分子標(biāo)記在水稻育種中應(yīng)用.doc

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1、貴州大學(xué)作業(yè)（論文）題目：分子標(biāo)記在水稻中的應(yīng)用課程名稱：任課教師姓名：羅洪發(fā)研究生姓名：吳健強(qiáng)學(xué)號(hào)：2010021589年級(jí)：2010級(jí)專業(yè)：作物遺傳育種任課教師評(píng)分：任課教師簽名：2011年6月26日分子標(biāo)記在水稻育種中的應(yīng)用專業(yè)班級(jí)：2010級(jí)作物遺傳育種姓名：吳健強(qiáng)學(xué)號(hào)：2010021589摘要：分子標(biāo)記技術(shù)給水稻育種提供了新的途徑,與傳統(tǒng)育種技術(shù)相結(jié)合,可大大提高育種效率,縮短育種周期。因此,加強(qiáng)分子標(biāo)記技術(shù)在水稻育種上的應(yīng)用研究具有重要的實(shí)踐意義。本文簡單介紹了幾種主要分子標(biāo)記方法，并且對(duì)這幾種分子標(biāo)記的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，同時(shí)也概括綜述了分子標(biāo)記在水稻育種上的一些應(yīng)用。關(guān)鍵字：分子標(biāo)

2、記輔助育種水稻育種優(yōu)缺點(diǎn)水稻為世界上最重要的糧食作物之一，世界約有1/3人口以稻米為主食。運(yùn)用生物技術(shù)加快水稻育種進(jìn)程，使水稻產(chǎn)量取得突破性提高和稻米品質(zhì)得以顯著改善,已是育種家和生物技術(shù)工作者共同面臨的使命。水稻育種家為了培育出優(yōu)良的水稻品種，通過各種途徑對(duì)水稻的目標(biāo)性狀進(jìn)行選擇。傳統(tǒng)的個(gè)體選擇方法是對(duì)符合育種目標(biāo)的農(nóng)藝性狀如高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病等進(jìn)行直接選擇，即選擇的是個(gè)體表現(xiàn)型而不是基因型。。一般而言，這種方法對(duì)質(zhì)量性狀的選擇是有效的；對(duì)數(shù)量性狀的選擇，由于存在一因多效、多因一效、調(diào)控基因以及修飾基因等的作用，個(gè)體的表現(xiàn)型與基因型存在較大差異，因而通過田間表型性狀進(jìn)行個(gè)體選擇的準(zhǔn)確性較差。自

3、20世紀(jì)9年代以來,分子標(biāo)記已被廣泛應(yīng)用于作物遺傳育種研究的各個(gè)方面:分子遺傳圖譜的構(gòu)建、遺傳多樣性分析與種質(zhì)鑒定、重要農(nóng)藝性狀基因定位、分子標(biāo)記輔助選擇育種(MolecularMarkerAssistedSelection,MAS)等。利用分子標(biāo)記進(jìn)行基因定位和MAS迅速成為作物育種研究的熱點(diǎn),并已發(fā)展成為作物分子育種的主要方向。本文簡單介紹比較了幾種分子標(biāo)記方法，并綜述了其在水稻育種上的一些應(yīng)用，旨在為水稻育種工作者提供參考,促進(jìn)分子標(biāo)記技術(shù)在水稻育種中的應(yīng)用。1、分子標(biāo)記的概念及其特點(diǎn)分子標(biāo)記的概念有廣義和狹義之分：廣義的分子標(biāo)記是指可遺傳并可檢測的DNA序列或蛋白質(zhì)；狹義分子標(biāo)記是指能

