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SSR分子标记可在云南梨属植物资源研究中发挥作用



全 文 :SSR分子标记可在云南梨属植物
资源研究中发挥作用
易芍文 (云南省农业科学院园艺研究所 , 云南 昆明 650205)
  随着近年来分子生物学的发展 , 遗传标记的种
类已越来越多 , 除了传统的形态标记外 , 分子标记
尤其显示出独特的优越性 , 并被广泛应用于果树研
究的各个领域〔3〕。 分子标记 (molecular marker)是
以生物的某些大分子物质 (主要是核酸)的多态性
为基础的遗传标记。它能够反映植物在 DNA 水平
上的差异 , 是继形态标记 、 细胞标记和生化标记之
后发展起来的一种较为理想的遗传标记形式。与前
三种标记形式相比 , 它克服了形态 、 细胞 、 生化等
标记的许多缺陷 , 并具有以下优越性:①直接以
DNA的形式表现 , 不受季节 、 环境等限制 , 在植物
的各个器官组织和发育时期均可检测到;②检测位
点极多 , 遍及整个基因组 , 多态性高;③许多分子
标记表现为共显性 , 能够鉴别纯合基因型与杂合基
因型 , 提供完整的遗传信息;④检测迅速 , 操作简
单〔2〕。基于以上优点 , 建立在 DNA 水平上的分子
标记可以为果树遗传图谱构建 、 基因定位 、 亲缘关
系分析 、 品种分类鉴定 、 育种材料的早期选择 、 体
细胞杂种鉴定等工作提供稳定 、 准确的选择标记。
因而十多年来分子标记技术得到了十分迅速的发展
及广泛的应用〔5〕。目前常用的分子标记技术包括
RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism , 限制
性片段长度多态性), RAPD (Random Amplified Poly-
morphic DNA , 随机扩增多态性), AFLP (Amplified
Fragment Length Polymorphism , 扩增片段长度多态
性), SAP (Specific Amplified Polymorphism , 特异性
扩增长度多态性), SCAR (Sequence Characterized
Amplified Regions , 序列特异性扩增区), 以及 SSR
(Simple Sequence Repeats , 简单序列重复), VNTR
(Variable Number of Tandem Repeat , 数目可变串联重
复序列), STS (Sequence Tagged Sites 序列标记位
点 ,), SNP (Single Nucleotide Polymorphism , 单核酸
多态性)等 , 这些分子标记各有其优点 , 也都各有
不足之处。 RFLP 标记自 Paterson (1988)在蕃茄上
收稿日期:2002-04-17
首次应用以来 , 一直居重要地位 , 但因其技术需利
用放射性同位素探针进行 Sourthern 杂交 , 程序繁琐
且成本高 , 一般实验室难以开展。 AFLP 技术兼有
RFLP 和 PCR的优点 , 方便快速 , 不需要 Southern
杂交 , 实验结果稳定可靠 , 被称为最有力的分子标
记 , 但其费用昂贵 , 实验涉及面广 , 要求技术比较
全面;此外 , 使用同位素 , 对环境和人身安全构成
一定的危害 , 一般实验室也难以开展。 RAPD技术
以其快速 、 简便 , 成本相对较低 , 成为分子生物学
走向普及的先锋技术 , 然而它也有缺陷 , 主要表现
在稳定性上。这些分子标记虽各有特点 , 但均不理
想。理想的分子标记应具备如下条件:遗传上呈共
显性 , 具有高度变异性 , 分析简便 , 易于实现自动
化 , 便于交换和传播等〔5〕。 SSR 就是较为理想的分
子标记。
SSR (Simple Sequence Repeat)又称微卫星 DNA
(Microsatellite), 是一种由 2 ~ 5 个核苷酸为重复单
位组成的长达几十个核苷酸的串联重复序列 , 它广
泛分布于整个真核基因组的不同座位上 , 每个座位
重复单位的数量可能不完全相同 , 因而形成多态
性 , 即SSR分子标记〔11〕。由于 SSR 位点两侧 DNA
顺序高度保守 , 可以通过设计特异性引物进行 PCR
扩增。扩增产物可利用电泳进行分离。当利用一对
引物扩增不同基因型中的 SSR位点时 , 通常可检测
出SSR的多态性。SSR具有以下特点:①数量较为
丰富 , 覆盖整个染色体组;②具有多等位基因特
性 , 信息量高;③以孟得尔方式遗传 , 呈共显性;
④易于利用 PCR技术分析 , 对 DNA数量及纯度要
求不高 , 结果的重复性好;⑤每个位点由引物序列
顺序决定 , 便于交换。 SSR 和 RFLP 相比 , 它可以
