馬鈴薯遺傳多樣性研究進(jìn)展

摘" " 要：馬鈴薯為茄科茄屬一年生草本植物，營養(yǎng)全面，產(chǎn)量高，而且抗逆性強。我國的馬鈴薯種質(zhì)資源豐富，研究其遺傳多樣性可以為優(yōu)質(zhì)馬鈴薯資源的挖掘打下基礎(chǔ)。主要從馬鈴薯種質(zhì)資源形態(tài)學(xué)、細(xì)胞學(xué)、生物化學(xué)、分子水平4個方面對馬鈴薯遺傳多樣性進(jìn)行總結(jié)和展望，以期為馬鈴薯資源遺傳改良、優(yōu)異種質(zhì)篩選和新種質(zhì)的培育、種質(zhì)資源的利用提供參考。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯；種質(zhì)資源；遺傳多樣性；資源利用

中圖分類號：S532 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-2871（2024）12-009-10

收稿日期：2024-03-02；修回日期：2024-07-12

基金項目：黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院應(yīng)用研發(fā)項目（2020YYYF004）；國家馬鈴薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系齊齊哈爾綜合試驗站（CARS-09-ES37）；黑龍江省“揭榜掛帥”科技攻關(guān)項目（2022ZXJ06B02-02a，2022ZXJ06B01-03）；黑龍江省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新跨越工程項目（CX23GG02）；黑龍江省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新跨越工程農(nóng)業(yè)科技基礎(chǔ)創(chuàng)新優(yōu)青項目（CX22YQ30）；黑龍江省省屬科研院所科研業(yè)務(wù)費項目（CZKYF2024-1-C003）；黑龍江省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新跨越工程項目（CX23YQ12）

作者簡介：王海艷，女，助理研究員，研究方向為馬鈴薯遺傳育種及加工馬鈴薯品質(zhì)。E-mail：shuangyu_1986@126.com

通信作者：王立春，男，研究員，研究方向為馬鈴薯遺傳育種。E-mail：potato2008@126.com

Research progress on genetic diversity of potato

WANG Haiyan， WANG Lichun， TIAN Guokui， LI Fengyun， PAN Yang， PANG Ze， HAO Zhiyong

（Keshan Branch of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences/Potato Biology and Genetics Key Laboratory of Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Heilongjiang Potato Germplasm Resources and Genetic Improvement Engineering Technology Center， Qiqihar 161005， Heilongjiang， China）

Abstract： Potato is an annual herbaceous plant in the Solanaceae genus Solanum， with comprehensive nutrition， high yield， and strong stress resistance. China have abundant potato germplasm resources， and studying their genetic diversity can lay the foundation for the excavation of high-quality potato resources. The authors mainly summarized and prospected the genetic diversity of potato from four aspects： morphology， cytology， biochemistry and molecular level， aiming to provide reference for genetic improvement， screening of excellent germplasm， cultivation of new germplasm， and utilization of potato germplasm resources.

Key words： Potato; Germplasm; Genetic Diversity; Resource utilization

馬鈴薯是我國重要的糧菜兼用作物，是我國的第四大主糧，在促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展、保障國家糧食安全方面起到了不可替代的作用[1]。馬鈴薯營養(yǎng)價值和藥用價值均較高，是脫貧地區(qū)主要的種植作物[2]。從1934年開始，我國陸續(xù)從國外引進(jìn)馬鈴薯種質(zhì)資源，這些資源一方面經(jīng)過鑒定后直接推廣應(yīng)用[3]，另一方面作為親本材料進(jìn)行新品種的培育[4]。然而，我國馬鈴薯育種過程中使用的親本來源有限，長期的人為定向選擇使得馬鈴薯種質(zhì)資源遺傳背景比較狹窄，遺傳多樣性并不豐富[5]。所以，種質(zhì)資源的引進(jìn)、精準(zhǔn)鑒定和有效利用成為當(dāng)前我國馬鈴薯育種工作的主要內(nèi)容之一，通過對種質(zhì)資源的挖掘可以補充親本資源，拓寬遺傳背景。

種質(zhì)資源的遺傳多樣性是生物多樣性的基礎(chǔ)，在雜交育種過程中，遺傳多樣性起到了重要的作用。對作物的遺傳基因進(jìn)行研究和利用的前提條件就是開展遺傳多樣性分析[6]。通過遺傳多樣性分析，可以進(jìn)一步了解種質(zhì)資源的遺傳背景及其個體間的親緣關(guān)系，從而明確種質(zhì)資源利用的方向[7]。筆者從形態(tài)學(xué)水平、細(xì)胞學(xué)水平、生物化學(xué)水平、DNA分子水平4個方面對馬鈴薯遺傳多樣性的研究進(jìn)展進(jìn)行歸納總結(jié)，并提出展望，以期為進(jìn)一步揭示馬鈴薯種質(zhì)資源間的親緣關(guān)系、種質(zhì)資源的鑒定與評價、優(yōu)質(zhì)資源的開發(fā)利用提供參考。

