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1、2002年12月韶关学院学报(自然科学版)Dec.2002第23卷 第12期JournalofShaoguanUniversity(NaturalScience)Vol.23No.12分子标记及其在作物育种上的应用李海渤(韶关学院英东生物工程学院,广东韶关512005)摘要:分子标记是随着遗传学的发展而诞生的一种基于DNA多态性的遗传标记.主要综述了几种分子标记的基本原理及其在作物育种上的应用,实践证明,分子标记技术为作物育种提供了一种新的研究手段,必将在作物育种领域开拓广阔的应用前景.关键词:分子标记;作物育种;DNA多态性
2、中图分类号:Q341文献标识码:A 文章编号:1007-5348(2002)12-0100-07作物育种的目标之一是改良现有品种、创造新品种,使之更符合人类生产和生活需要.早期的良种选育工作主要是凭感官对当时所需要的性状进行选择,如植株的高矮、籽粒的饱满度、植株的抗性等.经过这种途径,虽然创造了一些具有优良性状的品种,但这种育种方式尚处于感性和经验性阶段,具有一定的盲目性和机遇性.随着遗传学的发展,遗传标记经历了形态学标记、细胞学标记、生化标记和分子标记等几个阶段.在此过程中,育种家们试图利用遗传标记指导作物育种过程中的亲本
3、选配和后代目标性状的选择,然而由于技术水平的限制,最初的遗传标记对指导育种工作带有局限性,实用性有限.分子标记的出现与发展,为作物育种注入了前所未有的活力,分子标记在作物育种上得到广泛的应用.1 分子标记的类型分子标记是指以DNA多态性为基础的遗传标记.其特点是直接以DNA的形式存在;标记数量无限,遍布于整个染色体组;标记位点非常丰富;性状稳定,不受环境条件影响;许多标记是共显性标记,因而从它诞生的一开始就展示了极大的生命力.分子标记可根据不同的研究手段分为如下类型:111RFLP(RestrictionFragmentLen
4、gthPolymorphism)标记1980年,Bostein提出了RFLP标记方法.其基本原理是由于DNA序列不同,或DNA序列发生插入、缺失、易位等结构变化,从而造成限制性内切酶的酶切位点发生改变,当基因组DNA与限制性内切酶相互作用后,便会产生不同长度的限制性片段,再通过电泳、转膜,然后用放射性标记的同源DNA片段作为探针与其杂交,经放射自显影来检测样品之间的差异.RFLP标记的优点是不受环境条件和发育阶段的影响;无表型效应;在等位基因之间收稿日期:2002-09-11作者简介:李海渤(1973-),男,河北唐山人,韶关
5、学院英东生物工程学院助教,硕士,主要从事作物遗传育种研究.©1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第12期李海渤:分子标记及其在作物育种上的应用·101·一般表现为共显性;结果稳定、重复性好.缺陷是该技术对DNA要求量较大;要求纯度较高;运用同位素标记对人体有害;所花费的人力、物力较大.该技术广泛应用于生物的遗传作图、基因定位、种质资源评估、分子标记辅助选择等方面.112RAPD(RandomAmplifiedPolymorphismDNA)
6、标记[1,2]该标记是由Williams等和Welsh等在PCR技术基础上发展起来的一种分子标记.其原理是采用人工合成的10个碱基的寡聚核苷酸作为随机引物,以基因组DNA为模板,在94℃左右变性后,在较低温度下分别与DNA的两条单链发生退火反应,在DNA聚合酶的作用下对基因组特定的DNA区域进行反复扩增,最后通过琼脂糖凝胶电泳检测扩增片段的差异.造成RAPD谱带差异的原因可能是:核苷酸置换造成引物无法与结合位点匹配;结合位点的缺失;结合位点间大片段的插入造成扩增中断;由于插入或缺失突变使扩增产物大小发生改变.RAPD技术的优点
7、是自动化程度高;费用低;无放射性污染;信息量较大及简便快速等.其缺陷是不十分稳定;重复性较差;对反应条件比较敏感.该技术现已广泛应用于遗传多样性分析、物种进化、品种鉴定、分类等研究领域.113SSRs(SimpleSequenceRepeats)技术生物体基因组中,普遍存在1～4个碱基组成的简单重复序列,其重复次数可达百次以上,且重复次数变化很大,但在该重复序列两端的序列却是高度保守的.SSRs技术就是利用其两侧保守序列设计一对引物,再利用PCR技术对每个位点的微卫星序列进行特[3]异扩增,再经聚丙烯酰胺凝胶电泳检测扩增产物,
8、便可确定该物种扩增片段的多态性.该技术的特点是需DNA量较少;为共显性标记;显示的带型简单、客观明确.现在该技术被广泛应用于遗传图谱的构建、种质资源的鉴定、遗传多样性评估等方面.114AFLP(AmplifiedFrangementLengthPolymorphism)标记[
