分子植物育种：进展与展望（转）

全基因组策略利用全基因组测序和全基因组分子标记对代表性的或全部遗传资源和育种材料进行分析，以有效地考虑分子育种中面临的各种基因组和环境因素。这些策略正日益依赖于对特定基因组区域、基因/等位基因、单倍型、连锁不平衡区块、基因网络以及这些因素对特定表现型的贡献。大规模高密度的基因型鉴定和全基因组选择是全基因组策略的两个重要组成部分。高通量、精准表现型鉴定和环境型鉴定（e-typing）也是全基因组策略的重要组成部分，应该在此基础上重构有较强支撑系统的分子育种平台和方法，包括育种信息学和决策支持系统。

随着大多数主要农作物高质量参考基因组序列的日益增加，可以通过重测序、GBS、包含所有基因信息的高密度SNP芯片来进行物种内不同材料的全基因组基因型鉴定。高密度标记的可用性以及基因型鉴定成本的迅速降低使众多性状的MAS成为可能。在分子育种中可以管理和操作极大群体的可能性，连同高密度的分子标记，使复杂性状的遗传分析和操作比以往任何时候都更为有效。

虽然MAS方法已被跨国公司和发达国家的一些公共机构常规地用于加快育种产品的开发，但在发展中国家仍然停留在标记应用的试验阶段，实际应用大多局限于少数重要作物，比如水稻、小麦和玉米。目前仍然存在阻碍标记辅助育种最新方法在发展中国家有效利用的各种制约环节。借助于信息和通信技术革命产生的各类重要平台，育种家现在能够更好地获得基因组学资源、先进的实验室服务、以及强健的分析和数据管理工具。但分子育种仍然面临许多重要挑战，包括人力资源的限制和田间基础设施的不足。

通过分子育种（包括MAS和转基因方法），跨国公司已经发放了若干育种产品，虽然我们对其育种过程及其产品的性质、规模和范围等缺乏详细的了解。然而，从公共部门通过MAS选育和发放的育种产品非常有限。在中国，MAS与传统的育种相结合，已经培育了一批水稻和小麦材料，包括抗病性和抗虫性得到改良的品种。

另一方面，现代分子和生物技术的进步为分子设计育种（breeding by molecular design）提供了越来越多的理论、技术和方法，包括定点清除和替换技术（Long et al 2013）、反向育种技术（Reverse breeding）等。

虽然在作物改良中仍然面临很多挑战，但是在降低信息采集成本、扩大育种计划规模和效率方面，也存在许多令人振奋的机遇。在育种方案中，特别是在发展中国家有效地采用全基因组策略，将需要强有力的投入、执著的努力和研究机构的广泛支持。

本文摘编自[美]徐云碧所著《分子植物育种》一书。该书是国际上首部有关植物分子育种的百科《分子植物育种》式综合参考书和教材。共15章，涵盖了植物分子育种的各个方面，包括：DNA标记技术，遗传图谱的构建，高通量“组学”技术，植物遗传学和作物改良的常用群体，分子工具在植物遗传资源管理、评价和创新中的应用，复杂性状分子剖析的理论和实践，标记辅助育种的理论与应用，基因型×环境互作的分析，基因的分离与功能分析，基因转移和遗传修饰植物，知识产权和植物品种保护，育种信息学，决策支持工具。每一章都经过同行评阅，包含了大量最新信息，并有表格、数据和参考文献的支持。

[美]徐云碧:国际玉米小麦改良中心（CIMMYT）科学家，中国农业科学院“玉米分子育种技术和应用”团队首席科学家，兼任中国农业科学院－国际玉米小麦改良中心玉米分子育种联合实验室主任。入选国家“千人计划”特聘专家。长期从事植物分子育种研究，致力于探索分子植物育种的理论及其在水稻和玉米中的应用。