分子育种技术范文

分子育种技术范文（精选9篇）

分子育种技术 第1篇

1 分子标记技术概述

分子标记是以个体间遗传物质内核苷酸序列变异为基础的遗传标记, 是DNA水平遗传多态性的直接的反映。广义的分子标记是指可遗传的并可检测的DNA序列或蛋白质[1]。狭义分子标记是指能反映生物个体或种群间基因组中某种差异的特异性DNA片段。理想的分子标记必须具有高的多态性, 能明确辨别等位基因, 开发成本与使用成本都相对低廉。分子标记可应用在基因组作图和基因定位研究、图谱克隆基因、疾病诊断与遗传病连锁分析、物种亲缘关系与系统分类等方面[2]。可以说, 分子标记技术应用于遗传图谱构建是遗传学领域的重大进展, 图谱克隆是近年来应用较为广泛的技术, 高密度遗传图谱都为该技术的应用奠定了基础。分子标记技术在疾病诊断中具有良好效果, 在基因定位、关联分析与药物易感性研究中都发挥出了重要作用。常用分子标记特性比较见表1。

2 玉米育种中常用的分子标记技术分析

2.1 RAPD在玉米育种中的应用

RAPD即随机扩增多态性DNA技术, 该技术具有省时省力、简便易行等特点, 不需要RFLP分析的预备性工作, 如同位素标记、克隆制备、southern印记反应及分子杂交[3]。RAPD被广泛应用于种质资源的分类与鉴定, 在玉米育种中有良好应用效果, 该技术可应用在种子纯度品种鉴定中, 为玉米育种、优势类群构建及杂种优势模式建立提供重要理论依据。

2.2 SSR在玉米育种中的应用

S S R又称为卫星D N A, 由脱氧核糖核苷酸组成。可组成遗传指令, 引导生物发育与生命机能运作。SSR标记数量是无限的, 具有带型简单、客观明了等特点。SSR技术在玉米杂种优势类群划分中具有良好效果, 它能对玉米自交系遗传变异进行有效分析, 将来源不明的自交系划分到相应类群中去[4]。Smith利用131对SSR引物对58个玉米自交系进行了有效划分。SSR在玉米育种中具有一定应用效果, 是保证玉米产量提高及质量提升的重要因素。

2.3 AFLP在玉米育种中的应用

AFLP技术是一项新的分子标记技术, 是基于PCR技术扩增基因组DNA限制性片段, 基因组DNA先用限制性内切酶切割, 然后将双链接头连接到DNA片段的末端, 接头序列和相邻的限制性位点序列, 作为引物结合位点。该技术发明于1995年, 是基于PCR反应的一种选择性扩增限制性片段的方法, Thomas选出了51个自交系来代表欧洲杂优类群, 并采取了AFLP技术进行分析, 利用该技术将自交系归入到不同杂优类群中[5]。AFLP具有可信度高、重复性强、可靠性好等优点, 可应用在遗传连锁图谱构建、甲基化研究、鉴别基因紧密连锁分子标记、轮回选择育种等发明。AFLP技术可重复性好主要表现在能将扩增中的错误减到最小;多态性强在指AFLP技术能通过改变选择性碱基数目、种类及限制性内切酶来对扩增条带数进行有效调节。

2.4 RFLP在玉米育种中的应用

RFLP是指基因型之间限制性片段长度的差异, 这种差异是由限制性酶切位点上碱基的插入、缺失、重排或点突变所引起的, RFLP标记是发展最早的DNA标记技术, 该技术优点主要是操作简单明了[6]。RFLP基本类型为2大类, 一是点的多态性, 二是序列多态性。点的多态性主要表现为DNA链中发生单个碱基突变, 且突变会导致一个原有酶切位点的丢失或形成一个新的酶切位点。序列多态性是因DNA链内发生较大部分的缺失、重复、插入等变异, 其结果即使其内切酶位点碱基序列没有变化。分子标记RFLP最初应用于预测杂种优势与类群间饲用品质杂种优势研究, 后来Nessmef利用该技术对57个欧洲玉米自交系预测关系进行了预测, Dudley认为该技术还能适应于玉米自交系1杂优秀类群的划分, 综上可知, RFLP技术在玉米育种中的应用效果相当好。

3 结语

现阶段, 我国对分子标记技术的研究力度不够强, 对该技术的了解不够深, 在一定程度上局限了该技术在玉米育种中的有效应用。因此, 相关部门必须加强对分子标记技术的有效研究, 结合我国实际情况对玉米种质资源进行合理分类, 并对其进行准确定位及标记, 在利用分子标记辅助选择方面, 可以先对基因属性进行定位, 为基因的克隆、转化奠定良好基础, 并对分子标记技术有效完善, 建立适合自己的商业育种体系, 充分利用双单倍体育种、分子标记辅助育种、转基因育种等手段, 构建以提高遗传增益为核心的商业育种体系, 对现代技术不断改进, 大力促进我国农业全面发展。

摘要：玉米作为禾谷类作物之一, 在我国食用频率相对高。目前, 我国在玉米种植方面已经取得了一定成就, 但依然存在一些亟待解决的问题。为促进玉米作物产量的提高, 必须采用有效措施——分析标记技术。这种技术在提高玉米产量的同时, 也可以提高玉米的质量, 为我国农业发展奠定重要基础。

关键词：玉米育种,分子标记,应用

参考文献

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分子育种技术 第2篇

雍阳春*，孙建中

江苏大学生物质能源研究所，江苏省镇江市学府路301号，212013；*email:

微生物燃料电池(MFC)是一种将生物可利用有机质(包括工农业废弃物、污水中的有机物等)直接转化为电能的新型生物产能装置，可同时实现有机污染物处理和直接产电。其操作条件温和、能量转化效率高、绿色无污染，是一种理想的节能环保生物能源新技术(1，2)。但是，高性能产电微生物菌种的缺乏严重制约了MFC的工业化进程。

本实验室系统分析研究了用于MFC的产电微生物的底物电子释放机制和胞外电子传递机制，在此基础上首次提出并通过合成生物学技术对产电微生物进行定向改造，使微生物的电化学活性及其MFC的产电性能大幅提高(3，4)。一方面，我们研究发现微生物胞内乳酸合成途径是造成胞内电子释放效率低下的主要原因之一。我们通过代谢工程手段，将乳酸合成途径阻断(即敲除乳酸合成关键酶基因ldhA，构建基因工程菌ldhA−)，成功将胞内电子释放到胞外电极，提高了MFC的产电性能(3)。在双室MFC微生物燃料电池中进行研究发现，基因工程菌ldhA−产电性能较原始菌株大幅提高(最高电流提高约30倍，稳定时间至少延长2倍。另一方面，微生物细胞膜通透性差是制约微生物胞内电子向胞外传递效率的瓶颈。我们通过将来源于Pseudomonas的大孔径细胞膜孔蛋白(OprF)人工异源表达在大肠杆菌细胞外膜，通过荧光和酶学方法证实该蛋白的表达使大肠杆菌膜通透性显著提高。进一步，在恒电位放电实验和MFC中研究发现，该基因工程菌(oprF)产电性能大幅提高，并进一步对其机制进行了深入研究。本研究表明微生物菌种的分子育种对提高MFC性能起着关键性作用；而合成生物学技术的应用使MFC菌种的分子育种研究迈上了新的台阶，将加速推进MFC的工业化进程。

