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生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN 2006年增刊
草莓 DNA分子标记及其应用
马鸿翔
(江苏省农业科学院农业生物遗传生理研究所,南京 210014)
摘 要: 综述了限制性长度多态性 ( RFLP)、随机扩增多态性 DNA( RAPD )、扩增片段长度多态性 ( AFLP )、
简单重复序列 ( SSR )等不同类型分子标记在草莓指纹图谱构建、品种鉴别、遗传多样性、进化、遗传作图以及相关
性状的标记等方面的应用,分析了草莓分子标记研究中的关键问题, 提出了今后研究方向。
关键词: 草莓 分子标记
Review ofM olecularM arkers and Their
Application in Strawberry
M aHongx iang
( Ins titute of Ag ro-b iolog ical G enetics and Phy sio logy, J iangsu Academy
of Agricultural Sciences, N anjing 210014)
Abstrac:t Restr iction fragment leng th po lym orph ism ( RFLP) , random am plified po lym orphic DNA ( DNA), am pl-i
fied fragm ent length polym orph ism ( AFLP ), s imp le sequence repeat ( SSR ) and othermo lecu la rma rkers, and the ir appl-i
ca tion in strawberry researches, inc luding finger pr inting, cultivar identification, gene tic diversity, evolution, geneticm ap-
p ing and tagg ing som e tra its w ere reviewed. The paper a lso d iscussed the ma in prob lems and future wo rks on DNA m arke r
research in strawberry.
Key words: S trawberry ( F ragaria) M olecular ma rker
基金项目:江苏省自然基金 ( BK2001417 )
作者简介:马鸿翔 ( 1966-) ,男,博士,研究员, E-m ai:l m ahx@ jaas. ac. cn
25年前, Botste in等 [ 1 ]发明了限制性长度片段
多态性 ( RFLP)标记,并以 DNA分子标记建立了第
一张遗传图谱。此后, 聚合酶链式反应 ( PCR)技术
的诞生 [ 2]使多种基于 PCR的分子标记技术发展起
来,不仅提高了分子标记的多态性,而且使技术趋于
简化。因此,在动植物上得到了较广泛地应用。与
其他作物一样, 近 15年来不同类型的 DNA分子标
记也广泛地应用于草莓遗传育种研究。
1 草莓 DNA分子标记
1. 1 限制性片段长度多态性 ( RFLP) 标记
RFLP是最早开发的 DNA分子标记 [ 1] , 是根据
不同个体基因组限制性内切酶的酶切位点碱基发生
突变,或酶切位点间发生碱基插入、缺失, 导致酶切
片段大小发生变化而呈现多态性, 这种变化可通过
酶切片段与特定探针杂交进行检测,从而比较不同
个体的 DNA水平差异。虽然 RFLP技术开发较早,
多态性表现稳定,但需经酶切、DNA分子杂交、放射
自显影等过程,步骤繁琐而费时,而且在草莓种间特
别是与栽培品种关系最最密切的多倍体种间 RFLP
多态性很低 [ 3] , 因而并未在草莓分子标记研究中受
到重视。
1. 2 随机扩增多态性 DNA ( RAPD) 标记
RAPD标记是应用一系列不同的随机排列碱基
序列寡核苷酸单链为引物对基因组 DNA进行 PCR
扩增,经电泳检测扩增产物 DNA片段的多态性, 而
这些 DNA片段的多态性反映了该个体基因组相应
区域的 DNA多态性 [ 4]。RAPD具有快速、简便、多
态性丰富的特点,因而已成为至今草莓上研究应用