检测 RFLP标记一般不能检测的基因组串联重复序
列 , 而且多态性更高 , 操作简单 , 速度快。 和
RAPD相比 , 具有很好的稳定性和重复性 , 便于不
同实验室间试验结果的交流和比较 , 所以 SSR兼具
RFLP和 RAPD 的优点 , 克服了它们的不足。同时
SSR简便快速的分析技术 , 能够在短时间内对大量
212002年第 4 期              云南农业科技
样品进行分析 , 具有更强的实用性和更大的应用前
景 , 成为目前分子标记技术的热点。近年来 , SSR
标记已被广泛应用于基因型鉴定与品种保护 (Smith
et al , 1996;Rongwen et al , 1995;Olufowote et al ,
1997)、 种子纯度评价和种质保存 (Brown et al ,
1996;Hahn et al , 1996;Bretting et al , 1995;Powell
et al , 1996;Olufowote et al , 1997)、 多样性研究
(Xiao et al , 1996;Yang et al , 1994)、 基因和QTL分
析 (Blair and McCouch , 1997;Koh el al , 1996;Xiao
et al , 1996)、 系谱分析和分子标记辅助育种 (Ayres
et al , 1997;Yang et al , 1994)和克隆前筛选大片段
文库 (Chen et al , 1997)等领域 , 是应用较为广泛
的遗传标记 (Jarne et al , 1996;Panaud et al , 1996)。
由于大多数真核生物中均含有丰富而高度多态性的
SSR标记 , SSR标记技术在许多物种中得到广泛应
用。目前饱和度较好的 SSR 图谱已在对人 (Dib et
al , 1996)和小鼠 (Dietrich et al , 1996)的研究中
构建成功 , 而在大鼠 (Serikawa et al , 1992;Jacob et
al , 1995)、 狗 (Mellersh et al , 1997)、 鸡 (Groenen
et al , 1998), 以及植物如水稻 (Temnykh et al ,
2000)、 小麦 (Bryan et al , 1997;Roder et al , 1998)、
玉米 (Chin et al , 1996;Taramino et al , 1996)、 大麦
(Becker et al , 1995)、 马铃薯 (Milbourne et al ,
1998)和大豆 (Akkaya et al , 1995;Cregan et al ,
1999)、 苹果 (Yamamoto et al.2001;Guiford et al.,
1997;Gianfranceschi et al.1998;Maliepaard et al.
1998)等物种的 SSR图谱构建方面也取得了明显的
进展。这些研究表明在哺乳动物基因组中双核苷酸
重复数 (CA/GT)n 是相当丰富的 , 而在植物基因
组中以 (GA/ CT)n和 (AT/TA)n最丰富。
我国是一个梨属植物种质资源十分丰富的国
家 , 果树资源工作者通过调查发现了许多地方优良
品种 , 这些品种目前已成为我国许多地区生产上大
量栽培的品种。同时梨也是我省丰富的生物资源中
一类十分有特色的资源 , 20 世纪 80 年代初期云南
省农科院园艺所资源课题组对我省的温带果树资源
进行了调查研究工作 , 已经收集到梨属资源 154
份 , 涉及6 个种 , 30余个类型 , 50 多个品种和3 个
野生近缘属 (种)。在调查整理云南省特有的红皮
梨种质资源过程中发现的文山红梨 、 砚山红香酥 、
巍山红雪梨 、 玉香梨等鲜艳夺目 、 风味浓厚的优良
地方梨品种 , 是我国十分珍贵的种质资源 , 不论在
生产上或育种上都具有重大的价值。为了对我省丰
富多彩的梨树种质资源进行收集 、 保存 、 整理和利
用的研究 , 在农业部的支持下建立起了国家果树种
质云南特有果树砧木圃 , 并对所收集到的梨属植物
材料开展了形态 、 果实经济性状 、 抗性等方面的研
究 , 大大丰富了对梨树种质资源研究的认识。 但是
梨为多年生木本植物 , 生命周期长 , 树体高大 , 占
地广 , 遗传上高度杂合 , 许多重要的经济性状是受
多基因控制的数量性状 , 受环境条件的影响较大 ,
常规方法评价的周期长 , 所以以前的评价工作做得
较少 , 更谈不上有效利用了。国内外利用 SSR技术
研究梨属植物资源的也还未见报道。现在中国已经
加入 WTO , 利用我省珍贵的梨资源 , 培育有特色
的 、 适合本地发展的梨树新品种是发展我省水果生
产的必由之路。利用分子标记对包括野生近缘属在
