龙眼分子标记的研究进展

龙眼分子标记的研究进展

0龙眼种质资源分类的研究龙眼是无病子科龙眼科植物。该属中的栽培种龙眼已有约2000年的栽培历史。经长期自然演化与人工栽培,产生了丰富的种质资源,据不完全统计,全国有400多个龙眼品种。由于生产上引种频繁,同种异名和同名异物现象严重,出现品种混乱等问题,严重的给龙眼种质资源的分类研究带来诸多的不便,而龙眼种质资源分类以及品种之间的亲缘关系研究可为种质资源的合理利用及品种改良工作提供有价值的资料。因此对龙眼种质资源分类的研究尤其是利用DNA分子标记技术对其进行研究将起到巨大的推动作用。鉴于此,此文将从分子标记技术在龙眼中的研究进展进行综述,以利于以后的研究。广义的分子标记(molecularmarker)是指可遗传的并可检测的DNA序列或蛋白质。蛋白质标记包括种子贮藏蛋白和同工酶及等位酶。狭义的分子标记概念只是指DNA分子标记(DNAmolecularmarkers)是指可遗传并可检测的DNA序列,以个体间遗传物质核苷酸序列变异为基础,是DNA水平遗传变异的直接反映。该文中将分子标记概念限定在DNA标记范畴,就DNA分子标记在龙眼上的应用进行综述。1龙眼研究中使用了分子标记技术1.1rapd在龙眼研究中的应用现状由于RAPD技术可以在没有任何分子生物学基础信息的情况下,进行DNA多态性分析及快捷、简便、无需预知受试基因组DNA序列,所需DNA样品量少,引物没有特异性,分析速度快,多态性丰富、检测密度高、经济快捷、短期内即可获得大量的遗传标记;在物种、个体之间可以表现出多态性,而且克服了多位点酶电泳条带少等诸多弊端。近年来己在基因研究的各个领域中得到应用。目前RAPD分子标记技术在龙眼上的应用主要集中在对现有龙眼的种质进行分类鉴定、遗传多样性分析以及评价相互间亲缘关系的远近上。具体见表1。1.2dna材料的遗传多样性AFLP(扩增片段长度多态性)是1992由Zabeau和Vos发展起来的新一代分子标记技术,并于1993年获得欧洲专利局专利。AFLP结合了RFLP和RAPD的优点,具有多态性丰富、DNA用量少、引物通用性强、稳定性高和操作方便等优点在龙眼的基因研究中也得到应用。易于军等用46份龙眼DNA材料进行遗传多样性及亲缘关系分析,根据各材料之间计算出的相似系数构建亲缘关系树状图。在相似系数0.76水平上将供试材料分为11个品种群,并研究证实福建东壁与广东东壁应为不同品系,早熟一号为一个新的品系。林同香等应用AFLP标记和部分r6cz基因系列分析中国龙眼的遗传多样性,表明所有的龙眼品种与荔枝的遗传距离都比较远;9条引物对4l份龙眼资源分析共获得66个AFLP标记,“Miaoqiao”与中国的40个品种不同;4个红核子品种存在着多态性;3个东壁龙眼存在着变化。彭宏祥等对广西38个龙眼品种和两个龙眼近缘亚种龙荔单株,以及10个来自国内外其他产区龙眼品种的AFLP扩增结果进行聚类分析表明两个近缘种龙荔单株与龙眼品种(优良单株)间亲缘关系较远,它们与龙眼品种(优良单株)之间相似系数都在0.41以下,其余龙眼品种(优良单株)间相似系数在0.80-0.98,其中桂龙早1号和大乌圆8213亲缘关系的相似系数达到0.98,并将试验品种分为10个类群。1.3中国龙眼品种ssr标记聚类分析ISSR标记是Zietkiewicz等提出的一项基于微卫星序列的新型DNA分子标记技术。它结合了RAPD和SSR的优点,具有很好的稳定性和多态性,其产物多态性远比RFLP、SSR、RAPD丰富,模板需要用量少、操作简单,可以提供更多的关于基因组的信息,从而降低了技术难度和实验成本等优点。已广泛应用于种质资源及遗传育种研究。曾黎辉等用ISSR标记对51份龙眼种质资源进行遗传多样性和聚类分析在遗传距离为0.55的水平上将51份样品分为中国龙眼和泰国龙眼两大品种群在遗传距离为0.33的水平上,可以把中国龙眼品种群的46份材料分为7个组,分别是乌龙岭-立冬本组、东壁组、八一早-福眼组、储良-石硖组、红核乌组、血丝龙眼组和油潭本组;袁磊筛选12条ISSR引物对60个龙眼品种DNA共扩增产生119条总带,其中共有带52条,多态性条带67条,多态性比率为56.30%。