记技术的应用。最后探讨了其进展以及存在的一些问题。 关键词：分子标记；应用 分子遗传标记技术作为一种新的分子标记技术，在分子生物学特别是在分子遗传学的研究中得到了广泛的应用和发展，其所构建的遗传图谱具有高度的特异性。与其它遗传标记相比较，DNA分子标记具有诸多优点，如：遗传稳定，多态性高，多为共显性，数量丰富，遍及整个基因组，操作简便。这些优点使其广泛地应用于生物基因组研究、进化分类、遗传育种、医学等方面，成为分子遗传学和分子生物学研究与应用的主流之一。 1DNA分子标记的概念 遗传标记是基因型特殊的易于识别的表现形式，在遗传学的建立和发展过程中起着重要作用。从遗传学的建立到现在，遗传标记的发展主要经历了4个阶段，表现出了4种类型：1形态标记（Morphological Markers），指生物的外部特征特性,包括质量性状作遗传标记和数量性状作遗传标记；2细胞标记（Cytological Markers），主要指染色体组型和带型；3生化标记（Biochemical Markers），指生物的生化特征特性，主要包括同工酶和贮藏蛋白两种标记；4DNA分子标记（Molecular Markers）是以生物大分子（主要是遗传物质DNA）的多态性为基础的一种遗传标记。前3种标记是对基因的间接反映,而DNA分子标记是DNA水平遗传变异的直接反映。与其它遗传标记相比较，DNA分子标记具有诸多优点，如：遗传稳定，多态性高，多为共显性，数量丰富，遍及整个基因组，操作简便。这些优点使其广泛地应用于生物基因组研究、进化分类、遗传育种、医学等方面。目前，被广泛应用的DNA分子标记主要有RFLP（限制性片段长度多态性）、RAPD（随机扩增多态性DNA）、ALFP（扩增片段长度多态性）、STS（序列标记位点）、SSR（简单重复序列）和SNP（单核苷酸多态性）等。 2分子遗传标记技术的种类 2.1RFL P标记 RFLP(Restriction Fragment Length Polymorphism，限制性片段长度多态性)标记,是人类遗传学家Botstein等于1980年提出的,是以Southern杂交为核心的第一代分子标记技术。它是用限制性内切酶切割不同个体基因组DNA后,用印迹转移杂交的方法检测同源序列酶切片段在长度上的差异。这种差异是由于变异的产生或是由于单个碱基的突变所导致的限制性位点增加或消失,或是由于DNA序列发生 插入、缺失、倒位、易位等变化所引起的结构重排所致。其差异的检测是利用标记的同源序列DNA片段作探针进行分子杂交,再通过放射自显影(或非同位素技术)实现的。 与传统的遗传标记相比,RFL P标记具有下列优点: (1)RF LP标记无表型效应,其检测不受外界条件、性别及发育阶段的影响；
目前，对大多数作物的育种来说，育种家可供利用的亲本材料有几百甚至上千份，可供选择的杂交组合有上万甚至更多。由于试验规模的限制，一个育种项目所能配置的组合一般只有数百或上千，育种家每年花费大量的时间去选择究竟选用哪些亲本材料进行杂交；对配制的杂交组合，一般要产生2000个以上的 F2 分离后代群体，然后从中选择1％～2％的理想基因型，中选的 F2 个体在遗传上是杂合体，需要做进一步的自交和选择，每个中选的 F2 个体一般需产生100个左右的重组近交家系才能从中选择到存在比例低于1％的理想重组基因型。育种早期选择一般建立在目测基础上，由于环境对性状的影响，选择到优良基因型的可能性极低，统计表明，在配制的杂交组合中，一般只有1％左右的组合有希望选出符合生产需求的品种，考虑到上述分离群体的规模，最终育种效率一般不到百万分之一。因此常规育种存在很大的盲目性和不可预测性，育种工作很大程度上依赖于经验和机遇。 生物个体的表型是基因型和环境共同作用的结果，植物育种的主要任务是寻找控制目标性状的基因，研究这些基因在不同目标环境群体下的表达形式，聚合存在于不同材料中的有利基因，从而为农业生产提供适宜的品种。生物数据可以来自生物的不同水平，如群体水平、个体水平、孟德尔基因水平和 DNA 分子水平等，各类生物数据为作物育种提供了大量的信息。尤其随着分子生物学和基因组学的飞速发展，生物信息数据库积累的数据量极其庞大，但由于缺乏必要的数据整合技术，可资育种工作者利用的信息却非常有限，作物重要农艺性状基因( quantitative trait locus，QTL )的定位结果也难以用于指导作物育种实践。作物分子设计育种将在庞大的生物信息和育种家的需求之间搭起一座桥梁，在育种家的田间试验之前，对育种程序中的各种因素进行模拟筛选和优化，提出最佳的亲本选配和后代选择策略，从而大幅度提高育种效率。 1 作物分子设计育种相关基础研究现状及发展趋势
