全 文 ：ISSR和 SRAP标记技术在葫芦科植物
种质资源研究中的应用
蹇黎
（贵州毕节学院地理与生命科学院，551700）
葫芦科（Cucurbitaceae）植物一般是常见双子叶
瓜类爬藤植物的总称， 是食用植物中最重要科之
一，仅次于禾本科、豆科和茄科。中国具有丰富的栽
培葫芦科植物种质资源，几乎遍及全国各地，共有
29余属，142余种，占葫芦科植物的 1/4[1]。葫芦科植
物不仅具有食用价值，而且还具有很高的药用价值
和经济价值。但由于葫芦科植物具有特殊的生长环
境和生活习性，如果只靠单一的常规育种手段对其
进行品种改良，可能会导致种质资源的匮乏而致使
资源的保护利用、研究与推广受阻，从而不能满足
市场的需求，因此，解决这些问题必须借助于先进
的研究技术与方法。
分子标记是继形态学标记、生物化学标记以及
细胞学标记之后发展起来的一种直接反映遗传物
质 DNA 水平多态性的遗传标记， 具有基因组变异
丰富、标记数量多、目标基因表达不受生物的发育
阶段及环境影响、检测手段方便快捷、成本较低等
特点，已成为资源系统鉴定与种质资源育种研究最
高效的手段之一。 ISSR （Inter-simple sequence re-
peat，简单重复序列间扩增）和 SRAP（相关序列扩
增 多 态 性 ，Sequence -related amplified polymor-
phism） 都是基于 PCR标记系统的一种新型的显性
分子标记技术。 ISSR 是在微卫星基础上发展起来
的 [2]，结合了简单重复序列（Single sequence repeat,
SSR）标记技术和随机引物扩增多态性 DNA（Random
amplified polymorphic DNA，RAPD） 标记技术的优
点，其引物不但能在种间通用，而且更能揭示物种
间的多态性，其检测手段非常方便快捷。SRAP综合
了 RAPD 和 AFLP 的高效、重复性好、便于目标基
因的克隆与测序等诸多优点[3]。 ISSR 和 SRAP 标记
技术现已广泛应用于葫芦科植物种质资源的亲缘
关系鉴定与遗传多样性分析、分子遗传图谱的构建
与目的性状基因的标记定位、基因库的构建和基因
克隆以及育种辅助选择与品种的纯度鉴定等方面
的研究。本文将从以上几方面来综述 ISSR与 SRAP
分子标记技术在葫芦科植物种质资源研究中的应
用现状，并对其资源更合理高效的保护和利用进行
探讨。
1 ISSR与 SRAP原理及特点
ISSR 与SRAP 分子标记技术是检测种质资源
间（内）的基因片段差异性最高效、最理想的遗传标
记方法。
1.1 ISSR分子标记
ISSR 分子标记是在微卫星基础上发展起来的
一种显性遗传标记，结合了 SSR和 RAPD 标记的优
点，是在不用知道 SSR两端的碱基序列的基础上添
加 2~4个随机核苷酸。 在 PCR反应过程中，此引物
既保证了锚钉序列位点的退火温度，也可以减少其
摘 要：阐述了简单重复序列间扩增（ISSR）和相关序列扩增多态性（SRAP）分子标记技术的基本原理和特点，综述
与探讨了分子标记技术在葫芦科植物种质资源的亲缘关系鉴定与遗传多样性分析、 分子遗传图谱的构建与目的性
状基因的标记定位、基因库的构建和基因克隆、辅助育种选择及品种纯度鉴定等研究领域的广泛利用与推广，以期
更合理高效地保护和利用葫芦科植物种质资源。
关键词：ISSR；SRAP；葫芦科植物；种质资源；应用
基金项目：贵州省教育厅自然科学研究项目（2007082），
国家自然科学基金项目（39770903）
蹇黎（1978-），女，副教授，博士，研究方向为生物化学与
分子生物学，E-mail：zggyjl@163.com
收稿日期：2011-11-11
DOI:10.3865/j.issn.1001-3547.2012.02.003
2012（2）：13-16JOURNAL OF CHANGJIANG VEGETABLES
（学术版）
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他靶点的退火几率， 对基因组片段的差异进行检
测， 其扩增产物经过电泳分析进行多态性分析。
