作物設計Crop Design
作物設計涉及三個層面:第一個層面是精確遺傳信息,主要是指能夠設計各種重要的植物學性狀和各種代謝途徑的已知功能基因、調控基因及其QTL,這些遺傳信息的主要來源是各種"組學"的研究數據;第二個層面是構建分子元件及培育性狀元件,其目的是將精確遺傳信息通過基因操作構建成可進行遺傳轉化的分子元件或藉助分子標記輔助手段培育能代表目標性狀基因型的性狀元件;第三個層面是育種目標的定向組裝,依據品種設計藍圖,藉助轉基因技術、基因敲除、RNA干擾等基因操作手段,分子標記輔助選擇及常規育種方法培育出符合設計目標的作物新品種。
作物設計目前仍處於最起始階段,其發展和套用取決於系統生物學(systems biology)理論和技術的發展和創新,尤其取決於植物功能基因組學、蛋白質組學和代謝組學對影響植物重要功能性狀的基因和代謝調控網路的研究進展及信息累積。在作物設計的具體實踐中,不但要充分考慮到分子元件的結構和功能與表達性狀的協同性、時空性,而且還要藉助常規技術如抗逆性的鑑定或農藝性狀的大田篩選和鑑定來確認基因或QTL對目標性狀的表型效應及其與環境的相互作用。與傳統育種技術相比,作物設計育種技術是藉助計算機建立模擬育種體系,基於基因型選擇和目標性狀定向操作,育種目標明確,育種結果具有預見性,可以有效預警研究中可能出現的問題,並提供相應的解決方案。
來源:分子植物育種(Molecular Plant Breeding) 2004年,第2卷,第4期 著作權頁