分子标记 1.分子标记技术及其定义 1974年,Grozdicker等人在鉴定温度敏感表型的腺病毒DNA突变体时, 利用限制性内切酶酶解后得到的DNA片段的差异, 首创了DNA分子标记。所谓分子标记是根据基因组DNA存在丰富的多态性而发展起来的可直接反映生物个体在DNA水平上的差异的一类新型的遗传标记,它是继形态学标记、细胞学标记、生化标记之后最为可靠的遗传标记技术。广义的分子标记是指可遗传的并可检测的DNA序列或蛋白质分子。通常所说的分子标记是指以DNA多态性为基础的遗传标记。分子标记技术本质上都是以检测生物个体在基因或基因型上所产生的变异来反映基因组之间差异。 2.分子标记技术的类型 分子标记从它诞生之日起, 就引起了生物科学家极大的兴趣,在经历了短短几十年的迅猛发展后, 分子标记技术日趋成熟, 现已出现的分子标记技术有几十种, 部分分子标记技术所属类型如下。 2.1 建立在Southern杂交基础上的分子标记技术 (1) RFLP ( Rest rict ion Fragment Length Polymorphism)限制性内切酶片段长度多态性标记； (2) CISH ( Chromosome In Situ Hybridization) 染色体原位杂交。 2.2 以重复序列为基础的分子标记技术 (1) ( Satellite DNA ) 卫星DNA； (2) ( Minisatellite DNA ) 小卫星DNA; (3) SSR( Simple Sequence Repeat ) 简单序列重复, 即微卫星DNA。 2.3 以PCR为基础的分子标记技术 (1) RAPD ( Randomly Amplif ied Polymorphic DNA ) 随机扩增多态性DNA； (2) AFLP( Amplif ied Fragment Length Polymorphism) 扩增片段长度多态性； (3) SSCP( Single Strand Conformation Polymorphism) 单链构象多态性； (4) cDNA-AFLP( cDNA- AmplifiedFragment Length Polymorphism) cDNA -扩增片段长度多态性； (5) TRAP( Target Region Amplified Polymorphism) 靶位区域扩增多态性； (6) SCAR ( Sequence Char acterized Amplified Region) 序列特征化扩增区域； (7) SRAP ( Sequencerelated Amplified Polymorphism) 相关序列扩增多态性。 2.4以mRNA为基础的分子标记技术
现代生物技术在育种中的应用及展望。 现代生物技术也称生物工程是在分子生物学基础上建立的创建新的生物类 型或新生物机能的实用技术，是现代生物科学和工程技术相结合的产物。现代 生物技术综合基因工程、分子生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、胚胎学、免疫学、有机化学、无机化学、物理化学、物理学、信息学及计算机科学 等多学科技术，可用于研究生命活动的规律和提供产品为社会服务等。随着基 因组计划的成功，在系统生物学的基础上发展了合成生物学与系统生物工程学，开发生物资源，涉及农业生物技术、环境生物技术、工业生物技术、医药生物 技术与海洋生物技术，乃至空间生物技术等领域，将在21世纪开发细胞制药厂、细胞计算机、生物太阳能技术等发挥关键作用。 现代生物技术在农业育种上的应用主要有：作物组织培养技术、体细胞杂 交技术、农作物人工种子、转基因育种技术、分子标记育种技术等。农作物组 织培养技术主要用于品种培育和良种繁育，其次用于无性繁殖作物的脱毒和快 速繁育以及种质资源的保存；体细胞杂交可以创造出更有经济价值或更广泛适 应性的作物新品种；人工种子可对一些自然条件下不结实或种子昂贵的作物进 行繁殖，缩短育种年限，并可人为控制作物生长发育和抗性，防止种性退化；转基因育种是对农作物进行基因转移，使其获得新的优良品性，培育出具有抗寒、抗旱、抗盐、抗病虫害等抗逆特性及品质优良的作物新品系；分子标记辅 助育种技术是利用与目的性状基因紧密连锁的的分子标记，鉴定和筛选具有目 的性状的种质资源和育种后代，或分析和评价种质资源、亲本之间的亲缘关系 的一种方法，与传统育种依表现型进行选择相比，该项技术具有选择效率高， 结果准确等特点，特别是对隐性基因控制的性状选择更为有效。 现代生物技术在棉花育种中已经广泛应用。细胞工程中, 通过胚珠培养、 体细胞培养等技术获得了一些新种质材料;基因工程方面, 随着农杆菌介导法、 基因枪轰击法及花粉管通道法等技术的突破, 在棉花抗病虫害和及抗除草剂等 方面的育种获得成功, 相应的新品种已开始了商业化生产。