参考文献：

分子育种技术 第3篇

关键词：柞蚕,育种,分子标记,遗传图谱

柞蚕(Antheraea pernyi),属鳞翅目天蚕蛾科柞蚕属昆虫,是我国特有的昆虫资源。我国柞蚕茧年产量约8.5万t,占世界产量的90%以上,其中辽宁的产量占世界产量的70% 左右。柞蚕最先在我国山东省南部山区被成功驯化,距今仅有400年的历史。目前,辽宁、山东、河南、吉林、贵州、黑龙江、内蒙古等10 个柞蚕省区保存有136个种质资源,其绝大部分来源于山东客岭、河南鲁山、贵州湄潭和辽宁青黄4个地方性品种或其杂交种。柞蚕育种工作可以追溯到20世纪50-60年代,当时柞蚕育种主要以搜集农家柞蚕种,通过系统整理、分离和选择培育出新品种。到了60-70年代参考其他物种的育种工作,柞蚕育种将原来的单一的混合选种,发展到了系统分离育种、杂交育种、抗病育种和诱变育种。育种方法和检测技术的进步与发展相应地提高了柞蚕育种的效率［１］。伴随着柞蚕育种任务和育种目标的不断完善,科技水平的显著提高,传统的柞蚕育种技术的滞后性,在日常育种生产上表现越来越明显。1953年沃森和克里克提出DNA双螺旋结构理论,揭开了了分子生物学的面纱,以分子生物学为基础的分子标记技术在各个物种的育种工作中也逐渐登上舞台。

遗传标记指在遗传分析上用作标记的基因。在分子标记被应用之前。存在着多种遗传标记:以传统分类为依据的形态标记;基于细胞水平,以染色体核型(数目、大小、着丝粒位置等)和带型(C带、G带、N带等)为核心的细胞标记;随着同工酶的发现与应用,在蛋白质水平上存在遗传差异的生化标记［２］。但无论是传统的形态标记,还是后来发展的细胞标记和生化标记都有一定的局限性,标记的数量有限,不能完成反应多态性,满足不了研究的需要。

分子标记是以个体间遗传物质内核苷酸序列变异为基础的遗传标记,是DNA水平遗传多态性的直接反映。目前分子标记已经在多个物种的育种工作中起到辅助作用,甚至可以说分子标记在辅助物种育种的工作上成果显著。家蚕和柞蚕同属于鳞翅目,它们的亲缘关系比较近。家蚕的分子标记辅助育种工作开展时间较早,取得的成果显著。因此我们必须要借鉴植物和家蚕的分子辅助育种的成果并加以改进应用到柞蚕中,开发出更多优质高产易繁的柞蚕新品种。

1 分子标记的特点

与其他遗传标记相比,分子标记在柞蚕研究上有一定的优越性:通常是以DNA形式存在,在柞蚕各个时期,各个组织均可获得到,不受环境因素的限制,不受季节上的限制,便于取得。数量相当多,柞蚕整个基因组上都存在分子标记的身影。柞蚕属于野外放养型昆虫,难以驯化,环境作用不能忽略,所以存在各种各样等位变异,相应的多态性位点数量多,不需要在人工处理获得遗传材料。因为属于DNA水平上的研究,不影响目标性状的表达。但是柞蚕在分子标记的应用上起步较晚,相关工作的进行经验较少,想要尽快着手就需要借鉴与利用家蚕等物种在这方面研究已经取得的成果。

2 分子标记种类

根据原理的不同,分子标记可分为三类:1以Southern杂交为基础的分子标记RFLP(Restric-tion Fragment Length Polymorphism)限制性片段长度多态性标记;2 以PCR为基础的分子标记,RAPD (Randomly Amplified PolymorphicDNA)随机扩增多态性DNA,STS(SequenceTagged Site)序列标签位点,SCAR(SequenceCharacterized Amplified Region)测序的扩增区段,AFLP(AmpliFted Fragment Length Poly-morphism)扩增的限制性内切酶片段长度多态性,SNP(Single Nucleotide Polymorphism)单核苷酸多态性,AFRP(Amplified Fragment Ran-dom Polymorphism)扩增片段长度随机多态性等;3以重复序列为基础的标记SSR(Simple Se-quence Repeat)Microsatellite微卫星DNA,SRS(Short Repeat Sequence) 短重复序列,TRS(Tandem Repeat Sequence)串珠式重复序列［３］。在这些分子标记中RAPD标记,RFLP标记,AFLP标记,SSR标记,SNP标记研究的较为深入［４］。

3 几种重要分子标记

3.1 RAPD

RAPD (Randomly Amplified PolymorphicDNA)随机扩增多态性DNA是美国科学家J.G.R.Williams和Welsh发展起来的一种新的分子标记技术［５－６］。RAPD采用随机合成的寡核苷酸(通常9-10个碱基)作为PCR反应的引物进行扩增,对于不同模板DNA,用同一引物扩增相同或不同的条带。当模板DNA上存在两个或两个以上的与引物同源的位点,引物便能有效扩增,扩增出的位点数量的不同便是RAPD的多态性。刘彦群［７］通过RAPD技术对柞蚕品种DNA多态性进行分析,发现柞蚕同品种个体间的遗传距离大于家蚕同品种个体间的遗传距离;对于品种内个体间的遗传距离研究,柞蚕远高于家蚕。表明柞蚕品种内个体间的多态性比家蚕的丰富,柞蚕的遗传变异来源于品种内个体间的部分大于来源于品种间的部分。这一结果说明,与品种纯度较高的家蚕相比,目前的柞蚕品种纯度较低［８］。李斌等初步构建了我国的第一张家蚕RAPD分子标记连锁图。之后更为准备的精细连锁图也相继出现。

3.2 RFLP

RFLP(Restriction Fragment Length Poly-morphism)是限制性片段长度多态性标记,它是不同物种用已知的限制性内切酶消化后,产生大小不同的酶切片段,这些多态性片段由电泳分离并通过southern印迹转移到硝酸纤维膜上,用放射性标记的探针与膜上变性的酶切DNA进行杂交,放射自显影［２］。Goldsmit［９］首先提出了国际家蚕分子育种计划,并构建了仅60个RFLP标记的家蚕分子标记连锁图谱框架,并倡导进行有关家蚕的QTL定位研究。

3.3 AFLP

AFLP(AmpliFted Fragment Length Poly-morphism)扩增片段长度多态性是以RFLP技术和RAPD技术为基础发展起来的分子标记技术。AFLP技术兼顾RAPD技术的方便性和RFLP技术的稳定与可靠性［１０］。利用AFLP分子标记技术对基因组各部分可能存在的DNA序列变异进行检测,尤其在不了解遗传背景情况下进行扫描,能够发现个体间的多态性差异。万春玲等［１１］采用AFLP标记技术以家蚕品系782和od100的回交子代为材料得到含有292个符合孟德尔1∶1分离比例的位点,构建成26 个连锁群,每个连锁群包含3-14个标记,平均为6.5个标记。

3.4 SSR

SSR又称微卫星DNA (Micro-satelliteDNA)标记;它是一类由1-6个碱基组成的基序串联重复而成的DNA序列,其长度较短。 如(CA)n、(AT)n、(GGC)n等重复,重复区大多几十至几百bp,SSR分布于整个基因组的不同位置上,但通常不存在于编码序列内。SSR呈现孟德尔式遗传,根据其两端的序列多是相对保守的单拷贝序列的原理设计一对特异引物,利用PCR技术,扩增每个位点的微卫星DNA序列,通过电泳分析核心序列的多态性。研究表明,在哺乳动物中几乎每个基因都存在至少一个微卫星标记［１２］。2005年研究人员以家蚕品种大造、C108 为亲本,利用含189 个体的回交群体构建了家蚕的第一张SSR标记遗传图［１３］。之后相继又有一系列使用SSR分子标记构建的家蚕连锁遗传图诞生。

3.5 SNP

SNP (singlenucleotide polymorphism)单核苷酸多态性是第三代遗传连锁图的遗传标记。它是基因组上单个碱基的置换、颠换、缺失和插入,形成的遗传标记,其数量很多,多态性丰富。在人类基因组中广泛存在着SNP,平均每500~1000个碱基对就有1个,总数大约在300万甚至更多。采用SNP技术在家蚕和野蚕的全基因组水平上进行比较分析,发现家蚕内部的群体结构并不能按常规的以地理区域进行的划分,也不同于按化性关系进行的划分。这意味着地理系统和家蚕的化性并不是区别家蚕内部各亚群的重要指标。化性并不能完全反映家蚕的起源驯化特征,这是家蚕起源研究中一个非常重要的结论［１４］。