2006年增刊 马鸿翔: 草莓 DNA分子标记及其应用
最多的分子标记。
值得注意的是 RAPD标记稳定性不及 RFLP标
记,在八倍体草莓中扩增还存在剂量效应,扩增带的
出现与该位点在基因型中的拷贝数有关。 Zhang
等 [ 5]以 RAPD检测 2个八倍体草莓品种自交群体和
杂交群体,发现亲本的多态性带不仅在该品种的自
交群体中出现,而且可在另一品种的自交群体中检
测到, 将 2亲本的 DNA混合进行 PCR, 那么当来自
Sachinoka的 DNA组成低于 30%时则检测不到多态
性。
1. 3 扩增片段长度多态性 (AFLP) 标记
AFLP是由 Zabeau等 [ 6]发明的 DNA分子标记
技术。与 RFLP一样, AFLP标记的多态性也是由限
制性内切酶酶切基因组 DNA 产生的, 不同的是
AFLP以 PCR检测酶切产生的特异片段。基因组
DNA经限制性内切酶双酶切后形成分子量大小不
等的随机限制性片段, 将特定双链接头连接在这些
DNA片段的两端形成带接头的特异片段作为 DNA
扩增的模板,接头序列以及与其相连的限制位点作
为随后进行的限制片段扩增的引物结合位点。 PCR
引物 3c末端含有选择核苷酸, 其延伸到酶切片段
区,这样就只有那些两端序列能与选择核苷酸配对
的限制性酶切片段被扩增,扩增片段通过电泳分离
检测。
1. 4 简单重复序列 ( SSR ) 标记
SSR标记, 又称为微卫星 ( m icrosate llite)标记,
是由一类由几个核苷酸 (一般为 2~ 5bps)为重复单
位组成的简单串联重复序列,其重复次数在物种间、
品种间甚至个体间具有非常大的变异性, 但是这段
重复的两个边界是相对保守的单拷贝序列。根据其
边界序列设计引物,并通过 PCR技术分析串联重复
次数的变异性。
由于 SSR为基因组专化型引物,不同物种需开
发其相应的 SSR标记。在草莓上, James等 [ 7 ]以 F.
vesca基因文库中富集 2~ 4个核苷酸的 128个克隆
开发了 10个 SSR引物, 它们在 9个 F. vesca品系间
存在多态性, 每个标记在品系间有 2 ~ 6个等位位
点。Handonou等 [ 8 ]又在其中开发了 21个 SSR引
物,这些标记可用于草莓属的其他种, 所有的 31个
SSR引物都可在八倍体栽培草莓中扩增,其中 24个
可在其他草莓属二倍体种中扩增, 并在 15个 F. ves-
ca品系中具有较高的多态性。最近, Folta等 [ 9]对水
杨酸处理 24h后的八倍体栽培品种 Fest ival植株建
成的一个 cDNA库的 1 800个 EST进行测序, 通过
序列比对开发了 208对 SSR引物。
1. 5 其他应用于草莓的分子标记
ISSR ( inter simple sequence repeat ) , 由 Z ietk-
iew icz等 [ 10]提出, 检测基因组中两个 SSR间 DNA
序列多态性。利用植物基因组中广泛存在的 SSR
序列,设计各种能够与 SSR序列结合的 PCR引物,
对两个相距较近、方向相反的 SSR序列之间的区段
扩增。
STS( Sequence tagged site ), 是由特定引物序列
进行 PCR产生的多态性。它产生的信息非常可靠,
而不像随机探针产生标记存在某种模糊性。
SCAR ( Sequence characterized amp lified reg ion) ,
是 STS标记的一种,由 RAPD标记转化而来, 方法是
将目标 RAPD片段进行克隆和测序, 根据原 RAPD
片段两末端的序列设计特定引物 (一般比 RAPD引
物长,通常 24个碱基 ) ,再进行 PCR特异扩增,这样
就可将与原 RAPD片段相对应的单一位点鉴定出
来。
CAPS( C leaved amplif ied polymorphism sequence
tagged sites),是 STS标记的一种延伸。当特异引物
扩增的产物的电泳谱带不表现多态时,用限制性内
切酶对扩增产物进行酶切, 然后再经电泳检测其多
态性。
2 分子标记用于构建指纹图谱和品种鉴别
高质量的指纹图谱可作为新品种登记、注册和
产权保护的重要依据。Lev i等 [ 11]用 8个 RAPD引
物区分 8个栽培草莓品种和 1个智利草莓品系。
G idon i等 [ 12]用 41个 RAPD引物建立了 8个商业栽
培草莓品种的指纹图谱, 4个引物产生的 10个多态