内的梨种质资源进行遗传多样性研究 , 有利于对这
些梨种质资源进行评价 , 为更好地利用这些资源提
供依据。同时 , 对现有的梨栽培品种提出分子鉴别
的方法 , 以便用于优良苗木的鉴别 , 为优良品种的
引进和布局 、 假伪苗木的早期识别提供可信的方
法。过去进行品种分类和鉴定主要采用比较植物学
特征并结合细胞 、 孢粉学和酶学等方法 , 但都有局
限性 , 对关系较近的材料不能准确区分。近年来发
展起来的分子标记技术特别是 SSR技术为梨品种的
鉴定和分类开辟了广阔前景。
虽然 SSR的前期开发所需要的投资较大 , 但已
有实验证明 , SSR引物不仅在同一属内的不同种间
能扩增重复序列 , 而且在同一科不同属的物种甚至
是不同科之间也能扩增出重复序列。所以 , 随着相
关物种的 SSR分子标记的建立及比较基因组学的发
展 , 利用近缘物种的 SSR标记来进行研究是一条可
行的途径 , 如国外利用 SSR标记在苹果上已经有大
量的 研 究 , 包 括 品 种 识 别 (Guiford et al.,
1997)〔14〕、 图谱制作 (Gianfranceschi et al.1998)〔15〕
都已经做过研究 , 而直接利用已发表的苹果 SSR的
位点引物序列来进行梨属植物的 SSR标记研究也被
证明 是 十 分 有 效 的 方 法。 日 本 的 Yamamoto
(2001)〔16〕等就利用苹果的SSR标记对以日本梨为主
的 36个栽培品种进行了品种鉴定研究。结果表明
除突变体以外的品种全部可以在检测到的 79 个等
位基因位点上相互区别开来。
综上所述 , SSR是较为理想的分子标记 , 目前
在苹果和梨上刚刚开展研究和应用 , 但在国内尚未
有这方面的研究报道。利用 SSR对我省的梨属种质
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资源进行合理的评估 、 保护和利用 , 从野生资源中
标记有用的基因位点 , 为梨育种提供原始材料或图
谱克隆重要基因。可以预料 , SSR分子标记技术将
在梨科研中发挥越来越重要的作用。
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菜牛选购技术
选购原则 就是架子大 、 增重快 、 瘦肉多 、 脂
肪少 、 无疾病。
品种类型 各地耕牛 、 奶牛和杂种牛均可选
用 , 但以杂种牛和纯种肉牛及奶公犊较好;也可自
行利用纯种的夏洛来 、 利木赞 、 西门塔尔 、 海伏斯
等公牛与奶牛或本地牛杂交所生的后代作菜牛;如
果当地没有以上牛种 , 也可利用奶公牛与本地黄牛
杂交的后代 , 其生长速度和饲料利用率一般都较
高 , 饲养周期短 , 见效快 , 收益大。
年龄要求 如果利用小牛做菜牛 , 选择 12 月
龄以前的犊牛为最佳 , 其次 12~ 18 月龄 , 再饲养 2
~ 6 个月出栏;如果利用退役老耕牛 , 则要求牙齿
大部分完好 , 能正常取食 , 不影响反刍消化。
性别要求 一般宜选公牛做菜牛 , 其次阉牛 ,
最次是母牛。因为公牛增重最快 , 饲料转化率和瘦
肉率均高。但对 2 周岁以上公牛育肥时 , 应先去
势, 否则其肌纤维粗糙, 且肉带膻味, 降低食用价值。
体质外貌 对育肥牛理想的外貌要求是:头宽
多肉 , 颈短而粗 , 胸宽而深 , 肋骨开张且多肉 , 背
腰和尻部宽广 , 四肢短直 , 皮肤柔软 , 毛色光亮 ,
全身肌肉丰满。整个牛体型侧看近似 “砖” 形 , 前
看呈 “圆桶形” 。但要注意 , 对头大 、 肚大 、 颈细 、
尻尖的小牛 (其前期发育多半不良)和体型象犊牛
的大牛 (四肢细长 、 腹小 、 躯体浅窄 , 青年期生育
受阻), 均不宜做菜用牛。 这类牛肥育时间长 、 耗
费大 , 很难通过催肥增加产肉量。
健康状况 选购时要向原饲养者了解牛的来
源 、 饲养役用历史及生长发育情况等 , 并通过牵牛
走路 、 观察眼睛神采和鼻镜是否潮湿以及粪是否正
常等特征 , 以便对牛健康状况进行初步判断 , 必要
时应请兽医师诊断 , 重病牛不宜选购 , 小病牛也要
待治好后再肥育。
膘情判断 一般来说 , 架子牛由于营养状况不
同 , 膘情也不同 , 可通过肉眼观察和实际触摸来判
断 , 主要应注意肋骨 、 脊骨 、 十字部 、 腰角和臀端
肌肉丰满情况 , 如果骨骼明显外露 , 则膘情为中下
等;若骨胳外露不明显 , 但手感较明显为中等;若
手感较不明显 , 表明肌肉较丰满 , 则为中上等;购
买时 , 可据此确定牛的价格高低和肥育时间长短。
此外 , 选购时还应兼顾当地市场需要 , 选择适
销对路的牛品种 , 以利销售。
沈阳市辽中县政府路 256号 (110200)侯海涛
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