回交育种也并非完美无缺,常常遇到问题连锁累赘难消除。
连锁累赘:植物育种中,目标基因(Target Gene)在染色体上并不是孤立存在的。它通常会携带一段来自供体(Donor)的染色体片段,这段被称为“累赘”片段(linkage Drag)的区域,正是导致优良轮回亲本(Recurrent Parent,RP)性状丢失的主要原因。
连锁累赘,已成为制约回交育种效率和成功率的关键瓶颈。
为了克服这一挑战,育种实践中逐步形成了多种技术路径。
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主要技术路径
首先是标记辅助回交(MABC)。该方法通过 DNA 分子标记加快选择速度,更高效地识别目标基因,同时持续跟踪轮回亲本基因组的恢复进程。相较传统回交,MABC 能显著提升育种效率,并有效降低连锁累赘对综合性状的负面影响。
其次,在育种过程中引入杂交,而不仅局限于回交,也是一条重要补充路径。通过增加重组机会,可以更快打破不必要的连锁关系,同时提升遗传多样性,为后续选择创造更大的空间。
第三是目标选择策略的精细化。利用紧密连锁的分子标记,同步开展:
前景选择(对目标基因进行正向选择)
背景选择(对轮回亲本标记进行选择)
可以在保留目标性状的同时,最大限度压缩供体染色体残留区段,从而显著减轻连锁累赘的影响。
02
前沿技术与研究进展
在此基础上,基因编辑技术提供了全新的解决思路。利用 CRISPR-Cas9 等前沿工具,可以将已鉴定的优良等位基因直接、精准地导入优良品种背景中,实现目标性状的定向改良,从源头上规避传统回交育种中普遍存在的“连锁累赘”问题。
最新研究成果进一步验证了这一方向的潜力。遗传与发育生物学研究所研究员余泓指出,传统育种主要依赖自然界中已有的遗传资源,通过不断聚合优异基因来创制新种质。但在现实中,许多关键性状之间存在天然的负相关关系,例如穗数与穗重之间的“相生相克”,仅靠资源重组往往难以突破。
针对这一难题,新研究基因编辑采用“瓦片式平铺删除”策略,对水稻关键基因的表达调控区进行精准编辑,成功解除水稻产量关键要素之间的负相关性,为打破水稻产量瓶颈提供了切实可行的技术路径。
03
工程化策略
在工程化应用层面,博瑞迪构建了一套动态、高效的 MABC 实施策略:

准备阶段: 严格控制亲本质量(DPS),优先选择遗传相似度最高的供体材料。
BC1F1(黄金窗口): 采用大群体(500–1000 株),同步开展 TGS、LDS(推荐单侧打破)和 RPS(>80%)的“三合一”筛选,这是效率最高、总体成本最低的关键阶段。
BC2F1(巩固阶段): 采用中等群体(120–200 株),视需要完成另一侧 LDS 打破,并筛选 RPS >90% 的优选个体。
BC3F1(收尾阶段): 采用小群体(60–100 株),筛选 RPS >98% 的个体,并启动 SSR 差异位点比对。
BC3F2(纯化阶段): 重点转入目标基因的纯合性筛选。
04
回交转育价值与意义
总体来看,分子标记辅助回交改良方案的核心价值并不在于替代育种家,而在于赋能育种家。
它将传统育种中高度依赖“经验”和“运气”的过程,转化为基于“数据”和“概率”的可控决策体系,主要体现在两个方面:
省钱 / 省事: 减少田间无效投入,让育种决策有据可依、过程可控;
高价值: 将育种周期缩短一半以上,有效规避“连锁累赘”带来的系统性风险,帮助优良品种提前 1–2 年抢占宝贵的市场窗口期。
回交育种也有这些缺点,比如转育后出现的产量降低及原有的性状发生改变?究竟是什么原因?请听下期讲解。





