第17章 分子标记辅助选择
- 格式:ppt
- 大小:12.55 MB
- 文档页数:98
分子标记辅助选择育种传统的育种主要依赖于植株的表现型选择(Phenotypieal selection)。
环境条件、基因间互作、基因型与环境互作等多种因素会影响表型选择效率。
例如抗病性的鉴定就受发病的条件、植株生理状况、评价标准等影响;品质、产量等数量性状的选择、鉴定工作更困难。
一个优良品种的培育往往需花费7~8年甚至十几年时间。
如何提高选择效率,是育种工作的关键。
育种家在长期的育种实践中不断探索运用遗传标记来提高育种的选择效率与育种预见性。
遗传标记包括形态学标记、细胞学标记、生化标记与分子标记。
棉花的芽黄、番茄的叶型、抗TMV的矮黄标记、水稻的紫色叶鞘等形态性状标记,在育种工作中曾得到一定的应用。
以非整倍体、缺失、倒位、易位等染色体数目、结构变异为基础的细胞学标记,在小麦等作物的基因定位、连锁图谱构建、染色体工程以及外缘基因鉴定中起到重要的作用,但许多作物难以获得这类标记。
生化标记主要是利用基因的表达产物如同工酶与贮藏蛋白,在一定程度上反映基因型差异。
它们在小麦、玉米等作物遗传育种中得到应用。
但是它们多态性低,且受植株发育阶段与环境条件及温度、电泳条件等影响,难以满足遗传育种工作需要。
以DNA多态性为基础的分子标记,目前已在作物遗传图谱构建、重要农艺性状基因的标记定位、种质资源的遗传多样性分析与品种指纹图谱及纯度鉴定等方面得到广泛应用,尤其是分子标记辅助选择(molecular marker-as—sisted selection,MAS)育种更受到人们的重视。
第一节分子标记的类型和作用原理一、分子标记的类型和特点按技术特性,分子标记可分为三大类。
第一类是以分子杂交为基础的DNA标记技术,主要有限制性片段长度多态性标记(Restriction fragment length polymorphisms,RFLP标记);第二类是以聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction,PCR反应)为基础的各种DNA指纹技术。
第十七章分子标记辅助选择育种分子标记:以DNA多态性为基础的遗传标记分子标记的特点:1、遗传多态性高;2、在基因组中大量存在且均匀分布;3、稳定性、重现性好;4、信息量大,分析效率高第一节分子标记的类型及原理一、分子标记的类型1、以DNA-DNA杂交为基础的DNA标记技术:限制性片段长度多态性标记,简称RFLP标记;可变数目串联重复序列标记,简称VNTR标记;原位杂交,简称ISH2、基于PCR的DNA标记:1)单引物PCR标记;2)双引物选择性扩增的PCR标记;3)通过克隆、测序来构建特殊双引物的PCR标记。
3、基于PCR与限制性内切酶技术相结合的DNA标记。
分为两类:限制性酶切片段的选择性扩增,如AFLP;PCR扩增片段的限制性酶切,如CAPs4、基于单核苷多态性的DNA标记:单核苷酸多态性,简称SNP二、主要分子标记1、RFLP(Restriction Fragment Length po1ymorpams)限制性片段长度多态性1980,Bostein用限制性内切酶酶切不同个体的基因组DNA后,含有与探针序列同源的酶切片段在长度上的差异。
(1)RFLP标记的原理基因组DNA序列上的变化:碱基替换、插入、缺失或重复造成某种限制性内切酶(restriction enzymes )酶切位点的增加或丧失以及内切酶酶切位点间DNA片段变化(1)RFLP标记的分析步骤(2)RFLP分析探针单拷贝或寡拷贝探针来源:cDNA克隆;基因组克隆(Random Genome);PCR克隆(3)RFLP标记的特点优点:①数目几乎无限;②共显性;③可以利用现有探针,具有种族特异性;④RFLP标记遍及全基因组;⑥重复性好缺点:成本较高;一个探针只能产生一个多态位点;需要许多克隆探针;所需DNA量大(5~15μg);易造成环境污染2、RAPD(Random Amplification Polymorphism DNA)随机扩增多态性DNA1990,Williams通过PCR扩增染色体组DNA所获得的长度不同的多态性DNA片段。
第十七章分子标记辅助选择育种传统的育种主要依赖于植株的表现型选择(Phenotypieal selection)。
环境条件、基因间互作、基因型与环境互作等多种因素会影响表型选择效率。
例如抗病性的鉴定就受发病的条件、植株生理状况、评价标准等影响;品质、产量等数量性状的选择、鉴定工作更困难。
一个优良品种的培育往往需花费7~8年甚至十几年时间。
如何提高选择效率,是育种工作的关键。
育种家在长期的育种实践中不断探索运用遗传标记来提高育种的选择效率与育种预见性。
遗传标记包括形态学标记、细胞学标记、生化标记与分子标记。
棉花的芽黄、番茄的叶型、抗TMV的矮黄标记、水稻的紫色叶鞘等形态性状标记,在育种工作中曾得到一定的应用。
以非整倍体、缺失、倒位、易位等染色体数目、结构变异为基础的细胞学标记,在小麦等作物的基因定位、连锁图谱构建、染色体工程以及外缘基因鉴定中起到重要的作用,但许多作物难以获得这类标记。
