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1、分子遗传学结课论文分子标记在油菜育种中的应用作者:陈东亮（西南大学农学与生物科技学院作物遗传育种专业重庆北碚400715）[摘要]介绍了分子标记的几种常用类型——RFLP,RAPD,SSR,AFLP,SCAR,SNP,EST标记及其基本原理。从遗传图谱的构建、遗传多样性的分析、杂种优势利用、辅助选择育种四个方面介绍了分子标记在油菜育种工作中的应用进展。[关键词]油菜;分子标记;育种引言分子标记技术是近20年来发展起来的高新技术。芸薹属的基因组研究和标记辅助应用也始于1980年末,首先是RFLP(restrictionfragmentlengthpol
2、ymorphism)连锁图在甘蓝(B.oleracea)(slocum等,1990)[1]和甘蓝型油菜(B.napus)(Landry等,1991)[2]上建立。PCR(polymerasechainreaction)的发现大大增加了图谱的标记密度,首先是RAPD(randomlyamplifiedpolymorphicDNA)标记和最近的AFLP(amplifiedfragmentlengthpolymorphisms)及SSR(simplesequencerepeats)的建立,使分子标记技术在油菜基因组的研究中又有了新的发展。本文将阐述RFLP
3、,RAPD分子标记的原理,分子标记与油菜基因组分析,有用的标记系统及发展前景。1 分子标记的种类和基本原理1.1限制性片段长度多态性(RFLP标记)RFLP标记(RestrictionFragmentLengthPoly-morphism),是一种以分子杂交为基础的标记类型,由Grozdicker于1974年创立,也是最早应用的分子标记技术[3]。其基本原理是利用限制性内切酶切割不同物种的基因组DNA,由于不同物种中酶切位点的差别,或者是由于突变、重组等原因引起限制性内切酶位点上的核苷酸的变化而得到大小不等的DNA片段,与克隆DNA探针进行South
4、ern杂交和放射显影,即可获得反映物种特异性的RFLP图谱。因此,DNA序列上的微小变化,甚至是一个核苷酸的变化,也能导致酶切片段长度的多态性。RFLP是一种共显性标记,能很好的区别出杂合体与纯合体[3],能提供单个位点上比较全面的信息。而且RFLP标记的重复性好,无上位性效应,其检测不受植株发育阶段和外界环境条件的影响。但该标记对DNA的要求较高,而且在操作程序上比较繁琐,耗时费资;同时,RFLP的多态性过多的依赖内切酶使用,这些都影响了该标记在育种领域的进一步推广。1.2随机扩增多态性DNA(RAPD标记)出于对RFLP技术的进一步改进,Will
5、iams和Welsh同时提出一种新型的分子标记技术—RAPD(randomamplifiedpolymorphicDNA)[4,5]。该标记以PCR反应为基础,以随机的短脱氧核苷酸(通常为10个碱基)作为PCR引物,对基因组DNA进行扩增后在凝胶电泳中得到多态性作为遗传标记的方法。与RFLP相比,RAPD分子标记自动化程度很高,检测效率高,不需要针对RAPD设计特定的引物;数量上的丰富能反应整个基因组的变化,短期内可得到大量的遗传标记;对DNA质量及用量要求不高,大大减少了前期的预备性工作;RAPD标记不需要使用同位素,安全性能好。缺点是该技术对实验
6、的敏感性强,重复性差,并且不能区分杂合体与纯合体。1.3简单序列重复(SSR标记)SSR(SimpleSequenceRepeat)也称徽卫星DNA[6,7],由Zietkiewicz[8]第6页共6页分子遗传学结课论文等建立的一种新型分子标记技术。它是一类由几个(多为1～5个)碱基组成的基序(motif)串联重复而成的DNA序列,如(CA)n,(GT)n,(CAG)n等,其高度多态性主要来源于串联数目的不同。SSR标记的基本原理是根据微卫星重复序列两端的特定短序列设计引物,再通过PCR反应扩增微卫星片段,通过重复的长度及数目变化来检测多态性。微卫星
7、在真核生物基因组中含量大,是共显性标记,也是一种基于PCR的标记。由于其具有数量大、分布广且均匀、多态信息含量高、检测快速方便等优点,时下已被作为人类在内的各种物种基因组作图的首选标记[9]。1.4扩增片段长度多态性(AFLP)AFLP(AmplifiedFragmentLengthPolymor-phism)是1993年由荷兰科学家Zabeau和Vos等发明的一项专利技术[10]。其原理是选择性扩增基因组DNA的酶切片断,由于不同材料的DNA酶切片断存在差异,因而产生了扩增产物的多态性。AFLP技术实质上是RFLP和RAPD两项技术的结合[11],
8、既具有RFLP的可靠性,又具有RAPD的灵敏性。AFLP稳定性好且多态性更加丰富,每对引物一般可以扩增出50
