分子标记在植物雄性不育研究中的应用进展

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1、分子标记在植物雄性不育研究中的应用进展　　摘要：雄性不育在开花植物中广泛存在。阐述了植物雄性不育的类型、分子机理以及几种主要DNA遗传标记技术在植物雄性不育研究中的应用进展与前景。　　关键词：雄性不育；核质互作不育；核不育；分子标记　　：Q943.2：ADOI编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2013.10.005　　雄性不育在植物界广泛存在，尤其是开花植物中。它是一种有性繁殖过程中不能产生正常的花药、花粉或雄配子的遗传现象[1]。利用雄性不育培育不育系进行杂交制种，不仅能够降低制种成本，而且可以提高杂交

2、种的纯度，但是一些雄性不育系通常带有不良性状。随着分子生物学技术的发展，以不育系和相应的保持系为材料进行分子标记分析，可以获得优良父本所具有的特异分子标记，从而在苗期实现父本筛选，减少田间的劳动量，降低生产成本。　　1雄性不育类型　　目前根据基因型的差异，雄性不育材料可分为两类，核质互作不育型（CMS）和核不育型（GMS）。核质互作不育型是由细胞核不育基因和细胞质不育基因相互作用而产生的，是一种母性遗传现象，其遗传方式不符合孟德尔遗传规律，容易找到保持系，能够大面积推广利用[2]。核不育型是由细胞核不育基因决定的，遗传简单、较

3、稳定、容易转育，但是难以找到保持系而使实际利用有一定难度[3]。　　2分子标记在雄性不育研究中的应用进展　　分子标记（molecularmarker）是以生物大分子，尤其是生物体的遗传物质核酸为基础的遗传标记。它是DNA在分子水平上遗传变异的直接反映，与其他遗传标记相比，它们遗传性稳定、数量丰富、信息量大、不受发育阶段、环境因素及基因表达与否的影响，而且检测迅速、操作简便，因此成为理想的遗传标记之一[4]。目前，利用RAPD、AFLP、SSR、SCAR等各种分子标记已经在许多植物中开发出了与不育性状连锁的分子标记，在雄性不育研

4、究中分子标记主要应用于以下几方面。　　2.1雄性不育基因定位与分离　　目前利用不同的分子标记分离雄性不育相关基因并且在基因组上定位已经在许多植物中取得了成功。Ye等[5]利用DD-PCR差异技术得到了一个与白菜核雄性不育育性相关的编码细胞色素P450基因CYP86MF，该基因在白菜花蕾中特异表达。张智等[6]以胡萝卜细胞质雄性不育系170A及其相应保持系170B为材料，分离并克隆了细胞质雄性不育相关的线粒体基因atp9片段，并利用定量PCR技术研究了该基因的表达情况。赵银河等[7]运用混合品集分析法（BLA），利用SSR分子标

5、记技术研究滇-型杂交水稻的保持系和恢复系，证明了RM228、PMRF和OSR-33这3对SSR分子标记与滇-型杂交水稻雄性不育育性恢复基因相连锁，并将1个基因初步定位于第10染色体长臂的中部。曹双河等[8]以小麦光温敏核雄性不育系农大3338为材料，采用选择基因型法，运用SSR和ISSR两种分子标记对其雄性不育基因进行了定位，检测到了两个光温敏核雄性不育基因座位而且定位在不同的连锁群上，分别命名为ptms1和ptms2。刘玉梅等[9]采用集群分离分析法（BSA）进行了甘蓝显性雄性不育基因连锁的分子标记研究，首次获得了一个与甘蓝

6、显性雄性不育基因连锁的RFLP标记pBN11，并将雄性不育基因定位在第一和第八条染色体上。KATO等[10]通过RFLP和SSR确定了大豆雄性不育相关基因st8的基因图谱位置，并将其定位于RFLP标记（E107）和SSR标记（Satt132）之间，与两个标记的距离分别是7.8cM和3.4cM。在甘蓝型油菜中，Lei等[11]将双隐性基因（BnMs1和BnMs2）控制的雄性不育系的不育基因定位在了N7和N16连锁群上。Huang等[12]将另外一对双隐性基因（BnMs3和BnMs4）控制的雄性不育系的BnMs3不育基因定位在了N

7、19连锁群上。　　2.2雄性不育基因指纹图谱绘制和基因型鉴定　　分子标记也可以用于雄性不育基因的指纹图谱绘制和基因型鉴定。汪志纯等[13]对玉米多胞质雄性不育系和它们的保持系以及新选育的未知不育类型的糯玉米不育系及其保持系等6个品系的mtDNA进行了系统RAPD分析，制作了6个品系的树式遗传关系图和RAPD指纹，确定了未知类型糯玉米不育系Tai-A是一种新的胞质雄性不育类型。朱云国等[14]利用AFLP分子标记方法成功获得了棉花细胞质雄性不育三系及其杂种F1的DNA指纹图谱，为棉花细胞质雄性不育三系及其杂交棉种子产业化中的种子

8、纯度鉴定提供了依据。　　2.3构建雄性不育基因的遗传连锁图谱　　通过分子标记还可以构建雄性不育基因的遗传连锁图谱。柯丽萍[15]以甘蓝型油菜隐性上位互作核不育两型系9012AB为材料，运用集群分离分析法，采用AFLP转SCAR标记技术寻找到了与可育基因紧密连锁的分子标记，并且