MAS育种不仅可以通过与目标基因紧密连锁的分子标记在早世代对目的性状进行选择，同时，也可以利用分子标记对轮回亲本的背景进行选择。目标基因的标记筛选(gene taggmg)是进行MAS育种的基础。用于MAS育种的分子标记需具备3个条件：①分子标记与目标基因紧密连锁(最好lcM或更小，或共分离)；②标记适用性强，重复性好，而且能经济简便地检测大量个体(当前以PCR为基础)；③不同遗传背景选择有效。遗传背景的MAS则需要有某一亲本基因型的分子标记研究基础。
一、遗传图谱的构建与重要农艺性状基因的标记
通过建立分子遗传图谱，可同时对许多重要农艺性状基因进行标记。许多农作物上已构建了以分子标记为基础的遗传图谱。这些图谱在重要农艺性状基因的标记和定位、基因的图位克隆、比较作图以及MAS育种等方面都是非常有意义的。但是由于分子标记数目的限制，目前作图亲本的选用首先考虑亲本间的多态性水平，育种目标性状考虑较少，这样使遗传图谱的构建与重要农艺性状基因的标记筛选割裂开来。因此，根据育种目标选用两个特殊栽培品种作为亲本来构建作物的品种——品种图谱，将作物图谱构建和寻找与农艺性状基因紧密连锁的分子标记有机结合起来。
遗传作图的原理与经典连锁测验一致，即基于染色体的交换与重组。在细胞减数分裂时，非同源染色体上的基因相互独立，自由组合，而位于同源染色体上的连锁基因在减数分裂前期Ⅰ非姊妹染色单体间的交换而发生基因重组。用重组率来表示基因间的遗传距离，图距单位用厘
摩(centi—Morgan，cM)表示，一个cM的大小大致符合1％的重组率。遗传图谱只显示基因间在染色体上的相对位置，并不反映DNA的实际长度。
遗传图谱构建的主要环节为：①根据遗传材料之间的多态性确定亲本组合，建立作图群体；②群体中不同植株的标记基因型分析；③借助计算机程序构建连锁群。因此，要构建好的遗传图谱，首先应选择合适的亲本及分离群体，这直接关系到建立遗传图谱的难易程度，遗传图谱的准确性及所建图谱的适用性。亲本间的差异不宜过大，否则会降低后代的结实率及所建图谱的准确度。而亲本间适度的差异范围因不同物种而异，通常多态性高的异交作物可选择种内不同品种作杂交亲本，而多态性低的自交作物则需选择不同种间或亚种间品种作杂交亲本。如玉米的多态性极好，一般品种间配制的群体就可成为理想的分子标记作图群体，而番茄的多态性较差，因而选用不同种间的后代构建分子标记作图群体。 用于分子标记的遗传作图群体一般分为两类，一类为暂时性分离群体，包括F2群体、BC等；另一类为加倍单倍体(doubled hap㈤d，DHL)和重组近交系(recombinant lnbred Lines，RIL)等永久性分离群体。自花授粉作物与异花授粉作物作图群体的构建方法如图17—5所示。
它们的特点见表17—2。F2群体构建比较省时。但由于每个F2单株所提供的DNA有限，且只能使用一代，限制了该群体的作图能力。BC群体是由F1与亲本之一回交产生的群体。由于该群体的配子类型较少，统计及作图分析较为简单，但提供的信息量少于F2群体，且可供作图的材料有限，不能多代使用。若通过远缘杂交构建的F2作图群体，易发生向两极疯狂分离，标记比例易偏离3：1或1：2：1。第二类为永久性分离群体，包括重组自交系群体、加倍单倍体群体等。RIL群体是由F2经多代自交一粒传(Single seed descendant，简称SSD)使后代基因组相对纯合的群体。RIL群体一旦建立，就可以代代繁衍保存，有利于不同实验室的协同研究，而且作图的准确度更高。缺点是建立RIL群体相当费时，而且有的物种很难产生RIL群体。DH群体是通过对Fl进行花药离体培养或通过特殊技术(如棉花的半配生殖材料)得到单倍体植株后代，再经染色体加倍而获得的纯合二倍体分离群体。因此DH群体也能够长期保存。但构建DH群体需深厚的组织培养基础和染色体加倍技术。与暂时性群体相比，永久性群体至少有两方面长处：①群体中各品系的遗
传组成相对固定，可以通过种子繁殖代代相传，不断地增加新的遗传标记，并可在不同的研究小组之间共享信息；②可以对性状的鉴定进行重复试验以得到可靠的结果。这对于某些病害的抗性鉴定以及受多基因控制且易受环境影响的数量性状的分析尤为重要。
许多重要的农艺性状，如抗病性、抗虫性、育性、一些抗逆性(抗盐、抗旱)等都表现为质量性状遗传的特点。由于这些性状只受单基因或少数几个主基因控制，一般均有显隐性，在分离世代无法通过表型来识别目的基因位点是纯合还是杂合，在几对基因作用相同时(如一些抗病基因对病菌的不同生理小种反应不同)，无法识别哪些基因在起作用。特别是一些质量性状虽然受少数主基因控制，但其中许多性状的表现还受遗传背景，微效基因以及环境条件的影响。所以利用分子标记技术来定位、识别质量性状基因，特别是利用分子标记对一些易受环境影响的抗性基因的选择就变得相对简单。
二、近等基因系的培育与重要农艺性状基因的标记
近等基因系(NIL)是Young等人最早提出来的。近等基因系的培育主要是通过多次的定向回交，它与原来的轮回亲本就构成了一对近等基因系(图6—1)。在回交导人目标性状基因的同时，与目标基因连锁的染色体片段将随之进入回交子代中(图17—6)。NIL作图的基本思路是鉴别位于导人的目标基因附近连锁区内的分子标记，借助于分子标记定位目标基因。利用这样的品系可在不需要完整遗传图谱的情况下，先用一对近等基因系筛选与目标基因连锁的分子标记，再用近等基因系间的杂交
分离群体进行标记与目的基因连锁的验证，从而筛选出与目标基因连锁的分子标记。Param等1991年运用212个随机引物对莴苣抗感霜霉病(Dm)的近等基因系进行了RAPD分析，将4个RAPD标记定位在Dml和Dm3连锁区域，6个定位在Dmll连锁区。用近等基因系方法，还筛选出燕麦锈病，大麦茎锈斑病，小麦的腥黑穗病，番茄的线虫、花叶病毒，烟草的黑根瘤等抗性基因以及很多其他的目标基因的分子标记。
三、群体分离分析法与重要农艺性状基因的标记
近等基因系的基因作图效率很高，但一个近等基因系的培育耗费时间长，既费工又费时，另外，许多植物很难建造其近等基因系，如一些林木植物既无可利用的遗传图谱，又对其系谱了解很少，几乎不可能创造近等基因系。1991年，Michelmore等提出了群体分离分析法
(Bulked segregant analysis，BSA)，为快速、高效筛选重要农艺性状基因的分子标记打下了基础。下面以某一抗病基因为例说明构建BSA群体的方法。用某一作物的抗病品种与感病品种杂交，F2抗病基因发生分离。依抗病性表现将分离群体植株分为2组，1组为抗病的，另1组为感病的。然后分别从两组中选出5～10株抗、感极端类型的植株提取DNA，等量混合构成抗、感DNA池。对这两个混合DNA池进行多态性分析，筛选出有多态性差异的标记，再分析F2所有的分离单株，以验证该标记与目标性状基因的连锁关系以及连锁的紧密程度。NIL和BSA分析方法见图17—6。
分子标记辅助选择育种 - 图文
