分子設計育種分子設計育種PP1P2F1F2F4F5F6F7區域試驗生產試驗F3PP1P2F1F2F4F5F6F7區域試驗生產試驗F3傳統育種技術的缺陷在促進糧食產量增加的諸多科技因素中，育種的貢獻占1/3以上，然而目前人們使用的要緊是常規育種技術，它存在三方面的缺陷：一是育種周期長，從雜交到育出品種一般需要七八年甚至十多年；二是效率低，每年要配制幾十甚至幾百個雜交組合，常常是能從中選出一個品種就很不錯了；三是預見性差，一般很難預測雜交后代的表現，有時即使成功，也不明白其中的真正緣故。

傳統育種技術的缺陷在促進糧食產量增加的諸例如：傳統育種技術要培育抗病品種，通常是用抗病品種做親本，與具有其他優良目標性狀（比如抗倒伏）的品種雜交，從產生的后代中進行選擇，如此的選擇要進行5-6代。但假如選擇時田間沒有發病，就無法確定后代是否具有抗病性，如此通過多年選育出的材料最后可能發現是感病的，結果就前功盡棄。例如：傳統育種技術要培育抗病品種，通常是用抗病品什么原因常規育種的這些問題一直困擾育種家幾十年而沒有解決？全然緣故是什么？全然緣故:沒有找到控制育種目標性狀的基因及其操縱基因的技術。采用分子標記輔助育種技術首先確實是要找到抗病基因的分子標記，然后利用找到的標記對育種親本及后代進行選擇。使用分子育種技術不受時間、地點的限制，能有效地解決常規育種長期未能解決的問題。什么原因常規育種的這些問題一直困擾育種家幾十年而沒有解決？全【一】分子設計育種的概念它以生物信息學為平臺，以基因組學和蛋白組學等假設干個數據庫為基礎，綜合作物育種學流程中的作物遺傳、生理、生化、栽培、生物統計等所有學科的有用信息，依照具體作物的育種目標和生長環境，在計算機上設計最正確方案，然后開展作物育種試驗的分子育種方法。【一】分子設計育種的概念它以生物信息學為平臺，以基分子設計育種分子設計育種【二】分子設計育種的特點1.能提高效率，能夠定向育種與常規育種方法相比，作物分子設計育種首先在計算機上模擬實施，考慮的因素更多、更周全，因而所選用的親本組合、選擇途徑等更有效，更能滿足育種的需要，能夠極大地提高育種效率。【二】分子設計育種的特點1.能提高效率，能夠定向育種2.是一個結合多學科的系統工程分子設計育種在以后實施過程中將是一個結合分子生物學、生物信息學、計算機學、作物遺傳學、育種學、栽培學、植物保護、生物統計學、土壤學、生態學等多學科的系統工程。

2.是一個結合多學科的系統工程3.能夠實現由表現型選擇到基因型選擇傳統的雜交育種基本上育種專家依照育種材料及其后代的“外貌”（即表型性狀），在田間直截了當選擇的。分子育種是通過分子技術對育種的目標基因和目標性狀進行轉移和選擇，進而培育出優良的新品種，通俗說法確實是在分子水平上進行育種操作。使用分子育種技術能夠不受外界環境條件的影響，在實驗室內直截了當對控制目標性狀的基因進行選擇，它代表著作物育種的發展方向。3.能夠實現由表現型選擇到基因型選擇【三】作物分子設計育種相關基礎研究現狀及發展趨勢

近年來，要緊作物的基因組學研究，特別是擬南芥、玉米、水稻和小麥基因組學研究取得了巨大成就，基因定位和QTL作圖研究為分子設計育種奠定了良好基礎，計算機技術在作物遺傳育種領域的廣泛應用為分子設計育種提供了有效的手段。

【三】作物分子設計育種相關基礎研究現狀及發展趨勢

近1.生物信息學遺傳信息數據庫中的數據呈“爆炸式”增長

歐洲生物信息研究所EMBL數據庫美國國家生物技術信息中心GeneBank數據庫日本國立遺傳學研究所DDBJ

數據庫

1.生物信息學遺傳信息數據庫中的數據呈“爆炸式”增長

分子設計育種課件分子設計育種課件分子設計育種課件分子設計育種課件分子設計育種課件分子設計育種課件分子設計育種課件所有這些序列以及基因和蛋白質結構和功能的數據成為全世界科學界的寶貴資源和財富，這些海量的序列信息給高效、快速的基因發掘和利用提供了新的契機，在假設干研究領域實現跨越式發展甚至“革命”的時機差不多到來。然而，如何收集和處理這些DNA和蛋白質信息，并在作物改良中加以應用仍是一個巨大的挑戰。

