DNA分子标记及其在作物遗传育种中的应用_石运庆
dna分子标记技术及其在植物育种中的应用
dna分子标记技术及其在植物育种中的应用
DNA分子标记技术是一项挖掘植物DNA组的分子先导技术，它大
大提高了植物育种的效率。
该技术可以快速辨别特定品种的遗传信息，为植物育种和改良提供精确有效的工具。
DNA分子标记技术是由扩增子链式反应（PCR）和后续诸多分析技术（如电泳分析、杂交分析、SNP分析等）构成的。
PCR 可以用来检测和分析特定 DNA 的序列，它可以将一个极小的 DNA 方面成期，从而
使植物育种避免复杂和费时的繁殖过程。
这种技术还可以跨区域筛选
具有抗逆性的基因，从而获得超高产的品种，提高植物适应恶劣环境
的能力。
借助DNA分子标记技术，植物育种者可以快速准确的筛选目标遗
传特性，优化作物基因池，缩短作物改良的周期，从而实现作物质量
和产量的提升，满足社会逐渐增长的作物需求。
分子标记在作物育种中的应用
分子标记在作物育种中的应用作物育种是改良作物种质的重要手段，通过对作物的遗传基础的深入研究，运用现代生物技术手段，筛选出具有优良性状基因的优良种质材料，从而加速有关作物的育种进程。
在现代生物技术手段中，分子标记技术在作物育种中扮演了非常重要的角色。
本文将介绍分子标记在作物育种中的应用。
一、分子标记简介分子标记是指与基因组中某个特定区域或特定性状相关的DNA序列片段。
这种技术可以用于确定个体间的遗传差异，进行基因型鉴定，进而确定等位基因种类及其比例。
通过分子标记技术，可以确定物种间的基因组组成和遗传的联系，并且还可以对单个个体的基因组进行分析和定位，制定具体的育种策略。
分子标记技术在育种材料鉴定和筛选中有着广泛的应用。
习惯上，育种过程需要大量的物种杂交，然后去通过后代材料中的遗传差异进行筛选、后代选择和提高纯度。
这种育种方法需要大量的时间和耗费大量的资源。
而采用分子标记技术，可以大大提高材料筛选的速度和效率。
远缘杂交后代中的有些个体通常会表现出可喜的性状，但是由于其他不良的遗传特征，基本上是无法继续进行育种的。
这个时候，分子标记技术就可以对杂交后代的DNA样本进行分析，从而确定哪些个体的基因组组成更加适合于后续育种筛选工作。
2. 分子标记在基因型分析和遗传图谱绘制中的应用在作物遗传基础的研究中，分子标记技术在基因型分析和遗传图谱绘制中的应用日益广泛。
通过分子标记技术，可以分析大量的遗传标记，确定不同基因型间的遗传差异，对遗传多样性和相关性进行统计分析，最终清晰地绘制出遗传图谱，揭示了不同群体间的遗传关系。
遗传图谱的绘制对于作物育种的后续研究至关重要，能够帮助育种人员了解群体内的基因性状分布情况，确定功能多样的分子标记，确保育种目标的达成。
3. 分子标记在杂交组合选择中的应用分子标记在杂交组合选择中的应用同样十分重要。
通过分析杂交后代的DNA序列，可以细致地分析出每个基因型对数量性状、质量性状、抗病性等性状的影响，并且还可以计算各基因型的复杂性状遗传度。
dna分子标记技术及其在蔬菜遗传育种研究中的应用
dna分子标记技术及其在蔬菜遗传育种研究中的应用
DNA分子标记技术是一种通过分析DNA序列上的特定标记位点来研究物种的遗传变异和亲缘关系的技术。
在蔬菜遗传育种研究中，DNA分子标记技术被广泛应用于以下方面：
1. 遗传多样性研究：DNA分子标记技术可以通过分析不同蔬菜品种或不同个体之间的DNA序列差异来评估物种的遗传多样性。
通过比较不同品种或个体之间的DNA分子标记，可以确定它们之间的亲缘关系和遗传距离。
2. 基因定位和图谱构建：DNA分子标记技术可以用来帮助研究人员定位蔬菜的重要遗传特征或性状的基因。
通过分析与目标性状相关联的DNA分子标记的位置，可以确定这些标记位点与目标基因的连锁关系，并构建相应的遗传图谱。
3. 品种鉴定和纯度鉴定：DNA分子标记技术可以用来对蔬菜品种进行鉴定和纯度测试。
通过与已知标准品种的DNA序列进行比对，可以确定蔬菜品种的基因组组成，并判断其纯度和真实性。
4. 分子辅助选择育种：DNA分子标记技术可以与传统育种方法相结合，进行分子辅助选择育种。
通过对目标性状相关的DNA分子标记进行筛选、分析和评价，可以在早期育种阶段就有效地选择与目标性状相关的优良个体，提高育种效率。
总之，DNA分子标记技术在蔬菜遗传育种研究中发挥重要作
用，可以帮助研究人员分析遗传多样性、定位遗传特征、鉴定品种和辅助选择育种，为蔬菜遗传改良提供科学依据。
分子标记辅助的遗传育种实践
分子标记辅助的遗传育种实践分子标记辅助的遗传育种实践遗传育种是农作物改良中的重要手段，为了提高育种效率和准确性，科学家们通过分子标记技术的应用，开展了分子标记辅助的遗传育种实践。
这项技术的出现，极大地促进了农作物育种的进程。
分子标记是一种通过DNA序列检测和分析的方法，可以确定特定基因位点的遗传信息。
借助这项技术，育种者可以更加准确地筛选和选择具有优良基因的个体，从而加速了育种过程中的杂交和选择。
与传统育种相比，分子标记辅助的育种具有更高的效率和准确性。
在实践中，科学家们首先通过分析物种的基因组，发现了与目标性状相关的分子标记。
这些标记可以是单核苷酸多态性（SNP）或简单重复序列（SSR）等。
然后，他们利用这些标记开展杂交和选择。
通过对大量杂交个体进行分子标记的检测，科学家可以快速筛选出携带目标基因的个体，并将其作为亲本进行后续的杂交。
这种方式避免了传统育种中的大量试验和大规模筛选的工作，提高了育种效率。
此外，在分子标记辅助的育种中，科学家还可以利用分子标记数据进行定位和图谱构建。
通过分析标记位点的位置和分布，可以预测携带目标基因的染色体区域，从而缩小育种目标的范围。
同时，构建遗传图谱可以帮助科学家更好地理解物种的遗传结构和基因座位间的连锁关系，为育种的进一步研究提供了基础。
分子标记辅助的遗传育种实践已经在多个农作物中得到了成功应用。
例如，在水稻育种中，通过分子标记技术可以筛选出高产、抗病、抗虫等多种优良性状的基因，从而加速了新品种的培育。
此外，分子标记还可以用于小麦、玉米、大豆等农作物的育种中。
总之，分子标记辅助的遗传育种实践为农作物改良提供了一种高效、准确的方法。
通过利用分子标记技术，育种者可以更加精确地选择优良基因，加速杂交和选择的过程，并为育种研究提供基础。
随着技术的不断发展，分子标记辅助的遗传育种将在农业生产中发挥愈加重要的作用。
分子标记技术及其在作物育种中的应用
分子标记技术及其在作物育种中的应用王斌【摘要】简述了几种常用分子标记的原理和特点,以及它们在构建遗传图谱、遗传多样性分析、基因定位等方面的应用,同时介绍了近等基因系及数量性状位点在作物育种中的应用。
【期刊名称】《农业科技通讯》【年(卷),期】2012(000)006【总页数】4页(P126-129)【关键词】分子标记;RFLP;RAPD;AFLP;SSR;近等基因系;数量性状位点【作者】王斌【作者单位】甘肃省农业科学院,兰州730070【正文语种】中文【中图分类】S33伴随着遗传学的发展，遗传标记(geneticmarker)经历了形态学标记、细胞学标记、生化标记和DNA分子标记4个阶段，其中DNA分子标记诞生于20世纪80年代中期[1]，与其他遗传标记相比，它具有如下优点：（1）直接以DNA的形式表现，在生物各个组织，各个发育时期都可以检测到，不受季节、环境的限制；（2）数量多，遍及整个基因组；（3）多态性高，并且自然存在许多的等位变异，不需专门创造特殊的变异材料；（4）与不良性状无必然连锁，不影响目标性状的表达；（5）表现为共显性，能区分杂合型、纯合型基因型，能提供完整的遗传信息；（6）能在早代进行选择，加速育种进程[2－3]。
