下，分子标记辅助选择技术的研究和应用得到迅速发展。
分子标记辅助育种主要包括分子标记辅助选择(marker—assisted selection，MAS)和分子标记辅助杂种选育，分子标记辅助选择是指通过分析与目标基因紧密连锁的分子标记的基因型，借助分子标记对目标性状基因型进行选择。分子标记辅助育种缩短了育种年限，加快了育种进程，提高了育种效率，克服了很多常规育种方法中的困难。
分子标记一般依其所用的分子生物学技术大致可以分为两大类：一类是以Southern杂交技术为核心的分子标记，如RFLP，这类分子标记被称为第一代分子标记；另一类是以PCR技术为核心的分子标记，如STS、RAPD、AFLP、SSR等，这类分子标记被称为第二代分子标记；单核苷酸多态性(SNP)标记被称为第三代分子标记。
目前MAS在作物育种上的应用主要在质量性状和数量性状的选择这2个方面。 一种基于DNA变异的新型遗传标记——DNA分子标记，或简称分子标记。反映生物个体或种群间基因组中某种差异特征的DNA片段，它直接反映基因组DNA间的差异。
其优越性表现为：（1）直接以DNA的形式表现，在生物体的各个组织、各个发育阶段均可检测到，不受季节、环境限制，不存在表达与否等问题；（2）数量极多，遍布整个基因组，可检测座位几乎无限；（3）多态性高，自然界存在许多等位变异，无须人为创造；（4）表现为中性，不影响目标性状的表达；（5）许多标记表现为共显性的特点，能区别纯合体和杂合体。
目前分子标记已广泛用于植物分子遗传图谱的构建；植物遗传多样性分析与种质鉴定；重要农艺性状基因定位与图位克隆；转基因植物鉴定；分子标记辅助育种选择等方面。
第1类是以分子杂交为核心的分子标记技术，RFLP（限制性片段长度多态性标记）、它是指基因型之间限制性片段长度的差异，这种差异是由限制性酶切位点上碱基的插入、缺失、重排或点突变所引起的。该技术包括以下基本步骤：DNA提取；用DNA限制性内切酶消化；凝胶电泳分离限制性片段；将这些片段按原来的顺序和位置转移到易操作的滤膜上；用放射性同位素或非放射性物质标记的DNA作探针与膜上的DNA杂交（称Southern杂交）；放射性自显影或酶学检测显示出不同材料对该探针的限制性酶切片段多态性。
第2类是以聚合酶链式反应（PCR）为核心的分子标记技术，包括RAPD（随机扩增多态性DNA标记）利用合成的随机引物对基因组DNA进行PCR扩增，然后电泳检测PCR产物的多态性。SSR（简单序列重复标记）即微卫星DNA，是一类由几个（多为1-5个）碱基组成的基序（motif）串联重复而成的DNA序列，其长度一般较短，广泛分布于基因组的不
同位置。不同遗传材料重复次数的可变性，导致了SSR长度的高度变异性，这一变异性正是SSR标记产生的基础。尽管微卫星DNA分布于整个基因组的不同位置，但其两端序列多是保守的单拷贝序列，因此可以根据这两端的序列设计一对特异引物，通过PCR技术将其间的核心微卫星DNA序列扩增出来，利用电泳分析技术就可获得其长度多态性，即SSR标记。AFLP扩展片段长度多态性标记（是RFLP与PCR结合的产物，基于对植物基因组DNA双酶切经PCR扩增后的限制性片段进行选择）、STS序标位、SCAR序列特征化扩增区域；
第3类是一些新型的分子标记，如：SNP单核苷酸多态性（它是指不同生物个体基因组DNA序列之间单个核苷酸的差异，这种差异可以通过设计特异PCR引物扩增和电泳检测显示出来，SNP标记是根据基因组测序结果发展起来的，其数量十分丰富，检测SNP的最佳方法是DNA芯片技术）、EST表达序列标签 三 分子标记技术在玉米遗传育种中的应用
分子标记技术，是新近发展起来的现代育种技术之一。这些技术主要包括RFLP、RAPD、STS、SSR和AFLP等。获得的分子标记在玉米育种中的作用和意义主要表现在以下几方面：
(1)利用分子标记划分杂种优势群。通过分子标记可以揭示杂种优势的遗传基础，鉴定种质资源(亲本)的遗传多样性，并对其进行分类，从而有效地选配亲本。玉米育种中，此方面的研究最多。利用分子标记研究亲本遗传差异与杂种优势的相关性首先是在玉米中开展的。Smith和Stuber等对玉米的研究结果表明，杂种表现与亲本遗传距离间存在高度相关性。吴敏生等先后利用RAPD和AFLP标记对亲本遗传距离与玉米杂种产量有事的关系进行了研究，发现利用分子标记技术预测杂种优势作用有限。刘敏芝等首次利用RAPD标记对中国目前推广杂交种的15个主要亲本自交系进行了类群划分，结果表明利用此标记进行玉米自交系类群划分与系谱法一致，表明RAPD在玉米自交系类群划分的应用时可行的。吴敏生，番兴明吴渝生等也先后证明利用RAPD,AFLP,SSR标记在玉米杂种优势群划分中的可行性。