性片段可明确区分 O fra、Dorit和 Nurit等亲缘相近
的以色列品种,而 RAPD标记的 DNA多态性带在每
一品种的不同无性系间表现一致。同样, Parent和
Page
[ 13]利用以 2个 RAPD引物将加拿大 Quebec的
13个草莓栽培品种明确区分开来。Degani等 [ 14]用
7个引物扩增的 10个标记即可明确区分全部 41个
品种,由此建立了 41个品种的指纹图谱。RAPD标
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生物技术通报 B iotechnology Bulletin 2006年增刊
记已被用于专利品种 M armo lada的保护 [ 15 ]。
以 RAPD标记建立 41个北美栽培品种的指纹
图谱后, Degani等 [ 16]试验以 AFLP建立其中 19个品
种指纹图谱。模板 DNA经 EcorI和 M seI双酶切,以
4个 M se1选择性引物的任意 1个扩增出的标记都
可用于区分此 19个品种。为了简化 AFLP程序,
Tyrka等 [ 17]利用单一 PstI酶切产物经连接和选择性
扩增的片段长度多态性检测 6个品种和 13个耐盐
品系, 10个选择性引物中, 每一引物可区分 8 ~ 19
个品种。
八倍体栽培草莓品种多为杂合体,而 RAPD和
AFLP都非共显性标记, 难以检测位点的纯合与杂
合。Kun ih isa等 [ 18]自日本草莓基因组 DNA数据库
中随机位点设计引物, 通过不同引物扩增产物限制
性酶切后的片段在品种间进行比较, 获得了 6个
CAP标记明确区分 14个草莓栽培品种,且结果在不
同组织、方法和研究者间表现一致。但八倍体草莓
在 CAP引物扩增时会出现多个扩增带, Kun ih isa
等 [ 19]最近又将随机选取 CAP引物的扩增带测序,
再根据单一扩增带序列进行 CAP引物设计和限制
性内切酶筛选,获得了 23个稳定而单一的 CAP标
记。他们统计了其中 13个标记在草莓品种自交或
杂交后代的分离比例, 基因型分析结果表明其呈孟
德尔遗传方式。其中 9个标记可区分日本目前种植
的 64个品种。
3 分子标记研究草莓遗传多样性及种间基
因渗入
物种的进化源于其携带遗传物质的改变。基因
组 DNA的差异越小,其遗传关系越近, 反之则关系
较远。 Levi等 [ 11 ]用 8个 RAPD引物研究 8个草莓
栽培品种和 1个智利草莓品系, RAPD资料表明智
利草莓品系与栽培品种差异较大, 栽培品种中,
Cambridge Favourite和 Francesco与其他品种相距较
远。Landry等 [ 20]用 20个 RAPD引物扩增的 91条
多态性带评价 74个来源于不同育种单位草莓品种,
聚类分析表明 RAPD标记的变化与品种来源有关。
根据 RAPD分析结果, 74个草莓品种归为 3类: 来
源于加拿大魁北克和安大略及纽约马里兰美国农部
试验站的品种;来源于加拿大中东部和美国的主要
品种; 来源于其他育种单位的基因型差异较大的品
种。
利用分子标记评价品种间关系与已有的系谱资
料有时并不一致,可能某些无性系并非以往认为的
系谱,或者与所用引物的数量及同一 RAPD引物可
扩增出多条带,而同样大小的带并非代表同样的序
列有关。Korbin等 [ 21 ]以 RAPD分析草莓品种的遗
传多样性, Honneoye、E lsanta、Dukat及 Real具有类
似起源的品种归入了同一类群, 但 E lkat、V ikat和
H eros虽然都为 Dukat的后代, 却被归入不同类群。
G raham等 [ 22]利用 10个 RAPD引物研究来源于世
界不同地区的 4个育种课题的 8个草莓品种的关
系。以 RAPD资料与系谱进行比较, 尽管草莓品种
来源于英国的英格兰、苏格兰和荷兰及美国等不同
地区的育种课题,系谱显示其有较远的亲缘关系,而
RAPD结果则表明其遗传基础较为狭窄。 Degan i
等 [ 16]比较了 19个草莓品种的 AFLP、RAPD标记及
系谱间的关系,分子标记聚类分析与系谱有不同程
度差异, AFLP 的品种聚类与系谱差异甚至高于
RAPD标记的聚类结果。
分子标记也用于研究草莓属种间进化。 Porebs-
ki和 Catling[ 23]用 12个 RAPD引物扩增的 62条多
态性带研究了在北美智利草莓 F. ch inoensis spp.