分子标记的这些优点，在作物遗传育种的研究与应用中得到了广泛的体现，相对于传统的遗传育种研究中的形态性状评价具有无可比拟的优越性。
1.1 RFLP标记RFLP（Restriction fragment length polymorphisms）即限制性片段长度多态性，是指用限制性内切酶酶切不同个体的基因组DNA后，含有与探针序列同源的酶切片段在长度上的差异。
RFLP标记对DNA需要量较大（5～10μg），所需仪器设备较多，检测步骤多，技术较复杂，周期长，成本高，使其应用受到了一定程度的限制。
RFLP标记被广泛用于植物遗传连锁图谱的构建、遗传关系分析、数量遗传研究、与重要农艺性状紧密连锁的分子标记筛选等方面。
DNA分子标记及其在作物遗传育种中的应用
DNA分子标记及其在作物遗传育种中的应用摘要：本文对四种DNA分子标记技术的原理和特点，以及不同DN A分子标记在作物亲缘关系与遗传多样性、指纹图谱的建立、遗传图谱的构建与基因定位、及分子标记辅助选择育种等方面所取得的应用效果进行了较为详尽的论述，充分展示这项技术的发展具有巨大的应用潜力和广阔的应用前景。
关键词：DNA分子标记；遗传育种；应用伴随着人们对生命认识的不断加深以及遗传学的发展，遗传标记（genetic marker）的种类和数量越来越多，主要分为四种类型：形态学标记、细胞学标记、生化标记和DNA 分子标记。
前三种标记都是以基因表达的结果(表现型)为基础，是对基因的间接反映；而DNA分子标记则是DNA水平遗传变异的直接反映。
1.分子标记（molecular marker）广义的分子标记是指可遗传的并可检测的DNA序列或蛋白质。
狭义的分子标记只是指DNA标记。
DNA分子标记是以生物DNA的多态性为基础的遗传标记，与其他遗传标记相比，它具有以下优点：（1）直接以DNA的形式表现，在生物各个组织，各个发育时期都可检测到，不受季节、环境限制；（2）数量极多，遍及整个基因组；（3）多态性高，并且自然存在许多的等位变异，不需专门创造特殊的变异材料；（4）表现“中性”，即不影响目标性状的表达，与不良性状也没有必然的连锁；（5）许多分子标记表现为共显性，能够鉴别纯合基因型与杂合基因型，提供完整遗传信息。
因此，DNA分子标记已广泛地应用于种质资源研究、目的基因定位、遗传图谱构建和分子标记辅助选择等各个方面。
根据检测手段的不同，DNA标记技术综合起来可分为以DNA杂交为基础的、以PCR 技术为基础的、以串联重复的DNA序列为基础的以及基于单核苷酸多态性的DNA标记四种类型。
不同的DNA分子标记之间既有共性又有各自的特点，这里就常用的几种标记技术作简要介绍。
1.1 以DNA杂交为基础的分子标记该标记是利用限制性内切酶酶解不同生物体的DNA分子后，用经标记过的特异DNA 探针与之进行Southern杂交，通过放射自显影或同位素显色技术来揭示DNA多态性，主要包括RFLP标记和VNTR标记。
遗传学分子标记技术在作物育种中的应用
遗传学分子标记技术在作物育种中的应用随着人类对生物体基因组的深入研究，遗传学分子标记技术成为了重要的工具之一。
通过对基因组中特定序列的标记，可以帮助我们更好地了解物种的遗传变异和遗传相关性质。
作为其中重要的应用领域之一，遗传学分子标记技术在作物育种中的应用，被认为具有巨大的潜力，能够为作物育种提供更快速、更高效、更智能的解决方案。
本文将对遗传学分子标记技术在作物育种中的应用进行探讨。
一、理解遗传学分子标记技术遗传学分子标记技术首要应用一些特定的分子标记，例如：核酸序列、蛋白质、抗原和代谢产物等，以区分不同个体或群体间的差异。
这些分子标记可以用斑点杂交、聚合酶链反应（PCR）、Southern blotting、DNA测序和ELISA等方法进行分析、检测和识别。
特别是PCR技术，PCR即聚合酶链反应，是一种体外扩增DNA的技术，可以通过添加DNA核酸序列的引物来定向扩增目标序列，准确性和特异性极高。
PCR技术不仅在遗传学分子标记技术中被广泛应用，还被应用于各种生物医药领域和病原体检测领域。
二、1.基因标记辅助选择基因标记辅助选择是指利用标记与目标基因的遗传紧密关系，进行相应基因的筛选或预测。
这种选择方式基于物种基因组的遗传变异，检测个体或种群间的DNA变异，建立分子标记等级，并将它们与含有目标基因的个体之间建立关联。
在育种过程中，通过对个体进行基因型分析，从而识别出目标基因种群中的个体，提高遗传纯度，降低繁殖代价，同时也可以通过以此为基础设计更好的育种方案。
2.污染育种材料的鉴定良种的保护和开发对于农业的长远发展至关重要。
然而，因为外来基因和基因掺杂，我们的农业生产中存在重大的资源污染问题。
分子标记技术可以通过对杂草、野生亲本以及野生近缘物种等生物的基因表达谱、基因组序列和遗传多样性等信息的系统研究，实现对污染物种和污染基因的鉴定。
这些信息可以帮助生物学家们找到适合的保护策略，实现农业资源的保护和传承。
DNA分子标记及其在作物品种鉴定上的应用
DNA分子标记及其在作物品种鉴定上的应用张曼;胡建斌;孙守如;李永鑫【摘要】阐述了RFLP、RAPD、AFLP、SSR、SRAP等DNA分子标记技术的原理、特点,介绍了这些分子标记技术在作物品种妻伪性和纯度检测中的应用,最后对其发展进行了展望.%We summarized the principles and characteristics of different DNA molecular marker technologies) such asRFLP,RAPD.AFLP,SSR,SRAP,and introduced the applications of these technologies in crops'variety identification and purity testing. The prospects of the applications' development were proposed at the end of this paper.【期刊名称】《河南科学》【年(卷),期】2011(029)011【总页数】4页(P1335-1338)【关键词】DNA分子标记;作物;品种真伪性鉴定;纯度检测【作者】张曼;胡建斌;孙守如;李永鑫【作者单位】河南农业大学园艺学院,郑州450002;河南农业大学园艺学院,郑州450002;河南农业大学园艺学院,郑州450002;河南省科学院,郑州450002【正文语种】中文【中图分类】S188+.1种子纯度是种子质量的核心指标，是种子质量分级的主要标准.在制种过程中由于母本自交和姊妹交会形成假杂种，另外，人们在操作过程中相互传粉，家畜、鸟类、蜜蜂等造成串粉，此外在收获、脱粒、加工贮藏、包装、销售的过程中，其他作物或同种作物不同品种的种子机械混杂或人为混杂也在所难免.随着商业化育种的推进和种质资源利用的受限，造成种质基础较窄，致使商业品种间的遗传相似性愈来愈高，同种异名、同名异种现象日益严重，种子质量纠纷时有发生，直接影响到农业增产和农民增收.