猕猴桃遗传转化研究以及SSR分子标记在其遗传多样性中应用

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1、猕猴桃的遗传转化研究以及SSR分子标记在其遗传多样性中的应用摘要：猕猴桃栽培品种存在一定的缺陷，利用遗传转化技术对猕猴桃品质特性改良具有广泛的应用前景。对猕猴桃目的基因的分离，猴桃遗传转化的基本方法和研究进展以影响猕猴桃转化效率的因素进行了总结，并对猕猴桃遗传转化需解决的问题进行了探讨。综述了SSR标记技术在猕猴桃群体遗传多样性研究、基因连锁图谱的构建、种质资源鉴定以及分子标记辅助育种等方面的应用概况，并在此基础上提出了今后猕猴桃育种发展的方向。关键词：猕猴桃；遗传转化；SSR；猕猴桃；遗传多样性猕猴(Actinid

2、ia)属猕猴桃科猕猴桃属植物，其风味独特，营养丰富，Vc含量高，有一定保健功效，因而倍受关注。我国猕猴桃栽培面积居世界第一位，产量排第二位。目前，猕猴桃的栽培品种往往存在某些性状缺陷，如耐贮藏性和抗逆性较差等。通过常规育种方法改良往往周期长、工作量大、效率较低，很难满足生产发展的需要。采用遗传转化技术培育新品种，有几个明显的优点：首先，它可以有目的、有计划地引入优良性状而不需要改变原有的其它特性；其次，它可以突破物种障碍，把许多原来植株中没有的基因引入；另外，它可以在幼苗期对转化植株进行筛选和鉴定，大大缩短了得到稳定

3、遗传的新品种所需要的时间。因此，遗传转化技术为猕猴桃种质改良开辟了一条新的途径，其将大大缩短猕猴桃的育种年限，扩展猕猴桃的育种范围，拓宽猕猴桃的基因资源，从而大力推动猕猴桃育种工作的进程。一直以来，我国乃至世界上的主要栽培品种比较单一，引种区域相对狭小，此外，由于猕猴桃属中普遍存在自发的种间杂交和种内多倍化的现象，因此不同学者对该属植物种的界定及亲缘关系存在不同的看法。分子标记技术是猕猴桃群体遗传结构分析、物种遗传多样性鉴定、遗传基因连锁图谱构建以及分子标记育种等方面的理想工具。利用分子标记技术分析生物个体之间DNA

4、序列差别并用于作图的研究始于1980年。经过多年的发展，现在的DNA标记技术已有10多种，其中简单重复序列(SSR)或称微卫星DNA、简单串联重复序列(STRP)是高等真核生物基因组中种类多、分布广、具有高度的多态性和杂合度的分子标记技术，比RFLP和RAPD分子标记具有更丰富的多态性，呈孟德尔式遗传。由于其具有多态性检出率高、信息含量大、共显性标记、实验操作简单、结果稳定可靠等优点，已经在猕猴桃遗传连锁图谱构建、遗传多样性研究、系谱与进化关系探索、基因分析、品种鉴定、分子标记辅助育种等方面得到初步应用。现将其在猕猴

5、桃遗传多样性上的研究利用现状与展望作一综述，为猕猴桃种质资源的可持续利用和品种改良提供参考。1.猕猴桃目的基因的分离与克隆迄今为止，在猕猴桃和其他果树上应用的目的基因已不少，但应用的目的基因大多数不是从其自身分离来的，而是从其他作物甚至微生物中分离、克隆出来的，并且多是在其他作物上先得到应用。目前，猕猴桃中已被分离和克隆的目的基因主要与猕猴桃果实成熟及衰老过程有关，如ACC合成酶(ACS)基因、ACC氧化酶(ACO)基因、多聚半乳糖醛酸酶(PG)基因、脂氧合酶(LOX)基因以及猕猴桃素(Actinidin)基因等。猕

6、猴桃是跃变型果实，乙烯是其呼吸高峰产生、果实衰老软化及色泽改变等的关键物质。ACC氧化酶是乙烯生物合成途径中最后一个酶，催化ACC转化为乙烯，在果实成熟过程中，该酶是一限速酶。1993年,Macdiarmid等[1]成功地从猕猴桃果实中分离和克隆了ACC氧化酶基Cdna,其后，任小林等[2]也成功地从猕猴桃中分离到了ACC酶基因，并构建ACC氧化酶反义基因植株表达载体，为培养耐贮藏的猕猴桃新品种奠定了基础。在这之间，Ikoma等[3]从猕猴桃中成功地分离到ACC合成酶基因。通过将ACC合成酶反义基因导入猕猴桃，同样可

7、增强猕猴桃的耐贮藏性。细胞壁中的多聚半乳糖醛酸酶(PG)是一个果实成熟过程中特异性表达的细胞壁水解酶，PG被认为是参与果实细胞壁中果胶的溶解而在果实的软化过程中起着重要作用。目前，调节控制PG基因表达，已成为园艺植物基因工程的一个重要研究内容，同样也是猕猴桃研究的重要内容。1993年，Atkinson与Gardner[4]用番茄PG的cDNA克隆pTOM6作探针，在美味猕猴桃DNA中分离出PG基因，该基因长8062bp。随后，王中炎等[5]又从中华猕猴桃果实中克隆到PG基因，并研究了PC,-基因表达与果实成熟、乙烯释

8、放的关系。猕猴桃素是一种半胱氨酸蛋白酶，它能够把肉类的纤维蛋白质分解成氨基酸，使肉类嫩化。1990年，Snow—den和Gardner[6]克隆了一个由5个外显子和4个内含子组成的猕猴桃素基因，并命名为XKIWI44。Lin等[7]将美味猕猴桃素基因5’端区作为启动子与GUS基因构成嵌合基因，并将其转入矮牵牛属植物中得到表达。此外，陈昆松等[8