ISSR 标记技术具有其引物可在种间通用、 稳定性
好、多态性高、无需知道 SSR靶标序列信息、重复性
好、易操作、快捷方便、成本低等诸多优点。 不足之
处在于不同引物及不同材料间 PCR 扩增反应最佳
条件可能不尽相同， 很难区分显性纯杂合基因型。
目前，许多葫芦科植物均建立和优化了各自最适的
ISSR-PCR反应体系。
1.2 SRAP分子标记
SRAP 分子标记是一种结合了 RAPD、AFLP、
RFLP 等分子标记优点并克服其缺点的 PCR 标记
系统的显性新型标记，是通过独特的双引物（17 bp
上游引物和 18 bp 下游引物）设计对启动子或内含
子区域进行特异扩增，其引物具有通用性。 该标记是
建立在不同种质资源的启动子、内含子与间隔区长
度的不同而致使其种间和种内表现出明显的多样
性。 SRAP分子标记具有多态性高、重复性好、易操
作、快捷方便、成本低、在基因组中分布均匀、易对
特定序列进行测序与相关基因的克隆等诸多优点。
2 ISSR与 SRAP技术的应用
ISSR 与 SRAP 分子标记技术与其他分子技术
及传统的常规遗传标记相比较而言， 优点更多，已
在葫芦科植物种质资源的研究中广泛应用。 现将
ISSR 与 SRAP 分子标记技术在葫芦科植物中的应
用情况进行综述和探讨。
2.1 遗传多样性研究
植物遗传多样性一般是指种间或种内的不同
个体的遗传差异之和，是物种生存适应与发展进化
的基本特征及物种长期进化演变的产物。研究物种
的遗传多样性可以了解与其生长环境之间的关系，
采取科学高效的措施保护濒危物种遗传资源基因，
认识生物多样性的起源与进化，同时也根据资源的
DNA指纹图谱和各个目标性状间的多样性，使其植
物种质资源更能合理高效的利用。 高山等 [4]采用
ISSR分子标记技术对 38份瓠瓜种质进行遗传多样
性分析，12 个 ISSR 引物共扩增出 96 条多态性带，
平均每个引物扩增的多态性带数为 8 条，多态性比
率平均为 83.5％。 刘万勃等[5]利用 ISSR标记对甜瓜
种质进行遗传多样性研究，10 个 ISSR 引物共扩增
出 73条多态性带纹，多态比率为 65.51%。 王佳等[6]
利用 ISSR 对黄瓜种质资源进行遗传多样性分析，8
个 ISSR 引物共扩增出 42 条带纹， 其多态比率为
85.71％。 段会军等[7]利用 RAPD、ISSR和 AFLP对西
瓜枯萎病菌进行遗传多样性评价，21个引物共扩增
出 188 条带纹，其中多态性带 134 条，多态比率为
71％。 康建坂等 [8]运用 ISSR 分子标记对 48 个苦瓜
样品的遗传多样性进行研究，14 个 ISSR 引物共扩
增出 181 条带纹，其中多态性谱带为 113 条，多态
性比率为 60.32%。 张爱萍等[9]采用 SRAP技术对西
瓜种质资源的遗传多样性进行研究，51个引物组合
共产生 431 条扩增带， 其中 243 条带具有多态性，
多态性比率为 56.4％。 陈芸等 [10]利用 SRAP 对甜瓜
种质资源进行遗传多样性分析，16 对 SRAP 引物组
合扩增出 452 个位点， 其中 265 个为多态性位点，
多态性比率为 58.63％。 刘军等 [11]利用 12 对 SRAP
引物组合对丝瓜种质资源进行遗传多样性分析，共
扩增出 118条多态性带纹。 Sikdar等[12]利用同工酶、
RAPD 和 ISSR 标记对葫芦科植物遗传多样性分
析，10 种 ISSR 引物共扩增出 100 条多态性带纹。
Heikal 等 [13]利用 RAPD 和 ISSR 技术对南瓜属植物
遗传多样性进行分析，7 种 ISSR 引物酶共扩增出
263条带纹，其中多态带纹为 243条，多态性比率为
92.4%。 Ferriol等[14]利用 SRAP和 AFLP对西葫芦进
行了遗传多样性分析。
2.2 亲缘关系及系统分类研究
ISSR 和 SRAP 分子标记技术能有效地确定葫
芦科植物种质资源间的亲缘关系及品种间的遗传
距离，进而可以划分杂交种优势群，提高葫芦科植
物育种效率。Heikal等[13]利用 RAPD和 ISSR技术对
南瓜属植物的亲缘关系进行鉴定，C. moschata 1、C.