1 基于形態(tài)學(xué)水平的遺傳多樣性研究

形態(tài)學(xué)多樣性分析是研究種質(zhì)資源最重要的方法。表型性狀一般通過形態(tài)學(xué)標(biāo)記進(jìn)行研究。形態(tài)學(xué)標(biāo)記是指作物在發(fā)育進(jìn)程中可用肉眼觀察，或者可以用儀器進(jìn)行測量的基本特征，質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀都可以使用形態(tài)學(xué)標(biāo)記來進(jìn)行標(biāo)記[8]。數(shù)量性狀有3類，分別為二元性狀、定性多態(tài)性狀和數(shù)量多態(tài)性狀。二元性狀容易記錄，只用“有”和“無”作為評判的標(biāo)準(zhǔn)，但只能描述一些簡單的性狀；定性多態(tài)性狀容易采集，效率比較高，而且容易區(qū)分統(tǒng)計，應(yīng)用比較廣泛；數(shù)量多態(tài)性狀受到外界環(huán)境的影響會呈現(xiàn)出連續(xù)的變化，重復(fù)性差，可靠性低[9-10]。表型與基因型之間是互作的，所以植物形態(tài)學(xué)性狀之間的差異可以反映出基因型之間的差異[11]。

馬鈴薯分類最直觀的方法就是形態(tài)學(xué)標(biāo)記，馬鈴薯的形態(tài)學(xué)指標(biāo)多達(dá)41個，其中薯皮顏色、薯肉顏色、芽眼深淺等指標(biāo)是重要的形態(tài)學(xué)指標(biāo)[12]。徐曉等[13]對冀西北地區(qū)收集的195份馬鈴薯種質(zhì)資源進(jìn)行遺傳多樣性分析和綜合評價，發(fā)現(xiàn)16個描述型性狀中有62個變異類型，遺傳多樣性指數(shù)較高的有株型、薯形、薯肉顏色、薯皮顏色、芽眼深淺和塊莖整齊度。數(shù)值型性狀中變異系數(shù)較大的是單株結(jié)薯數(shù)。采用離差平方和的方法進(jìn)行聚類，將195份資源劃分為4個類群，各類群之間具有明顯的表型性狀差異。其中，有9份優(yōu)質(zhì)種質(zhì)可以作為鮮食馬鈴薯雜交的親本材料。韓志剛等[14]對30個馬鈴薯品種的11個質(zhì)量性狀和11個數(shù)量性狀進(jìn)行了遺傳多樣性分析，得出葉片顏色、薯肉顏色、薯形、商品薯率是影響馬鈴薯遺傳多樣性和變異的最主要因子，將材料聚類為三大類，第I類為鮮食型品種，第II類為油炸加工型品種，第III類為淀粉加工型品種。形態(tài)學(xué)性狀容易受到遺傳物質(zhì)和生長環(huán)境的共同調(diào)控，因此需要對表現(xiàn)突出的資源進(jìn)行多年多點的表型鑒定，以便確定資源優(yōu)異性狀的穩(wěn)定性及遺傳力。

2 基于細(xì)胞學(xué)水平的遺傳多樣性研究

細(xì)胞學(xué)標(biāo)記主要研究染色體的數(shù)量和結(jié)構(gòu)特征，染色體是遺傳物質(zhì)的載體，染色體的畸變會導(dǎo)致遺傳變異。染色體的變異主要包括數(shù)量變異（整倍性和非整倍性）和結(jié)構(gòu)變異（核型和帶型）。楊馨月等[15]采用染色體制片法對彩色馬鈴薯品系的花粉育性及花粉母細(xì)胞PMCM I染色體構(gòu)型進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在細(xì)胞學(xué)水平上可以鑒定品種的花粉育性，染色體配對構(gòu)型中二價體出現(xiàn)的頻率與花粉育性有很大關(guān)系，出現(xiàn)頻率越高，花粉可育率越高。張明飛等[16]對7個馬鈴薯品系的核型進(jìn)行分析，確定了不同品系的核型公式。祁娜[17]對10個馬鈴薯品種染色體核型進(jìn)行了分析，表明馬鈴薯根尖細(xì)胞染色體數(shù)目為2n=4x=48，為四倍體。染色體有2B核型、1B核型、2A核型和1A核型。王茜茹等[18]采用石蠟切片的方式對4個塊莖發(fā)生時期進(jìn)行組織細(xì)胞學(xué)觀察，發(fā)現(xiàn)馬鈴薯塊莖薯形差異關(guān)鍵時期是匍匐莖彎鉤期，髓部組織細(xì)胞層數(shù)之間的差異造成了長、圓薯形的差異。

細(xì)胞學(xué)標(biāo)記能在染色體水平上檢測種質(zhì)資源遺傳多樣性，它不受生態(tài)環(huán)境的影響，但經(jīng)濟和人工的投入成本比較高，染色體切片制作難度大，標(biāo)記的數(shù)量少，因此在應(yīng)用上具有一定的局限性[19]。細(xì)胞學(xué)標(biāo)記在馬鈴薯上的應(yīng)用比較少。

