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分子设计育种在农作物品种改良中发挥了重要作用,但由于甘蔗基因组庞大且高度杂合,染色体呈非整倍性,导致其性状相关的分子标记辅助育种进展十分缓慢。为加快甘蔗育种进程,提高其育种效率和准确性,简述了甘蔗分子标记辅助育种现状及其瓶颈,并总结了应用于甘蔗的分子标记种类及其问题,阐明分子标记在甘蔗遗传连锁图谱构建中的作用,进而从甘蔗产量和糖分性状相关QTL的定位、主要抗病基因（抗褐锈病基因、抗黑穗病和抗黄斑病基因）的定位及其在抗病分子育种上的应用,以及关联分析方法在甘蔗重要性状研究中的应用等方面对性状相关的分子标记进行综述。最后对甘蔗重要性状相关分子标记辅助育种的机遇和挑战进行了展望,为甘蔗分子育种的深入研究提供理论依据。 相似文献
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棉花品质、产量、抗性等均是多基因控制的数量性状,其表现型受基因型和环境的共同影响,且纤维品质和产量性状之间存在较大的负相关,采用常规育种手段实现棉花纤维品质与产量的同步改良具难度很大,针对棉花品质、产量、抗性等性状形成的遗传基础这一关键科学问题,棉花品种分子设计研究团队以陆陆种内分离群体、陆海种间分离群体等材料,交叉利用分子数量遗传学、功能基因组学和分子育种学等研究手段,在陆地棉优质品质及抗性基因挖掘、海岛棉优质品质及抗性基因挖掘以及分子标记辅助方法开发及棉花新品种培育等方面取得了一系列研究成果。为棉花品质、产量、抗性性状形成的同步改良奠定了重要基础。 相似文献
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DNA分子标记在洋葱遗传育种研究中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
DNA分子标记技术的出现大大提高了遗传分析的准确性和选育品种的有效性,在植物遗传育种领域越来越受到重视.洋葱属于二年生植物,一个世代需要三年,具有育种年限长的问题.利用分子标记辅助选择是缩短洋葱育种年限,加快育种进程极其有效的途径.本文综述了DNA分子标记技术在洋葱遗传图谱构建、遗传多样性分析、种质鉴定、鉴定洋葱细胞质类型、重要性状的分子标记辅助选择和数量性状的基因定位等方面的应用,讨论了洋葱遗传育种中分子标记技术的现状及存在的问题,并对洋葱分子标记辅助育种的应用前景进行了展望.指出洋葱高密度的遗传图谱还有待于建成,对于数量性状标记的鉴定,还有待于进一步开发、快速和准确定位的QTL,关于洋葱抗病基因的标记需要深入研究. 相似文献
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中国作物分子设计育种 总被引：16，自引：1，他引：15
分子设计育种通过多种技术的集成与整合,对育种程序中的诸多因素进行模拟、筛选和优化,提出最佳的符合育种目标的基因型以及实现目标基因型的亲本选配和后代选择策略,以提高作物育种中的预见性和育种效率,实现从传统的“经验育种”到定向、高效的“精确育种”的转化。分子设计育种主要包含以下3个步骤：(1)研究目标性状基因以及基因间的相互关系,即找基因(或生产品种的原材料),这一步骤包括构建遗传群体、筛选多态性标记、构建遗传连锁图谱、数量性状表型鉴定和遗传分析等内容;(2)根据不同生态环境条件下的育种目标设计目标基因型,即找目标(或设计品种原型),这一步骤利用已经鉴定出的各种重要育种性状的基因信息,包括基因在染色体上的位置、遗传效应、基因到性状的生化网络和表达途径、基因之间的互作、基因与遗传背景和环境之间的互作等,模拟预测各种可能基因型的表现型,从中选择符合特定育种目标的基因型;(3)选育目标基因型的途径分析,即找途径(或制定生产品种的育种方案)。本文评述近几年来我国在遗传研究材料创新、重要性状遗传分析、育种模拟工具开发和应用、设计育种实践、分子设计育种技术体系建设等方面取得的重要进展,结合国内外研究现状对分子设计育种的未来进行展望,最后指出我国近期应加强育种预测方法和工具、基因和环境互作、遗传交配设计、作物功能基因组学、生物信息学方法和工具、设计育种技术体系和决策支持平台等领域的研究,同时重视人才培养和团队建设。 相似文献
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花生分子育种研究概况与前景展望 总被引：1，自引：0，他引：1
从花生种质资源遗传多样性分析、指纹图谱构建、重要性状分子标记和QTLs定位、分子标记辅助选择以及转基因研究5个方面,对国内外花生分子育种的现状进行了概述,并指出了当前花生分子育种存在的主要问题和发展前景,以期为加快花生新品种选育提供参考依据. 相似文献
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植物矮生性状的分子遗传研究进展 总被引：15，自引：0，他引：15
近年来,随着分子生物学和基因组学的飞速发展,对作物高产性状,高产机理及其相关基因的研究愈加深入,应用基因工程技术对作物进行遗传改良已成为提高作物产量的有效途径,培育理想株型已成为作物育种的重要目标。株高是高等作物的重要农艺性状之一,植株过高容易引起倒伏而减产,而矮生植株抗倒能力强,高产,因而矮化育种对培育理想株型十分重要,矮生基因的发掘研究和利用也越来越受到重视。本文综述了目前高等作物矮生性的分子遗传研究进展,特别是对水稻、小麦、玉米、黄瓜、西瓜和番茄等主要作物矮生性状的遗传特点、分子标记、矮生基因的克隆等方面的研究进展做了较为详细的总结和评价,分析了激素对高等植物矮生突变体的调控,提出了高等植物矮生资源的利用和矮化育种中存在的问题,并探讨了高等植物矮生性状分子遗传学研究和分子育种的发展趋势。 相似文献
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甜瓜是重要的葫芦科蔬菜作物之一,其遗传育种学广受研究者的关注。高密度分子遗传图谱有助于提高甜瓜的育种水平,加快育种进程。自1996年第一张甜瓜分子遗传图谱报道后,AFLP等分子标记逐步被应用于甜瓜分子遗传图谱的构建及基因定位。近年来,基因组测序技术发展迅速,全基因组重测序、简化基因组测序、转录组测序等技术逐渐被应用于构建覆盖全基因组的、更加饱和的甜瓜遗传连锁图谱。本研究着重对甜瓜分子遗传图谱、重要农艺性状基因定位研究进展进行了综述,以期为甜瓜生物学研究及分子改良提供理论参考。 相似文献
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Significant progress has been made in the characterization of loci controlling traits of importance using molecular markers.
