第十七章分子标记辅助选择育种习题及答案

一、名词解释

1、分子植物育种 2、分子标记 3、SSR 4、InDel 5、CAPS 6、SNP 7、基因功能标记 8、显性标记 9、共显性标记 10、特异引物PCR标记 11、随机引物PCR标记 12、RIL群体 13、DH群体 14、LOD值 15、BSA 16、RCA 17、连锁累赘 18、QTL 19、 QTL定位 20、加性效应 21、QTL的初级定位 22、前景选择 23、背景选择 24、图示基因型25、基因聚合 26、分子设计育种 27、DNA变性 28、DNA复性 29、基因组 30、琼脂糖凝胶电泳 31、聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE） 32、SCAR标记 33、比较基因作图 34、同线性 35、共线性 36、基因定位 37、分子标记辅助选择 38、基因转移 39、分子杂交 40、同义SNP 41、非同义SNP

二、简答题

1.背景选择概念及其作用？ 2.基于PCR的分子标记有哪些？ 3.简述植物分子育种的研究内容。 4.分子标记辅助选择的优点有哪些？ 5.分子标记辅助育种实施的基础是什么？ 6.遗传标记的种类有哪些？

7.如何开发SSR和InDel分子标记？ 8.分子标记连锁图谱构建的基本步骤？

9.常用的临时性作图群体与永久性作图群体、构建方法与群体特点？ 10.BSA的基本原理是什么？ 11.QTL精细定位的程序是什么？ 12.QTL定位的基本步骤是什么？

13.如何提高QTL定位灵敏度和精确度？

14.简述QTL定位的基本原理（基于标记的分析方法和基于性状的分析方法）？ 15.如何根据两个相邻标记的基因型来推测出它们之间染色体区段的来源和组成？

16.开展分子设计育种的条件？ 17.作物分子设计育种的步骤？ 18.中国作物分子育种的现状？ 19. 纯化后核酸质量的鉴定标准？ 20.理想分子标记需达到的要求条件？ 21.分子标记优越性有哪些？ 22.分子标记类型有哪些？ 23.DNA提取流程是什么？

24. PCR反应的基本过程是什么？ 25.PCR反应的动力学 26.PCR反应五要素？

27.PCR引物设计的基本原则？ 28.PCR的优点？

29.PCR过程中常出现的问题？

30.简并引物的概念及简并引物的设计原则 31.酶的类型有哪些？

32.简述RFLP标记原理? 33.简述RFLP的特点? 34.VNTR基本原理是什么? 35.CAPs的特点是什么? 36.RAPD的原理是什么?

37.RAPD与经典PCR反应的区别？ 38.RAPD的特点是什么? 39.RAPD的PCR扩增条件？ 40.AFLP引物的组成是什么？ 41.SSR标记的原理是什么？ 42.ISSR的原理是什么？ 43.ISSR的特点是什么？ 44.EST的优势是什么？

45. 作图群体对亲本的选择条件？ 46.作图分离群体的类型？ 47.作图F2群体的特点？

48.BC1（回交）群体的特点是什么？

49.RIL（重组近交系）群体的特点是什么？ 50.DH（双单倍体）群体的特点? 51. 如何确定作图群体大小？

52.不同用途对遗传图谱饱和度的要求？ 53.NIL（近等基因分析法）分析法及原理？ 54.BSA（群体分离分析法）分析及原理？ 55.分子标记辅助选择的优越性

56.分子标记技术在作物育种中的应用 57.不同分子标记方法比较

参考答案

一、名词解释

1.分子植物育种：依据分子遗传学，遗传学和植物育种学的理论，利用DNA重组技术和DNA标记技术来改良植物品种的新型学科。

2.分子标记：DNA水平上遗传多态性的直接反映，是直接以DNA多态性为基础的遗传标记。

3.SSR：微卫星或简单序列重复,以2-6个核苷酸为基本单元的简单串联重复序列。 4.InDel：插入缺失标记，指的是两种亲本中在全基因组中的差异，相对另一个亲本而言，其中一个亲本的基因组中有一定数量的核苷酸插入或缺失。根据基因组中插入缺失位点，设计一些扩增这些插入缺失位点的PCR 引物，就是InDel。

5.CAPS：先对样品DNA进行专化性扩增，再用限制性内切酶对扩增产物进行酶切检测其多态性，称为CAPS标记。 6.SNP：具有单核苷酸差异引起的遗传多态性特征的DNA区域，可以作为一种DNA标记，即SNP。