所有這些序列以及基因和蛋白質結構和功能的數據成為全世2

分子標記技術發展日新月異

第一代分子標記：自20世紀80年代以來，先后開發出基

于Southern

雜交的第一代分子標記(RFLP為代表)

第二代分子標記：基于PCR的第二代分子標記(SSR為代表)。

第三代分子標記：基于基因序列的第三代分子標記，即來自cDNA序列的SNP標記。2

分子標記技術發展日新月異

第一代分子標記：自3.

基因和QTL定位研究廣泛深入

農作物的數量性狀QTL定位研究比較深入的作物有水稻、玉米、小麥和番茄等。從不同角度分析了QTL的主效應、QTL之間的互作效應、QTL與環境的互作效應等，在此基礎上，進行單基因分解、精細定位和圖位克隆研究。

等位基因變異的檢測與表型性狀的深入鑒定相結合已成為從種質資源中發掘新基因的有效手段。利用高代回交導入系結合定向選擇，大規模發掘種質資源中有利基因，從而獲取QTL的復等位基因在不同遺傳背景下的表達效應，以便將QTL定位研究與植物育種緊密結合起來，為分子設計育種提供全面、準確的遺傳信息。

3.

基因和QTL定位研究廣泛深入

農作物的數量4.

轉基因技術和標記輔助選擇方法取得一定進展

利用轉基因技術進行作物品種改良已取得一定進展存在的問題：目前轉基因技術還僅限于利用主基因改良單一目標性狀，關于由多基因控制的大多數重要農藝性狀，轉基因技術尚無法發揮其優勢。分子標記輔助選擇育種對主基因控制的性狀選擇并不比傳統的選擇方法有明顯優勢；對多基因控制的重要農藝性狀，由于QTL在遺傳上的復雜性、背景依賴性以及與環境的復雜互作，現有的QTL定位成果很難直截了當用于指導分子標記輔助選擇育種。

4.

轉基因技術和標記輔助選擇方法取得一定進展

利用【四】中國需要做什么？1、建立分子育種數據庫

分子育種是建立在掌握大量基因信息基礎上的。基因組學每天都產生大量的數據，其中有一部分正是分子育種所需要的。但這些數據分散于世界各地的數據庫中，對一般育種專家來說，從中獲得這些數據就像大海撈針一樣困難。因此需要將分散于這些數據庫中與分子育種有關的數據提取出來，建立一個專門的數據庫。【四】中國需要做什么？1、建立分子育種數據庫

分子育種是2、開發有中國自主知識產權的分子標記

分子標記輔助育種的一個差不多條件是要擁有大量的分子標記。我國使用的要緊是國外的分子標記，不僅數量不能滿足需要，而且使用這些標記常常受到限制。此外，目前所用的分子標記大部分只是和目標基因相連鎖，其本身并不是目標基因。因此有必要開發具有我國自主知識產權的新一代分子標記。這種新一代分子標記本身確實是目標基因的一部分，使用這種標記能夠對基因直截了當進行選擇。2、開發有中國自主知識產權的分子標記

3、開發“計算機種地”軟件

在計算機上進行品種“設計”和“育種”，這確實是品種設計與虛擬育種。這種方法能縮短育種周期，提高育種效率。

品種設計與虛擬育種的要緊內容包括利用數據庫提供的種質資源信息、基因信息，設計最正確的親本組合、分析基因的效應，依照基因在育種不同世代的分離情況設計最正確群體。模擬育種材料在不同條件下的生長發育，制定出一套最正確的育種方案。3、開發“計算機種地”軟件

