• 你认为种植转基因作物是否会对生态环境造成影响？ • 你认为食用转基因食品安全吗？ • 谈一谈转基因育种的发展趋势？ • 如何利用生物技术加快育种进程？
• 影响常规作物育种效率有哪些因素？如何应用现代生物技 术提高常规作物育种效率？
1.能提高效率，能够定向育种
与常规育种方法相比，作物分子设计育种首 先在计算机上模拟实施，考虑的因素更多、 更周全，因而所选用的亲本组合、选择途径 等更有效，更能满足育种的需要，能够极大 地提高育种效率。
2.是一个结合多学科的系统工程
• 分子设计育种在以后实施过程中将是一 个结合分子生物学、生物信息学、计算机 学、作物遗传学、育种学、栽培学、植物 保护、生物统计学、土壤学、生态学等多 学科的系统工程。
【五】必须清楚的情况？？
必须清楚计算机模拟分子育种技术必须和常规育 种方法结合起来，才能出成果。
当前的努力方向应该是逐步提高分子技术在分子 标记辅助育种中的技术含量，从而实现真正的分 子育种，实现作物育种由“经验+艺术+机遇”向科 学转变。
值得思考的问题？？
• 如何利用生物技术在作物遗传改良中创造遗传变异？ • 转基因育种能否代替常规作物育种？ • 生物技术在现代作物育种中有哪些方面的应用？ • 简述分子标记辅助选择育种？ • 简述植物转基因的要紧方法有那些？
三是预见性差，一般很难预测杂交后代的表现，有时 即使成功，也不明白其中的真正缘故。
例如：传统育种技术要培育抗病品种，通常是用
抗病品种做亲本，与具有其他优良目标性状（比 如抗倒伏）的品种杂交，从产生的后代中进行选 择，如此的选择要进行5-6代。但假如选择时田间 没有发病，就无法确定后代是否具有抗病性，如 此通过多年选育出的材料最后可能发现是感病的， 结果就前功尽弃。
【一】分子设计育种的概念
它以生物信息学为平台，以基因组学和蛋白组学等假 设干个数据库为基础，综合作物育种学流程中的作物遗 传、生理、生化、栽培、生物统计等所有学科的有用信 息，依照具体作物的育种目标和生长环境，在计算机上 设计最正确方案，然后开展作物育种试验的分子育种方 法。
分子设计育种
【二】分子设计育种的特点
3.能够实现由表现型选择到基因型选择
传统的杂交育种基本上育种专家依照育种材料及其后代 的“外貌”（即表型性状），在田间直截了当选择的。
分子育种是通过分子技术对育种的目标基因和目标性状 进行转移和选择，进而培育出优良的新品种，通俗说法确 实是在分子水平上进行育种操作。
使用分子育种技术能够不受外界环境条件 的影响，在实验室内直截了当对控制目标 性状的基因进行选择，它代表着作物育种 的发展方向。
2、开发有中国自主知识产权的分子标记 分子标记辅助育种的一个差不多条件是要拥有大量的分子标记。我国使用的要紧是国外的分子标记，不仅数量不能满足需要，而且使用这些标记常常受到限制。此
外，目前所用的分子标记大部分只是和目标基因相连锁，其本身并不是目标基因。因此有必要开发具有我国自主知识产权的新一代分子标记。这种新一代分子标记本身确实 是目标基因的一部分，使用这种标记能够对基因直截了当进行选择。
什么原因常规育种的这些问题一直困扰育种家几十年而没有 解决？全然缘故是什么？
全然缘故:没有找到控制育种目标性状的基因及其操纵基 因的技术。
采用分子标记辅助育种技术首先确实是要找到抗病基因 的分子标记，然后利用找到的标记对育种亲本及后代进行 选择。
使用分子育种技术不受时间、地点的限制，能有效地解 决常规育种长期未能解决的问题。
【四】中国需要做什么？
1、建立分子育种数据库
分子育种是建立在掌握大量基因信息基础上的。基因组学每 天都产生大量的数据，其中有一部分正是分子育种所需要的。但这些 数据分散于世界各地的数据库中，对一般育种专家来说，从中获得这 些数据就像大海捞针一样困难。因此需要将分散于这些数据库中与分 子育种有关的数据提取出来，建立一个专门的数据库。
