水稻遗传学研究中的分子标记技术应用

分子标记技术在农作物种子检测中的应用大家好，今天我们来聊聊一个非常有趣的话题——分子标记技术在农作物种子检测中的应用。

这个话题可是关系到咱们老百姓的餐桌哦！那么，什么是分子标记技术呢？它又是怎么应用到农作物种子检测中的呢？别着急，我一一道来。

咱们来简单了解一下分子标记技术。

分子标记技术是一种利用生物大分子(如蛋白质、核酸等)作为标记物，通过分子杂交、PCR扩增等方法，将标记物与目标基因或序列进行特异性结合的技术。

这种技术可以用于鉴定、筛选、追踪和定量目标基因或序列，具有灵敏度高、特异性强、操作简便等优点。

那么，分子标记技术是如何应用到农作物种子检测中的呢？咱们可以通过以下几个方面来了解。

分子标记技术可以用于农作物品种鉴定。

在农业生产中，品种选择是非常重要的环节。

通过分子标记技术，我们可以对农作物的基因组进行分析，鉴定出优良品种和潜在的抗病、抗虫、抗逆等基因，从而指导品种选育和种植。

举个例子，咱们都知道水稻是重要的粮食作物之一。

在我国，水稻品种繁多，如何选育出更适合我国气候和土壤条件的优良品种，是一个亟待解决的问题。

通过分子标记技术，我们可以对水稻的基因组进行测序和分析，发现具有抗稻瘟病、抗倒伏等优良特性的基因，从而指导品种选育和种植。

分子标记技术可以用于农作物病虫害监测。

在农业生产中，病虫害是影响产量和质量的重要因素。

通过分子标记技术，我们可以对农作物的病原体和害虫的基因组进行分析，发现具有抗病虫特性的基因，从而指导防治措施的制定和实施。

比如说，我国南方地区常见的水稻病害有稻瘟病、稻纵卷叶螟等。

通过分子标记技术，我们可以对这些病原体和害虫的基因组进行分析，发现具有抗病虫特性的基因，从而指导研制新的农药和生物防治措施，提高农业生产效益。

分子标记技术还可以用于农作物品质评价。

在农业生产中，优质农产品的需求越来越高。

通过分子标记技术，我们可以对农作物的营养成分、口感等品质相关基因进行分析，评价其品质优劣，为优质农产品的生产提供依据。

SNP分子标记及其在水稻研究中的应用作者：李筠来源：《农业与技术》2016年第07期摘要：SNP作为第3代分子标记，具有高密度、高遗传性、高稳定性、高通量、二态性等特点，是目前被广泛研究和应用的分子标记。

本文介绍了SNP在不同研究工作中可采用的不同检测平台，同时探讨了SNP在水稻功能标记、图位克隆、等位基因、物种进化等方面的发现和应用，以期为读者今后的研究提供参考。

关键词：SNP；水稻；功能标记；等位基因中图分类号：S33 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160431013单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP），是指在基因组上单个核苷酸的变异，包括置换、颠换、缺失和插入。

目前SNP技术主要分为2大类，一类是以凝胶电泳检测为基础的，一类是以高通量检测为基础的。

针对不同的研究工作，选用与之相适应的检测平台，将推进研究工作的快速进展。

SNP已经成为水稻研究领域的一个重要工具，利用基因组中高密度分布的SNP分子标记，可以进行功能标记的开发、遗传图谱的构建、分子标记辅助育种、图位克隆和功能基因组学、等位基因、物种进化等方面的研究工作。

1 SNP分子标记的特点SNP是Lander E 于 1996年首次提出的一种分子标记[1]，作为第3代分子标记，它具备以下几个特点：二等位多态性，即发生C-T，G-A的转换，或者C-A，G-T，C-G，A-T的颠换，前者发生概率为2/3；高通量、自动化的实验流程，包括芯片、测序等技术的应用；遗传稳定性高，SNP标记的突变率低，且能够在生物体基因组中稳定遗传，其遗传的稳定性高于SSR 标记；在染色体上的覆盖率高，在人类基因组中，每300～1000个碱基中即存在1个SNP；在水稻基因组中，每154个碱基即存在1个SNP[2]；SNP位点在基因内区域分布较多，有的位点可能与功能基因有关，可开发SNP功能标记。

分子标记辅助的遗传育种实践分子标记辅助的遗传育种实践遗传育种是农作物改良中的重要手段，为了提高育种效率和准确性，科学家们通过分子标记技术的应用，开展了分子标记辅助的遗传育种实践。