2)利用分子标记辅助育种(MAS)。该技术的关键是鉴定出与重要农艺性状紧密连锁的DNA分子标记，通过利用与目标性状紧密连锁的DNA分子标记对目标性状进行间接选择。美国、日本、西欧各国近年都投入巨资开展这方面的工作。水稻、小麦、玉米、棉花、大豆等重要作物的一批重要基因已被标记，如抗病虫、耐盐基因等。利用鉴定到的分子标记进行辅助选择育种也取得了一定的进展。在育种中利用分子标记辅助选择可以不受环境条件的干涉与影响，而且可克服对隐性基因控制的性状进行选择困难的问题，可以准确地对育种目标进行选择，从而大大缩短育种周期，提高育种效率。MAS成功应用于育种实践例子
已有很多报道，但在玉米育种中的报道较少。研究表明，应用标记辅助选择方法在回交育种中转移QTL的有利等位基因是可行的，即对数量性状的改良也是有效的。因此，未来的玉米育种中可以从直接进行带目标基因的自交系的选育、构建近等基因系及进行有利基因聚合三方面开展MAS。
3)利用分子标记建立植物品种的指纹图谱，通过指纹图谱可以精确地把遗传差异很小的植株区别开来，在植物新品种保护领域特别有应用价值。而且建立常用自交系和杂交种的DNA指纹图谱数据库，可以对植物基因型做出明确的鉴定，特别是对那些没有准确系谱记载的育种材料进行遗传分类，并估算这些材料之间的遗传距离。
4)利用分子标记探寻优良基因资源。通过分子标记，能够准确鉴定种质资源中的优异农艺性状基因的多样性，特别是能够从农艺性状不良的野生种中，鉴定出其中蕴藏着的优良农艺性状基因，这将发掘出大量的未被利用的优良农艺性状的基因，大大拓宽育种的种质基础。
分子标记技术不久的将来必将成为常规育种技术中一个重要组成部分，但目前分子标记还需要在以下几方面不断完善：一、构建玉米分子遗传饱和图谱；二、探索基因型与表现型之间的关系，进行更多重要农艺性状基因的精细定位；三、探索分子标记与常规育种的有效结合途径；四、探索自动化程度高，价格低廉的新分子标记。
五、分子标记技术在玉米育种中的应用前景
由于DNA分子标记有着明显的优越性，它可以用于遗传分析的多个方面，因此得以迅速的传播开来。在玉米遗传育种中，DNA分子标记技术主要局限于基础研究领域，还没有与育种实践真正结合起来。DNA分子标记在玉米遗传育种中的应用还有一定的局限性，主要包括以下几个方面：检测结果的偏差；QTL的精确定位还有一定难度；分子标记与表型之间的关系有待进一步研究；费用昂贵，实验要求技术比较全面。尽管目前DNA分子标记技术仍存在其局限性，但随着分子生物学的发展，分子标记技术必将会逐步完善，或出现新的分子标记技术，而成为生命科学的一种简便、快捷、高效的分析手段。在玉米遗传育种中，如果将分子标记同常规育种相结合，DNA分子标记技术将有更加广阔的应用前景。
五．以一种作物为例，简述基因工程育种现状（20分）06789年考过P258
现状：近年来，基因工程在玉米遗传育种中取得了巨大进展，基因工程弥补了玉米遗传资源的不足，并解决了过去不能解决的难题。
1988年以前玉米组织培养只能用愈伤组织再生植株，原生质体再分化植株没有成功，
直到1993年玉米基因工程研究才取得了一系列成绩。在玉米遗传育种中常用的基因工程技术主要有分子标记、DNA重组技术(也称转基因技术)等。转基因技术方法主要有农杆菌介导法、基因枪法、PEG介导、子房注射法、花粉管通道等方法。到目前为止，在玉米基因工程中应用最多、效果最好的转基因方法就是基因枪法。分子标记自1980年以来发展迅速，多种DNA分子标记技术的应用，解决了许多玉米遗传育种工程技术上的难题。转基因技术、分子标记技术等基因工程技术被广泛应用于玉米自交系的遗传多样性分析、优势群划分、雄性不育系的研究、品质改良、病虫害抗性等方面。