3 基于生物化學(xué)水平的遺傳多樣性研究

生化標(biāo)記主要有種子貯藏蛋白標(biāo)記和同工酶標(biāo)記[20]。種子貯藏蛋白標(biāo)記主要有醇溶蛋白、清蛋白、球蛋白和谷蛋白。不同品種在遺傳上的差異可以通過品種間種子貯藏蛋白組成的差異來進(jìn)行分析。張玲麗等[21]對小麥大青芒遺傳多樣性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在編碼種子醇溶蛋白的Gli-1位點、編碼高分子質(zhì)量麥谷蛋白亞基的Glu-B1位點遺傳多樣性比較豐富。張冬芬[22]研究認(rèn)為，絕大多數(shù)四倍體小麥材料都可以利用醇溶蛋白譜帶的差異進(jìn)行區(qū)分，但是這種遺傳變異僅限于第1和第6同源群的位點，此方法并不能區(qū)分全部的試驗材料，要想有效鑒定出優(yōu)異的資源必須結(jié)合其他方法。

同工酶是基因表達(dá)的產(chǎn)物，生物體遺傳基礎(chǔ)的差異可以通過同工酶之間的差異反映出來。通過分析同工酶譜帶，可以將控制譜帶表達(dá)的基因識別出來[23]。同工酶標(biāo)記是十分有效的遺傳多樣性檢測標(biāo)記，因為譜帶與等位基因之間的對應(yīng)關(guān)系非常明確[24]。常用的同工酶有超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）、酯酶（EST）、過氧化氫酶（CAT）、淀粉酶等。洪森榮等[25]對高山馬鈴薯種質(zhì)資源的過氧化物酶（POD）、酯酶（EST）和多酚氧化酶（PPO）同工酶進(jìn)行了分析，表明云南和恩施高山馬鈴薯遺傳分化程度較低。另外，同工酶檢測取材時要保證材料選擇的一致性，否則會產(chǎn)生不同的結(jié)果。岳新麗等[26]對14個山西省馬鈴薯主栽品種同工酶酶譜的差異進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，區(qū)分馬鈴薯品種的一個重要指標(biāo)是馬鈴薯植株芽的過氧化物酶同工酶，取材時最好選擇馬鈴薯新生植株的芽。白艷菊等[27]也認(rèn)為，馬鈴薯葉片和芽的過氧化物酶同工酶譜分辨率高，可以作為品種鑒定和純度分析的依據(jù)。

同工酶標(biāo)記還能反映植物的抗性水平。劉可為等[28]對馬鈴薯葉片中過氧化物酶及其同工酶活性進(jìn)行了研究，認(rèn)為其同工酶譜帶變化與植物抗病蟲能力強弱有關(guān)。裴懷弟等[29]研究認(rèn)為，過氧化物同工酶譜帶可以反映植物的抗鹽性能力強弱。

同工酶分析方法操作簡單快速、成本低、耗時短，它能間接反映DNA水平的變化，但是容易受到植物的生長環(huán)境、發(fā)育階段、檢測環(huán)境等因素的影響，因此標(biāo)記不具有共顯性。所以，多個同工酶之間的相互佐證鑒定，或者使用不同的標(biāo)記方法是確定種質(zhì)資源遺傳性狀比較可靠的方法[30]。同工酶在馬鈴薯遺傳多樣性的研究中應(yīng)用的比較少。

4 基于分子標(biāo)記的遺傳多樣性研究

形態(tài)學(xué)標(biāo)記、細(xì)胞學(xué)標(biāo)記、生化標(biāo)記都是基于基因表達(dá)的結(jié)果，而分子標(biāo)記可以直接反映出基因組DNA的差異。遺傳多樣性的差異可以通過DNA分子上某些酶切位點或擴增片段之間的差異反映出來[31-32]。分子標(biāo)記可以有效驗證表型性狀和基因型變異之間的關(guān)系，是DNA分子水平遺傳多態(tài)性的直接反映，與其他的標(biāo)記技術(shù)相比具有共顯性，不會受到外界環(huán)境條件和不同發(fā)育階段的影響，快速、準(zhǔn)確且比較穩(wěn)定[33]。分子標(biāo)記技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛，如種子真?zhèn)渭凹兌葯z驗、農(nóng)藝性狀的QTL定位、種質(zhì)資源的分類與鑒定[34]。

