SSR 和ISSR 分子標記技術應用研究

摘要：近年來，SSR和ISSR技術在生命科學領域中得到廣泛應用。從親緣關系和遺傳多樣性研究、DNA指紋庫建立及分子標記輔助育種3個方面介紹這兩種技術在植物研究中的應用情況，從植物抗病基因的篩選、生理小種的鑒定及遺傳多樣性研究、病原菌致病性3個方面介紹這兩種技術在植物病原真菌研究中的應用情況，并對這兩種技術未來的發展方向進行展望。

關鍵詞：SSR； ISSR； 植物； 植物病原真菌； 應用

中圖分類號：S432.44 文獻標識碼： 文章編號：1674-1161（2024）04-0076-02

近幾年，隨著分子生物學的迅速發展，在生命科學領域出現很多新的研究課題和研究方法。DNA分子標記技術即是其中一種重要的方法。DNA分子標記是一類可以直觀地反映相同物種或不同物種之間遺傳差別的DNA片段，目前已發展出一系列適用于各種情況的DNA 分子標記，如RFLP[1]、SSR[2-3]、RAPD[4]、AP-PCR[5]、EST[6]、AFLP[7] 和ISSR[8] 等多種DNA分子標記技術。其中，SSR和ISSR兩種方法與其他方法相比，所需DNA用量少，利用極少量的組織就能得到豐富的標記數量，可實現對全基因組的全面檢測，具有較好的穩定性、可重復性，且實驗成本低。對近年來SSR和ISSR技術在植物和植物病原真菌方面的應用情況進行綜述，以促進其未來得到更好發展和更廣應用。

1 SSR、ISSR 分子標記在植物研究中的應用

1.1 用于親緣關系和遺傳多樣性研究

不同種類及親緣關系的植物DNA 序列存在差異，使用同一引物進行PCR時，因DNA片段（模板）數量及位點的差異，產生的擴增產物各不相同，呈現出多態性，體現了試驗材料的基因多樣性。閆曉睿等[9]采用ISSR 技術對北柴胡進行遺傳多樣性分析，將10個不同居群的北柴胡樣品分為3個大類，研究結果為北柴胡種質資源保護及優良種質選育提供了理論依據。郭計華等[10]以黔西南州不同地區45份香蕉種質資源為試驗材料，采用ISSR標記技術對其遺傳多樣性進行分析，將試驗材料分為5個大類，研究結果為黔西南州香蕉種質資源的保護、開發與利用提供參考。

1.2 用于植物DNA 指紋庫建立

同一物種的不同品種之間有豐富的多態性標記，每個品種區別于其他品種的DNA序列被認為是該品種獨有的“指紋”。植物的“指紋”與人類的指紋一樣，也具有高度的特異性和穩定性，DNA指紋庫已被廣泛應用于農作物遺傳改良。不同品種間的 DNA指紋特征可以直接反映出與目的基因相關的 DNA序列，同時規避外界因素的影響，極大地提升了對親本和子代優良單株的篩選效果。通過對不同品系之間的“指紋”進行鑒別，可以實現對不同品系的純度測定、真假鑒別、新品種注冊、品種知識產權維護等需求。朱薇等[11]以42 個觀賞石榴品種為試材，采用ISSR標記法，研究42個品種的遺傳關系與指紋圖譜，當遺傳相似系數閾值為0.629時，可以將42個品種分為4個大類，通過研究引物和引物組合對42個品種的聚類區分率構建DNA指紋。

1.3 用于分子標記輔助育種

采用分子標記法進行遺傳改良，是指通過分析與目標基因關聯的分子標記對候選基因進行鑒定。通過SSR、ISSR等方法對目標基因進行精準定位，并將其與目標性狀緊密連鎖的DNA片段開發成分子標記。利用這些標記可以篩選獲得所需品種，尤其在抗病品種的選擇上優勢更為突出，具有外界因素干擾小、快速、簡單等優點。

2 SSR、ISSR 分子標記在植物病原真菌研究中的應用

2.1 用于植物抗病基因篩選

Ratnaparkhe等[12]在對抗性相關基因進行篩選時發現，SSR在基因組圖譜和基因定位的信息標記上有較好效果，而ISSR技術則在動植物基因組圖譜中有廣泛應用。康榮華等[13]研究分析了SSR技術在作物遺傳圖譜建立、品種鑒定及分子標記輔助育種等方面的基本原理、主要步驟和應用情況。

2.2 用于病原真菌生理小種鑒定及遺傳多樣性研究

李海蓮等[14]研究茄子大麗輪枝菌不同形態類型與致病能力及葉片脫落類型的相關性，構建了與該病菌相適應的ISSR反應體系。王子迎等[15]為探究中國和美國大豆疫霉的遺傳關系，采用ISSR技術，分析來自3個地區的大豆疫霉地理群體的遺傳多樣性。許利強等[16]采用ISSR分子標記技術研究4個栗疫病菌群體的遺傳多樣性，發現上述栗疫病菌子群體間存在一定的遺傳差異。段會軍等[17] 采用3 種分子標記技術（RAPD、ISSR和AFLP）對50份不同品種的西瓜枯萎病菌株進行研究，并從多態性、穩定性和可操作性方面對3 種分子標記技術進行綜合分析，發現AFLP標記在多態性程度、穩定性及可操作性方面均優于RAPD和ISSR，可作為分析西瓜枯萎病菌遺傳多樣性的首選分子標記。與RAPD相比，ISSR綜合了微衛星與RAPD兩種方法的優勢，具有較高的可重復率、多態性，且具有成本低、操作簡單等優點，為研究西瓜枯萎病的遺傳多樣性提供了一種新的手段。

2.3 用于病原菌致病性研究

姜占發[18]采用ISSR方法對大麗病菌28個株系進行ISSR標記，將其劃分為SISG1—SISG7共7個亞群，各亞型的致病力大致相同。ISSR基因多態性與致病性呈正相關。不同地區間的多態性和致病性之間沒有明顯的相關關系，并提出一套簡便、可靠的ISSRPCR擴增體系及程序。馬鴻文[19]針對苜蓿假盤菌遺傳多態性、致病力和種源關系進行探討，發現不同種源的菌株之間存在遺傳分化現象，但致病力與種源并無顯著關聯。

3 展望

目前，SSR 和 ISSR 分子標記發展已比較成熟。與SSR 分子標記具有較強的種屬特異性相比，ISSR 分子標記由于采用了大量存在于植物中的重復序列，不需要進行前期的克隆與測序，從而減少研發成本，而且與SSR分子相比，ISSR更容易被應用于其他物種。與 RAPD、 RFLP相比，ISSR具有更高的多態性，能夠提供數倍于 RAPD 的信息，其準確性可與RFLP相當。隨著現代生物信息學研究的不斷深入，DNA指紋識別技術正朝著長引物、多引物、通用引物等方向發展。ISSR在DNA指紋識別方面有著很大的潛力，通過構建完整的DNA指紋圖譜識別系統，可以實現DNA指紋識別的簡單化、自動化、商品化。

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