中国园艺文摘２ｏｌｏｔｇｇｇ］ｌ￣１ 分子标记在园艺植物研究上的应用 庄丽丽 （滨州职业学院生物工程系，山东滨州２５６６０５） 摘要：分子标记是￣；ＩＤＮＡ的多态性为基础的一种标记技术，概述分子标记技术在园艺植物研究上的应用现状，并 对其应用前景进行分析。 关键词：分子标记；园艺植物；应用现状；前景 随着生命科学的发展，各项生物技术纷纷被应用于园 艺植物研究领域。其中分子标记的广泛应用，极大地提高 了我们对园艺植物在分子水平上的认识。分子标记是一种 新型的遗传标记，直接以ＤＮＡ的形式表现，近些年来，在 园艺植物的种质资源、品种鉴定、构建遗传图谱、基因定 位和辅助选择育种等各方面都得到了广泛的应用。 １种质资源的保存 种质资源是遗传育种和品种改良的基本材料，园艺植 物种类繁多，品种资源丰富，利用传统的方法保存需要耗 费大量的人力、物力。为了降低消耗，Ｆｒａｎｋｅｔｙ与Ｂｒｏｗｎ 提出利用核心种质保存种质资源的理论，即用来保存最完 整遗传信息的最小群体［１】，通常核心种质只占种质资源的 １０％左右。至今，全世界有３０多种植物已经或正在建立核 心种质 。利用形态、生化及分子等水平的遗传信息所构建的 核Ｊ厶种质才能真正的最大限度的代表该物种的遗传多样性。 ２系谱分析和分类 由于分子标记所检测的是ＤＮＡ水平的差异，因而标记 非常稳定客观，这对研究园艺植物的起源与进化有很大的 帮助。Ｈａｒａｄａ等用ＲＡＰＤ标记分析了‘乔纳金’和‘陆奥’ 两个三倍体苹果口】，得出作为母本的‘金冠’提供了减数分 裂的二倍体配子。高志红等通过分析桃、梅、李、杏４种核 果果树的ＲＡＰＤ指纹图谱［４１，得出了它们种间的亲缘关系： 梅和杏亲缘关系最短，桃次之，李最远。中科院邹喻萍等 利用ＲＡＰＤ对传统“Ｔａｉｘｉ”荷花（１ｏｔｕｓ）和现代中国荷花作 种质分析【５】，根据遗传距离估计它们的祖先。 彭建营等利用ＲＡＰＤ技术对枣的６４个品种，进行ＤＮＡ 扩增聚类分析－同，将它们分为８类。沈向也用ＲＡＰＤ技术将 ４１个杏品种分为５类 。此外，许多学者已经对一些观赏园 艺植物，如蔷薇属、菊属、莲属、绿绒蒿属、百合属和悬 钩子属等，利用ＲＡＰＤ技术进行了系统分类【ｊ】。随着观赏园 艺植物产业的不断升温，对其分类工作提出了越来越高的 要求，把分子标记技术广泛应用到这一领域，将会大大促 进观赏园艺植物分类学的发展。 ３指纹图谱构建和品种鉴定 指纹图谱是新品种评审的重要依据，利用各种分子标 作者简介：庄丽丽（１９７７＿），女，硕士研究生，讲师；研究方向 为果树育种。 记技术可以构建高质量的ＤＮＡ指纹图谱，尤其是ＡＦＬＰ技 术。祝军利用ＡＦＬＰ技术建立了苹果清晰的ＤＮＡ指纹图谱旧， 张潞生也利用ＡＦＬＰ技术建立猕猴桃的ＤＮＡ指纹图谱恻，宋 婉建立了枣优良品种的ＤＮＡ指纹图谱［１ｑ。在蔬菜作物中， 拟南芥、白菜、青花、辣椒、黄瓜、番茄、马铃薯和莴苣 的指纹图谱已经建立【ｌ。ｌ。 把分子标记应用在品种鉴定上，大大提高了品种鉴定 的效率。罗正荣等利用１个随机引物区分了１０个柿品种“２１， Ｗｅｉｓｉｎｇ用（ＧＡＴＡ） 作ＳＳＲ探针“ ，将１５个番茄栽培品种区 分开。使用传统的方法不可能获得这么高的效率，随着分 子生物学技术的发展，分子标记将会在品种鉴定中广泛 应用。 ４构建遗传图谱 遗传图谱（Ｇｅｎｅｔｉｃ ｍａｐ）又称连锁图（Ｌｉｎｋａｇｅ ｍａｐ），是 以具有多态性的遗传标记为路标，以两个位点的交换率为 图距的图谱。遗传图谱是植物遗传育种研究的理论依据和 基础，各种分子标记技术的出现使各种植物的遗传图谱越 来越完整。目前，已经建立或初步建立了遗传图谱的植物 有苹果、桃、樱桃、扁桃、核桃、草莓、蓝莓、葡萄、柑 橘和香蕉等十几种果树“ ，番茄、马铃薯、辣椒、莴苣、橄 榄、胡萝 、芥菜、豌豆、黄瓜、白菜和芹菜等约２０种蔬 菜作物的遗传图谱已经构建…】，其中番茄、马铃薯和甘蓝 等已趋于饱和。观赏园艺植物起步较晚，但也已经构建了 矮牵牛、北美杜鹃等的遗传图谱［５１。 ５农艺性状定位 农艺性状分为质量性状和数量性状。质量性状基因的 定位方法主要有２种：（１）根据已有的连锁图进行定位，（２） 利用近等基因系（Ｎｅａｒ—ｉｓｏｇｅｎｉｃ Ｌｉｎｅ，ＮＩＬ）或分离群体分 组分析法（Ｂｕｌｋｅｄ Ｓｅｇｒｅｇａｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ，ＢＳＡ）。