王奇

(西南林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院，云南 昆明　650000)

分子標(biāo)記技術(shù)在大白菜中的研究與應(yīng)用進展

王奇

(西南林業(yè)大學(xué)園林學(xué)院，云南 昆明650000)

摘要：本文概述了分子標(biāo)記的基本類型，綜述了近年來分子標(biāo)記技術(shù)在大白菜中農(nóng)藝性狀定位、種子及品種純度鑒定、遺傳圖譜構(gòu)建、親緣關(guān)系及遺傳多態(tài)性分析、基因定位及分子標(biāo)記輔助選擇育種等方面的研究進展，并對存在的問題和應(yīng)用前景進行了分析，從而更好的促進分子標(biāo)記技術(shù)在大白菜育種中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：分子標(biāo)記；大白菜；育種

大白菜起源于我國，是一種具有悠久栽培歷史的蔬菜，為我國的標(biāo)志性蔬菜種類之一。生物技術(shù)的發(fā)展，尤其是DNA分子標(biāo)記技術(shù)在大白菜育種研究上的應(yīng)用，為突破物種間的界限,進一步研究白菜類作物提供了新的途徑，給大白菜的遺傳育種研究帶來了巨大的變化，使大白菜的遺傳圖譜構(gòu)建、農(nóng)藝性狀定位、遺傳多態(tài)性及親緣關(guān)系、品種鑒定等研究領(lǐng)域深入到分子水平，為大白菜今后的育種研究奠定了基礎(chǔ)。以下就大白菜在分子標(biāo)記研究領(lǐng)域中取得的主要進展做一簡要概述。

一、分子標(biāo)記

分子標(biāo)記作為一種基本的遺傳分析手段，是繼形態(tài)標(biāo)記、細(xì)胞標(biāo)記和生化標(biāo)記之后發(fā)展起來的一種新的較為理想的遺傳標(biāo)記形式。現(xiàn)在最常用的DNA分子標(biāo)記技術(shù)主要有限制性片段長度多態(tài)性技術(shù)(RFLP)、隨機擴增多態(tài)性DNA技術(shù)(RAPD)、微衛(wèi)星DNA技術(shù)(SSR)、擴增片段長度多態(tài)性技術(shù)(AFLP)等。

(一)農(nóng)藝性狀定位。

分子標(biāo)記可以利用系列引物對整個基因組進行DNA多態(tài)性分析，快速尋找兩組DNA樣品間多態(tài)性差異，得到與此差異區(qū)域相連鎖的DNA標(biāo)記，從而可定位某一特定DNA區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)基因。基因標(biāo)記包括對數(shù)量性狀和質(zhì)量性狀基因的標(biāo)記，利用分子標(biāo)記進行大白菜農(nóng)藝性狀基因定位已得到廣泛應(yīng)用。2002年鄭曉鷹等[1]用RIL為材料，用同功酶及RAPD和AFLP標(biāo)記技術(shù)鑒定了與大白菜耐熱性數(shù)量性狀相關(guān)的遺傳標(biāo)記，得到了9個與耐熱性緊密連鎖的分子標(biāo)記，包括5個AFLP標(biāo)記，3個RAPD標(biāo)記和1個PGM同工酶標(biāo)記.

(二)親緣關(guān)系與遺傳多樣性分析。

分子標(biāo)記所檢測的是植物基因組DN水平的差異，具有穩(wěn)定、客觀的特點。

它的研究可為物種、變種、品種和親緣類群間的系統(tǒng)發(fā)育提供大量的DNA水平的證據(jù)，因而可用于品種資源的鑒定與保存、探索作物的起源與進化等。曲士松等[2]用2個RAPD隨機引物對20份不同結(jié)球方式的大白菜品種在幼苗期進行了分子標(biāo)記分析,結(jié)果表明11個品種具有明顯的與不同白菜品種的來源地及定向培育有關(guān)的多態(tài)性差異。李麗等[3]利用EST-SSR標(biāo)記對大白菜種質(zhì)資源基因庫中 686 份樣品所代表的1900份大白菜種質(zhì)資源進行分析研究，構(gòu)建了大白菜種質(zhì)資源的核心種質(zhì)并且形成核心種質(zhì)的EST-SSR 指紋圖譜庫。

(三)遺傳圖譜的構(gòu)建。

傳統(tǒng)的遺傳圖譜是由形態(tài)和生化標(biāo)記構(gòu)建的，存在標(biāo)記數(shù)量有限、圖譜密度較低等問題，不能很好地反映基因組的全部情況，應(yīng)用受到一定限制。由分子標(biāo)記構(gòu)建的高密度遺傳圖譜克服了傳統(tǒng)遺傳圖譜的缺點，已廣泛應(yīng)用于作物遺傳育種研究中。張明科等[4]以紫菜薹和大白菜雜交的F2為作圖群體，構(gòu)建了一張 RASP的遺傳圖譜，全長 821.3 cm，平均圖距 5.04 cm，含有117個RSAP、38個SRAP、5個SSR及3個RAPD標(biāo)記。