目前，我国很多作物品种真伪与纯度鉴定大多依靠田间表现鉴定，此方法依赖于品种表现型差异，用于品种真实性和纯度鉴定虽然直观简单，但是鉴定工作量大，占地面积大，费用高、受季节的限制，而且作物的表现型容易受到栽培措施和环境条件的变化而变化，特别是对于一些形态差异比较小的品种间鉴定难度比较大，可能影响到品种纯度鉴定的准确性，并直接影响到良种的推广；此外由于鉴定周期长，有些作物进行田间鉴定需要依靠果实的形态进行鉴定，用时较长，当年生产的种子往往要到次年才能销售，造成商机错失、种子积压.为解决这些难题，迫切需要研究开发能在早期、周年、快速、准确鉴定作物品种真伪和纯度的检测方法.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比较理想的遗传标记形式，它能够反映生物个体或者种群间基因组中某种差异特征的DNA片段，能够直接反映基因组DNA间的差异.DNA分子标记与前3种遗传标记相比，具有诸多独特的优点：①直接以DNA的形式表现，不受组织类别、发育阶段等因素制约.植物的任何组织在任何生长阶段都可以进行DNA分子标记分析，不存在表达与否的问题；②遗传稳定，不受环境因素的影响；③能够区别纯合体和杂合体，提供完整的遗传信息，因为分子标记多为共显性的特点；④多态性高，自然界中存在许多等位变异，无须人为创造；⑤标记数量多，可以遍及整个基因组，可检测座位几乎是无限的；⑥表现为中性，不影响目标性转的表达；⑦操作简便、迅速，提取的DNA样品在适宜的温度条件下可以长期保存，易于实现自动化.因此，DNA分子标记技术在杂交种子纯度检测中得到了快速应用.目前，被广泛应用的DNA分子标记主要有RFLP（限制性片段长度多态性）、RAPD（随即扩增多态性DNA）、ALFP（扩增片段长度多态性）、SSR（简单重复序列）、SRAP（相关序列扩增多态性）等.限制性长度片段多态性（Restriction fragment length polymorphism，RFLP）.由Botesin于1980年提出，开创了直接应用DNA多态性的新阶段，它是基于Southern杂交技术为基础的第一代分子标记，是最早应用的分子标记技术[1].RFLP基本原理是利用限制性内切酶酶切基因组DNA，使之产生不同大小的DNA片段；电泳后通过Southern印迹转移到硝酸纤维膜或尼龙膜上；吸印的DNA同DNA探针杂交，而后通过放射自显影或其他技术显示杂交结果，记录RFLP标记.它所代表的是基因组DNA在限制性内切酶消化后产生片段在长度上差异.由于不同个体的等位基因之间碱基的替换、重排、缺失等变化导致限制内切酶识别和酶切发生改变从而造成基因型间限制性片段长度的差异，从而产生多态性.RFLP的特点是：①具有共显性，不受显隐性、环境条件、发育阶段及组织部位的影响；②RFLP标记位点数量不受限制，通常可检测到1～4个基因座位；③结果稳定可靠，重复性好，比较适合构建遗传连锁图.该技术是最早在DNA水平上用于品种鉴别和种子纯度分析的技术，已初步在辣椒、大白菜等作物的品种纯度和真伪鉴定.Mastuura等[2]利用2个RFLP克隆作为探针，对黄瓜亲本及其F1杂交种进行RFLP分析，结果表明该方法能够快速、准确的测定出F1杂交种的纯度.但是同时也存在对DNA多态性检出的灵敏度不高，RFLP连锁图上还有很多大的空间区、操作比较繁琐，成本高，检测周期长等问题.因而该方法在蔬菜作物种子生产中并没有得到推广普及，一般只可作为发生重大种子纠纷时仲裁.2．2．1 随机扩增多态性DNA（Random AmplifiedPolymorphic DNA，RAPD）为了克服RFLP技术上的不足，美国杜邦公司的科学家William[3]和加利福尼亚生物研究所的Welsh[4]等人于1990年利用PCR技术建立了RAPD技术.基本原理是利用随即引物（一般8～10 bp）通过PCR反应非定点扩增DNA片段，然后利用凝胶电泳分析扩增片段来进行DNA多态性研究.与RFLP相比，RAPD有以下特点：①操作简单，不需使用放射性同位素，也不需要尼龙膜转印和分子杂交等繁琐程序，一般实验室也可操作；②DNA用量少，一次反应只需10～50 ng模板，成本较低.方淑桂等[5]以大白菜杂交种中熟5号及其亲本为材料，应用RAPD技术，从200个随机引物中筛选出互补带明显的引物S33，构建了相应的DNA指纹图谱，通过对100株中熟5号进行纯度鉴定，结果与大田检测结果完全一致，杂交率为98%.高蓝等[6]用RAPD方法完成了对番茄种子纯度的初步鉴定.戴修纯等[7]利用RAPD技术鉴定两个番茄一代杂种的种子纯度，建立了适合于番茄RAPD分析的程序，并从100个随机引物中筛选到十几个合适的随机引物，能快速、准确地鉴定F1种子的纯度.在DNA分析技术中，RAPD是最有潜力和应用前景的品种鉴定和纯度分析方法.但是RAPD技术还有不足之处：①它是显性遗传，无法在F2中区别纯合显性和杂合体的基因型，在基因定位、作连锁遗传距离的准确性下降；②稳定性差；③重复性差，RAPD对反应条件比较敏感，包括模板浓度、Mg2＋浓度；④存在共迁移问题，凝胶电泳只能分开不同长度DNA片段，而不能分开那些分子量相同但碱基序列组成不同的DNA片段.所以，在使用此技术的时候应注意扬长避短.2．2．2 简单重复序列（Simple Sequence Repeat，SSR）也称微卫星DNA，一般是指由1～6个核苷酸组成的序列以串联排列的方式组成的DNA序列，我们称之为简单重复序列.其基本原理是：根据微卫星序列两端互补序列设计一对特异引物，通过PCR反应扩增微卫星片段，由于基本重复单元次数不同，从而形成SSR座位的多态性.该技术的关键在于设计出一对特异的PCR引物.SSR标记一般检测到的是一个单一的多等位基因位点，所需的DNA量比较少，而且呈现共显性，可以鉴别杂合子和纯合子，实验程序简单，耗时短，结果重复性好，完全符合作物品种鉴定的4个基本准则：环境的稳定性、品种间变异可识别性、最小的品种内变异性和实验结果的可靠性.到目前为止，SSR技术已在水稻[8-11]、玉米[12-13]、黄瓜[14-16]、油菜[17-18]、大白菜[19-20]等多种农作物种子的品种纯度中得到应用.李菊芬[21]等人以西瓜杂交种“东方红1号”和“8424”及其各自的亲本为材料，利用特异SSR引物WS47和WS27对其进行快速鉴定，结果与海南田间鉴结果相比，符合率达98%以上.田蕾，关荣霞[22]等采用亲本间具有多态性的3对SSR引物对148个耐盐和盐敏感大豆品种正反交F1植株进行分子鉴定，结果表明：有81．8%的F1为真杂种，且3对多态性引物检测结果一致，在亲本基因型纯合的情况下，采用1对在亲本间有多态性的SSR引物即可对F1真伪进行准确判断，亲本间分子量差异大的SSR位点可用高浓度琼脂糖电泳进行快速鉴定.虽然SSR标记测序引物开发成本比较高，但是现在已经有不少商品化的SSR引物，另外包括玉米在内的多种作物中已经有一大批现成的公开发表的SSR位点引物序列可免费利用，这有利于SSR技术的发展.随着更多多态性SSR位点的开发和SSR检测技术的进步及普及，该项技术将在品种真实性鉴定和种子纯度检测中得到广泛应用. 2．3．