4.1 AFLP分子標(biāo)記

AFLP即擴增片段長度多態(tài)性，植物基因組DNA經(jīng)過限制性內(nèi)切酶切割后可以選擇性地進(jìn)行PCR擴增，只需要少量純化的基因組DNA便可以進(jìn)行酶切和擴增，具有多態(tài)性好、分辨率高、重復(fù)性好、穩(wěn)定性強等優(yōu)點[35]。AFLP技術(shù)難度大，成本比較高，在生產(chǎn)實踐中并沒有大規(guī)模應(yīng)用[36]。李鳳云等[37]利用AFLP標(biāo)記對19份克新系列馬鈴薯進(jìn)行遺傳多樣性分析，從30對AFLP引物中篩選出具有多態(tài)性的引物7對，共擴增出495個條帶，其中多態(tài)性條帶302條，19個材料的遺傳距離在0.209 1～0.767 9，19份材料可以劃分為4類。新型栽培種和CIP種質(zhì)資源的引入拓寬了品種間的遺傳差異。李芳第[38]利用AFLP標(biāo)記從81對引物中篩選出10對多態(tài)性引物，擴增出521個條帶，其中多態(tài)性條帶488條，多態(tài)性比例93.6%。青海主栽馬鈴薯品種與國內(nèi)品種和CIP引進(jìn)資源遺傳差異較大，新品種培育過程中可以利用CIP種質(zhì)資源進(jìn)行親本組配，進(jìn)而拓寬我國馬鈴薯狹窄的遺傳基礎(chǔ)。王艦[39]以CIP引進(jìn)資源、其他國家引進(jìn)資源和國內(nèi)育成品種共計288份馬鈴薯種質(zhì)為試驗材料，利用篩選出的10對AFLP引物進(jìn)行擴增，標(biāo)記多態(tài)性位點983個，多態(tài)性比率99.49%，PIC為0.985 7～0.989 7，288份種質(zhì)遺傳多樣性較豐富，親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。

AFLP標(biāo)記可用于品種純度鑒定。王玲平等[40]利用篩選出的AFLP引物組合E-ACC/M-CTA和E-ACC/M-CTT，可以對父母本及子代進(jìn)行有效的區(qū)分，從而實現(xiàn)種子純度的快速鑒定。高世斌等[41]用引物組合EcoRI-AGG/Msel-CAA對玉米骨干自交系進(jìn)行了AFLP指紋圖譜鑒定，擴增出具有多態(tài)性的條帶40條，其中個別自交系有自己的特征條帶。可以用此方法對玉米自交系種質(zhì)進(jìn)行鑒定。

AFLP標(biāo)記可用于遺傳圖譜的構(gòu)建及基因定位分析。崔闊澍[42]以彩色馬鈴薯父母本及F1群體的210個單株為研究對象，利用52對多態(tài)性豐富的AFLP引物進(jìn)行PCR擴增，標(biāo)記了113個位點，其中多態(tài)性位點79個，占比69.99%，并構(gòu)建出父本和母本的遺傳連鎖圖譜，檢測到控制單株產(chǎn)量、花青素含量、商品薯率的QTL位點共計24個，分布在雙親的19個連鎖群上。李建武[43]利用AFLP標(biāo)記構(gòu)建了雙親的遺傳連鎖圖譜，在雙親圖譜上定位到控制塊莖淀粉含量的相關(guān)QTL有11個，控制熟性相關(guān)的QTL有6個。

4.2 RAPD分子標(biāo)記

RAPD標(biāo)記又稱隨機擴增多態(tài)性DNA，是1990年Williams和Welsh研究出來的一種標(biāo)記[44-45]。RAPD標(biāo)記的模板是植物基因組DNA，引物是一段隨機的短寡核苷酸序列，它能將多個PCR擴增出來的DNA片段區(qū)分開，并形成多態(tài)性。RAPD分子標(biāo)記技術(shù)所需要的樣品少、檢測的靈敏度高、對設(shè)備要求簡單、成本低廉。這種標(biāo)記屬于顯性標(biāo)記，無法區(qū)分雜合體和純合體，穩(wěn)定性和重復(fù)性都比較差[46]，因此限制了它的應(yīng)用。隨著第3代分子標(biāo)記技術(shù)的發(fā)展，它的應(yīng)用越來越少。

RAPD技術(shù)可以用于遺傳多樣性分析及親緣關(guān)系遠(yuǎn)近分析。趙光磊等[47]對24個國外馬鈴薯品種進(jìn)行了遺傳多樣性分析，從80個RAPD引物中篩選出29個，擴增出165條DNA條帶，其中多態(tài)性條帶116條，占比70.3%。馬鈴薯品種間相似系數(shù)在0.514～0.816，僅有7.25%的品種間相似系數(shù)小于0.6，24個馬鈴薯品種可以劃分為兩大類6亞類。因此，應(yīng)用RAPD分子技術(shù)開展親緣關(guān)系遠(yuǎn)近分析是可行的。趙光磊等[48]應(yīng)用RAPD分析技術(shù)對黑龍江省馬鈴薯主栽品種遺傳多樣性進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，其多樣性水平較低，親緣關(guān)系比較近。田國奎等[49]對克新系列馬鈴薯遺傳多樣性進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，1000條RAPD引物中有7條多態(tài)性引物，擴增出52個條帶，其中多態(tài)性條帶有43個，19個馬鈴薯品種可劃分為三大類。RAPD標(biāo)記對馬鈴薯遺傳多樣性的分析結(jié)果是可靠的，聚類分析結(jié)果與系譜分析基本一致，這對馬鈴薯育種實踐中親本組配具有一定的指導(dǎo)意義。楊先泉等[50]利用RAPD標(biāo)記分析了四川省21個地方品種和10個栽培品種的遺傳關(guān)系，發(fā)現(xiàn)地方品種遺傳變異更豐富，與栽培品種間親緣關(guān)系較遠(yuǎn)，具有更高的育種價值。

