在育種上，選擇是指一個群體中的不同基因型的差別繁殖。選擇是一項獨立的育種技術，也是貫穿育種過程始終的步驟。每一種育種方法都離不開選擇，每一個育種步驟都需要選擇。正確的選擇是植物育種成功的關鍵，選擇的正確與否取決于育種目標和性狀鑒定方法，育種目標規定選擇的方向，性狀鑒定和選擇的方法決定選擇的效率。
育種選擇方法可分為兩大類: 表型選擇和基因型選擇。
1 表型選擇
［1］表型選擇是指直接測定目標性狀的表型值，根據表型值是否符合育種目標決定去留。表型選擇多在目標環境下、性狀充分表達的關鍵時期進行，表型選擇的效率通常用選擇進展或選擇響應來衡量。選擇進展是指入選親本的子代平均表現值距原始群體的平均值間的離差。對于一個目標性狀，選擇進展的大小取決于 3 個因素: 狹義遺傳力、選擇差和選擇強度。性狀的遺傳力是一個相對值，取值域為［0 ～1］，選擇差是入選群體的平均值與原始群體的平均值的離差，選擇強度是指入選群體平均值相當于多少個原始群體標準差，實踐中用入選率代表，入選率愈低，選擇強度愈高，在相同的入選率下，供選擇的群體愈大，選擇強度也愈高。
盡管表型選擇目前仍是育種上普遍采用的選擇方法，但表型選擇有以下難以克服的內在問題: \\( 1\\)表型是基因型與環境互作的結果，不同的表型可能是基因型不同造成的，也可能是環境不同造成的，表型受環境影響，基因型和環境對表型的貢獻大小未能分割，因此造成選擇準確性不高，選擇效率低。\\( 2\\) 表型選擇類似于“黑箱”，不考慮目標性狀的遺傳結構，對控制該性狀的基因數目以及各個基因的貢獻大小、互作關系并不清楚，不能有效解析決定同一性狀的基因之間的負相關\\( 一因多效、上位性、連鎖\\) ，因而難以把控制同一性狀的基因的最佳等位基因進行有效聚合，目標性狀的改良速度緩慢、改良效果有限。\\( 3\\) 表型選擇的前提是表型準確鑒定，要求表型鑒定結果精確、可靠。然而，目前還有許多性狀沒有建立有效的表型鑒定方法，而且，對那些已建立了表型鑒定方法的性狀而言，在育種中進行表型選擇也不容易，如根性狀、許多種子性狀。
為了提高表型選擇的效率，可利用高度遺傳相關的性狀進行選擇，其前提是相關性狀的遺傳力與目標性狀與相關性狀的遺傳相關系數之積大于目標性狀的遺傳力。當目標性狀與相關性狀的遺傳相關系數趨近于 1 時，相關性狀的遺傳力大小決定是否采用相關選擇。
2 DNA 標記輔助選擇
DNA 標記是 1980 年以來利用 DNA 核苷酸序列的差異\\( 多態性，如堿基替換、插入、缺失等\\) 建立的一類全新的遺傳標記，數量無限，且不受環境因素或植物生長發育階段的影響，因此可用不同發育時期、不同組織進行分析。
DNA 標記輔助選擇是一種相關選擇。DNA 標記遵循質量性狀遺傳，遺傳力可看作為 1，所以能否利用 DNA 標記進行間接選擇取決于遺傳相關程度即 DNA 標記與控制目標性狀的基因之間的連鎖強度。
DNA 標記輔助選擇可分為前景選擇和背景選擇\\( 圖 1\\) ?！?】
前景選擇是對目標基因進行選擇，首先要對目標基因進行定位，找到與目標基因連鎖的標記，依據連鎖的程度可將這種標記分為緊密連鎖標記和完全連鎖標記。完全連鎖標記是根據控制目標性狀的基因的序列開發的標記。隨著越來越多的基因被克隆，開發完全連鎖標記已成為一條重要途徑。根據用于開發標記的差異序列是否導致功能變異\\( 功能基序\\) ，將完全連鎖標記分為功能標記和基因標記。
緊密連鎖標記位于控制目標性狀的基因的側邊，不是控制目標性狀的基因的一部分，在減數分裂過程中與控制目標性狀的基因會發生交換重組，因此這類標記叫做隨機 DNA 標記。利用功能標記進行前景選擇，選擇準確率達到 100%; 利用隨機 DNA 標記進行前景選擇，由于不是完全連鎖，目標基因選擇的準確率取決于與標記的連鎖程度以及是單側標記輔助選擇還是雙側標記輔助選擇\\( 圖 2\\) 。
背景選擇是對遺傳背景進行全基因組選擇，要求用大量標記，并且要知道這些標記的位置和分布是否均勻。通過背景選擇，可打破目標性狀與不利基因之間的連鎖，克服連鎖累贅，提高選擇精確性和速度。隨著新一代測序技術的發展和以重測序、芯片技術為基礎的高通量基因型分析平臺的建立，對遺傳背景的選擇實現了全基因組均勻覆蓋［3，4］?！?】