4 几种分子标记的比较

分子标记辅助育种工作的前提是对常用的几种分子标记的选择。根据各个物种的遗传特性选择相对合适的分子标记可以达到事半功倍的效果。在选择分子标记时候需要综合考虑多个方面的影响(见表1)［１２］。理想的遗传标记主要应具备以下几条标准:1具有较强的多态性;2表现为共显性,因而能鉴别出纯合基因型和杂合基因型;3选择中性(即无基因多效性);4对主要的农艺性状无影响;5经济方便和易于观察记载。

如表1所示,SSR和SNP在作为分子标记上更可靠更有意义,这足以说明随着科技的进步,对于分子标记的开发会向越来越简单,越来越容易,越来越安全,越来越能够得到各物种的多态性的方向发展。由于柞蚕分子标记工作起步较晚,因此相对简单实用的,且花费少的SSR标记势必会对柞蚕的分子标记工作有巨大帮助。

5 分子标记应用

5.1 构建高密度的遗传连锁图

通过选择合适的遗传标记,根据研究材料之间多态性确定相应的亲本和组合形式,通过实际的育种工作培育出含有大量分离状态的遗传标记的分离群体或者相应的衍生系,选择不品系或者个体的标记基因型,来构建标记之间的连锁群。合理的标记,亲本和组合的选择对构建高密度遗传图谱起关键性作用。已经在植物动物昆虫等多个物种成功构建高密度遗传连锁图。朱洪运等［１５］综合利用AFLP、SSR、SRAP 3种分子标记技术构建了含有9 个连锁群、240 个标记位点的高密度甘蓝分子遗传连锁图谱。其包含162 个AFLP标记、52 个SSR标记和26 个SRAP标记,标记间平均图距3.6cM,覆盖864.4cM［１６］。张烈等构建了具有814个标记,36个连锁群的家蚕高密度AFLP分子标记连锁图谱。连锁图平均每个连锁群23个标记,最多一个连锁群有92个标记,最少8个标记。该连锁图谱确定了与经典实验遗传图谱第15连锁群和W染色体连锁群相对应的两个连锁群。乔慧等［１７］以青虾(Macro-brachium nipponense)为材料采用SSR和SRAP标记结合测交构建了淡水虾蟹类的第一张遗传连锁图。该图谱共有175个标记(含27个SSR、148个SRAP标记)分布在53个连锁群上,每个连锁群含2~8个标记,连锁对18个,平均每个连锁群的标记数为3.3个,图谱的覆盖率为51.83%。

5.2 遗传多样性和物种亲缘关系

分子图谱的构建和基因定位更加有利于遗传多样性和物种亲缘关系的研究。植物的遗传多样性是品种遗传改良的基础。DNA标记可以覆盖整个基因组,能客观、准确地检测物种基因组DNA水平的差异。采用SNP对家蚕和野蚕的进化进行研究的结果,认为化性不能完全反映家蚕的起源,而单纯通过地域性差异和化性并不能准确区分家蚕各个亚群［１４］。吴晓蕙等［１８］利用25个具有多态性的SSR位点,对3 个鳜属物种斑鳜、翘嘴鳜和大眼鳜进行遗传多样性研究,分析其遗传结构和亲缘关系。3个鳜属群体间的分化程度存在差异,在部分位点处,分化程度较高。利用UPMEGA法聚类分析显示翘嘴鳜和大眼鳜聚为一支,斑鳜独自为一支。冯源恒等［１９］筛选了7对SSR引物对拉雅松与细叶云南松、马尾松的种间亲缘关系研究,发现拉雅松具有较高的遗传多样性。推测拉雅松可能与马尾松存在较近的亲缘关系。

5.3 基因定位

基因定位就是寻找与目的的基因紧密连锁的遗传标记并确定其在染色体上的位置,高密度遗传连锁图的建立使目的基因的定位更为方便。特定基因在遗传图谱上进行连锁群定位,明确基因在染色体上所处的位置,通过染色体上的特定位置基因序列,找出基因的碱基组成,为进一步基因的功能性研究打下基础。姚未远等［２０］应用460对SSR引物对小麦抗病基因定位,初步将小麦抗病基因定位于染色体1BS上,暂命名为Yr Tx43。基因来源、抗病遗传分析、分子标记检测及染色体位点分析表明,Yr Tx43很可能是与Yr24、Yr26具有等位性的抗条锈基因。 刘丽丽等［２１］采用SSR分子标记将,将ps基因精细定位于家蚕第2连锁群nscaf2623:97 113~222 422之间,ps基因与相邻的2个标记S2623-97和S2623-222之间的遗传距离分别为0cM、0.3cM。并进一步试验得出黑缟斑纹形成是通过加快酪氨酸向多巴的转化速度来实现黑色素的合成。

5.4 种质鉴定和遗传背景分析

利用DNA分子标记可以应用于鉴别品种,评估品种纯度,分析农艺性状基因,分离和鉴别遗传材料,确定染色体同源性,对异源染色体和染色体结构畸变的检测,各物种种质资源保存等工作。近年来已经在枇杷种质的鉴定［２２］,水产动物亲权和品种的鉴定［２３］,昆虫隐蔽入侵的检测［２４］,中成药的鉴定［２５］等多个方面均采用了分子标记技术。

6 柞蚕育种技术展望

分子育种技术 第4篇

大豆重要农艺性状的QTL定位及分子标记辅助育种研究 大豆重要农艺性状大多数是数量性状，受多个基因控制，其表现很大程度上受环境的影响。利用分子标记构建饱和的大豆分子连锁图谱，可用来研究大豆基因组的排列和特征，标记和追踪有经济意义的基因，分析复杂的农艺性状的遗传特征，并且发现和克隆控制农艺性状的基因。本研究利用黄淮夏大豆科新3号为父本、中黄20为母本杂交得到192个F2:3家系，利用F2分离群体构建的含122个SSR标记、覆盖1719.6cM、由33个连锁群组成的连锁遗传图谱。利用复合区间作图法，对F2:3家系的有效分枝数、主茎节数、百粒重、蛋白质含量和油份含量等农艺性状的调查数据进行QTL分析，共检测到三个与株高相关的QTL，贡献率均为6％；一个与主茎节数相关的QTL，贡献率为6％；一个与有效分枝数相关的QTL，贡献率为6%；一个与单粒重相关的QTL,贡献率为5%；三个与百粒重相关的QTL，贡献率分别为10%、9%和7%；两个与蛋白质含量相关的QTL，贡献率分别为5％和6%；一个与油分含量相关的QTL，贡献率为8％。同时，利用东北春大豆绥农14为父本、绥农20为母本杂交得到580个F2分离群体。利用单标记分析方法对90个单株的株高、节数、荚数、蛋白质含量和油分含量等农艺性状的调查数据进行了QTL分析，检测到两个与株高相关的QTL，贡献率分别为42%和23%；三个与节数相关的QTL，贡献率分别为35%、17%和11%；两个与荚数相关的QTL，贡献率分别为13%和14%；两个与秕粒数相关的QTL，贡献率分别为30%和17%；两个与生物重相关的QTL，贡献率分别为12%和11%；一个与百粒重相关的QTL，贡献率为16%；三个与虫食率相关的QTL，贡献率分别为11%、12%和13%；三个与病粒率相关的QTL，贡献率分别为10%和13%。同时利用复合区间作图法对东北春大豆群体的F2分离群体的农艺性状的数据进行QTL分析，检测到一个与株高相关的QTL，贡献率为23%；一个与百粒重相关的QTL，贡献率为7%；一个与虫食率相关的QTL，贡献率为12%；一个与病斑率相关的QTL，贡献率为25%。这些标记为本试验的进一步研究奠定了基础，可以应用于分子标记辅助育种，为培育具有优良农艺性状的高产、高油或高蛋白品种提供理论依据。

