利用SSR標記鑒定棉花品種和純度研究進展

張志勇　詹先進等

摘要：概述了SSR標記在棉花（Gossypium spp.）的指紋圖譜構建、遺傳多樣性分析、品種純度檢測、品種間差異性相關分析等方面的研究進展，并對其應用前景進行了展望，旨在為今后的研究提供借鑒。

關鍵詞：棉花（Gossypium spp.）；SSR標記；品種；純度

中圖分類號：Q503；S562 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）09-1992-03

棉花是中國重要的經濟作物，高產、優質新品種的選育在棉花產業發展中至關重要。目前，雜交棉花品種在生產上居主導地位，優良的抗蟲雜交棉花品種是農民增產增收的基礎。大多數優勢雜交棉花品種是通過人工去雄制種，制種過程中，母本因去雄不徹底或漏去雄易形成自交鈴，這將嚴重影響雜交種純度。如果不及時準確地進行鑒定，則會給棉花生產帶來嚴重的損失。因此，雜交棉花品種快速、準確而高效的純度檢測，對于雜交棉花品種的推廣應用意義重大[1]。棉花品種純度的檢測方法有種子形態學、幼苗鑒定、蛋白質電泳以及田間小區種植鑒定等方法[2]。隨著分子生物學的發展，各種基于DNA的新型分子標記的出現推動了DNA指紋圖譜技術的快速發展。DNA指紋圖譜的多態性反映了基因組DNA間的差異，這種差異受環境影響較小、數量多，具有高度的個體特異性。SSR即簡單序列重復，又稱微衛星DNA，是一類由幾個核苷酸為重復單位組成的簡單串聯重復序列。由于SSR多態性豐富，而且覆蓋整個基因組的編碼區和非編碼區，成為一種新興分子標記[3]。棉花基因組中存在著豐富的SSR標記，SSR標記以其獨特的優勢，已被廣泛用于棉花的遺傳圖譜構建、目標基因定位、遺傳多樣性分析、種質鑒定及分子標記輔助選擇等方面的研究。本文概述了利用SSR標記鑒定棉花品種和純度的研究進展，皆在為今后的研究提供一定參考。

1 SSR標記鑒定不同棉花品種

2001年武耀廷等[4]用48對SSR引物對30個棉花常規品種、4個雜交品種及其親本進行了多態性篩選。結果表明，有27對引物檢測到了多態性，SSR3442、SSR2495、SSR3347和SSR1231引物能夠將湘雜2號、皖雜40、中棉所28、南抗3號及親本等30個常規品種區分開來，并用SSR標記對栽培品種、雜交品種及親本進行了多態性篩選，然后根據栽培品種及親本SSR指紋圖譜的差異，建立了棉花雜交品種的特征指紋圖譜，應用于雜交品種的分子鑒定和純度檢測。朱美霞等[5]應用引物組合法，對86-1號、冀棉668、新棉99B、中棉19及中棉12進行了純度分析，用特性好的引物J120、J108、J182進行三重引物組合對5個品種的250個單株進行檢測。結果表明，三重引物組合不僅可以快速檢測棉花品種的純度而且可以減少試驗工作量。張玉翠等[6]以中國3大棉區8個棉花主產?。ㄗ灾螀^）的32個棉花主栽品種為材料，利用SSR標記進行DNA指紋圖譜的構建和遺傳多樣性分析。結果表明，長江流域棉區品種間差異最大，黃河流域棉區次之，新疆棉區最小，常規棉種遺傳基礎相較于雜交棉種的遺傳基礎窄。