DNA 標記輔助選擇可用于各種育種程序，如標記輔助回交育種［5］、標記輔助基因聚合、標記輔助純系選育、標記輔助輪回選擇等。
1記進行前景選擇實現目標基因的快速轉移，通過背景選擇加快輪回親本回復\\( 由 6 代減到 2 代\\) ，利用共顯性標記可減少隱性目標基因回交導入時每一代的自交分離步驟和顯性目標基因回交導入時為了純合化的自交代數\\( 傳統方法需要自交 2 代鑒定，而利用標記輔助選擇只需自交 1 代\\) \\( 圖 3\\) 。
DNA 標記輔助選擇能同時無損選擇多個性狀，用一片葉或半粒種子就可分析數十個性狀，且能同時選擇控制同一性狀的不同基因和同一基因的不同等位基因，使得表型選擇不能實現的控制同一性狀的所有基因的最佳等位基因聚合得以實現?；蚓酆峡煞譃?2 類: \\( 1\\) 控制不同性狀的基因聚合; \\( 2\\)控制同一性狀的多個基因及其等位基因聚合。標記輔助基因聚合可采用不同途徑: \\( 1\\) 通過標記輔助回交，在導入一個目標基因的基礎上，再與另一個含有目標基因的親本雜交，對雜種后代通過標記輔助選擇，用含有 2 個目標基因的植株與第三個含有目標基因的親本雜交，重復上述步驟，直至將所有目標基因全部聚合。\\( 2\\) 為了聚合外源基因，可將栽培品種與野生種雜交、回交，培育含有某個野生種染色體片段的導入系，通過標記輔助選擇鑒定導入系所含的導入片段并分析其表型效應，然后按照育種目標把控制同一性狀或者不同性狀的導入系進行雜交，通過標記輔助選擇理想的重組單株實現基因聚合\\( 圖 4A\\) 。\\( 3\\) 通過聚合雜交的方法，先將具有目標基因的親本兩兩雜交，通過目標基因的前景選擇培育出所有目標基因雜合的基因型，然后通過自交結合目標基因前景選擇培育出所有目標基因雜合的基因型，實現基因聚合\\( 圖 4B\\) 。在培育雜合基因型時，目標基因少的親本先雜交，導致嚴重的相斥連鎖的雜交先進行，每個世代多做雜交以保證有足夠大的群體可供選擇，如果所需群體過大時，可先回交。在培育純合基因型時，一是可采取雙單倍體技術，如果沒有含所有目標基因的雙單倍體，可將互補的雙單倍體雜交進行下一輪選擇，二是將盡可能多的少數基因雜合的基因型提升到下一代［6］?！?-4】
標記輔助純系選育，一方面可用標記對親本進行目標基因前景選擇和遺傳背景分析，另一方面是在早期世代\\( F2代\\) 進行標記輔助前景選擇，提升理想的單株種成 F1株系或用于誘導雙單倍體，從而減少種植規模\\( 從 2 000 株到 100 株\\) 。
標記輔助輪回選擇是對親本用標記進行目標基因前景選擇和遺傳背景分析，在基礎群體如 F2群體通過標記輔助選擇鑒別絕大多數基因具有有利等位基因的植株，如 2 親本 F2群體各等位基因的頻率為0. 5，10 個基因完全純合的植株頻率為\\( 1 /2\\)10，即1 024株有一個理想植株，如進行標記輔助選擇，F2代將有\\( 3/4\\)10的植株入選，即大約 18 株有 1 株入選，其中10 個基因完全純合的植株占\\( 2/3\\)10，即55株中有 1 株完全純合，提高群體中理想基因型植株的頻率。然后將上述入選植株進行雜交重組，并重1應小的基因控制的性狀或一次選擇多個主效基因時利用［7］。
3 基因組選擇
基因組選擇是 2001 年提出的一種基因型選擇方法［8］，它利用所有標記位點估測個體的育種值，根據育種值進行選擇。與 DNA 標記輔助選擇相比，基因組選擇有幾個特點［9］: \\( 1\\) 不需要事先知道標記與性狀之間是否關聯; \\( 2\\) 克服了等位基因多樣性和遺傳背景效應的影響，標記的效應，不像 DNA標記輔助選擇，要么是0，要么是1\\( 依賴預設的顯著性閥值\\) ，而是介于 0 ～1; \\( 3\\) 僅估測育種值，選擇育種值最高的單株，不能鑒定、導入新基因; \\( 4\\) 育種周期更短; \\( 5\\) 更適合于復雜性狀的基因型選擇。
基因組選擇的程序: \\( 1\\) 構建與育種群體遺傳相似的訓導群體; \\( 2\\) 對訓導群體進行多點表型鑒定和基因型分析; \\( 3\\) 利用大量標記位點構建表型預測模型; \\( 4\\) 培育育種群體并分析標記基因型;\\( 5\\) 根據育種群體的標記基因型數據用預測模型估算育種材料的育種值; \\( 6\\) 根據育種值的高低進行育種群體的選擇\\( 圖 5\\)［10］?！?】