关键词：大豆连锁遗传图谱SSR标记复合区间作图法QTL 贡献率

作物分子育种教学方法探讨 第5篇

1 以学生为本, 强化作物遗传育种基础知识补充

在对本院应用生物科学专业培养方案的认真学习和对学生知识掌握情况仔细调查的基础上, 针对生物科学专业学生生物技术理论基础相对扎实但育种学基础较薄弱的现状, 强化作物遗传育种知识的补充, 对作物育种学的性质、任务及主要内容进行了详细阐述, 并结合玉米新品种选育具体实例, 介绍了作物育种过程[3]。

2 以文献检索为抓手, 切实提高学生搜集整理生物信息资源的能力

依据“自主和交互式学习”原则, 在课程教学过程中引入文献检索课章节, 指导学生掌握文献检索的方法, 并要求学生对检索的文献进行内容阐述, 使学生对处于领先前沿的研究获得感性认识, 促进了学生对课堂教学知识的理解, 拓展了学生的知识面, 提高了学生搜集整理生物信息资源的能力及开展科研的素质, 是对研究型教学方法的有效探索[4]。

3 以多媒体为工具, 激发学生的学习兴趣

针对分子育种学内容较为微观、抽象, 语言文字教学学生难以理解的现状, 在教学形式上采用多媒体教学[5], 在课件制作上注意搜集图文并茂的素材, 并结合动画教学, 将复杂的知识简单化, 将抽象的知识可视化, 提高学生的学习热情和对相关知识的理解和记忆。例如在转基因育种教学方面, 在载体教学章节引入汽车运输货物动画, 在转基因成果教学章节引入花色调控、作物病虫害侵染受损状况、植株高矮明显变化等的视觉冲击力较强的实例图片。

4 以科研为支撑, 扩大学生的知识面

科学研究是学科建设和发展的基础, 分子遗传育种作为一门新兴学科, 要求教学工作者应该紧跟科学研究的步伐, 在教学过程中融入相关领域的研究成果, 以提高教学水平和质量。科研案例教学本身就是经典的科研成果和实际工作的展示, 具有很强的实践性、应用性和直观性, 在重要知识点的教学过程中, 科研案例教学法具有实践性强的特点[6], 在教学时注意将知识点寓于科研案例, 结合自身的科研经历把分子育种研究领域的最新研究成果介绍给学生, 有利于扩大学生的知识面, 培养学生的科研素质和创新精神。

5 以代表性实验为依托, 提高学生实践操作能力

作物分子育种学是一门应用科学, 传统课堂讲授的教学模式, 无法克服微观知识的抽象性, 导致学生不能准确、系统地掌握技术知识, 从而在应对具体研究项目时, 缺乏利用解决实际问题的操作能力[7], 本课程以代表性试验为依托, 要求学生独立设计技术路线、操作实验步骤、解决问题难点、观察分析结果, 完成研究项目, 如开设“基于SSR技术的玉米DNA指纹差异分析”实验、“红色荧光蛋白基因转化烟草”实验、“玉米杂交组合测配”实验等, 促进学生掌握分子标记育种技术的具体操作知识, 提高了学生的实践操作能力。

6 以综合测评为手段, 公正检验学生的学习成效

为了公正地检验学生的学习成效, 本课程成绩的评定采用综合测评的方式, 即总评成绩由理论考试成绩、文献检索课成绩及实验操作3个部分组成, 理论考试成绩占60%, 文献检索成绩占10%, 实验操作成绩占30%。基础理论知识进行闭卷考试, 文献检索根据文献汇报及讨论表现评定成绩, 实验操作根据实验结果及实验报告评定成绩。这种考试方法的建立, 增加了对学生的学习情况评价的客观性, 是对创新能力培养和教学评价方式作出的有益探索[8], 有利于作物分子育种学教学效果的提高。

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分子遗传标记及其在畜禽育种中应用 第6篇

1 RFLP标记

RFLP标记是发展最早的DNA标记技术, 具有操作简便快捷、所用引物较短 (通常为10个碱基) 、引物来源丰富而广泛、无需知道引物和模板DNA的序列、相同引物可以用于不同动物的基因组DNA多态性检测、材料面广、样品用量少、灵敏度高等特点, 目前已应用于畜禽群体遗传结构的分析。

1993年我国科学家构建了国际上第一张也是最大的鸡RAPD遗传图谱。S.Hiendleder等利用RFLP技术对绵羊线粒体DNA (mt DNA) 进行研究。结果发现, 世界范围内的绵羊存在2种类型, 称为野生型和突变性, 并且存在于品种内和品种间。

2AFLP标记

1993年由荷兰科学家Zabeau等创建的AFLP分子标记技术, 是利用PCR技术检测DNA多态性的一种新方法。AFLP的基本原理是对基因组总DNA酶切后经PCR技术进行选择性扩增。AFLP有这样一些特点: (1) DNA需要量少; (2) 多态性丰富, 可重复性好; (3) 样品适应性广, 结果稳定性好。

AFLP标记目前在动物的遗传多样性分析和品种鉴定等方面独具优势, 尤其是适于对遗传多样性较贫乏的近缘品种 (系) 、濒危品种及遗传背景了解极少的种群的遗传分析。高玉时等利用AFLP标记对我国12个地方鸡种和引进鸡种隐性白羽鸡进行了遗传检测, 结果表明AFLP指纹用于我国地方鸡种的遗传多样性分析、品种鉴定及品种间亲缘关系分析是可行的。

3微卫星 (Microsatellite) 标记

微卫星标记是一类由几个核苷酸 (一般不超过4个) 为重复单位组成的长达几十个核苷酸的串联重复序列, 也称之为简单重复序列, 短串联重复序列或简单序列长度多态性。与传统的标记方法相比, 微卫星标记, 因其高度的多态性、广泛而又随机地分布于整个基因组以及共显性遗传的特点, 目前已经成为群体遗传结构、遗传多样性研究中的最普遍最有效的工具之一。

微卫星多态性分析在畜禽遗传多样性评估、品种资源的分类和保存等方面发挥着重要作用。Berthouly等基于22个微卫星标记分析了欧洲和亚洲鸡种的遗传多样性, 并与欧洲AVIANDIV项目所使用的14个微卫星标记的结果作了比较, 结果表明AVIANDIV的框架适用于本地品种的遗传多样性研究。孙允动利用27个微卫星标记对山东4个地方山羊品种进行了遗传多样性评价, 得出4个品种杂合度较低, 近交情况比较严重的结论。赵艳红利用30个微卫星标记检测了内蒙、辽宁地区的山羊品种遗传多样性。结果表明, 所分析的6个山羊品种的亲缘关系较近。4SNP标记

能够检测出单核苷酸差异的方法均可用SNP分析。SNP是指基因组中DNA某一特定核苷酸在位置上存在置换、插入、缺失等变化, 且其中至少有一种等位基因在群体中突变频率不少于1%。SNP是目前最有发展前途的一类新型DNA标记, 为DNA芯片技术应用于遗传作图提供了基础。

SNP标记具有双等位基因的特点, 目前正广泛地应用于畜禽重要经济性状研究领域, 有目的的导入有利基因或剔除有害基因, 拓宽或拓新畜禽的经济用途, 提高生产性能。在鸡生长、肉质等经济性状上, 陈宽维等检测了尤溪麻鸡、鹿苑鸡和隐性白羽鸡的A-FABP基因第85和1805位点的遗传变异, 为进一步分析A-FABP基因的遗传变异与肌内脂肪含量的关系及该分子标记在育种计划中的应用奠定了基础。孙文浩等分析了对鸡肉质和风味有重要作用的Myf6基因的遗传效应, 结果发现该基因多态性对鸡的肌纤维密度和直径以及部分胴体性状均产生一定的遗传效应。

5线粒体DNA标记 (mt DNA)