基因转化技术在玉米遗传育种中的应用。玉米转基因技术应用领域十分广泛，主要应用在抗除草剂玉米、特种玉米等方面。抗虫转基因玉米主要应用的是Bt基因和从植物中分离出的昆虫蛋白酶抑制基因(广泛应用的是豆胰蛋白酶抑制剂基因CpT)及植物凝集素基因等。目前所发现的Bt基因，可以毒杀鳞翅目、双翅目、鞘翅目的昆虫。昆虫蛋白酶抑制基因对于许多给农业生产造成重大经济损失的害虫都具有抗性，其中包括玉米螟、直翅目的蝗虫等。将抗除草剂耐性引人玉米是增加除草剂选择及安全性的一种新途径，BASF公司开发的抗除草剂玉米对于稀禾定具有高度耐受性，使其可以在玉米发芽后喷施，防止所有的禾本科杂草。近年来，转基因玉米层出不穷，1998年，转基因玉米占全球转基因作物面积的30%，仅次于转基因大豆，主要是抗虫玉米和耐除草剂玉米。
分子标记技术在玉米遗传育种中的应用
随着分子生物学的发展，开发了一类基于DNA变异的分子标记。目前，已开发的分子标记主要有：RFLP、RAPD、AFLP、SSR、SCAR、SNP等。分子标记直接以DNA形式表现，不受环境条件和发育阶段的影响，标记的数目多、多态性高。有许多分子标记表现为共显性，能提供完整的遗传信息。Heienqaris(1986)等用100多个500～1000bp的简单序列克隆建立了第一张玉米RFLP分子标记遗传图谱，定位了113个位点，到1995年玉米遗传连锁图已经定位了1168个RFLP标记。根据DNA分子标记、可以准确定位玉米的各种质量性状和数量性状基因，使育种者可更清楚地了解一些重要性状的遗传基础，有助于根据基因间的互作效应，基因与标记间的遗传距离等，决定选用哪种育种方法，配制多少组合及培育多大供选群体，从而制定高效育种计划。利用分子标记，通过研究遗传多样性，为玉米种质资源收集、保存和利用，为亲本选择、玉米类群的划分和组建提供依据。同时加强基因工程在杂种优势预测方面的研究，使基因工程更好地服务于玉米遗传育种工作。
基因工程在玉米遗传育种中的应用展望
在饱和遗传图谱和分子标记的基础上，Pratt(1992)等开展了抗病基因分子标记辅助选择工作。尤其是QTLs的分子标记基因定位，使操作单个QTL成为可能。育种者可从单个主基因或单个QTL直接选择。在抗病基因和外壳蛋白基因克隆方面，利用转座子标记法已得到克隆的玉米抗圆斑病基因Hml、玉米的抗锈病基因RPI、玉米矮花叶病毒外壳蛋白基因。转基因玉米数量也是逐年增多，1998年转基因玉米在全球种植面积为830万公顷，1999年增至1100万公顷。油分含量高、加工品质好、营养丰富，是将来玉米转基因的研究方向。因而转基因研究应从单基因的转化向多基因转化方向发展，加强特种玉米的转基因研究。我国要加强国际间合作，充分利用我国的资源优势和现有成果，用不同的分子标记来实现我们自己的研究目的。利用分子标记，建立我国玉米自交系和杂交种遗传脆弱性监测机制及体系，通过研究遗传多样性，为玉米种质资源收集、保存和利用，为亲本选择、玉米类群的划分和组建提供依据。同时加强基因工程在杂种优势预测方面的研究，使基因工程更好地服务于玉米遗传育种工作。
将基因工程与常规育种方法结合起来，可以准确地鉴定基因型。例如，可以先用常规方法把多个抗性基因组装在一起，然后利用分子标记技术快速、准确地鉴定出多抗性基因型。应用基因工程技术与常规育种方法紧密结合是玉米育种的一个突破方向。而实现种间、属间甚至动、植物间的基因流动是另一个突破方向。将基因工程与常规育种方法结合起来，可以准确地鉴定基因型。目前，发展起来的基因芯片技术解决了传统核酸印迹杂交技术复杂、自动化程度低、检测目标分子数量少、成本高、效率低等不足，已被广泛应用于基因表达研究、发现新基因等领域，将来有望在玉米基因工程育种上发挥其重要作用。
玉米转基因技术主要有：以农杆菌Ti质粒介导的载体转化技术；利用基因枪、PEG等的DNA直接导入转化技术及通过花粉管通道、子房注射的转化技术。
目前玉米的基因工程研究大多集中在以下几个方面：一、培育抗病虫的转基因玉米。抗虫转基因玉米主要应用的是苏云金杆菌杀虫结晶蛋白基因(简称Bt基因)和昆虫蛋白酶抑制基因(广泛应用的是豆胰蛋白酶抑制剂基因C声 )及植物凝集素基因等。二、培育抗除草剂的转基因玉米。将抗除草剂基因引入玉米是增加除草剂选择及安全性的一种新途径。三、培育抗旱、抗寒等抗逆性转基因玉米。四、培育高淀粉、高蛋白、高氨基酸等优良品质玉米。
基因工程在玉米遗传育种研究中的应用，主要是将外源基因导入受体系统，使其整合在受体基因组DNA上，并得以表达。通过这种手段使植株体内基因的数目和种类日益增加，
作物育种学历年考题及答案
