Молекулярное разведение - Molecular breeding

Молекулярная селекция - это применение инструментов молекулярной биологии , часто в селекции растений и животных. В широком смысле молекулярное разведение можно определить как использование генетических манипуляций, выполняемых на уровне ДНК для улучшения представляющих интерес признаков у растений и животных, и оно также может включать генную инженерию или генные манипуляции, отбор с помощью молекулярных маркеров и геномный отбор. Однако чаще молекулярная селекция подразумевает селекцию с помощью молекулярных маркеров (МАБ) и определяется как применение молекулярных биотехнологий, в частности молекулярных маркеров, в сочетании с картами сцепления и геномикой, для изменения и улучшения характеристик растений или животных на основе генотипические анализы.

Области молекулярного разведения включают:

Аспекты молекулярного разведения

Разведение с помощью маркеров

Генотипирование и создание молекулярных карт - геномика
Обычно используемые маркеры включают простые повторы последовательностей (или микросателлиты ), однонуклеотидные полиморфизмы (SNP). Процесс идентификации генотипов растений известен как генотипирование .

Разработка SNP произвела революцию в процессе молекулярного разведения, поскольку помогает создавать плотные маркеры. Еще одна развивающаяся область - генотипирование путем секвенирования .

Фенотипирование - феномика
Чтобы идентифицировать гены, связанные с признаками, важно измерить значение признака, известное как фенотип . «Омикс» для измерения фенотипов называется феномикой. Фенотип может указывать на измерение самого признака или косвенно родственного или коррелированного признака.
Отображение QTL или сопоставление ассоциаций
Идентифицируются гены (локусы количественных признаков (сокращенно QTL) или гены количественных признаков или второстепенные гены или основные гены), участвующие в контроле представляющего интерес признака. Этот процесс известен как отображение. Картирование таких генов можно выполнить с помощью молекулярных маркеров . Картирование QTL может включать одну большую семью, неродственных особей или несколько семей (см .: Картирование QTL на основе семейства ). Основная идея состоит в том, чтобы идентифицировать гены или маркеры, связанные с генами, которые коррелируют с фенотипическим измерением и которые могут использоваться в селекции / селекции с помощью маркеров.
Отбор с помощью маркеров или генетический отбор
Как только гены или маркеры идентифицированы, их можно использовать для генотипирования и принятия решений о выборе.
Бэккроссинг с использованием маркеров (MABC)
Обратное скрещивание - это скрещивание F1 с его родителями для переноса ограниченного числа локусов (например, трансгена, локусов устойчивости к болезням и т. Д.) От одного генетического фона к другому. Обычно получателем таких генов является сорт, который уже хорошо себя чувствует, за исключением гена, который должен быть передан. Таким образом, мы хотим сохранить генетический фон генотипов реципиентов, что достигается 4-6 раундами повторных обратных скрещиваний при выборе интересующего гена. Мы можем использовать маркеры всего генома для быстрого восстановления генома за 2-3 раунда обратного скрещивания, что может быть достаточно хорошим в такой ситуации.
Рекуррентный отбор с помощью маркеров (MARS)
MARS включает идентификацию и отбор нескольких участков генома (до 20 или даже больше) по сложным признакам в пределах одной популяции.
Геномный отбор
Геномный отбор - это новый подход к традиционному отбору с помощью маркеров, при котором отбор осуществляется только на основе нескольких маркеров. Вместо того, чтобы стремиться идентифицировать отдельные локусы, существенно связанные с признаком, геномика использует все данные маркеров в качестве предикторов производительности и, следовательно, обеспечивает более точные прогнозы. Отбор может быть основан на прогнозах геномного отбора, что потенциально может привести к более быстрому и снижению затрат на селекцию. Геномное предсказание объединяет маркерные данные с фенотипическими и родословными (если они есть) в попытке повысить точность предсказания племенных и генотипических значений.

Генетическая трансформация или генная инженерия

Перенос генов делает возможным горизонтальный перенос генов от одного организма к другому. Таким образом, растения могут получать гены от человека, водорослей или любого другого организма. Это дает безграничные возможности в выращивании сельскохозяйственных культур.

Рекомендации

дальнейшее чтение