作物分子标记辅助选择的研究进展、影响因素及其发展策略(2)

1.3  数量性状的  MAS

　　作物大多数农艺性状(如产量、品质、抗逆性等)表现为数最性状遗传特点，表现型与基因型之间往往缺乏明显对应关系，表达不仅受生物体内部遗传背景较大影响，还受外界环境条件和发育阶段影响。对这些性状运用  MAS，育种者可以在不同发育阶段，不同环境直接根据个体基因型进行选择，既可以选择到单个主效  QTL  (quantitative  traitloci)，也可以选择到所有与性状有关的微效位点，从而避开了环境因素和基因间互作带来的影响。虽然数量性状的操作较质量性状困难得多，但近年来也取得了许多可喜成果。

　　Stuber  (1995)通过  MAS  技术，在回交过程中同时进行前景选择和背景选择，把定位与产量有关的玉米  QTLs  分别从  Tx303  和  Oh43  转移到  B73  和  Mo17  两个自交系中，结果表明由这两个新改良自交系组配的杂交种，产量比对照杂交种增产15％以上。沈新莲  等(2001)用2个  RAPD  (random  anplified  polymorphism  DNA)  标记和1个  SSR  标记对一高强纤维主效  QTL  进行  MAS，提高了棉花纤维强度。研究者们利用  SSR  标记将产量相关的  QTL  从野生稻转入栽培稻  (Brondani  et  al.，2002；邓启云  等，2004)。此外在作物的品质、抗性等数量性状的改良上均有较好的应用  (Walker  et  al.，2002；Zhou  et  al.，2003；Dholakia  et  al.，2003；Zhou  et  al.，2003)。

2  影响分子标记辅助选择  (MAS)  的因素

　　大量理论和实践研究表明，影响  MAS  选择效率的因素非常复杂，其中标记与基因  (QTL)  之间的距离、目标性状的遗传率、群体大小和性质、选用分子标记数目以及标记与基因  (QTL)  的连锁相等是重要因子。

2.1标记与连锁基因  (QTL)  间的连锁程度

　　前景选择的准确性主要取决于标记与目标基因的连锁强度，标记与基因连锁得愈紧密，依据标记进行选择的可靠性就愈高。若只用一个标记对目标基因进行选择，则标记与目标基因连锁必须非常紧密，才能达到较高正确率。在理论上，在  F2  代通过标记基因型  MM  选择目标基因型  QQ  的正确概率  P  和标记与基因间重组率  r  有如下关系：P=(1-r)2，若要求选择  P  达到95％以上，则  r  不能超过2.5％，当  r  超过10％时，则  P  降至81％以下。如果用两侧相邻标记对目标基因进行跟踪选择，可大大提高选择正确率。在单交换间无干扰的情况下，在  F2  代通过标记基因型  M1M1  和  M2M2  选择目标基因型  QQ  的  P  值和  r  有如下关系：P=(1-r1)2(1-r2)2/[(1-r1)(1-r2)+r1r2]2，即使r1、r2  均达20％时，同时使用两个标记  P  值仍然有88.5％。潘海军  等(2003)在水稻  MAS  (Xa23)  中，用单标记  RpdH5  和  RpdS1184  的准确率分别为9l.10％和87.13％，同时使用这两个标记  MAS  准确率则达99.0％，可见双标记选择效率比单标记高。

　　此外，重组值  r  也影响到由该标记位点等位基因分离产生遗传方差的大小r值越小，遗传方差越大，数量性状的选择效率越高  (Dudley，1993)。

2.2  性状的遗传率

　　性状的遗传率极大地影响  MAS  选择效率。遗传率较高的性状，根据表型就可较有把握地对其实施选择，此时分子标记提供信息量较少，MAS  效率随性状遗传率增加而显著降低。在群体大小有限的情况下，低遗传率的性状  MAS  相对效率较高，但存在一个最适大小，在此限之下  MAS  效率会降低，如在0.1～0.2时，MAS  效率会更高，但出现负面试验频率也高一些  (QTL  检测能力下降等)。因此利用  MAS  技术所选性状的遗传率应在中度(0.3～0.4)会更好  (Moreau  et  al.，1998；Berloo  et  al.，1999)。

2.3  群体大小和性质

　　群体大小是制约  MAS  选择效率的重要因素之一。一般情况下，MAS  群体大小不应小于200个。选择效率随着群体增加而加大，特别是在低世代，遗传率较低的情况下尤为明显  (Hospital  et  al.，1997a；Moreau  el  al.．1998)。所需群体数的大小随  QTL  数目的增加呈指数上升。计算机模拟表明：遗传率为0.1时，转移5个  QTL  较2个所需群体将增加8倍  (Zhou  et  al.，2003)。

　　群体连锁不平衡性越大，MAS  效率就越高。由两个自交系杂交产生的  F2  群体，其连锁不平衡性往往最大，因而其  MAS  效率也较高。   (责任编辑：泉水)

搜索

热门标签:

作物分子标记辅助选择的研究进展、影响因素及其发展策略(2)