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再论小麦分子育种需注意的问题

去年5月24-26日,笔者在北京举行的首次中澳小麦遗传与分子育种研讨会上,做了题为“小麦分子育种应注意的几个问题”的报告。其中谈到:1)理论上经过多代自交可获得纯系,但现实操作中却不可能实现,一般一个品种不是一个基因型。由传统做法创造的近等基因系不是真正的近等基因系,要想获得真正的近等基因系,所用的轮回亲本需经过单倍体加倍。2)转基因、分子标记选择导入的目标基因的功能,未必能如育种者所期望的那样表现出来,认识“基因的社会学原理”很重要。3)孟德尔因子所表示的基因远比DNA序列表示的基因复杂,从DNA序列到性状,有很多构成性状表达的元素在分子遗传学中没有覆盖到。

今年,笔者继续沿着上述思路进一步深入,继续探讨分子育种应注意的问题:

1)很多文献报道的分子标记,和目标性状没有实际的关系,不可用来做基因转育和聚合的选择标记。传统的创制遗传群体的做法,难以确定已捕捉到的分子标记是否真的与所关心的目标性状连锁。获得真正可为育种选择应用的分子标记,需要对目标性状是否可以被回交转育、是否在被聚合后仍保持原有的功效等进行验证和评价。

2)基因连锁中,更重要的是生命力约束下的“生理连锁”,而非染色体约束的物理连锁。看家基因之间就是生理连锁着的。这类基因虽有不同的等位基因,可形成表现不同生命力水平的组合,但育种并不仅是评价和选择这类基因的组合。育种上可选择的变异多是“中性变异”或“可为栽培条件所补偿的不利变异”。育种者在选种时必须有环境效应方面的洞察力和想象力。对于不易被肉眼判断的目标性状,分子标记选择是必要的,但进行全基因组扫描则无必要。昂贵的全基因组扫描应该用于开展基因的社会学研究,但正确的设计思路是前提。

3)常规育种每一步都是选择综合性状好的材料而非选择特色材料,然后通过步步推进的互交和选择,达到选出综合性状好的新品种。分子育种则是先选出若干有特异性、优点突出的材料作为分子育种元件,然后通过分子设计聚合出所期望的品种。二者在材料培育上的方向往往是相反的,分子育种要选用的可能是常规育种要淘汰的材料,而非常规育种的好材料。分子育种和常规育种的着力点是有区别的,严格来说二者是不可替代的,常规育种是把能够肉眼选择或容易自然组合在一起的性状组合起来,而分子育种则是把不能够肉眼选择和不容易自然组合在一起的性状通过分子标记选择强制性地聚合起来。

本文河北省植物转基因中心主任王海波博士参加“第二届中澳小麦遗传育种论坛”所做报告的中文摘要,英文读者请点击链接>>阅读英文摘要。本次学术交流于2011824日,澳大利亚珀斯举行。

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