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1、第30卷第5期草原与草坪2010年91分子标记技术在牧草种质资源研究中的应用1111,213李志勇,孙启忠,李鸿雁,王小丽,师文贵,戴军(1.中国农业科学院草原研究所,农业部沙尔沁牧草资源重点野外科学观测试验站,内蒙古呼和浩特010010;2.甘肃农业大学草业学院,草业生态系统教育部重点实验室,中美草地畜牧业可持续发展研究中心,甘肃兰州730070;3.内蒙古乌兰察布市察右中旗扶贫办公室,内蒙古乌兰察布013461)摘要:系统地介绍了分子标记技术(RFLP、RAPD、AFLP
2、、SSR、ISSR)的原理、特点及其在牧草种质资源的遗传连锁图谱的构建和基因定位、遗传多样性与亲缘关系分析、品种鉴定与纯度分析以及加速和优化育种进程等方面研究的应用,对我国草地发展、环境生态建设等方面具有十分重要的意义,并对今后在牧草种质资源研究中应用分子标记提出展望。关键词:分子标记;牧草种质资源;遗传图谱;遗传多样性;品种鉴定中图分类号:S324文献标识码:A文章编号:10095500(2010)04009106牧草种质资源是指所有牧草物种及其可遗传物质1分子标记的类型和特点的总和
3、。他是牧草及农作物改良所用的原始材料,是1.1RFLP分子标记农业自然资源的重要组成部分,在草地畜牧业生产中发挥着巨大不可忽视的作用[1]。我国的草地面积约4常见的分子标记技术主要有RFLP、RAPD、亿hm2,占我国陆地总面积的41.7%,是农田面积的AFLP、SSR、ISSR等。近4倍[2]。我国是世界上牧草种质资源最丰富的国家RFLP标记(限制片段长度多态,RFLP)作为遗传之一,蕴藏着丰富的遗传基因,为了充分开拓利用丰富工具由Grozdicker在1974年创立,是最早发展的分子多样的优异种质资
4、源,就必须把不同的个体加以区别。标记。基本原理是:不同材料的DNA用已知的限制[3,4]性内切酶消化后,产生许多大小不等的DNA片段,经目前,最可靠的方法是分子标记。分子标记是以生物大分子的多态性为基础的遗传标记,其直接反映水电泳分离、Southern印迹转移到硝酸纤维膜上,用放射平上的个体差异。他的产生突破了遗传学研究的瓶性标记的探针与膜上变性的酶切DNA进行杂交,放颈,克服了传统的形态标记、细胞学标记和生化标记易射自显影,显示出不同材料的多态性图谱,即显示出所受外界因素、生物个体发育阶段及器官组织差异影响分析
5、的DNA序列间的RFLP。RFLP标记呈孟德尔的缺陷,具有不可比拟的优势,因而具有广泛的应用前式遗传,大多数RFLP的等位基因为共显性;广泛存在[5]景。于生物体内;在任何分离群体中可区分纯合基因型与杂合基因型;在非等位的RFLP标记之间不存在上位收稿日期:20100205;修回日期:20100521互作效应;结果稳定重复性好,标记的数目多且稳基金项目:农业部农作物种质资源保护与利用项目[6]定。这些优点使RFLP标记适用于构建高密度的遗(NB08213013543)和牧草种质资源保护项目传图
6、谱,基因标记定位,分析群体内和群体间遗传变异(牧草温带备份库的维护与备份繁殖入库2008度、群体间基因流评价和亲缘关系等方面。尽管该技11)资助术有上述诸多优点,但也有其局限性:对DNA的量及作者简介:李志勇(1965),男,副研究员,在读博士生,主要从事牧草种质资源研究。纯度要求高;实验操作复杂,成本高,效率低,而且探针Email:zhiyongli1216@126.com具有种属特异性;大多数RFLP多态位点信息量低,其[7]孙启忠为通讯作者。多态性过分依赖限制性内切酶的选用。92GRA
7、SSLANDANDTURF(2010)Vol.30No.51.2RAPD分子标记1.4SSR分子标记RAPD(随机扩增多态DNA)是1990年由美国杜在真核生物基因组中,散在分布着由16bp组成邦公司的Williams和加里福尼亚生物研究所的Welsh的简单重复序列,即简单序列重复(simplesequence同时发展起来的一种分子遗传标记技术,是建立在repeat,SSR),又称为微卫星DNA(microsateuite[8]PCR基础上的一种DNA分子标记技术。RAPD技D
8、NA)。不同品种或个体核心序列的重复次数不同,术就是以人工合成的随机核苷酸序列为引物(通常为但重复序列两侧的DNA序列是保守的,利用与核心9~10个bp),以基因组总DNA为模板,利用PCR技序列互补的引物,通过PCR扩增和电泳可分析不同基术随机扩增得到一系列的多态性DNA片段,然后电因型个体在每个SSR位点上的多态性,即为SSR技[14]泳检测其多态性。RAPD技术的优