분자육종

Molecular breeding

분자 번식은 분자생물학 도구를 응용하는 것으로, 종종 식물 번식과[1][2] 동물 번식에 사용됩니다.[3][4]넓은 의미에서 분자육종은 동식물의 관심 형질을 향상시키기 위해 DNA 수준에서 유전자 조작을 하는 것으로 정의할 수 있으며, 유전공학적 또는 유전자 조작, 분자표지자 보조선택, 유전자 선택 등을 포함할 수 있습니다.[5]그러나 분자 사육은 분자 마커 보조 사육(MAB)을 의미하는 경우가 많으며, 유전자형 분석을 기반으로 식물 또는 동물의 형질을 변경하고 개선하기 위해 연계 지도 및 유전체학과 함께 분자 바이오 기술, 특히 분자 마커를 적용하는 것으로 정의됩니다.[6]

분자 번식 영역은 다음과 같습니다.

구성방법

표식보조육종

마커 보조 번식 방법은 다음과 같습니다.

유전자형화 및 분자지도 생성 - 유전체학

일반적으로 사용되는 마커는 단순 서열 반복(또는 마이크로위성), 단일 뉴클레오티드 다형성(SNP) 등입니다.식물의 유전자형을 확인하는 과정은 유전자형(genotyping)으로 알려져 있습니다.

SNP의 개발은 밀도 높은 표지를 만드는 데 도움을 주므로 분자 번식 과정에 혁신을 가져왔습니다.[clarification needed]또 다른 발전 분야는 염기서열 분석에 의한 유전자형입니다.[10]

표현형 - 페노믹스

형질과 관련된 유전자를 확인하기 위해서는 표현형으로[dubious – discuss] 알려진 형질 값을 측정하는 것이 중요합니다.표현형을 측정하기 위한 오믹스는 페노믹스라고 불립니다.표현형은 특성 자체의 측정을 나타낼 수도 있고 간접적으로 연관되거나 상관된 특성을 나타낼 수도 있습니다.

QTL 매핑 또는 연관 매핑

관심 형질을 조절하는 데 관여하는 유전자들(정량 형질 위치(QTL)) 또는 정량 형질 유전자들 또는 소수 유전자들 또는 주요 유전자들)이 확인됩니다.이 프로세스를 매핑이라고 합니다.그러한 유전자의 지도 제작은 분자 마커를 사용하여 이루어질 수 있습니다.QTL 매핑은 단일 대가족, 관련이 없는 개인 또는 여러 가족을 포함할 수 있습니다(: 가족 기반 QTL 매핑 참조).기본 아이디어는 표현형 측정과 관련이 있고 마커 보조 번식/선택에 사용될 수 있는 유전자 또는 유전자와 관련된 마커를 식별하는 것입니다.

마커 보조 선택 또는 유전자 선택

일단 유전자나 표지자가 확인되면, 그것들은 유전자형에 사용될 수 있고 선택 결정이 내려질 수 있습니다.

마커 보조 역교차(MABC)

Backcrossing은 한 유전적 배경에서 다른 유전적 배경으로 제한된 수의 위치(예: 트랜스젠, 질병 저항성 위치 등)를 전달하기 위해 부모와 함께 F1을 교차하는 것입니다.보통 그러한 유전자의 수취인은 이미 잘 수행되고 있는 품종입니다 - 이전될 유전자를 제외하고 말이죠.그래서 우리는 관심 유전자를 선택하면서 4-6번의 백크로스를 반복해서 하는 수용자 유전자형의 유전적 배경을 유지하고자 합니다.우리는 전체 게놈의 마커를 사용하여 2-3번의 백 크로싱으로 게놈을 빠르게 복구할 수 있습니다. 그런 상황에서는 충분할 것입니다.[clarification needed]

마커 보조 순환 선택(MARS)

MARS는 단일 모집단 내의 복잡한 특성에 대한 여러 게놈 영역(최대 20개 이상)을 식별하고 선택하는 것을 포함합니다.

게놈 선택

게놈 선택은 소수의 마커만을 기반으로 선택이 이루어지는 전통적인 마커 지원 선택에 대한 새로운 접근 방식입니다.[7]유전체학은 특성과 유의하게 연관된 개별 위치를 식별하려고 하기보다는 모든 마커 데이터를 성능 예측 변수로 사용하여 결과적으로 보다 정확한 예측을 제공합니다.선택은 게놈 선택 예측을 기반으로 할 수 있으며, 잠재적으로 번식을 통해 보다 신속하고 낮은 비용 이득을 얻을 수 있습니다.게놈 예측은 사육 및 유전자형 값 예측의 정확도를 높이기 위해 마커 데이터를 표현형 및 혈통 데이터(사용 가능한 경우)와 결합합니다.[11]

유전자 변형 또는 유전공학

유전자의 전이는 한 유기체에서 다른 유기체로의 수평적인 유전자의 전이를 가능하게 합니다.따라서 식물은 인간이나 조류, 또는 다른 생물체로부터 유전자를 받을 수 있습니다.이것은 작물 재배에 있어서 무한한 기회를 제공합니다.

