第十七章：作物基因组学与分子育种

第十七章：作物基因组学与分子育种

实现分子育种，进入分子序列时代，结合人工智能方法

1. 粮食安全、作物育种

• 全球农作物用地2.4%；

• 杂交遗传育种与基因工程育种

  • 通过杂交的方法选育品种的过程叫做“遗传育种”
  • 通过转基因的方法选育品种的过程叫做“基因工程”育种

• 分子育种：指的是分子水平上的遗传育种，是传统育种与基因工程技术相结合的产物。

• 分子育种技术将外源DNA导入作物来改善育种效果，从而更大效率的利用种质资源。

  • 分子标记辅助育种（MAS）
  • 基因编辑
  • 转基因

• 分子育种的目标：

  • 高产
  • 优产
  • 抗胁迫
  • 降低成本（降低化肥用量）

2. 作物基因组学，重要农艺性状

• 什么是作物基因组学？
  • 答：作物基因组学是以农作物为研究对象的基因组学研究，包括：
  • 解析作物基因组的序列、结构和演化
  • 解释作物生长发育与复杂农艺性状形成的分子机理与调控网络
  • 挖掘用于作物分子设计育种的很总要基因资源
  • 建立作物组学数据平台和分析平台

3. 水稻：籼稻与粳稻，sd1，xa21，sh1

• xian 籼稻：种植于中国南方
• geng/jing 粳稻：种植于中国北方
• 水稻基因组测序：
  • 水稻基因组中
• 水稻重要农艺性状：
  • 半矮杆基因sd1
  • 抗落粒基因Sh1
  • 耐低温基因bZIP73
  • 白叶枯病抗性基因Xa21
• 海水稻：具有耐盐碱的水稻，抗涝抗病虫害、抗倒伏；
• 生长习性、落粒性、穗性、芒性等等

4. 小麦：6倍体，2倍体

• 起源于西亚，公元前3000年左右传入中国
• 小麦基因组测序耗时13年完成

5. 玉米：大刍草，TE

• 玉米基因组重要性状：
  • 分支数TBN基因

6. 大豆：G、pangenome

• 古称菽（shu） ，起源于国内
• 大豆基因组的重要性状：
  • G基因，控制大豆种子休眠
  • 大豆还没实现绿色革命，产量较低

7. 精准育种：

• 基因编辑
• 泛基因组
• 绿色超级稻