遗传学在育种中的应用
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遗传学在育种中的应用范文第1篇
关键词：园林植物遗传育种学；多媒体教学；教学内容；教学方法
收稿日期：2011-06-20
基金项目：西华师范大学科研启动基金项目（编号：09B002）资助
作者简介：秦红玫（1978―），女,四川南充人,博士,讲师,主要从事园林植物教学和科研工作。
中图分类号：G40文献标识码：A文章编号：1674-9944（2011）07-0243-02
1引言
园林植物遗传育种学是一门讲授与园林植物密切相关的遗传学原理和育种方法技术的综合性基础课程,是很多高校园林、园艺、园林植物与观赏园艺等专业的专业核心课程。课程涵盖的内容丰富,涉及遗传学基本理论、园林植物重要性状的遗传（花色遗传、彩斑遗传、花径与重瓣性遗传、株型遗传、抗性遗传等）、园林植物常用育种方法（引种驯化、选择育种、杂交育种、诱变育种、倍性育种、分子育种等）等。各部分既相互联系又各自独立,使得对于各部分教学过程中的教学重点、难点的取舍和讲解深度的把握具有一定的困难。对于高校学生而言,在学习园林植物相关的其它课程,比如园林植物学、花卉学、园林植物配置等课程的过程中积累了园林植物的丰富知识,也带给他们对于学习园林植物遗传育种学不同的关注焦点。这些关注焦点经过教师合理的引导,再通过教学过程中的交流,对于学生理论联系实际,充分掌握知识技术有很大帮助,最终提高教学效果和教学质量。
2多媒体教学的运用
多媒体教学以直观、生动的内容展示获得了很多老师和学生的好评,也逐渐成为高校教学中最常用的方法之一。随着多媒体教学的普及,教师对于多媒体课件质量越来越重视。多媒体课件的质量直接关系到整门课程的教学质量,已经成为衡量一个学校教学水平、一个教师的教学水平的重要标志之一［1］。多媒体课件的制作成为教师教学重要任务之一。对于园林植物遗传育种学这门课程而言,合理利用多媒体教学能充分调动学生学习兴趣、增强学生的理解能力同时能够活跃课堂氛围。
园林植物遗传学部分是以遗传学理论为基础,重点分析园林植物主要观赏性状的遗传。这和一般的遗传学侧重点有所不同,课件制作应该把握提出问题――分析问题――解决问题的思维模式,并结合园林实例。比如,在遗传学基础部分的教学中以孟德尔等人的实验为实例,重点介绍遗传学的3大基本规律。中学生物教育使得同学具备一定的遗传学基础,可利用动画展示有丝分裂和减数分裂的内容,同时结合现代遗传学的热点问题,利用多媒体展示基因和DNA的相关信息,为后面的内容打好基础。在花的发育部分的教学中,多媒体重点展示花发育的过程以及花器官发育的ABC模式。花色遗传部分重点介绍花色遗传的物质基础和理论基础,回答花问什么会有不同颜色和如何改变和控制花色2个主要问题,可以利用多媒体展示花色与花色素之间的对用关系等。
园林植物育种学部分以遗传学原理为基础,重点介绍方法技术,实践性强。在讲授不同的育种方法中,需要结合具体的某一种或某几种园林植物的相关育种方法和技术流程。选择的植物应该具有代表性和典型性的常见植物种类,并且相应的育种方法研究比较成熟,如引种驯化可以选择矮牵牛、郁金香等,杂交育种选用月季、杜鹃等。这样既介绍了育种方法,也满足了学生对特定园林植物育种的认识,并激发自己的育种思路。多媒体课件的运用使得植物立体化、过程动态化,操作直观化。这样的课堂使得学生对知识的接受度提高,同时对于启发育种思路也起到了积极作用,达到提高教学质量的目的。
3教学内容的优化
对教学内容的优化是提高教学质量的根本保证［2］。在教学中以选用了程金水主编的《园林植物遗传育种学》作为教材。该教材内容考虑了园林植物特点,结合了科研前沿和生长实践,具有一定的先进性,被很多高校选用。遗传学部分,在细胞遗传基本知识基础上,着重讲述花的发育、花色、彩斑、重瓣型、株型、抗性等现代遗传变异原理。育种学部分,根据近年国内外园林植物育种进展,在常规育种基础上,充实了杂种优势利用、诱变育种、倍性育种,增加了分子育种、品种登录等内容［3］。园林植物遗传育种是丰富园林应用中物种多样性和品种多样性的重要而有力的科技手段,相关的研究工作已经成为目前很多遗传育种研究工作者研究的重点或热点,其成果也不断更新。对于教师来说,教学过程中结合园林植物遗传育种研究现状和研究新成果是必要的。获得这些信息的方式是多样的,其中文献信息是最为重要的。因此,在备课过程中有必要查阅相关的文献资料,以了解研究的动向。这不仅仅丰富了学生的知识面,同时也可以引导学生学习别人的好的研究思路、方法,并激发学生对于科研问题的创新思维。教学的最终目标是通过教学活动,既使学生尽快掌握现代科技的最新成果,具有较强的专业能力和独立获取知识的能力,又使其具有较强的创新意识和创新能力［4］。在部分章节的教学中,我们尝试选取一些高质量的文章引导学生阅读和思考。结果发现,学生能够在课堂中及时提出对于相关问题的疑惑或见解,这对于学生创新思维的培养具有积极作用。
4教学互动分析
教学过程应该是师生的双向互动活动,教师应当充分调动学生的学习积极性和主动性,促进学生的主动参与性。所选教材的教学内容包括总论和各论两部分,教学中尝试把总论和各论部分结合教授,特别是育种学部分。在各论当中,对部分园林植物的种质资源、育种现状、育种技术等作了较为详细的介绍,信息量很大,需要用较多的时间去了解,学生主动去学习这部分内容的积极性不是很高。针对这一问题,我们尝试了育种学部分的教学中,每章内容讲授结束以后,安排一次学生以各论中的某1章内容进行的课堂展示。具体要求学生2～3人1组,利用课后时间仔细阅读各论中的某1章内容（该植物的育种最好和刚刚讲授完的育种方法相关）,并总结和制作PPT文件,在课堂上进行展示,并回答老师和同学提出的问题,老师也应给予必要的指导。这对学生来说具有一定的挑战,不仅促进学生主动学习,也是同学知识交流的桥梁。结果也显示,通过交流次数的增加,学生展示的效果越来越好,对知识的认识和理解都有很大程度上的提高。教学互动的形式很多,也在进行其它形式的尝试,希望为教学的质量的提高有所帮助。
参考文献：
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Discussion on Teaching Methods of Genetics and Breeding of Garden Plant
Qin Hongmei
（College of Life Sciences,West China Normal University,Sichuan,Nanchong 637002,China）
遗传学在育种中的应用范文第2篇
关键词：鱼类遗传与育种学；实践教学；探索
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）10-0146-03