A number of markers are currently available in wheat for genes of interest to the breeders. Markers can be used to better
characterize parental material, thereby improving the efficiency and effectiveness of parental selection for crossing and
to track genes in segregating progenies through the selection process. Although a number of breeding programs are using molecular
markers at modest levels, the costs associated with marker assisted selection (MAS) are frequently cited as the main constraint
to their wide-spread use by plant breeders. However, this is likely to change when user-friendly, high-throughput, automated
marker technologies based on single nucleotide polymorphisms become available. These evolving technologies will increase the
number of available markers, and will improve the efficiency, throughput, and cost effectiveness of MAS, thereby making it
more attractive and affordable to many breeding programs. This article examines the extent to which molecular markers have
been used at the International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT) in applied wheat breeding and reviews the limited
publicly available information on MAS from other wheat breeding programs. As markers are currently available for relatively
few traits, we believe that MAS must be integrated with ongoing conventional breeding to maximize its impact. When used in
tandem with phenotypic selection, MAS will improve response to selection for certain traits, thereby increasing rates of genetic
progress. 相似文献
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作物分子设计育种 总被引：77，自引：4，他引：73
优质、多抗、抗逆和高产作物新品种的选育和推广是实现我国粮食安全的重要途径。目前大多数育种工作仍然建立在表型选择和育种家的经验之上,育种效率低下;另一方面,生物信息数据库积累的数据量极其庞大,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。作物分子设计育种将在多层次水平上研究植物体所有成分的网络互作行为和在生长发育过程中对环境反应的动力学行为;继而使用各种“组学”数据,在计算机平台上对植物体的生长、发育和对外界反应行为进行预测;然后根据具体育种目标,构建品种设计的蓝图;最终结合育种实践培育出符合设计要求的农作物新品种。设计育种的核心是建立以分子设计为目标的育种理论和技术体系,通过各种技术的集成与整合,对生物体从基因（分子）到整体（系统）不同层次进行设计和操作,在实验室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,实现从传统的“经验育种”到定向、高效的“精确育种”的转化,以大幅度提高育种效率。 相似文献
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柑桔抗病分子育种研究进展 总被引：4，自引：0，他引：4
本文综述了柑桔抗病分子育种近年来的研究动态和所取得的研究成果。柑桔分子育种始于上世纪90年代,以期克服常规育种面临的多方面严重阻碍,如杂种不育、杂交不亲和、较长的童期和大的树体积,以及随之而来的用地和巨大的人力、物力、成本等;其相对较小的基因组已使其成为果树分子育种研究领域的模式植物之一。首先在利用富有目标抗病基因的柑桔近缘属枳(Poncirustrifoliate)作亲本,培育杂种群体,开发分子标记与连锁遗传作图等方面取得突破,同时在基因组BAC文库与物理图谱的构建、抗病基因的克隆、遗传转化体系的建立、外源抗病基因及候选抗病基因的转化等诸多方面也已取得长足进展,并已摸索出适合柑桔基因工程操作的一整套方法。此外,本文对柑桔基因组的候选抗病基因转化及抗病基因工程研究中存在的问题也进行了讨论与分析。 相似文献
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Johann Sölkner Heinrich Grausgruber Ally Mwai Okeyo Peter Ruckenbauer Maria Wurzinger 《Euphytica》2008,161(1-2):273-282
Breeding objectives always involve consideration of multiple traits, even in situations where output of a single trait is