这项技术的出现，极大地促进了农作物育种的进程。

分子标记是一种通过DNA序列检测和分析的方法，可以确定特定基因位点的遗传信息。

借助这项技术，育种者可以更加准确地筛选和选择具有优良基因的个体，从而加速了育种过程中的杂交和选择。

与传统育种相比，分子标记辅助的育种具有更高的效率和准确性。

在实践中，科学家们首先通过分析物种的基因组，发现了与目标性状相关的分子标记。

这些标记可以是单核苷酸多态性（SNP）或简单重复序列（SSR）等。

然后，他们利用这些标记开展杂交和选择。

通过对大量杂交个体进行分子标记的检测，科学家可以快速筛选出携带目标基因的个体，并将其作为亲本进行后续的杂交。

这种方式避免了传统育种中的大量试验和大规模筛选的工作，提高了育种效率。

此外，在分子标记辅助的育种中，科学家还可以利用分子标记数据进行定位和图谱构建。

通过分析标记位点的位置和分布，可以预测携带目标基因的染色体区域，从而缩小育种目标的范围。

同时，构建遗传图谱可以帮助科学家更好地理解物种的遗传结构和基因座位间的连锁关系，为育种的进一步研究提供了基础。

分子标记辅助的遗传育种实践已经在多个农作物中得到了成功应用。

例如，在水稻育种中，通过分子标记技术可以筛选出高产、抗病、抗虫等多种优良性状的基因，从而加速了新品种的培育。

此外，分子标记还可以用于小麦、玉米、大豆等农作物的育种中。

总之，分子标记辅助的遗传育种实践为农作物改良提供了一种高效、准确的方法。

通过利用分子标记技术，育种者可以更加精确地选择优良基因，加速杂交和选择的过程，并为育种研究提供基础。

随着技术的不断发展，分子标记辅助的遗传育种将在农业生产中发挥愈加重要的作用。

·54·工作研究农业开发与装备 2020年第11期分子标记技术在水稻育种中的应用分析戴 扬1，熊怀阳2，黄 剑3（1.海南广凌农业集团有限公司，海南三亚 572000； 2.海南广陵高科实业有限公司，海南陵水 572400； 3.乐东广陵南繁服务有限公司，海南乐东 572536）摘要：分子标记技术应用十分广泛，尤其在水稻育种各方面均发挥着重要作用。

出于水稻育种能力的增强，提高研究与培育水稻新品种进程，应关注分子标记技术的应用，充分发挥其辅助作用。

基于此，着眼水稻育种，简要分析分子标记技术的有关应用。

关键词：水稻育种；分子标记技术；应用路径0 引言作为主要粮食作物的水稻。

育种专家出于培育更优质的水稻品种，主要通过选择目的性状而实现，例如品质、产量与抗性等。

可选择上述遗传性状，需要相应的遗传标记。

在现下四大类型的遗传标记中，相对理想的为分子标记，是由于其基于DNA水平直接反馈遗传变异，不仅稳定遗传具有较大信息量，而且不受限于内外环境，检验速度快、方便操作。

1 分子标记技术特征1）数量多。

因为基因组DNA丰富的变异，标记数量几乎是无限的。

2）高准确性。

以DNA模式直接表现，可以检测植物体发育各个时期、各个组织，不被环境与季节因素影响，和是否基因表达无关[1]。

3）共显性强。

很多分子标记均具备较好的共显性，可对杂合和纯合基因类型精准鉴别。

4）高多态性。

自然界的等位变异角度，不必对特殊性遗传材料专门创造。

5）不影响表型。

不对表达目标性状产生影响，和不良性状不存在必然连锁。

2 水稻育种中分子标记技术应用分析2.1 构建分子遗传图谱通过分子标记技术构建高密度遗传连锁图谱，可为构建物理图谱、基因定位与依据图谱的目的基因克隆打下基础，还能为辅助选择提供条件[2]。

