SNP標記在玉米研究上的應用進展

摘要：SNP（Singlenucleotide polymorphism，單核苷酸多態性）是指在基因組水平上因單個核苷酸的轉換、顛換、缺失和插入導致的4種變異。SNP標記技術作為繼SSR等標記之后的第三代新型分子標記，具有分布密度高;與功能基因的關聯度高，更容易開發與性狀相關的SNP功能標記;遺傳穩定性強，突變率低，一般僅為10～9;檢測通量高，易于實現自動化分析等優點。本文論述目前SNP標記技術在玉米研究中的進展，為其在玉米分子育種中的研究奠定基礎。

關鍵詞：SNP標記;玉米研究;應用進展

中圖分類號：S513 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2019.24.037

隨著SNP標記技術的逐步完善，高密度、遺傳穩定等優勢，也逐漸顯現出來。現在一些科研機構致力于整合研發各類SNP基因型鑒定平臺，包括Affymetrix基因分型平臺和Illumina公司的MaizeSNP基因芯片、中玉金標記的高通量育種平臺以及生物系統公司48重-SNPlex檢測平臺，一次反應可同時分析48個SNP位點，適用于大批量樣品的多個位點檢測。Illumina MaizeSNP基因芯片是現在應用最為廣泛的基因鑒定平臺。

1 分子標記輔助育種

分子標記輔助選擇是將分子標記應用于作物品種改良過程中進行選擇的一種輔助手段，在回交轉育過程中，能夠顯著加快背景回復的速度，縮短育種時間。任小丹[1]通過對11個雄穗大小和其他農藝性狀差異明顯的玉米自交系進行研究，發現KAP5-4和CLV1基因的表達和玉米雄穗大小明顯相關，可開發功能性的DNA標記用于玉米育種的分子標記輔助選擇。宋偉[2]等利用SSR和SNP兩種標記對H2321/J076/J076的BC1F1代群體進行分子輔助背景選擇，最后發現在回交早代將SSR和SNP標記結合使用進行背景選擇，可以提高選擇效率。

2 重要性狀的基因定位

玉米中一些性狀，如抗倒性、抗逆性、株高、穗型等重要農藝性狀，均是數量性狀位點（QTL）。應用SNP分子技術可以準確定位控制性狀的基因。自從Paterson等利用分子標記技術定位QTL開始，現已定位了大量與玉米農藝性狀相關的QTL。馬駿[3]等利用SNP基因芯片對3對玉米大斑病Ht3近等基因系進行研究分析。借助生物信息學等方法，確定了29個相關數量抗性候選基因。許理文[4]以240個DH系為作圖群體，利用SNP芯片對DH群體進行基因型分析，研究發現，應用復合區間作圖法對QTL定位分析，能夠檢測到5個與玉米容重密切相關的QTL。鄭德波等[5]應用SNP標記，檢測到第7染色體上可能存在與穗位高、株高相關的數量性狀位點。張煥新等[6]采用SNP標記技術，已鑒定出9個SNP，它們與穗行數明顯相關。

3 遺傳多樣性分析

宋偉等[7]利用供試的42個SNP位點對105份國內外骨干自交系進行分析，實驗表明，其中任意2份自交系間的遺傳距離都在0.015以上，即42個SNP位點的數據信息可以將105份自交系區分開。趙久然[8]等選用344份具有廣泛代表性的玉米自交系。利用自主研發的包括3072個SNP位點的MaizeSNP3072芯片對供試自交系進行全基因掃描，揭示其遺傳多樣性與群體遺傳結構。實驗表明：X群和黃改群形成的京科968系列品種是一種新的雜交模式。馬駿利用SNP基因芯片對供試的自交系進行研究，表明其純合度達到98.7%以上，遺傳背景相似度分別為98.74%、91.77%和92.94%。

4 展望

玉米是我國主要糧食作物之一，在我國農作物當中占有重要位置[9]。隨著分子標記技術的快速發展，SNP技術以其分布密度高、遺傳穩定、適用于大規模實驗等優點彌補了前兩代分子標記的不足。SNP標記技術除應用在分子標記輔助育種、重要性狀的基因定位、遺傳多樣性分析外，還廣泛應用在遺傳基礎分析和品種鑒定等玉米育種方面。未來SNP技術定會對玉米各研究領域的發展產生深遠作用。

參考文獻

[1]任小丹，陳玲，楊琳，等.兩個相關基因表達量和SNP與玉米雄穗大小相關[J].廣西植物，2016，36（03）：253-260.

[2]宋偉，趙久然，王鳳格，等.SSR和SNP標記在玉米分子標記副主背景選擇中的應用比較[J].玉米科學，2016，24（03）：57-61.

[3]馬駿，劉欣芳，等.玉米大斑病抗性基因SNP基因芯片分析[J].玉米科學，2019，27（02）：47-52.

[4]許理文，段民孝，田紅利，等.基于SNP標記的玉米容重QTL分析[J].玉米科學，2015，23（05）：21-25.

[5]鄭德波，楊小紅，李建生，等.基于SNP標記的玉米株高及穗位高QTL定位[J].作物學報，2013（03）：549-556 .

[6]張煥欣，翁建峰，張曉聰，等.玉米穗行數全基因組關聯分析[J].作物學報，2014，40（01）：1-6.

[7]宋偉，王鳳格，田紅麗，易紅梅，王璐，趙久然.利用核心SNP位點鑒別玉米自交系的研究[J].玉米科學，2013，21（04）：28-32.

[8]趙久然，李春輝，宋偉，等.基于SNP芯片揭示中國玉米育種種質的遺傳多樣性與群體遺傳結構[J].中國農業科學，2018，51（04）：626-634.

[9]劉春光.玉米高產種植技術[J].吉林農業，2018，（24）.

作者簡介：高珊，碩士，農藝師，研究方向：農業生物技術。