鱼类遗传与育种学是水产养殖专业的一门应用性及实践性很强的专业必修课。要求学生通过本课程的学习，系统掌握鱼类选择育种、杂交育种、倍性育种、良种繁育和品种推广等育种学的基本理论和基本方法，并能应用所学知识分析和解决生产中的选育、品种改良等问题。针对传统的鱼类遗传与育种学以理论讲授教学为主，实践教学不足的问题，内江师范学院生命科学学院以提高学生专业综合能力为教学理念，以强化学生专业实践操作技能为目的，摸索出一套行之有效的实践教学方法，激发了学生学习的兴趣，取得了良好的教学效果。
长期以来，鱼类遗传与育种学实验的教学的内容一直采用传统遗传实验项目作为基础性实验（占全部实验项目的百分之四十到五十）。目前的实践教学模式比较单一，基本上是验证性实验，其特点是知识单一，综合性实验少，设计性实验更少，甚至缺无。尽管这些实验也覆盖了综合性和研究性的实验项目，目的在于加强和提高学生的实验技能和综合能力，但是水产专业特色明显不足，远远不能满足学生对专业领域的深入了解，更不利于学生专业思想的培养。自1996年以来，以鱼类性别控制育种为代表的水产高新技术纳入国家863计划以来已有18年之久，中国海洋大学以及全国各科研院所在水产生物育种学领域取得了诸多令人瞩目的研究成果，诞生了全雄黄颡鱼、全雄罗非鱼、全雌牙鲆、全雌半滑舌鳎、“异育银鲫中科3号”、“大连1号”杂交鲍鱼、“黄海1号”中国对虾、“北鲆1号”、“北鲆2号”、“蓬莱红”栉孔扇贝、“海大金贝”虾夷扇贝等鱼类新品种。这也极大地促使我们采取更多积极的措施将这些较为成熟的前沿成果和尖端技术转化为实践教学内容，采用更多创新性实践的方式让学生们深入了解和全面掌握这些育种成果。
一、鱼类遗传与育种学实验教学主要存在以下问题
1.教学与生产、企业脱节。传统的实践教学主要参考上世纪90年代或本世纪编制的参考资料，这些参考资料对于培养学生的入门的实验知识和能力非常有效。但随着数以万计的水产私营企业快速发展，呈现出规模化、专业化和多样化特点，且现在水产养殖品种呈现出多样化、复杂化趋势。养殖理念和形势也有了深刻变化，已从单一、低产的养殖模式转变为多样、高产、低碳、安全和环保的养殖模式。以简单、陈旧的参考教材培养学生的实践技能和理念已不能满足现在水产行业对人才需求的多样化和专业化，出现课堂实践教学与养殖生产、水产养殖企业的需求脱节。教学中的上述问题，制约了学生的实践积极性，在一定程度上埋没了学生的专业修养和创新能力，学生的专业技能和解决实际生产问题的能力低下、片面，以致出现水产企业机构和水产工商企业对水产人才的需求远远得不到满足，而相当一部分毕业生又找不到满意的工作，造成水产人才资源流失的矛盾。
2.学生融会贯通专业系统知识的能力有限。目前的实践教学基本上是依附于单一理论课的验证性实验，其特点是操作的演示性、知识单一性，综合性实验少，设计性实验更少，甚至缺无。即使开设综合实验或者创新性实验，也是局限在本门理论课程中，只能培养学生注重掌握书本中实践知识和单一、少量的知识点，而将课程间一脉相承的专业系统知识和技能分割开来讲授或训练。以生产实践中的泥鳅多倍体育种知识为例，传统的课程主要讲解育种原理等，实践课程则是实验员去菜市场购买泥鳅，分组发放给每个实验小组（5～6个学生/组），学生进行温度休克诱导，一堂实践教学课程基本结束，然后学生撰写基本一致的实验报告。这类传统实践教学的问题在于：（1）很大比例的学生不清楚实验目的，无亲自动手参与实验过程的情况下就结束了实践教学，学生参与和思考及发现问题的能力没有得到有效的培养。（2）实验考核简单，主要就是一纸实验报告或者期末类似于理论考试的实践理论测试。学生的专业操作技能得不到训练和提高。而在生产实践中，泥鳅多倍体育种需要先观察其胚胎发育时序与水温的关系，要通所学的专业知识，综合应用分析多门专业课程解决生产实际问题的能力。此外，实践教学的一个极为重要特点就是连续性，种苗的繁育、选育均需要较长的时间才可能开展，而现有的教学体系中，学生实践的时间安排较为零散，好多内容根本无法开展，学生和教师疲于应付和完成教学计划等。
3.重理论，轻实践。目前鱼类育种及繁育企业日益专业化、精细化，育种企业、养殖企业及科研院所等均装备有诸多先进的、专业化的仪器设备等，他们需要有扎实操作技能和解决问题能力的水产育种专业人才。鱼类遗传与育种实践教学中，实践教学“大锅饭”，以分组为主要形式的实践教学，部分同学不珍惜参与实践操作机会，以“眼”操作。毕业论文方面往往是根据指导教师的研究方向，只涉及很狭窄方向的部分内容和少量实践技能的训练和应用。社会实践活动也往往有较大的局限性，部分学生蒙混其中。学院和实践单位对参加社会实践的同学也缺乏完善的评价标准，流于形式的成分较大，难以达到预期的训练效果。实践教学、毕业论文实践及实习等均未能使大部分同学接受足够、规范、专业和严格的操作训练；学生的实验操作水平和实际应用能力有限，学生很难做到独立思考分析生产实践问题、不能独立地开展技术工作。就业后，缺乏自信、心虚，较难快速适应社会需求，所学专业知识不能马上就派上用场，甚至在工作岗位上重新学学专业知识和技术。
针对上述问题，国内水产专业院校在更新教育思想观念、修订培养方案、精品和网络课程建设，合理安排各类课程的比重、加强和完善实践教学的管理与建设、强化师资队伍建设等多方面做了大量的改革，很大程度地解决了上述问题，取得了良好的改革成效。内江师范学院水产养殖专业在借鉴兄弟院校的课堂和实践教学改革的基础上，针对“实用技能型”鱼类育种人才培养还做了改革。
二、内江师范学院水产养殖专业所做的改革
1.教学、科研、生产三结合。鱼类遗传与育种学中育种学部分内容的应用性极强。水产动物育种学包括传统育种方法和现代育种方法，在现代水产动物生产中，传统方法和现代方法并重。育种学实验要求专门的场地，配备专业设施，并具有极强的季节性且周期长。如果实践性教学环境与条件良好的话，能大有力推动教育改革的实施。我院周围有几家大型的并且具有一定规模的鱼类繁殖养殖企业，而且我院与部分单位保持着合作；学校的实习基地里面具备方便从事鱼类繁殖的必需设备与设施；同时建立实验室。上述措施对满足实践性教学，起到了非常重要的作用。
加强实践性教学环节、提高教学质量。建设教学、科研、生产三结合的实习基地，实习基地的建设建立，不但为在校生的实习提供了较为稳固的实习场所，而且很好地把学生的专业实习实践与试验场的科研、生产结合起来，让学生积极参与其中，自己体验生产全过程，深入了解本专业的理论知识，明确学生独立完成某项工作的必要性，由此学生的综合素质和解决间题的能力都得到了提高。
2.减少理论课学时，增加实践课学时，组建新的实验系统。鱼类育种与遗传学的技术性和实践性都很强，所以必须减少理论课的课时，增加实践性课时，才能让学生真正地理解并掌握这项技能。理论课时不应超过百分之三十。同时还应建立并完善“综合性实验、设计性实验、基础性实验”的多层次和多元化的实验体系，降低基本操作性实验和验证性实验的占比，使创新性、综合性、应用性、设计性实验占百分之七十以上。让学生对实验产生兴趣，积极参与杂交育种、选择育种、多倍体育种及雌核发育育种的全部过程。这样一来，不仅让学生对鱼类遗传学和育种学有了更深入、更全面的了解，而且还达到了增强学生动手能力的目的，从而能更加独立、更好地适应社会工作。首先我们将淡水鱼类动物细胞遗传学部分添加到实验讲义中，如鱼类多倍体诱导和倍性检测、鱼类细胞核DNA相对含量测定等，通过增补实验项目的方式，将这些最新成果渗透到本科教学中。接下来以鱼类遗传育种领域最新的成果和进展为依据，进一步完善和更新了实验内容，特别是补充育种学实验部分。实验讲义由原来的15十五个实验项目，更新为综合性实验、试验设计、基础性实验、与创新性实验等三大类近三十个实验项目，充分突出了水产专业的特色特点。