luc ida变种的 5个品系、F. ch inoensis spp pacif ica变
种的 15个品系和南美智利草莓的 15个品系间的遗
传变异。聚类分析显示北美智利草莓与南美智利草
莓间有明显的遗传差异, 加拿大太平洋沿岸品系间
的变异比来源于南美太平洋沿岸品系间的变异要大
得多。Harrison等 [ 24 ]用以 36个 RAPD标记和 44个
形态指标研究 37个北美分布的八倍体群体。形态
性状将这些群体聚类为 5组: 分布于密苏里河以东
的 F. virginiana spp. virginiana变种, 分布黑岗的 F.
virginiana spp. Virg iniana和 F. virginiana spp. G lau-
ca变种,分布于喀斯喀特和落基山脉东部的 F. vir-
giniana spp. g lauca变种, 分布于喀斯喀特西部至奥
林匹克半岛的 F. virg iniana spp. p latyp etala变种, 以
及太平洋沿岸的 F. chinoensis。RAPD聚类分析显
示这些八倍体材料分为 3类,弗吉利亚草莓 F. vir-
giniana spp. virginiana 变种及 F. virginiana spp.
glauca变种, 智利草莓和 F. virg iniana spp. p latyp-
etala变种。与 F. virg iniana spp. virginiana变种相
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比, F. virginiana spp. p latyp etala变种与智利草莓遗
传距离较近,这些群体可能有一个共同的祖先。作
者推测草莓八倍体种可能产生于东亚, 然后穿过白
令海峡到北美。由于潮湿海洋和干燥大陆的不同环
境条件引起了草莓种及变种的分化。
分子标记还应用于检测种间基因漂移, W es-t
man等 [ 25 ]用 29个在当地弗吉利亚草莓中没有而在
栽培品种中具有多态性的 AFLP标记检测基因由栽
培品种向弗吉利亚草莓漂移,结果表明, 在 10km以
外,至少 80%的野生或当地弗吉利亚草莓中检测到
栽培品种标记,说明在这一地区商业栽培草莓的基
因已表现出向野生种的实质性漂移。
4 草莓 DNA分子标记遗传图谱的构建
4. 1 二倍体草莓遗传图谱的构建
二倍体 F. vesca为自交种, 且基因组相对较小,
仅为 164mb[ 26] ,因而可作为八倍体栽培草莓遗传研
究的模式种。Dav is和 Yu[ 27]以 F. vesca自交系 Bar-
on So lemacher品种及 WC6野生品系为亲本配置杂
交组合获得的 80株 F2为遗传群体, 28个 RAPD引
物筛选出的 73个显性标记及 11个共显性标记用于
分子作图, 64个显性和 11个共显性 RAPD标记构
成了包括 7个连锁群全长为 445cM的遗传图谱,连
锁群数目与草莓染色体的基本组成一致 F. vesca ( n
= x= 7 )。同一研究中, 乙醇脱氢酶 ( ADH )的 STS
标记、莽草酸脱氢酶 ( SDH )和葡萄糖磷酸酶-2( GG I-
2)同功酶标记、匍匐茎发生特性及果实颜色也被定
位到连锁图中。
Sargent等 [ 28]以 F. vesca与西藏草莓 (F. nubico-
la )种间杂交得到的 F2代遗传群体构建了另一张二
倍体草莓遗传连锁图谱。用于群体筛选的标记涉及
68个 SSR标记、1个 SCAR标记、6个特定基因标记
和 3个形态性状标记。其中 76个标记形成了 7个
连锁群, 覆盖了 448cM的基因组, 每一连锁群长度
由 100. 3cM至 22. 9cM不等。
4. 2 八倍体草莓遗传图谱的构建
对于八倍体草莓栽培品种来说, 一方面因长期
无性繁殖使种内杂交受抑难以获得像二倍体草莓一
样的 F2或回交群体, 另一方面同源多倍体特性使