我国棉花生物技术 在抗棉铃虫等方面达到世界领先水平,其他方面尚有差距。 现代生物技术中的单倍体育种技术、基因工程育种、分子标记辅助育种等 生物技术手段与常规育种技术的有机结合提高了玉米育种的效率, 开辟了玉米 育种的新途径。利用单倍体育种技术选育自交系已经成为自交系选育的重要手段、利用分子标记划分玉米杂种优势群和杂种优势模式已经得到了大家的认可 并在育种实践中加以应用, 转基因玉米已经逐步从实验室走向田间, 并将很快实 现产业化。而高成本、掌握难、重复性和通用性差等问题仍然制约着生物技术 在玉米育种中应用。 现代生物技术在育种中的应用，大大加快了育种速度，缩短了育种年限， 同时也为品种改良开辟了新的道路，是现代育种中不可或缺的技术手段。应加 大对现代生物技术的投入与研究力度，因为我国的生物技术水平，在现阶段，
《作物育种学》 实 验 报 告 班级: 农学10-4 姓名: 曹跃强 学号: 20100359
实验三小麦杂交育种技术 一、实验目的： 小麦是自花授粉作物，通常自然异交率极低，为了提高育种效率，促进品种间的基因重组，进行小麦的人工有性杂交是小麦育种中最常用的方法。本实验旨在了解小麦的花器结构和开花习性，学习和掌握小麦的有性杂交技术。 二、实验用品 四川农业大学青圃园试验地种植的小麦品种，镊子、剪刀、透明塑料袋、回形针、纸牌、铅笔等。 三、操作方法 1.选穗整穗 选穗是指选择母本的麦穗而言。在母本去雄前，应选择适合的麦穗。入选的麦穗应该是发育良好，健壮和具有本品种典型特征的主茎穗或大分蘖穗。选穗时间一般在麦穗抽出以后、穗下的茎露出叶鞘大约1.5厘米时进行。麦穗初步选中以后，用镊子打开麦穗中部的小花，观察它的花药，如果花药正在由绿变黄，就是理想的杂交穗。因为这样的麦穗当天去雄后，第二天就能授粉杂交。 根据确定的杂交组合，在母本群体内选择典型、健壮植株的主茎穗（刚抽出叶鞘、花药呈绿色），先用镊子去掉穗基部和顶部发育不良的小花每穗留中部10个发育较一致的小穗，再将小穗的上部小花去掉，只留基部外侧两朵发育好的小花，经过上述整穗过程，杂交穗上只留下了十余朵发育良好、生长健壮的小花。
⒉去雄套袋 去雄时用左手大拇指和中指夹住麦穗，用食指轻压外颖的顶部使内外颖分开，右手用镊子插入内外颖的合缝里，轻轻镊出三个雄蕊（注意：不要夹破花药和碰伤柱头），去雄完成后，套上塑料袋，挂号标牌即可。 去雄工作应从穗的一侧由下而上顺序进行，去完一侧再进行另一侧，不能遗漏。去雄时如发生花药破裂（或花药呈黄色）这朵花应剪去，应用酒精擦净镊子，以免发生串粉现象。 ⒊授粉杂交 在去雄后1-3天内进行授粉，结实率较高。授粉以上午8时以后（8-11时）4时以前开花较盛时为宜，授粉前先检查柱头有无损伤。如柱头已呈羽毛状分叉、有光泽，表明正是授粉适期。采集成熟的父本花粉（花药金黄色，有花粉散出）于小杯（或纸上）中，然后立即用授粉器（将花粉）依次放入每朵去雄的花内，全穗授粉后将纸袋套好，牌上写上父本名称，授粉日期，10天后将纸袋去掉。 4.收获 在麦穗成熟期时，及时剪下杂交穗，并将每个杂交穗单独脱粒和保存，以供来年播种检验杂交是否成功。 四、实验结果 2013年3月20日完成小麦去雄套袋，2013年3月23日（上午8-11是）完成小麦授粉杂交，2013年4月2日将纸袋去掉。待麦穗成熟期时，剪下杂交穗，结果：小麦杂交结实率为零。
第二节小麦育种目标及主要性状 的遗传与选育 一、我国小麦品种种植区划和育种目标 由于我国幅员辽阔，小麦分布广，各地的自然环境条件和耕作制度差别很大，各地小麦生产发展也极不平衡，因此对品种的要求也就各不相同。 因为任何一个品种都是在一定的生态和经济条件下，经过人工选择和自然选择成培育的。因此优良品种的性状表现是基因型与环境条件相互综合作用的结果。 作为新育成的品种必须要能够适应当地生态环境，以求充分利用当地有利的生态条件，争取高产、优质，同时克服不利的生态条件而争取稳产。 我国小麦品种种植区划和育种目标 同一生态区域内的很多品种，形成一种生态类型，是经过长期的自然选择和人工选择而形成的，能比较全面而深刻地反映品种适应该区的自然生态条件，特别是气候条件和各种自然病虫灾害的能力，因而对该地区生态环境的适应性强，生长发育正常，并对不利条件、病虫害具有较强的抗、耐性，以及保持产量相对稳定等优良性状，表现出高产、稳产。 生态区域（生态、耕作制度）品种生态类型 要制定正确的育种目标，首先要了解我国小麦的品种种植区划及
