科普报告：分子标记辅助选择（MAS）育种

分享一则由埃及农业基因工程研究所（AGERI）的Dina El-Khishin教授撰写《Marker Assisted Selection（MAS，标记辅助选择）》的报告，系统介绍了分子标记在植物育种中的应用，特别是如何利用MAS技术应对气候变化背景下的作物改良需求。

MAS的基本概念

• • 定义：MAS是一种利用DNA分子标记而非（或辅助）表型性状进行植物选择的育种方法。
• • 核心目标：提高育种效率，缩短育种周期，尤其在复杂或难以表型筛选的性状上更具优势。

MAS的前提条件

1. 1. 高效的DNA提取与标记系统（如SSR、SNP、RAPD等）
2. 2. 高密度遗传图谱（用于定位与性状相关的标记）
3. 3. 标记与性状之间的明确关联
4. 4. 强大的数据管理系统（处理大量样本与标记数据）

MAS的优势

• • 可早期选择：在幼苗阶段即可识别基因型，节省时间和资源。
• • 不受环境影响：尤其适用于病虫害、逆境胁迫等表型难以稳定评估的性状。
• • 隐性性状识别：避免传统回交中繁琐的自交或测交步骤。
• • 多基因聚合（Pyramiding）：可将多个抗病基因整合到一个品种中，提高抗性持久性。
• • 提高低遗传力性状的选择效率。
• • 成本效益：某些性状（如线虫抗性）用标记筛选比田间表型鉴定更经济。

MAS的局限与挑战

• • 初期成本高（设备、技术、人力）
• • 标记与目标基因可能发生重组，导致选择误差（建议标记距离目标基因<5 cM或使用两侧标记）
• • QTL定位不准确（区间大、效应估计偏高）
• • 标记在不同群体中的通用性差
• • 需将研究用标记转化为“育种友好”标记（如将RFLP转化为STS，RAPD转化为SCAR）

MAS的主要育种策略

策略名称	简要说明
Marker-Assisted Backcrossing (MABC)	将目标基因导入优良品种，减少连锁累赘，加快背景恢复。
Gene Pyramiding	将多个抗病/抗逆基因聚合到同一品种中。
Early Generation MAS	在F2/F3阶段淘汰不良基因型，集中资源于少数优良系。
Combined Approaches	标记选择与表型选择结合，提升选择准确性或降低成本。

其他相关技术

• • MARS（标记辅助轮回选择）：对多个QTL进行选择，适用于复杂性状。
• • GWS（全基因组选择）：基于全基因组标记信息进行预测选择，适用于复杂性状育种。

结论

MAS已被证明是一种有效的育种工具，未来随着基因功能研究的深入和成本降低，其应用将更加广泛。但需优化策略、降低成本，并与传统育种方法有机结合，才能最大化其潜力。

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