许多植物， 尤其是多年生的果树，并无近等基因系，大多采用ＢＳＡ法， 目前在苹果、桃、葡萄、柑橘、扁桃、草莓和甜樱桃等果 树上较常应用『】 ，找到了一些与主要质量性状基因相连锁 的标记，如抗黑星病Ｖｆ基因的发现。在蔬菜方面，王晓武 等利用ＲＡＰＤ技术分析了青花菜与显性雄性不育甘蓝的回 交群体，获得了一个与显性雄性不育基因连锁的标记，并 对这个标记在甘蓝自交系中的多态性进行了初步分析 １１。 分子标记技术的发展，已可以将多个数量性状进行分 解，像单基因一样分别进行研究，借助标记，对数量性状 座位（Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ Ｔｒａｉｔ Ｌｏｃｉ，ＱＴＬ）所在的基因组进行一 一４５— ＣＨ Ｉ ＮＥＳＥ ＨＯＲＴ Ｉ ＣＵＬＴＵＲＥ ＡＢＳＴＲＡＣＴＳ 段一段地分析，测量各段染色体区段的效应。利用ＱＴＬ技 ［２］李白超，张洪亮，孙传清等．植物遗传资源核心种质研究现状与 术，Ｐａｔｅｒｓｏｎ等成功地将控制番茄果实的可溶性固形物含 展望［Ｊ］．中国农业大学学报，１９９９，４（５）：５１—６２． 量、果重、果实ＰＨ的基因进行了定位【】目。Ｂｏｈｕｏｎ等找到了 ［３］Ｈａｒａｄａ Ｔ．ＤＮＡ ＲＡＰＤｓ ｄｅｔｅｃｔ ｇｅｎｅｔｉｃ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐａｔｅｒ— ６４＂与甘蓝开花时间相关的ＱＴＬｔｌ７】。 ｎｉｔｙ ｉｎ Ｍａｌｕｓ［Ｊ］．Ｅｕｐｈｙｔｉｃａ，１９９３，６５（２）：８７—９１． ６辅助选择育种 ［４］高志红，章镇，盛炳成等．桃、梅、李、杏４种核果类果树ＲＡＰＤ 指纹图谱初探［Ｊ］．果树学报，２００１，１８（２）：１２０－１２１． 分子标记辅助选择（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｍａｒｋｅｒ Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｓｅｌｅｃ－ ［５］蔡友铭，武雯，邹惠渝等．分子标记在花卉研究中的应用现状 ｔｉｏｎ，ＭＡＳ）就是通过遗传标记对目标基因实施间接选择， ［Ｊ］．南京林业大学学报（自然科学版），２００２，２６（３）：８４—８６． 对某些不期望性状也能及时发现和淘汰，可大大提高选择 ［６］彭建营，束怀瑞，孙仲序等．中国枣种质资源的ＲＡＰＤ分析［Ｊ］．园 的准确性和提高育种效率。ＭＡＳ是分子标记的一个重要应 艺学报，２０００，２７（３）：１７１—１７６． 用，当目标基因连锁的分子标记与目标基因相距５ｃｍ之内 ［７］沈向，郭卫东，吴燕民等．杏４３个品种资源的ＲＡＰＤ分类［Ｊ］．园艺 时，即可用于ＭＡＳ。 学报，２０００，２７（１）：５５—５６． 在植物育种的早期选择上，ＭＡＳ主要用于杂交亲本的 ［８］祝军，王涛，赵玉军等．应用ＡＦＬＰ分子标记鉴定苹果品种［Ｊ］．园 选配、杂种实生苗的早期选择、染色体片段的去向追踪、 艺学报，２０００，２７（２）：１０２—１０６． 基因检测、雌雄异株幼苗的性别鉴定以及多种抗病性状的 ［９］张潞生，李传友，贾建航等．猕猴桃雌雄性别的ＡＦＬＰ鉴定中ＤＮＡ 直接筛选。在对育种材料进行早期选择时，根据分子遗传 模板的制备［Ｊ］．果树科学，１９９９，１６（３）：１７卜１７５． 图谱和重要基因（如：抗病基因）的分子标记进行选择，可以 ［１０］宋婉．中国枣优良品种ＤＮＡ指纹图谱的研究［Ｄ］．北京：北京林 实现早期鉴定。在葡萄抗病育种中，Ｌｕｏｓｕ Ｌａｎ等将感霜 业大学，１９９９． 霉病以及抗霜霉病的ＲＡＰＤ标记转化为ＳＣＡＲ标记【１８１，从而 ［１ １］张应华，刘荣，许彬．分子标记在蔬菜作物上的应用［Ｊ］．云南 农业大学学报，２００２，１７（３）：２８７—２９０． 可提早去除感病性苗木，提高了育种效率。王晓武等利用 ［１２］罗正荣，米森敬三，杉浦明．应用ＲＡＰＤ技术进行柿类品种鉴定 分子标记ＥＰ１１９００辅助甘蓝显性不育基因的转育，预测准确 ［Ｊ］．园艺学杂志，１９９５，６４（３）：５３５—５４１． 性超过了９０％ｔ 。Ｊａｉｎ ＳＨ等对非洲菊的研究认为，花色不 ［１３］贾继增．