相关序列扩增多态(SRAP)在农作物遗传育种中的应用

　　2.1遗传多样性研究
　　遗传多样性是指物种中不同个体遗传变异的总和。遗传多样性的研究是植物种质资源保护、品种改良和开发利用的基础。分析种质资源的遗产多样性,探讨遗传基础和亲缘关系,为种质资源的利用提供理论基础。何凤发等[12]随机选用了27对SRAP引物对44份马铃薯(Solanum tubero-sum)资源进行遗传多样性分析,有23对引物可产生104条多态性条带,平均每对引物产生4.5个多态性条带,表明SRAP标记有较高的多态性比率,多态性丰富,可用于马铃薯遗传多样性的分析。李晓慧等[13]采用SRAP分子标记对西瓜(Citrullus lanatus)进行遗传多样性分析,8对引物组合共产生多态性条带37条,平均4.7条,每对引物平均多态性比率为28.675%,结果表明SRAP标记具有较高的多态性,适合于分析西瓜等遗传差异小的物种。
　　2.2标定基因
　　标定基因对于后基因组学的研究和作物育种具有重要意义。育种工作的目的就是实现品种改良,品种改良的实质就是对目的基因进行选择并实现优异基因集成的过程。因而实现目的基因的快速定位、提高其选择效率,是加快育种进程的关键。农作物的一些重要性状都是由一个或多个基因决定的。如果能够找到与目的性状相关联的基因或是找到与目的基因连锁的分子标记,在杂交育种时就可以有目的地选择亲本,并且对于子代可以快速地鉴定,提高育种效率。在甘蓝型油菜(Brassica napus)的育种过程中,选择黄色籽粒是一个重要的任务。Fu等[14]利用SRAP分子标记对在不同环境中生长的2个重组品系的杂交品种进行分析,发现了19个数量相关性状基因,其中一个主要的基因与标记EM11ME20/200相邻,通过比较基因组学分析发现这个重要的QTL基因两侧的标记序列与拟南芥第5条染色体中定位于At5g44440基因和At5g49640基因间的一个重要的QTL基因的两侧序列有高度的同源性。
　　产量性状是复杂的数量性状,对油菜产量性状进行分析,可确定其在染色体上的位置及其遗传效应,可以探讨油菜杂种优势产生原因,提高育种中对产量性状优良基因型选择的效率。Chen等[15]对油菜的双单倍体群体和F2群体进行SRAP分析,发现了与6个生产性状相关的QTL基因,包括植株高度、最低有效分枝的高度、主花序长度、角果长度、有效分枝数和角果密度,在某些染色体的区域中有多个性状的QTL,与观察到的部分表型性状的相关性是一致的,表明QTLs的紧密连锁是相关性遗传的基础。燕麦是人们常用的谷物,但是现在在谷物生长的土壤中经常会含有一些重金属物质,如镉。镉是非必需的重金属,在低浓度时对细胞就是高毒性的,而植物自身有一套机制可以负责镉的解毒,并控制镉的含量,但是对于同一种植物的不同品种可能由于遗传因素的原因,它们的镉含量是有差异的,因此培育低镉含量的植物是育种的重要目标,试图找到与低镉含量连锁的分子标记,作为表型选择的依据。在对燕麦(Avena sativa)的分析中运用混合群分离分析,发现了4个与镉含量相关的分子标记:1个SRAP,2个RAPDs,1个REMAP,这4个标记同属于一个连锁群,代表着与谷物镉含量密切相关的质量性状位点[16]。
　　2.3构建遗传图谱
　　遗传图谱是确定基因或DNA标志在染色体上的相对位置和遗传距离,是研究基因组遗传与变异的重要手段。衡量遗传图谱质量的一个重要标准是标记分布的均匀程度,而标记类型是影响连锁群上的标记均匀分布与否的重要因素之一。李媛媛等[17]利用SRAP、SSR和AFLP 3种分子标记技术对甘蓝型油菜进行遗传分析,构建了1张包含21个连锁群的遗传图谱,其中涉及137个SRAP标记、143个SSR标记和118个AFLP标记,图谱长1949.8 cM。在此研究中,虽然SSR和SRAP标记在图谱上呈间隔分布,并且在所有21条连锁群上,仅N7连锁群上的标记分布不均匀,但SSR标记仅分布于非编码区,并且开发费时费力;AFLP标记与SRAP标记相比,AFLP标记操作复杂,需要经过酶切、连接等步骤,成本较高,并且AFLP容易密集分布,在研究中约有1/2的AFLP标记仅分布在4条连锁群上。因此,相比之下SRAP更适合于图谱构建。Sun等[18]利用1 634对SRAP引物组合对双单倍体甘蓝型油菜群体作图,共产生了13 551条SRAP条带,构建的遗传图谱中基本上每1 cM就有8.45个SRAPs,比物理图谱中每100 kb出现1个标记的频率更高,是一张高密度的遗传图谱,这表明单一的SRAP标记对构建遗传图谱是适合的。
　　2.4品种鉴定
　　由于育种工作的大力推广与开展,几乎每个农作物中都培育了很多品种,有些品种从形态上看较为相似,并且也存在同物不同名的现象。为了有效地区分这些品种就必须建立分子鉴别机制。王燕等[19]利用15个引物组合对番茄(Cyphomandra betacea)11个主要品种以及1个近缘野生种进行种质鉴定的SRAP分析,双引物组合me8/em8-1与me6-1/em14-1可以区分所有供试材料,表明SRAP可有效用于番茄品种资源鉴定。Hao等[20]利用24对SRAP引物组合对芍药属(Paeonia)的29份栽培品种进行研究,这29份品种分别属于不同组,有14个为芍药组植株,有13个为牡丹组植株,还有2个芍药组和牡丹组的杂交植株,扩增共产生了197条带,其中187条多态性条带。扩增条带结果显示,用独特的扩增条带和特殊的引物组合鉴定芍药栽培品种是有效的,可以用35条SRAP条带把14个芍药栽培品种两两相互区分,并且还通过Me8/Em8和Me8/Em1这2对引物组合把芍药和牡丹样品全部分离。
　　3展望
　　综上可以看出,SRAP标记已被应用到农作物研究的很多领域,是一种简单有效的分子标记。与其他分子标记相比,由于SRAP标记扩增对象是基因组中的开放阅读框,可以体现开放阅读框区域的多态性,也可更好地解释物种性(下转第82页)
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　　状差异的原因。对研究中获得的SRAP差异片段可以测序,把它转化成SCAR(sequence characterized amplified region)标记,这将更加有利于种质资源的筛选鉴定工作。总之,相信随着检测手段的精确度不断提高和分析方法的逐步改进,SRAP标记会更加完善、更为广泛地用于物种分子遗传水平的研究。
　　4参考文献
　　[1] 邓丽琴,祝朋芳,陈长青.试论常规育种与分子育种的研究应用[J]. 杂粮作物,2004,24(5):280-281.
　　[2] LI G,QUIROS C F. Sequence-related amplified polymorphism(SRAP),A new marker system based on a simple PCR reaction:its application to mapping and gene tagging in Brassica[J]. Theor Appl Genet,2001(103):455-461.
　　[3] 陈峰,张洁夫,陈松,等.甘蓝型油菜隐性核不育基因的SRAP标记[J].江苏农业学报,2007,23(4):283-288.