李鵬舉，宋鵬慧，段亞東，楊 光，周 雙，張 鹍，房 磊

(黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄉(xiāng)村振興科技研究所 黑龍江，哈爾濱 150086)

草莓屬于薔薇科的一種草本植物，多生長在溫帶地區(qū)，具有較高的營養(yǎng)價值，受到了人們的高度喜愛。在諸多漿果中，草莓栽培面積在全球范圍內(nèi)居于前列，產(chǎn)業(yè)規(guī)模較大，有著可觀的經(jīng)濟效益。草莓種植產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時，對于草莓遺傳育種工作提出了新要求，現(xiàn)有常規(guī)育種方法盡管培育了很多優(yōu)秀草莓品種，促進(jìn)了草莓品種多樣化，但隨著需求度增加，以及國際市場提出的要求，常規(guī)育種方法由于消耗的資源量較大，已經(jīng)無法緊跟草莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要。而興起的現(xiàn)代化生物技術(shù)，在草莓遺傳育種中應(yīng)用呈現(xiàn)廣闊前景，極大的推動了草莓遺傳育種工作推進(jìn)展開。

1 草莓遺傳育種的組織培養(yǎng)

草莓組織培養(yǎng)有著豐富的研究經(jīng)驗，相關(guān)學(xué)者在研究中無論是葉片、莖尖，還是原生質(zhì)體、花藥組織器官培養(yǎng)方面，都有著較為全面豐富的研究成果，因此草莓品種改良，一個重要內(nèi)容則是組織培養(yǎng)。即便草莓組培苗生產(chǎn)中有著廣泛應(yīng)用途徑，但是結(jié)合實踐研究了解到，組培效應(yīng)不可避免的導(dǎo)致草莓組培苗發(fā)聲體細(xì)胞無性系變異[1]。結(jié)合現(xiàn)有的研究成果，關(guān)于草莓的離體培養(yǎng)與再生植株方面，變異主要表現(xiàn)在遺傳物質(zhì)、細(xì)胞學(xué)以及形態(tài)學(xué)等方面。在關(guān)于草莓組培苗繁殖方面，匍匐莖子苗的數(shù)量要遠(yuǎn)超普通苗，結(jié)果期呈現(xiàn)強勢的生長勢頭，草莓產(chǎn)量有所增加，但卻降低了草莓抗病性，而這一特性則是證明了表觀遺傳變異。變異呈現(xiàn)兩重性，所產(chǎn)生的影響表現(xiàn)在用苗品種一致性和果實產(chǎn)量，另一點則是草莓品種創(chuàng)新和品種選育。

1.1 草莓葉片、莖尖和花瓣培養(yǎng)

草莓莖尖培養(yǎng)，主要目的是為了實現(xiàn)草莓種苗脫毒，由于莖尖取材方便，遺傳和形態(tài)方面相對于穩(wěn)定，便于擴繁和再生。結(jié)合近些年來相關(guān)研究成果來看，關(guān)于草莓莖尖培養(yǎng)方式的選擇研究較為全面，為后續(xù)的規(guī)模化育苗生產(chǎn)提供了堅實的理論基礎(chǔ)。畫板和葉片組織器官培養(yǎng)中，基于草莓立體器官再生培養(yǎng)，進(jìn)而形成草莓在體系，可以獲取豐富的植物材料便于后續(xù)品種選育工作開展提供支持[3]。有學(xué)者在關(guān)于草莓組培苗葉片研究中，嘗試著選擇草莓葉片試材，建立高效再生體系。

1.2 草莓子房和花藥培養(yǎng)

在草莓子房與花藥培養(yǎng)方面，嘗試著選擇未受精子房離體培養(yǎng)和花藥培養(yǎng)方式獲取，在植物倍性育種方面單倍體誘導(dǎo)有著重要作用，實際應(yīng)用中有助于育種年限縮短。王文和在關(guān)于草莓遺傳育種的研究中，離體培養(yǎng)草莓未受精子房獲得單倍體植株，其關(guān)鍵點則是激素和蔗糖濃度控制、溫度控制以及試材的選擇。草莓花藥培養(yǎng)中，實行預(yù)處理方式，并綜合分析激素種類、花序和配比對愈傷組織形成的影響，有助于研究有利的培養(yǎng)條件，支持草莓花藥培養(yǎng)。

