现代分子育种

传统的育种方法周期长、不定向、受亲缘关系限制，制约了育种工作的进一步发展。现代分子育种将分子生物学技术应用于育种中，通常包括：

• 分子标记辅助育种(MAS)

•基因工程育种(转基因育种) 

(1)分子标记辅助育种

   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，达到选择目标性状的目的，实现基因聚合、基因渗入。通过前景选择和背景选择，获得目标基因型纯合、遗传背景一致、综合农艺性状优良的品系，具有快速、准确、不受环境条件干扰的优点。

   从早期的SSR标记到目前的SNP标记，从单一性状/局部区域的分子标记辅助筛选到多性状/全基因组选择，分子标记辅助育种已经成为“常规武器”，孟山都、先锋、先正达等跨国公司进展迅速。2006年第一个通过分子标记辅助育种产生的品种已经由孟山都公司投放市场。分子标记辅助育种可分为样品采集和前处理、DNA提取、基因分析三大环节，容易忽略的最大成本是时间和人力。

分子育种的三个必须：

• 时间必须快

• 通量必须高

• 成本必须低

(2)转基因育种

随着分子生物学和植物基因工程的不断发展，越来越多的育种工作者开始利用转基因技术获得常规育种技术难以得到的新种质和新品种。植物转基因技术最大的好处在于可以打破自然界物种间原有的生殖隔离，促进基因在不同物种间的交流，极大地丰富变异类型，增大遗传多样性，为植物新品种的培育提供丰富的育种资源。

植物转基因操作中，除利用抗生素抗性等选择基因排除非转化细胞、利用Gus和CFP等报告基因显示转基因成功外，更重要的是从分子水平鉴别出阳性转化体，明确目的基因在转基因植株中的拷贝数和转录表达情况。

(3)转基因产品检测

据国际农业生物技术应用服务组织(ISAAA)的数据，到2015年全球转基因作物种植面积已超过1.8亿公顷，种植转基因作物的国家达到29个。消费者对转基因产品的安全日益关注，市场提出对转基因产品的知情权和选择权等要求。

我国国务院于2001年5月23日颁布的《农业转基因生物安全管理条例》规定实施转基因生物标识管理制度。转基因检测方法根据检测靶标的不同可分为对外源基因的检测和对外源蛋白的检测，目前使用最广的是基于核酸的检测方法。

(4)种子真实性和品种纯度检测

   国以农为本，农以种为先。一粒种子可以改变世界。现在国内优良种子产品很多为国外进口，农民也愿意高价购买优良种子，有不法商贩用普通种子冒充优良种子。随着我国种子市场监管力度不断加大，种子质量显著提高。

   鉴定种子真实性和品种纯度的方法通常有形态鉴定法、生物化学方法、分子标记法等，其中DNA分子标记检测法具有多态性丰富、准确性高、重复性好，无器官发育时期的特异性，不受环境影响等优点。

植物DNA提取的推荐方案

(1)CTAB法

传统的植物核酸提取方法主要是CTAB法。CTAB法成本低、得率高，基本上可以满足分子育种实验中绝大部分的实验研究，是目前很多实验室在使用的方法。但该方法需要用到有机溶剂，易污染环境和影响人体健康，人工操作均一性较差，其操作繁琐，需要多次离心，不易进行自动化操作。

(2)KingFisher磁珠法

Thermo Scientific™ KingFisher™专利技术(US6447729,US6448092)为创新的无液体转移的磁珠处理方法，适于快速分离纯化DNA/RNA，蛋白及细菌富集。纯化过程通过特制的磁棒(外包经特殊疏水处理的磁套)吸附磁珠在不同反应板/管间转移，特酸、蛋白、细菌等目标样品与磁珠免疫结合，从而被分离。整个纯化过程直接转移磁株，无液体转移，在处理过程中不需要分液或吸液。纯化1批样品(多至96份)只需15-40min(根据试剂盒程序有所差异)！

KingFisher磁珠法的优点：

• 专利技术，转移磁珠而非液体，无有机溶剂污染，无交叉污染，产物可直接用于PCR，测序等下游实验

• 既适用于1mL的标准工作体积，也适用于5mL的大工作体积

• 无需离心、过柱，操作方便快速，同时避免大片段堵塞或小

片段丢失

• 标准化的提取纯化流程，确保实验的重复性和结果

• 专门的BindIt磁珠纯化软件，用户可以灵活的优化自己的程序

• 纯化过程无液体转移，且结合、清洗充分，纯化效率高，节省试剂

• 开放式平台，适用于市场上所有的磁珠纯化试剂

自动化整合方案

KingFisher Flex可以和液体处理系统、机械臂等周边设备无缝整合，兼容LIMS系统，使提取流程标准化和自动化，满足更高通量的实验需求。

KingFisher机械臂优点：

• 并行处理，工作效率高

• 安全可靠，可实现无人值守式工作

• 开放式系统，可升级至更高通量或整合更多的流程

• 试剂开放，确保低的运行成本