DNA分子标记技术在甘薯种质资源和遗传育种中的应用现状

    摘要：本文综述了近年来DNA分子标记技术在甘薯种质鉴定，遗传多样性分析，连锁图谱的构建，基因定位，体细胞胚胎发生遗传变异鉴定等方面的应用概况，并对其发展前景进行了展望。

关键词：分子标记；甘薯种质资源；遗传育种

 

THE STAUS OF DNA MOLECULAR MARKERS APPLICATION IN THE STUDY OF SWEETPOTATO GERMPLASM AND BREEDING

Ankang, FangBai-ping,ZhangXiong-jian,ChenJing-yi, FuShi-li

(Crop Research Institute of Guangdong Academy of Agricultural Science, Guangzhou, China)

Abstract: The recent application of DNA molecular markers to the study of sweetpotato germplasm and breeding, which including identification of germplasm, genetic diversity, genetic map construction, gene location ,analysis of genetic variation in somatic embryogenesis.The prospect of DNA mareker further using in sweetpotato were summarized and discussed in this paper.

Key words : Molecular markers; sweetpotato germplasm resourse; genitics&breeding

 

    甘薯是世界上七大作物之一，其种质资源和遗传育种研究在世界作物生产中具有重要地位。DNA分子标记(DNA Molecular markers)是物种遗传变异在DNA水平上的直接反映，与传统的形态标记相比，它具有既不受生物的组织、器官、细胞类型及发育时期的影响，且数量丰富，稳定性好，操作简便等优点而广泛地在资源与育种研究中得到利用。近年来，DNA分子标记技术在甘薯的分类学研究、品种鉴定、系谱分析、遗传作图、基因标签等方面均得到应用。下面就有关内容的研究进展进行综述。

种质资源是作物生产和育种的基础。种质的鉴定是保护优异基因和维持生物多样性的重要手段。由于甘薯品种数量众多，同种异名、同名异种的情况比较普遍，往往对品种收集造成一定的困难。这个问题常因同一品种资源在不同国家存在不同的命名而尤为突出。甘薯品种资源归类，传统上主要依靠形态学进行。但在部分作物无性系中，采用形态学、细胞学、同功酶或生理生化方法常存在难已对其准确鉴定的问题。

DNA是形态学、同功酶、核型特征的遗传基础，其位点和数量十分丰富，是准确进行种质资源鉴定的依据。RAPD、AFLP 和SSR等DNA分子标记已在甘薯品种的DNA指纹得到了应用。例如McGregor等（2001）应用RAPD和SSR标记技术对南非基因库中选出的21份品种和从大田收集的6个农家种进行了比较分析，各品种之间显示出明显的多态性。并进一步采用上述获得的DNA标记对4个不同名称的品种进行了鉴定，结果未发现多态性，这与形态学上分类一致，这些品种其实就是同一份品种资源。该研究结果也表明了DNA分子标记能够进行甘薯品种资源的鉴定，且结果稳定可靠^[1]。

由于DNA分子标记技术直接显示物种DNA水平上的差异，比形态学水平、细胞学水平和生化水平更能准确地揭示植物的遗传多样性，所以在甘薯资源遗传多样性的研究中得到了较为广泛的应用。

S.T.Gichuki等（2000）对来自南美、中美、美国、东非、东亚、南亚、东南亚和大洋州等8个地理区域，23个国家的74个甘薯品种进行了RAPD分析，60个随机引物中52个产生了多态性。其中11个引物产生的71个多态性明显区分不同地域的品种，并且发现同一地域品种间存在着一定的变异^[2]。Zhangdapeng等（1998）对来源于哥伦比亚、厄瓦多尔、秘鲁和巴布新几内亚的36个品种进行了RAPD分析，在选择的80个随机引物中，其中15个共产生89个多态性可以清楚地区分36个品种。通过对总标记变异和平均遗传距离，结果表明了巴布新几内亚、南美群内遗传多样性，与巴布新几内亚品种相比，南美的品种明显地显示出遗传多样性。结果也表明了RAPD技术比以前发现的同工酶和蛋白多样性效率更高。结果也证明了巴布新几内亚品种在隔离环境下经过多年的独立进化和选择，遗传上明显地不同于其南美起源种^[3]。