(四)特定性狀的連鎖標(biāo)記。

分子標(biāo)記技術(shù)在白菜抗病育種中也得到了應(yīng)用。劉秀村等[5]運用RAPD標(biāo)記在大白菜的小孢子培養(yǎng)DH系群體中采用BSA法進行了分子標(biāo)記研究，找到了一個與桔紅心球色基因連鎖的分子標(biāo)記,其遺傳距離為3.8cM。鄭曉鷹等用同工酶及RAPD和AFLP分子標(biāo)記技術(shù)鑒定了與大白菜耐熱性狀相關(guān)的遺傳標(biāo)記，分析結(jié)果表明，有9個與耐熱性QTL緊密連鎖的分子標(biāo)記，分布在5個連鎖群上。

(五)鑒定品種純度。

利用分子標(biāo)記技術(shù)進行品種鑒定，不受環(huán)境、取材部位、時間等因素影響，種子或幼苗階段就可鑒定，而且信息量大，可以區(qū)分出形態(tài)標(biāo)記難以鑒別的細(xì)微差異，準(zhǔn)確、快速。分子標(biāo)記在這方面的應(yīng)用對防止偽劣種子銷售及保護育種者的權(quán)益具有重要意義，也可克服種質(zhì)資源中所存在的同物異名、同名異物的現(xiàn)象。宋順華等[6]用50個隨機引物檢測了2個雜交種及其親本,找到某些引物在特定雜交種中產(chǎn)生了有別于雙親的特殊標(biāo)記,并將它們應(yīng)用于這2個雜交種的純度檢測。這顯示了RAPD標(biāo)記在大白菜雜交種商品種子純度檢測上的實際用途。

(六)數(shù)量性狀QTL分析。

于拴倉等[7]采用復(fù)合區(qū)間作圖的方法,對大白菜葉球相關(guān)的7個農(nóng)藝性狀進行QTL定位及遺傳效應(yīng)研究。結(jié)果表明,在14個連鎖群上檢測到3個QTL,其中控制生育期的QTL有3個,控制外葉數(shù)的QTL有3個,控制球高的QTL有7個,控制球徑的QTL有5個,控制球葉數(shù)的QTL有4個,控制球重的QTL有4個。

二、展望

由上所述可見,目前用于白菜遺傳與育種研究中的DNA分子標(biāo)記主要是AFLP、RFLP和RAPD標(biāo)記,與其它植物相比,所涉及的分子標(biāo)記類型還不夠廣泛。白菜的分子育種研究取得了顯著的成績,但與水稻、小麥、玉米等大田作物相比,無論在研究的廣度還是深度上,仍然有較大的差距。而且與大白菜重要農(nóng)藝性狀緊密連鎖(如抗逆性) 的分子標(biāo)記數(shù)量有限，在一定程度上限制了分子標(biāo)記輔助育種;其次，不同研究者采用不同的大白菜群體和遺傳標(biāo)記，導(dǎo)致遺傳圖譜無法相互整合，圖譜密度低、通用較差。培育抗逆特性顯著、品質(zhì)性狀優(yōu)良、對一些關(guān)鍵病害具有較強抗性的新品種,是我國育種工作者當(dāng)前最迫切的任務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭曉鷹,劉巖.用過氧化物酶及酯酶同功酶鑒定大白菜雜交種純度[J].園藝學(xué)報,1994,21(1):59-64.

[2]曲士松,黃寶勇,石琰,等.RAPD法分析鑒定大白菜的親緣關(guān)系[J].萊陽農(nóng)學(xué)院學(xué)報,2002,19(2)108-111.

[3]李麗,鄭曉鷹.用于白菜和大白菜品種鑒定的EST-SSR復(fù)合標(biāo)記的建立[J].園藝學(xué)報.2009，36(11):1627-1634.

[4]張明科,張魯剛,鞏振輝,等.白菜紫色性狀RAPD連鎖標(biāo)記的篩選與染色體定位研究[J].西北植物學(xué)報,2008,28(5):901-906.

[5]劉秀村,張鳳蘭,張德雙,等.與大白菜桔紅心基因連鎖的RAPD標(biāo)記[J].華北農(nóng)學(xué)報,2003,18(4):51-54.

[6]宋順華,鄭曉鷹.利用RAPD技術(shù)鑒定大白菜主栽品種及品種間遺傳多樣性分析[J].華北農(nóng)學(xué)報,2000,15(3):1-5.

[7]于拴倉,王永健,鄭曉鷹.大白菜耐熱性QTL定位與分析[J].園藝學(xué)報,2003,30(4):417-420.

中圖分類號:S634.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1671-864X(2016)06-0159-01

作者簡介：王奇(1991.3.9-)，男，漢族，山東省魚臺縣張黃鎮(zhèn)人，學(xué)歷：在校研究生，研究方向：專業(yè)蔬菜學(xué)。