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分子育種技術是什麼?該怎麼用?

9月
23
2018

2018年9月23日11時 今日科學 科學網

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1. 什麼是分子育種?

顧名思義,就將分子生物學技術應用於育種中。目前主要包括分子標記輔助選擇(MAS,也稱為狹義的「分子育種」)、基因編輯和轉基因。

2. 這幾項技術是什麼意思?

(1)分子標記輔助選擇

問題來了,什麼是分子標記?它有點像是基因組這條「高速公路」上的「路標」,首先它能定位,可以告訴你當前位置;其次它可以告訴你當前的基因型是什麼;另外,有的「路標」還可以告訴你附近有沒有什麼「著名景點」,有沒有重要的功能基因。利用這樣一套分子標記系統,去在基因組上選擇育種家所期望的基因型,進而選擇目的性狀,比如說有沒有香味、是否抗稻瘟病,這樣的一種分子育種系統就可以理解為分子標記輔助選擇。

(2)基因編輯

基因編輯這個事有點像做手術,最初階段就是發現哪個地方發生了病變,就精準的切點東西出來,讓它變成育種家期望的性狀。後來這個技術發展的越來越高級了,這個手術變得更厲害了,還可以幫身體機器換個零部件什麼的,甚至還可以加點東西進去,這是後話了。

(3)轉基因

來自百度百科的定義:基因片段 <2>

的來源可以是提取特定生物體基因組中所需要的目的基因,也可以是指定序列的片段。DNA被轉入特定生物中,與其本身的基因組進行重組,再從重組體中進行數代的人工選育,從而獲得具有穩定表現特定的遺傳性狀的個體。該技術可以使重組生物增加人們所期望的新性狀,培育出新品種。

3. 這三項技術的特點

(1)分子標記輔助選擇

u 完全不涉及轉基因

u 育種方式和傳統育種相同,只是增加了「分子標記」作為工具,能夠更快速、有針對性的對目標性狀進行選擇,特別是對於米質、抗性等需要一定條件才能考察到相應性狀的目標性狀選擇,更加方便。

u 技術利用的門檻相對較低,只需要對基因進行相對精細的定位,就可以應用,不需要明確基因的每一個鹼基序列,也不需要進行基因克隆。

(2)基因編輯

u 過程涉及到轉基因的操作,但改良單株可以不含轉基因。

u 精準的定點修飾。

u 對已克隆基因進行操作,需要明確基因序列。

u 可以創製原始突變體。

(3)轉基因

u 轉基因本尊是也。

u 插入序列隨機整合至基因組中。

u 目標基因必須清楚的知道每一個鹼基序列,基因克隆是基礎。

u 可以創製原始突變體

4. 這三項技術更擅長的領域

(1)分子標記輔助選擇:

可用於未克隆基因;可以幫助傳統育種,高效的實現多基因的聚合;對於數量基因性狀的選育,也是一個不錯的輔助工具。

(2)基因編輯

最適合用於由於蛋白質功能缺失,產生有利性狀的目標性狀改良。

(3)轉基因

適合抗蟲、抗除草劑等需要利用外源基因才能行使功能的目標性狀改良。

5. 到底誰是轉基因?

這個問題之前,先了解兩個概念:外源基因和轉基因操作過程。

外源基因:不是這個物種本身有的基因,就是外源基因;該物種本身就有的基因,稱之為內源基因。

轉基因操作:一種基因工程手段,一個特定的技術操作,比如說植物一般這麼做:

在美國,對轉基因的認定是基於實質等同性原則的,就是說,如果你不含外源基因,就不認為你是一個轉基因產品,如果含外源基因,那就要接受轉基因安全監管。

但在歐洲一些國家,對轉基因的認定是基於過程的管理。只要你涉及到基因工程的操作,就認為你是轉基因的,所以在歐洲有的國家,基因編輯也被當作轉基因,需要接受非常嚴格的監管。

下一期主題:基因測序、晶片和各種PCR,到底該怎麼用?

以上源於個人總結,信息如有紕漏,請各位批評指正!

聲明:植物轉基因操作流程圖,來源於網絡。

「鄺鄺生物」來聊一聊關於分子育種的那些事。


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