植物分子标记开发研究进展

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1、http://www.paper.edu.cn植物分子标记开发研究进展12张征锋*，肖本泽1.华中师范大学生命科学学院，武汉（430079）2.华中农业大学植物科学与技术学院，武汉（430070）E-mail：zhengfeng@mail.ccnu.edu.cn摘要：目前不断增长的EST数据库与模式植物基因组测序计划的完成及其它植物基因组测序计划的陆续实施为分子标记的开发提供了宝贵的资源，生物信息学各种软件的开发使得基于序列信息的标记开发更加便捷；各类分子生物学技术的迅猛发展及高通量检测平台的建设为实验室开发分子标记提供了强有力的技术支持。本文从生物信息学与生物

2、技术两方面对近年来分子标记主要开发技术的方法、特点及应用做了概述，并对今后分子标记开发的重要性及不同植物对开发策略的选择进行了阐述。关键词：分子标记；开发；公共数据库；生物信息学；生物技术分子标记是继形态标记、细胞标记和生化标记之后发展起来的一种新的遗传标记形式。[1]自从1980年Botstein等首次提出用RFLP作为遗传标记构建遗传连锁图谱以来，分子标记技术及其应用研究日新月异，相继出现了20多种DNA分子标记方法，构成了分别以RFLP、SSR及SNP为代表的3代分子标记。按其技术原理，可分为三大类：第一类是以分子杂交为基础的标记技术，主要是RFLP(Re

3、strictionFragmentLengthPolymorphism)。第二类是以PCR反应为基础的一系列分子标记技术，如RAPD（RandomAmplifiedPolymorphicDNA）；SCAR（SequenceCharacterizedAmplifiedRegions）；STS（SequenceTaggedSite）；SSR（SimpleSequenceRepeat）等。第三类是以酶切和PCR为基础的分子标记技术，主要有AFLP（AmplifiedFragmentLengthPolymorphism）和CAPS（CleavedAmplifiedPol

4、ymorphicSequence）等（表1）。表1几种常用标记系统标记类型简写参考文献[2]SingeNucleotidePolymorphismSNP[3]codingSNP,non-codingSNPcSNP，ncSNP[4]SimpleSequenceRepeat,MicrosatelliteSSR[5]EST-SSRscSSR[1]RestrictionFragmentLengthPolymorphismRFLP[6]RandomAmplifiedPolymorphicDNARAPD[7]AmplifiedFragmentLengthPolymorphi

5、smAFLP[8]SequenceCharacterizedAmplifiedRegionsSCAR[9]CleavedAmplifiedPolymorphicSequenceCAPSDerivedCleavedAmplifiedPolymorphic[10]dCAPSSequence[11]Inter-simplesequencerepeatISSR[12]Sequence-RelatedAmplifiedPolymorphismSRAP[13]TargetRegionAmplifiedPolymorphismTRAP近20年来分子标记对植物遗传和育种研究的发

6、展起到了革命性的作用，其应用涉及到重要性状基因或QTL的定位、遗传图谱的构建、种质资源遗传关系的确定、杂种优势群的-1-http://www.paper.edu.cn划分、比较图谱分析、分子标记辅助选择及图位克隆等多个领域。本文重点介绍利用生物信息学及分子生物学手段开发分子标记的研究进展。1．利用数据库序列信息和生物信息学手段开发新的分子标记随着表达序列标签EST计划的实施及水稻等模式作物中基因及全长cDNA的克隆，大量的DNA序列信息被储存在公共数据库。另外拟南芥、水稻等基因组测序工作的完成及其[14-17]它一些重要生物基因组测序工作的相继开展，为利用生物信

7、息学手段开发分子标记提供了大量有益的信息。通过利用计算机程序，可以从GenBank等数据库中将这些序列下载并识别出其中的SSR、SNP等潜在的多态性位点。1.1SNP的生物信息学开发目前，SNP的筛选及检测成为研究者关注的焦点。SNP是指基因组内DNA中某一特定[2]核苷酸位置上存在转换、颠换、插入、缺失等变化。在遗传学分析中，SNP作为一种遗传标记得以广泛应用，主要源于这几个特点：1）密度高；2）遗传稳定性高；3）易于实现分析的自动化。目前SNP的检测技术有多种，DNA芯片由于具有高度集成化、并行化、多样[18]化、微型化等优点而成为最理想的SNP检测技术。由

8、于SNP具有极大的应用潜