SSR分子标记及其在农作物育种中的应用.pdf

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1、第2期总第200期农业科技与装备No．2TotalNo．200至Q!!±兰旦垒生叵!垡!竖型兰曼!!望!竺垒!竺!垦旦旦!竺盟苎塑里9旦!巳里!坐．至尘：兰Q!!SSR分子标记及其在农作物育种中的应用汪由1，吴禹1，李兆波1，王岩1，王光霞2(1．辽宁省农业科学院创新中心，沈阳110161；2．沈阳市东陵区白塔街道办事处，沈阳110167)摘要：在概述简单重复序列(SSR)标记的发现过程、结构特征、原理和方法、技术优缺点的基础上，详细介绍此技术在遗传多样性、DNA指纹库、遗传图谱构建和基因定位及分子标记辅助选择等研究

2、上的应用情况，并分析了SSR技术在农作物育种领域的广阔应用前景。关键词：遗传多样性；DNA指纹库；遗传图谱构建；基因定位；分子标记辅助选择中图分类号：Q943文献标识码：A文章编号：1674-l161(201I)02-0017-05分子标记是DNA水平上的遗传多态性的直接反映。是20世纪80年代初发展起来的目前被广泛应用的一种遗传标记[¨。常用的分子标记有限制性片段长度多态性(RestrictionFragmentLengthPolymorphism．RFLP)、随机扩增多态性DNA(RandomAmplifiedP

3、olymorphismDNA，RAPD)、扩增片段长度多态性(AmplifiedFragmentLengthPolymorphism，AFLP)、简单重复序列(SimpleSequenceRepeat，SSR)、锚定简单重复序列(Inter—SimpleSequenceRepeat，ISSR)和单核苷酸多态性(SingleNucleotidePolymorphism，SNP)等。由于分子标记的选择不受环境条件的影响，可以利用较小的物种群体在较短的世代内选择出理想的基因型，同时为后期目的基因的克隆奠定基础。因此，分子标

4、记已广泛应用于遗传多样性、遗传图谱构建、目的基因定位以及分子标记辅助选择等方面。SSR标记作为一种分子标记。具有共显性遗传、结果稳定可靠、操作简单等特点，已被广泛应用于育种等农业科研工作[2-3]。1SSR标记技术简介1．1SSR的发现过程与结构特征SSR序列又称微卫星DNA。1974年，Skinner等在寄居蟹的基因组序列中发现了结构为(TAGG)n的重复序列，这是关于微卫星最早的报道⋯。1981年，Miesfeld等在人类基因文库中发现了类似的DNA重复序列[5】。1984年，Tautz和Renz发现这种短重复是

5、真核基因组独有的，并称之为“简单重复”【6]。1989年，人类遗传学家Litt和Luty在心肌肌动蛋白基因中发现了一种(TG)n二核苷酸重复，首次提出了“微卫星收稿日期：2010-09—24作者简介：汪由(1977_)，男，硕士，助理研究员，从事分子育种和种质资源保存工作。(microsatellite)”一词[7]oSSR序列是指一些以1-6个核苷酸为基本单位的串联重复序列组成的DNA片段．它们的长度大多为100．200个碱基对，核心序列结构相同，基本单位的重复数目为10～60个。sSR序列具有丰富的多态性，这主要

6、来源于基本单位串联数目的不同。DNA复制过程中的滑链错配被认为是SSR序列串联数目不同的主要原因，这也导致了一个SSR序列具有不同的长度[81。由于它们具有高度的多态性，SSR序列非常适合区分各种有亲缘关系的物种基因型[9】。在不同的生物体问，SSR序列的数量、基本单位重复次数和拷贝数及它们在染色体上的分布有很大的差别。SSR序列的多态性可由Southern杂交和PCR来检测。SSR序列广泛分布在几乎所有真核细胞生物及少数原核细胞生物的基因组中[m]。它们既可存在于内含子中．又可存在于外显子中，但其功能未知。在真核生

7、物基因组中。SSR序列的分布是随机的。大约每隔10000—50000个碱基对，就有1个SSR序列。在真核生物基因组中，二核苷酸SSR序列是最常见的，IIP(CA)n和(TG)n。三核苷酸SSR序列的含量比二核苷酸SSR序列的含量大约低10倍。而含有4个核苷酸以上的SSR序列则更少【l¨。1988年。Jeffreys等在研究了人类基因组中的SSR序列的自然突变率后。以SSR序列为基础发展了一种新的分子标记方法——SSR分子标记[12]。1．2SSR标记的原理和方法SSR标记的基本原理是：简单序列的拷贝数差异是造成SSR

8、序列多态性的唯一原因，而此差异可以通过PCR技术检测。SSR标记的基本方法是：利用SSR序列侧翼序列的保守性设计——对寡聚核苷酸引物。再使用该引物对SSR序列进行PCR扩增。扩增产物通过高浓度的琼脂糖或聚丙烯酰胺凝胶电泳检18农业科技与装备2011阜2月测后。在凝胶上会出现一条或一些不连续的DNA带。SSR标记的基本过程包括以下5步：DNA样品