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分子标记在观赏植物研究中的应用及其存在的问题与解决对策.pdf全文

花匠小妙招
2024-10-23 16:46

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