RAPD技術(shù)可以進(jìn)行品種的純度和真?zhèn)舞b定。張少平等[51]篩選出1個具有父本特征帶的RAPD引物，可以利用其對苦瓜雜交種進(jìn)行純度鑒定。韓道杰等[52]篩選出1個RAPD引物（R2），在父本和母本中可以擴增出相應(yīng)條帶，在雜交種中可以擴增出2條互補條帶，利用此引物可以鑒定雜交種的純度，鑒定準(zhǔn)確度高于大田。

另外，RAPD分子標(biāo)記分析還在馬鈴薯甲蟲、馬鈴薯早疫病病菌、馬鈴薯黃萎病病菌遺傳多樣性研究等方面都有相關(guān)報道[53-55]。

4.3 SSR分子標(biāo)記

SSR分子標(biāo)記，即簡單重復(fù)序列，又叫微衛(wèi)星標(biāo)記，屬于第2代分子標(biāo)記技術(shù)。它由2～6個核苷酸組成，首尾相接組成串聯(lián)的重復(fù)序列，被檢測的樣本中核心序列重復(fù)的次數(shù)越多，其等位基因數(shù)目越多，多態(tài)性越高[20]。SSR分子標(biāo)記具有共顯性，多態(tài)性高，重復(fù)性好，需要的DNA樣品數(shù)量不多，而且對DNA樣品質(zhì)量要求不高，技術(shù)難度不高。

SSR分子標(biāo)記技術(shù)在馬鈴薯上應(yīng)用比較廣泛，如遺傳多樣性分析、親緣關(guān)系分析、遺傳圖譜構(gòu)建等方面。安苗等[56]以52個馬鈴薯品種（系）為試驗材料，采用SSR標(biāo)記研究其親緣關(guān)系，從225對SSR引物中篩選出16對引物，利用篩選出來的引物擴增出多態(tài)性條帶147個，多態(tài)性條帶占比64.71%，通過聚類分析，在遺傳相似系數(shù)0.23處，將52份材料劃分為三大類，其中類群I均適宜晉北地區(qū)種植。利用4對引物（C59、C33、S25、S151）可對全部的供試品種進(jìn)行區(qū)分，并且構(gòu)建了52個馬鈴薯品種（系）的數(shù)字化指紋圖譜，建立了分子身份證。因此，利用SSR分子標(biāo)記技術(shù)對種質(zhì)資源的遺傳多樣性進(jìn)行評價是可行的。張曉煜等[57]以176份馬鈴薯種質(zhì)資源為研究對象，利用16個SSR引物共擴增出91個多態(tài)性位點，多態(tài)性位點占比94.8%。通過聚類分析將176份材料劃分為八大類。其中4對引物（S25、S151、S174和 S189）可以對馬鈴薯種質(zhì)資源之間的遺傳背景差異進(jìn)行高效區(qū)分。通過SSR標(biāo)記聚類的結(jié)果與表型性狀在類群劃分上具有一致性，但是應(yīng)以SSR標(biāo)記聚類結(jié)果為主，表型性狀分析為輔。段紹光等[58]也認(rèn)為，應(yīng)將SSR分子標(biāo)記技術(shù)和表型性狀相結(jié)合去評價馬鈴薯種質(zhì)資源的遺傳多樣性。宋崢等[59]研究認(rèn)為，44份湖北省馬鈴薯地方種質(zhì)資源平均遺傳距離在0.212 7，資源的遺傳背景比較狹窄。遺傳相似系數(shù)為0.692時，將44份供試材料劃分為五大類。利用2對SSR引物（SKTIIKA和S192）構(gòu)建了遺傳圖譜，可將這些種質(zhì)資源精準(zhǔn)區(qū)分。利用SSR標(biāo)記還可以對馬鈴薯瘡痂病抗性資源的親緣關(guān)系進(jìn)行分析，篩選出遺傳距離相對較遠(yuǎn)的瘡痂病抗性資源，為馬鈴薯抗病育種提供材料[60]。

SSR分子標(biāo)記技術(shù)還可以用于種子純度檢測。蔣鈺東等[61]利用具有多態(tài)性的2個SSR標(biāo)記（RM208和RM217）對雜交水稻（組合為6026A/德恢6099）F1代200個單株進(jìn)行了純度檢測，發(fā)現(xiàn)有195個單株為F1代種子，其他5個為雜株。SSR鑒定結(jié)果比田間鑒定結(jié)果的純度數(shù)值高。程維舜等[62]用1對SSR引物BVWS01897對100粒西瓜雜交種進(jìn)行純度鑒定，發(fā)現(xiàn)其純度為99%，此鑒定結(jié)果與大田鑒定結(jié)果高度一致，因此利用此技術(shù)對西瓜品種純度進(jìn)行室內(nèi)快速鑒定是可行的。

