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:
- Картирование QTL или открытие гена
- Отбор с помощью маркеров и геномный отбор
- Генная инженерия
- Генетическая трансформация
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
- Бейкер, Р.Дж. (1 сентября 1986 г.). Показатели селекции в селекции растений . CRC Press. ISBN 978-0-8493-6377-1.