基因分离有别于二倍体种。Lerceteau-Kohler等 [ 29]
以来源于加州戴维斯分校的 Capitola品种为母本与
来源于法国草莓研究试验中心的 CF1116品系为父
本杂交获得了 119株杂交后代, 研究以双假测交构
建八倍体草莓的遗传图谱。 /双假测交0构想中, 父
本表现为杂合而母本表现为纯合隐性的标记用于父
本作图,母本表现为杂合而父本表现为纯合隐性的
标记用于母本作图。对于显性 AFLP标记来说, 带
的出现可能存在不同剂量效应,如单剂量效应 ( SD )
基因型为 Aaaaaaaa(八倍体 )即出现扩增带,双剂量
效应 ( DD)基因型为 A aaaaaaa即出现扩增带, 三剂
量 ( TD )和四剂量 ( 4D)基因型分别为 AAAaaaaa和
AAAA aaaa。若亲本之一为 SD基因型 (出现带 ) , 另
一为隐性纯合 (无带 )则在二倍体或八倍体遗传方
式时,后代都呈 1: 1分离; 若亲本均为 SD标记在双
亲同时存在时后代有带和无带的分离比例为 3B 1,
标记在一个亲本中出现时呈 1B 1分离。而当标记
其为多剂量表达时分离比例在以二倍体或八倍体方
式遗传时有不同, 例如, 标记为双剂量,出现带的亲
本为 AAaaaaaa, 未出现带的亲本可能为无剂量
( ND, aaaaaaaa)或单剂量 ( SD, A aaaaaaa) , DD @ND
时,呈二倍体或八倍体方式遗传时其后代的分离比
例分别为 3: 1或 13: 1;方式时, DD @ SD时二倍体或
八倍体方式遗传时其后代的分离比例分别为 7: 1或
25: 3, 以此方法同样可计算出不同剂量效应的亲本
间杂交后代的分离比例。以 AFLP对八倍体草莓遗
传群体作图时,在 789个多态性标记中有 727个为
单剂量标记,仅 62个为多剂量标记,因此仅选用了
单剂量标记对父本和母本分别作图。母本图谱由
235个标记构成了 43个连锁群, 覆盖 1 604cM基因
组;父本图谱由 280个标记构成了 30个连锁群, 覆
盖了 1 496cM的基因组。
5 相关基因的分子标记及其定位
5. 1 四季结果基因
二倍体 F. vesca在开花习性上分为一季开花和
四季开花 2个类型。Cek ic等 [ 30 ]以 F. vesca .f vesca
和 F. vesca .f semperf lorens. 杂交 F1与 F. vesca .f
vesca回交获得 168株的测交群体, 以 10个 ISSR的
单一引物和 10个引物的 45个双引物组合分析后代
基因型,利用 Jionmap 2. 0对分子标记在后代群体中
的分离数据进行作图, 有 2标记距离开花习性基因
SFL为 2. 2cM。A lban i等 [ 31]进一步以其他的 ISSR
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引物组合对同样组合的 1 049株测交群体进行研
究。23对 ISSR引物组合产生的扩增产物中有 7个
标记在不同开花习性建成的 DNA池间表现多态性,
以此 7个标记对测交群体中随机抽取的具有不同开
花习性各 100株后代进行多态性筛选, 有 3个标记
与 SFL基因紧密连锁。为了便于标记在辅助育种
中应用,此 3个标记通过克隆、测序和引物设计已转
化为 SCAR标记,并在测交群体中验证, 作图分析表
明 SCAR2与 SFL呈现共分离, SCAR1与 SCAR3分
别距 SFL基因 3 cM及 1. 7cM遗传距离。
5. 2 果实着色基因
二倍体 F. vesca品种 Y ellew W onder的果实为
黄色, 经典遗传学分析认为该性状受一对基因控制
( B rown andW areing, 1965)
[ 32]。以 Y ellew Wonder
(黄果 )与 Baron Solemacher (红果 )杂交获得的 F2
组合进行果色性状相关同功酶标记分析, 表明其与
莽草酸脱氢酶同功酶 ( SDH )连锁, 遗传距离仅 1.