4.4 ISSR分子標(biāo)記

ISSR分子標(biāo)記（簡單重復(fù)序列區(qū)間）是在簡單重復(fù)序列基礎(chǔ)上發(fā)展起來的分子標(biāo)記技術(shù)，該標(biāo)記結(jié)合了RAPD和SSR分子標(biāo)記技術(shù)的優(yōu)點，克服了RAPD標(biāo)記技術(shù)重復(fù)性和穩(wěn)定性差的缺點，多態(tài)性比較豐富，重復(fù)性和穩(wěn)定性高，操作性好，產(chǎn)物特異性強[63-65]。ISSR分子標(biāo)記技術(shù)不會受到外界環(huán)境因素的影響，而且可以快速、準(zhǔn)確地鑒別種質(zhì)資源的親緣關(guān)系。

利用ISSR分子標(biāo)記技術(shù)可以分析種質(zhì)資源間親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近[66-68]。陳兆貴等[69]利用ISSR-PCR分子標(biāo)記技術(shù)對36個馬鈴薯品種進(jìn)行鑒定，并對其遺傳多樣性進(jìn)行分析。利用篩選出來的9對引物擴增后得到81條清晰的條帶，多態(tài)性條帶占比80.25%。馬鈴薯品種間遺傳相似系數(shù)為0.78～0.91，在遺傳相似系數(shù)為0.80時，將36份馬鈴薯材料劃分為四大類。36個材料遺傳多樣性豐富度一般，親緣關(guān)系比較接近。趙永秀等[70]對30份馬鈴薯品種的多態(tài)性和親緣關(guān)系進(jìn)行了分析，從56對ISSR引物中篩選出了6條引物，通過PCR擴增出47條多態(tài)性條帶，占比為90.38%。品種間遺傳相似系數(shù)為0.40～0.95，在相似系數(shù)為0.75時，30份材料可劃分為六大類。這說明試驗材料間遺傳差異比較大，遺傳多樣性非常豐富。

利用ISSR分子標(biāo)記技術(shù)還可以進(jìn)行種質(zhì)資源鑒定工作，及早剔除雜株。周亞星等[71]利用ISSR引物BS-76889構(gòu)建的ISSR指紋圖譜能夠精確地識別出5個馬鈴薯品種。甘霖[72]利用ISSR分子標(biāo)記技術(shù)，通過鑒定后代材料中是否具有1條或者多條父本的ISSR特征帶，對子代群體中無性株系進(jìn)行真?zhèn)舞b定。在F1代盡早篩出假雜種，可以減輕育種過程的工作量，降低雜交種的鑒定成本。

4.5 SRAP分子標(biāo)記

SRAP分子標(biāo)記即相關(guān)序列擴增多態(tài)性，該標(biāo)記可以利用獨特引物對基因的特定區(qū)域進(jìn)行擴增，操作比較簡單，多態(tài)性高、重復(fù)性好，而且成本比較低[73]。

SRAP分子標(biāo)記可以用于遺傳多樣性分析。張旭[74]以108份馬鈴薯資源為試驗材料，從289對SRAP引物組合中篩選出了24對引物，共擴增出405個多態(tài)性條帶，多態(tài)性位點占比89.6%。遺傳相似系數(shù)為0.267 0～0.913 0，通過聚類分析，在遺傳相似系數(shù)在0.50處，將108份馬鈴薯種質(zhì)資源分為六大類。姚華開等[75]研究了10份馬鈴薯品種間的親緣關(guān)系和遺傳差異，從56對SRAP引物中篩選出了10對引物，多態(tài)性條帶有36條，占比37.5%，10份品種可以劃分為四大類。

SRAP分子標(biāo)記可用于遺傳圖譜構(gòu)建，從而進(jìn)行品種鑒定。王穎等[76]以10份馬鈴薯新品系為研究對象，利用SRAP分子標(biāo)記技術(shù)，研究其在DNA水平上的遺傳差異。從144對引物中篩選出10對多態(tài)性豐富的引物，篩選出多態(tài)性位點條帶165個，多態(tài)性比率為79.33%，各品系間遺傳差異較大。用特異性引物m3/e1建立了能對品系進(jìn)行明確區(qū)分的SRAP指紋圖。各品系的遺傳距離在0.219 5～0.740 5，以遺傳距離0.5為基準(zhǔn)，將10份馬鈴薯材料劃分為四大類。李景偉等[77]用特異性引物M5BE7建立了能鑒定株系和親本的SRAP指紋圖譜。張明飛等[78]利用SRAP分子標(biāo)記進(jìn)行了四倍體馬鈴薯雜交親本的遺傳圖譜構(gòu)建，用篩選出來的36對引物進(jìn)行PCR擴增，得到了598個SRAP標(biāo)記，母本YSP-4含有274個分子標(biāo)記，標(biāo)記間距5.74 cM，連鎖群總長度是1 572.2 cM；父本MIN-021有324個分子標(biāo)記，標(biāo)記間距5.96 cM，連鎖群總長度是1 932.23 cM。SRAP標(biāo)記在馬鈴薯品種資源評價中效果良好，可應(yīng)用性比較強。

