SRAP分子標記及其在水生動物中的應用

2013-12-31 00:00:00周劍虹鄭金娟楊受保吳建鑫俞琴琴魏敏胡鋒

湖北農業科學 2013年17期

摘要：SRAP分子標記作為近年來研發的一種分子標記技術，因其簡便、穩定、中等產率、高共顯性、易于測序等優點，在種質資源鑒定、遺傳圖譜構建、重要性狀標記和基因克隆等方面得到了廣泛的應用，但該技術在水生動物中的應用尚較少。對SRAP分子標記技術及其在水生動物的遺傳多樣性、分子輔助育種、遺傳圖譜構建等方面的應用進行了簡要概述，并對其應用前景進行了展望。

關鍵詞：SRAP；分子標記；水生動物；應用

中圖分類號：Q812；S917 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）17-4038-03

Application of SRAP Molecular Marker in Aquatic Animal Research

ZHOU Jian-hong1，ZHENG Jin-juan1，YANG Shou-bao1，WU Jian-xin1，YU Qin-qin1，WEI Min1，2， HU Feng1

（1.College of Life Sciences， Shaoxing College， Shaoxing 312000，Zhejiang，China；

2.College of Animal Sciences， Anhui Agricultural University，Hefei 230036，China）

Abstract： As a new molecular marker developed over the past decade， SRAP was widely used in germplasm identification， genetic map construction， tagging of important traits and gene cloning because of its convenience， stability， moderate yield， high codominance and easy-to-sequencing. But little is known about its application in aquatic animals. In this paper a summary was made on SRAP marker and its application including analysis of genetic diversity， molecular marker assisted selection and genetic map construction in aquatic animals， and the prospect of SRAP application was also put forward.

Key words： SRAP； molecular marker； aquatic animal； application

隨著分子標記技術的發展，包括RFLP、RAPD、AFLP、SSR和SNP在內的越來越多的分子標記技術為人們所熟識。這些分子標記技術各有其特點，但都在遺傳多樣性研究、遺傳圖譜構建、基因定位與克隆等方面得到了十分廣泛的應用[1-5]。近年來，一種新的分子標記技術——序列相關擴增多態性（Sequence-related amplified polymorphism， SRAP），因其操作簡便、穩定性好、產率中等、成本低廉等特點逐漸引起國內外學者的重視[6，7]，被廣泛應用于植物的遺傳多樣性分析、重要性狀基因克隆、標記、定位以及遺傳圖譜構建等方面的研究[6-9]。但SRAP分子標記技術在動物，尤其是水生動物中的研究與應用方面的報道目前尚不多見。本文根據近年來的文獻報道，對其在魚類等水生動物遺傳育種研究中的應用進行了簡要綜述，以便為該標記的進一步推廣應用提供依據。

1 SRAP分子標記技術

序列相關擴增多態性又稱基于序列擴增多態性（Sequence-based amplified polymorphism，SBAP），由美國加州大學Li等[6]于2001年首次提出，是一種基于PCR擴增的新型分子標記技術，具有簡單、高效、高共顯性、高重復率、易分離條帶、易測序等優點，適合于遺傳多樣性、基因的克隆與定位等研究。

SRAP分子標記技術的原理是針對基因外顯子富含GC，而啟動子、內含子富含AT的特點，設計1對由核心序列和3個選擇性堿基組成的引物對基因的開放閱讀框進行PCR擴增[6]。該標記的上游和下游1對引物可以分別對基因的外顯子、啟動子和內含子區域進行擴增。由于啟動子、內含子和間隔序列的長度在不同物種、甚至同一物種不同個體間通常不等，因而SRAP分子標記可擴增出基于外顯子與內含子和啟動子等序列的多態性標記。SRAP分子標記的擴增產物可用常規的聚丙烯酰胺凝膠電泳或瓊脂糖凝膠電泳分離，檢測其多態性[5，9]。

2 SRAP分子標記技術在水生動物中的應用

2.1 遺傳多樣性分析

周勁松等[10]首次將SRAP分子標記技術應用于羅氏沼蝦中，分析了6個群體間的遺傳差異，所得多態性位點比例和遺傳多樣性指數表明羅氏沼蝦緬甸引進種的遺傳多樣性高于浙江本地種，且雜交會提高浙江本地種的遺傳多樣性。張志偉等[11]在研究解決草魚養殖性狀退化的問題時，也首次成功地將SRAP分子標記應用于1個草魚野生群體和2個人工繁殖群體的遺傳結構差異的比較中，其中相對于人工繁殖群體，野生群體較多的低頻多態性位點數和更高的基因雜合度都表明草魚野生群體的遺傳多樣性高于人工繁殖群體，遺傳距離的比較同樣說明了草魚的人工繁殖群體遺傳分化較為嚴重，遺傳多樣性下降。隨后，越來越多的學者將SRAP分子標記技術應用于水生動物遺傳多樣性的研究，如冉瑋等[12]對3個團頭魴自然群體、傅洪拓等[13]對5個海南沼蝦群體、徐汗福等[14]對烏蘇里擬鲿野生群體和人工養殖群體、趙麗媛等[15]對10個中華白海豚個體的遺傳多樣性進行了研究，上述研究都肯定了SRAP分子標記技術是遺傳多樣性評價、品種鑒定和系統發生的有效工具。

