中国作物分子育种现状与发展前景

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1、作物学报ACTAAGRONOMICASINICA2010,36(9):14251430http://www.chinacrops.org/zwxb/ISSN0496-3490;CODENTSHPA9E-mail:xbzw@chinajournal.net.cnDOI:10.3724/SP.J.1006.2010.01425中国作物分子育种现状与发展前景*黎裕王建康邱丽娟马有志李新海万建民中国农业科学院作物科学研究所/农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程,北京100081摘要:近年来,随着基因组测序等多种技术实现突破,基因组学、表型组学等多门“组学”及生物信息学得到迅猛发展,作物育种理论和

2、技术也发生了重大变革。以分子标记育种、转基因育种、分子设计育种为代表的现代作物分子育种技术逐渐成为了全世界作物育种的主流,在我国也正在成为作物遗传改良的重要手段。本文在界定分子育种的基础上,简要分析了中国作物分子育种研究现状和面临的问题,探讨了未来我国作物分子育种的发展策略。关键词:作物;分子标记育种;转基因育种;分子设计育种;战略CropMolecularBreedinginChina:CurrentStatusandPerspectives*LIYu,WANGJian-Kang,QIULi-Juan,MAYou-Zhi,LIXin-Hai,andWANJian-MinInstituteof

3、CropSciences/NationalKeyFacilityforCropGeneResourcesandGeneticImprovement,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,Beijing100081,ChinaAbstract:Withsometechnologicalbreakthroughssuchassequencingandmicroarrayintherecentyears,genomics,transcrip-tomics,proteomics,metabolomicsandphenomicshavemadeagreatprogre

4、ssintheworld.Theoriesandtechnologiesofcropbreedinghavealsobeenrevolutionarizedconsiderably.Traditionalcropbreedingisbasedonphenotypicselection,whichisoftencalled“empiricalbreeding”withpoorpredictability,longbreedingcycleandlowbreedingefficiency.Moderncropmolecularbreedingincludingmarker-assistedbree

5、ding,transgenicbreedingandmoleculardesignbreedinghasbecomeanimportantdirec-tioninthefieldofplantbreeding.Itisbasedonthecombinationofgenotypicselectionandphenotypicselectionandthustargetgenes/allelescanbedirectlyselectedandpyramided.Therefore,theefficiencyofmolecularbreedingcanbeimprovedandthebreedin

6、gdurationcanbeshortened.Thepaperdefinestheconceptofmolecularbreeding,brieflyanalyzescurrentstatusandis-suesofcropmolecularbreedinginChina,anddiscussesstrategiesinthefuture.Keywords:Crop;Molecularbreeding;Marker-assistedbreeding;Transgenicbreeding;Moleculardesignbreeding;Strategy在20世纪之前,作物育种基本上是一种“艺术

7、”;1作物分子育种的界定与范畴在孟德尔遗传学规律发现后,育种家们才逐渐把“科学”融入“艺术”之中[1]。在传统育种中,基本上是作物分子育种,即在经典遗传学和分子生物学对表现型进行直接选择,因此常常又被称为“经验等理论指导下,将现代生物技术手段整合于传统育[2]种方法中,实现表现型和基因型选择的有机结合,育种”,一般存在周期长、效率低等缺点。近20年[5]来,随着分子生物学和基因组学等新兴学科的飞速