생물별

분자 번식 자원(다체체학 데이터 포함)은 다음과 같습니다.

참고문헌

  1. ^ Voosen, P. (2009). "Molecular Breeding Makes Crops Hardier and More Nutritious Markers, knockouts and other technical advances improve breeding without modifying genes". Scientific American.
  2. ^ "Stephen P. Moose* and Rita H. Mumm (2008) Molecular Plant Breeding as the Foundation for 21st Century Crop Improvement, Plant Physiology 147:969-977".
  3. ^ Dekkers, Jack C. M.; Hospital, Frédéric (2002). "The use of molecular genetics in the improvement of agricultural populations". Nature Reviews Genetics. 3 (1): 22–32. doi:10.1038/nrg701. PMID 11823788. S2CID 32216266.
  4. ^ C.M. Dekkers, Jack (2012). "Application of Genomics Tools to Animal Breeding". Current Genomics. 13 (3): 207–212. doi:10.2174/138920212800543057. PMC 3382275. PMID 23115522.
  5. ^ Ribaut, J-M; de Vicente, Mc; Delannay, X (April 2010). "Molecular breeding in developing countries: challenges and perspectives". Current Opinion in Plant Biology. 13 (2): 213–218. doi:10.1016/j.pbi.2009.12.011. PMID 20106715.
  6. ^ Hollington, P.A.; Steele, Katherine A. (2007), "Participatory Breeding For Drought and Salt Tolerant Crops", Advances in Molecular Breeding Toward Drought and Salt Tolerant Crops, Dordrecht: Springer Netherlands, pp. 455–478, doi:10.1007/978-1-4020-5578-2_18, ISBN 978-1-4020-5577-5, retrieved 2020-10-02
  7. ^ a b Meuwissen, T. H. E.; Hayes, B. J.; Goddard, M. E. (2001-04-01). "Prediction of Total Genetic Value Using Genome-Wide Dense Marker Maps". Genetics. 157 (4): 1819–1829. doi:10.1093/genetics/157.4.1819. ISSN 0016-6731. PMC 1461589. PMID 11290733.
  8. ^ Jannink, Jean-Luc; Lorenz, Aaron J.; Iwata, Hiroyoshi (2010-03-01). "Genomic selection in plant breeding: from theory to practice". Briefings in Functional Genomics. 9 (2): 166–177. doi:10.1093/bfgp/elq001. ISSN 2041-2649. PMID 20156985.
  9. ^ Heffner, Elliot L.; Sorrells, Mark E.; Jannink, Jean-Luc (2009-01-01). "Genomic Selection for Crop Improvement". Crop Science. 49 (1): 1–12. doi:10.2135/cropsci2008.08.0512. ISSN 1435-0653.
  10. ^ "Analysis". bucklerlab.
  11. ^ Goddard, ME; Hayes, BJ (2007). "Genomic selection". Journal of Animal Breeding and Genetics. 124 (6): 323–30. doi:10.1111/j.1439-0388.2007.00702.x. PMID 18076469.
  12. ^ Sun, Min; Yan, Haidong; Zhang, Aling; Jin, Yarong; Lin, Chuang; Luo, Lin; Wu, Bingchao; Fan, Yuhang; Tian, Shilin; Cao, Xiaofang; Wang, Zan; Luo, Jinchan; Yang, Yuchen; Jia, Jiyuan; Zhou, Puding; Tang, Qianzi; Jones, Chris Stephen; Varshney, Rajeev K.; Srivastava, Rakesh K.; He, Min; Xie, Zheni; Wang, Xiaoshan; Feng, Guangyan; Nie, Gang; Huang, Dejun; Zhang, Xinquan; Zhu, Fangjie; Huang, Linkai (2023). "Milletdb: a multi‐omics database to accelerate the research of functional genomics and molecular breeding of millets". doi:10.1111/pbi.14136. {{cite journal}}:저널 요구사항 인용 journal=(도움말)
  13. ^ Sun, Congwei; Hu, Huiting; Cheng, Yongzhen; Yang, Xi; Qiao, Qi; Wang, Canguan; Zhang, Leilei; Chen, Da-Yuan; Zhao, Simin; Dong, Zhongdong; Chen, Feng (2023). "Genomics‐assisted breeding: The next‐generation wheat breeding era". doi:10.1111/pbr.13094. S2CID 258478136. {{cite journal}}:저널 요구사항 인용 journal=(도움말)

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