与之相适应的品种生态型特点，因为作物品种种植区划是以经济、自然（气候、土壤、生物）、栽培、管理条件和品种生态类型以及它们之间的关系制定的，它是制定育种目标的重要依据。 我国小麦品种种植区划和育种目标 小麦品种种植区划的目的，就是根据各地的生态条件（气候、土壤、生物等），耕作栽培水平和社会经济要求等的差别，在全国范围内划分不同的小麦生态类型区，使同一区内各种条件较为一致，所用的品种类型也相对一致，以便育种、引种，并因地制宜地运用耕作栽培技术。制定育种目标，还应当研究当地品种生态类型的优点和缺点，了解现状、分析问题，为品种选育提供科学指导。 可见，任何一个小麦品种，在生产应用中具有一定的地区性和时间性。因此在制订育种目标时，首先必须根据品种种植区划，充分考虑生态条件和生产发展要求，研究当地品种生态类型的优缺点，据以制订正确具体的育种目标。即应因地制宜、因时制宜选育新品种。 (一)我国小麦品种种植区划 由于我国小麦分布地域辽阔，各地自然条件、种植制度、品种类型和生产水平存在着不同程度的差异，形成了明显的种植区域。比如：l961年出版的《中国小麦栽培学》，根据自然条件（特别是年平均气温、冬季气温、降水量及其分布）、耕作栽培制度、小麦品种类型、
作物育种学各论 小麦育种试题库 一、名词解释 1、产量潜力 2、环境胁迫 3、营养品质 4、一次加工品质 5、二次加工品质 6、伯尔辛克值 7、洛类抗源 8、完全异源双二倍体 9、双二倍体 10、收获指数 11、抗逆性育种（小麦） 12、T型不育系 13、化学杀雄剂 14、（小麦）避旱性 15、（小麦）免旱性 16、（小麦）高光效育种 17、（小麦）冻害 18、（小麦）寒害 19、（小麦）异附加系
20、（小麦）异代换系 二、填空题 1、我国小麦与国外小麦相比，具有如下比较突出的特点：、、。 2、在小麦矮秆育种上，最广泛采用的矮源是日本的和。 3、在小麦矮化育种上，最广泛采用的矮源是日本的赤小麦，其具有矮秆基因、 ；另外一个是，其具有矮秆基因、 ，其引入美国后作为杂交亲本育成创世界高产记录的品种。 4、在生产上，所应用的小麦类型有三类，最广泛的是采用；在一些国家近年开始推广，种植面积有所扩大；仅在少数国家种植。 5、小麦的单位面积产量有、和构成，所谓产量构成三要素。 6、根据小麦具体品种的穗部形态和单位面积穗数的多少，我国北方冬麦区一般将小麦划分为、、。 7、小麦的单位面积产量的提高决定于其构成因素、和的协调发展。 8、.一般而言,我国冬麦区自北向南品种的单位面积穗数逐渐,南方多为大穗型品种,北方多为品种。在小麦产量构成因素中,单株穗数的遗
传力。 9、小麦每穗粒数是由和构成。高产条件下，每穗粒数可以由较少的和较多的构成，也可以由较多的和较少的构成。 10、在小麦产量构成因素中，增加是最重要而可靠的指标。 11、我国小麦与国外小麦相比，具有如下比较突出的特点：、、。 12、在育种过程中选用适当的测试方法对小麦品质改良至关重要。早代材料数目多、样品小，应多注意的性状，测定方法应，便于单株选择，结果准确。 13、在小麦抗锈病育种中，1923年从澳大利亚引进，1942年西北农学院用其为亲本，育成的，到1959年推广面积600万h㎡，成为我国小麦育种史上面积最大的品种。 14、在小麦抗赤霉病育种中，我国小麦品种是共认的抗性最好也最为稳定的抗源。 15、意大利育种家N.Strampeli将作为早熟矮秆亲本育成一系列中秆的推广品种，不但成为意大利小麦育种的骨干材料，而且被许多国家引进利用。 16、小麦矮化育种中，日本用达摩小麦杂交育成。在美国，O.A.Vogel 用其为亲本与Brevor杂交，1961年育成创世界小麦高产纪录的冬性半矮秆品种。 17、小麦现代品种的收获指数已从古老品种的0.3～0.35提高到0.4～0.5，甚至更高。不少学者认为已经达到极限，想进一步提高产量，必须注意
分子标记技术原理、方法及应用 一、遗传标记的类型及发展 遗传标记(genetic marker):指可追踪染色体、染色体某一节段、某个基因座在家系中传递的任何一种遗传特性。它具有两个基本特征，即可遗传性和可识别性；因此生物的任何有差异表型的基因突变型均可作为遗传标记。包括形态学标记、细胞学标记、生化标记和分子标记四种类型。 形态学标记：主要包括肉眼可见的外部形态特征，如：矮秆、紫鞘、卷叶等；也包括色素、生理特性、生殖特性、抗病虫性等有关的一些特性。优点: 形态学标记简单直观、经济方便。缺点: (1)数量在多数植物中是很有限的; (2) 多态性较差，表现易受环境影响; (3)有一些标记与不良性状连锁; (4)形态标记的获得需要通过诱变、分离纯合的过程，周期较长 细胞学标记：植物细胞染色体的变异：包括染色体核型（染色体数目、结构、随体有无、着丝粒位置等）和带型（C带、N带、G带等）的变化。优点: 能进行一些重要基因的染色体或染色体区域定位。缺点: (1)材料需要花费较大的人力和较长时间来培育，难度很大; (2) 有些变异难以用细胞学方法进行检测 生化标记：主要包括同工酶和等位酶标记。分析方法是从组织蛋白粗提物中通过电泳和组织化学染色法将酶的多种形式转变成肉眼可辩的酶谱带型。优点: 直接反映了基因产物差异，受环境影响较小。缺点: (1)目前可使用的生化标记数量还相当有限; (2)有些酶的染色方
