Wang X-R, Torimaru T, Lindgren D, Fries A (2010) Marker-based parentage analysis facilitates low input “breeding without breeding” strategies for forest trees. Tree Genet Genomes 6:227–235. doi: 10.1007/s112
摘要
控制雜交和子代測(cè)試是樹(shù)種育種計(jì)劃的重要組成部分卢未。近來(lái)潦牛，已經(jīng)提出了一種“無(wú)育種育種”（BWB）的新方法莱坎，以獲得風(fēng)花授粉后代的育種和試驗(yàn)結(jié)構(gòu)譜系;該技術(shù)使用高分辨率標(biāo)記而不是常規(guī)方法。 BWB方法對(duì)于跨越針葉樹(shù)而言是有吸引力的捍靠，其中育種周期長(zhǎng)，繁殖成熟度常常延遲。對(duì)于BWB方法的應(yīng)用存淫，父母的準(zhǔn)確分配至關(guān)重要。應(yīng)用BWB方法的第一步是在復(fù)雜情況下對(duì)親子關(guān)系和父對(duì)排除程序的可靠性進(jìn)行測(cè)試沼填。在本研究中桅咆，我們對(duì)蘇格蘭松樹(shù)種子果園作物進(jìn)行了基于多基因座的實(shí)驗(yàn)和模擬分析，以便為BWB開(kāi)發(fā)適當(dāng)?shù)挠H本分配技術(shù)坞笙，并調(diào)查是否可以以足夠的準(zhǔn)確度確定種子果園作物的品種岩饼。結(jié)果是有希望的，因?yàn)樵诜N子果園克隆中交配產(chǎn)生的種子的93％?7％被正確分配給親本對(duì)薛夜。當(dāng)與外來(lái)花粉交配時(shí)籍茧，鑒定母親克隆的成功率為60％?8％√堇剑基于這些結(jié)果寞冯，我們提出了三種針對(duì)林木的低輸入育種策略。使用蘇格蘭松作為案例研究描述和討論了不同選項(xiàng)及其潛在收益和成本的原則晚伙。
關(guān)鍵詞育種策略DNA標(biāo)記吮龄。遺傳增益血統(tǒng)重建。種子果園
介紹
先進(jìn)的樹(shù)種育種計(jì)劃包括控制雜交咆疗，克隆檔案漓帚，長(zhǎng)期現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)材料苗圃民傻，育種站和專業(yè)樹(shù)種育種人員;因此胰默，這項(xiàng)工作需要由一個(gè)完善的機(jī)構(gòu)運(yùn)行场斑，而且需要長(zhǎng)期的規(guī)劃。一些繁殖投資與改良材料的大量繁殖可能會(huì)有很長(zhǎng)的時(shí)間滯后牵署。田間實(shí)驗(yàn)對(duì)損害敏感漏隐，降低了精度，因此這種實(shí)驗(yàn)通常被保護(hù)奴迅，例如青责。通過(guò)柵欄。為了跟蹤這種實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的植物特征取具，通常使用方格柵格脖隶，自然再生植被被去除。這種做法增加了成本和時(shí)間承諾暇检，使其應(yīng)用對(duì)于經(jīng)營(yíng)林業(yè)的代表性較少产阱。一些針葉樹(shù)開(kāi)花是不規(guī)律的，經(jīng)常發(fā)生在年齡較晚的時(shí)期块仆，開(kāi)花季節(jié)的雜交時(shí)間窗口通常很短构蹬，不可預(yù)測(cè)。因此悔据，經(jīng)驗(yàn)豐富的船員和設(shè)施需要處于待命狀態(tài)庄敛，而人造十字架的結(jié)果仍然是非常不可預(yù)測(cè)的。該制度也容易受到育種機(jī)構(gòu)的干擾科汗，與進(jìn)行十年繁殖計(jì)劃相關(guān)的不確定性可能很高藻烤。雖然傳統(tǒng)樹(shù)種育種計(jì)劃對(duì)種植園森林的收益增加是有理由的，但成本的不可預(yù)測(cè)性意味著替代解決方案值得研究头滔。