基因組選擇的關鍵在于預測模型的構建?，F已構建了多種預測模型，并已開發出適合不同預測模型的計算機軟件［9，11，12］。但不同預測模型假設性狀的遺傳結構不同，還沒有一種預測模型適合所有性狀、各類群體。每種預測模型都有優缺點，rr － BLUP預測對大多數性狀而言是最準確的。各種預測模型預測的準確性\\( rA\\) 可用如下公式進行計算評估：【6】
式中: h2為性狀狹義遺傳力，Np為訓導群體的植株數，Me為獨立的染色體片段數目，取決于有效群體大小\\( Ne\\) 和以摩表示的基因組大小\\( L\\) 兩個因素，Me≈2 NeL，理想的狀況是 Me與有效的數量性狀位點數目\\( 數量性狀位點方差和的平方與數量性狀位點方差平方和之比\\) 有關。影響預測準確性的因素除了預測模型外，還與訓導群體大小、訓導群體與育種群體連鎖不平衡\\( LD\\) 一致性、標記密度、性狀的 h2和遺傳結構等有關。訓導群體愈大、訓導群體與育種群體連鎖不平衡一致性愈高、h2愈高、性狀遺傳結構愈簡單\\( 涉及的位點數目愈少\\) ，預測的準確性就愈高。所需標記密度取決于有效群體大小與 LD 之間的關系，即相鄰標記在 2 個群體中的平均 LD 要相等的話，每厘摩的標記數除以有效群體大小的結果應相同，基因組選擇每 50 kb 一個標記，至少需要數百個到數千個標記，1 000 個位點控制的性狀與 10 個位點控制的性狀相比，要想獲得同樣的預測準確性，需要的標記密度要高 4 倍。用多個訓導群體、在多個環境下對性狀進行測定，也有利于提高預測準確性。
基因組選擇應用的主要挑戰是基因型與環境互作問題，其次是群體結構問題，還有就是表型鑒定的準確性和成本問題［9，11，13］?；蚪M選擇可能導致稀有等位基因的喪失［9］。
4 展望
生物技術與信息技術各自的快速發展和它們之間的結合促進了基因型選擇在育種上的應用。與表型選擇相比，基因型選擇的顯著優勢是: \\( 1\\) 可在生長發育的任一時期進行選擇，如種子表達的性狀可提早到苗期選擇，從而能快速淘汰非目標植株，甚或通過提取種子 DNA 可將下一代植株表達的性狀提早到當代分析選擇; \\( 2\\) 不受環境影響，可準確測定單株基因型，可在早期世代進行異季選擇; \\( 3\\) 減少分離群體種植規模，因為在育種早期通過基因型選擇能去除大多數分離后代，尤其是高度遺傳性狀的分離后代; 在植株發育早期通過基因型選擇能通過高選擇壓，優化選擇強度，對植株個體大的植物尤為有用。
基因型選擇在精確性、準確性和育種效率上優于表型選擇，甚至可以將質量性狀和主效的數量性狀位點的 DNA 標記輔助選擇與復雜性狀的基因組選擇相結合，進行分子設計育種，即在定位控制所有農藝性狀有關的基因位點并分析這些位點的等位變異及其對表型的貢獻的基礎上，設計理想基因型［14］，利用 DNA 分子標記選擇目標性狀基因，將所有位點的有利等位基因組合起來，利用全基因組的DNA 多態性優化遺傳背景［15，16］。
由于越來越多的作物已經完成了全基因組測序［17］，基因組重測序的成本也越來越低，因此對大量種質資源\\( 如 1 000 份常用育種親本\\) 進行重測序變得可能［18］，將改變基因定位、親本選配和后代選擇的模式，通過考察這些進行了重測序的種質的表型，將序列變異與表型鑒定結果進行關聯分析，找出功能標記，將這些功能標記輸入育種群體進行表型預測檢驗，如得到證實，就可基于基因組序列進行選擇［19］。
當前基因型選擇未能普遍采用，除了經濟成本偏高外，主要原因是育種家與生物技術專家之間的知識差距\\( knowledge gap\\) 、實驗室到育種機構的應用差距\\( application gap\\)［7］，推廣基因型選擇知識、開發簡便實用的工具盒［20］，將會加快基因型選擇在作物育種上的應用。
基因型選擇與表型選擇并不是相互排斥的，何況當前基因型選擇還面臨著如何解決基因互作、基因與環境互作等問題，因此，在實踐中可將基因型選擇與表型選擇結合用于復雜性狀選擇［21］。
