【正文】 本步驟 第三節(jié) 作物 MAS育種 （三） MAS聚合育種 在實際育種工作中，通過聚合雜交將多個有利目標(biāo)基因聚集到同一品種材料中，培育成一個具多種有利性狀的品種，如多個抗性基因的品種，在作物抗病蟲育種中保證品種對病蟲害的持久抗性將有十分重要的作用。但是，由于導(dǎo)人的新基因表現(xiàn)常被預(yù)先存在的基因所掩蓋或者許多基因的表型相似難以區(qū)分、隱性基因需要測交檢測、或接種條件要求很高等，導(dǎo)致許多抗性基因不一定在特定環(huán)境下表現(xiàn)出抗性，造成基于表型的抗性選擇將無法進(jìn)行。 MAS可利用分子標(biāo)記跟蹤新的有利基因?qū)?，將超過觀測閾值外的有利基因高效地累積起來，為培育含有多抗、優(yōu)質(zhì)基因的品種提供了重要的途徑。 第三節(jié) 作物 MAS育種 受體親本 供體親本 A (無優(yōu)質(zhì)基因 ) (含優(yōu)質(zhì)基因 A) 受體親本 供體親本 B (無優(yōu)質(zhì)基因 ) (含優(yōu)質(zhì)基因 B) F1(含優(yōu)質(zhì)基因 A) F1(含優(yōu)質(zhì)基因 B) 復(fù)雜雜種 (分離群體 ) 受體親本 供體親本 C (無優(yōu)質(zhì)基因 ) (含優(yōu)質(zhì)基因 C) 中選雜種個體 F1 (含優(yōu)質(zhì)基因 A和 B) (含優(yōu)質(zhì)基因 C) 復(fù)雜雜種 (分離群體 ) 中選雜種個體 受體親本 (含優(yōu)質(zhì)基因 A、 B和 C) 新育成的優(yōu)質(zhì)品種 (受體親本遺傳背景 +優(yōu)質(zhì)基因 A、 B和 C) 回交 1~2代，標(biāo)記輔助選擇 自交 標(biāo)記輔助選擇 標(biāo)記輔助選擇 標(biāo) 記 輔 助 基 因 聚 合 與 品 質(zhì) 改 良 相 結(jié) 合 程 序 圖 進(jìn)行 MAS選擇的限制因素 作物基因作圖速度還相當(dāng)緩慢，一些重要性狀的分子標(biāo)記與目標(biāo)性狀間的遺傳距離仍較大，不符合MAS的要求。 已篩選出的分子標(biāo)記在不同遺傳背景中表現(xiàn)不穩(wěn)定，甚至同樣的目標(biāo)基因同樣的標(biāo)記在不同群體中其重組率會有差異。特別是呈數(shù)量性狀遺傳的性狀的分子標(biāo)記更易受遺傳背景影響。 基于 PCR技術(shù)的標(biāo)記數(shù)量有限。特別是已篩選到一些與重要農(nóng)藝性狀基因的分子標(biāo)記大都不是 PCR標(biāo)記，因此不易應(yīng)用于 MAS中。 利用分子標(biāo)記技術(shù)進(jìn)行 MAS的成本較高，不能滿足大規(guī)模育種選擇的需要。 生物技術(shù)手段與常規(guī)育種嚴(yán)重脫節(jié)。作物育種學(xué)家與分子遺傳學(xué)家之間的有機(jī)結(jié)合、溝通不夠。 第三節(jié) 作物 MAS育種 三、提高分子標(biāo)記的篩選效率 （一）多重 PCR方法 （二）用相斥相分子標(biāo)記進(jìn)行育種選擇 （三）克服連鎖累贅 （四）降低 MAS育種的成本 第三節(jié) 作物 MAS育種 三、提高分子標(biāo)記的篩選效率 （一）多重 PCR方法 為了增加標(biāo)記的篩選效率，當(dāng)同時篩選到與 2個或 2個以上目標(biāo)性狀連鎖的幾個不同的分子標(biāo)記時，如果這幾個分子標(biāo)記的擴(kuò)增產(chǎn)物具有不同長度，則一對以上的引物可在同一 PCR條件下同時反應(yīng)。 第三節(jié) 作物 MAS育種 三、提高分子標(biāo)記的篩選效率 （二）用相斥相分子標(biāo)記進(jìn)行育種選擇 所謂相斥相分子標(biāo)記指與目標(biāo)性狀相斥連鎖的分子標(biāo)記， 即有分子標(biāo)記，植株不表現(xiàn)目標(biāo)性狀；無分子標(biāo)記，植株表現(xiàn)目標(biāo)性狀。 