長(zhǎng)期的森林??樹(shù)種繁殖主要包括重復(fù)最佳個(gè)體基因重組的周期怖亭，以創(chuàng)建新的后代，形成下一輪選擇候選人群拙毫。如El-Kassaby及其同事（El-Kassaby等人依许，2007; El-Kassaby和Lstibrek 2009）所強(qiáng)調(diào)的，來(lái)自最佳個(gè)體的基因的重組可以在沒(méi)有受控雜交的情況下實(shí)現(xiàn)缀蹄，而使用分子標(biāo)記的開(kāi)放授粉的譜系識(shí)別可以服用這個(gè)功能。 El-Kassaby及其同事創(chuàng)造了“育種育種”（BWB）概念膘婶。由于表型選擇在林木育種的許多情況下是有效的（Lindgren和Wei 2007）缺前，基于表型的選擇策略很可能是成功的，即使譜系是未知的悬襟，如商業(yè)種植園（El-Kassaby和Lindgren衅码，2008） 。在源自克隆種子果園的種植園中進(jìn)行表型選擇后脊岳，選擇之間的兄弟關(guān)系可以使用高分辨率遺傳標(biāo)記技術(shù)進(jìn)行組裝逝段。在道格拉斯冷杉的實(shí)證研究中垛玻，El-Kassaby和Lstibrek（2009）證實(shí)，BWB方法能夠捕獲通過(guò)常規(guī)育種獲得的遺傳反應(yīng)的75％?5％奶躯。
BWB戰(zhàn)略旨在避免受控十字架和后代測(cè)試的昂貴和耗時(shí)的任務(wù)帚桩。在這種方法中，關(guān)鍵因素是能夠從繁殖種群或種子果園的開(kāi)花授粉種子重建譜系結(jié)構(gòu)嘹黔。到目前為止账嚎，尚未對(duì)不同的樹(shù)種進(jìn)行廣泛的檢驗(yàn)。對(duì)于異交針葉樹(shù)儡蔓，種子果園中的種子作物通常是與已知的一組候選母親和父親（果園中存在的基因型）和未知花粉親本（污染物）的頻率的混合物郭蕉。重要的是，無(wú)效等位基因可能導(dǎo)致錯(cuò)誤排除喂江，因此可能難以識(shí)別親本基因型召锈。所有這些因素使克隆種子果園的大量作物的親本分配變得復(fù)雜，并且調(diào)查與僅有限數(shù)量的標(biāo)記基因座產(chǎn)生的復(fù)雜譜系關(guān)系并不是微不足道的获询。在應(yīng)用BWB方法之前涨岁，都需要使用親代克隆和后代的多基因座基因型和模擬研究的實(shí)證研究。
對(duì)于大多數(shù)物種筐付，用于親本分析的最強(qiáng)大的遺傳工具之一是使用微衛(wèi)星（簡(jiǎn)單序列重復(fù)序列（SSR））標(biāo)記卵惦，并且親本相關(guān)分析中最近的進(jìn)展大多采用微衛(wèi)星。有幾種方法可用于排除瓦戚，分類和分?jǐn)?shù)分配以及基因型重建（Jones和Ardren 2003）【谀颍現(xiàn)有統(tǒng)計(jì)方法的問(wèn)題之一是處理無(wú)效等位基因時(shí)遇到困難。大多數(shù)應(yīng)用程序最初是針對(duì)其中一個(gè)父母（女性）已知的情況開(kāi)發(fā)的较解。在預(yù)期的林木BWB申請(qǐng)中畜疾，另一方面，父母雙方都是未知數(shù);相反印衔，有一些潛在的父母候選人啡捶。當(dāng)有無(wú)效等位基因時(shí)，父對(duì)排除概率的估計(jì)方法仍然需要開(kāi)發(fā)和評(píng)估奸焙。需要在復(fù)雜情況下對(duì)親子關(guān)系和父母對(duì)排除程序的可靠性進(jìn)行測(cè)試瞎暑，作為應(yīng)用BWB方法的基本初步步驟。
我們研究的目的是為針葉樹(shù)種群中的復(fù)雜交配系統(tǒng)開(kāi)發(fā)親子鑒定技術(shù)与帆，包括開(kāi)發(fā)使用SSR標(biāo)記估計(jì)排除概率的方法了赌。我們使用這種技術(shù)來(lái)研究源自種子果園的基因型的譜系是否可以以足夠的準(zhǔn)確度來(lái)確定。最后玄糟，我們?cè)谌鸬溆懻撌褂锰K格蘭松的BWB策略的潛在低投入應(yīng)用勿她。
