7-基于基因聚合的现代作物分子设计育种

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1、基于基因聚合的现代作物分子设计育种宗春美”(南京农业大学作物遗传与种质创新国家繭点实验室江苏南京210095)摘要：20世纪前，作物育种是一门'‘艺术”，育种家通过育种实践逐渐把“科学”与“艺术”相结合，种质是不同方式育种的基础，而基因聚合为常规育种、分子育种提供了变异丰富的研究基础素材；作物育种家的长远育种目标是将现有的作物品种的优点集合起来，培育出适应不同环境的“智能品种”，随着分子设计育种理论和实践的发展，作物育种逐渐由经验育种转变为精准育种，最终实现全科学育种。图1参53关键词：作物育种，基因聚合，智能品种，分子设计育种.Basedonthemoderncr

2、opmoleculardesignbreedinggenepolymerizationZongChunmei1(NanjingAgriculturalUniversity,NationalKeyLaboratoryofCropGeneticsandGermplasmEnhancement,Nanjing,210095)Abstract:Beforethe20thccntuiy,isanHart,rofcropbreeding,breedersthroughbreedingpracticegraduallyputthe"science"andHartM,thecomb

3、inationofgermplasmisthebaseofthedifferentwaysofbreedingandgenepolymerizationfortheconventionalbreeding,molecularbreedingprovidesarichresearchmaterialvariation;Cropbreederslong-termbreedinggoalistotogethertheadvantagesofexistingvarieties,bredvarietiesofnsmartMtoadapttothedifferentenviro

4、nment,withthedevelopmentofmoleculardcsignbreedingtheoryandpractice,graduallybytheexperienceofcropbreedingintoaccuratebreeding,finallyrealizesthescientificbreeding.Figure1and53Keywords:Plantbreeding,genepolymerization,intelligentvarieties,moleculardesignbreeding0.引言作物育种的主要目的是寻找控制目标性状的基因

5、，研究这些基因在目标环境下的表达形式，并将存在于不同材料中的有利基因和基因组合聚合,进而为农业生产和科学研究创制不同的适宜品种和种质资源t叽20世纪前，作物育种是一种“艺术”;随着遗传育种的发展，育种家逐渐把“科学''与“艺术”相结合⑹。在传统育种小，基本上是对表现型进行直接选择，因此常常又被称为“经验育种”，存在周期长、效率低等缺点⑺。传统育种每年要配置数百甚至上千杂交组合，只有1・2%的组合可选育出符合育种目标的品种，很大程度上依赖表型选择和育种家的经验，提高育种的可预见性和效率一直是育种家的梦想战巴近20年來，随着分子生物学和基因组学等新兴学科的发展，作物分子

6、育种应运而生,育种家对基因型进行直接选择成为可能。种质是不同方式育种的基础，而多基因聚合为常规育种、分子育种提供了变异丰富的研究基础素材。分子育种就是把表现型和基因型选择结合起来的一种作物遗传改良理论和方法体系，可实现基因的直接选择和有效聚合，大幅度提高育种效率，缩短育种年限〔⑼，在提高产量、改善品质、增强抗性等方面己显示出巨大潜力，成为现代作物育种的主要方向⑴】。而分子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，根据具体育种目标设计品种蓝图，提出最佳的亲本选配和后代选择策略，结合育种实践培育出符合设计要求的农作物新品种，最终大幅度提高育种效率，实现从

7、传统的“经验育种”到定向、高效的“精确育种啲转变〔仏叫1.作物基因聚合育种1.1.基因聚合育种的概念现有的作物品种都有自己的优点和缺陷，而耍将各品种的优点集合起來，培育出一个超级品系是人们梦寐以求的长远的育种目标I⑷。而对于相互间具有负遗传相关的两类性状如大豆的高产和优质性状，用传统选择方法进行改良进展十分有限，而且往往会出现顾此失彼的现象，多基因聚合育种技术将有望解决这方血的问题。基因聚合这一设想最早由Yadav等［⑸(1990)在研究芥菜抗病和抗逆性状改良时提出。基因聚合的简单定义就是将分散在不同的个体、品种或品系中的理想基因聚合到同一个基因组中I⑹。基因聚