amplification of tracts of DNA defined by border sequences that hybridize to selected DNA polymerase primers
Requires: - target DNA - thermostable DNA polymerase (Taq) - oligonucleotide primer(s) (7-30nt) - dNTPs + Mg++
分子标记的特点：
（1）直接以DNA的形式表现，表现稳定 （2）数量多 （3）多态性高 （4）表现为中性，不影响目标性状的表达； （5）许多标记表现为共显性的特点，能区别
纯合体和杂合体。 （6）成本不太高
二、分子标记的原理和遗传特性
(一)RFLP标记 1.RFLP标记的原理
植物基因组DNA上的 碱基替换、插入、缺失 或重复等，造成某种限 制性内切酶酶切位点的 增加或丧失，从而产生 限制性片断长度多态 性。
列信息，因此其开发有一定困难，费用也较高。
英文缩 写
RFLP
STS RAPD
AFLP
SSR SNP
几种主要的ＤＮＡ分子标记
英文名称
中文名称
Restriction fragment Iength polymorphism
Sequence tagged site
限制性片段长度多 态性
序列标签位点
R andom amplified polymorPhic DNA
RFLP 为 例）
MM类型的分子标记所代表的目标基 因型及其频率
选择的正确率随 重组率的增加而 迅速下降。重组 值越小，其错选 率越低。
如果要求至少选到 一株目标基因型的 概率为P，则必须选 择具有标记基因型 MM的植株至少为：
n＝log（1-P）/log（1-p）
式中p＝（1－r）2
对基因组中其他部分（即遗传背景）选择，称 为背景选择（background selections）。背景选择 的对象几乎包括了整个基因组，因此，这里 牵涉到一个全基因组选择的问题，在分离群 体中，由于在上一代形成配子时同源染色体 之间会发生交换，因此每条染色体都可能是 由双亲染色体重新组装的杂合体。
Amplified frangment length Polymorphism
Simple sequence repeat
随机扩增多态性 DNA
扩增片断长度多态 性
简单序列重复
Simple mucleotide polymorphism
单核苷酸多态性
分子标记的遗传基础
标记辅助选择的主要方面是对目标基因的选择， 有人称之为前景选择（foreground selection）。 前景选择的可靠性主要取决于标记与目标基因间 连锁的紧密程度。若只用一个标记对目标基因进 行选择，则标记与目标基因间的连锁必须非常紧 密，才能够达到较高的正确率。
①分子标记与目标基因紧密连锁
②标记实用性强，重复性好，而且能够经 济简便地检测大量个体。
③不同遗传背景选择有效。
第二节 重要农艺性状基因连锁标记 的筛选技术
一、遗传图谱的构建与重要农艺性状基 因的标记
遗传作图的原理
其原理是基于染色体的交换与重组。在细胞 减数分裂时，非同源染色体上的基因相互独立， 自由组合，而位于同源染色体上的连锁基因在减 数分裂前期I非姊妹染色单体间的交换而发生基因 重组，用重组率来表示基因间的遗传距离。遗传 图谱只显示基因间在染色体上的位置，并不反映 DNA的实际长度。
DNA提取 基
用DNA限制性内切酶消化
本 凝胶电泳分离，转移到滤膜上
步 Southern杂交
骤 放射性自显影或酶学检测源自2）特点 A 无表型效应，RFLP标记的检测不受环境条件和发育
阶段的影响。 B RFLP标记在等位基因之间是共显性的，因此在配制
杂交组合时不受杂交方式的影响。 C 在非等位的RFLP标记之间不存在上位效应，因而互
供体
M
R
受体
m
r
M
m
R
r
RR Rr rr
(1-r)2 2r(1-r) r2
目标基因与DNA标记间的遗传距离位p
亲本中DNA标记的带型
M—抗性标记 R—抗性基因 m—感病标记 r—感病基因
F1杂种中DNA标记的带型
在F2分离群体中分子标记类型 即MM,Mm,mm
利 用
MAS 的 遗 传 基 础 （以
分子标记的优越性
1.克服性状表现型鉴定的困难 2.允许早期选择 3.控制单一性状的多个（等位）基因的利用 4.允许同时选择多个性状 5.可进行性状非破坏性评价和选择 6.从育种进程考虑，可加快育种进程，提高
育种效率
