淺析DNA分子標記技術在種植蘋果上的運用

論文摘要：簡要介紹了DNA分子標記技術，綜述了DNA分子標記在蘋果品種鑑定、親緣關係分析、種質資源儲存、遺傳多樣性檢測、分子遺傳圖譜構建、基因標記等方面的應用，並對其在蘋果研究中存在問題和應用前景進行了討論。

論文關鍵詞：分子標記，蘋果，應用

1、DNA分子標記技術

隨著人類對基因從現象到本質的認識，遺傳標記逐步從形態標記、細胞學標記和生化標記發展到能直接反應DNA水平上遺傳多型性的DNA分子標記。與經典的遺傳標記相比較，DNA分子標記具有不受材料來源和環境的限制，遺傳穩定、多型性高、標記位點多、共顯性、選擇中性、重複性好、檢測迅速、操作簡便等優勢，所以DNA分子標記被視為理想的遺傳標記技術，而且迅速得到發展。目前，已有20多種分子標記技術被髮展和利用。基於DNA多型性的分子標記技術主要可以分為三類：第一類以傳統的Southern雜交為基礎，RFLP（RestrictionFragmentLengthPolymorphism）為代表；第二類以PCR技術為基礎，RAPD（RandomlyAmplifiedPolymorphicDNA）、STS（SequenceTaggedSite）、SCAR（SequenceCharacterizedAmplifiedRegion）和AFLP（AmplifiedFragmentLengthPolymorphism）為代表；第三類以重複序列為基礎，SSR（SmipleSequenceRepeat）為代表。

隨著分子生物學、遺傳學、生物化學等學科理論研究的不斷深入和實踐應用的不斷成功，DNA分子標記技術已被廣泛的應用於遺傳育種、種質資源鑑定、植物抗病基因定位、植物分類等諸多研究領域。經常應用於果樹研究的DNA分子標記有RFLP、RAPD、AFLP、SSR和SCAR等。

2、DNA分子標記技術在蘋果研究中應用

2。1品種的鑑定

蘋果是多年生木本植物，栽培歷史悠久，不同地域間的種質交流頻繁，導致種質混亂，同名異種現象普遍。傳統的形態和同工酶分析方法誤差大、效率低，難於對相似的品種進行準確的鑑定。DNA分子標記技術直接從DNA分子水平上對果樹品種（系）進行鑑定和分類，準確性更強，效率更高，資訊量更大，近幾年已得到廣泛應用。

Koller等用引物P2（5’ACGAGGGACT3’）成功地區分了11個蘋果品種。Tancred等將澳大利亞選育的特早熟品種GB—63—43與其餘3個相似品種區分開。祝軍等應利用AFLP技術區分了25個蘋果品種，用RAPD技術區分了16個蘋果品種。周愛琴等用RAPD分析繪製了19個蘋果生產上主要砧木的DNA指紋圖譜，為蘋果砧木的鑑定提供了新的依據。

2。2親緣關係的確定

蘋果中存在許多天然種質，對一些經實生選種或採用混合花粉雜交選育的品種的親本無法確定，在品種DNA指紋圖譜建立的基礎上對其進行聚類分析，可將品種進行分類以鑑定物種起源的親緣關係。蘋果品種津輕是日本1936年以金冠為母本雜交育成，經RAPD結合RFLP分析確認其父本為紅玉。喬納金和陸奧是兩個三倍體品種，是金冠分別與紅玉、印度雜交而成，RAPD分析表明二者都含有金冠的2n配子。王濤等利用AFLP分析了20個重要蘋果砧木間的親緣關係，聚類分析表明蘋果屬（MalusMill。）中的兩個亞屬的砧木被分別聚成兩個大組，即花楸蘋果亞屬（SorbomalusZabel）大組和真蘋果亞屬（Eu—malusZabel）大組。

2。3種質資源的'儲存

果樹種質資源是為生產提供優良品種的源泉，是果樹育種和品種改良的物質基礎，因此果樹種質資源是人類的寶貴財富。遺傳資源的長期儲存需要消耗巨大的人力物力，核心種質（corecollection）的概念就是為了儘可能降低消耗而被提出的，利用核心種質理論來長期儲存種質資源是提高種質資源管理質量和效率的重要途徑，它不但要求對種質的農藝性狀進行研究，還要研究它們的遺傳變異，以避免重複、減少缺失。Mcferson認為分子標記可以用於核心種質的確定。HokansonS。C。等用SSR結合園藝性狀建立了蘋果的核心種質。

2。4遺傳多樣性的檢測

遺傳多樣性一般是指種內的差異水平，它反映著一個物種適應環境的能力及其被改造和利用的潛力。遺傳多樣性是生命系統的基本特徵，也是物種適應自然和發生進化的遺傳基礎。分子標記產物的多型性反映了被測材料的多樣性。分子標記是檢測種質資源遺傳多樣性的有效工具。張開春等用38個隨機引物進行RAPD分析，在DNA水平上說明了我國的蘋果無融合生殖資源平邑甜茶（Malushupehensis）具有豐富的遺傳多樣性。

2。5分子遺傳圖譜的構建

分子標記以其自身的優點成為構建遺傳圖的主要標記，隨著分子標記的發展，遺傳圖譜己經達到了一定的密集程度，高密度的遺傳圖譜在很大程度上提高了育種工作的預見性。此外，構建高密度的遺傳圖譜可為種質資源的儲存和基因資源蒐集的量化提供科學的依據。劉孟軍等對富士和山定子的種間雜交F1代的RAPD標記分離方式進行了研究，為蘋果的遺傳圖譜構建和遺傳育種研究提供了參考。第一張完整的蘋果遺傳圖譜是由Hemmat等綜合應用同工酶、RFLP及RAPD標記，依RomeBeauty×WhiteAngle組合構建的。最新的蘋果的遺傳圖譜是Malliepaurd用分子標記及同工酶等多種等位基因標記構建的，該圖譜具有較高的標記密度和共顯性標記，是蘋果上一張較為理想的參考圖譜。

2。6基因標記

基因標記是構建遺傳圖譜、基因定位、克隆和分子輔助育種的前提。目前，已有一批控制果樹重要農藝性狀的基因被標記並得到廣泛應用。ShogoMatsumoto等分析了50多個蘋果品種和砧木的自交不親和等位基因；MinouHemmat利用RAPD標記了蘋果黑星病抗病基因Vf；張開春等以平邑甜茶和扎矮76的雜交後代實生苗為試材，獲得兩個與蘋果屬顯性矮化主基因Dw基因連鎖的RAPD標記；王彩虹等以短枝富士和舞美的R1分離群體為試材，篩選到一個與蘋果柱形基因Co基因連鎖較為緊密的AFLP標記，用PCR的方法對其進行再擴增，實現了此標記片段的克隆和轉化。

3、問題與展望

DNA分子標記技術己被廣泛的應用於植物研究的各個方面，相對來說，果樹分子標記起步晚、基礎差、發展緩慢。但是，由上述內容可見，分子標記在蘋果研究中也取得了不錯的成績。相信隨著分子生物學技術的發展，會有更多的分子標記技術被創造和應用。DNA分子標記技術的不斷髮展與完善，必將為蘋果種質資源和遺傳育種研究提供新的技術手段，極大地推動我國蘋果產業的發展。

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