下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
分子标记育种是利用分子标记与决定目标性状基因紧密连锁的特点，通过检测分子标记，即可检测到目的基因的存在，达到选择目标性状目的的一种新型育种方法。由于分子标记不受环境条件的影响，因此使用这种方法可以提高选择的准确性，缩短育种周期，加快育种进程。据估计，使用分子标记育种方法，可以使育种周期由原来的67年缩短到23年，效率提高数倍。基于传统的杂交、回交育种方法，结合标记筛选，转移有利性状的基因并进行多个基因的聚合，是分子标记育种的核心。
将生物技术应用在玉米育种中已经有很多年的研究历史，并且获得了显著的成绩。常规的玉米育种方法主要是利用形态学和生化标记的方式开展相关工作，但是此种方法受到标记数量较少，以及环境影响的限制，因而玉米育种的质量一直无法满足人们的需求。而使用DNA分子标记技术进行玉米育种可以拥有很好的效果，并且该技术已经发展了很多年，技术相对成熟，是当前玉米育种非常重要的技术之一，能够促进玉米种植行业更好地发展。
分子标记技术飞速发展，并被广泛应用于动植物的遗传研究中，如在玉米、大豆、鸡、猪等动植物育种和生产中有许多应用性研究，主要集中在基因定位、辅助育种、疾病治疗等方面，并取得了一些应用成果。分子标记技术的开发是分子生物学领域研究的热点。随着分子生物学理论与技术的迅猛发展，科学家们将研发出分析速度更快、成本更低、信息量更大的分子标记技术。同时，分子标记技术与提取程序化、电泳胶片分析自动化、信息（数据）处理计算机化相结合，将加速遗传图谱的构建、基因定位、基因克隆、物种亲缘关系鉴别及与人类相关的致病基因的诊断和分析等方面的发展。
分子标记育种是在植株发育早期或早代分离群体中进行早期选择，以加快育种进程和提高选择效率。分子标记的实质就是在DNA水平上对基因的结构进行分析，它可以揭示出整体基因组成和排列的差异，以及基因内部的碱基变异，从而估计DNA的变异度和多态性。
①目标基因的精细定位，要求目标基因有一个与其紧密连锁的分子标记，同时目标基因座位与分子标记座位之间的遗传距离小于5cm；
②采用RFLP、RAPD、AFLP、SSR等分子标记进行多态性检测；
③利用计算机分析多态性；
④应用RFLP、RAPD、AFLP、SSR等对育种群体进行分子标记辅助选择。
分子标记技术主要分为三大类：基于分子探针的标记技术、基于蛋白质和细胞表面抗原的标记技术、基于偶联反应的标记技术。
①基于分子探针的标记技术
基于分子探针的标记技术是一种最常用的分子标记技术，它利用一些特定的化合物来检测特定的物质，如DNA和RNA等。通常，这些探针化合物是染料或荧光素等有色物质，当它们与特定的分子相结合时，会发出特定的荧光信号。
②基于蛋白质和细胞表面抗原的标记技术
基于蛋白质和细胞表面抗原的标记技术包括各种免疫技术，如免疫组化、抗原－抗体免疫印迹、免疫荧光技术等。这些技术通过抗原与抗体相结合的方式，利用特异的抗体识别特定的蛋白质和细胞表面抗原，并通过染料或荧光素的发光显示检测出的信息。
③基于偶联反应的标记技术
基于偶联反应的标记技术是一种重要的分子标记技术，它通过一种偶联的反应，将一种可以发出特定荧光或染色信号的化合物连接到另一种特定部位的分子上。这种技术可用于检测如DNA和RNA等特定类型的分子，从而对细胞内各种活动进行检测。
当前，结合我国实际情况，科学家们将分子标记技术同常规玉米育种的丰富经验相结合，并充分利用国内外研究成果，提高了玉米品种的抗逆性，增加了玉米的产量、株行数等，为我国特有玉米种质资源分子标记，以及玉米高产、优质和高抗性等新基因的发现、鉴定和利用提供了参考，促使相关工作开展得更加顺利。
分子标记技术主要用于：分子遗传图谱的构建；亲缘关系的分析，通过探究作物的起源与发展进化，为育种挖掘和提供多样且优异的亲本，从而提高育种成功率；农艺性状的定位；标记辅助选择，标记基因与目的基因的遗传距离应小于5cm，且目的基因两侧各有一个标记（至少一个）。
①玉米杂种优势群的划分
只有建立相应的杂种优势模式，才能有效地改良玉米自交系和选配优质高产的玉米杂交组合，提高育种效率。在中国，形态差异、地理来源、系谱追踪、配合力表现，同工酶标记以及生理生化指标等方法相继被用于玉米杂种优势群的划分，这些方法都具有各自的优点，但同时也存在比较费时、供试材料较少、系谱资料不全、同工酶位点较少等缺点，导致玉米杂种优势群划分存在偏差，甚至一些供试材料根本无法划分。DNA分子标记技术的发展为玉米杂种优势群的划分提供了新的手段和方法。
②分子标记技术在玉米遗传多样性方面的研究进展
深入认识种质的遗传多样性，是合理发掘、开发和利用各种种质资源的前提。由于可标记数目多、多态性丰富等特点，利用分子标记技术对遗传多样性进行评价，比以往通过形态观察和同工酶标记等手段具有更多优势。
提高目标基因的选择效率是加快育种进程的关键。由于不同发育阶段、不同组织的DNA都可用于标记分析，因此选择早代的植株基因型进行育种成为可能。
选育具有高配合力的自交系玉米不仅花费较大，而且效率较低。因此，为了提高育种效率，研究杂种优势及产量预测一直是玉米育种工作者努力的目标。科学家们曾尝试用同工酶来预测杂种优势及产量，但是由于同工酶标记所能检测到的差异座位较少，且易受作物种类、酶的种类和生长发育阶段的影响，难以有效地应用于作物杂种优势预测。20世纪80年代以来，DNA分子标记的迅速发展，为研究玉米杂种优势及产量预测提供了新的手段，并且全世界在这方面也做了较多的研究，但众多研究还未能得出一致的结论。
寻找与目标基因或QTL紧密连锁的分子标记，可为遗传育种提供不受环境影响的遗传标记。同时，对目标基因进行精确定位，也是进一步分离、克隆、导入目标基因的前提。
高纯度的杂交种是作物高产的基础，品种混杂或纯度降低会明显降低作物产量。快速、准确地检测玉米种子质量的方法已成为政府、种子生产者、经营者和广大农民十分关注的技术之一，它对于种子质量标准化、品种审定、假种辨别、产权纠纷解决等具有十分重要的作用。传统田间性状鉴定和籽粒形态鉴定虽然简单易行，但受栽培措施及环境因子的影响较大，会影响检测的准确性。利用同工酶和蛋白质电泳图谱的鉴定技术虽具有灵敏度高、准确、易操作等优点，但同工酶位点及蛋白质种类有限，不能完全显示品种间的多态性，也很难满足种子纯度、种质资源及育种工作发展的需要。随着分子生物学的迅速发展，分子标记技术的不断成熟与完善为玉米品种的基因型鉴定提供了一条新的途径。