【三】作物分子设计育种相关基础研究现状及发展趋 近年来，要紧作物的基因组势学研究，特别是拟南芥、玉
米、水稻和小麦基因组学研究取得了巨大成就，基因定位 和QTL作图研究为分子设计育种奠定了良好基础，计算机 技术在作物遗传育种领域的广泛应用为分子设计育种提供 了有效的手段。
1.生物信息学遗传信息数据库中的数据呈
• 玉米育种者在杂交后代分离群体中发现抗某一病害玉米植 株，研究发现其由基因AA控制，试设计三种生物技术育 种方案，有效利用这一优异种质资源。
• 选择是作物遗传育种的要紧工作内容，如何利用你所掌握生物技术提高选择效率？
• 转基因作物育种的差不多程序？ • 简述分子设计育种？
• 传统杂交育种中利用种质资源的要紧障碍是生殖隔离，如 何利用生物技术打破种间的生殖隔离障碍、扩大利用优异 基因的范围？
3、发“计算机种地”软件 在计算机上进行品种“设计”和“育种”，
这确实是品种设计与虚拟育种。这种方法 能缩短育种周期，提高育种效率。
品种设计与虚拟育种的要紧内容包括 利用数据库提供的种质资源信息、基因信 息，设计最正确的亲本组合、分析基因的 效应，依照基因在育种不同世代的分离情 况设计最正确群体。模拟育种材料在不同
分子设计育种
P
P1 P2
F1 F2
F3
F4
F5
F6
F7
区域试验 生产试验
传统育种技术的缺陷
在促进粮食产量增加的诸多科技因素中，育种的贡献占1/3以上，然而 目前人们使用的要紧是常规育种技术，它存在三方面的缺陷： 一是育种周期长，从杂交到育出品种一般需要七八年甚至十多年；
二是效率低，每年要配制几十甚至几百个杂交组合，常常是能从中选出一个 品种就很不错了；
4. 转基因技术和标记辅助选择方法取得一定进展
利用转基因技术进行作物品种改良已取得一定进展 存在的问题：
目前转基因技术还仅限于利用主基因改良单一目标性状， 关于由多基因控制的大多数重要农艺性状，转基因技术尚 无法发挥其优势。
分子标记辅助选择育种对主基因控制的性 状选择并不比传统的选择方法有明显优势； 对多基因控制的重要农艺性状，由于QTL在 遗传上的复杂性、背景依赖性以及与环境 的复杂互作，现有的QTL定位成果很难直截 了当用于指导分子标记辅助选择育种。
然而，如何收集和处理这些DNA和蛋白质信息，并在作 物改良中加以应用仍是一个巨大的挑战。
2 分子标记技术发展日新月异
第一代分子标记：自20世纪80年代以来，先后开发出基 于Southern 杂交的第一代分子标记 (RFLP为代表)
第二代分子标记：基于PCR的第二代分子标记(SSR为代表)。 第三代分子标记：基于基因序列的第三代分子标记，即来自
“爆炸式”增长
欧洲生物信息研究所EMBL数据库 美国国家生物技术信息中心GeneBank数据库 日本国立遗传学研究所DDBJ 数据库
所有这些序列以及基因和蛋白质结构和功能的数据成为 全世界科学界的宝贵资源和财富，这些海量的序列信息给 高效、快速的基因发掘和利用提供了新的契机，在假设干 研究领域实现跨越式发展甚至“革命”的时机差不多到来。
cDNA序列的SNP标记。
3. 基因和QTL定位研究广泛深入
农作物的数量性状QTL定位研究比较深入的作物有水稻、玉米、 小麦和番茄等。从不同角度分析了QTL的主效应、QTL之间的互作 效应、QTL与环境的互作效应等，在此基础上，进行单基因分解、精 细定位和图位克隆研究。
等位基因变异的检测与表型性状的深入鉴定相结合已成为从种 质资源中发掘新基因的有效手段。利用高代回交导入系结合定向选择， 大规模发掘种质资源中有利基因，从而获取QTL的复等位基因在不同 遗传背景下的表达效应，以便将QTL定位研究与植物育种紧密结合起 来，为分子设计育种提供全面、准确的遗传信息。