3.开放与互动的教学模式。在理论教学方面，应避免灌输式教学。通过开放课程，让学生与老师形成互动。由老师拟定题目，让学生自己先去去搜索资料材料，并整理。然后在课堂上，让学生以自己的方式展现出来，与老师和同学形成互动。与此同时，还要利用好已毕业学生的优势。每个月争取请到一到两位在知名企业就业的学生回到学校，与同学分享从业经验，为同学们解疑释惑。而且还能提高毕业生的就业率。另一方面，有时候为了让学生充分理解课程的内容，有必要将课堂搬到养殖场或者实验室。例如，某些鱼类雌性比雄性长得快、个体大，因此，进行全雌化养殖可以提高群体生长率，提高产品肉质规格和产量，从而提高经济效益。结合养殖生产，设置鱼类雌核发育实验，通过运用物理射线（X、叮或UV）或化学药品使遗传失活，并用失活后的继续激活卵子发育，最后通过抑制极体的排出或抑制第一次卵裂使染色体加倍，培育出具有存活能力的雌核发育二倍体。
4.构建网络平台。计算机多媒体技术的应用，极大地改变了原有教学模式，使课堂教学变得更加丰富多彩。在制作讲义时，我们通过计算机多媒体技术，将讲义制成各种多媒体课件，同时通过网络平台，让同学们对将要学习的讲义内容有所了解。对于讲义中不理解的内容，可以提前标记，并可以在老师授课时提出问题。这样不仅有利于学生学习，也有利于教师授课。同时我们还开放计算机机房，让学生随时可以登录网络平台，了解相关资料。
5.实验课程考核评价体系。实验被单独设里课程后，学生不再像以前一样轻视实验课（之前实验成绩只是占总成绩的30%）。通过我们长期的实践教学认为，实验课与理论课应各占百分之五十最为合适。应注重对学生学习过程的评价：采用学生自评、互评，教师测评等多元化评价体系，采用成果评价、实验理论、平时成绩、实验（习）报告、实验操作考核等多样化考核方法，从实验操作和综合能力、创新能力及实验报告（或论文）进行综合评价，并设立创新学习奖励分值，客观公正地对学生的实验能力进行评价。在实验课程设计上分为必做实验和选做实验，允许学生对实验进行自我设计，老师通过对学生自我设计的实验的可行性、方向性和严谨性等做出评价。鱼类遗传与育种实践教学综合化和应用化模式，旨在改变传统实践教学中以课程为独立单元开展验证性、演示性的实践教学。以应用实践和生产案例为导向，形成实践教学的专业系统化。
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遗传学在育种中的应用范文第3篇
【关键词】新课标 生物变异 教学构思
【中图分类号】G633.91 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）09-0056-02
在新的课标中主要是对这一单元的整体的学习内容以及目标的规划。对重组基因的意义的举例，以及对染色体以及数目变异方面的描述，是属于课标中的了解层次的内容，而对基因突变方面的知识的掌握，以及生物变异在进行育种的应有方面的实例，是属于需要理解的层次。对具体的内容的学习，还需要通过具体的对使用的教材进行设计匹配。新课标的标准中关于实践的建议目标主要有，知识以及能力还有情感态度以及价值观及方面。
一、对生物变异这一单元的学习主要的教学目标如下：
（一）知识目标
对生物变异产生的原因进行举例说明;对重组基因以及意义的距离说明;对基因突变方面的特征举例说明;可以运用自己的语言对基因重组，以及基因突变还有染色体的变异以及染色体组，二倍体以及单倍体方面的基本概念进行描述;以及生物变异在进行育种的应有方面的实例，运用自己的语言对杂交育种以及诱变育种，还有对单倍体以及多倍体的育种方面的概念进行描述。
（二）能力目标
通过实验，利用低温对染色体的数目的变化进行诱导，观察这期间染色体的数目发生的变化;在实际的生活中，通过对遗传以及变异的原理的利用解决实际的问题，对学生理解并独立分析问题的能力进行培养;对育种方式以及其技术上的优缺点进行评价，对判断能力进行培养。能够有独立的对信息的获取的能力。
（三）情感态度方面的价值观
在对基因突变的原理进行分析以后，形成对事物的本质以及现象方面的认识，对不同的育种方式以及其技术方面的优缺点进行分析，对传统以及现代的生物技术方面可以形成客观的认识。在对生物变异方面的多种形式进行分析，从而对产生生物多样性的原因有所了解;对运用转基因技术的生物以及食品的安全性有所关注，意识到生物技术在实际应用中的两面性。通过对遗传育种方面的技术发展的历程的了解，对科学以及技术还有社会方面之间相互的作用有所了解。
二、教学策略
通过对遗传的规律的学习，让学生对“表现型是在环境条件以及基因型共同协作的情况下的作用结果”这一命题有所了解，同时掌握生物变异的实际意义是生物体在表现形式上发生的改变。对本单元的教学可以通过对下面的教学设计进行辅助，最初就要让学生明白，生物变异主要分为可以遗传以及不可以遗传两种变异形式。教师需要对产生遗传变异的来源，即基因重组以及基因突变还有染色体的变异进行阐明。让学生对这三方面的知识以及概念有所了解。教师可以结合教材采取相应的教学策略，下面是对教学方式的建议。
（一）对基因重组方面的教学
基因重组的理念是指，在生物体在有性生殖的时候，对不同性质的基因进行控制从而达到时期重组的作用。通过基因重组可以产生出多种样式的基因组合方面的子代，提供了一定的原材料在生物进化的选择方面。对其的教学概念主要是对基因重组概念的由来以及其内涵还有外延三个方面。
对基因重组的概念方面由来的认识，教师可以帮助学生通过借鉴孟德尔进行的杂交实验的启发，让学生对基因重组的概念有所了解。
对其概念的外延就是对其适用的范围有所研究，在对基因重组的概念进行分析以后，引领学生对在遗传学中学习的染色体的基础进行回忆，对基因的重组过程中的染色体的自由组合有所了解。同时教师还要同学生强调，在受精的过程中，是对基因组合的应用而不是基因重组，让学生自主的对基因重组方面的案例进行分析。
（二）对低温进行对使染色体加倍方面的实验教学
这一部分的教学目的主要是对自然诱因引发染色体的数量的增加，主要可以通过引导的方式进行探究教学，基本教学的过程就是，围绕着对多倍体引起变异的来源的问题进行讨论，让学生可以独立的对学过知识以及经验进行大胆的假设，再同学生一起进行实验方案的验证假设，可以通过对相应的教材中已有方案进行参考，让学生进行实验结果的预测，然后将最终得出的结果同预测的结果进行比对，使学生对多倍体的变异的来源有所了解。
（三）关于育种中生物变异的应用的教学
在育种的过程中，对生物变异的应用主要有杂交育种以及诱变育种还有多倍体以及单倍体的云中五个方面，是遗传学在实际生活中的应用，可以通过对科学原理的也能应用解决实际的社会问题。在科学以及技术还有社会方面都有所联系，在教学的过程中需要对育种的原理以及技术及方面都有所涉及以及分析。