1 扩增片段长度多态性（Amplified Fragment Length Polymorphism，AFLP）该分子标记是1993年由荷兰科学家Zebeau发现，后由Vos等[23]发展起来的.它将基因组DNA用成对的限制性内切酶双酶切后产生的片段与含有共粘末端的人工接头连接，并通过5′端与接头互补的半特异性引物扩增得到大量DNA 片段，通过聚丙烯酰胺凝胶电泳分析，产生扩增片段不同的多态性带型.它是PCR与RFLP相结合的一种检测DNA多态性的技术，既有RAPD的灵敏性，同时也具备RFLP的可靠性，使用少量高效的引物组合即可获得覆盖整个基因组的AFLP标记.刘杰等[24]从杂交油葵A15及其亲本的1/2干种子中提取基因组DNA，选用17对引物组合进行AFLP分析，构建了它们的指纹图谱，进一步实验表明，AFLP 标记检测油用向日葵品种杂交种子的纯度是可行的.王玲平，戴丹丽等人[25]以瓠瓜杂种一代浙蒲2号及其父、母本和品系J099为材料，建立了利用AFLP分子标记技术进行瓠瓜杂种纯度鉴定技术体系.但AFLP技术对模板DNA的纯度要求很高，DNA质量的高低是实验成败的关键.另外，如果酶切不彻底就会出现很多高分子量的条带，重复性差.因此，AFLP技术不太适宜种子纯度鉴定.2．3．2 相关序列扩增多态性（Sequence-Related Amp lified Polymorphism，SRAP）是由美国加州大学蔬菜作物系Li与Quiros[26]博士于2001年提出，其原理是利用独特的引物设计对（ORFs）进行扩增[27]，正向引物长17bp，反向引物长18bp，5′端前10bp是一段填充序列，后接CCGG序列，它们组成核心序列及3′端的3个选择性碱基，对外显子进行特异扩增.反向引物5′端前11bp为填充序列，接着为AATT序列，它们组成核心序列及3′端3个选择碱基，对内含子、启动子与间隔长度不等而产生多态性.引物设计是SRAP分析的核心.SRAD操作简便，扩增结果稳定、高效、重复性好，自建立以来，该技术已经在黄瓜[28]、西瓜[29]、油菜[30]、花生[31]、瓠瓜[32]等植物的种质资源鉴定评价、遗传图谱构建、重要性状标记乃至基因分离克隆等方面得到了应用.李亚丽等[33]以辣椒品种杭椒4号和杭椒5号及其亲本H09－4、H09－2、B－2－2为实验材料，用互补引物DCI－EM9和ME5－EM20对杭椒4号和5号辣椒品种进行了各100粒种子SRAP鉴定，所测纯度分别为100%和97．3%，田间鉴定纯度分别为100%和99．5%，两种鉴定方法结果非常接近，表明此技术是鉴定辣椒一代杂种纯度的有效方法，具有准确、可靠、快速的特点，适合用于辣椒杂交种子纯度室内快速检测. 上述几种分子标记技术在作物品种鉴定和纯度检测应用中各有优缺点，而且由于果树方向DNA提取难度比较大，因此利用分子标记技术鉴定作物品种和检测纯度在果树上较少应用，多是应用在蔬菜领域.SSR、RAPD和RFLP是在蔬菜品种鉴定方面应用最频繁的分子标记技术，而ISSR则因其优越性在近几年越来越多的被应用到蔬菜品种鉴定领域中.另外，降低成本仍然是将分子标记技术鉴定品种真实性和检测纯度的的主要目标.成本的高度主要取决于Taq酶、dNTPs等试剂的价格，因此有必要进一步研究低沉本、过程简单、稳定性强的分子标记优化体系.随着分子生物学技术的不断发展，现有的技术会得到不断的完善，更先进更有效的分子标记方法将会不断推出，这将是未来作物品种真实性和纯度鉴定的发展方向.【相关文献】［1］朱玉贤，李毅．现代分子生物学［M］．2版．北京：高等教育出版社，2002．［2］ Mastuura S，Kakanaga T．An approach for rapid checking of seed purity RFLP analysis of nuclear DNA in F1hybrid of cucumber［J］．Journal of the Japanese Societyfor Horticultural Science，1994，63（2）：379－383．［3］ Williams J C K，Kublik A R，Livak K J．DNA polymorphism amplified byarbitrary primers are useful genetic markets［J］．Nucleic Acids Res，1990，18：653l－6537．［4］ Welsh J，MeClelland M．Fingerprinting genomes using PCR with arbitrary primers ［J］．Nucleic Adds Res，1990，18：7213－7218．［5］方淑桂，曾小玲，陈文辉，等．大白菜杂交种中熟5号纯度的RAPD鉴定［J］．长江蔬菜，2009（6）：19－21．［6］高蓝，傅建熙，王建华，等．RAPD 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DNA分子标记及其在作物品种鉴定上的应用
DNA分子标记及其在作物品种鉴定上的应用张曼;胡建斌;孙守如;李永鑫【期刊名称】《河南科学》【年(卷),期】2011(029)011【摘要】阐述了RFLP、RAPD、AFLP、SSR、SRAP等DNA分子标记技术的原理、特点,介绍了这些分子标记技术在作物品种妻伪性和纯度检测中的应用,最后对其发展进行了展望.%We summarized the principles and characteristics of different DNA molecular marker technologies) such asRFLP,RAPD.AFLP,SSR,SRAP,and introduced the applications of these technologies in crops'variety identification and purity testing. The prospects of the applications' development were proposed at the end of this paper.【总页数】4页(P1335-1338)【作者】张曼;胡建斌;孙守如;李永鑫【作者单位】河南农业大学园艺学院,郑州450002;河南农业大学园艺学院,郑州450002;河南农业大学园艺学院,郑州450002;河南省科学院,郑州450002【正文语种】中文【中图分类】S188+.1【相关文献】1.DNA分子标记技术及其在啤酒大麦品种鉴定中的应用 [J], 陈萍;李盼畔;麦丽珊;刘姣姣;何翠霞;赵淑嘉;吴小瑶;陈颖2.DNA分子标记技术在花生品种鉴定上的应用研究 [J], 王传堂;杨新道;于翔;张建成;刘光臻;徐建芝3.DNA分子标记技术在花生品种鉴定上的应用研究 [J], 王传堂;杨新道;于翔;张建成;刘光臻;徐建芝4.DNA分子标记技术在农作物品种鉴定上的应用 [J], 李志勇;谢华峰;张力;赵磊5.DNA分子标记技术在品种鉴定和纯度分析上的应用 [J], 郭军;寿森炎因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
分子遗传学在田间作物育种中的应用
分子遗传学在田间作物育种中的应用概述随着科技的不断发展和进步，分子遗传学已经成为现代作物育种学的重要支柱之一。