在計算機上進行品種“設計”【五】必須清楚的情況？？

必須清楚計算機模擬分子育種技術必須和常規育種方法結合起來，才能出成果。

當前的努力方向應該是逐步提高分子技術在分子標記輔助育種中的技術含量，從而實現真正的分子育種，實現作物育種由“經驗+藝術+機遇”向科學轉變。【五】必須清楚的情況？？必須清楚計算機模擬分子育種分子設計育種課件值得思考的問題？？如何利用生物技術在作物遺傳改良中創造遺傳變異？轉基因育種能否代替常規作物育種？生物技術在現代作物育種中有哪些方面的應用？簡述分子標記輔助選擇育種？簡述植物轉基因的要緊方法有那些？玉米育種者在雜交后代分離群體中發現抗某一病害玉米植株，研究發現其由基因AA控制，試設計三種生物技術育種方案，有效利用這一優異種質資源。選擇是作物遺傳育種的要緊工作內容，如何利用你所掌握生物技術提高選擇效率？值得思考的問題？？如何利用生物技術在作物遺傳改良中創造遺傳變轉基因作物育種的差不多程序？簡述分子設計育種？傳統雜交育種中利用種質資源的要緊障礙是生殖隔離，如何利用生物技術打破種間的生殖隔離障礙、擴大利用優異基因的范圍？你認為種植轉基因作物是否會對生態環境造成影響？你認為食用轉基因食品安全嗎？談一談轉基因育種的發展趨勢？如何利用生物技術加快育種進程？影響常規作物育種效率有哪些因素？如何應用現代生物技術提高常規作物育種效率？轉基因作物育種的差不多程序？分子設計育種課件分子設計育種課件分子設計育種課件分子設計育種課件分子設計育種課件分子設計育種課件分子設計育種分子設計育種PP1P2F1F2F4F5F6F7區域試驗生產試驗F3PP1P2F1F2F4F5F6F7區域試驗生產試驗F3傳統育種技術的缺陷在促進糧食產量增加的諸多科技因素中，育種的貢獻占1/3以上，然而目前人們使用的要緊是常規育種技術，它存在三方面的缺陷：一是育種周期長，從雜交到育出品種一般需要七八年甚至十多年；二是效率低，每年要配制幾十甚至幾百個雜交組合，常常是能從中選出一個品種就很不錯了；三是預見性差，一般很難預測雜交后代的表現，有時即使成功，也不明白其中的真正緣故。

傳統育種技術的缺陷在促進糧食產量增加的諸例如：傳統育種技術要培育抗病品種，通常是用抗病品種做親本，與具有其他優良目標性狀（比如抗倒伏）的品種雜交，從產生的后代中進行選擇，如此的選擇要進行5-6代。但假如選擇時田間沒有發病，就無法確定后代是否具有抗病性，如此通過多年選育出的材料最后可能發現是感病的，結果就前功盡棄。例如：傳統育種技術要培育抗病品種，通常是用抗病品什么原因常規育種的這些問題一直困擾育種家幾十年而沒有解決？全然緣故是什么？全然緣故:沒有找到控制育種目標性狀的基因及其操縱基因的技術。采用分子標記輔助育種技術首先確實是要找到抗病基因的分子標記，然后利用找到的標記對育種親本及后代進行選擇。使用分子育種技術不受時間、地點的限制，能有效地解決常規育種長期未能解決的問題。什么原因常規育種的這些問題一直困擾育種家幾十年而沒有解決？全【一】分子設計育種的概念它以生物信息學為平臺，以基因組學和蛋白組學等假設干個數據庫為基礎，綜合作物育種學流程中的作物遺傳、生理、生化、栽培、生物統計等所有學科的有用信息，依照具體作物的育種目標和生長環境，在計算機上設計最正確方案，然后開展作物育種試驗的分子育種方法。【一】分子設計育種的概念它以生物信息學為平臺，以基分子設計育種分子設計育種【二】分子設計育種的特點1.能提高效率，能夠定向育種與常規育種方法相比，作物分子設計育種首先在計算機上模擬實施，考慮的因素更多、更周全，因而所選用的親本組合、選擇途徑等更有效，更能滿足育種的需要，能夠極大地提高育種效率。【二】分子設計育種的特點1.能提高效率，能夠定向育種2.是一個結合多學科的系統工程分子設計育種在以后實施過程中將是一個結合分子生物學、生物信息學、計算機學、作物遺傳學、育種學、栽培學、植物保護、生物統計學、土壤學、生態學等多學科的系統工程。

2.是一個結合多學科的系統工程3.能夠實現由表現型選擇到基因型選擇傳統的雜交育種基本上育種專家依照育種材料及其后代的“外貌”（即表型性狀），在田間直截了當選擇的。分子育種是通過分子技術對育種的目標基因和目標性狀進行轉移和選擇，進而培育出優良的新品種，通俗說法確實是在分子水平上進行育種操作。使用分子育種技術能夠不受外界環境條件的影響，在實驗室內直截了當對控制目標性狀的基因進行選擇，它代表著作物育種的發展方向。3.能夠實現由表現型選擇到基因型選擇【三】作物分子設計育種相關基礎研究現狀及發展趨勢

