淺析DNA分子標(biāo)記技術(shù)在種植蘋果上的運(yùn)用

　　論文摘要：簡要介紹了DNA分子標(biāo)記技術(shù)，綜述了DNA分子標(biāo)記在蘋果品種鑒定、親緣關(guān)系分析、種質(zhì)資源保存、遺傳多樣性檢測(cè)、分子遺傳圖譜構(gòu)建、基因標(biāo)記等方面的應(yīng)用，并對(duì)其在蘋果研究中存在問題和應(yīng)用前景進(jìn)行了討論。

　　論文關(guān)鍵詞：分子標(biāo)記，蘋果，應(yīng)用

　　1、DNA分子標(biāo)記技術(shù)

　　隨著人類對(duì)基因從現(xiàn)象到本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，遺傳標(biāo)記逐步從形態(tài)標(biāo)記、細(xì)胞學(xué)標(biāo)記和生化標(biāo)記發(fā)展到能直接反應(yīng)DNA水平上遺傳多態(tài)性的DNA分子標(biāo)記。與經(jīng)典的遺傳標(biāo)記相比較，DNA分子標(biāo)記具有不受材料來源和環(huán)境的限制，遺傳穩(wěn)定、多態(tài)性高、標(biāo)記位點(diǎn)多、共顯性、選擇中性、重復(fù)性好、檢測(cè)迅速、操作簡便等優(yōu)勢(shì)，所以DNA分子標(biāo)記被視為理想的遺傳標(biāo)記技術(shù)，而且迅速得到發(fā)展。目前，已有20多種分子標(biāo)記技術(shù)被發(fā)展和利用�；�于DNA多態(tài)性的分子標(biāo)記技術(shù)主要可以分為三類：第一類以傳統(tǒng)的Southern雜交為基礎(chǔ)，RFLP（RestrictionFragmentLengthPolymorphism）為代表；第二類以PCR技術(shù)為基礎(chǔ)，RAPD（RandomlyAmplifiedPolymorphicDNA）、STS（SequenceTaggedSite）、SCAR（SequenceCharacterizedAmplifiedRegion）和AFLP（AmplifiedFragmentLengthPolymorphism）為代表；第三類以重復(fù)序列為基礎(chǔ)，SSR（SmipleSequenceRepeat）為代表。

　　隨著分子生物學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)等學(xué)科理論研究的不斷深入和實(shí)踐應(yīng)用的不斷成功，DNA分子標(biāo)記技術(shù)已被廣泛的應(yīng)用于遺傳育種、種質(zhì)資源鑒定、植物抗病基因定位、植物分類等諸多研究領(lǐng)域。經(jīng)常應(yīng)用于果樹研究的DNA分子標(biāo)記有RFLP、RAPD、AFLP、SSR和SCAR等。

　　2、DNA分子標(biāo)記技術(shù)在蘋果研究中應(yīng)用

　　2。1品種的鑒定

　　蘋果是多年生木本植物，栽培歷史悠久，不同地域間的種質(zhì)交流頻繁，導(dǎo)致種質(zhì)混亂，同名異種現(xiàn)象普遍。傳統(tǒng)的形態(tài)和同工酶分析方法誤差大、效率低，難于對(duì)相似的品種進(jìn)行準(zhǔn)確的鑒定。DNA分子標(biāo)記技術(shù)直接從DNA分子水平上對(duì)果樹品種（系）進(jìn)行鑒定和分類，準(zhǔn)確性更強(qiáng)，效率更高，信息量更大，近幾年已得到廣泛應(yīng)用。

　　Koller等用引物P2（5’ACGAGGGACT3’）成功地區(qū)分了11個(gè)蘋果品種。Tancred等將澳大利亞選育的特早熟品種GB—63—43與其余3個(gè)相似品種區(qū)分開。祝軍等應(yīng)利用AFLP技術(shù)區(qū)分了25個(gè)蘋果品種，用RAPD技術(shù)區(qū)分了16個(gè)蘋果品種。周愛琴等用RAPD分析繪制了19個(gè)蘋果生產(chǎn)上主要砧木的DNA指紋圖譜，為蘋果砧木的鑒定提供了新的依據(jù)。

　　2。2親緣關(guān)系的確定

　　蘋果中存在許多天然種質(zhì)，對(duì)一些經(jīng)實(shí)生選種或采用混合花粉雜交選育的品種的親本無法確定，在品種DNA指紋圖譜建立的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行聚類分析，可將品種進(jìn)行分類以鑒定物種起源的親緣關(guān)系。蘋果品種津輕是日本1936年以金冠為母本雜交育成，經(jīng)RAPD結(jié)合RFLP分析確認(rèn)其父本為紅玉。喬納金和陸奧是兩個(gè)三倍體品種，是金冠分別與紅玉、印度雜交而成，RAPD分析表明二者都含有金冠的2n配子。王濤等利用AFLP分析了20個(gè)重要蘋果砧木間的親緣關(guān)系，聚類分析表明蘋果屬（MalusMill。）中的兩個(gè)亞屬的砧木被分別聚成兩個(gè)大組，即花楸蘋果亞屬（SorbomalusZabel）大組和真蘋果亞屬（Eu—malusZabel）大組。