生化标记主要是利用基因的表达产物如同工酶与贮藏蛋白,在一定程度上反映基因型差异。
它们在小麦、玉米等作物遗传育种中得到应用。
但是它们多态性低,且受植株发育阶段与环境条件及温度、电泳条件等影响,难以满足遗传育种工作需要。
以DNA多态性为基础的分子标记,目前已在作物遗传图谱构建、重要农艺性状基因的标记定位、种质资源的遗传多样性分析与品种指纹图谱及纯度鉴定等方面得到广泛应用,尤其是分子标记辅助选择(molecular marker-as—sisted selection,MAS)育种更受到人们的重视。
第一节分子标记的类型和作用原理一、分子标记的类型和特点按技术特性,分子标记可分为三大类。
第一类是以分子杂交为基础的DNA标记技术,主要有限制性片段长度多态性标记(Restriction fragment length polymorphisms,RFLP标记);第二类是以聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction,PCR反应)为基础的各种DNA指纹技术。
分子标记辅助选择育种传统的育种主要依赖于植株的表现型选择(Phenotypieal selection)。
环境条件、基因间互作、基因型与环境互作等多种因素会影响表型选择效率。
例如抗病性的鉴定就受发病的条件、植株生理状况、评价标准等影响;品质、产量等数量性状的选择、鉴定工作更困难。
一个优良品种的培育往往需花费7~8年甚至十几年时间。
如何提高选择效率,是育种工作的关键。
育种家在长期的育种实践中不断探索运用遗传标记来提高育种的选择效率与育种预见性。
遗传标记包括形态学标记、细胞学标记、生化标记与分子标记。
棉花的芽黄、番茄的叶型、抗TMV的矮黄标记、水稻的紫色叶鞘等形态性状标记,在育种工作中曾得到一定的应用。
以非整倍体、缺失、倒位、易位等染色体数目、结构变异为基础的细胞学标记,在小麦等作物的基因定位、连锁图谱构建、染色体工程以及外缘基因鉴定中起到重要的作用,但许多作物难以获得这类标记。
生化标记主要是利用基因的表达产物如同工酶与贮藏蛋白,在一定程度上反映基因型差异。
它们在小麦、玉米等作物遗传育种中得到应用。
但是它们多态性低,且受植株发育阶段与环境条件及温度、电泳条件等影响,难以满足遗传育种工作需要。
以DNA多态性为基础的分子标记,目前已在作物遗传图谱构建、重要农艺性状基因的标记定位、种质资源的遗传多样性分析与品种指纹图谱及纯度鉴定等方面得到广泛应用,尤其是分子标记辅助选择(molecular marker-as—sisted selection,MAS)育种更受到人们的重视。
第一节分子标记的类型和作用原理一、分子标记的类型和特点按技术特性,分子标记可分为三大类。
第一类是以分子杂交为基础的DNA标记技术,主要有限制性片段长度多态性标记(Restriction fragment length polymorphisms,RFLP标记);第二类是以聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction,PCR反应)为基础的各种DNA指纹技术。
第十七章分子标记辅助选择育种分子标记:以DNA多态性为基础的遗传标记分子标记的特点:1、遗传多态性高;2、在基因组中大量存在且均匀分布;3、稳定性、重现性好;4、信息量大,分析效率高第一节分子标记的类型及原理一、分子标记的类型1、以DNA-DNA杂交为基础的DNA标记技术:限制性片段长度多态性标记,简称RFLP标记;可变数目串联重复序列标记,简称VNTR标记;原位杂交,简称ISH2、基于PCR的DNA标记:1)单引物PCR标记;2)双引物选择性扩增的PCR标记;3)通过克隆、测序来构建特殊双引物的PCR标记。
3、基于PCR与限制性内切酶技术相结合的DNA标记。
分为两类:限制性酶切片段的选择性扩增,如AFLP;PCR扩增片段的限制性酶切,如CAPs4、基于单核苷多态性的DNA标记:单核苷酸多态性,简称SNP二、主要分子标记1、RFLP(Restriction Fragment Length po1ymorpams)限制性片段长度多态性1980,Bostein用限制性内切酶酶切不同个体的基因组DNA后,含有与探针序列同源的酶切片段在长度上的差异。
(1)RFLP标记的原理基因组DNA序列上的变化:碱基替换、插入、缺失或重复造成某种限制性内切酶(restriction enzymes )酶切位点的增加或丧失以及内切酶酶切位点间DNA片段变化(1)RFLP标记的分析步骤(2)RFLP分析探针单拷贝或寡拷贝探针来源:cDNA克隆;基因组克隆(Random Genome);PCR克隆(3)RFLP标记的特点优点:①数目几乎无限;②共显性;③可以利用现有探针,具有种族特异性;④RFLP标记遍及全基因组;⑥重复性好缺点:成本较高;一个探针只能产生一个多态位点;需要许多克隆探针;所需DNA量大(5~15μg);易造成环境污染2、RAPD(Random Amplification Polymorphism DNA)随机扩增多态性DNA1990,Williams通过PCR扩增染色体组DNA所获得的长度不同的多态性DNA片段。