近年來，要緊作物的基因組學研究，特別是擬南芥、玉米、水稻和小麥基因組學研究取得了巨大成就，基因定位和QTL作圖研究為分子設計育種奠定了良好基礎，計算機技術在作物遺傳育種領域的廣泛應用為分子設計育種提供了有效的手段。

【三】作物分子設計育種相關基礎研究現狀及發展趨勢

近1.生物信息學遺傳信息數據庫中的數據呈“爆炸式”增長

歐洲生物信息研究所EMBL數據庫美國國家生物技術信息中心GeneBank數據庫日本國立遺傳學研究所DDBJ

數據庫

1.生物信息學遺傳信息數據庫中的數據呈“爆炸式”增長

分子設計育種課件分子設計育種課件分子設計育種課件分子設計育種課件分子設計育種課件分子設計育種課件分子設計育種課件所有這些序列以及基因和蛋白質結構和功能的數據成為全世界科學界的寶貴資源和財富，這些海量的序列信息給高效、快速的基因發掘和利用提供了新的契機，在假設干研究領域實現跨越式發展甚至“革命”的時機差不多到來。然而，如何收集和處理這些DNA和蛋白質信息，并在作物改良中加以應用仍是一個巨大的挑戰。

所有這些序列以及基因和蛋白質結構和功能的數據成為全世2

分子標記技術發展日新月異

第一代分子標記：自20世紀80年代以來，先后開發出基

于Southern

雜交的第一代分子標記(RFLP為代表)

第二代分子標記：基于PCR的第二代分子標記(SSR為代表)。

第三代分子標記：基于基因序列的第三代分子標記，即來自cDNA序列的SNP標記。2

分子標記技術發展日新月異

第一代分子標記：自3.

基因和QTL定位研究廣泛深入

農作物的數量性狀QTL定位研究比較深入的作物有水稻、玉米、小麥和番茄等。從不同角度分析了QTL的主效應、QTL之間的互作效應、QTL與環境的互作效應等，在此基礎上，進行單基因分解、精細定位和圖位克隆研究。

等位基因變異的檢測與表型性狀的深入鑒定相結合已成為從種質資源中發掘新基因的有效手段。利用高代回交導入系結合定向選擇，大規模發掘種質資源中有利基因，從而獲取QTL的復等位基因在不同遺傳背景下的表達效應，以便將QTL定位研究與植物育種緊密結合起來，為分子設計育種提供全面、準確的遺傳信息。

3.

基因和QTL定位研究廣泛深入

農作物的數量4.

轉基因技術和標記輔助選擇方法取得一定進展

利用轉基因技術進行作物品種改良已取得一定進展存在的問題：目前轉基因技術還僅限于利用主基因改良單一目標性狀，關于由多基因控制的大多數重要農藝性狀，轉基因技術尚無法發揮其優勢。分子標記輔助選擇育種對主基因控制的性狀選擇并不比傳統的選擇方法有明顯優勢；對多基因控制的重要農藝性狀，由于QTL在遺傳上的復雜性、背景依賴性以及與環境的復雜互作，現有的QTL定位成果很難直截了當用于指導分子標記輔助選擇育種。

4.

轉基因技術和標記輔助選擇方法取得一定進展

利用【四】中國需要做什么？1、建立分子育種數據庫

分子育種是建立在掌握大量基因信息基礎上的。基因組學每天都產生大量的數據，其中有一部分正是分子育種所需要的。但這些數據分散于世界各地的數據庫中，對一般育種專家來說，從中獲得這些數據就像大海撈針一樣困難。因此需要將分散于這些數據庫中與分子育種有關的數據提取出來，建立一個專門的數據庫。【四】中國需要做什么？1、建立分子育種數據庫

分子育種是2、開發有中國自主知識產權的分子標記

分子標記輔助育種的一個差不多條件是要擁有大量的分子標記。我國使用的要緊是國外的分子標記，不僅數量不能滿足需要，而且使用這些標記常常受到限制。此外，目前所用的分子標記大部分只是和目標基因相連鎖，其本身并不是目標基因。因此有必要開發具有我國自主知識產權的新一代分子標記。這種新一代分子標記本身確實是目標基因的一部分，使用這種標記能夠對基因直截了當進行選擇。2、開發有中國自主知識產權的分子標記

3、開發“計算機種地”軟件

在計算機上進行品種“設計”和“育種”，這確實是品種設計與虛擬育種。這種方法能縮短育種