1.3 草莓原生質(zhì)體培養(yǎng)

關(guān)于草莓原生質(zhì)體培養(yǎng)方面的研究，積累了豐富的研究成果，其作用主要表現(xiàn)在分離與純化突變體，克服遠(yuǎn)緣雜交障礙以及植物遺傳轉(zhuǎn)化方面，已經(jīng)成為一種常見的草莓育種方法。在關(guān)于草莓原生質(zhì)體分離研究中，影響因素的多樣，分離效果控制要點在于酶液組成、分離材料、時間和酶解方式等，對于后續(xù)的草莓原生質(zhì)體培養(yǎng)有著極高的研究價值。

2 草莓遺傳育種中的分子標(biāo)記

分子標(biāo)記呈現(xiàn)遺傳特點，一定程度上客觀反映了基因組DNA差異DNA片段，并把握生物個體之間差異所在。分子標(biāo)記具體包括PCR分子標(biāo)記、分子雜交的分子標(biāo)記、DNA芯片和測序的分子標(biāo)記幾點內(nèi)容。相較于形態(tài)標(biāo)記、細(xì)胞學(xué)標(biāo)記與生化標(biāo)記而言，DNA分子標(biāo)記的優(yōu)越性較為突出，在多種植物基因組作圖和基因克隆等遺傳育種工作中廣泛應(yīng)用。而在近些年來，關(guān)于草莓遺傳育種工作中分子標(biāo)記技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，在抗病性輔助選擇育種與遺傳圖譜構(gòu)建方面有著積極作用，值得廣泛推廣應(yīng)用。

2.1 分子雜交的分子標(biāo)記

在遺傳研究中的分子標(biāo)記，應(yīng)用最早的為RFLP，在Southem雜交基礎(chǔ)上實現(xiàn)，技術(shù)難度大、成本高。通過限制性內(nèi)切酶、PCR引物，在RFLP基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)化為PCRRFLP標(biāo)記，便于操作、成本低，對于分子育種、分子圖譜構(gòu)建研究提供豐富的研究儲備。Kunihisa在關(guān)于分子雜交基礎(chǔ)上的分子標(biāo)記研究中，通過不同草莓品種研究，精準(zhǔn)區(qū)分PCR-RFLP標(biāo)記，對于育種者權(quán)利保障有著很大的作用。另外，F(xiàn)ISH和GISH技術(shù)的應(yīng)用，主要是基于分子雜交基礎(chǔ)上實現(xiàn)。另外，在對中國和其他國家的48份材料研究中，研究重點在于親緣關(guān)系、系統(tǒng)分類和多倍體形成等內(nèi)容，對于草莓屬植物系統(tǒng)分類和品種改進(jìn)有著積極作用。

2.2 PCR的分子標(biāo)記

PCR基礎(chǔ)上的分子標(biāo)記，涵蓋類型多樣，具體有SCAR、SSR、AFLP、RAPD等，此類分子標(biāo)記近些年來受到了廣大學(xué)者關(guān)注，研究成果豐富。韓柏明在關(guān)于PCR的分子標(biāo)記研究中，主要是基于AFLP的甲基化敏感擴增多態(tài)性標(biāo)記，用于深入分析草莓組培苗基因組DNA甲基化程度，并且在一定程度上了解品種變異程度。由此看來，草莓遺傳研究中分子標(biāo)記有著積極作用。使用SSR分子標(biāo)記技術(shù)，在草莓遺傳育種研究中應(yīng)用，可以獲取草莓灰霉病抗性基因連鎖SSR分子標(biāo)記，也可以形成病害遺傳圖譜，用于草莓選種育苗提供參考依據(jù)，選擇抗病性較強的品種。

