scar分子标记技术及其在水产动物研究中的应用

SCAR分子标记技术及其在水产动物研究中的应用

SCAR分子标记技术及其在水产动物研究中的应用

摘要：特异性片段扩增区域（SCAR）标记是建立在RAPD-PCR标记技术基础上的一种单基因位点多态性标记技术。与其他的分子标记相比，它具有操作简捷，快速准确，成本较低，单位点多态性高，特异性和重复性较高，稳定性好等特点，是一种有效的分子标记。因此，随着近几年分子生物学的快速发展，在种质纯度及品种鉴别、分子标记辅助育种、高密度遗传图谱构建、抗病基因连锁定位等方面得到了广泛应用。文章回顾国内外有关SCAR标记的研究进展，着重阐述SCAR 标记在水产动物研究中的应用，为后期相关的研究工作提供分子遗传学依据。

关键词：SCAR标记；水产动物；应用

中图分类号：S917 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2013）-04-0251-1

特异性片段扩增区域（Sequence Characterized Amplified Region，SCAR）是由PARAN I和MICHELMORE RW在1993年首次提出的。该分子标记建立在RAPD-PCR分子标记基础之上的一种新型有效的分子标记技术[1]，主要是基于特异的RAPD片段序列，以两端序列设计1对引物（含18-24个碱基），并且在较高的退火温度下进行的特异性序列扩增，从而实现由RAPD标记到SCAR标记的转化。SCAR

标记直接采用专一性特异引物进行PCR扩增，避免了引物筛选、估算相似性等复杂的过程，且排除了随机引物结合位点之间的竞争，使稳定性和重复性显著提高。目前，SCAR分子标记技术已被广泛的应用于基因定位、辅助育种、种质鉴定和遗传连锁图谱构建等方面研究。[2-5]

1 SCAR标记的原理

SCAR标记主要是在序列未知的DNA标记（RAPD，AFLP等）基础上，对其特异PCR扩增产物进行回收，克隆和测序，根据扩增产物的两端序列设计特异性引物（一般比RAPD引物长，通常18-24个碱基），

对DNA片段再进行PCR特异性扩增，把与DNA片段相对应的单一位点鉴别出来。由于SCAR标记扩增位点单一，退火温度较高，对反应条件不敏感，一般表现为长度的多态性，为共显性标记，有时也表现为扩增片段的有无，为显性标记。[6]

2 SACR标记的特点

SCAR分子标记技术是基于RAPD技术建立起来的，由于SCAR分子标记技退火温度较高，对反应条件不敏感，所以该方法与一般常规的分子标记方法相比，具有方便快捷、重复性好、可靠性高、对DNA 质量要求低等优点[7]，不需要经过酶切、连接、电泳、银染等过程，只需简单的PCR和琼脂糖凝胶电泳就能进行大规模的快速检测大量

个体，且结果稳定。[1]SCAR分子标记类似于STS，揭示的信息量大，可作为物理图谱和遗传图谱之间的锚定位点，有利于构建高密度的遗传图谱，并能进行种间图谱研究或比较同源性研究。[8]

3 SACR标记在水产动物研究中的应用

3.1 逆选育与遗传性状保存

利用SCAR分子标记技术进行辅助育种，能够克服表现型鉴定和性状基因的困难，提高回交育种效率。中国水产研究者已成功地将其应用于重要经济型养殖鱼类良种选育与保存之中。例如，孙效文等[9]以荷包红鲤抗寒品系、黑龙江鲤、荷包红鲤以及荷包红鲤抗寒品系（父本）与柏氏鲤（母本）杂交F2的DNA样品为材料，获得2个与鲤抗寒性状相关的SCAR标记，成功的反映了两个群体在抗寒能力上的差异。高风英等[10]应用SCAR技术，对奥利亚罗非鱼（Oreochromisco aureus）群体进行分析，以2个SCAR标记，区分3个不同的奥利亚罗非鱼群体，并将为后期的选择育种提供分子依据。佟雪红等[11]

利用RAPD和SCAR复合分子标记技术对建鲤、黄河鲤及其正反杂交子代4个群体进行RAPD-SCAR扩增图谱的比较，寻找两亲本的特征标记，探讨子代优势产生的分子机理，为下阶段良种培育提供重要的遗传学依据。

3.2 优良种质分子鉴定和遗传图谱构建

SCAR用于优良种质分子鉴定，克服了RAPD、AFLP等分子标记的不足，使种质鉴定更为快速准确。杨弘等[12]利用RAPD-SCAR复合分

子标记技术对日本鳗（Anguilla japonica）、欧洲鳗（Anguilla anguilla）和美洲鳗（Anguilla rostrata）的DNA进行SCAR扩增，得到37个特异性标记，可用来区分这3种鳗鱼。童芳芳等[13]成功的将RAPD-SCAR复合分子标记技术应用于三种黄颡鱼（普通黄颡鱼、光泽黄颡鱼和瓦氏黄颡鱼），进行SCAR扩增，并获得特异标志性SCAR 标记条带，实现准确有效地鉴别了三种黄颡鱼。郑伟等[14]利用SCAR 复合分子标记技术，测定了所检的48尾鱼黄颡鱼，分属于普通黄颡鱼（Pelteobagrus fulvidraco）、瓦氏黄颡鱼（Pelteobagrus vachelli）和光泽黄颡鱼（Pelteobagrus nitidus）。司伟等[15]运用RAPD-SCAR复合分子标记技术对建鲤雌核发育的F1代进行分析，有效地区分杂交鱼与雌核发育鱼，建立了雌核发育的分子鉴别技术。此方法不仅提高了育种速度，而且缩短了育种周期，为相关的研究工作提供分子遗传学依据。

3.3 种质资源的保护和品种纯度的检测

通过SCAR分子标记技术检测水产动物良种的真伪和纯度，弥补了表型检测技术和同工酶检测技术的不足，为审定新品种、保护优质种质等方面提供了新的技术鉴定方法，可以在水产动物幼苗状态完成，而且准确性高，检测时间短。在水产动物研究中，董志国等[16]通过检测是否有该品种特有的SCAR特异性片段，对杂交种F1代的纯度进行鉴定，用以质量监测。栾会妮等[17]将SSR标记和SCAR标记结合，对3种鲤鱼品种内及品种间的遗传差异进行研究，检测其纯度，可明显提高筛选的准确性。

3.4 其他SCAR还在基因克隆、基因定位等方面表现出它的优越性。朱慧兰[18]利用SCAR标记，成功的克隆了小麦SSH文库中IN-61-2全长cDNA，在缺铁或赤霉菌侵染时均能诱导其表达。张海英等[19]用AFLP-SCAR复合标记克隆出2条与黄瓜花叶病（WMV）抗、感基因相关的特异性条带，提高抗性育种效率。此外，王晓维等[20]还将小麦的AFLP标记转化为SCAR标记，从中选择多位点和较高多态性的引物，能够区分品种种子的纯度。但在水产动物中研究较少。

4 问题与展望

自从上世纪90年代以来，分子标记技术一直广泛的应用于水产