三.分子标记辅助选择应具备的主要条件 A：与目标基因紧密连锁的分子标记 B: 简便快捷的标记检测方法
生化标记
主要包括同工酶和等位酶标记。同工酶是：指结构 不同、功能相似的酶，也即具有同一底物专一性的 不同分子形式的酶。属于一个以上基因座位编码的 酶的不同形式；而等位酶是指由一个基因座位的不 同等位基因编码的酶的不同分子形式。分析方法是 从植物组织的蛋白粗提物中通过电泳和组织化学染 色法将酶的多种形式转变成肉眼可辩的酶谱带型。
BC1F1
×
BCnFn NIL
http:/soft/list/html
三、群体分离分析法与重要 农艺性状基因的标记
P:
R/R
r/r
F1:
R
r
F2:
Rr
分离 群体
抗性 鉴定
分子 标记 辅助 选择
结果 抗 感 杂 杂 杂 感 杂 抗 感 杂 抗 杂 杂 抗 感
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。
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。
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。利用 MAS技术所选性状的遗传率应在中度(0.3～0.4) 会更好。
（三）AFLP
• 1.原理
2.AFLP标记的主要特点有：
（1）由于AFLP分析可以采用的限制性内切酶及选择性碱基 种类、数目很多，所以该技术所产生的标记数目是无限 多的；
（2）典型的AFLP分析，每次反应产物的谱带在50-100条之 间，所以一次分析可以同时检测到多个座位，且多态性 极高；
（3）表现共显性，呈典型孟德尔式遗传；
• 与形态标记、细胞学标记相比，生化标记具两个方 面的优点：一是表现近中性，对植物经济性状一般 没有大的不良影响；二是直接反映了基因产物差异， 受环境影响较小。但目前可使用的生化标记数量还 相当有限，且有些酶的染色方法和电泳技术有一定 难度，因此其实际应用受到一定限制。
一、分子标记标记的类 型和特点
目前的分子标记类型
第一类是以分子杂交为核心的分子标记技术，包括RFLP、 DNA指纹技术（DNA Fingerprinting）等； 第二类是以PCR为核心的分子标记技术，包括RAPD、简单 序列重复标记SSR、序标位STS、序列特征化扩增区域 SCAR等； 第三类是一些新型的分子标记，如：SNP标记、表达序列标 签EST标记等。
✓ 构建遗传图谱的主要环节：
① 根据遗传材料之间的多态性确定亲本组合， 建立作图群体。
② 对群体中不同植株的标记进行基因性分析。 ③ 借助计算机程序构建连锁群
构建遗传图谱，首先要选择合适的亲 本及分离群体，而且亲本之间的差异 不宜过大，否则会降低所建图谱的准 确度和适用性。
用于分子标记的遗传作图可分为两类： a)暂时性分离群体，包括F2群体、BC 等 b)永久性分离群体，包括重组自交系群 体、加倍单倍体群体等
四、数量性状基因的定位
四.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。
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
How to use a genetic marker for marker-assisted selection
Weaver Carrier Sire
M1
M2
W
+
M1
M3 M2
M3
W
++
+
W=Weaver +=Normal
目标基因的标记筛选（gene tagging）是 进行分子标记辅助选择（MAS）育种的基 础。用于MAS育种的分子标记须具备三个 条件：
（二）RAPD标记
1.RAPD标记原理
RAPD标记的主要特点有： （1）不需DNA探针，设计引物也无须知道序列信息； （2）显性遗传（极少数共显性），不能鉴别杂合子和纯合
子；
（3）技术简便，不涉及分子杂交和放射性自显影等技术； （4）DNA样品需要量少，引物价格便宜，成本较低； （5）实验重复性较差，结果可靠性较低。
自花授粉作物作图群体的构建方法
P1×P2
F1
F1 F1×P1
F2
F3
B1:BC1
F1×P1
F1×P1
B2:BC2
DHL
F4
异花授粉作物作图群体的构建方法 ABCDEfG
杂合F1
AbcdEf g
×
AbCDEfG
对B、D、G位点来说，相当于F2
对A、C、E位点来说，相当于测交 F位点不分离