并做亲缘关系树状图,以0.80作为相似系数的分界点,将60个品种通过基因组ISSR分成2大类:龙荔单独为一类,另一类在相似系数0.85的水平将其余的59个龙眼材料分为7个品种群。洪自同通过筛选获得12条多态性明显的引物对51份龙眼样品进行分析,共产生155条扩增带,平均每个引物产生的条带为12.9,DNA扩增酶带的多态性为95.4%,根据计算各样品间的遗传相似系数,建立亲缘关系聚类树状图。以结合距离D=0.55为界,此研究可以将51份龙眼遗传资源分为中国龙眼和泰国龙眼两大类型,以D=0.27为界时,把供试的46份中国龙眼遗传资源分为8组,并且初步定引物UBC842扩增出的666bpDNA条带与龙眼焦核性状相连锁。姜帆等根据引物ISSR-213的扩增结果,建立了用于区分这12个龙眼基因型的分子检索表。验证了ISSR标记能够用于龙眼品种间指纹图谱的构建。潘丽梅对份广西龙荔材料、10份龙眼品种材料、12份荔枝品种材料,以及10份野生荔枝材料进行ISSR标记聚类分析。结果显示供试的99个材料间的相似系数变化范围为0.53-0.98。如果以0.53作为相似系数的分界点,99个材料通过基因组ISSR先分成2大类,其中荔枝种群归为一类,龙眼与龙荔种群归为一类。在聚类图中,龙荔种群和龙眼种群亲缘关系较近,在0.58处聚在一起,可见在亲缘关系上龙荔更靠近龙眼。1.4确定抗菌子-间隔区长度SRAP(相关序列扩增多态性)是由Li和Quiros提出的一种基于PCR的标记系统的分子标记技术。它通过独特的引物设计对内含子区域、启动子区域进行特异扩增,因个体不同以及物种的内含子、启动子与间隔区长度不等而产生多态性。该标记具有简便、稳定、产率高、在基因组中分布均匀等优点。SRAP作为功能性分子标记,在分子鉴别及分子标记研究中具有广阔的应用前景。姜帆等对龙眼SRAP-PCR体系进行建立并优化该体系,利用优化体系对来自中国、泰国、印度尼西亚的16份龙眼种质进行SRAP扩增,扩增结果清晰、稳定。赵玉辉等以荔枝品种紫娘喜为父本,龙眼品种石硖、早熟龙眼、古山二号为母本,以及以紫娘喜为母本,石硖龙眼为父本,进行了远缘杂交研究。通过SRAP分子标记鉴定结果在紫娘喜×石硖组合的杂交苗中有2个单株出现稳定、清晰的父本特异带,表明这2个单株是紫娘喜×石硖的真杂种。2龙眼dna分子标记的应用应加强注意多种虽然DNA分子标记技术在龙眼品种鉴定、分类、遗传多样性及亲缘关系的研究中取得了可喜的进展,展现了广阔的前景。然而,仍存在一些不足之处:(1)分类方法不统一,龙眼品种资源十分丰富但由于对龙眼种质遗传背景的复杂性了解不足,“同名异物”和“同物异名”现象严重,不同的研究者研究目的不同,所取材料不同,分类方法不同。导致研究结果出现相差甚大,甚至完全相反的结果。(2)功能性分子标记应用和经济性状的基因分离报道较少。目前龙眼尚未建立起初级的遗传连锁图,到目前为止遗传图谱的构建仅有1篇报道,还不是很完善;对龙眼经济性状的基因分离特别是完整基因的分离更少,大部分集中于早期阶段的工作,且模仿者居多。(3)对龙眼与相近属的分子标记研究较少,虽然龙眼与荔枝在分类学上不同的属,但在生物学习性上比较相似。并且龙眼与荔枝都具有花性复杂、多批次开花的特点,很容易发生自交而产生假杂种,因此,利用分子标记对杂交苗进行早期鉴定是十分必要的。鉴于此,龙眼DNA分子标记在今后应加强以下几个方面的研究:改变龙眼研究领域现状,加强合作研究、统一规划的机制;加强综合利用各种分子标记技术与常规的形态学、细胞学以及其他的一些生物学技术的结合利用;广泛挖掘、鉴定、利用与龙眼高产、优质、抗病虫、抗逆性有关的新基因;加强遗传基础学科的研究,加强QTL作图,同时应利用遗传图谱上的分子