　　2。3種質(zhì)資源的保存

　　果樹種質(zhì)資源是為生產(chǎn)提供優(yōu)良品種的源泉，是果樹育種和品種改良的物質(zhì)基礎(chǔ)，因此果樹種質(zhì)資源是人類的寶貴財(cái)富。遺傳資源的長期保存需要消耗巨大的人力物力，核心種質(zhì)（corecollection）的概念就是為了盡可能降低消耗而被提出的，利用核心種質(zhì)理論來長期保存種質(zhì)資源是提高種質(zhì)資源管理質(zhì)量和效率的重要途徑，它不但要求對(duì)種質(zhì)的農(nóng)藝性狀進(jìn)行研究，還要研究它們的遺傳變異，以避免重復(fù)、減少缺失。Mcferson認(rèn)為分子標(biāo)記可以用于核心種質(zhì)的確定。HokansonS。C。等用SSR結(jié)合園藝性狀建立了蘋果的核心種質(zhì)。

　　2。4遺傳多樣性的檢測(cè)

　　遺傳多樣性一般是指種內(nèi)的差異水平，它反映著一個(gè)物種適應(yīng)環(huán)境的能力及其被改造和利用的潛力。遺傳多樣性是生命系統(tǒng)的基本特征，也是物種適應(yīng)自然和發(fā)生進(jìn)化的遺傳基礎(chǔ)。分子標(biāo)記產(chǎn)物的多態(tài)性反映了被測(cè)材料的多樣性。分子標(biāo)記是檢測(cè)種質(zhì)資源遺傳多樣性的有效工具。張開春等用38個(gè)隨機(jī)引物進(jìn)行RAPD分析，在DNA水平上說明了我國的蘋果無融合生殖資源平邑甜茶（Malushupehensis）具有豐富的遺傳多樣性。

　　2。5分子遺傳圖譜的構(gòu)建

　　分子標(biāo)記以其自身的優(yōu)點(diǎn)成為構(gòu)建遺傳圖的主要標(biāo)記，隨著分子標(biāo)記的發(fā)展，遺傳圖譜己經(jīng)達(dá)到了一定的密集程度，高密度的遺傳圖譜在很大程度上提高了育種工作的預(yù)見性。此外，構(gòu)建高密度的遺傳圖譜可為種質(zhì)資源的保存和基因資源搜集的量化提供科學(xué)的依據(jù)。劉孟軍等對(duì)富士和山定子的種間雜交F1代的RAPD標(biāo)記分離方式進(jìn)行了研究，為蘋果的遺傳圖譜構(gòu)建和遺傳育種研究提供了參考。第一張完整的蘋果遺傳圖譜是由Hemmat等綜合應(yīng)用同工酶、RFLP及RAPD標(biāo)記，依RomeBeauty×WhiteAngle組合構(gòu)建的。最新的蘋果的遺傳圖譜是Malliepaurd用分子標(biāo)記及同工酶等多種等位基因標(biāo)記構(gòu)建的，該圖譜具有較高的標(biāo)記密度和共顯性標(biāo)記，是蘋果上一張較為理想的參考圖譜。

　　2。6基因標(biāo)記

　　基因標(biāo)記是構(gòu)建遺傳圖譜、基因定位、克隆和分子輔助育種的前提。目前，已有一批控制果樹重要農(nóng)藝性狀的基因被標(biāo)記并得到廣泛應(yīng)用。ShogoMatsumoto等分析了50多個(gè)蘋果品種和砧木的自交不親和等位基因；MinouHemmat利用RAPD標(biāo)記了蘋果黑星病抗病基因Vf；張開春等以平邑甜茶和扎矮76的雜交后代實(shí)生苗為試材，獲得兩個(gè)與蘋果屬顯性矮化主基因Dw基因連鎖的RAPD標(biāo)記；王彩虹等以短枝富士和舞美的R1分離群體為試材，篩選到一個(gè)與蘋果柱形基因Co基因連鎖較為緊密的AFLP標(biāo)記，用PCR的方法對(duì)其進(jìn)行再擴(kuò)增，實(shí)現(xiàn)了此標(biāo)記片段的克隆和轉(zhuǎn)化。

　　3、問題與展望

　　DNA分子標(biāo)記技術(shù)己被廣泛的應(yīng)用于植物研究的各個(gè)方面，相對(duì)來說，果樹分子標(biāo)記起步晚、基礎(chǔ)差、發(fā)展緩慢。但是，由上述內(nèi)容可見，分子標(biāo)記在蘋果研究中也取得了不錯(cuò)的成績。相信隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，會(huì)有更多的分子標(biāo)記技術(shù)被創(chuàng)造和應(yīng)用。DNA分子標(biāo)記技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，必將為蘋果種質(zhì)資源和遺傳育種研究提供新的技術(shù)手段，極大地推動(dòng)我國蘋果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

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