1cM
[ 33]。在 Dav id和 Yu( 1997)以 Baron So lemacher
与WC6组合 F2群体构建的遗传图谱中, SDH 定位
在第 1连锁群的末端 [ 27]。果实着色与花青素合成
途径有关, Deng等 ( 2001) [ 34]以与花青素合成过程
相关酶氨基酸序列设计相应简并引物, 包括查耳酮
合酶 ( CHS)、查耳酮异构酶 ( CH I)、黄烷酮羟化酶
( F3H )、黄烷酮醇还原酶 ( DFR)、花青素合酶 ( ANS)
和花青素生物合成途径调节因子 ( RAN ), 在 Ye llow
W onder、F. vesca品系 DN 1C (红果 )及来源于巴基
斯坦的 F. nubicola品系 FRA 520间扩增, 对具多态
性扩增产物克隆并测序,设计 PCR引物。以 DN1C /
Y ellow Wonder和 Ye llow Wonder / FRA 520配置的 2
组合 F2群体对以上基因及先前用于基因组构图的
RAPD标记和形态标记进行筛选, M apmaker作图结
果表明, 黄烷酮羟化酶 F3H 基因与果色共分离, 而
其他与花青色合成相关的候选基因则距离较远。
5. 3 红中柱根腐根腐病抗性基因
红中柱根腐病表现为基因对基因假说 [ 35, 36 ]。
Haymes
[ 37]提取 MD683 (抗 )和 Senga Sengana (感 )
F1杂交组合的抗病及感病后代 DNA作抗感池, 采
用集群分离分析法 ( BAS)得到了 7个与红中柱根腐
病抗性基因 Rpf1连锁的 RAPD标记, 这些标记由 4
个 RAPD引物得来。 60株 F1群体在接种 P. f ra-
gariae的 2. 3. 4NS2菌株后表现出 1: 1的分离。 7个
标记中, 5个与基因的分离表现一致, 2个表现相反。
在这一群体中 Rpf1基因与 7个 RAPD标记在后代
呈现二倍体分离特点。由此建立了一个包括 Rpf1
基因和 7个 RAPD的遗传连锁图, Rpf1基因与两侧
标记 OPO-08A和 OPO-16A分别相距 1. 7和 3. 0cM。
5. 4 炭疽病抗性基因
炭疽病是草莓苗期的重要病害, 包括 3种致病
真菌: Colletotrichum acutatum J. H. S immonds, C.
fragariaeB rooks和 C. gloeosporioides ( Penz. ) Penz.
& Sacc. ,其中 C. acutatum 为欧洲主要致病菌 [ 37]。
草莓对炭疽病的抗性与不同组的 C. acu ta tum 致病
菌有关,对第二组病原菌的抗性受显性单基因 Rca2
控制 [ 38 ]。Lerceteau-Koh ler等 [ 39]以抗病品种 Cap ito-
la和感病品种 Pajaro杂交 F1群体中的抗感后代建
立抗感 DNA池以 BSA对 110个 EcoRI /M seI引物组
合进行 AFLP筛选, 4个 AFLP标记与 R ca2连锁, 其
中 2个 AFLP标记被转化为 SCAR标记并在 179株
分离群体中筛选, 以 MAPMAKER /EXP 3. 0对标记
和 R ca2基因进行作图分析, 结果表明, SCAR标记
STS-R ca2_417和 STS-R ca2_240分别距 R ca2基因 0.
