什麼是標記輔助選擇 (MAS)

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MAS - 全面瞭解

標記輔助選擇 (MAS) 是一種分子育種技術，使育種者能夠對選擇哪些個體用於未來世代做出明智的決策。這種方法涉及使用分子標記，例如 DNA 序列變異或蛋白質多型性，來識別與理想表型相關的性狀。

MAS 已成為現代植物和動物育種中不可或缺的工具，有助於培育更適合消費者和環境不斷變化的需求的作物和牲畜。

MAS 的歷史

使用分子標記輔助育種選擇可以追溯到 20 世紀 80 年代，當時科學家發現 DNA 序列的差異可用於識別個體之間的變異。

MAS 的首批應用是在植物育種中，其中標記用於識別諸如抗病性、產量潛力和耐逆性等性狀。隨著技術的進步，MAS 被應用於動物育種，用於選擇諸如產奶量、生長速度和肉質等性狀。

MAS 如何工作？

MAS 透過識別與理想性狀相關的基因組區域來發揮作用。然後，這些區域可用於選擇具有所需性狀的個體進行育種。該過程通常涉及四個主要步驟 -

分子標記的鑑定

這涉及識別與感興趣的性狀相關的標記。這些標記可以來自各種來源，包括 DNA 序列變異、蛋白質多型性和基因表達水平。

標記基因分型

一旦識別出標記，就會對個體進行基因分型以確定它們攜帶哪些標記。這通常使用 PCR（聚合酶鏈反應）或其他基於 DNA 的方法完成。

標記-性狀關聯分析

這涉及分析資料以確定哪些標記與感興趣的性狀相關。統計方法用於識別與性狀關聯最強的標記。

選擇用於育種的個體

最後，選擇具有所需標記的個體進行育種。這可以透過各種育種方法來完成，包括選擇具有所需標記的個體進行傳統育種，或使用基因工程等技術將所需標記直接引入基因組。

MAS 的優勢

MAS 比傳統育種方法具有多種優勢。首先，它使育種者能夠選擇難以或無法直接觀察到的性狀，例如抗病性或耐旱性。

其次，它可以透過允許育種者在育種週期的早期階段選擇理想性狀來加快育種過程。

第三，它可以減少育種所需的個體數量，因為只需要選擇具有所需標記的個體。第四，它可以提高育種的精確度，因為標記可用於選擇與理想性狀相關的特定等位基因。

MAS 的應用

MAS 已廣泛應用於植物和動物育種，其應用範圍從作物改良到牲畜生產。

• 在植物育種中，MAS 已用於培育抗蟲害和病害、產量更高且更適合乾旱或高溫脅迫等不斷變化的環境條件的作物。

• 在動物育種中，MAS 已用於選擇諸如產奶量、肉質和生長速度等性狀。

• MAS 也已應用於保護生物學，以保護瀕危物種。透過識別與適應性或適應性相關的遺傳標記，MAS 可以幫助保護主義者識別在不斷變化的環境條件下最有可能存活的個體或種群。

MAS 的挑戰

雖然 MAS 具有許多優勢，但它也面臨著一些挑戰。

• 首先，該過程可能既昂貴又耗時，尤其是在需要對大量個體進行基因分型時。

• 其次，存在選擇不理想或具有負面後果的性狀的風險，例如生育力下降或易感疾病。

• 第三，使用 MAS 也會導致遺傳多樣性的減少，因為育種者傾向於選擇有限的一組理想標記。這會增加近交的風險並降低種群適應不斷變化的環境條件的能力。

• 最後，使用 MAS 會引發倫理問題，尤其是在涉及基因工程或選擇與動物福利問題相關的性狀時。

儘管存在這些挑戰，但 MAS 仍然是植物和動物育種的強大工具。基因分型技術和統計分析方法的進步使該過程更快、更具成本效益，同時提高了我們識別理想標記的能力。

未來，隨著育種者面臨越來越大的壓力，需要培育更能抵禦氣候變化、更具可持續性和更符合倫理的作物和牲畜，MAS 可能會變得更加重要。

結論

標記輔助選擇 (MAS) 是現代植物和動物育種的強大工具。透過識別與理想性狀相關的分子標記，育種者可以選擇更有可能具有所需表型的個體進行育種。

MAS 具有許多優點，包括能夠選擇難以或無法直接觀察到的性狀、加快育種過程以及提高育種的精確度。

但是，使用 MAS 也帶來了一些挑戰，包括

• 選擇不良性狀的風險，

• 減少遺傳多樣性，以及

• 引發倫理問題。

儘管存在這些挑戰，但 MAS 仍然是育種者必不可少的工具，有助於培育更適合消費者和環境不斷變化的需求的作物和牲畜。