（四）对转基因食品以及生物的安全性的关注方面的教学
对转基因食品以及生物的安全性的关注，是引起学生对现代的生物科技的关注，认识到当代的生物技术在应用过程中的两面性，对学生的科学观以及价值观进行教育。对这方面的教育主要是通过学生实际的亲身感受来实现的，所以就要求教师对于这一部分的教学，应该准备充分的相关方面的材料，让学生在进行这方面的阅读后，可以在意识里自己形成一定的概念。同时引导学生在现有的资料的基础上，再对课外的资料进行收集，加深自己的认识。
结语：
在新课标中对生物变异这一单元的整体的学习内容以及目标的规划。是属于遗传与进化这一部分的，本文就对生物学的新课标改革中，对生物变异这一部分的教学构思进行探讨。生物的变异主要阐明发生在有性生殖过程中的基因重组、基因突变和染色体变异是形成生物多样性的重要原因之一，以及可遗传变异在育种上的应用。并关注转基因生物和转基因食品的安全性等。生物变异这一模块主要涉及遗传的变异，以及基因方面的多种知识点，在新课程的标准教学中，对这一部分的内容有做了重点强调。
参考文献：
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遗传学在育种中的应用范文第4篇
1 微卫星dna标记
随着分子克隆、dna重组技术在分子生物学领域的不断完善，加之另一类重要的遗传标记—多态dna分子标记图相继出现，使我们在一定条件下可以操作某些dna片段进行遗传分析研究。目前重要的遗传标记主要包括限制性片段长度多态性(rflp)、随机扩增多态dna(rapd)、小卫星dna和微卫星dna。而微卫星dna在度量品种遗传多样性及构建系统发生树，其显示出分布广泛、多态性丰富、易于检测等特点，被认为是各类遗传标记中最有价值的一种。
2 微卫星dna标记的研究方法
在使用微卫星方法之前，如何获得所需要的微卫星位点？大致有三条途径：第一、寻找已存在的微卫星引物；第二、使用与所研究物种亲缘关系较近物种的引物；第三、用经典分子生物学方法克隆所需要的微卫星位点。一旦拥有微卫星位点，便可自行选择作探针或作引物。因此获得所需要的微卫星位点后，就可以进行微卫星dna的多态性分析：一是在微卫星数据库中直接寻找合适的引物，进行pcr扩增和测序，凝胶电泳分析。但其局限是所研究的基因序列是已知的，不能反映整个基因组。另一种是首先构建基因文库，然后以想钓取的微卫星去杂交，从中选去阳性克隆，提出质粒后利用载体插入座位两端的已知序列设计引物去测定插入片段序列。最后在微卫星dna两端选出适当的引物进行pcr扩增和测序凝胶电泳去分离、测定基因组样品中微卫星dna的多态性。再进一步分析计算等位基因在研究群体中的基因频率及群体中各位点的杂合度等。
3 微卫星dna标记在家畜遗传育种上的应用
微卫星被广泛用于家畜的基因组变异研究，由于它多态性丰富，易于获得，在构建物种的遗传连锁图、基因鉴定、qtl相关及系谱确证等方面起到了巨大的作用。
3.1构建基因组连锁图
微卫星是构建完整基因组连锁图时使用的主要基因标记。在进行基因组图谱建立过程中，标记的基因位点一般有两类：一类主要有编码基因和结构基因位点组成，位点变异小；另一类为具有高度变异的重复序列来标记dna上的基因位置。现在使用最广泛的是微卫星标记。同一类微卫星可分布在整个基因组的不同位置上，从而适合于基因定位，是基因组遗传图谱和物理图谱的理想界标。
3.2基因鉴定标记
基因鉴定的主要任务是在dna水平上鉴别群体中存在的某个基因位点的全部等位基因或者说该基因位点的所有变异体。用微卫星标记来鉴定基因位点的等位基因时，仅涉及dna结构，通常与表现型无关。用这种方法可以将群体中存在的所有等位基因无一遗漏地鉴定出来。在家畜中用分子遗传学基因技术研究发现的遗传缺陷多数均是使用微卫星标记后发现的。
3.3 qtl的连锁分析及基因定位
可以利用标记的连锁特点，将一些功能基因或qtl定位在染色体上或连锁群中。微卫星dna指纹图是由20-30个多态位点的等位基因组成，可同时提供数十个随机分布的标记位点，被广泛应用于基因定位。
3.4系谱确证
在家畜育种中常常必须搞清楚畜群中的亲子关系，或者说必须知道畜群的系谱关系。这样做有利于防止群体近交的发生，这在普通育种学中称为系谱记载。随着分子生物学技术的快速发展，应用分子遗传学方法比目前使用的血型、血液蛋白型等研究更为精确地描述个体的遗传变异程度，所以用dna定型来进行系谱确证(或系谱起源)是一种较好的选择。由于微卫星位点的特性，使它在亲仔鉴定、胚胎移植、混合受精、亲缘关系分析和品种遗传纯度分析上十分重要。
3.5群体遗传结构分析及杂交优势预测
微卫星多态性分析可以评估畜禽遗传多样性、对品种资源进行分类等，利用微卫星位点估计品种间或品种内遗传结构和变异是非常有效的。在紧密相关的物种中，微卫星位点具有位置保守性，这使得我们能在相关畜种间如牛、绵羊、山羊间使用跨物种引物进行研究，从而更快更准确地找到该物种中更多的微卫星位点，用于遗传作图或其他研究，从而说明了微卫星位点的保守性。
4 结论
遗传学在育种中的应用范文第5篇
关键词：SCAR标记；水产动物；应用
中图分类号：S917 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2013）-04-0251-1
特异性片段扩增区域（Sequence Characterized Amplified Region，SCAR）是由PARAN I和MICHELMORE RW在1993年首次提出的。该分子标记建立在RAPD-PCR分子标记基础之上的一种新型有效的分子标记技术[1]，主要是基于特异的RAPD片段序列，以两端序列设计1对引物（含18-24个碱基），并且在较高的退火温度下进行的特异性序列扩增，从而实现由RAPD标记到SCAR标记的转化。SCAR标记直接采用专一性特异引物进行PCR扩增，避免了引物筛选、估算相似性等复杂的过程，且排除了随机引物结合位点之间的竞争，使稳定性和重复性显著提高。目前，SCAR分子标记技术已被广泛的应用于基因定位、辅助育种、种质鉴定和遗传连锁图谱构建等方面研究。[2-5]
1 SCAR标记的原理
SCAR标记主要是在序列未知的DNA标记（RAPD，AFLP等）基础上，对其特异PCR扩增产物进行回收，克隆和测序，根据扩增产物的两端序列设计特异性引物（一般比RAPD引物长，通常18-24个碱基），对DN段再进行PCR特异性扩增，把与DN段相对应的单一位点鉴别出来。由于SCAR标记扩增位点单一，退火温度较高，对反应条件不敏感，一般表现为长度的多态性，为共显性标记，有时也表现为扩增片段的有无，为显性标记。[6]
2 SACR标记的特点
SCAR分子标记技术是基于RAPD技术建立起来的，由于SCAR分子标记技退火温度较高，对反应条件不敏感，所以该方法与一般常规的分子标记方法相比，具有方便快捷、重复性好、可靠性高、对DNA质量要求低等优点[7]，不需要经过酶切、连接、电泳、银染等过程，只需简单的PCR和琼脂糖凝胶电泳就能进行大规模的快速检测大量个体，且结果稳定。[1]SCAR分子标记类似于STS，揭示的信息量大，可作为物理图谱和遗传图谱之间的锚定位点，有利于构建高密度的遗传图谱，并能进行种间图谱研究或比较同源性研究。[8]
