回交育種也并非完美無缺，常常遇到問題連鎖累贅難消除。
連鎖累贅：植物育種中，目標(biāo)基因（Target Gene）在染色體上并不是孤立存在的。它通常會(huì)攜帶一段來自供體（Donor）的染色體片段，這段被稱為“累贅”片段（linkage Drag）的區(qū)域，正是導(dǎo)致優(yōu)良輪回親本（Recurrent Parent，RP）性狀丟失的主要原因。
連鎖累贅，已成為制約回交育種效率和成功率的關(guān)鍵瓶頸。
為了克服這一挑戰(zhàn)，育種實(shí)踐中逐步形成了多種技術(shù)路徑。
01
主要技術(shù)路徑
首先是標(biāo)記輔助回交（MABC）。該方法通過 DNA 分子標(biāo)記加快選擇速度，更高效地識(shí)別目標(biāo)基因，同時(shí)持續(xù)跟蹤輪回親本基因組的恢復(fù)進(jìn)程。相較傳統(tǒng)回交，MABC 能顯著提升育種效率，并有效降低連鎖累贅對(duì)綜合性狀的負(fù)面影響。
其次，在育種過程中引入雜交，而不僅局限于回交，也是一條重要補(bǔ)充路徑。通過增加重組機(jī)會(huì)，可以更快打破不必要的連鎖關(guān)系，同時(shí)提升遺傳多樣性，為后續(xù)選擇創(chuàng)造更大的空間。
第三是目標(biāo)選擇策略的精細(xì)化。利用緊密連鎖的分子標(biāo)記，同步開展：
前景選擇（對(duì)目標(biāo)基因進(jìn)行正向選擇）
背景選擇（對(duì)輪回親本標(biāo)記進(jìn)行選擇）
可以在保留目標(biāo)性狀的同時(shí)，最大限度壓縮供體染色體殘留區(qū)段，從而顯著減輕連鎖累贅的影響。
02
前沿技術(shù)與研究進(jìn)展
在此基礎(chǔ)上，基因編輯技術(shù)提供了全新的解決思路。利用 CRISPR-Cas9 等前沿工具，可以將已鑒定的優(yōu)良等位基因直接、精準(zhǔn)地導(dǎo)入優(yōu)良品種背景中，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)性狀的定向改良，從源頭上規(guī)避傳統(tǒng)回交育種中普遍存在的“連鎖累贅”問題。
最新研究成果進(jìn)一步驗(yàn)證了這一方向的潛力。遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員余泓指出，傳統(tǒng)育種主要依賴自然界中已有的遺傳資源，通過不斷聚合優(yōu)異基因來創(chuàng)制新種質(zhì)。但在現(xiàn)實(shí)中，許多關(guān)鍵性狀之間存在天然的負(fù)相關(guān)關(guān)系，例如穗數(shù)與穗重之間的“相生相克”，僅靠資源重組往往難以突破。
針對(duì)這一難題，新研究基因編輯采用“瓦片式平鋪刪除”策略，對(duì)水稻關(guān)鍵基因的表達(dá)調(diào)控區(qū)進(jìn)行精準(zhǔn)編輯，成功解除水稻產(chǎn)量關(guān)鍵要素之間的負(fù)相關(guān)性，為打破水稻產(chǎn)量瓶頸提供了切實(shí)可行的技術(shù)路徑。
03
工程化策略
在工程化應(yīng)用層面，博瑞迪構(gòu)建了一套動(dòng)態(tài)、高效的 MABC 實(shí)施策略：
準(zhǔn)備階段： 嚴(yán)格控制親本質(zhì)量（DPS），優(yōu)先選擇遺傳相似度最高的供體材料。
BC1F1（黃金窗口）： 采用大群體（500–1000 株），同步開展 TGS、LDS（推薦單側(cè)打破）和 RPS（>80%）的“三合一”篩選，這是效率最高、總體成本最低的關(guān)鍵階段。
BC2F1（鞏固階段）： 采用中等群體（120–200 株），視需要完成另一側(cè) LDS 打破，并篩選 RPS >90% 的優(yōu)選個(gè)體。
BC3F1（收尾階段）： 采用小群體（60–100 株），篩選 RPS >98% 的個(gè)體，并啟動(dòng) SSR 差異位點(diǎn)比對(duì)。
BC3F2（純化階段）： 重點(diǎn)轉(zhuǎn)入目標(biāo)基因的純合性篩選。
04
回交轉(zhuǎn)育價(jià)值與意義
總體來看，分子標(biāo)記輔助回交改良方案的核心價(jià)值并不在于替代育種家，而在于賦能育種家。
它將傳統(tǒng)育種中高度依賴“經(jīng)驗(yàn)”和“運(yùn)氣”的過程，轉(zhuǎn)化為基于“數(shù)據(jù)”和“概率”的可控決策體系，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：
省錢 / 省事： 減少田間無效投入，讓育種決策有據(jù)可依、過程可控；
高價(jià)值： 將育種周期縮短一半以上，有效規(guī)避“連鎖累贅”帶來的系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)，幫助優(yōu)良品種提前 1–2 年搶占寶貴的市場窗口期。
回交育種也有這些缺點(diǎn)，比如轉(zhuǎn)育后出現(xiàn)的產(chǎn)量降低及原有的性狀發(fā)生改變？究竟是什么原因？請(qǐng)聽下期講解。
