3. 生化标记(biochemical markers)
• 主要包括贮藏蛋白、同工酶和等位酶等。种子中的 贮藏蛋白主要包括白蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷 蛋白四种。不同植物种子中的贮藏蛋白含量不同。
• 生化标记的使用首次突破了把整株样品作为研究材 料进行分析的方式，并可以直接反映基因产物的差 异，受环境的影响较小。但标记数量远远不能满足 实际的需要。
2. 细胞学标记(cytological markers)：
• 是指细胞内染色体的变化，包括染色体数目的变化 (如单体、缺体、三体、四体 )或染色体结构的变异 (如缺失、易位、倒位、重等 )。可通过染色体核型 （染色体数目、大小、随体有无、着丝粒位置等）和 带型（C、N、G等）分析来测定基因所在的染色体及 相对位置，或通过染色体置换等进行基因的定位。
棉花多标记基因材料
品系 基因符号
标记性状
品系 基因符号
标记性状
T586
R1
R2
Y1
T1
P1
N1
Lc1
L20
红株 花瓣斑点
黄花瓣 密生茸毛
黄花粉 光籽
棕色纤维 鸡脚叶
T582
cl1
v1
cu
fg
gl1
丛生铃 芽黄 杯状叶 窄卷苞叶 无腺体
第18章 分子标记辅助育种
普通玉米与高直链淀粉玉米籽粒形态
高
直
普
形态学标记（morphological marker） 细胞学标记(cytological marker) 生化标记(biochemical marker) 分子标记(molecular marker)：DNA分子遗传
标记，或DNA标记。
第18章 分子标记辅助育种
1. 形态标记(morphological markers)： • 是指植物的外部形态特征，如矮秆、白化、黄化、
分子标记辅助选择育种特点和方法
第18章 分子标记辅助育种
作物育种对农业的贡献
• 农作物优良新品种的推广应用在提高产量方面的贡 献率约占40%。
• 建国以来，已先后培育出40多种农作物的5000多个 新品种和组合，使我国农作物品种平均更新了3~4 代，每更新一次，农作物增产约10%-30%。
• 水稻从单季稻改为双季稻、高杆改为矮杆、常规稻 改为杂交稻、常规杂交稻改为超级杂交稻等几次重 大的变革均离不开品种改良。
链
通
淀
玉
粉
米
玉
米
➢ ae基因具有无光泽胚乳的表现型在很多遗传背景 中很容易鉴别。
第18章 分子标记辅助育种
• 形态标记的不足之处 （1）数量有限，而人工培育形态标记材料的周期长； （2）一些形态标记的多态性差，易受环境因素的影 响； （3）一些形态标记对植株的表型影响太大，与不良 性状连锁。
第18章 分子标记辅助育种
第18章 分子标记辅助育种
第一节.遗传标记
遗传标记（genetic marker）:指可追踪染色体、 染色体某一节段、某个基因座在家系中传递的任 何一种遗传特性。它具有两个基本特征，即可遗 传性和可识别性；因此生物的任何有差异表型的 基因突变型均可作为遗传标记。
第18章 分子标记辅助育种
遗传标记的类型
第18章 分子标记辅助育种
• 同工酶(isozyme)：电泳所可区分的同一种酶（系统）的 不同变化。
• 等位酶(allozyme)：由一个位点的不同等位基因编码的 同种酶的不同类型，其功能相同但氨基酸序列不同。
第18章 分子标记辅助育种
4. 分子标记 (molecular markers) • 是指基因组DNA分子水平之间的差异。 • 优越性： （1）直接以DNA的形式表现； （2）数量多，遍及整个基因组，检测位点近乎无限； （3）多态性高，不需要专门创造特殊的遗传材料； （4）不影响目标性状的表达，与不良性状无必然的连
第18章 分子标记辅助育种
• 细胞学标记的不足之处： （1）细胞学标记材料的选育需要花费大量的人力和较
长的时间； （2）某些物种对染色体数目和结构变异反应敏感，有
些则适应变异的能力差； （3）一些不涉及染色体数目、结构变异或带型变异的
性状则难以用细胞学方法检测； （4）难以开展基因的精细定位。
第18章 分子标记辅助育种
第18章 8章 分子标记辅助育种
• PCR由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成
• ①变性：模板DNA经加热至94℃左右，使模板DN A双链解开成为单链，以便它与引物结合；
• ②退火：模板DNA经加热变性成单链后，温度降至 55℃左右，引物与模板DNA单链的互补序列配对 结合成局部双链；
锁； （5）有许多分子标记表现为共显性。
第18章 分子标记辅助育种
第二节 分子标记的主要类型及基本原 理
(一)DNA的半保留复制机 制
第18章 分子标记辅助育种
第18章 分子标记辅助育种
(二)PCR的基本原理
• PCR是一种选择性体外扩增DNA或RNA的方法。D NA模板-引物结合物在Taq DNA聚合酶的作用下， 以dNTP为反应原料，靶序列为模板，按碱基配对 与半保留复制原理，合成一条新的与模板DNA 链 互补的半保留复制链重复循环变性--退火--延伸三 过程，就可获得更多的“半保留复制链”，而且这 种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环 需2～4分钟， 2～3小时就能将待扩目的基因扩增 放大几百万倍。
变态叶、雄性不育等。广义上还包括色素、生理特 征、生殖特性、抗虫抗病性等。 • 形态标记的获得
一般通过自然突变或物化诱变来获得具有特定形 态特征的遗传标记材料，然后通过两点或三点连锁 测定法确定标记基因与目标性状之间的关系。
通过不同标记基因材料之间的相互杂交，可以选 择出具有多个标记基因的材料。
第18章 分子标记辅助育种
第18章 分子标记辅助育种
传统育种手段的不足
• 传统育种一般是首先通过各种途径创造遗传变异， 然后从分离群体的后代中进行优化选择和评价，而 这种选择是建立在植株的表现型基础之上的，这就 要求育种家必须具有丰富的实践经验，而且费时、 费力。
• 作物的许多重要农艺性状为数量性状，如产量等； 或为多基因控制的质量性状，如抗性等；或为表型 难以准确鉴定的性状，如根系活力等。此时根据表 现型来对性状遗传力进行评价是不确切的，因而选 择是低效的。