自20世纪60年代, Nass M和Nass S在鸡胚中通过电镜证实了线粒体内存在遗传物质即线粒体DNA以来, 很多学者对mt DNA进行了大量的研究, 很多种动物的mt DNA的全序列已经全部测定。mt DNA在种间、种内群体间和群体内具有广泛的多态性, 在分子进化和系统发育中有许多独特的优越性, 作为有用的遗传标记已广泛应用在畜禽的遗传育种中。

Liu等利用mt DNA高变区分析了日本斗鸡和中国斗鸡的起源关系, 验证了日本斗鸡具有双重起源, 即起源于中国和东南亚, 但也不排除其独立起源于中国的可能。黄勇富等用24种限制性内切酶分析21个地方猪品种、1个引入品种和2个野猪的mt DNA, 7种内切酶检测到多态性, 得到32种限制性态型, 我国地方猪品种的遗传多样度仅为0.007%, 结果表明中国地方猪种遗传多样性非常贫乏, 提示中国地

无公害蛋鸡生产, 是指在蛋鸡生产的全过程中实行质量控制, 达到最终产品符合国家无公害食品标准和规范, 经专门机构按照国家相关规定认定和认证, 许可使用无公害农产品标识的产品。无公害蛋鸡生产包括鸡场的环境、蛋鸡引种、饲料使用、饮用水水质、兽药使用、卫生防疫、饲养管理等生产技术环节。

1 鸡产地环境

产地环境是实施无公害农产品生产的首要因素, 只有产地环境的水、大气、土壤、建筑物、设备等符合无公害生产要求, 才能从源头上保证产品无公害。无公害蛋鸡生产的前提是产地环境首先必须通过无公害认定, 认定的产地要具有明确的区域范围和一定的生产规模, 并符合无公害产地环境标准, 即符合《畜禽场环境质量标准》 (NY/T388) 和《无公害食品产地环境评价准则》 (NY/T5295) 、《无公害食品产地认定规范》 (NY/T5343) 等。

1.1 场址

应在政府规划区域内, 地势高燥、采光充足和排水良好、隔离条件好的区域。周围3~5 km内无大型化工厂、矿厂等污染源及其他畜牧场、垃圾处理场、污水处理池等;距离干线公路、村和镇居民点至少1 km以上。不应建在饮用水源、食品厂上游。

1.2 水

蛋鸡场饮用水须采取经过集中净化处理后达到《畜禽饮用水质量标准》 (NY5027) 的水源。与水源有关的地方病高发区, 不得作为无公害蛋鸡生产地。

1.3 土壤

土质良好, 无或不直接接受工业

收稿日期:2009-10-27

方猪种可能起源于一个野猪亚种。

分子遗传标记技术的应用已成为现代畜牧业的特征之一。根据遗传标记的稳定遗传性和高度个体特异性, 因此在动物育种实践中用来标记个体, 判断亲缘关系, 分析品种起源, 演变和分类, 识别和分类, 识别具有优良基因的动物个体, 防治遗传病等方面都具有重大的实际意义。

无公害蛋鸡生产技术要点

徐巧琴 (江苏省泰州市动物卫生监督所, 江苏泰州225300)

中图分类号:S831.4文献标识码:B“三废”及农业、城镇生活、医疗废弃物的污染。禽场地面进行混凝土处理。

1.4 空气

禽场应建在背风向阳的地段, 空气质量应符合《大气环境质量标准》 (GB3095) 的要求。禽舍内空气中有毒有害气体含量应符合《畜禽场环境质量标准》 (NY/T 388) 的要求, 空气中灰尘、微生物数量应控制在规定数量以下。

1.5 环境保护

场内设置专用的废渣 (废弃物) 储存场所和必备的设施, 废水、粪渣等不得直接倒入地表水体或其它环境中。储存场所地面全部采用水泥硬化等措施, 防止渗漏、散落、溢流、雨水淋湿、恶臭气味等对周围环境造成的污染和危害。用于直接还田的粪便, 须进行无害化处理, 避免造成地表源污染和地下水污染。鸡场要本着减量化、无害化、资源化原则, 采用生态环保措施, 对废渣进行统一集中的无害化处理, 其所有排污经验收要符合国家或地方规定的排放标准。

2 鸡场建筑设施

2.1 鸡场布局与建筑设施应符合动

物防疫条件要求, 鸡场周围要设绿化隔离带, 内部布局应严格执行生产区和生活区相隔离的原则, 净道和污道要分开。取得畜牧兽医行政主管部门核发的《动物防疫合格证》。

2.2 鸡场各功能区布局规范、设置合

理, 场内应根据全年主风方向及地势走向 (由高到低) 依次为生活区、生产管理区、生产区、隔离区。生产区布置在管理区的上风向或侧风向处, 污水粪便处理设施和病死鸡处理区应在生产区的下风向或侧风向处。生产区内按工厂化养殖工艺程序建筑。整个建筑物排列必须整齐合理, 合理设置道路、排水、供电、绿化等, 便于生产和管理。

2.3 鸡舍地面、内墙表面光滑平整,

便于清洗, 并能耐酸、碱等消毒药液清洗清毒。具备良好的防鼠、防虫、防鸟

文章编号:1008-0414 (2009) 12-0043-04

等设施。

3 鸡场卫生防疫

3.1 日常管理

鸡场环境要做到定期打扫, 及时铲除禽舍周围 (10~15 m内) 的杂草。鸡舍内要做到定期清除污物、房顶粉尘等, 保持舍内空气清洁。鸡场区域周围应设置围墙, 防止不必要的来访人员。鸡场所有入口处应加锁, 并设有“谢绝参观”标志。大门口设消毒池和消毒间, 消毒池宽同门, 长为车轮一圈半, 深0.5 m, 池内存积有效消毒液。所有人员、车辆及有关用具等均须进行彻底消毒后方准进场。本场人员进场前, 要遵守生物防疫程序, 经洗澡淋浴, 更换干净的工作服 (鞋) 后方可进入生产区。鸡舍门口设消毒池或消毒盆, 工作人员和来访人员进出每栋禽舍时, 必须清洗消毒双手和鞋靴等。场内净道和污道分开使用, 人员、动物和相关物品运转应采取单一流向, 防止发生污染和疫病传播。每栋鸡舍要实行专人管理, 各栋鸡舍用具也要专用, 严禁饲养员随便乱串和互相借用工具。饲养管理人员每年要定期进行健康检查, 取得《健康证》后上岗。场内禁止饲养其它禽类或观赏鸟等动物, 以防止交叉感染。鸡舍门、窗设置防鸟装置, 杜绝野鸟出入。

3.2 消毒、杀虫和灭鼠

水稻抗瘟性分子育种研究进展 第7篇

关键词：水稻,稻瘟病,基因聚合分子育种

稻瘟病是水稻第一大病害, 稻瘟病的流行情况非常复杂, 具有相当大的潜在威胁。黑龙江省水稻稻瘟病的发生十分严重, 稻瘟病大发生年可减产15%以上, 有的地块几乎绝收。目前看来培育抗稻瘟病品种是防治稻瘟病危害最经济有效的措施。黑龙江省水稻基因资源狭窄, 某些主栽品种的大面积种植, 导致该省部分地区稻瘟病菌群的结构发生变异, 产生了新的优势小种, 一些品种携带的抗瘟基因失去了作用。因此, 迫切需要向寒区水稻基因组导入新的抗稻瘟病基因。

1 国内外现状和技术发展趋势

聚合多个抗瘟基因是改良水稻品种抗瘟性的有效途径。已经被成功应用于品种抗瘟改良的抗瘟基因包括:pi-1、pi-2和pi4, pi-dt (1) , pi-b、pi-ta2, pi-9, pi-33, pi-2 (t) , pi-z5, Pi-5和Pi-ta等。一般而言, 抗性基因聚合具有提高抗性水平和扩大抗谱两方面的作用, 其理想状态是, 抗性基因聚合后并不仅仅表现为各个抗病基因抗谱的简单累加, 还表现为抗性基因之间的互作, 能够抵抗单个抗病基因都不能抵抗的生理小种。在抗稻瘟病基因聚合研究领域, 根据前人研究, 聚合品系均拓宽了抗谱, 一般表现为单抗病基因的简单累加, 但有时也会出现意外负作用, 聚合品系反而对某个或某些小种的抗性降低。