3 SACR标记在水产动物研究中的应用
3.1 逆选育与遗传性状保存
利用SCAR分子标记技术进行辅助育种，能够克服表现型鉴定和性状基因的困难，提高回交育种效率。中国水产研究者已成功地将其应用于重要经济型养殖鱼类良种选育与保存之中。例如，孙效文等[9]以荷包红鲤抗寒品系、黑龙江鲤、荷包红鲤以及荷包红鲤抗寒品系（父本）与柏氏鲤（母本）杂交F2的DNA样品为材料，获得2个与鲤抗寒性状相关的SCAR标记，成功的反映了两个群体在抗寒能力上的差异。高风英等[10]应用SCAR技术，对奥利亚罗非鱼（Oreochromisco aureus）群体进行分析，以2个SCAR标记，区分3个不同的奥利亚罗非鱼群体，并将为后期的选择育种提供分子依据。佟雪红等[11]利用RAPD和SCAR复合分子标记技术对建鲤、黄河鲤及其正反杂交子代4个群体进行RAPD-SCAR扩增图谱的比较，寻找两亲本的特征标记，探讨子代优势产生的分子机理，为下阶段良种培育提供重要的遗传学依据。
3.2 优良种质分子鉴定和遗传图谱构建
SCAR用于优良种质分子鉴定，克服了RAPD、AFLP等分子标记的不足，使种质鉴定更为快速准确。杨弘等[12]利用RAPD-SCAR复合分子标记技术对日本鳗（Anguilla japonica）、欧洲鳗 （Anguilla anguilla）和美洲鳗（Anguilla rostrata）的DNA进行SCAR扩增，得到37个特异性标记，可用来区分这3种鳗鱼。童芳芳等[13]成功的将RAPD-SCAR复合分子标记技术应用于三种黄颡鱼（普通黄颡鱼、光泽黄颡鱼和瓦氏黄颡鱼），进行SCAR扩增，并获得特异标志性SCAR标记条带，实现准确有效地鉴别了三种黄颡鱼。郑伟等[14]利用SCAR复合分子标记技术，测定了所检的48尾鱼黄颡鱼，分属于普通黄颡鱼（Pelteobagrus fulvidraco）、瓦氏黄颡鱼（Pelteobagrus vachelli）和光泽黄颡鱼（Pelteobagrus nitidus）。司伟等[15]运用RAPD-SCAR复合分子标记技术对建鲤雌核发育的F1代进行分析，有效地区分杂交鱼与雌核发育鱼，建立了雌核发育的分子鉴别技术。此方法不仅提高了育种速度，而且缩短了育种周期，为相关的研究工作提供分子遗传学依据。
3.3 种质资源的保护和品种纯度的检测
通过SCAR分子标记技术检测水产动物良种的真伪和纯度，弥补了表型检测技术和同工酶检测技术的不足，为审定新品种、保护优质种质等方面提供了新的技术鉴定方法，可以在水产动物幼苗状态完成，而且准确性高，检测时间短。在水产动物研究中，董志国等[16]通过检测是否有该品种特有的SCAR特异性片段，对杂交种F1代的纯度进行鉴定，用以质量监测。栾会妮等[17]将SSR标记和SCAR标记结合，对3种鲤鱼品种内及品种间的遗传差异进行研究，检测其纯度，可明显提高筛选的准确性。
3.4 其他
SCAR还在基因克隆、基因定位等方面表现出它的优越性。朱慧兰[18]利用SCAR标记，成功的克隆了小麦SSH文库中IN-61-2全长cDNA，在缺铁或赤霉菌侵染时均能诱导其表达。张海英等[19]用AFLP-SCAR复合标记克隆出2条与黄瓜花叶病（WMV）抗、感基因相关的特异性条带，提高抗性育种效率。此外，王晓维等[20]还将小麦的AFLP标记转化为SCAR标记，从中选择多位点和较高多态性的引物，能够区分品种种子的纯度。但在水产动物中研究较少。
4 问题与展望
自从上世纪90年代以来，分子标记技术一直广泛的应用于水产动物优良种质的鉴定和优良性状基因的挖掘。鉴于SCAR标记技术的操作快捷方便、成本低等多种优点，受到了科研工作者的广泛重视。目前，SCAR和SCAR复合分子标记技术主要应用于水产动物种质资源鉴定，在其他方面的应用相对较少，相信随着分子生物学技术的不断进步，SCAR标记技术方法水产动物种质资源鉴定、优质相关经济性状的挖掘等方面的研究将更加深入，并有着广泛的应用前景。
参考文献
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遗传学在育种中的应用范文第6篇
关键词：学科教学知识（PCK）；孟德尔遗传定律；遗传因子的发现
中图分类号：G633.91 文献标识码：A 文章编号：1009-010X（2013）02-0069-04
一、问题提出
斯坦福大学教授舒尔曼（LeeS.Schulman）在1985年的美国教育研究委员会例会上提交的一份研究报告，首次提出了PCK（pedagogical content knowledge）的概念。该报告于次年在美国教育研究协会会刊《教育研究者》上正式发表。此后，国外一些学者对该概念的内涵与意义进行了跟进和探讨，论述较多，但歧见犹存。
PCK在国内被翻译为“学科教学知识”或“学科内容教学化知识”。我国教育界近些年对这一概念给予了关注和重视，文献检索发现：PCK出现的频率正在逐年攀升，已经由早期的一般性评介转为学科化应用。但生物教育研究文献鲜有涉及，有关中学生物学科PCK的文献检索结果为零。
早在1972年，学者Aspy和Silverman在一项研究中发现，教师的课堂教学行为与教师拥有的教育学、心理学知识之间没有明显的相关性。此后的1974年，另两位学者Dunkin和 Biddle则对教师的学科知识与学生成绩之间的关系进行了研究，结果表明，教师的学科知识与学生成绩不存在统计学上的相关性[1] 。也就是说，对生物教师而言，教师对生物科学专业知识掌握的多少也与学生学习成绩之间没有直接关系。
学科教学知识的基本内涵或核心价值就在于“基于学生立场，实现知识转化”。具体到生物学科，那就是教师要善于将生物科学的学科逻辑转化为学生学习的心理逻辑。生物教师的PCK不是单一的生物科学专业知识，也不是跨越学科的一般教学法知识，而是二者的有机融合。可以说，生物教师的PCK是生物教师独有的和使教学最有效的知识，也是区别生物教学专家与生物学科专家、专家教师与新手教师的知识。因此，从PCK的角度来研究生物教师和生物教学，对促进教师专业发展和提升教学的有效性具有重要的现实意义。
二、研究方法
采用文献分析法，并辅以访谈法。主要运用一定的分析框架对生物教师及其教学设计文本、PPT课件和视频课录像进行质的研究。同时，对其中一些资料不全者追加访谈。
（一）文献来源
采用专家教师案例。这些案例来自于一些专家型教师有关“孟德尔遗传定律”话题的文字或视频资料。这些专家教师都具有高中生物学科的中学高级教师职称，教龄超过15年，均为地市级以上学科带头人或骨干教师。
本研究所采信的案例具体包括：①北京柳老师的《高中生物“遗传的基本规律”教学研究》，载于“广东省2011年普通高中教师职务培训”培训平台；②广州市朱教师、佛山市李教师和江门市刘老师的《遗传因子的发现》的说课稿、教学设计或课堂教学现场。
（二）分析框架