作为一种基于DNA序列分析的遗传学，分子遗传学可以帮助研究人员解析与某种物质或性状相关的基因组区域，在改良作物品质和产量上发挥巨大作用。
本文将重点探讨分子遗传学在田间作物育种中的应用。
DNA标记技术在基因定位中的应用DNA标记技术是分子遗传学在作物育种中最常用的技术之一。
DNA标记是一种能够区别不同基因型的序列，如限制性片段长度多态性（RFLP）、随机扩增多态性（RAPD）、微卫星标记（SSR）等。
通过将DNA片段的长度等信息进行分析，并将其与目标性状或产量相关的基因型进行比较，就可以准确地定位这些基因。
例如，在水稻产量增强的研究中，科研人员可能会研究水稻的基因组，并找到一个与产量有关的基因。
如果这个基因的DNA序列已经被研究人员解析出来，并且通过标记技术进行了标记，那么这个研究人员就可以轻松地验证水稻基因组中是否存在这个标记，进而确定该基因的位置，从而可以有效地对该基因进行研究。
DNA标记技术在基因型筛选中的应用DNA标记也可以用于基因型筛选。
在作物育种中，筛选适宜的品种或杂交组合对于改良作物品质和产量非常重要。
然而，仅凭目测和繁殖试验往往难以达到准确的筛选标准。
而DNA标记技术则可以通过鉴定基因型来识别适合的品种或杂交组合。
例如，在研究玉米耐旱性时，科研人员可以在多个耐旱和不耐旱的玉米品种中运用DNA标记技术进行筛选和鉴定，筛选出最耐旱的华北玉米和最不耐旱的广东玉米。
通过对这些基因型的分析，科研人员可以确定哪些基因对耐旱性的差异有着重要的贡献，从而制定出更好的改良策略。
CRISPR-Cas9技术在基因编辑中的应用在过去的几年里，CRISPR-Cas9技术已经成为分子遗传学研究中的重要工具。
CRISPR-Cas9是一种基于RNA引导的基因编辑技术，可以通过针对特定序列进行定点修饰来实现基因组的精准编辑。
dna分子标记技术在甘薯遗传育种研究中的应用
dna分子标记技术在甘薯遗传育种研究中的应用DNA分子标记技术在甘薯遗传育种研究中的应用一、DNA分子标记技术的介绍DNA分子标记技术是一种在分子水平上识别和区分生物个体之间差异的技术。
它可以帮助科研人员更深入地了解生物的遗传变异和遗传演化，对于植物育种研究尤为重要。
DNA分子标记技术主要包括随机扩增多态性DNA标记 (RAPD)、简单重复序列(SSR)标记、单核苷酸多态性(SNP)标记等。
这些技术具有快速、准确和高效的特点，为甘薯遗传育种研究提供了重要的分子工具。
二、甘薯遗传育种研究中DNA分子标记技术的应用在甘薯遗传育种研究中，DNA分子标记技术被广泛应用于种质资源鉴定、遗传多样性分析、基因定位和分子标记辅助选择等方面。
种质资源是育种研究的重要基础，通过DNA分子标记技术可以准确地鉴定甘薯品种之间的遗传差异，为育种新品种提供了更多选择。
利用DNA分子标记技术进行遗传多样性分析，可以全面了解甘薯种质资源的遗传多样性和遗传结构，为合理利用种质资源提供了科学依据。
DNA分子标记技术还可以帮助科研人员在甘薯中定位关键性状的基因，探索其遗传规律和分子机制。
通过基因定位，可以加速甘薯育种过程，提高选择效率和育种精度。
更重要的是，DNA分子标记技术的应用还可以实现分子标记辅助选择，即在育种材料中直接以分子标记来选择目标性状，大大加快了育种进程。
三、个人观点和理解从我个人的角度来看，DNA分子标记技术在甘薯遗传育种研究中的应用极大地丰富和拓展了育种研究的手段和方法。
它提供了更加准确、快速和高效的分子工具，为甘薯新品种的培育提供了科学依据和技术支持。
这些技术的广泛应用也为甘薯遗传育种研究注入了新的活力和动力，加快了育种进程，促进了甘薯产业的发展和壮大。
四、总结回顾DNA分子标记技术在甘薯遗传育种研究中的应用，极大地促进了甘薯育种研究的深度和广度。
它为甘薯遗传多样性的鉴定、关键性状的基因定位和分子标记辅助选择等方面提供了重要支持，成为育种研究的得力助手。
DNA分子标记在作物育种中的应用
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dna分子标记技术在瓜类蔬菜遗传育种中的应用
dna分子标记技术在瓜类蔬菜遗传育种中的应用DNA分子标记技术是通过检测和分析DNA分子的遗传多态性来实现基因定位、分离、克隆和转化的一种先进的遗传分析技术。
在瓜类蔬菜遗传育种中，DNA分子标记技术已广泛应用，为育种工作提供了重要的辅助手段。
DNA分子标记技术的应用可以帮助育种者快速、准确地鉴定目标基因或遗传性状。
通过利用已知的DNA分子标记进行筛选，可以直接筛选出目标基因或遗传性状的携带者，避免了传统育种方法中的大量回交和后代分析，节省了时间和资源。
例如，对于瓜类蔬菜中的苦味基因，利用DNA分子标记技术可以通过筛选比对标记位点来判断植株是否携带苦味基因，从而避免了食用苦味果实的风险。
通过DNA分子标记技术的应用，可以实现育种材料的品质鉴定和分类。
对于瓜类蔬菜来说，育种者通常通过品质性状、抗病性等指标来对种质资源进行评价和分类。
而DNA分子标记技术可以根据已知的标记位点来鉴定和分类材料，为后续的杂交配组提供有力的依据。
例如，在甘薯中，利用已知的DNA分子标记可以鉴定甘薯的花色、抗病性和主要品质性状，从而为育种者提供了更准确的育种方向。
DNA分子标记技术还可以用于建立遗传图谱和构建遗传连锁图。
通过对不同品种间的杂交后代进行分子标记分析，可以获得遗传图谱，用于确定分子标记之间的遗传连锁关系。
这些遗传连锁图可以为育种者提供分子标记选择的依据，促进目标基因的定位和选择。
在瓜类蔬菜中，通过构建遗传连锁图，可以确定各种性状和抗性基因之间的遗传关系，为相关基因的选择和转化提供了重要的依据。
DNA分子标记技术还可以辅助进行分子辅助选择和分子设计育种。
通过分析和筛选DNA分子标记，可以实现对目标基因的快速选择和背景基因的消除，以加速育种速度和提高育种效果。
分子设计育种利用已知的分子标记和遗传信息，结合功能基因组学等技术，可以实现对目标性状的精确改良和设计。
在瓜类蔬菜中，利用DNA分子标记技术和分子辅助选择，可以改良和设计果实大小、抗病性、耐寒性等重要性状，提高瓜类蔬菜的品质和产量。
DNA分子标记技术在遗传育种中的应用
在育种学发展过程中，遗传标记经历了形态学、细胞学、生化和ＤＮＡ分子标记四个阶段。
随着分子生物技术的发展，ＤＮＡ分子标记技术为遗传育种提供了一种新的方法。
该技术的迅速发展为遗传育种注入了新的活力，改变了传统育种技术。
１ＤＮＡ分子标记技术的优势形态学标记、细胞学标记、生化标记都是基因表达型的标记，多态性位点较少，对环境影响比较敏感，不能满足遗传分析的需要。
ＤＮＡ分子标记建立在ＤＮＡ序列多态性基础之上，它是基因的直接反应。
ＤＮＡ分子标记有如下优越性：（１）极大的丰富性。
即使是单个核苷酸的差异都可以表现为ＤＮＡ水平的遗传多态性，数量遍及整个基因组，直接以ＤＮＡ的形式表现；因而，ＤＮＡ分子标记的数量几乎是无限的。
（２）多态性高，变异类型丰富。
自然界存在许多等位变异，不需专门创造特殊的变异材料，分子标记的多态性在生物各个组织、各个发育时期都可检测到，不受季节和环境限制。
（３）分子标记本身无害。
表现“中性”，既不影响目标性状的表达，也与不良性状没有必然的连锁关系，对重要的经济性状很少有不良效应。
