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烟草在线据云南烟叶信息网报道 分子育种是相对于传统育种，应用现代生物技术开展品种选育的育种方法。
分子育种包括两个阶段研究：第一个阶段是利用关键基因等分子标记辅助选育品种。第二个阶段是集成技术，对品种从基因到整体进行优化设计和操作，提出最佳策略，精确高效培育新品种。
“精确制导”育良种
“明年，通过分子育种手段培育出的世界上第一株能抗黑胫病的红花大金元新品系将在这里诞生，到时候就能得到一批种子用于田间试验了！”6月10日，在位于云南省玉溪市的云南省烟草农业科学研究院（以下简称“云南烟草农科院”）研和实验基地，负责人殷端按捺不住心中的喜悦，指着一号实验大棚里一棵棵翠绿的烟株，向记者透露了这个好消息。
自从行业启动烟草基因组计划重大专项以来，中国烟草接连在结构基因组学、功能基因组学取得重大进展。作为该重大专项的最后一环，分子育种研究能否取得突破，关乎着该重大专项目标（培育出“优质超级烟草品种”）的最终实现，而云南烟草农科院带来的这个好消息，无疑让人们看到了成功的希望。
分子育种，是将常规育种手段与分子生物学技术有机结合而形成的一项育种新技术。近年来，该项技术在水稻、玉米、番茄、马铃薯等农作物育种领域已得到广泛应用；而该项技术在中国烟草领域的成功探索，也势必为以后的良种培育提供广阔的天地和无限遐想。
突破传统育种困境
素有“种子摇篮”之称的云南烟草农科院是中国烟草育种研究的重镇。成立近60年来，该院用传统育种方式得到的云烟87、云烟97、云烟85、红花大金元等品种，目前已经成为全国各大烟区的主栽品种。不过，随着市场对良种的要求越来越高、愿望越来越迫切，这种传统的育种方式却面临着很多困境。
常规育种周期长、见效慢，通常要求科研人员必须在大田里仔细观察，看见长势好的烟株就把它选出来，然后一代代种下去，直至培育出一个相对满意的新品种，过程很辛苦，也很困难。
“运用这种手段选育新品种，即便方法得当，一切进展顺利，最快也需要经过13年的时间才能选育成功。”云南烟草农科院烟草育种与生物技术研究中心主任肖炳光感慨地说，许多育种前辈们终其一生，能培育出一两个优良品种就已算幸运的了。(新商盟网www.xinshangmeng.org)
更关键的是，依靠杂交育种很难解决有利性状与不利性状的矛盾。这就好比父亲睿智、母亲漂亮，生出来的孩子不一定就聪明漂亮。况且有的性状，是由多种基因共同决定的。因此，要实现多个优良性状的有效聚合，并非易事。
分子育种的出现，则为问题的解决带来了曙光。“我们现在的工作主要是通过分子标记的手段，使得优异基因在杂交过程中成功转育到定向改良品种中，最终得到新的优良品种。”云南烟草农科院烟草育种与生物技术研究中心副主任刘勇告诉记者。
而要想得到优异基因，首先要准确识别它。这就为分子标记手段的使用提供了大显身手的机会。“打个比方，分子标记之于基因组，就如高速公路上的路标，提醒着行人来到了哪个地方。”
因此，分子标记遗传连锁图谱的绘制，就显得极为重要。高质量的分子标记遗传连锁图谱是后续进行性状基因定位、分子标记辅助选择的重要基础。
2010年12月，我国烟草基因组计划重大专项启动，并对构建分子标记遗传连锁图谱做了重点布局。一年后，云南烟草农科院的科研人员便成功获得世界上密度最高、标记数最多的烤烟分子标记遗传连锁图谱。
在此基础上，2012年，他们又继续整合入717个单核苷酸多态性标记（SNP）和238个多样性序列芯片技术（DArT）标记，获得了含1566个标记、由24个连锁群组成的烤烟遗传连锁图。
“通过这张图，既能用来锁定诸如优质、抗病等性状相关的基因，也能作为一个标记，快速筛选鉴定出具有上述这些优异基因的烟草品系。”作为该项目的主攻专家之一，肖炳光至今谈起这张图仍然抑制不住内心的激动。
自此，传统育种手段融合分子生物学技术，使品种主要性状的改良可通过实验室在分子层面进行描述、设计，不仅加快了育种速度，工作量相比以前也大幅减少。
从传统到现代，从宏观到微观，一场引领未来烟草生物育种的技术变革正悄然到来。 (新商盟网www.xinshangmeng.org)
定向改良“红大”抗性
长期以来，红花大金元作为特色品种，深受国内外卷烟工业企业的青睐，但在种植过程中，却因易感染黑胫病等不足，让烟农备受困扰。
事实上，有一些科学家尝试运用传统育种手段，培育一种能抗黑胫病的新品种，但因工作量过于庞大且低效，并没有取得突破性成果。
随着基因组重大专项的不断推进，更多的人将目光投向了分子育种技术。
2013年1月，云南省烟草农科院历时两年艰苦攻关，将烟草抗黑胫病基因锁定在特定分子标记之间，与其中一个标记的距离约0.43cM（厘摩，连锁图谱中的距离单位）。目前，已获得与该基因共分离的标记。