舒尔曼理论的继承者格罗斯曼（P.L.Grossman）在1990年对PCK的内涵进行了操作性解释，认为教师的PCK由4部分组成：①关于一门学科的统领性观点（关于学科性质的知识和最有学习价值的知识）；②关于学生对某一课题理解和误解的知识；③关于课程和教材的知识（特定学习内容在横向和纵向上的组织和结构的知识）；④特定主题教学策略和表征的知识[2]。同时，William R.Veal和James G.Makinster将PCK划分为普通、学科和话题3种基本类型，并对话题PCK的内涵进行了进一步阐释。
综合前人的内涵分析，本研究将孟德尔遗传定律话题PCK内涵确定为五个维度：①本话题的教育价值；②本话题的核心内容及其联系；③本话题的任务和目标；④本话题的前概念和学习困难；⑤本话题的教学策略。
本研究就是借鉴上述分类框架，结合文献和案例研究，对人教版高中生物课程中的“孟德尔遗传定律”话题进行PCK内涵分析。
三、研究结果
本话题在人教版教科书中的课题名称为《遗传因子的发现》，属于必修二《遗传与进化》的第1章（开篇章节），为4～5课时。这里从上述五个维度，对孟德尔遗传定律话题呈示PCK分析结果。
（一）孟德尔遗传定律话题的教育价值
首先，本话题包含较多专业名词术语，可以为后续学习奠定知识基础。
本话题涉及一些重要的遗传学基本概念，包括遗传因子、性状、相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离、自由组合、杂交、自交、测交、正交、反交、纯合子、杂合子、基因型、表现型、完全显性、不完全显性等，还包括遗传图谱和遗传实验分析图解等。所以，本话题建立的概念体系能够为后面学习摩尔根实验和伴性遗传提供知识基础和认知支架。
其二，本话题包含重要的科学探究方法，有助于培养学生的科学思维。
孟德尔运用“假说-演绎法”，发现了生物遗传的基本规律。孟德尔所采取的是一种完全不同于达尔文博物学模式的“实验生物科学模式”，从科学假设出发，用科学实验来检验假设，用数学方法来显示、分析和预测实验结果。
孟德尔在观察和分析基础上提出问题，再通过推理和想像提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符，就证明假说是正确的，反之，则说明假说是错误的。这就是“假说-演绎法”。
此外，本话题还涉及到单因子实验（一对相对性状的杂交实验）和多因子实验（两对相对性状的杂交实验）等科学实验方法，特别是用自由组合定律的研究来渗透多因子实验的思想，在高中生物课程中具有重要价值。
其三，本话题包含重要的科学史料，有助于对学生进行科学品质的培养。
《遗传与进化》模块教科书是以人类对基因的本质、功能及其现代应用的研究历程为主线展开的。孟德尔的工作属于开创性的，了解孟德尔所处的年代以及当时的研究背景，能够更深刻地体会孟德尔遗传定律的重要价值。
教科书基本按照人类认识发展的历史进程来安排，从孟德尔到摩尔根再到沃森和克里克等。这样既展示科学的过程与方法，又体现个体水平、细胞水平、分子水平的遗传学知识的内在逻辑联系；既能引导学生不断提出问题，分析和解决问题，尝试像科学家那样进行解释和推理，又能从众多科学家表现出的科学精神、科学态度等优秀品质中获得感悟。
4位教师的内涵分析均涉及上述3个方面的内容，但清晰程度有所不同，其中1位教师的分析具体而全面。
（二）孟德尔遗传定律话题的内容及其联系
一是关于本话题的内容及其内部结构。
本话题以孟德尔发现遗传因子为主线。孟德尔遗传定律包括基因的分离定律和自由组合定律，前者研究的对象是一对相对性状的遗传规律，是后者的基础；后者是研究两对及多对相对性状的基因在不同对的同源染色体上的遗传规律，是前者的延伸和发展。其内容和结构图解如下：
图1 本话题的内容及其联系（柳忠烈，2011）
二是关于本话题与前后话题的外部联系。
前面学习过的细胞结构和有丝分裂等内容是本话题的细胞学基础。同时，本话题有关遗传因子在亲子代之间传递规律，有助于学生按照人类认知发展过程，来进一步从细胞水平和分子水平学习遗传规律，即教科书的第2章《基因和染色体的关系》和第3章《基因的本质》。基因的分离规律是学习自由组合规律、摩尔根实验和伴性遗传的重要基础，自由组合规律则是学习生物变异和遗传育种的重要基础。
本话题的内容是学习后续话题的基础，后续话题的内容则是对本话题的拓展和深化。教科书对《遗传与进化》模块内容的定位，是力求让学生从基因水平来理解生物的遗传和进化。随着人们对遗传和进化的认识深入到基因水平，遗传从本质上说是基因的代代相传，可遗传的变异从本质上说是生物体基因组成的变化，进化过程中物种的形成从本质上说是种群基因频率在自然选择作用下的定向改变。
4位教师的内涵分析均涉及上述2个方面，其中2位教师对第二部分的分析略显不够全面和具体。
（三）孟德尔遗传定律话题的任务和目标
课标在本话题的具体内容标准包括“分析孟德尔遗传实验的科学方法”和“阐明基因的分离规律和自由组合规律”，活动建议为“模拟植物或动物性状分离的杂交实验”。 结合教材内容和学生实际，我们可以将上述课程目标转化和细化为如下教学目标：
知识目标：简述豌豆作为遗传实验材料的特点；简述孟德尔一对和两对相对性状的豌豆杂交实验过程；简述孟德尔的科学假设及演绎推理，演绎结果的验证过程及结论的获得过程；阐明分离定律和自由组合定律的基本要点；运用分离定律和自由组合定律解释一些遗传现象。
能力目标：模仿母本去雄、套袋隔离和人工辅助授粉等杂交操作过程；学会用概率学知识分析实验结果及对未知结果进行预测；学会用假说-演绎法进行生物学问题的研究；能够运用测交原理设计实验验证显性个体的基因组成；学会用规范的遗传图解对遗传现象进行合理的解释；学会用孟德尔定律解决遗传育种和医学实践中的一些问题；学会利用孟德尔定律设计遗传学实验方案。
情感态度价值观目标：通过孟德尔等科学家的生平事迹，认同科学家严谨、创新、质疑等科学品质；感悟孟德尔成功的原因及杰出的贡献；体验实验材料选择、数据分析对生物学研究的重要意义。
在上述目标中，教学重点应放在以下几个方面：孟德尔实验现象的分析、假说的提出、假说的演绎、假说的验证及结论的获得；学会用孟德尔定律解决遗传育种和医学实践中的一些问题，设计遗传学实验方案。
4位教师对知识目标的设计和重点目标的确认基本相同，但对能力目标和情感态度价值观目标的设计则表现出明显的差异。同时，有3位教师对教学目标的表述存在明显缺陷，包括3个维度的区分、目标层次的把握和行为动词的使用都有不足。
（四）孟德尔遗传定律话题的前概念及学习困难
学生已具有的基础：日常积累的有关生物性状和性状分离现象等生活经验，初中生物所学有关分离规律等初步的遗传学知识，高中生物所学有关细胞结构和细胞分裂等细胞学知识。
学生学习难点主要包括：孟德尔实验现象的分析、假说的提出和演绎、假说的验证及结论的推导；用概率学知识分析实验结果及对未知结果进行预测；用假说-演绎法进行生物学问题的研究。
下面是关于学习中存在的常见问题及其教学建议：
一是概念繁杂导致难以准确把握，进而影响对遗传定律的理解和应用。
概念多，且是第一次接触，容易混淆。建议将这些概念的学习放在孟德尔实验过程的学习中进行，同时注意进行比较，通过对比帮助学生理清概念之间的区别与联系。
二是不善于用概率的思想指导实验分析和问题解决。