7.基因功能标记：根据已克隆的基因序列开发的分子标记，标记和基因共分离，能完全准确地跟踪和识别基因。

8.显性标记：仅能检测显性等位基因，不能够区分纯合和杂合基因型的遗传标记。有

RAPD、AFLP、ISSR、STS。

9.共显性标记：同时能检测出显性和隐性等位基因，能够区分纯合和杂合基因型的遗传标记。有RFLP、RAPD、AFLP、SSR、ISSR、SCAR、STS、CAPs。

10.特异引物PCR标记：针对已知序列的DNA区段而设计的，具有特定核苷酸序列，引物长度通常为18-24核苷酸。常用的特异引物PCR标记主要有SSR标记、SCAR标记、STS标记及RGA标记等。

11.随机引物PCR标记：所用引物的核苷酸序列是随机的，其扩增的DNA区段是事先未知的。常用的随机引物PCR标记主要有RAPD、AP-PCR、DAF、ISSR等。

12.RIL群体：杂种后代经过多代自交而产生的一种作图群体。通常从F2代开始，采用单粒传代的方法来建立。

13.DH群体：单倍体经过染色体加倍形成的二倍体称为加倍单倍体或双单倍体(DH)，由它们组成的群体为DH群体。

14.LOD值：假设两座位间存在连锁（r < 0.5）的概率与假设没有连锁（r = 0.5）的概率。这两种概率之比可以用似然比统计量来表示，即L（r）/L（0.5），其中L（）为似然函数。为了计算方便，常将L（r）/L（0.5）取以10为底的对数，称为LOD值。 15.BSA：将高值和低值两组个体的DNA分别混合，形成两个DNA池，然后检验两池间的遗传多态性。

16.RCA：源于BSA的方法，可用于隐性分析。

17.连锁累赘：在回交导入目标基因的同时，与目标基因连锁的染色体片段将随之进入回交后代中，这种现象称为连锁累赘。

18.QTL：控制数量性状的基因在基因组中的位置称为数量性状基因座(QTL)。

19.QTL定位：利用分子标记进行遗传连锁分析，可以检测出QTL的位置和效应，即QTL定位。

20.加性效应：等位基因间与非等位基因间的累加作用引起的效应。

21.QTL的初级定位：QTL定位研究常用的群体有F2、BC、RI和DH，这些群体可称为初级群体。用初级群体进行的QTL定位称为初级定位。 22.前景选择：对目标基因的选择称为前景选择。

23.背景选择：对基因组中除了目标基因之外的其他部分(即遗传背景)的选择，称为背景选择。

24.图示基因型：根据相邻标记可以推测出一个反映全基因组组成状况的连续的基因型，这种连续的基因型能直观地用图形表示出来，称为图示基因型。

25.基因聚合：指将分散在不同品种中的有用基因聚合到同一个基因组中。

26.分子设计育种：利用作物基因组学，蛋白质组学和代谢组学的生物数据，借助生物信息学的方法和手段，对整个基因组控制作物重要农艺性状的基因及基因网络进行分子水平上的设计和操作，进而培育作物新品种的过程。

27.DNA变性：在高温或某些化学试剂作用下双链DNA分子的两条互补的单链会相互分开的过程。

28.DNA复性：当变性的外界条件消除后，互补的单链DNA又可恢复双螺旋结构的过程。

29.基因组：是指一种生物或个体细胞所具有的一套完整的基因及其调控序列。 30.琼脂糖凝胶电泳：分离，纯化和鉴定长度为0.2—50Kb的DNA片段。应用于RAPD,RFLP,ISSR,SCAR等。

31.聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）：分离，纯化和鉴定长度为5—500bp的DNA长度。非变性PAGE:应用于SSR等，变性PAGE:应用于AFLP等

32.SCAR标记（特定序列扩增）

SCAR标记是一种将RAPD标记转化成特异序列扩增区域标记(SCAR)的新方法。是共显性遗传。

33.比较基因作图：利用一种物种的分子标记对另一物种进行遗传或物理作图。 34.同线性：定位在一个物种的染色体上的两个或多个标记又被定位于另一物种的同源染色体区域上，但这些标记间的相对顺序可变化。

35.共线性：定位在一个物种的染色体上的两个或多个标记又被定位于另一物种的同源染色体区域上，但这些标记间的相对顺序是保守的。 36.基因定位（Mapping of genes）：是指通过遗传作图的方法，确定基因于遗传标记之间的关系。