2.3 SNP的分子標(biāo)記

SNP作為一種廣泛存在動植物體內(nèi)的遺傳標(biāo)記，是草莓遺傳育種的主要主要內(nèi)容，對于遺傳變異連鎖作圖、群體分析以及關(guān)聯(lián)分析工作開展有著很大的作用，但是現(xiàn)有芯片技術(shù)和測序基礎(chǔ)的技術(shù)成本較高，即便效果可觀，仍然未能廣泛應(yīng)用在植物遺傳育種研究中。結(jié)合現(xiàn)有研究成果來看，很多研究者在關(guān)于SNP研究中，嘗試著將其應(yīng)用在草莓遺傳育種中應(yīng)用，可以實現(xiàn)系統(tǒng)化分析，發(fā)揮SNP多態(tài)性標(biāo)記優(yōu)勢，支持草莓品種的遺傳多樣性分析工作開展。通過對草莓種類基因組數(shù)據(jù)的持續(xù)更新和完善，可以為后續(xù)的草莓SNP標(biāo)記預(yù)測與確定提供有效數(shù)據(jù)支持，在此基礎(chǔ)上深層次挖掘草莓起源與異源多倍體構(gòu)成，推動研究深化，豐富更多的研究成果。

3 草莓遺傳育種的基因工程

基因工程集合了多學(xué)科知識，是在哎分子遺傳學(xué)和分子生物學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)上的現(xiàn)代生物技術(shù)，主要是用于探究植物基因結(jié)構(gòu)功能，并且為后續(xù)的品種選育和改良提供支持。即便當(dāng)前學(xué)術(shù)界關(guān)于基因技術(shù)在食品領(lǐng)域應(yīng)用還有很大的爭議，認(rèn)為基因技術(shù)會影響到食物品質(zhì)，甚至威脅到生態(tài)平衡。但是，基因技術(shù)的配套理論研究已經(jīng)十分豐富，并且在品種選育和改良方面有著很大的積極作用。草莓遺傳育種中應(yīng)用基因工程技術(shù)范圍較廣，具有縮短草莓育種周期，對草莓基因功能驗證的作用，并且可以起到草莓品種遺傳性狀定向改良，在提升草莓育種效率方面有著很大的促進(jìn)作用。

3.1 RNAi技術(shù)

此項技術(shù)主要是在基因研究領(lǐng)域應(yīng)用，也稱之為基因沉默，應(yīng)用在草莓遺傳育種中可以起到品種改良、調(diào)控和基因表達(dá)的功能。關(guān)于草莓品質(zhì)改良方面的研究中，RNAi技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，進(jìn)一步證實了Fraa在草莓類黃銅生物合成中的積極作用?；诔聊現(xiàn)aDFR基因，可以顯著改善草莓果實品質(zhì)，顏色變淺，對于促進(jìn)黃青素生物合成有著重要作用。此外，基于RNAi技術(shù)涌現(xiàn)的VIGS，在草莓研究中得到了廣泛應(yīng)用。

3.2 農(nóng)桿菌介導(dǎo)的葉盤轉(zhuǎn)化法

由于植物遺傳轉(zhuǎn)化方法多樣，關(guān)于不同物種遺傳育種研究選擇的方法有所不同，其中當(dāng)屬農(nóng)桿菌介導(dǎo)法最為典型。在關(guān)于農(nóng)桿菌介導(dǎo)研究中，應(yīng)用到草莓遺傳育種領(lǐng)域，開辟了新的育種途徑，可以獲取轉(zhuǎn)基因植株。但是，此種方法轉(zhuǎn)化率較低，受影響因素多樣，還有待進(jìn)一步完善。在關(guān)于農(nóng)桿菌介導(dǎo)草莓微繁殖苗轉(zhuǎn)化研究中，應(yīng)高度重視篩選條件和培養(yǎng)時間，對于最終的草莓品種轉(zhuǎn)化率有著深層次的影響，需要選擇合適的方式來促進(jìn)草莓轉(zhuǎn)化，快速篩選鑒定轉(zhuǎn)化支柱品質(zhì)。

4 結(jié)論

綜上所述，草莓遺傳育種研究不斷深化，為了滿足草莓產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大的需求，應(yīng)根據(jù)實際情況靈活運用現(xiàn)代生物技術(shù)，豐富研究成果的同時，充分發(fā)揮生物技術(shù)改良生物品種，促進(jìn)品種多樣化同時帶來更大經(jīng)濟效益。