孟德尔定律是统计学的定律，是概率的定律。因而概率思想必须渗透到教学中，帮助学生用概率的思想去理解和应用孟德尔定律。抛硬币及其相关概率的计算是学习的必要基础，同时应注意反复渗透和讲练结合，要不断地在实验分析和问题解决的过程中强化概率思想。
三是遗传学知识的综合应用能力欠佳，常常影响对新情境问题的解决。
对于缺乏遗传学背景知识的学生来讲，遗传学始终是比较抽象的内容，遗传学知识的应用始终是教学中的难点。分析和解释某些遗传学现象是孟德尔定律学习的拓展和延伸，认识和解决问题的基础就在于孟德尔定律的教学。一方面，教师应注意带领学生沿着科学家思维的轨迹来分析和思考问题；另一方面，学生缺少遗传育种方面的感性经验，教学可以逐步由简单到复杂渗透遗传学实验设计和遗传育种方面的应用。
四是思维训练的缺失，导致对“假设-演绎法”的理解和应用难以深入。
学生不善于运用“假设-演绎”的思想来演绎孟德尔实验的研究过程和指导实验的设计。为解释植物杂交试验现象，孟德尔提出了一系列天才般的假说。而这些假说又很好地解释了3∶l和9∶3∶3∶1的实验结果。测交后代的表现型及其比例真实地反映出子一代产生的配子种类及其比例，根据子一代的配子型必然地可以推导其遗传组成，揭示这个奥秘对演绎推理的论证过程起到画龙点睛的作用。孟德尔的这一系列假说现在已被科学实验证明是完全正确的。
五是对孟德尔定律的理解深度不够，面对某些遗传特例时常常不知所措。
高考中越来越重视利用一些遗传特例来考察对基因分离定律和自由组合定律的理解。这些遗传特例往往会产生一些经典孟德尔比例的变形比例，如3∶1变形为2∶1，9∶3∶3∶1变形为9∶6∶1等。教师可以利用复习课对此进行说明和例析。
4位教师对学生学习困难的相同认识集中在前两项，后面三项则表现出明显的个性化差异，不同教师的看法不尽相同。
（五）孟德尔遗传定律话题的基本教学策略
上面针对学生的学习困难呈示了相应的教学策略，下面是一些关于本话题的整体教学策略：
一是采用问题导学，通过引导学生质疑和推理来组织本话题的教学。
二是遵循“学习实践创新”的基本思路，注意适当介绍孟德尔发现遗传规律的过程，让学生领悟到孟德尔的成功离不开坚实的知识基础、持之以恒的实验探索和勇于创新的科学精神。
三是要重视实验的演绎推理，用科学方法教育来统领教学的全过程，渗透“发现问题提出假设验证假设 总结规律”的科学思维方法。
四是采用“原型模型原型”的思路组织模拟实验的教学，并将模拟实验与孟德尔的豌豆杂交实验结合起来以突破教学难点。
4位教师对上述整体教学策略有相同或相似的看法，但具体操作和实施细节上又明显地呈现出各自的教学特色和偏好（限于篇幅，不一一列举）。
四、小结
PCK内涵分析不失为一种有效的教研活动方式，既为传统的教学研究注入了新的元素，也为教师专业发展找到了新的增长点，更为打造高效课堂提供了重要的支撑力。
本研究认为，专家教师的话题PCK内涵十分丰富，且具有个性化特点。一方面，这些教师对孟德尔遗传定律话题教育价值的理解、对教材内容及其前后联系的把握、对教学任务的界定和教学目标的设计，具有诸多相似的看法，表现出较为明显的趋同性。另一方面，这些教师对学生学习困难的把握、对教学策略的运用，又具有个性化的特点，表现出一定的差异性。总体而言，研究显示，这些专家教师均具备良好的学科基础、经验积累和教学智慧，能够较好地将本话题的生物学知识与教学原理结合起来，在一定程度上实现了学科内容的教学化和心理化。
同时，这些专家教师的话题PCK也存在一些不足，主要是对有关三维教学目标设计的把握不够准确和到位，在将生物学知识转化为学生容易理解的知识方面还有进一步提升的空间。
需要说明的是，本研究是一个新的尝试，仍有待于进一步深化。建议继续对中学生物教师的PCK进行系统和持续的观察和研究，比如通过面对面访谈了解生物教师PCK的个体性差异，通过问卷调查对专家教师与新手教师的PCK特质进行对比分析，通过文献分析和课堂观察对优秀教师的PCK进行提炼和总结，或者通过教师校本行动研究对某些重要话题进行PCK内涵分析。
参考文献
遗传学在育种中的应用范文第7篇
DNA指纹技术是一种在单一实验中可以检出大量DNA位点差异性的分子生物学技术。1980年Wyman和White首先在人类基因文库的DNA随机片段中分离出高度多态的重复序列区域。1982年，Bell等人又在人胰岛素基因附近发现高度重复序列。1985年，英国遗传学家Jeffreys等合成了2个小卫星探针（λ33 15和λ33 6），通过Southern杂交得到一系列高度变异的谱带，这种谱带的带型在不同种属、甚至在不同品系的个体之间存在显著差异，如同人类指纹可达到完全个体特异的水平（同卵双生子除外）， Jeffreys称之为DNA指纹（DNA fringer print）。同年，他首次将DNA分析技术应用于法科学领域并获得成功。之后，随着分子生物学的发展，DNA指纹技术也在不断发展，并在遗传学、医学、法医学、生物学等多个领域得到广泛应用。本文主要对DNA指纹技术的特点、原理及其在动物遗传育种中的应用现状作一综述。
1.DNA指纹技术的特点
1.1 简单的遗传方式 DNA指纹图中的图带可以遗传，这不同于人的指纹，DNA指纹图带遵循简单的孟德尔遗传方式。后代图中的每一条带都可以在双亲之一的图中找到，除非是因为基因突变而产生个别新带。
1.2 体细胞稳定性 DNA指纹是分子水平上进行的监测，其分析结果不受环境和发育阶段的影响，同一个体的不同组织（无病变）、不同年龄阶段产生的DNA指纹图完全相同。
1.3 多位点性 高分辨率的DNA指纹图谱常有15～30条组成，一个DNA指纹探针能够同时监测基因组中数十个位点的变异型。
1.4 高度变异性 DNA指纹图在个体或群体之间表现高度的变异性，即不同的个体或群体有不同的DNA指纹图。
1.5 一定的物种特异性和个体识别性 同一探针在不同的种（品种）动物上产生的DFP图，在带数、带的深浅和分布上具有不同特点。用不同的探针获得同一个体的DFP图有很大差异，其信息量可以累加。
2.DNA指纹技术原理
DNA指纹是基于生物DNA序列多态性的差异。某些DNA序列的差异可通过限制性内切酶酶切片段长度的改变反映出来，即限制性片段长度多态性（RFLP）。其主要原因是由于DNA序列个别位点碱基的突变而引起某个限制性内切酶识别位点的获得或丢失，表现为不同长度的酶切片段。DNA指纹技术的一般过程是：将DNA用限制性内切酶消化，电泳分离，再转移至膜，用小卫星、微卫星或合成的寡核苷酸探针以及其他探针予以探测，形成个体特异性杂交图谱。
3.DNA指纹技术的应用
3.1 应用于亲子鉴定。Kashi Y，LipkinE等分析了DNA指纹在牛的双亲中鉴别的几种情况。认为DNA指纹鉴定双亲比传统的血型（红细胞血型）和生化多态性（白细胞抗原类型、血液蛋白型、酶、激素和代谢物）鉴定具有更大的优越性，DNA指纹技术是家畜双亲鉴定的最有效工具。因此，利用DNA指纹我们可以鉴别个体来源，并可作为畜禽品种（品系）的特征证明。