分子标记种质资源鉴定和分子标记育种［Ｊ］．中国农 稳定是转基因植物在大田下的主要问题嘲，因此可以利用分 业科学，１９９６，２９（４）：卜１０． 子标记鉴定变异是否可遗传而辅助育种。回交育种时，利 ［１４］刘平，彭士琪，刘孟军等．分子标记在果树上的应用及前景展 用分子标记可以缩短育种进程。 望［Ｊ］．河北农业大学学报，２５（１）：１００—１０５． ７展望 【ｌ ５］王晓武，方智远，孙培田等．一个与甘蓝显性雄性不育基因连 现代分子标记技术发展非常迅速，其应用领域也越来 锁的ＲＡＰＤ标记［Ｊ］．园艺学报，１９９８，２５（２）：１９７—１９８． ［１６］徐云碧．分子标记在数量性状基因定位中的应用［Ｊ］．遗传， 越大。在园艺植物上，由原来主要用于多年生的果树和蔬 １９９２，１４（２）：４５～４８． 菜等经济作物，扩展到花卉等其他观赏园艺植物。目前常 ［１７］Ｂｕｈｕｏｎ Ｅ Ｊ Ｒ，Ｒａｍｓａｙ Ｌ Ｄ，Ｃｒａｆｔ Ｊ Ａ，ｅｔ ａ１．．Ｔｈｅ ａｓｓｏｃｉａ— 用的分子标记主要有ＲＦＬＰ、ＲＡＰＤ、ＡＦＬＰ和ＳＳＲ等，其 ｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ ｔｉｍｅ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ｔｒａｉｔ ｌｏｃｉ ｗｉｔｈ 中ＲＡＰＤ由于其成本费用低等优点，是应用最为广泛的一 ｄｕｐｌｉｃａｔｅｄ ｒｅｇｉｏｎｓ ａｎｄ ｃａｎｄｉｄａｔｅｄ ｌｏｃｉ ｉｎ Ｂｒａｓｓｉｃａ 种分子标记技术。随之而产生的ＤＮＡ芯片技术（ＤＮＡ ｃｈｉｐ） ｏｌｅｒａｃｅａ［Ｊ］．Ｇｅｎｅｔｉｃｓ，１９９８，（１５０）：３９３—４０１． 和信使ＲＮＡ差异显示技术（Ｍｅｓｓｅｎｇｅｒ ＲＮＡ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｄ— 【１８］Ｄｕｎｅｍａｎｎ Ｆ，Ｋａｈｎａｕ Ｒ，Ｓｔａｎｅ Ｉ．ＡｎａｌｙｓｉＳ ｏｆ ｃｏｍｐｌｅｘ ｌｅａｆ ｉｓｐｌａｙ，ｍＲＮＡ ＤＤ）为植物研究提供了崭新的工具，分子 ａｎ ｆｌｏｗｅｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ ｉｎ Ｒｈｏｄｏｄｅｎｄｒｏｎ ｕｓｉｎｇ ａ ｍｏｌｅｃｕ— 标记在植物上的应用研究将会发挥不可估量的作用。 ｌａｒ ｌ ｉｎｋａｇｅ ｍａｐ［Ｊ］．Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｇｅｎｅｔｉｃｓ， １９９９，（９８）：１ １４６—１ １５５． 参考文献： ［１９］王晓武，方智远，孙培田等．利用分子标￣ＥＥＰ１１９００辅助甘蓝显 ［１］章一华．植物遗传资源研究的一个新领域：核心样品［Ｊ］．作物 性雄性不育基因转育［Ｊ］．中国蔬菜，１９９８，（６）：卜４． 品种资源，１９９３，（２）：卜３． Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｍａｒｋｅｒ ｉｎ Ｇａｒｄｅｎｉｎｇ Ｐｌａｎｔ ＺＨＵＡＮＧ Ｌｉ—ｌｉ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｍａｒｋｅｒ ｉｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｍａｒｋｅｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ ｏｆ ＤＮＡ，ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｇａｒｄｅｎ ｇｐｌａｎｔｓ，ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｙｉｎｇ ｆｏｒｅｇｒｏｕｎｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｍａｒｋｅｒ；ｇａｒｄｅｎｉｎｇ ｐｌａｎｔｓ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ；ｆｏｒｅｇｒｏｕｎｄ ４６——