（４）许多分子标记表现为共显性，很容易区分杂合体和纯合体，能够鉴别纯合基因型与杂合基因型，提供完整的遗传信息。
２ＤＮＡ分子标记技术分类与原理目前ＤＮＡ分子标记已经发展了很多种，一般根据其所用的分子生物学技术大致可以分为三大类：第一类是以Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交技术为核心的分子标记，称为第一代分子标记，ＲＦＬＰ；第二类是以ＰＣＲ技术为核心的分子标记，称为第二代分子标记，如ＲＡＰＤ、ＡＦＬＰ、ＳＴＳ、ＳＣＡＲ、ＣＡＰＳ等；第三类是单核苷酸多态性（ＳＮＰ）标记，称为第三代分子标记。
另外，由于其中有些ＤＮＡ标记和重复序列密切相关，所以就把它们单独列为一类，以突出其独特性，如ＳＳＲＳ、ＳＳＲ、小卫星ＤＮＡ等。
２．１基于Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交的分子标记限制性片段长度多态性（ＲＦＬＰ）是发展最早的ＤＮＡ标记技术。
它是Ｇｒｏｄｚｉｃｋｅｒ在１９７４年提出的，其基本原理是由于酶识别序列内的点突变或部分ＤＮＡ片段的缺失、插入、重排、点突变、倒位和易位而引起酶切位点的缺失或获得，导致限制性位点改变。
DNA分子标记在作物育种中的应用
DNA 分子标记在作物育种中的应用郝炯，渠云芳（山西农业大学农学院，山西太谷030801）摘要：从2个方面介绍了分子标记的种类，其一是从Southern 杂交为基础方面，主要介绍了RFLP ，其二是从PCR 为基础方面，主要介绍了RAPD ，SSR ，AFLP ，SCAR ，CAPS ，SNP ，EST 。
另外，还从遗传图谱的构建、作物品种纯度和真实性的鉴定、核心种质的鉴定、遗传多样性的分析、基因定位、杂种优势的预测以及辅助选择育种等方面介绍了分子标记在作物育种上的应用。
关键词：分子标记；作物育种；应用中图分类号：S503.2；Q9743文献标识码：A文章编号：1002-2481（2009）03-0081-05Application of DNA Molecular Marker in the Crop BreedingHAO Jiong ，QU Yun-fang（Department of Agronomy,Shanxi Agricultural University,Taigu 030801,China ）Abstract:The types of molecular marker techniques are discussed in this paper.Firstly we mainly introduced RFLP Which is the basis of the Southern hybridization.Secondly we introduced RAPD,SSR,AFLP,SCAR,CAPS,SNP,EST which are the ba-sis of PCR.We also discussed the application conditions of different DNA molecular marker techniques as follows:the construction of genetic map ,the purity and reality indentification of variety,the indentification of core germplasm,the analysis of genetic diver-sity ,the location of gene,the prediction of hybrid heterosis and assisted selection.Key words:DNA molecular ；Crop breeding ；Application*收稿日期：2008-11-17作者简介：郝炯(1984-)，男，山西方山人，助教，研究方向：分子遗传育种。
分子标记在作物遗传育种中的应用
分子标记在作物遗传育种中的应用作者：谭建萍李映萍余江勇杨雪金生英谭本智来源：《绿色科技》2015年第10期摘要：阐述了分子标记在作物遗传育种中构建分子标记遗传图谱、基因定位、品种纯度的鉴定、遗传多样性和物种亲缘关系研究、分子标记辅助育种等方面的应用，对分子标记技术的发展作出了展望。
关键词：分子标记；概念；遗传育种中图分类号：S330文献标识码：B 文章编号：1674-9944（2015）10-0065-031 引言作物品种选育主要是对作物的目标性状如高产性、稳产性、优质性、抗逆性等性状进行选择。
分子生物学发展以后，多种类型的基于DNA多态性的分子标记技术被应用于作物遗传育种，相比传统的遗传育种方式，分子标记表现出明显的优越性，并将作物遗传育种提升到一个新的高度。
2 分子标记的概念DNA水平遗传多态性能通过分子标记直接反映。
DNA分子标记技术与其他几种类型的遗传标记技术如形态学标记、生物化学标记、细胞学标记等遗传标记技术相比，具有以下6种优越性[1]，见表1。
3 分子标记在作物遗传育种中的应用随着人类遗传育种工作的不断开展，以及分子标记技术在育种工作中表现出来的优越性，DNA分子标记技术在作物基因图谱构建、基因定位、品种纯度鉴定等方面体系的建立和研究也日趋成熟。
3.1 构建分子标记遗传图谱遗传图谱是以某一个标记位点为基础，在DNA片段上相隔一定距离找到一个多态性标记，通过标记之间的连锁分析反映遗传标记之间的相对关系，遗传图谱的构建可以为建立植物种质资源库、育种及分子克隆等应用方面的研究提供扎实的理论依据。
分子标记技术被广泛地应用于常见农作物遗传图谱的构建，见表2。
3.2 基因定位基因定位是遗传图谱在植物遗传育种上的一个重要应用，主要包括质量性状的基因定位和数量性状的基因定位。
近等基因系分析法和分离群体分组分析法是质量性状基因定位常用的两种方法。
水稻半矮杆基因s-dg[19]、番茄抗病毒基因Tm-2a[20]等抗性基因是利用近等基因系定位的基因；利用分离群体分组分析法定位的基因有水稻抗稻瘟病基因[21]、水稻抗瘿蚊基因[22]和小麦抗白粉病基因[23～25]等。
DNA分子标记技术在小麦遗传育种中的应用综述
关键 词 ：Ｄ Ｎ Ａ分子标记；小麦；遗传育种；综述
中图分 类号 ：￥ ５ １ ２ ． １
文献标 志码 ：Ａ
文章 编号 ：１ ０ ０ １ — １ ４ ６ ３ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ５ — ０ ０ ６ ４ — ０ ５
Ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｉ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ － １ ４ ６ ３ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ５ ． ０ ２ １