moschata 2、C. pepo 5、C. pepo 7、C. pepo 9 品种之间
的亲缘关系最近， 而 C. pepo 1与 C. pepo 9、C. pepo
5 与 C. moschata 5 之间的遗传相似系数最低，亲缘
关系最远，ISSR技术将 112个南瓜属植物划分为两
大类群。 钟开勤[15]利用 RAPD和 ISSR技术对 38份
瓠瓜种质资源进行亲缘关系分析，其遗传相似系数
分布在 0.43~0.96， 福州芋瓠 05 与汉龙碧玉 02 相
似系数最大，为 0.96，ISSR将 38份材料分为 5个类
群 8组，主坐标分析将其分为 4 个类群 10组。 陈朝
文[16]利用 ISSR 技术对丝瓜种质资源进行亲缘关系
分析， 大部分地方丝瓜品种的遗传相似系数为 0.7
以上， 其中明春研三号丝瓜和纯英早青肉丝瓜，早
杂二号肉丝瓜和金美肉丝瓜，春研三号丝瓜和长沙
肉丝瓜 GS 值都在 0．93 以上，亲缘关系最近，此标
2012/2 蹇黎．ISSR 和 SRAP 标记技术在葫芦科植物种质资源研究中的应用 14- -
（学术版）
记技术将 162份黄瓜种质资源划分为五大类群。 汪
伟裁 [17]利用 ISSR 技术对苦瓜种质资源进行分析，
武汉品种 641 和日本品种 643 相似系数达 0.786，
其亲缘关系很近。 高山等 [18]利用 ISSR 技术对苦瓜
种质资源遗传多样性进行分析，将 38份苦瓜种质资
源划分为三大类群7 组， 划分类群与形态上以颜色
分类比较接近。
2.3 品种及种质资源鉴定
ISSR 标记技术和 SRAP 技术能快速高效地对
葫芦科植物品种及种质资源进行鉴定。高山等利用
ISSR 技术对 38 份苦瓜种质资源进行分析，10 个引
物能扩增多态性带纹（200~2 000 bp），其中 UCB 835
扩增产物多态性比率最高（66.67%），能将品种有效
区分。 羊杏平等 [19]利用 RAPD 和 ISSR 标记鉴定了
西瓜杂交种的遗传纯度，62 个 ISSR 引物中发现了
2 个能产生母本特异标记条带的引物（JAASIS27 和
JAASIS57），分别产生了母本特异标记，检测杂交种
苏蜜 5号的遗传纯度。 王吉明等[20]利用 SRAP 技术
鉴定了甜瓜属植物种间杂交及其杂交后代 ，1 对
SRAP 引物（E14/M2）扩增出少量父本（西印度瓜）
特征带，证明西印度瓜与 V129 甜瓜已经在 DNA分
子水平上发生了交换。 王从彦等[21]利用 SRAP 技术
鉴定了西瓜种子纯度，32 对 SRAP 引物对 5 份西瓜
杂 交 种 纯 度 分 别 为 94.91％ ，94.18％ ，94.91％ ，
94.91％，94.64％。 王惠哲等 [22]应用 SRAP 技术分析
了 28 份黄瓜的遗传差异， 明确在不同的种间和种
内存在着一定程度的遗传分化。
2.4 遗传图谱的构建
通过构建葫芦科植物种质资源的遗传图谱来
显示其特异基因或遗传标记的相对位置，为系统研
究葫芦科植物资源基因组和特异基因的定位克隆
提供理论依据。徐晴等[23]利用 39 个 SRAP标记对黄
瓜远缘群体进行分子遗传连锁图谱的构建和分析，
该遗传图谱覆盖基因组长度为 743.11 cM， 平均图距
4.67 cM，每个连锁群上标记数 3～41 个，长度 8.02～
140.16 cM， 最大的连锁群含有最多的 41 个标记，
覆盖 140.16 cM，平均间距 3.42 cM，最小的连锁群
含有 4 个标记，覆盖 8.02 cM；平均图间距最大的是
第7 连锁群，为 8.32 cM，最小的是第 9 连锁群，为
2.01 cM。 易克等 [24]利用 38 个 SSR 和 10 个 ISSR 引
物构建西瓜遗传图谱，总长度为 558.1 cM，平均图
距为 11.9 cM，其中最大的连锁群（s1）由 24 个标记
组成，总长度为 305.7 cM；3 个较小的连锁群（s3，s5，
s6）中，标记数为 3~5 个，距离在 28.5～57.3 cM；其余