通過相斥標(biāo)記（特別是顯性標(biāo)記）的選擇，可將群體中含標(biāo)記而不含目標(biāo)性狀基因的純合體、含目標(biāo)性狀基因的雜合體全部剔除，僅剩下無標(biāo)記而含目標(biāo)性狀基因的植株。 第三節(jié) 作物 MAS育種 三、提高分子標(biāo)記的篩選效率 （三）克服連鎖累贅 回交育種是作物育種常用的育種方法，但回交育種中長期以來存在的問題是在回交過程中，目的基因與其附近的非目的基因存在連鎖，一起導(dǎo)入受體，導(dǎo)致改良的品種與預(yù)期的目標(biāo)不一致，這種現(xiàn)象稱為連鎖累贅 (Linkage drag)。利用與目標(biāo)性狀緊密連鎖的分子標(biāo)記進(jìn)行輔助選擇可以顯著地減輕連鎖累贅的程度。如利用目標(biāo)性狀基因左右兩側(cè)1cM之內(nèi)的標(biāo)記只需 2個世代即可從分離群體中篩選出供體 DNA片段最小但攜帶目標(biāo)基因的個體，而傳統(tǒng)的選育方法可能平均需要 100代。 第三節(jié) 作物 MAS育種 （四） 降低 MAS成本的策略 ?樣品 DNA提取。采用微量提取法如利用小量組織或半粒種子且不需液氮處理的 DNA提取技術(shù)。且不采用特殊化學(xué)藥品，降低成本。 減少 PCR反應(yīng)時的體積。如將反應(yīng)體積從 25?l降低到 10~15?l。 瓊脂糖凝膠。實驗表明同一瓊脂糖凝膠可以多次電泳載樣，而不會造成樣品間互相干擾，因此可以多次重復(fù)使用。 擴(kuò)增產(chǎn)物檢測。通過改造染色系統(tǒng)，利用亞甲藍(lán)、甲烯藍(lán)染瓊脂糖凝膠，可直接在可見光下檢測。 第三節(jié) 作物 MAS育種 分子標(biāo)記輔助選擇與常規(guī)育種結(jié)合 分子標(biāo)記輔助育種加速了常規(guī)育種進(jìn)程 分子標(biāo)記輔助育種手段與常規(guī)育種是相輔相成的。盡管常規(guī)育種可以把高產(chǎn)，優(yōu)質(zhì)，抗病基因綜合到一個品種，但其間需通過大量的基因重組、篩選過程，還摻雜有篩選遺漏問題。其周期長，工作量大。而利用分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)大大減少了其連鎖累贅現(xiàn)象，增加了目標(biāo)性，在回交低世代即可找到其目標(biāo)材料。 第三節(jié) 作物 MAS育種 常規(guī)育種方法是所有新品種選育的必經(jīng)之路 目前看來，分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)還不成熟、不完善。利用分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)能作為一種快速、準(zhǔn)確、有效的選擇手段。但是，分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)只有與常規(guī)育種相結(jié)合，才能更快地并且定向地同步改良農(nóng)作物的產(chǎn)量、品質(zhì)、抗逆性。因此，利用分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)得到的優(yōu)異種質(zhì)仍要通過常規(guī)育種方法選擇培育，才可真正用到育種中去，盡快在生產(chǎn)上產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。總之，分子標(biāo)記輔助育種的優(yōu)越性只有通過常規(guī)育種才可表現(xiàn)出來。 第三節(jié) 作物 MAS育種 思考題 幾種主要分子標(biāo)記的類型及遺傳特點 ? 舉例說明重要農(nóng)藝性狀基因定位的原理和方法。 如何理解分子標(biāo)記技術(shù)的發(fā)展為作物育種工作注入了新的活力 ? 第十七章 分子標(biāo)記輔助選擇育種 重點與難點 思考題