前人研究的可以通过转基因技术达到改良水稻品种抗瘟性的基因有:水稻几丁质酶基因cht22或cht23、水稻碱性几丁质酶基因 (RC) 和苜蓿β-1, 3-葡聚糖基因、抗真菌病基因、T4噬菌体的溶菌酶也具有抗稻瘟病功能, 以及有人将Pi-9基因通过转基因的方法导入受体亲本提高抗瘟性, 所以通过合适的转基因方法可以达到改良水稻抗瘟性的目的。由张启发 (2007) 提出的绿色超级稻策略在中国已经开始实施, 其中包括了水稻抗病、抗虫、抗旱以及耐盐等功能基因的鉴定与分离。研究者试图通过转基因技术或MAS育种技术将这些功能基因导入到优良的水稻品种中, 从而培育出超级稻。

2 对源于中国品种的抗瘟性基因研究

中国的水稻种质资源丰富, 通过研究发现, 很多品种或野生种的抗瘟性表现良好, 并通过分子鉴定找到了一些广谱的抗瘟基因, 我们可以引进这些品种进行合理利用。

a.Pi-zh 朱立煌等研究了广东籼稻品种窄叶青8号的抗性遗传, 该品种是北方稻区籼粳交育种的重要抗源之一, 由1对显性基因控制, 最初被命名为Pi-zh, 后更改为Pi-11。通过构建群体和分子标记技术将该基因定位于第8染色体上, 它也是首次在第8染色体上发现的基因。

b.Pi-24、Pi-25、Pi-26 其中Pi-24来源于中156, 表现叶瘟抗性, 定位于第12染色体上且与Pi-4、Pi-6、Pi-12、Pi-19、Pi-ta等9个基因成簇分布;Pi-25和Pi-26来源于谷梅2号, 分别表现穗叶瘟抗性和叶瘟抗性, 定位于第6染色体上且与Pi-2、Pi-9和Pi-tq1成簇分布。

c.Pi-d2和Pi-d (t) 1 CHEN等发现来自地谷的稻瘟病抗性基因受两对新显性基因控制, 并分别命名为Pi-d (t) 1和Pi-d (t) 2。其中Pi-d (t) 1被定位于第2染色体上, Pi-d (t) 2被定位于第6染色体上标记RM527与RM3之间, 图距分别是3.2cM和3.4cM。随后的深入研究中, CHEN等通过图位克隆法将Pi-d (t) 2克隆出来, 并正式命名为Pi-d2。

d.Pi-13、Pi-14、Pi-h-1 (t) 等 PAN等从云南地方品种“Maowanggu”中发现了Pi-13和Pi-14, 并将其分别定位在第6和第2染色体;郑康乐等利用我国高抗稻瘟病地方品种红脚占将抗性基因Pi-h-1 (t) 定位于第12染色体上;张建福等利用我国粳型抗瘟性品种云引在第11染色体上定位了Pi-y (t) 。其他来自我国地方品种的稻瘟抗性基因还有很多, 如来自特青 (Teqing) 的Pi-tq1、Pi-tq5、Pi-tq6这三个抗瘟基因分别位于第6、2、12染色体上。来源于三黄占2号的Pi-GD-1 (t) 、Pi-GD-2 (t) 、Pi-GD-3 (t) 这三个抗瘟基因分别位于第8、10、12号染色体上。来源于黑壳子粳的Pi-hk1 (t) 位于第11条染色体上。

截至2013年8月, 已至少报道了68个抗稻瘟病位点共83个主效基因。其中, Pb1, Pia, Pib, Pid2, Pid3, Pik, Pik-h/Pi54, Pik-m, Pik-p, Pish, Pit, Pita, Piz-t, Pi1, Pi2, Pi5, Pi9, pi21, Pi25, Pi36, Pi37, Pi50, Pi56, PiCO39等24个基因已被成功克隆 (Pi2、Pi9、Piz-t和Pi50同为Piz位点上的复等位基因;Pi1、Pik-h/Pi54、Pik-m、Pik-p同为Pik位点上的复等位基因;Pid3与Pi25等位;Pia与PiCO39等位) 。另外, 主效抗性基因聚合品种的大规模应用存在一个潜在的风险。在主栽品种同时携带多个抗性基因的压力下, 病原菌有可能形成可以克服所有这些抗性基因的超级小种;一旦这种情况发生, 发掘新基因的难度将会比原来任何时候都大。因此, 在主效基因聚合品种的选育和应用上, 需要考虑规避风险的措施, 如选育携带不同抗性基因或不同抗性基因聚合物的近等基因系, 在生产上应用合成品种;也就是说, 需要综合应用抗病基因聚合和抗病基因遗传多样性利用这两条技术途径, 来有效保证水稻的安全生产。

3 分子标记辅助选择基因聚合育种

分子标记辅助选择基因聚合育种方法是通过成对杂交、回交、添加杂交、合成杂交、多父本混合授粉杂交等技术, 将有利基因聚合到同一个基因组, 在后代中通过分子标记选择含有多个目标基因的单株, 再从中选出优良株系, 以实现有利基因的聚合。分子标记辅助选择应用于基因聚合分子育种的基本要求:标记必须与目标性状共分离或紧密连锁, 建立较大筛选群体, 筛选技术具有重复性、简便低耗、安全高效。分子标记辅助选择应用于基因聚合育种有2个重要步骤:一是将多个供体亲本中与目标性状紧密连锁的基因导入受体亲本, 并根据回交与否将其分为3大类 ( (1) 不通过回交方式, (2) 多个供体亲本先与受体回交, (3) 多个供体亲本间先杂交后再与受体亲本回交) ;二是从亲本杂交后产生的分离世代, 通过分子标记筛选出含有目标基因的纯系。根据亲本杂交后产生的分离世代, 应用分子标记辅助聚合育种有5个基本策略:利用F2群体及衍生群体、回交群体、重组自交系群体、双单倍体群体及同时应用多种群体筛选聚合株系。

近10年来, 作物基因聚合分子育种已经取得了较大的进展, 但是, 通过基因聚合分子育种手段育成的、能在生产上大面积应用的农作物品种相对很少, 大多数基因聚合分子育种研究仍停留在实验室阶段。通过基因聚合分子育种以培育高产、优质、多抗农作物品种, 还有许多方面的研究需要加强。在分子标记辅助选择进行基因聚合分子育种方面: (1) 到目前为止, 真正可用于分子标记的基因有限, 还需构建和整合更多较饱和的分子标记连锁图谱, 寻找与目标基因紧密连锁的分子标记; (2) 加大力度进行受体亲本与多供体亲本间传统育种聚合方法研究, 从中筛选出一套最有效的杂交途径; (3) 有必要寻找新型的分子标记, 以实现检测过程的自动化、规模化。随着分子生物学的不断发展及其与传统育种技术结合的日益紧密, 通过基因聚合分子育种改良农作物多个农艺性状, 创造优良作物种质资源, 快速培育高产、优质、多抗作物新品种, 将产生较大的经济效益和社会效益。

水稻起源于热带或亚热带的沼泽地带, 籼稻是水稻基本型, 粳稻是突变型。作物起源地往往是基因多样性中心。理论上讲, 籼稻抗稻瘟病基因资源比粳稻丰富。把来自于籼稻的抗稻瘟病基因、转移到某些不抗病的主栽品种中对黑龙江水稻生产具有重要意义。黑龙江多个育种单位都积极致力于水稻抗稻瘟病分子育种工作, 经过多方合作及研究, 目前已取得了一定的成效, 但也存在着一定的问题。首先多数抗源都来自于籼稻, 并且多数抗源品种都携带了一些不良的基因, 如不耐冷, 产量性状欠佳, 以致在实际的选育过程中必须通过增加回交代数来选择。其次分子检测的技术还比较繁琐以及费用较高, 一些单位在短期内还无法实现。另外, 有的育种单位在田间鉴定及接种鉴定时, 由于菌源及接种方法不当也使得淘汰率减低。因此, 抗瘟分子育种还需进一步摸索和发展。

参考文献

[1]鄂志国, 张丽靖, 焦桂爱, 等.稻瘟病抗性基因的鉴定及利用进展[J].中国水稻科学, 2008, 22 (5) :533-540.