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ａ ｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｓ ｐｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ＤＮＡ ｍｏ ｌ ｅ ｃ ｕ ｌ ａ ｒ ｍａ ｒ ｋｅ ｒ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｐｒ ｏ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ．
常用DNA标记的评述及在花生上的应用（可编辑）
常用DNA标记的评述及在花生上的应用分子植物育种, 年,第卷,第期,第页新思路、新技术、新方法常用标记的评述及在花生上的应用刘峰石运庆闫彩霞李春娟毕玉平单世华山东省花生研究所青岛山东省农科院高新技术研究中心济南山东师范大学生命科学学院济南通讯作者摘要简要介绍了种传统的、最常用的分子标记、、、和的技术原理及它们的优缺点,也总结了这种新产生的分子标记的技术原理、优点及应用前景。
综述了这几类分子标记在花生种质进化、遗传多样性分析、分子图谱构建及抗虫、抗病等方面的研究。
利用和标记能够发现野生种和栽培种多态性进而实现分子标记对花生的遗传多样性分析,可以将许多花生品种分为不同的品种群,能够对花生进行种质进化研究。
和技术利于花生图谱构建,利用中特定的限制性酶切位点上碱基对的改变及酶切位点之间的分子重排,可以发现花生品种间的许多多态性位点,进而绘制分子标记图谱。
技术在花生青枯菌和花生抗黄曲霉的研究方面有很大进展。
技术在花生根瘤菌、花生线虫病等方面已有显著进展。
最后对分子标记在花生育种中的应用前景进行了简单展望。
关键词花生分子标记辅助育种,花生是世界性的油料与经济作物,是一种重要胞学标记和生化标记建立遗传图谱难度很大。
的植物性食用油和蛋白质来源 ,具有分子标记的兴起为花生研究注入了活力。
它对花生较高的经济价值。
基于花生在国民经济和人民生活新品种保护、良种保纯、杂种鉴定、种质资源研究、基中所占的重要地位,其遗传育种研究一直受到广泛因定位和标记辅助育种均具有重要意义。
重视。
由于花生遗传基础材料缺乏,有关基因连锁重相比其它遗传标记,分子标记具有以下突出优组的报道极少,染色体小、数目多,依靠形态标记、细点:不受环境条件的影响,直接以遗传物质基金项目:本研究由国家项目和山东省农科院创新基金项目资助分子植物育种的形式表现;遍布整个基因组; 多态性高;表护,成本较高。
现为“中性”,不影响目标性状的表达; 可鉴别纯合即单核苷酸多态性标记与杂合基因型,提供较完整的遗传信息; 分子标记人类群体有很大的遗传多样性,在大多数基因可提前选择,加速了育种进程。
分子标记及其在作物遗传育种中的应用
分子标记及其在作物遗传育种中的应用
李文绍
【期刊名称】《《福建稻麦科技》》
【年(卷),期】1997(015)003
【摘要】本文介绍了同工酶、PFLP、SSR、RAPD、AFLP、STS和DNA指纹等
7种分子标记的原理及其特点，对它们在植物遗传图谱构建、基因定位、间接选择、品种鉴定和遗传进化研究领域中的应用作一概述和展望。
【总页数】1页(P4)
【作者】李文绍
【作者单位】福建农业大学作物遗传育种研究所
【正文语种】中文
【中图分类】S334
【相关文献】
1.遗传标记的发展及分子标记在农作物遗传育种中的运用Ⅰ遗传标记的发展及分子标记的检测技术(续) [J], 刘勋甲
2.遗传标记的发展及分子标记在农作物遗传育种中的运用Ⅱ分子标记在农作物遗传育种中的运用及原理 [J], 刘勋甲
3.分子标记在作物遗传育种中的应用 [J], 谭建萍;李映萍;余江勇;杨雪;金生英;谭本智
4.ISSR分子标记技术在作物遗传育种中的应用 [J], 孙玥; 苏京平; 王胜军; 闫双勇; 孙林静
5.ISSR分子标记技术在作物遗传育种中的应用 [J], 牛姣姣
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收稿日期:2005201212基金项目:山东省自然科学基金(Y 002D01)和山东农业大学博士基金资助课题。
作者简介:石运庆(19762),男,硕士,主要从事作物遗传育种研究。
3作者为通讯作者。
文章编号:100224026(2005)022********综述3DNA 分子标记及其在作物遗传育种中的应用石运庆,牟秋焕,李 鹏,刘保申3(山东农业大学农学院,山东泰安271018)摘要:本文总结了三类DNA 分子标记:(1)以S outhern 杂交为基础的分子标记;(2)以PCR 为基础的分子标记;(3)以串连重复的DNA 序列为基础的分子标记。
综述了这几类分子标记在作物品种鉴定与绘制指纹图谱,基因定位与辅助选择育种,杂种优势群的划分与杂种优势的预测和细胞学研究等方面中的应用现状。
关键词:作物;DNA 分子标记中图分类号: S503.2 文献标识码:A伴随着遗传学的发展,遗传标记(genetic marker )经历了形态学标记、细胞学标记、生化标记和DNA 分子标记四个阶段,其中DNA 分子标记诞生于上世纪80年代中期,与其他遗传标记相比,它具有如下优点:(1)直接以DNA 的形式表现,在生物各个组织,各个发育时期都可检测到,不受季节、环境限制;(2)数量极多,遍及整个基因组;(3)多态性高,并且自然存在许多的等位变异,不需专门创造特殊的变异材料;(4)表现“中性”,即不影响目标性状的表达,与不良性状也没有必然的连锁;(5)许多分子标记表现为共显性(codomainance ),能够鉴别纯合基因型与杂合基因型,提供完整遗传信息。
分子标记的这些优点,在作物遗传育种的研究与应用中得到了广泛的体现。
1 DNA 分子标记随着分子生物学的发展,相继出现了多种DNA 分子标记。
这些种标记大多以电泳谱带的形式表现,根据它们所用的技术不同,大致分为以S outhern 杂交技术为基础的分子标记和以PCR 技术为基础的分子标记。
另外,由于其中有些DNA 标记和重复序列密切相关,所以就把它们单独列为一类,以突出其独特性。
1.1 以S outhern 杂交为基础的分子标记限制性片段长度多态性(Restriction Fragment Length P olym orphism ,RF LP )是G rodzicker 在1974年提出的。
其基本原理是由于酶识别序列内的点突变或部分DNA 片段的缺失、插入、倒位和易位而引起酶切位点的缺失或获得,导致限制性位点改变,再利用限制性内切酶切割DNA 时,就产生了大量的多态性片段。
基本操作步骤:DNA 的纯化、酶切、凝胶电泳分离DNA 片段、转膜、利用放射性同位素标记的DNA 探针进行S outhern 杂交并放射自显影和结果分析。
RF LP 标记具有共显性特点,可以区别纯合基因型与杂合基因型,能够提供单个位点上较完整的资料。
结果稳定可靠、重复性好,特别适合于连锁图谱的建立,如小麦的RF LP 连锁图揭示了在小麦进化过程中,有多条染色体发生过易位[1],如7BS 上一个片段和5A L 上一个片段易位到4A 上,4A L 片段易位到5A 上,而第18卷 第2期2005年6月山东科学SH ANDONG SCIE NCE V ol 118 N o 12Jun 120055A L 末端一个片段易位到7BS 上,6BS 末端易位到2BS 末端。