4.6 SNP分子標(biāo)記

SNP分子標(biāo)記是指由單個核苷酸的缺失、插入、轉(zhuǎn)換或者顛換等遺傳變異所引起的基因組水平多態(tài)性的標(biāo)記手段。SNP標(biāo)記呈二態(tài)性，位點豐富，遺傳穩(wěn)定性高，可以自動化分析，在分子標(biāo)記輔助育種、群體進(jìn)化研究、親緣關(guān)系鑒定等方面都有應(yīng)用[79]。

SNP分子標(biāo)記可以用于親緣關(guān)系和遺傳多樣性的研究中，從而提高種質(zhì)資源的利用效率。韓志剛等[80]對148份馬鈴薯種質(zhì)資源的遺傳多樣性進(jìn)行了研究，在過濾篩選后，明確能夠定位在染色體上的SNP位點為1 192 472個，占98.55%，11號染色體上沒有位點分布，分布位點最多的是5號染色體，各品種遺傳相似系數(shù)在0.784～0.958，占97.5%。148份材料可以劃分為三大類，大部分材料遺傳相似系數(shù)高，遺傳背景不豐富。王艦[39]利用SNP標(biāo)記對288份馬鈴薯種質(zhì)資源的遺傳多樣性和群體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)馬鈴薯種質(zhì)資源具有不明顯的地域差異，可能與早期的馬鈴薯資源都是從外部引種有關(guān)。利用SNP標(biāo)記的多態(tài)性位點豐富，區(qū)分度大，可以準(zhǔn)確劃分群體結(jié)構(gòu)。

SNP分子標(biāo)記可以用于分子標(biāo)記輔助育種，可以對品種進(jìn)行鑒別。單建偉等[81]開發(fā)了包含120個SNP標(biāo)記的SNP-Panel，可以完全覆蓋馬鈴薯12條染色體，并篩選出60個SNP分子標(biāo)記能將46份馬鈴薯資源區(qū)分開。田紅麗等[82]建立了一套包含96個SNP位點的高鑒別力的核心SNP位點集，均勻分布在10條染色體上，對玉米雜交種和自交系的識別率在99.14%以上，可以實現(xiàn)對品種真實性的精準(zhǔn)鑒定。

SNP分子標(biāo)記可以用于遺傳連鎖圖譜的構(gòu)建，從而對作物重要性狀進(jìn)行QTL定位。李景偉[83]利用SNP分子標(biāo)記技術(shù)構(gòu)建了一張由12個連鎖群組成的四倍體彩色馬鈴薯遺傳連鎖圖譜，其中包含4167個分子標(biāo)記，圖譜總長2 143.36 cM，平均間距 0.51 cM，該圖譜是目前密度最高的關(guān)于彩色馬鈴薯的遺傳連鎖圖譜。依據(jù)該圖譜可以對彩色馬鈴薯淀粉含量和干物質(zhì)含量、花青素含量及產(chǎn)量進(jìn)行QTL定位。

4.7 InDel分子標(biāo)記

InDel標(biāo)記屬于新型的分子標(biāo)記技術(shù)，它是根據(jù)同源或者同一物種的不同個體之間在同一位點上，通過序列比對發(fā)生的不同大小DNA片段插入或者缺失而設(shè)計的多態(tài)性引物。InDel標(biāo)記結(jié)果比較準(zhǔn)確，重演性好，而且開發(fā)成本低，操作簡單易行[84]。

InDel標(biāo)記在遺傳多樣性分析中應(yīng)用較多[85-87]。盧霞等[88]利用從黃瓜重測序基因組中挖掘和篩選的68對InDel標(biāo)記對48份材料進(jìn)行了遺傳多樣性研究，結(jié)果表明，其中有39對標(biāo)記具有豐富多態(tài)性，48份材料中有79個等位基因，遺傳距離在0～0.955 1，相似系數(shù)為0.44～1.00，說明試驗材料間親緣關(guān)系比較近，遺傳多樣性不豐富。相似系數(shù)在0.44時，可將48份材料劃分為兩大類，第一大類為刺密黃瓜，第二大類為水果黃瓜，此研究從分子水平上闡述了黃瓜親本材料的遺傳差異和雜種優(yōu)勢的關(guān)系。胡陶鑄[89]利用篩選出來的34對InDel引物對139份番茄種質(zhì)資源進(jìn)行遺傳多樣性分析，這些InDel標(biāo)記可以覆蓋12條染色體，等位基因數(shù)在2～6，標(biāo)記具有很高的多態(tài)性，說明這些種質(zhì)資源具有豐富的遺傳多樣性。并且利用5對InDel引物構(gòu)建了番茄的遺傳圖譜，可以對品種進(jìn)行準(zhǔn)確鑒定。鄒劍鋒[90]利用篩選出的6對InDel引物擴增出多態(tài)性條帶22條，占比91.67%，這些引物可以用于南瓜品種遺傳多樣性研究。葉衛(wèi)軍等[91]利用15對InDel引物對安徽地區(qū)66個綠豆品種進(jìn)行遺傳多樣性分析，發(fā)現(xiàn)其遺傳多樣性水平比較低，遺傳背景狹窄。