法和电泳技术有一定难度 分子标记：主要指能反映生物个体或种群间基因组中某种差异特征的DNA片段，它直接反映基因组DNA间的差异，也叫DNA标记。 (1)数量多，高多态性，信息量大(2)与生长发育无关，取材不受限制(3)能明确辨别等位基因(4)均匀分布于整个基因组(5)选择中性，不影响目标性状的表达(6)检测手段简单、快速(7)成本低廉(8)稳定，重复性好(9)共显性遗传 在遗传学研究中广泛应用的DNA分子标记已经发展了很多种，一般依其所用的分子生物学技术大致可以分为三大类： 第一类是以分子杂交为核心的分子标记，包括RFLP、DNA指纹技术等，这类分子标记被称为第一代分子标记； 第二类是以PCR为核心的分子标记，包括随机扩增多态性RAPD、简单序列重复SSR、扩增片段长度多态性AFLP、序列标签位点STS等，为第二代分子标记； 第三类是一些新型的分子标记，如：SNP标记、表达序列标签EST 标记等，也以PCR技术为基础，为第三代分子标记。 几种主要的ＤＮＡ分子标记
《现代生物技术在动物育种中的应用》 工业工程 1131 1131509119 许凡
现代生物技术在动物育种中的应用 摘要：生物技术包括基因技术(DNA重组技术)、细胞工程(杂交瘤技术、细胞组织培养和体细胞杂交技术)、酶工程和微生物工程(发酵工业)4个分支领域。本文介绍了转基因技术、胚胎工程技术、动物克隆技术以及分子生物技术等现代生物技术在动物育种中的应用，并讨论了现代生物技术目前存在的问题以及今后的发展前景。 关键词：转基因技术；胚胎工程技术；动物克隆技术；分子生物技术；动物育种 正文 现代生物技术也称生物工程是在分子生物学基础上建立的创建新的生物类型或新生物机能的实用技术，是现代生物科学和工程技术相结合的产物。现代生物技术综合基因工程、分子生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、胚胎学、免疫学、有机化学、无机化学、物理化学、物理学、信息学及计算机科学等多学科技术，可用于研究生命活动的规律和提供产品为社会服务等。随着基因组计划的成功，在系统生物学的基础上发展了合成生物学与系统生物工程学，开发生物资源，涉及农业生物技术、环境生物技术、工业生物技术、医药生物技术与海洋生物技术，乃至空间生物技术等领域，将在21世纪开发细胞制药厂、细胞计算机、生物太阳能技术等发挥关键作用。 现代生物技术在农业育种上的应用主要有：作物组织培养技术、体细胞杂交技术、农作物人工种子、转基因育种技术、分子标记育种技术等。农作物组织培养技术主要用于品种培育和良种繁育，其次用于无性繁殖作物的脱毒和快速繁育以及种质资源的保存；体细胞杂交可以创造出更有经济价值或更广泛适应性的作物新品种；人工种子可对一些自然条件下不结实或种子昂贵的作物进行繁殖，缩短育种年限，并可人为控制作物生长发育和抗性，防止种性退化；转基因育种是对农作物进行基因转移，使其获得新的优良品性，培育出具有抗寒、抗旱、抗盐、抗病虫害等抗逆特性及品质优良的作物新品系；分子标记辅助育种技术是利用与目的性状基因紧密连锁的的分子标记，鉴定和筛选具有目的性状的种质资源和育种后代，或分析和评价种质资源、亲本之间的亲缘关系的一种方法，与传统育种依表现型进行选择相比，该项技术具有选择效率高，结果准确等特点，特别是对隐性基因控制的性状选择更为有效。 现代生物技术在棉花育种中已经广泛应用。细胞工程中, 通过胚珠培养、体
分子标记技术及其在小麦育种中的应用 摘要:本文简要介绍了小麦中常用的分子标记技术的优缺点,如RFLP、RAPD、AFLP、SSR,并综述了分子标记技术在小麦遗传育种及遗传研究中的应用,包括抗病性育种、抗非生物胁迫育种、小麦品质育种、遗传图谱构建、种质资源鉴定等。 