以前人们通过小麦非整倍体等研究表明,小麦A 、B 、D 三基因组的功能有相同之处,可以相互补偿。
现代RF LP 连锁图则进一步证明,这三个基因组之间基因数目以及基因在染色体上的排列位置都非常一致。
但是由于RF LP 标记对DNA 需要量较大(5～10μg ),所需仪器设备较多,检测步骤多,技术较复杂,周期长,成本高,还需要同位素标记,所以其应用受到了一定程度的限制。
1.2 以PCR 为基础的分子标记1.2.1 随机扩增多态性DNA (Random Am plified P olym orphic DNA ,RAPD )RAPD 是1990年Williams 和Welsh 发明的一种较为简便的检测DNA 多态性的技术。
它以一个随机的寡核苷酸序列(通常为10个碱基)作引物,通过PCR 对基因组DNA 进行随机扩增,产生大小不同的DNA 片段,再经凝胶电泳分开,进行多态性观察。
RAPD 图谱间的差异可因4种方式产生:①核苷酸置换造成引物与结合位点无法匹配;②某个引物结合位点缺失;③两引物结合位点间的大片段插入导致间距过大而扩增中断;④插入或删除改变了扩增产物的大小。
与RF LP 相比,RAPD 方法简便,快速,灵敏度高,DNA 用量少,且不需要同位素标记,安全性好。
RAPD 结果可以提供足够的多态性以分辨种以下的类型[2]。
Nguyen 等[3]利用40个RAPD 引物对15个小麦品种遗传多样性进行了分析。
海林等[4]利用RAPD 标记分析了小麦耐盐种质的遗传多样性,共产生200条扩增片段,多态性片段数为172条,扩增片段的多态性百分率为86%,供试的24份材料相似系数在0.21～0.97之间。
但是RAPD 技术因使用的引物比较短,对反应条件极为敏感,稍有改变便影响扩增产物的重现,重复性较差,稳定性不好。
另外,RAPD 是显性标记,不能区分杂合型和纯合型,无法直接用于基因型分析。
这些不足在一定程度上也限制了它的应用。
1.2.2 扩增片段长度多态性(Am plified Fragment Length P olym orphism ,AF LP )它的原理是基因组DNA 双酶切,经PCR 扩增后的限制性片段进行选择。
其基本步骤为:先用两种限制性内切酶(一种为6碱基内切酶,如EcoR Ⅰ,Pst Ⅰ等,另一种为4碱基内切酶,如Msel )对DNA 进行酶切,然后在酶切片段上连上一个接头(adapter ),根据接头的核苷酸序列和酶切位点设计引物,进行特异PCR 扩增,扩增产物通过变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分离检测。
AF LP 结合了RF LP 和RAPD 的优点,稳定可靠,重复性好,方便快速,只需极少量的DNA 样品,不需要S outhern 杂交,不需要预先知道DNA 的序列信息,而且绝大部分为显性标记,显示的多态性信息量也很高。
因而,非常适合于品种指纹图谱的绘制,遗传连锁图的构建及遗传多样性的研究。
Barrett 等[5]利用AF LP 技术评价适应于西北太平洋旱地生产的春、冬小麦代表品种的遗传多样性,结果表明AF LP 对小麦遗传多样性的研究来说是一种很有效的技术。
美国康耐尔大学的Blair 利用AF LP 技术评价54份水稻品种的遗传多样性,研究其系统发育和分类,并与同工酶生化标记及RF LP 标记比较,发现其结论一致,而且认为AF LP 对于研究水稻品种的遗传变异和构建基因图谱更为理想。
但这种方法需经多步操作,并且费用较高。
1.2.3 序列标志位点(Sequence 2tagged sites ,STS )STS 技术是一种将RF LP 标记转化为PCR 标记的方法。
它通过RF LP 标记或探针进行DNA 序列分析,然后设计出长度为20个碱基左右的引物,对基因组DNA 进行PCR 扩增寻找多态性。
它的扩增产物是一段长几百bp 的特异序列,此序列在基因组中往往只出现一次,因此能够界定基因组的特异位点。
STS 标记的信息量大,多态性好,是共显性标记,能够鉴定不同的基因型。
张泽民等[6]利用RG 227的RF LP 标记转化的STS 标记对水稻F 1花粉不育基因座位S 2c 进行了精细定位,认为RG 227STS 与S 2c 紧密连锁,遗传距离为0.3cM ,为S 2c 座位的图位克隆提供了更加准确和简便的检测手段。
陈松柏等[7]利用STS 标32第2期石运庆,等:DNA 分子标记及其在作物遗传育种中的应用42山 东 科 学 2005年记对小麦抗白粉病基因Pm4进行了定位,发现STS410与抗病基因Pm4紧密连锁,并认为STS410可用于小麦抗白粉病基因Pm4的分子标记辅助选择。
目前,STS标记也已经应用在了人类基因组物理图谱作图中。
开发STS标记需要测序,所需费用较高,但是一旦开发了适宜的引物,应用价值很大。
1.2.4 序列特异性扩增区域(Sequence Characterized Am plified Regions,SC AR)SC AR是在RAPD技术上发展起来的。
其方法是将目标RAPD标记克隆并进行末端测序,根据原RAPD 片段两端的序列设计特定引物(通常为24个碱基),对基因组DNA再进行PCR扩增分析。
SC AR标记是共显性遗传,与RAPD标记相比有更好的稳定性,更高的可重复性。
刘志勇等[8]利用SC AR 标记对小麦抗白粉病基因Pm21进行了分子鉴定和标记辅助选择的研究,并认为SC AR标记是稳定、准确、可靠的DNA分子标记,可以用于标记辅助选择。
邹继军等[9]利用RAPD标记转化成的SC AR标记SCS3620&580对62份大豆灰斑病抗感种质资源进行了研究,检测结果与RAPD标记检测结果一致,并认为SC AR标记兼具RF LP和RAPD的优点,在大豆灰斑病抗病育种中具有广泛的应用价值。
1.2.5 酶切扩增多态性序列(Cleaved Am plified P olym orphic Sequences,C APS)C APS技术又称为PCR-RF LP。
所用的PCR引物是针对特定的位点而设计的。
其基本步骤是:先进行PCR扩增,PCR扩增产物用限制性内切酶酶切,电泳分析多态性。
与RF LP技术一样,C APS技术检测的多态性是酶切片段大小的差异。
在此基础上又发展出了dC APS(derived C APS)技术,它是检测单核甘酸多态性的一种良好方法。
钱前等[10]利用C APS分子标记对水稻脆性突变体基因fp1做了进一步定位,发现C524a与fp1遗传距离为0.4cM。
刘道峰等[11]利用C APS标记对水稻类病变突变体lmi进行了基因定位,发现lmi基因与标记C4135-10共分离,为克隆lmi基因奠定了基础。
1.3 以串联重复的DNA序列为基础的分子标记1.3.1 简单序列重复(Sim ple Sequence Repeats,SSRs)SSRs简单序列重复,亦称微卫星DNA(microsatellite DNA)是近年来发展起来的建立在PCR基础上的第二代分子标记,它是一类短的串连重复序列基序(1～6个核苷酸)组成的简单重复序列,均匀的分布在整个真核生物基因组中,两边有保守的DNA序列。
SSRs标记的等位基因变异来源于基因组DNA复制时的滑动引起的重复序列数目的变化,而不是单个碱基的突变、插入或缺失造成的,因而表现出高度的多态性。