“该抗性基因的精确定位，有助于有针对性地改良提升现有烟草品种的黑胫病抗性，为从根本上解决烟草黑胫病等病害迈出了一大步。”肖炳光说。
接下来，科研人员将带有抗黑胫病基因的品种与红花大金元进行杂交和回交，在保持“红大”品种现有性状的基础上，实现对黑胫病的抗性。
回交一代将会出现性状分离的现象。所谓性状分离，是指具有一对相对性状的亲本杂交，子一代全部个体都表现显性性状，子一代与亲本之一杂交得到回交一代，回交一代个体一部分表现显性性状，一部分表现隐性性状的现象。
例如，以纯种开红花的豌豆与开白花的豌豆杂交，杂种一代（F1）的全部植株都是开红花的。让F1植株花粉为开白花的豌豆植株传粉，得到BC1个体，其中约有1/2个体开红花，约有1/2个体开白花。这种在回交后代中显出不同性状（如开红花和开白花）的现象，就是性状分离。(新商盟网www.xinshangmeng.org)
而对于带有黑胫病基因的品种与其母本红花大金元品种进行再次杂交，则因其性状差异度小，无法依靠外观的表型性状进行子代的鉴别。“因此分子标记这时候就能帮我们有效地甄别出黑胫病抗性基因，告诉我们哪个子代单株的基因组更像红花大金元，从而加快品种纯化速度。”肖炳光说。
为了帮助记者理解，云南烟草农科院博士李文正向记者打了个比方：“这就好比在一群大部分穿红衣服的球队中，找出来那个穿蓝衣服的人，一目了然，非常高效且准确。大约经过三轮回交后，我们就能得到较为满意的一株。”
有了分子育种这把利器，在烟草品种抗性性状改良上，行业内多家科研单位奋力攻关，纷纷有了突破：青州烟草研究所接连完成抗青枯病、抗TMV突变体鉴定和烟草抗CMV与赤星病连锁分子标记开发，并将应用在中烟100、翠碧一号以及NC82、K326等品种改良上；云南烟草农科院联合黑龙江烟草研究所，完成了烟草抗PVY基因功能验证并将应用在K326、中烟100品种改良上。
不仅如此，他们还利用该项技术，开展农艺性状改良、品质性状改良等研究，目前正在积极推进相关基因克隆和利用：利用烟草开花期调控基因加快育种进程；探索烟碱合成调控相关基因、烟草腋芽形成相关基因、烟草特有亚硝胺（TSNA）合成调控基因、镉转运基因、烟草抗旱相关基因和烟草类黄酮相关基因，争取培育出抗旱、减害等品种，为优质超级品种培育奠定坚实基础。
打造高端科研团队
1500平方米的实验室、200多亩的实验基地、4000平方米的栽培温室、200多台（套）专用仪器设备……这是云南烟草农科院烟草行业生物技术育种重点实验室的过硬家底。
不仅硬件设施一流，云南烟草农科院在科研软环境的打造上也是不遗余力。他们采用烟草基因组计划重大专项“项目+平台+人才”的立体攻关模式，吸引了大批海内外高层次人才纷纷加入生物技术育种的行列中来。
美国北卡罗来纳州立大学博士王丙武，2011年毕业后，就来到了云南烟草农科院并成为功能基因研究团队负责人。历经三年研究，该团队率先成功克隆了烟草抗马铃薯Y病毒基因，正在进行优质减害相关基因的克隆验证；与王丙武一样，毕业于德国马普学会的杨大海博士同样被云南烟草农科院基因专项研究的科研环境所吸引，并担当了基因功能鉴定平台的负责人。
在云南烟草农科院烟草行业生物技术育种重点实验室，像王丙武和杨大海这样的高层次研发人员，目前已经有12位，并且实验室对优秀人才的引进力度还在继续加大。(新商盟网www.xinshangmeng.org)
“这些高层次人才，不仅视野开阔，还具有踏实务实的科研态度，对于提升我们整体科研实力发挥了很大作用。”云南烟草农科院副院长李永平认为，科研机构不能闭门搞研究，必须敞开大门，吸引更多优秀人才的加入。
目前，在云南烟草农科院，围绕着以分子育种为核心的生物育种技术研究，已经形成了包括基因克隆定位平台、基因功能鉴定平台、表型鉴定平台等多个平台在内的科研创新体系。
这种类似于“流水线”的管理模式，让科研人员在不同的育种环节各展所长，不但避免了科研工作的重复，还有效保障了整个研发工作的高效推进，规避了因为个别人才流失给整个研发工作带来的影响。
“正是有了这些优秀的人才和良好的科研管理模式，再依托行业重点实验室和正在筹备的国家烟草基因工程研究中心，我们的团队有信心培育出更多优秀的品种，让良种种遍全国。”肖炳光说。
“标记”良种
叶面出现褐色坏死斑，叶片不同程度地皱缩、畸形……这是烟草黄瓜花叶病毒病（CMV）的典型症状。长期以来，包括CMV在内的病害严重影响着我国烟叶生产。
不过，这种情形将有望得到改观----目前，借助分子标记辅助选择手段，中国烟草总公司青州烟草研究所（以下简称“青州所”）育
探秘烟草基因组·分子育种