所谓遗传图谱，指的是依托遗传交换重组结果展开连锁分析，而获得的基因于染色体对应位置的排列图示。

典型遗传图谱的构建主要依据生理标记、形态标记与生化标记，因为上述遗传标记子自身原因所以发展相对缓慢，加之图谱低饱和率与低分辨率，应用价值相对有限。

水稻育种的新技术与新方法一、引言水稻是全球重要的食用谷物之一，如何提高水稻产量、优化品质一直是水稻育种的热点问题。

近年来，随着科学技术的不断进步，新技术和新方法的不断涌现，为水稻育种提供了更加丰富的手段和选择。

本文将着重介绍水稻育种中的新技术和新方法，并探讨其应用前景。

二、分子标记技术在水稻育种中的应用分子标记技术是一种基因工程技术，利用分子生物学技术对种质资源进行分子标记，为育种提供一个新的选择手段。

在水稻育种中，分子标记技术主要有两种应用方式：一是对基因型鉴定，即通过酶切片段长度多态性（RFLP）、序列特异性扩增（SSR）和单核苷酸多态性（SNP）等标记技术对水稻种质进行基因型鉴定，实现育种的精准选择；二是对基因功能研究，即通过分子标记技术对水稻主要农艺性状相关基因进行筛选和鉴定，为优异基因的转化和应用提供科学依据。

三、转录组学技术在水稻育种中的应用转录组学技术是一种研究生物体内所有基因表达状况的高通量技术，可以全面解析种质资源的基因表达差异和调控机制，为水稻育种提供一种新的系统性、高效性手段。

通过转录组学技术，可以快速鉴定优质高产的水稻种质，筛选出高表达的关键基因，进而实现农艺性状优化或基因改良。

同时，转录组学技术还可以加速不同基因型之间的功能差异分析，揭示水稻适应环境的分子机制，为选配更优秀的基因组合提供理论基础。

四、基因编辑技术在水稻育种中的应用基因编辑技术是一种新兴的分子生物学技术，可以实现对基因组特定位点进行准确编辑、插入或删除，为育种提供一个高效的基因改良方法。

在水稻育种中，基因编辑技术的应用主要包括电穿孔法、CRISPR-Cas9和TALEN等技术。

此外，基因编辑技术还可以实现优质水稻品种在不同地区的适应性改良、耐盐碱性和耐病性的提高等方面的应用。

五、遗传多样性保护在水稻育种中的应用遗传多样性保护是现代农业发展的重要方向之一，也是水稻育种的需求之一。

在中国，水稻资源种类多样、数量丰富，但同时还受到了基因资源保护不足的问题。

水稻育种中的分子标记辅助选择技术水稻是我国的主要粮食作物之一，也是世界上最为重要的粮食作物之一。

为了满足人们的需求，不仅需要增加产量，还需要提高水稻的抗病性、耐旱性等方面的性状，从而提高稻米的质量和产量。

为了实现水稻优良性状的选育，目前的育种工作中，分子标记辅助选择技术被广泛应用，成为水稻育种的重要手段。

一、什么是分子标记辅助选择技术分子标记辅助选择技术是指利用分子标记技术对水稻种群进行筛选和选择，以实现快速、高效、精准的选育。

分子标记是一种基于DNA序列的分析方法，是利用分子生物学技术分析和鉴定生物体间或同一生物体内不同基因型的分析方法。

通过在DNA序列上标记其不同的基因型，可以识别水稻种群中存在的不同基因型，从而实现对水稻的选育。

二、分子标记辅助选择技术的应用分子标记辅助选择技术在水稻育种中应用广泛。

主要包括四个方面：1.遗传多样性鉴定水稻遗传多样性是指不同地域、不同种类、不同品种水稻之间的遗传变异。

通过分子标记技术可以对水稻的遗传多样性进行鉴定，研究水稻种群之间的亲缘关系，为水稻遗传资源的保护和利用提供重要的科学依据。

2.形态指标筛选水稻的形态指标是指生长发育各阶段的形态特征，包括穗长、穗粒数、茎粗、叶片长度等。

通过分子标记技术，在水稻种群中寻找与形态指标相关的分子标记，可以快速、高效、精准地筛选出拥有优良形态性状的杂交种。

3.抗病性状筛选水稻的抗病性状是指抵御外界环境压力的能力，包括对病害菌的抵御能力、对病害环境的适应能力等。

通过分子标记技术，在水稻种群中寻找与抗病性状相关的分子标记，可以快速、高效、精准地筛选出拥有优良抗病性状的杂交种。

4.耐旱性状筛选水稻的耐旱性状是指适应干旱环境的能力，包括耐旱、耐盐碱、耐寒等。

通过分子标记技术，在水稻种群中寻找与耐旱性状相关的分子标记，可以快速、高效、精准地筛选出拥有优良耐旱性状的杂交种。

三、分子标记辅助选择技术的优点1.快速高效分子标记技术可以快速、高效地对水稻种群进行筛选和鉴定，可以在很短时间内筛选出具有优良性状的水稻种群。

分子标记辅助育种技术分子标记辅助育种技术是在水稻、小麦、玉米、大豆、油菜等重要作物上，通过利用与目标性状紧密连锁的DNA分子标记对目标性状进行间接选择，以在早代就能够对目标基因的转移进行准确、稳定的选择，而且克服隐性基因再度利用时识别的困难，从而加速育种进程，提高育种效率，选育抗病、优质、高产的品种。