dominant. We review literature dealing with formal definition of breeding objectives. Involvement of farmers in the process
of setting up breeding objectives is also considered. In the optimal selection index, the relative importance of a trait is
scaled by its economic value, derived as marginal profit related to a change in expression of defined size. Normative approaches
to derive economic values use partial derivatives of a profit equation with respect to the traits involved or model the bio-economic
system with various techniques. The theory is well developed and includes consideration of non-linear profit functions and
traits with an intermediate optimum. It is frequently applied in animal breeding. In dairy cattle breeding, a major change
of focus from traits related to output (i.e., milk yield) to traits related to cost of input (health, fertility, feed efficiency)
has taken place recently. Plant breeders find the concept of deriving relative economic weights of traits difficult to apply
and often replace the optimal index by restricted or desired gains indices. A change of paradigms similar to that in cattle
breeding seems advisable. Participatory approaches to evaluate the relative importance of traits are more frequently applied
in plant breeding than in animal breeding. We review two studies, dealing with methods of acquiring information about selection
criteria of farmers planting maize in the Ethiopian highlands and of pastoralists keeping cattle in Uganda, in detail. 相似文献
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林木基因工程研究进展 总被引：3，自引：0，他引：3
林木生长周期长,采用常规育种技术进行新品种选育所需时间长、见效慢,同时还存在基因源缺乏和杂交不亲和等制约因素。基因工程是生物技术的核心,为林木遗传改良开辟了一条新的途径。因此依靠现代基因工程与常规育种技术相结合,可极大地缩短林木育种周期,加速育种进程,创造新种质,选育新品种,对营造优质人工林,缓解木材供需矛盾,保护生态环境具有重要意义。近年来,一些新的技术和方法的应用,如体胚转基因系统和超声波辅助根癌农杆菌介导法,以及很多有用目的基因的克隆促使林木基因工程取得了可喜的进展。本文就应用于林木基因工程的新技术和新方法,以及林木木质素改良、缩短林木育种周期和促进开花、林木生长性状改良和植物修复(林木抗环境污染)等基因工程方面所取得的进展进行了概述。 相似文献
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重组自交家系群体4对主基因加多基因混合遗传模型分离分析方法的建立 总被引：10，自引：0，他引：10
主基因加多基因混合遗传模型分离分析方法是基于数量性状表型数据的统计遗传分析方法,该方法适于育种工作者利用杂种分离世代的数据对育种性状的遗传组成做出初步判断,制订相应的育种策略,也可用以校验QTL定位所揭示的性状遗传组成。重组自交家系群体(RIL)是一种永久性群体,可以进行有重复的比较试验,适合于环境影响较大的复杂性状的遗传研究。本研究以RIL群体为对象,将遗传模型拓展到4对主基因,建立相应的分离分析方法。新构建的模型共包括4对主基因和4对主基因加多基因两类共15个遗传模型,通过极大似然法和IECM算法估算各种模型的分布参数,由AIC值和一组适合性测验选取最佳遗传模型,再由最小二乘法估计模型的遗传参数。通过模拟实验对所建立的模型进行验证,模拟群体中一阶遗传参数的估计值与设定值之间有很好一致性。以大豆科丰1号×南农1138-2构成的RIL群体及其亲本棕榈酸含量的遗传(I-1模型,即4对加性-上位性主基因和加性-上位性多基因遗传模型)为例,说明该方法的应用效果。 相似文献
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Maize is a commodity crop providing millions of people with food, feed, industrial raw material and economic opportunities. However, maize yields in Africa are relatively stagnant and low, at a mean of 1.7 t ha−1 compared with the global average of 6 t ha−1. The yield gap can be narrowed with accelerated and precision breeding strategies that are required to develop and deploy high-yielding and climate-resilient maize