InDel標(biāo)記可以應(yīng)用在品種純度鑒定中[92]。陸佳毓等[93]對22份木薯資源進(jìn)行基因組重測序，從中檢測到了InDel位點1 737 846個，篩選出64個InDel位點并設(shè)計引物，經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳檢測，有20對引物呈多態(tài)性，占比為31.25%。在遺傳相似系數(shù)0.62時，可將72份材料劃分為兩大類，開發(fā)出的InDel標(biāo)記IDC可以用于特定木薯材料的鑒定。馮健起等[94]利用篩選出來的1對譜帶差異大且穩(wěn)定的InDel引物（BrID90029）可以準(zhǔn)確鑒定大白菜汴早九號雜交種的純度。劉志浩[95]用20對InDel引物對玉米雜交種的純度進(jìn)行了鑒定。暴會會等[96]開發(fā)了4對InDel引物可以用于馬鈴薯雜交后代材料的鑒定。潘磊等[97]用12對多態(tài)性程度較高的（PICgt;0.3）InDel引物對菜豆種質(zhì)資源基因型之間的差異進(jìn)行了有效區(qū)分，25份資源具有中等的遺傳多樣性水平。

利用InDel標(biāo)記可以對作物重要性狀進(jìn)行基因定位分析。舒啟瓊[98]通過全基因組關(guān)聯(lián)分析對馬鈴薯抗寒性狀候選基因進(jìn)行挖掘，發(fā)現(xiàn)2號染色體的36～37 Mb有抗寒相關(guān)的基因，共204個，在這個候選區(qū)域內(nèi)開發(fā)出2個InDel分子標(biāo)記（Chr2ID22和 Chr2ID79），多態(tài)性比例在70%以上。杜曉芬等[99]對2個谷子品種進(jìn)行了基因組重測序，獲得了1392個多態(tài)性的InDel標(biāo)記，第9條染色體上定位到1個控制株高的主效QTL（qPH9-2），并預(yù)測了1個與株高相關(guān)的關(guān)鍵候選基因。

InDel標(biāo)記在各作物中應(yīng)用比較普遍，在作物種質(zhì)資源利用中起到了技術(shù)支撐的作用，但是在馬鈴薯種質(zhì)資源研究方面相對較少。

4.8 分子標(biāo)記技術(shù)的發(fā)展

第2代分子標(biāo)記技術(shù)雖然在第1代分子標(biāo)記的基礎(chǔ)上有所優(yōu)化，檢測的周期縮短、靈敏度變高，但仍然存在一定的缺點，如試驗的穩(wěn)定性和重復(fù)性差、成本高、技術(shù)難度大等。隨著第3代分子標(biāo)記技術(shù)的發(fā)展，其穩(wěn)定性、重復(fù)性大大提升，技術(shù)難度降低，可以自動化分析，其發(fā)展前景非常廣闊。SNP和InDel標(biāo)記在馬鈴薯種質(zhì)資源遺傳多樣性的研究、遺傳圖譜的構(gòu)建以及重要性狀的基因定位、品種的純度檢測等方面應(yīng)用較多，在各大作物中已成為主流的分子標(biāo)記技術(shù)手段。具體見表1。

5 展 望

開展作物育種工作的基礎(chǔ)是有大量可利用的作物種質(zhì)資源，種質(zhì)資源合理利用和新種質(zhì)創(chuàng)制的前提是分析植物表型性狀遺傳多樣性。馬鈴薯形態(tài)學(xué)標(biāo)記作為遺傳標(biāo)記的基礎(chǔ)，在種質(zhì)資源遺傳多樣性研究中的作用是不可替代的，它可以從質(zhì)量性狀和數(shù)量性狀兩個方面進(jìn)行分析，與DNA分子標(biāo)記技術(shù)互相輔助成為馬鈴薯遺傳多樣性研究的主要方法。隨著測序技術(shù)的完善和成熟、測序成本的下降，以及組裝方法的改進(jìn)，加上近幾年基因組序列圖譜的公布，利用全基因組測序技術(shù)對馬鈴薯重要性狀相關(guān)的遺傳基礎(chǔ)進(jìn)行研究已成為主流的研究手段[100]。全基因組重測序可以對候選基因進(jìn)行精準(zhǔn)的定位和分析，可對控制某一性狀基因的深度挖掘和有效利用提供理論依據(jù)，同時能夠提高創(chuàng)制新種質(zhì)的效率[101]。利用馬鈴薯種質(zhì)資源遺傳圖譜可以判斷出遺傳背景和親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近，通過圖譜的分析確定出種質(zhì)資源間的遺傳距離，進(jìn)而制定親本組配的方案[102]。未來測序技術(shù)在馬鈴薯種質(zhì)資源研究中的應(yīng)用會越來越廣泛，這有利于更深入地剖析資源，也可為分子標(biāo)記輔助育種提供理論指導(dǎo)。

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