37.分子标记辅助选择：借助分子标记对目标性状的基因型进行选择，从而达到提高育种效率的目的，称为分子标记辅助选择（Marker-assisted selection,MAS） 38.基因转移(gene transfer)或基因渗入（gene transgression）:是指将供体亲本（一般为地方品种，特异种质或育种中间材料等）中的有用基因（即目标基因）转移或渗入到受体亲本（一般为优良品种或杂交品种亲本）的遗传背景中，从而达到改良受体亲本个别性状的目的。 39.分子杂交：单链的DNA与RNA，RNA与RNA或DNA与RNA之间通过碱基互补配对原则形成DNA-DNA，RNA-RNA或DNA-RNA的双螺旋结构的不同类型的杂交分子。 40.同义SNP：SNP所致的编码序列的改变并不影响其所翻译的蛋白质的氨基酸序列，突变碱基与未突变碱基的含义相同。

41.非同义SNP：碱基序列的改变可使其翻译的蛋白质序列发生改变，从而影响了蛋白质的功能。

二、简答题

1.背景选择概念及其作用？

对基因组中除了目标基因之外的其他部分(即遗传背景)的选择，称为背景选择。1. 加快遗传背景恢复成轮回亲本基因组的速度，以缩短育种年限；2. 可以避免或减轻连锁累赘。

2.基于PCR的分子标记有哪些？

特异引物PCR标记主要有SSR标记、SCAR标记、STS标记及RGA标记；2. 随机引物PCR标记主要有RAPD、AP-PCR、DAF、ISSR。基于限制性酶切和PCR相结合的分子标记有AFLP标记和CAPS标记。

3.简述植物分子育种的研究内容。

标记辅助选择育种，通过DNA标记技术来对某些重要农艺性状座位直接进行选择

改良，可以考虑到多个生产性状座位；

转基因育种，通过基因转移技术将外源基因导入到某种植物的基因组上，从而达

到改良重要农艺性状（产量、品质、抗性）或非常规育种性状的目标。

分子设计育种，以生物信息学为平台，以基因组学和蛋白组学等数据库为基础，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，根据具体作物的育种目标和生长环境，在计算机上设计最佳方案，然后开展作物育种试验的分子育种方法。

4.分子标记辅助选择的优点有哪些？

表现稳定，DNA多态性直接,数量多，理论上遍及整个基因组；多态性高；对目标性状表达无不良影响，与不良性状无必然连锁；部分标记遗传方式为共显性，可鉴别基因型纯合与杂合类型；成本不是太高，一般实验室建立分子生物学基本设备即可进行。

5.分子标记辅助育种实施的基础是什么？

与理想农艺性状共分离或紧密连锁的分子标记；饱和的分子遗传连锁图。 6.遗传标记的种类有哪些？

形态标记、细胞学标记、蛋白质标记、DNA标记。 7.如何开发SSR和InDel分子标记？

SSR：1.在网站上找到并下载目标序列（BAC/PAC克隆）；2. 查找SSR基序（使用SSR Hunter）；3.用NCBI上的Blast搜索寻找SSR多态性；4.用primer5.0设计SSR引物；5.检测SSR多态性。

InDel：1.在网站上找到并下载目标序列（BAC/PAC克隆）；2. 查找InDel基序；3.用NCBI上的Blast搜索寻找InDel多态性；4.用primer5.0设计InDel引物；5.检测InDel多态性。

8.分子标记连锁图谱构建的基本步骤？

1.选择适合作图的DNA标记；2.选择用于建立作图群体的亲本组合；3.建立作图群体(分离群体）；4.测定作图群体中不同个体或株系的标记基因型；5.对标记基因型数据进行连锁分析，构建标记连锁图。

9.常用的临时性作图群体与永久性作图群体、构建方法与群体特点？

暂时性分离群体：F2、F3、F4、BC、三交群体等,群体的分离单位是个体、一经自交或近交其遗传组成就会发生变化，无法永久使用。

永久性分离群体：RIL、DH、BIL群体等,群体中分离单位是株系，不同株系间存在基因型的差异，而株系内个体间的基因型是相同且纯合的，是自交不分离的。

构建方法：1.亲本选配；2.分离群体类型选择；3.确定群体的大小。

近等基因系：一组遗传背景相同或相近，只在个别染色体区段上存在差异的株系，称为近等基因系。