varieties. Genomic and phenotypic selections are complementary methods that offer opportunities for the speedy choice of contrasting parents and derived progenies for hybrid breeding and commercialization. Genomic selection (GS) will shorten the crop breeding cycle by identifying and tracking desirable genotypes and aid the timeous commercialization of market-preferred varieties. The technology, however, has not yet been fully embraced by most public and private breeding programmes, notably in Africa. This review aims to present the importance, current status, challenges and opportunities of GS to accelerate genetic gains for economic traits to speed up the breeding of high-yielding maize varieties. The first section summarizes genomic selection and the contemporary phenotypic selection and phenotyping platforms as a foundation for GS and trait integration in maize. This is followed by highlights on the reported genetic gains and progress through phenotypic selection and GS for grain yield and yield components. Training population development, genetic design and statistical models used in GS in maize breeding are discussed. Lastly, the review summarizes the challenges of GS, including prediction accuracy, and integrates GS with speed breeding, doubled haploid breeding and genome editing technologies to increase breeding efficiency and accelerate cultivar release. The paper will guide breeders in selection and trait introgression using GS to develop cultivars preferred by the marketplace. 相似文献
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Phenomics or automated phenotyping (AP) is an emerging approach, identified as a priority for future crop breeding research. This approach promises to provide accurate, precise, fast, large-scale, and accumulated phenotyping data which when integrated with corresponding genomic and environmental data is expected to trigger a great leap forward in plant breeding. However, despite promising applications, AP adoption in plant breeding is still in its infancy. It is unclear to many plant breeders how or if much of the enormous volume, diversity, and velocity of imaging and remote-sensing data generated by AP is going to be usefully integrated into breeding programs. This paper develops an economical model of heterogeneous breeders’ decision-making to examine adoption decisions regarding whether to adopt AP or continue using conventional phenotyping. The results of this model indicate that many interlocking factors, including genetic gain/expected return, variable and sunk costs, subsequent rate of technology improvement, and breeders’ level of aversion to AP, are at work as breeders determine whether to adopt AP. This study also provides a numerical example to show the impact of breeders’ aversion toward the adoption of a new technology (e.g., AP) on the expected return generated from breeding a new wheat variety. 相似文献