分子标记在观赏植物的研究中的应用及存在的问题与解决对策.pdfVIP

分子标记在观赏植物研究中的应用及其存在的 问题和解决对策 吕英民陈瑞丹 (北京林业太学园林学院北京 100083) 摘要本文在介绍分F标记种类及其在观赏植物系统发育、品种分类、遗传多样性分析、品 种鉴定和杂种早期选择等方面的应用的基础j二．提出分≯标记应用中存在的问题及解决的对策。 关键词 分于标记观赏植物 系统发育 品种分类 品种鉴定 遗传多样性 观赏植物包括的范围非常广，从原始的苔藓到高等硕大的乔术树种，甚至野生植物如高 系统学(Molecular 对观赏植物利用和保存的最基础的工作-…。特别是随着同工酶““…、等位酶”“、RELP[5】， 上的分歧一直困扰着花卉育种者、花卉零售商和消费者。分子标记的应用可以在DNA水平上 研究观赏植物的遗传多样性和系统发育关系，同时为花卉产业的健康发展提供技术支持，特 别是准确地鉴定商业品种以严格遵守植物新品种保护法(UPOV)和进行品种国际登录 (IRV)口…。同时，可以对重要的观赏性状进行标记，以利于育种的早期选择和进一步的基因 克隆。但是，不幸的是在应用这些分子标记时，往往存在致命的错误，而错误的产生常常是 在选择研究方法时和进行数据处理时产生的，这样所得到的研究结果和结论都是完全错误的。 所以，本文试图在讨论分子标记技术在观赏植物上的应用——包括分子系统发育学(Molecu— lar of play!ogeny)、遗传多样性分析(Analysisgenetic tion)和杂种鉴定(Hybrid 正确方法。 1分子标记的种类 1．1分子标记的概念 和以PCR为基础的分子标记)或蛋白质。蛋白质标记包括种子储藏蛋白和同工酶(指由一个 以上基因位点编码的酶的不同分子形式)及等位酶(指由同一基因位点的不同等位基因编码 的酶的不同分子形式)。作为理想的分子标记应符合下列要求：①具有很高的多态性；②共显 性遗传，即利用分子标记可以鉴别二倍体中的杂合和纯合基因型；⑧能明确辨别等位基因； ④遍布整个基因组；⑤除特殊位点的标记外，要求分子标记均匀分布于整个基因组；⑧选择 中性(即无基因多效性)；⑦检测手段简单、快速；⑧开发成本和使用成本尽量低廉；⑨在不 同实验室之间重复性好，数据便于交换参比“o，但是到臼前为止还没有任何一种分子标记能够 12 中国花卉 完全符合以上条件，存在着这样或那样的不足，所以．关于不同种类的分子标记的应崩范围 以及如何最好地应用这些分子标记是!{前争论的焦点之、．。 1．2主要分子标记简介 1．2．1RFLP一+Restriction RFLP是指由于限制性酶切 FragmentLengthPolymorphism) 位点的插入、缺失、重排或点突变引起的基因型限制性片段K度的差异，这种差异可通过筛 ern杂交，所以操作的自动化就很难实现。而如果事先同标序列(Targetsequence)已被确定， POCR REl，P则可避免使用复杂的SoutheHL杂交过程， 1．2．2RAPD(RandomAmplifiedPolymorphicDNA)RAPD是用短的(通常9～10bp) 简单，快速。但致命的』、口J题是重复性太差，将RAPI)标记转换为SCAR标记，可解决重复性 低的问题。它是目前应用最广泛的分子标记。 】．2．3 AFLP(AmpilfiedFragmentLengthPolymorphism)AFLP是指扩增的限制性片段 得的多态性高，具备PCR的高效性和酶切位点分析的可靠性双重优点，目前人们普遍认为它是 构建高密度遗传图谱，定位克隆目的摹因的较理想的分子标记，同时在鉴定生物多样性和物种亲 缘关系的研究中也显示出较大的优越性。f日是它的培训费用和运行费都是非常昂贵的。 1．2．4 的最直接的方法，对于揭示植物系统畸进化的分子规律有着不可替代的作用，但从功能基因 序列分析中得到的数据可能存在非独立性，这种非独立性会导致在系统发育分析时无意中对 进化事件的加权。而在高等植物中，叶绿体基因组相对比较保守，既不像核基因组那样有较 多的重复序列。也不像线粒体基因组那样重排事件频繁发生，所以被广泛应用于植物分子系 统学的研究中，叶绿体基因组不同区域的进化率是不同的，这种不同不仪存在于不同基因之 间，而且也存在于同一基因的不同功能城内，如编码区和非编码区之间。因此，选择不同的