2.2 分子輔助育種

程寧寧等[16]首次應用SRAP分子標記技術對櫛孔扇貝與蝦夷扇貝雜交子一代及其雙親的遺傳結構和雜種優勢進行了分析，在其檢測得到的107條多態性條帶中，分析得到雜交子代多態位點的比例，Nei’s基因多樣性指數（h）和Shannon信息指數（I）均表明其遺傳多樣性高于雙親，得出理論上櫛孔扇貝（♀）×蝦夷扇貝（♂）的遠緣雜交可以產生雜種優勢，從分子水平上為扇貝雜種優勢研究提供了理論依據。賈永義等[17]也將該技術最先應用于翹嘴紅鲌（♀）×團頭魴（♂）雜種F1及其雙親的遺傳變異分析，表明了SRAP分子標記系統的可靠性和用于魚類屬間雜種真實性鑒定的可行性，為重要經濟魚類雜種優勢的開發利用提供了依據。此外，許凌雪等[18]對哲羅鮭、細鱗鮭及雜交種（哲羅鮭♀×細鱗鮭♂）遺傳結構的SRAP分析結果也表明了該標記技術在雜種鑒定和雜種優勢分析方面的適用性。

但目前將SRAP分子標記技術應用于動物相關基因標定的研究尚不多見。丁煒東等[19]將SRAP分子標記運用于分析野生草魚和家養草魚，篩選出了與草魚種質退化相關的分子遺傳標記，再經克隆和測序，發現8個基因的序列和GenBank中的功能性基因有較高的相似性。隨后，丁煒東等[20]進一步利用SRAP和SCAR技術對草魚種質退化相關的分子遺傳標記進行了篩選，發現SCAR分子標記技術可應用于野生草魚和人工草魚的種群鑒定，其研究成果為了解草魚的種質退化、種質資源保護以及分子輔助育種等方面都提供了理論依據。辛文婷等[21]又將該標記運用于性別表達特征性序列的篩選研究，得到黃顙魚的性別特征性DNA序列。結果表明此特征序列相對表達量（10%）可作為鑒別雌雄黃顙魚的界定參考指標，低于10%判定為雌魚，高于10%判定為雄魚，使SRAP分子標記技術從分子水平上為黃顙魚的性別鑒定提供了有效手段，有助于黃顙魚的單性育種研究。呂耀平等[22]也利用SRAP與SCAR技術結合篩選出了與甌江彩鯉體色相關的分子遺傳標記SC-3標記，并發現該片段與甌江彩鯉“全紅”體色相關，為開發和選育體色艷麗、觀賞性強的穩定遺傳性狀奠定了基礎。

以上研究都表明SRAP分子標記系統為水生動物的種質鑒定、種質資源開發和保護、分子輔助育種等方面的研究提供了一定的技術支撐。

2.3 構建遺傳圖譜

SRAP標記具有操作簡便、穩定、多態性高等特點，在構建遺傳圖譜方面具有很高的應用價值[9]。但利用SRAP分子標記技術構建動物遺傳圖譜尤其是水生動物遺傳圖譜目前報道甚少，張紅玉等[23]將SRAP分子標記技術用于馬氏珠母貝紅色殼家系F1代中分離方式的研究，統計了符合孟德爾分離定律的多態位點數比例，驗證了SRAP標記用于遺傳分析的適用性，為馬氏珠母貝紅色殼家系的遺傳連鎖圖譜的構建及分子標記輔助選育等方面的應用奠定了基礎。葛學亮等[24]利用SRAP與SSR及TRAP 3種DNA分子標記技術構建了黃顙魚的遺傳連鎖圖譜，共有51個標記定位于框架圖譜上，并得到了16個連鎖群，圖譜的長度為585.5 cM，連鎖群的長度為8.2～127.4 cM，每個連鎖群的標記個數為2～8個，再次驗證了該思路的可行性。

3 問題與展望

綜上所述，SRAP分子標記技術因其具有高多態性、高共顯性、操作簡便等特點，已成為目前遺傳多樣性、目的基因標定、遺傳圖譜構建等眾多研究領域的重要技術手段之一。但在實際應用過程中，SRAP分子標記技術也顯示出了一定的局限性，主要包括：①該標記技術僅能對基因的開放閱讀框序列進行PCR擴增，而對端粒等其他區域的擴增不足；②針對不同的物種需要開發不同的SRAP引物；③SRAP-PCR的標準化問題。作為一項基于PCR擴增的分子標記技術，SRAP分子標記技術以其顯著的特點和優勢已經成功應用于多種動植物的遺傳多樣性等研究中，具有十分廣闊的發展空間，必將在包括水生動物在內的生命科學研究與應用中發揮更為重要的作用。

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