3.2 预测杂种优势。商品畜禽的生产，通常采用优化的杂交模式来进行。但是筛选最佳的杂交模式需要花费大量的人力、物力和财力。在现代遗传育种中，一般通过杂种优势来预测杂交模式。在已有的几种方法：（1）通过线粒体混合实验法预测杂种优势；（2）根据蛋白质的多态性预测杂种优势；（3）利用分子标记预测杂种优势等，从不同角度对杂种优势进行了研究，取得了一定的成就，但是这些方法并不完善，预测的结果不稳定，有时相互矛盾，而且常规进行杂交组合实验，由于受到各种条件的限制，一般局限于少数几个品种间进行。利用DNA指纹技术，通过品种（系）混合DNA指纹图谱分析品种间遗传距离大小，在完全相同的实验条件下，同一块凝胶上可以进行20～30个品种（系）分析，分析方法成熟，分析结果可靠，对预测一个品种（系）与其它多个品种（系）杂种优势有重要意义。DNA指纹技术分析品种（系）间遗传距离是指品种（系）间基因组结构的差异，所分析的是杂交组合间所有主要指标性状杂种优势大小。对于一个具体经济性杂种优势大小，需要考虑品种（系）具体性状的基因在品种间差异和品种自身特点，减少预测的盲目性。uhnlein U，dawe Y，Zadworny D等研究了4个品系鸡的遗传结构，通过DNA指纹技术估计的品系之间的遗传距离与实际育成的历史一致，并且可以作为鉴别鸡品系的一种方法和预测最佳的杂交组合。梁永红，刘平华等利用人源小卫星探针分析了湖北白猪Ⅲ（Ⅳ系）与长白、杜洛克品种的遗传距离，通过与杂交组合试验资料表明，当湖北白猪Ⅲ系（Ⅳ系）与品种之间距离大时，即杂交组合间遗传结构差异大时，日增重、饲料转化率、瘦肉率、产子数、断数这些主要经济性状杂种优势较大，反之则较小。因此，根据杂交组合间的遗传距离可以预测杂交组合的杂种优势。
遗传学在育种中的应用范文第8篇
1.1传统农业生产方式效率低下
改革开放以来,随着工业化进程的不断推进,我国传统的农业生产方式发生了巨大的改变,机械化程度明显提高,农业生产取得了可喜可贺的成就。尽管如此,我国的农业生产仍然是典型的劳动密集型产业,以家庭为单位,小面积经营。这种一家一户分散经营生产方式,包括种植业和养殖业均需在单位面积投入大量的劳动力,且以低水平、重复为主,很难形成规模化和集约化,造成资源的极度浪费。既不适应不断提高的农业生产要素水平和社会化分工的要求,也无法应对日益增加的市场风险,更不利于农业科技进步。尽管农村城镇化进程促进农民收入增加、生活水平提高,但导致大量农村劳动力转向城市,造成农户兼业化和村庄空心化现象。不但不能从根本上解决传统农业生产方式效率低下的问题,反而导致城乡收入差距逐渐拉大,影响“农业、农村、农民”3者共同协调发展。
1.2农产品流通和市场建设有待优化
农业产业结构调整的不断深入为现代化农业,尤其是农产品的流通和市场建设提出了新的挑战。目前我国市场农业还处于发展完善阶段,市场信息不能及时、准确地在供需双方交换,生产不能与市场相适应;产业布局和专业化分工错乱,不符合现代化市场的需求;储运加工系统不畅,导致“卖难”问题十分突出。这些问题都大大地抑制了广大劳动者进行农业生产和农产品结构调整的积极性。
1.3粮食安全与食品安全令人担忧解决好我国13亿人口的吃饭、穿衣问题,始终是党和政府的头等大事。作为一个全球性话题,粮食与食品安全受到国际社会的广泛关注。随着全球气候变暖的加剧带来的极端气候,导致粮食大面积减产及病虫害问题,始终威胁着我国的农业生产。当前,随着分子生物学技术的飞速发展,转基因已走出实验室,成为动植物育种的常规手段。通过转基因技术培育的新品种,正逐步侵入和占领传统的农业国家,我国同样未能幸免。尽管该技术在提高产量、抗逆及抗病虫害方面比传统作物有着巨大的优势,但是其安全性却无法准确评估。转基因作物的大面积推广,不仅危害食品安全,更不利于我国种质资源和生物多样性的保护。食品安全问题直接关系到广大人民群众的健康和生命安全,影响到经济的健康发展和社会的和谐平稳。当下食品安全问题层出不穷,屡禁不止。这些接连不断发生的事件,引发了党和政府对食品安全问题高度关注。
2农业科学技术发展现状
我国农业科学技术拥有悠久的历史和曾取得过令人瞩目的辉煌成就。18世纪以来,西方以实验为基础的现代科技体系引领了科学技术发展的方向,生命科学的发展与创新,尤其是数量与分子遗传学技术的进步,极大地促进了传统农业的发展与变革。我国用了近半个世纪,尤其是改革开放后的30年,依靠自己的力量,不断努力进步与创新,极大地提高了农业科技水平和综合竞争力。尽管我国人口增加了2.4倍多,但粮食产量由1949年的1亿t多,增加到5.9亿t,其增长速度远远超过人口增长。
3农业科学技术在新农村建设中的作用
3.1稳定发展农业生产
农业发展是“三农”建设的基础,而科技创新更是社会发展的第一推动力。创新是社会主义新农村建设的根本特征,从,这一制度创新,彻底改变了我国农村的产业结构到现代化农业工程——超高产作物选育、现代化的畜禽育种技术、应对各类自然灾害的重大工程等,通过高科技手段不仅使得农业生产环境和生产方式发生了根本性的改变,更提高了对环境的适应和抵御自然灾害的能力。“种瓜得瓜,种豆得豆”,这是古人总结出的一句老话,从中反应出了优良品种的重要性。在生命科学爆发式发展的推动下,尤其是经典数量遗传学与分子遗传学相结合促成了现代化的作物、畜禽选育技术。高密度芯片和深度测序技术的出现,不仅使科技工作者更方便地定位疾病和生产相关候选基因,其衍生出的全基因组选择技术在作物、畜禽育种领域的应用大大缩短了世代间隔、加快遗传进展,极大地降低了育种成本。而应用现代技术进行抗病、抗逆育种,使得自然环境较恶劣的地区进行农业生产成为可能。被誉为我国农业战线上的“两弹一星”——黄淮海平原旱涝盐碱综合治理更是应用现代化农业科技手段,在党和各级政府协同努力下重点针对盐碱障碍耕地淡水匮乏问题,改善种植结构,改良工程和农艺措施,选育耐盐抗旱新品种,综合利用咸水和雨水资源对这一饱受旱涝、盐碱和风沙危害的地区开展大规模的综合治理和开发。其产生的经济、社会和生态效应不可估量,在社会主义新农村建设热潮中起到了先锋模范带头作用。
3.2推动农业产业化进程
农业现代化发展的核心是农业生产方式,如何充分发挥农业的生态、环境和经济功能,改变农村生产、生活方式,推动城镇化进程是党和政府始终关心的问题。农村传统的生产方式无法适应现代农业产业化、集约化和规模化经营的需要,而城镇化的进程使得大量青壮年劳动力离开世代耕作的土地进城务工,而留守农户身兼数业,无心种田。这些归根结底是传统劳作方式生产效率低下,不能为劳动者带来切实的利益。农业产业化,这一生产方式的转变应时而生,体现了先进生产力发展的要求,不仅能够推动农村经济和生活结构的调整,同时也是农民增收和提高我国农业竞争力的重要途径。产业结构的优化、集约化程度的提高和农业基础设施的建设都为这一进程提供了有力的条件。用现代化的工业理念来规划农业生产,通过土地集约经营,不仅可以加速农业科技在实际生产中的应用,更能加速农民生产和生活方式的转变。农业科技园区正是这一理念的体现,作为一种新型的农业发展模式,它以技术密集为主要特征,在农业高新技术开发、试验和推广中发挥重要作用。农产品的高效快速流通也是困扰农业产业化进程的一大难题。随着我国农产品“七区二十三带”布局的完成,现代化的农产品收储、加工、运输技术为“减少流通成本,提高流通效率”提供了强有力的支持。