关键词:分子标记遗传育种小麦 Molecular marker technology and its application in Wheat Breeding ZHANG Kai-hui，SHANG J ing (Baoji College of Engineering Technolog ,Baoji 721013,China) Abstract:This paper briefly introduces the advantages and disadvantages of molecular marker techniques, such as RFLP, RAPD, AFLP, SSR. They have been widely used in wheat and the following aspects of their application in wheat genetic breeding and genetic studies are summarized: disease resistance breeding, abiotic stress resistance breeding, wheat quality breeding, genetic mapping, identification of germplasm resources and so on. Key words:Molecular marker；genetic breeding；Wheat 小麦作为人类主要粮食作物,其产量的提高具有极其重要的意义。目前,影响其产量的主要因素有病害、非生物抗逆性（干旱、盐碱地、高温等）,这些因素严重影响了小麦的品质和产量,因此,国内外的育种学家都在努力寻找相关基因并希望尽量地将它们聚集到某一品种中,以提高小麦的抗性使其品质得以改善产量有所提高。实践已经证明分子标记辅助育种技术在培育高产、高抗性、高品质、适应性广的小麦新品种中展示出了越来越重要的作用,发达国家应用也越来越广泛[1]。究其原因是分子标记辅助育种技术在育种中目标明确、选择快速高效,并且已经协助育种科学家和工作者选育出一些新的小麦品种。随着此技术与传统育种方法的进一步结合,必将发挥出更加重要的作用,但是, 由于小麦基因组太过庞大,使得该技术在小麦中的应用远远落后于其他作物（大麦、水稻、玉米等）。目前小麦中所获得的标记数量少,遗传图距大,饱和度低,可用的优异农艺性状相关的基因标记和抗性基因标记就更少,随着小麦育种学家和工作者的不懈努力,将来我们会获得更多地分子标记,为小麦新品种的选
AFLP分子标记技术及其应用 孙晓鹏 （北京师范大学生命科学学院生态学专业） 摘要：扩增片段长度多态性(AFLP，Amplified restriction fragment polymorphism)，是1993年荷兰科学家Zabeau和Vos 发展起来的一种检测DNA多态性的分子标记技术。文章主要讲述该技术的原理、流程及特点，并从以下三个方面讲述该技术的应用情况：动物学方面，讲述其在动物遗传学，动物系统学，性别鉴定与繁殖行为研究上的应用；植物学方面，讲述其在种质资源鉴定，作物育种上的应用；医学方面，讲述其在肿瘤，遗传病，流行病学方面的进展。文章还分析了AFLP技术的优缺点并展望了其应用前景。 关键词：AFLP，分子标记技术，应用 目前遗传标记主要有4种类型，即形态标记(Morphological Markers)、细胞标记(Cytological Markers)、生化标记(Biochemical Markers)和分子标记(Molecular Markers) [1]。分子标记一般指DNA标记。分子标记依据所用的分子生物学技术,大致分为三大类：(Ⅰ)以电泳技术和分子杂交技术为核心,其代表性技术有RFLP和DNA指纹技术(DNA Fingerprinting) 。（Ⅱ）以电泳技术和PCR技术为核心,其代表性技术有RAPD( Random amplified polymorphism DNA) 、SSLP(Simple sequence length polymorphism ,或称Sequence-tagged microsatellitesite, STMS)和AFLP。（Ⅲ）基于DNA芯片技术的分子标记,即SNP[ 2-4 ]。其中，扩增片段长度多态性(AFLP，Amplified restriction fragment polymorphism)，是1993年荷兰科学家Zabeau和Vos发展起来的一种检测DNA多态性的方法，已获欧洲专利局的发明专利。该技术具有多态性丰富、灵敏度高、稳定性好、可靠性高、不易受环境影响等优点，近年来广泛应用于生命科学各项研究中。 1. AFLP分子标记技术原理、流程及特点 1.1. AFLP分子标记技术原理 AFLP技术是基于PCR反应的一种选择性扩增限制性片段的方法。由于不同物种的基因组DNA大小不同，基因组DNA经限制性内切酶酶切后，产生分子量大小不同的限制性片段。使用特定的双链接头与酶切DNA片段连接作为扩增反应的模板，用含有选择性碱基的引物对模板DNA进行扩增，选择性碱基的种类、数目和顺序决定了扩增片段的特殊性，只有那些限制性位点侧翼的核苷酸与引物的选择性碱基相匹配的限制性片段才可被扩增。