[2]李宝健, 朱华晨.论应用多基因转化策略综合改良生物体遗传性研究方向的前景Ⅱ.多基因转化策略中的规律、前景和问题[J].中山大学学报:自然科学版, 2005, 44 (4) :79-83.

[3]ISHII T, YONEZAWA K.Optimization of the marker-based procedures for pyramiding genes from multiple donor lines:I.schedule of crossing between the donor lines[J].Crop Sci, 2007, 47:537-546.

[4]ISHII T, YONEZAWA K.Optimization of the marker-based procedures for pyramiding genes from multiple donor lines:II.Strategies for selecting the objective homozygous plant[J].Crop Sci, 2007, 47:1878-1886.

[5]BONNETT D G, REBETZKE G J, SPIELMEYER W.Strategies for efficient implementation of molecular markers in wheat breeding[J].Mol Breed, 2005, 15:75-85.

分子育种技术 第8篇

现代农业技术领域“农业动物分子与细胞工程育种”重点项目申请指南, 拟支持“农业动物分子与细胞工程育种”方面的11个研究课题, 包括: (1) 我国地方畜禽品种优良特性的分子遗传评估及综合利用技术; (2) 基于高密度SNP的标记辅助选择技术; (3) 家畜卵泡高效诱导发育技术研究与应用; (4) 家畜精子快速低损伤分离技术研究与应用; (5) 家畜胚胎干细胞技术研究; (6) 体细胞高效实用化克隆技术研究; (7) 胚胎高效分割保存与胚胎质量分子标识技术的研究; (8) 猪分子细胞工程育种技术创新与优势性状新品系培育; (9) 鸡分子细胞工程育种技术创新与优势性状新品系培育; (10) 牛分子细胞工程育种技术创新与优势性状新品系培育; (11) 羊分子细胞工程育种技术创新与优势性状新品系培育。

二、指南内容

课题1.我国地方畜禽品种优良特性的分子遗传评估及综合利用技术

主要研究内容: (1) 挖掘我国地方畜禽品种中与繁殖、肉质和抗病相关的关键基因以及功能突变位点或紧密连锁的分子标记; (2) 对可能影响畜禽重要经济性状的功能基因或分子标记进行遗传效应评估, 并研制分子诊断试剂盒。 (3) 研究综合应用多个功能基因或标记以及多种分子育种技术, 建立平衡育种技术体系。

课题2.基于高密度SNP的标记辅助选择技术

主要研究内容: (1) 建立利用SNP芯片的高通量SNP检测技术平台; (2) 研究SNP标记及其单倍型遗传效应的估计方法, 并对我国畜禽群体中SNP标记影响主要经济性状的遗传效应进行估计; (3) 研究在我国主要畜禽中进行高密度SNP选择的优化育种方案并加以实施利用。

课题3.家畜卵泡高效诱导发育技术研究与应用

主要研究内容: (1) 建立家畜卵泡高效诱导发育、排卵技术; (2) 建立家畜有腔卵泡卵母细胞体外成熟技术; (3) 研究家畜腔前卵泡体外培养技术; (4) 建立家畜ICSI等多种体外胚胎生产技术。

课题4.家畜精子快速低损伤分离技术研究与应用

主要研究内容: (1) 探讨分离过程对精子细胞器的损伤; (2) 建立牛、羊、猪XY精子高效无损分离技术; (3) 建立精子高效冷冻保存技术、低剂量输精技术; (4) 建立高效胚胎性别鉴别等性别控制技术。

课题5.家畜胚胎干细胞技术研究

主要研究内容: (1) 研究和探索牛、羊、猪胚胎干细胞分离过程中胚胎细胞种类选择、饲养层处理和无血清培养体系的优化等方法; (2) 建立羊、猪胚胎干细胞高效分离、培养技术; (3) 建立适用于牛、羊、猪的i PS细胞技术体系。

课题6.体细胞高效克隆技术研究

主要研究内容: (1) 研究和探索牛、猪体细胞克隆过程中核供体细胞种类选择、核供体细胞处理、卵母细胞去核、融合和激活的新方法; (2) 研究体细胞克隆牛、猪及其后代的安全性、生长发育规律、生产性能, 并进行病理学评估; (3) 建立牛、猪核移植技术体系。

课题7.胚胎高效分割保存与胚胎质量分子标识技术的研究

主要研究内容: (1) 研究胚胎 (含卵母细胞) 高效保存技术; (2) 建立新型胚胎切割技术; (3) 研究胚胎质量评价的分子标识。 (4) 调控染色质重塑关键因子的分离鉴定及其对胚胎发育潜能的影响。

课题8.猪分子细胞工程育种技术创新与优势性状新品系培育

主要研究内容: (1) 父系新品系选育:将分子标记辅助选择、标记辅助导入、DNA分子诊断等分子育种技术融入常规育种技术, 培育优质父系猪新品系; (2) 母系新品系选育:充分利用我国现有猪种资源, 通过分子育种手段, 重点提高繁殖力、肉质、抗病性, 培育出能普遍推广的母系新品系。 (3) 优质猪配套系选育:通过配合力测定结合分子手段, 筛选具有自主品牌的优质猪配套系。

课题9.鸡分子细胞工程育种技术创新与优势性状新品系培育

主要研究内容:

1. 蛋鸡新品系选育:

(1) 利用标记辅助选择、标记辅助导入及基因组选择等分子育种手段, 对已有蛋鸡品系进一步选育提高; (2) 结合利用我国现有地方遗传资源和引进的优秀商业品种, 培育出优质、有特色及有市场竞争力的蛋鸡新品系, 重点开发优质节粮型蛋鸡。

2. 优质肉鸡新品系选育:

利用我国现有肉鸡品种 (系) , 通过分子与细胞育种手段, 重点提高肉质、饲料转化率和种鸡繁殖率, 培育出能普遍推广的优质肉鸡新品种 (配套系) 。

课题10.牛分子细胞工程育种技术创新与优势性状新品系培育

主要研究内容: (1) 筛选具有突出性能 (生长性状、抗病性能、肉质等) 的新品系, 并应用基因或标记分析技术进行遗传稳定性检测; (2) 利用标记侵入法等手段创制育种新材料; (3) 建立分子标记、胚胎工程、性别控制等与常规育种手段相结合的实用育种技术体系。

课题11.羊分子细胞工程育种技术创新与优势性状新品系培育

主要研究内容:

1.选育肉羊多胎新品系: (1) 通过联合育种, 组建品系育种群; (2) 检测MSTN (双肌) 基因和Fec B (多胎) 基因, 分析其遗传效应, 建立分子育种与常规育种相结合的技术体系, 并用于肉用多胎品系培育; (3) 采用胚胎工程、性别控制等技术快速扩繁种群。

2.选育超细毛羊新品系: (1) 研究影响羊毛细度性状的主效基因和羊毛生长发育调控机理。 (2) 检测KAP6和KAP8等细度控制主基因, 进行标记辅助选择。 (3) 采用胚胎工程、性别控制等技术快速扩繁种群。

3. 选育常年长绒绒山羊新品系:

(1) 采用分子标记与传统育种方法, 结合扩繁技术组建育种群; (2) 检测分析羊绒细度和生长期分子标记的遗传效应; (3) 采用胚胎工程、性别控制等技术快速扩繁种群。

