分子设计育种PPP1P1P2P2FF11FF22FF44FF55FF66FF77区域试验区域试验生产试验生产试验FF33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；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。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。【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。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。【三】作物分子设计育种相关基础研究现状及发展趋势近年来，要紧作物的基因组学研究，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“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。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...