扩增产物经放射性同位素标记、聚丙烯酰胺凝胶电泳分离，然后根据凝胶上DNA指纹的有无来检验多态性[5]。Vos等(1995)曾对AFLP的反应原理进行了验证，结果检测到的酶切片段数与预测到的酶切片段数完全一致，充分证明了AFLP技术原理的可靠性。 进行AFLP分析时，一般应用两种限制性内切酶在适宜的缓冲系统中对基因组DNA进行酶切，一种为低频剪切酶，识别位点为六碱基的rare cutter；另一种为高频剪切酶，识别位点为四碱基的frequent cutter。双酶切产生的DNA片段长度一般小于500bp，在AFLP反应中可被优先扩增，扩增产物可被很好地分离，因此一般多采用稀有切点限制性内切酶与多切点限制性内切酶相搭配使用的双酶切。目前常用的两种酶是4个识别位点的Mse I和6个识别位点的EcoR I。
分子标记在小麦育种中的应用 刘阳 （山东农业大学农学院，山东泰安 271018） 摘要：分子标记技术依靠提供准确、稳定、可靠的DNA 水平的遗传标记，在小麦遗传育种研究中已经广泛应用。本文介绍了几种常用的DNA 分子标记, 如RFLP、RAPD、AFLP、SSR、STS、SNP等，并简要综述了分子标记技术在小麦遗传育种研究中的应用现状，包括基因标记与定位、遗传图谱构建、外源染色体鉴定与标记、种质资源鉴定和辅助育种等。 关键词：分子标记；小麦；遗传育种 Application of DNA Molecular Markers on Wheat Breeding Liu Yang (Shandong Agricultural University, Taian, 271018) Abstract: Molecular marker techniques rely on to provide accurate, stable and reliable level of DNA genetic markers in wheat genetics and breeding has been widely used. Molecular marker techniques, such as RFLP、RAPD、AFLP、SSR、STS and SNP are introduced, and the following aspects of their application in wheat breeding are discussed: gene tagging and location, genetic mapping, identification and marker of alien chromosomes, identification of germplasm resources and assisted breeding. Key words: molecular marker; wheat; genetic breeding 遗传标记(genetic markers)是用来区分不同个体或群体，并能够稳定遗传的物质或性状。在遗传育种研究中，遗传标记指的是与目标性状紧密连锁，同该性状共分离的可遗传的标识。 20世纪80年代以来，以DNA多态性为基础的分子标记技术蓬勃发展起来。DNA分子标记(DNA molecular markers)是以个体间遗传物质内核苷酸序列变异为基础的遗传标记，是DNA水平遗传多态性的直接反映。DNA分子标记具有如下特点：(1)直接以DNA形式表现，因而可以对各发育时期的个体，组织、器官甚至细胞作检测，不受环境影响，也不存在表达与否的问题；(2)数量极多，遍布整个基因组；(3)多态性很高，无须专门创造特殊的遗传材料；(4)表现为中性，即不影响目标性状的表达，与不良性状也无必然连锁；(5) 多数分子标记表现为共显性，能够鉴别出纯合与杂合基因型，提供完整的遗传信息；(6)操作相对简便。 小麦是世界上最主要的粮食作物。运用生物技术加快小麦育种进程、提高小麦产量、改善小麦品质已是育种学家和生物技术工作者共同面临的重大使命。由于小麦拥有庞大的