三、注意事项

1. 课题申请者应针对指南内容, 围绕课题总体目标

和任务进行申请, 不能只针对课题部分目标和任务进行申请。本批课题指南鼓励企业参与联合申报。涉及畜禽品种培育的第8、9、10、11等4个课题, 原则上应由科研单位和具有优势种群的种畜禽企业 (场) 联合申报, 企业应提供配套资金, 并按863经费使用管理办法进行管理。

2. 课题申请者应根据本申请指南提出的课题名称、

研究目标、研究内容、考核指标等要求, 编写《国家高技术研究发展计划 (863计划) 项目课题申请书》。

3. 课题必须由法人 (单位) 提出申请。

申请单位自行组合形成课题申请联合体, 并确定课题牵头申请单位和课题申请负责人, 每个课题参加单位 (含牵头申请单位) 原则上不超过6家, 由课题牵头申请单位具体负责课题申请。课题牵头申请单位与参加单位应签订研究开发合作与知识产权分享等相关协议。

4. 课题申请单位应符合的基本条件:

在中华人民共和国境内登记注册一年以上、过去两年内在申请和承担国家科技计划项目中没有不良信用记录的企事业法人单位, 包括:大学、科研机构等事业法人;中方控股的企业法人。

5. 课题负责人应符合的基本条件:

(1) 具有中华人民共和国国籍;

(2) 年龄在55岁 (含) 以下 (按指南发布之日计算) ;

(3) 具有高级职称或已获得博士学位;

(4) 具有领导课题组开展创新性研究的能力;

(5) 每年 (含跨年度连续) 离职或出国的时间不超过6个月;

(6) 过去三年内在申请和承担国家科技计划项目中没有不良信用记录。

6. 具备以下条件的港澳台和海外华人科技人员可作为课题负责人:

对于港澳台的科技人员, 在满足上述 (第5条) 2-6项条件的情况下, 只要有正式的合作协议或受聘于课题依托单位, 合作期或聘任期覆盖课题的执行期, 且每年在课题依托单位工作时间不少于6个月的, 并由课题依托单位出具相关证明材料。

对于海外华人科技人员, 包括取得外国国籍和永久居留权的, 在满足上述 (第5条) 2-6项条件的情况下, 只要正式受聘于课题依托单位, 且聘任期覆盖课题的执行期, 每年在课题依托单位工作时间不少于6个月的, 并由课题依托单位出具相关证明材料。

7. 课题负责人及主要参加人员不得违反以下限项申请的规定:

为保证科研人员能够高质量地开展研究工作, 国家科技计划实行限制申请及承担课题数量规定。每人同期只能主持一项国家主要科技计划 (包括863计划、973计划、支撑计划) 课题, 作为主要参加人员同期参与承担的国家主要科技计划课题数 (含负责主持的课题数) 不得超过两项。

8. 申请者提出的国拨经费申请不得高于本申请指南

规定的国拨经费控制额, 并应按照本申请指南的要求提供相应的配套经费, 否则不予受理。

9. 申请者要遵守科学道德, 以严谨的科学作风和实

本科生植物分子育种学实践教学体会 第9篇

植物分子育种学囊括了植物细胞工程、基因工程和分子标记技术等重要内容,涉及了大量细胞、分子方面的微观知识。传统的课堂讲授的教学模式,已无法克服微观知识的抽象性,导致学生不能准确、系统地掌握技术知识,从而在应对具体研究项目时,缺乏利用植物分子育种技术解决问题的能力。结合实际问题,该研究采用课堂讲授和实践教学相结合的教学模式,以具体研究项目为实例,要求学生独立设计技术路线、操作实验步骤、解决问题难点、观察分析结果,完成研究项目。通过应用植物分子育种技术完成实例项目的锻炼,增强学生对理论知识的理解,掌握植物分子育种技术的操作环节,具备完成研究项目的基本能力。通过实践教学经历,总结了几点体会供参考。

1 设置代表性实验内容

培养创新精神、提高动手能力是本科生培养的重要目标。因此,在实验内容的选择上,紧密结合农学专业,选择植物分子育种学最基本、最常用的技术作为教学内容,有针对性地将专业知识与实践挂钩,如细胞工程实践内容安排了以转基因经典模式植物烟草为外植体,摸索培养基配方和培养条件,建立高效率的再生体系;基因工程技术实践内容安排了转基因方法中最常用、易行的农杆菌转化方法,以高频率再生能力的烟草叶片为受体,进行遗传转化,实现目的基因的转化实验。两个实践内容之间前后贯通,前一个实验项目的结果是下一个实验项目开始的基础[1],让学生对植物分子育种技术有一个完整的思路,学生掌握了植物分子育种常用的一整套技术,对今后完成毕业论文或进一步深造会有较大帮助。

2 多种教学方法的运用

由于植物分子育种学是从分子水平探讨育种的方法,内容较为微观、抽象,仅采用文字和语言讲解,学生理解难度较大。以图像和文字等并存的方式进行教学,明显提高了教学效果,激发学生的学习兴趣。多媒体教学作为一种先进的教学手段,现已成为理论课的主要教学手段之一,并逐渐深入到实验课的教学中[2]。对于一些难以理解的实验,如农杆菌介导的原理和方法等采用动画的方法能够动态地展示整个实验过程,将抽象的原理及操作技术变得形象化,有助于学生对相关知识的理解和记忆。另外,对植物分子育种学中的分子标记技术运用的实例以及成果进行展示,让学生对整个操作流程进行参观学习,在了解操作方法的同时掌握使用的相关仪器,也极大地激发了学生的学习兴趣。

3 注重实验思路的培养

植物分子育种技术是在分子水平操作的一项综合性技术,虽然使用的技术繁杂,但按照合理的实验思路,即可完成实验目标。然而由于该课程涉及内容多、抽象性强的特点,很多学生在学习后,无法针对某一实验目标制定出合理的实验思路,因此该课程以转基因植物的获取为例,利用农杆菌介导法以烟草为受体进行基因的遗传转化,让学生通过对实验思路的设计、操作,掌握常用的转基因技术。通过实验思路的设计,锻炼了学生将各技术环节系统组织的能力,使学生对转基因技术操作路线的掌握更为清晰。在动手完成实验的过程中,学生学习了转基因技术中常规实验仪器使用的方法,掌握了正确的实验操作手段,如农杆菌的培养、植物材料的浸染、转基因植株的Kan筛选及分子检测等。因此,通过学生对实验技术路线的思考和完成,从而形成完整而清晰的实验思路。

教学中让全部学生参与,让每位同学独立负责一组材料的培养及转化,保证人人参与实验,培养学生动手能力、独立科研能力。教师在教学过程中,在对每一步骤的作用和原理进行必要讲解的同时,也重点对实验技巧、注意事项进行提示。通过实验锻炼,学生的植物分子育种学实验技能得到培养和锻炼,有利于其今后独立开展科研工作[3]。

4 建立多元考评体系

合理的考核方式是检验教学效果的有效途径,也是督促学生学习和复习的手段。植物分子育种学实践课的考核分为操作技能和实验报告两部分。操作技能考核考查学生运用实验技术的能力,对于实验思路、实验技能的掌握;实验报告考查学生对实验过程中出现的问题及实验结果的分析、总结能力。对于思路清晰及分析问题、解决问题能力强的学生予以加分鼓励,以激发学习的兴趣,培养学生的科研思维。

综上所述,在植物分子育种学实践课的教学中发现,选择实例作为实验内容,让学生独立完成技术路线的设计和实验操作,不仅可以系统巩固学生的细胞学、分子水平的知识,而且可以更好地锻炼学生的独立科研能力。

参考文献

[1]张淑平,李英姿,张荣庆.分子生物学实验课教学实践与体会[J].中国大学教学,2006(1):49-50.

[2]王雅梅,李宝红,于培兰,等.医学研究生分子生物学实验教学体会[J].医学教育探索,2008,7(2):173-174.