分子標記技術在植物種質鑒定中的鑒別效率比較

朱巖芳，何洪兵，于莉莉 (山東省東營市林業局，山東東營257091)

具有種質并能繁殖的植物體統稱為植物種質資源或遺傳資源。植物種質資源是人類賴以生存和發展的根本，也是人類最寶貴的自然財富。快速準確的種質鑒定技術對植物種質資源的搜集、保存、研究、創新和利用具有重要意義。DNA分子標記可以彌補和克服在種質資源形態學鑒定及生理生化鑒定中的許多缺陷和難題。目前，隨著DNA分子生物學技術的發展，各種分子標記技術越來越廣泛地應用于植物種質鑒定中。然而，不同分子標記技術在種質資源鑒定中的鑒別效率比較研究甚少。筆者對用于評估分子標記鑒別效率比較的各種參數及其在種質鑒定中的比較進行了綜述，并提出了存在的問題。

1 DNA分子標記技術

DNA分子標記是指能夠反映生物個體或種群間基因組中某種差異的特異性DNA片段，是DNA水平上遺傳多態性的直接反映，大多數DNA分子標記以電泳譜帶的形式表現個體之間的DNA差異，是生物分類學、育種學、遺傳學和物種起源與進化等研究的重要技術指標之一。自20世紀80年代尤其是PCR技術發明以后，DNA分子標記技術迅速發展(圖1)。

第一代分子標記技術是以Southern雜交為核心的分子標記技術。最具代表性的是發現最早的RFLP標記。第二代分子標記技術主要分為兩類。第一類為基于PCR的DNA分子標記，主要包括RAPD、ISSR、SSR和STS等標記;第二類為基于PCR與限制性酶切技術結合的DNA標記，主要包括AFLP和CAPS等標記。第三代分子標記是基于單核苷酸多態性的DNA分子標記，如SNPs等標記。此外，新型分子標記不斷涌現，如 RGAs、RMAPD、SRAP、TRAP 等標記。

2 分子標記技術種質鑒別效率的評價指標及其應用

分子標記鑒別種質的主要目的是為任一種質尋找理想的特異指紋圖譜。因此，針對某一種種質資源尋找高效的分子標記技術進行指紋圖譜構建，對種質資源尤其是遺傳多樣性有限的種質鑒別及其保護具有重要意義。評價分子標記技術鑒定效率的參數指標主要分為兩類:一類用以評價遺傳多樣性信息檢測量，如 PIC(Polymorphic Information Content，多態性信息含量)，DI(Diversity Index，遺傳多樣性指數)［1］，PPB(Percentage of Polymorphic Bands，多態性條帶比例)，EMR(Effective Multiplex Ratio，有效多元數)［2］，Ibav(Average Band Informativeness，平均條帶信息含量)，MI(Marker Index，標記指數)［3］等，另一類用以評價標記的鑒別能力，如Rp(Resolving Power，分辨率)和 Dp(Discriminating Power，鑒別力)［3-6］等。

高效的分子標記技術不僅具有高的多態性信息檢測能力，還要有鑒別不同基因型的能力。不同報道中所選用的評價指標不同。標記指數(Marker Index，MI)最初由Powell等［7］提出并由 Milbourne等［8］首先用于比較 RAPD、AFLP 和SSR 3種分子標記技術的品種鑒定效率。分辨率Rp是由Prevost等［9］提出的用于評價ISSR分子標記技術用以馬鈴薯品種鑒定效率的指標，結果表明Rp值與鑒定品種數成顯著的線性關系，可用于評價分子標記的品種鑒定效率。Archak等［1］認為分子標記的鑒定效率取決于平均條帶信息含量(Ibav)和平均每條引物擴增的條帶數，研究結果表明RAPD和AFLP 2種分子標記技術具有相當可比的平均條帶信息含量(Ibav)，但基于較高的標記指數和有效多元數，研究認為AFLP是腰果種質資源指紋圖譜構建的優先標記技術。Smykal等［5］以遺傳多樣性指數(DI)和鑒別力(Dp)作為評價指標比較了SSR、IRAP、RBIP標記技術鑒別豌豆(Pisum sativum L.)品種的能力，結果表明IRAP是效率最高的品種鑒定用分子標記技術。Sarwat等［10］基于標記指數(MI)比較了4種分子標記技術(AFLP，SAMPL，ISSR和RAPD)在檢測Tribulus terrestris的多態性能力，結果顯示SAMPL具有最高的標記效率。Biscas等［11］比較了 RAPD，ISSR，IRAP 和 REMAP 4種分子標記技術鑒定Citrus品種的效率，結果顯示Dp值由高到低REMAP＞ISSR＞IRAP＞RAPD，研究選擇REMAP和ISSR用于Citrus品種鑒定。盡管不同研究中所選用的評價參數不同，且多態性信息含量高低與種質鑒別能力高低存在不一致的情況，但多數研究認為，在兩類參數值不同時，優先選擇種質鑒別能力高的分子標記技術。

3 結語

不同分子標記技術種質鑒別效率的比較研究大都是基于小規模的待測種質和引物，隨著引物數的增加和待測樣本的擴大，研究難度相應增大。因此，在比較不同分子標記技術種質鑒別效率的研究中，合理的有代表性種質樣品數目和引物數目的確定將是一項首要的關鍵工作。此外，新的評價指標以及現有不同指標在種質鑒定效率評價中的相關性研究甚少，也是進一步研究的一個重要課題。

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