分子标记技术的类型及其原理 08农生1班陈耀光 200830010403 所谓分子标记就是基于基因组DNA 存在极其丰富的多态性而发展的一类可以直接反映生物个体间DNA 水平上差异的新型的遗传标记方法。在遗传学发展过程中，先后出现了形态学标记、细胞学标记、生化标记和分子标记，其中以分子标记最为理想、可靠，因为DNA分子中碱基的缺失、插入、易位、倒位或是长短与排列不一的重复序列等产生的差异，都可以通过分子标记进行检测。DNA 分子标记较以往的形态标记其优越性表现在：(1)以核酸为研究对象，不受季节、环境限制，不存在基因表达与否的问题，也没有组织或器官特异性；(2)数量的丰富性，遍及整个基因组，标记的数量几乎是无限的； (3)多态性高，自然存在丰富的等位变异；(4)许多标记表现为共显性，能很好地鉴别纯合基因型与杂合基因型；(5)检测手段简便、快速，并且重复性好；(6)既不对目标形状的表达造成影响，也不会与不良性状之间产生必然的关联。 1 分子标记的类型及其原理 分子标记技术自诞生以来，短短的几十年时间中得到突飞猛进的发展，至今被发展和利用的分子标记技术已有二十余种，为不同研究领域提供了有效的技术手段，同时也发挥着至关重要的作用。目前，根据对DNA 多态性检测手段和所应用序列范围的不同，对部分分子标记技术分类如下。 1.1 基于全基因序列的分子标记 RFLP (restriction fragment length polymorphism,限制性片段长度多态性)：RFLP 作为最早发展的分子标记技术由Grozdicker 等于1974 年创建，并由Bostein 等再次提出。RFLP 技术的出现开创了直接在DNA 水平上进行遗传研究的新时代。其基本原理是：基因组DNA中限制性内切酶所识别的序列由于出现碱基变化而致使酶切位点的数量也变化，从而使酶切片段长短发生差异产生长度多态性。利用特定的限制性内切酶切割不同个体的基因组DNA，由于不同个体中酶切位点的差别就得到了长短相异的片段DNA，电泳分离后，借助Southern 杂交将DNA 片段转移至硝酸纤维素膜上，将具有放射性标记的探针与膜上的片段杂交，通过放射自显影技术就可以获得显示物种特异性的多态性图谱。RFLP 标记的等位基因是共显性的，能区分纯合基因型和杂合基因型，结果稳定可靠，重复性好，适合于连锁图谱的建立。但是对DNA 要求较高，检测步骤多，操作复杂，耗时费资，而且需要放射性同位素等，这都在很大程度上限制了RFLP 技术的应用。
作物育种学各论小麦试 题库答案版 集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
作物育种学各论 小麦育种试题库 一、名词解释 1、产量潜力针对某一品种而言，即某一品种在适宜的气候和栽培条件下可能达到的潜在产量，有品种的遗传特性决定。 2、环境胁迫通常将小麦生长过程中所遇到的不利气候、土壤等非生物因素的影响称为环境协迫或逆境灾害。 3、营养品质指小麦籽粒的各种化学成分的含量及组成，其中主要是蛋白质含量和蛋白质中各种氨基酸的组成，尤其是赖氨酸的含量。 4、一次加工品质指磨粉品质，指小麦品种能否在磨粉过程中满足和保证出粉率高、能耗低和低成本的要求。 5、二次加工品质指面粉在加工成食品的过程中能否满足加工单位的需求。食品加工品质主要取决于小麦蛋白质含量、面筋质量、淀粉特性。 伯尔辛克值它主要指将加有酵母的全麦粉面团放入有水的杯中，保持水温30℃，随着发酵产生CO2，面团比重降低上升到水面，继续发酵，直到破裂，下面一半落入水中，那么从放入面团到面团破裂，下面一半落入水中所经历的时间称为伯尔辛克值，以min表示。 7、洛类抗源指前苏联用小麦与黑麦杂交后得到的易位系的衍生物。 8、完全异源双二倍体即将两亲本种属的两种来源和性质不同的染色体组相结合而成的新杂种，其染色体数目为双亲染色体数目的总和。 不完全异源双二倍体: 即亲本之一的部分染色体与另一亲本的全套染色体组相结合而成的新杂种，其染色体数目不等于双亲染色体数目的总和。
9、双二倍体将具有不同染色体组的两个物种经杂交得到的Fl杂种再经染色体加倍后产生的。 10、收获指数也叫经济系数，是指经济产量与生物产量的比值。 11、抗逆性育种（小麦）品种对逆境灾害的抵抗和忍耐能力称抗逆性。通过抗逆育种可以从遗传上改良和提高品种对环境胁迫的抗耐性，从而提高产量的稳定性。12、T型不育系 ,我国从1965年起就对小麦提莫菲维(T.timopheevi)雄性不育,简称T型不育系，不育系分为质核互作型不育系和核不育系 13、化学杀雄剂一种能阻滞植物花粉发育、抑制自花授粉、获得作物杂交种子的化学药品或药剂。 14、（小麦）避旱性 (drought escape) 在干旱来临前，已完成其生育期。 15、（小麦）免旱性在受旱时，借强大的根系和输导系统或叶片结构特点以及叶片各种功能减少水分蒸发，以保持地上部分较高的水势，免受旱害。 16、（小麦）高光效育种以提高光合效率为主的遗传改良 17、（小麦）冻害指零下低温所造成的伤害和死亡，主要发生在小麦越冬期和返青期，也包括拔节前后的霜害 18、（小麦）寒害冷害是0C以上，不能满足小麦正常生长发育要求的低温对小麦的危害。 19、（小麦）异附加系在小麦原有染色体组的基础上增加一条或一对外来染色体的系称异附加系 20、（小麦）异代换系异种的一条或一对染色体取代小麦中相应的染色体所得的家系称异代换系 二、填空题