2 SSR標記鑒定棉花品種純度

棉花是常異花授粉作物，其雜交制種容易發生混雜。為了鑒定棉花品種純度，劉勤紅等[3]以轉基因抗蟲雜交棉魯棉研15號母本、父本及其F1代為材料，通過篩選217對棉花異源四倍體的SSR引物，獲得了十幾個區分魯棉研15號親本及其F1代的標記位點，為魯棉研15號雜交種的純度鑒定提供了方法。但該方法不能將魯棉研15號與其他雜交組合區分開，因為還需要對其親本進行指紋分析，只有獲得了雙親特異的分子標記，才能夠對該品種進行指紋分析，從而鑒定出假冒種子。殷劍美等[1]利用美國Research Genetics公司設計的217對專用微衛星引物，以蘇雜118及其母本、父本為材料，篩選出12對具有多態性的引物，其中7對引物在兩親本間擴增出大小不同的條帶，均在F1代中表現為雜合帶共顯性標記，并構建了蘇雜118的SSR指紋圖譜，可將蘇雜118與其他雜交組合區分開，還可有效區分蘇雜118兩親本和雜交F1代的基因型，從而進行種子純度檢測。為進一步研究棉花SSR指紋圖譜，潘兆娥等[7]以雜交棉品種中棉所48及其母本、父本和高世代自交系陸地棉TM-l為材料，利用25對核心引物對中棉所48及其親本進行多態性篩選，共16對引物在兩親本間具有多態性，其中，14對引物在兩親本間擴增出大小不同的條帶，均在F1代中表現為雜合帶共顯性標記。用不同材料擴增得到的二進制數據轉換成十進制數據，構建了雜交棉中棉所48的數字指紋圖譜，為該品種的真偽鑒定和純度檢測提供了方法。

3 SSR標記鑒定棉花品種應用研究

為進一步研究SSR標記技術在棉花品種純度鑒定中的可行性、可靠性和科學性，科研人員正在積極探索。許蘭杰等[8]以雜交棉花品種興雜2號的父本、母本、雜交株F1代和F2代為材料，選用77對棉花異源四倍體的SSR引物，采用SSR分子標記技術篩選出雙親間的多態性，結果有4對引物在興雜2號雙親間擴增出多態性產物，準確地鑒定出興雜2號及其親本間的差異。其中，CP483引物擴增出的兩株雜交株帶型和親本P2帶型完全一致，表明此兩株雜交株是母本去雄不徹底或漏去雄而自交結子長成的植株。李育強等[9]以12個湘雜棉系列品種（湘雜棉2號至湘雜棉13號）及兩個對照（雜交棉品種魯棉研19和中棉所36）為材料，選擇棉花26對染色體上的331對SSR引物，對湘雜棉系列品種及其部分親本進行SSR分析，選擇19對多態性好、條帶易讀取的SSR引物構建了湘雜棉品種指紋圖譜。根據19對多態性引物的擴增條帶，計算相似系數并進行聚類分析，開展了利用湘雜棉指紋圖譜對未知種身份識別的研究，并用單引物SSR003對湘雜棉2號進行了品種純度檢測。匡猛等[10]以中棉所72、中棉所66、中棉所52、中棉所48、中棉所47和中棉所75為材料，選擇棉花26條染色體上的36對SSR核心引物，篩選雙親互補型雜合帶型作為純度檢測標記，采用單位點平均法與雙位點差異法統計SSR標記檢測結果；在棉鈴期考察棉花株型、鈴形、葉形、花及莖等性狀，比對田間表型與分子檢測結果，并進行相關性分析。結果表明，有34對核心引物在6個雜交株上獲得101個雜合位點，平均每個雜交株具有16.8個。田間表型鑒定結果高于分子標記檢測結果，單位點平均法的相關性高于雙位點差異法。純合度高的親本將會增加分子標記鑒定結果與表型鑒定結果的相關性，為DNA指紋技術應用于棉花品種鑒定做了基礎性研究。

4 展望

隨著雜交棉花品種的逐漸增多以及親本間遺傳基礎日漸狹窄，采用田間調查品種性狀的方法因耗時長、成本高、效果差而特別容易受到環境條件的影響。而以分子標記為基礎的DNA指紋鑒定技術具有準確、快速、易于操作等優點，通過構建DNA指紋圖譜快速鑒定品種及純度是品種鑒定技術實現產業化的前提，成為品種鑒定技術的研究熱點。以微衛星為基礎的SSR標記在DNA指紋鑒定上顯示了特有的優越性，已在大豆[11]、水稻[12]、小麥[13]、玉米[14]和油菜[15]等主要農作物上進行應用研究。目前利用SSR標記方法對棉花品種鑒定的研究有很多報道，被研究的棉花品種覆蓋面廣，涉及中國3大棉區，為今后棉花品種純度檢測打下了基礎。在品種選育過程中常因親本自交代數不夠，存在親本未完全純合穩定的現象，導致某些遺傳位點還存在變異，但這些未純合的位點不一定直接反映在表型性狀上，因此使用這些未純合的標記位點進行純度檢測的結果往往與田間形態鑒定的結果存在差異。為進一步提高SSR標記鑒定棉花品種的準確性，仍需要對特異性引物進行不斷篩選，結合不同棉花品種間表型差異進行相關研究。

參考文獻：

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