4、反映生物個(gè)體或種群間基因組中某種差異的特異性DNA片段。每一種標(biāo)記都有其自身的特點(diǎn)和特定的應(yīng)用范圍，分子標(biāo)記與形態(tài)標(biāo)記、細(xì)胞標(biāo)記及生化標(biāo)記等遺傳標(biāo)記相比，具有以下特點(diǎn)：1、準(zhǔn)確性高。直接DNA的形式表現(xiàn)，植物體的各個(gè)組織、各生長發(fā)育時(shí)期均可檢測，不受季節(jié)及環(huán)境因素限制，與基因表達(dá)與否無關(guān)。2、數(shù)量多。由于基因組DNA的變異極其豐富，分子標(biāo)記數(shù)量幾乎是無限的。3、多態(tài)性高。自然界存在許多等位變異，不需專門創(chuàng)造特殊的遺傳材料。4、共顯性好。許多分子標(biāo)記都表現(xiàn)為共顯性，能更好地鑒別純合基因與雜合基因類型。5、對(duì)表型無影響。不影響目標(biāo)性狀的表達(dá)，與不良性狀無必然連鎖。2、幾種主要分子標(biāo)記技術(shù)比較分子標(biāo)

5、記自從誕生之日起，一直受到許多學(xué)者關(guān)注，在歷經(jīng)短短幾十年的迅猛發(fā)展后，分子標(biāo)記技術(shù)日趨成熟。現(xiàn)有的DNA分子標(biāo)記技術(shù)有幾十種基于分子雜交技術(shù)的分子標(biāo)記如限制性長度片段多態(tài)性(RFLP)和數(shù)目可變串聯(lián)重復(fù)多態(tài)性(VNTR)；基于PCR的分子標(biāo)記主要2大類，其中隨機(jī)引物的PCR標(biāo)記主要包括隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA(RAPD)、任意引物PCR(APPCR)和DNA擴(kuò)增指紋印跡(DAF)，特異性引物的RCR標(biāo)記主要包括序列標(biāo)志位點(diǎn)(STS)、簡單重復(fù)序列(SSR)、內(nèi)部簡單重復(fù)序列(ISSR)、序列特異性擴(kuò)增區(qū)(SCAR)、單引物擴(kuò)增反應(yīng)(SPAR)、DNA單鏈構(gòu)象多態(tài)性(SSCP)和雙脫氧化指紋法(dd

6、F)；基于限制性酶切和RCR技術(shù)的分子標(biāo)記包括擴(kuò)增片段長度多態(tài)性(AFLP)和酶切擴(kuò)增多態(tài)性序列(CAPS)；基于DNA芯片技術(shù)的分子標(biāo)記如核苷酸多態(tài)性(SNP)。目前，應(yīng)用較廣泛的分子標(biāo)記技術(shù)主要有：RFLP、RAPD、AFLP、SSR和ISSR等。其主要技術(shù)原理、基本操作、優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用：1、限制性片段多態(tài)性（RFLP）：技術(shù)原理：利用特定的限制性內(nèi)切酶識(shí)別并切割不同生物個(gè)體的基因組DNA，得到大小不等的DNA片段，產(chǎn)生的DNA數(shù)目和各片段長度反映DNA分子上不同酶切位點(diǎn)的分布情況。基本操作：提取DNA→限制性內(nèi)切酶酶切→單鏈轉(zhuǎn)移至雜交膜上→標(biāo)記探針,使探針與雜交膜上的單鏈DNA雜交→放射自

7、顯影→顯示DNA中含有的與探針的序列同源的限制性片段。主要優(yōu)缺點(diǎn)：其具有多態(tài)性不受環(huán)境影響、具有共顯性、數(shù)量多、標(biāo)記范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。但其DNA需要量大、費(fèi)時(shí)費(fèi)力、周期長、技術(shù)復(fù)雜、需要同位素等是其缺點(diǎn)。2、隨即擴(kuò)增多態(tài)性DNA（RAPD）：技術(shù)原理：利用隨機(jī)引物（一般為8-10bp）通過PCR反應(yīng)非定點(diǎn)擴(kuò)增DNA片段，擴(kuò)增片段多態(tài)性反映了基因組相應(yīng)區(qū)域的DNA多態(tài)性。基本操作：提取DNA→加入隨機(jī)引