6cM和 2. 8cM。此 2标记又进一步在 28个抗性品
种、14个感病品种和一个中等抗病类型品种进行筛
选, 14个感病品种和中等类型品种均未扩增出相应
的 SCAR标记, 28个感病品种中 13个具有 2个标
记, 8个具有 1个标记, 7个无 SCAR标记, 标记分析
结果与病害鉴定结果的差异可能来源于目的基因与
标记间的交换。
6 问题与展望
遗传改良与新品种培育是草莓研究的主要目标
之一,长期以来草莓育种多根据杂交后代的性状表
现选择优良株系,品种特征特性及品种区分以形态
学和园艺学描述符为基础 [ 40]。对后代性状的选择
和品种描述往往会受到主观误差及环境条件影响,
有些需要特定的环境条件下才能表达性状在通常情
形下不易鉴定。而分子标记技术的研究和应用可使
传统育种方法中只根据表型进行杂交组合配置和后
代选择转为针对基因型选择, 品种区分也同样以基
因型为基础。与传统育种方法相比,分子标记辅助
育种 (MAS, M arker-assisted se lect ion )具有快速、稳
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定且不受环境条件影响等优点, 因此与其他作物一
样, MAS在草莓育种中同样具有很好的应用前景。
尽管近 10多年来草莓分子标记已在指纹图谱
构建、品种识别、遗传多样性及进化研究、遗传作图
和基因相关分析及定位等方面得到了较多应用,且
涉及到 RFLP、RAPD、AFLP及 SSR等不同类型的标
记,但研究远远落后于小麦、大豆等其他一年生作
物,即使与多年生的果树相比, 其研究在一定程度上
也有所不及。L iebhard等 [ 41]构建的苹果遗传图谱
已包括 475AFLP标记、235RAPD标记、129个 SSR
标记和 1个 SCAR标记, 2亲本的图谱分别覆盖基
因组 1140cM和 1450cM遗传距离。R iaz等 [ 42]构建
的葡萄遗传图谱涉及 152个 SSR标记和 1个 EST
多态性标记, 包括 20个连锁群, 覆盖基因组的
1728cM的遗传距离。最近 Verde等 [ 43]构建的桃连
锁图涉及 78个 RFLP标记、63个 AFLP标记、57个
SSR标记、16个 RAPD标记和 2个形态标记, 包括 8
个连锁群,覆盖基因组的 665cM遗传距离。而至今
构建的草莓遗传图谱仍很不完善, 除在二倍体草莓
的遗传图谱构建中涉及不多的 SSR标记外, 其余均
以 RAPD和 AFLP标记为主, 由于多倍体草莓中显
性标记呈现剂量效应,因而以 SSR等稳定性好且呈
共显性遗传的分子标记作图更为理想。而目前明确
公布的草莓 SSR标记尚不足 300个, 若亲本间多态
性为 20% ,以这些 SSR标记对栽培草莓作图平均每
条染色体不足 3个, 远远不能满足遗传作图与标记
的需要,这已成为草莓分子标记研究与应用的瓶颈。
SSR标记可直接从基因组中开发,也可从现有
的 EST数据库中寻找, 前者过程繁琐且花费高, 后
者则相对容易,并且 EST-SSR来自 DNA转录区,因
而较基因组直接开发的 SSR标记更具有识别力和
转移性。同样, 通过序列比对, 还可以自 EST开发
出单核苷酸位点多态性标记 ( S ingle nucleot ide po ly-
morph ism s, SNP) ,部分 EST还可直接转化为多态性
的 STS标记,这些 STS标记同样适于构建遗传图谱。
因此, 建立草莓的 EST 序列数据库不断增加草莓
EST数量是草莓基因组研究的前提性工作,可喜的
是至 2005年 12月 20日 NCB I已拥有 9 687个草莓
EST ( http: www. ncb.i nlm. nih. gov /entrez/query. fc-
gi) ,这些 EST是开发草莓 SSR、SNP等分子标记的
宝贵资源,从中可以大批量地开发 EST-SSR或 EST-
SNP标记。
草莓的大多数农艺性状和果实经济性状是多基
因控制的数量性状,对相关数量性状基因座 (QTL)
的分子标记作图将有利于实现对复杂的产量和品质
性状的分子标记辅助选择。但至今草莓相关性状的
分子标记研究仍仅限于少量质量性状,因此针对草
莓育种目标相关数量性状的分子标记研究将成为下
一步草莓分子标记研究的重点。
参 考 文 献
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