均为 2个标记组成的连锁群，11 个连锁群中有 5个
连锁群（s3，s4，s7，s9，s10）。 张仁兵等[25]利用 13个 ISSR
标记用重组自交系构建西瓜分子遗传图谱（15个连
锁群 ）， 包括 1 个最大的含 31 个标记的连锁群
（277.5 cM）、6 个大的含 4～12 个标记的连锁群
（51.7～172.2 cM） 和 8 个小的含 2～5 个标记的连锁
群（7.9～46.4 cM），覆盖基因组的 1 027.5 cM；2 个标
记间的平均距离为 11.54 cM。Yeoah等[26]利用 SRAP
和 ISSR 标记构建了黄瓜的遗传图谱， 覆盖基因组
的 992.2 cM。
3 结语
目前，虽然葫芦科植物种质资源的保护和育种
技术在不断的发展，新的葫芦科植物品种也在不断
的育成， 但这仍不能满足国内外蔬菜市场的需求。
在葫芦科植物种质资源研究方面，随着分子标记技
术的完善与发展，该技术能够准确地鉴定、评价和
发掘葫芦科植物种质资源的优异特异性状基因；加
快葫芦科植物品种的培育、葫芦科植物特异基因的
克隆、资源的遗传多样性及亲缘关系的鉴定；能够
高效合理地利用和创新优质种质资源， 改良其抗
病、抗逆、延长成熟期等多种农艺性状来丰富葫芦
科植物种质资源的遗传基础。 综上所述，ISSR 和
SRAP分子标记技术均具有操作简便、重复性强、引
物通用、多态性好及成本低等诸多优点，但只是应
用到部分葫芦科植物种质资源遗传多样性及亲缘
关系等方面的基础研究。 因此，只有将分子标记技
术融入到育种中才能培育出观赏和食用药用价值
高的优良新品种。
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2012 年 1 月下半月刊15- -
Application of ISSR and SRAP Marker Technology on Germplasm Resource
Research of Cucurbitaceous Plants
JIAN Li
( College of Geography and Life Sciences, Bijie University, Guizhou 551700 )
Abstract: The basic principles and characteristics of ISSR and SRAP molecular marker technology were summarized. And
the application and extension states of the two molecular marker technologies were reviewed, such as on the relationship
identification and genetic diversity analysis, construction of molecular genetic map and mapping of target genes, construction
of gene pool and gene cloning, and molecular marker -assisted selection and identification of cultivar purity etc in
germplasm resources of cucurbitaceous plants in this paper, expecting for more proper and efficient protection and application
of the germplasm resources of cucurbitaceous plants.
Key words: ISSR; SRAP; Cucurbitaceous plants; Germplasm resource; Application
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