（一）发展回顾我国的农作物分子标记辅助育种的研究始于90年代初，在过去的近十年时间里，取得了重要的研究进展：1.构建了水稻等作物的染色体遗传图谱；2.构建了水稻染色体物理图谱；3.利用分子标记对我国作物种质资源遗传多样性进行了初步的研究；4.对一些重要的农艺性状进行了定位、作图与标记，相应的基因克隆已在进行。

在基因组计划开展以来的短短的几年时间内，主要农作物的遗传连锁图的绘制均已完成。

1996年我国用RFLP标记对水稻进行作图，构建了水稻12条染色体的完整连锁图。

此后，又构成了有612个标记的水稻遗传连锁图，较好地满足水稻遗传育种工作的需要。

除水稻之外，还绘制了谷子的RFLP连锁图。

构建了大豆分子标记遗传框架图、小麦野生近缘植物小伞山羊草的连锁图以及小麦的第1、第5、第6染色体部分同源群RFLP连锁图等。

1997年，利用广陆矮4号水稻品种构建的BAC文库，建立了631个长度不同的跨叠群。

用水稻遗传图谱上的RFLP标记及STS标记确定了631个跨叠群在水稻12条染色体上的位置，绘制出了水稻的染色体物理图。

该物理图长为352284Kb，覆盖了水稻基因组的92%。

我国近年来对作物的重要性状，如育性基因、抗性基因及产量性状基因的作图与标记方面开展了大量研究工作。

在育性方面，找到了与光敏核不育水稻的光敏不育基因位点连锁的RFLP标记。

定位了水稻不育系5460F的育性隐性单基因tms1，并找到与之紧密连锁（1.2cM）的RFLP标记。

定位水稻野败不育系恢复基因的两个主效基因Rfi3和Rfi4，初步确定了与其中Rfi3基因紧密连锁(2.7cM)的RFLP标记，并已转化为STS标记。

分子标记技术在水稻品种改良中的应用张金霞　刘贺梅　孙建权　殷春渊　王和乐　胡秀明　田芳慧　王书玉（河南省新乡市农业科学院，新乡453002）摘要：随着水稻越来越多的功能基因被鉴定和克隆，与目标性状相关基因紧密连锁的分子标记成为现今水稻育种工作中不可缺少的一个有利工具。

对分子标记技术在水稻抗病虫育种、农艺性状改良、品质改良等方面的应用进行论述，为分子标记在水稻分子育种中的应用提供一些参考。

关键词：水稻；分子标记；抗病；品种改良水稻是人类的主要食物来源之一，全球有20亿以上人口以稻米为主食，水稻在我国的种植面积和产量均居各种作物之首。

据国家统计局公报显示，2019年我国水稻种植面积达2969万hm2，总产量2.1亿t，水稻育种技术的创新显著提升了我国在水稻育种领域的国际地位，稻米品质和产量得到极大地提高。

我国既是稻谷生产大国，也是稻米消费大国，稻米及其制品在日常生活中占有重要地位。

目前，我国仍面临粮食生产刚性需求与耕地、水资源短缺的矛盾，供给结构性矛盾，农业生产成本高与经济效益低等矛盾；因此，不断提高水稻产量和品质仍是育种的主要任务。

近些年来，我国的水稻育种工作取得较大进展，从最初的矮化育种，经历了三系到两系的杂种优势利用、超级稻的培育及目前的绿色优质超级稻，育种技术也从常规育种发展到综合运用常规育种和现代分子育种技术。

在品种选育过程中更加注重产量、品质、抗性、适应性等要素的综合协调。

分子标记辅助选择育种（MAS）从DNA水平上直接鉴定基因型，通过与目标性状基因型紧密连锁的分子标记，进行目标基因的筛选。

在苗期或者低世代就可直接对目标基因进行检测，几乎不受环境条件的影响，无需再进行测交和自交检验，显著提高了准确性和选择效率。

随着更多水稻高产、优质、抗病虫等基因被克隆，分子标记辅助选择育种将在遗传改良方面发挥重要作用。

1　分子标记技术分子标记技术通过检测与目标基因存在紧密连锁标记的带型，筛选含有目标基因的个体，与常规育种技术相比具有准确性高、周期短、目的性强等优点。