分子标记技术在植物种质鉴定中的鉴别效率比较

朱岩芳，何洪兵，于莉莉 (山东省东营市林业局，山东东营257091)

具有种质并能繁殖的植物体统称为植物种质资源或遗传资源。植物种质资源是人类赖以生存和发展的根本，也是人类最宝贵的自然财富。快速准确的种质鉴定技术对植物种质资源的搜集、保存、研究、创新和利用具有重要意义。DNA分子标记可以弥补和克服在种质资源形态学鉴定及生理生化鉴定中的许多缺陷和难题。目前，随着DNA分子生物学技术的发展，各种分子标记技术越来越广泛地应用于植物种质鉴定中。然而，不同分子标记技术在种质资源鉴定中的鉴别效率比较研究甚少。笔者对用于评估分子标记鉴别效率比较的各种参数及其在种质鉴定中的比较进行了综述，并提出了存在的问题。

1 DNA分子标记技术

DNA分子标记是指能够反映生物个体或种群间基因组中某种差异的特异性DNA片段，是DNA水平上遗传多态性的直接反映，大多数DNA分子标记以电泳谱带的形式表现个体之间的DNA差异，是生物分类学、育种学、遗传学和物种起源与进化等研究的重要技术指标之一。自20世纪80年代尤其是PCR技术发明以后，DNA分子标记技术迅速发展(图1)。

第一代分子标记技术是以Southern杂交为核心的分子标记技术。最具代表性的是发现最早的RFLP标记。第二代分子标记技术主要分为两类。第一类为基于PCR的DNA分子标记，主要包括RAPD、ISSR、SSR和STS等标记;第二类为基于PCR与限制性酶切技术结合的DNA标记，主要包括AFLP和CAPS等标记。第三代分子标记是基于单核苷酸多态性的DNA分子标记，如SNPs等标记。此外，新型分子标记不断涌现，如 RGAs、RMAPD、SRAP、TRAP 等标记。

2 分子标记技术种质鉴别效率的评价指标及其应用

分子标记鉴别种质的主要目的是为任一种质寻找理想的特异指纹图谱。因此，针对某一种种质资源寻找高效的分子标记技术进行指纹图谱构建，对种质资源尤其是遗传多样性有限的种质鉴别及其保护具有重要意义。评价分子标记技术鉴定效率的参数指标主要分为两类:一类用以评价遗传多样性信息检测量，如 PIC(Polymorphic Information Content，多态性信息含量)，DI(Diversity Index，遗传多样性指数)［1］，PPB(Percentage of Polymorphic Bands，多态性条带比例)，EMR(Effective Multiplex Ratio，有效多元数)［2］，Ibav(Average Band Informativeness，平均条带信息含量)，MI(Marker Index，标记指数)［3］等，另一类用以评价标记的鉴别能力，如Rp(Resolving Power，分辨率)和 Dp(Discriminating Power，鉴别力)［3-6］等。

高效的分子标记技术不仅具有高的多态性信息检测能力，还要有鉴别不同基因型的能力。不同报道中所选用的评价指标不同。标记指数(Marker Index，MI)最初由Powell等［7］提出并由 Milbourne等［8］首先用于比较 RAPD、AFLP 和SSR 3种分子标记技术的品种鉴定效率。分辨率Rp是由Prevost等［9］提出的用于评价ISSR分子标记技术用以马铃薯品种鉴定效率的指标，结果表明Rp值与鉴定品种数成显著的线性关系，可用于评价分子标记的品种鉴定效率。Archak等［1］认为分子标记的鉴定效率取决于平均条带信息含量(Ibav)和平均每条引物扩增的条带数，研究结果表明RAPD和AFLP 2种分子标记技术具有相当可比的平均条带信息含量(Ibav)，但基于较高的标记指数和有效多元数，研究认为AFLP是腰果种质资源指纹图谱构建的优先标记技术。Smýkal等［5］以遗传多样性指数(DI)和鉴别力(Dp)作为评价指标比较了SSR、IRAP、RBIP标记技术鉴别豌豆(Pisum sativum L.)品种的能力，结果表明IRAP是效率最高的品种鉴定用分子标记技术。Sarwat等［10］基于标记指数(MI)比较了4种分子标记技术(AFLP，SAMPL，ISSR和RAPD)在检测Tribulus terrestris的多态性能力，结果显示SAMPL具有最高的标记效率。Biscas等［11］比较了 RAPD，ISSR，IRAP 和 REMAP 4种分子标记技术鉴定Citrus品种的效率，结果显示Dp值由高到低REMAP＞ISSR＞IRAP＞RAPD，研究选择REMAP和ISSR用于Citrus品种鉴定。尽管不同研究中所选用的评价参数不同，且多态性信息含量高低与种质鉴别能力高低存在不一致的情况，但多数研究认为，在两类参数值不同时，优先选择种质鉴别能力高的分子标记技术。

3 结语

不同分子标记技术种质鉴别效率的比较研究大都是基于小规模的待测种质和引物，随着引物数的增加和待测样本的扩大，研究难度相应增大。因此，在比较不同分子标记技术种质鉴别效率的研究中，合理的有代表性种质样品数目和引物数目的确定将是一项首要的关键工作。此外，新的评价指标以及现有不同指标在种质鉴定效率评价中的相关性研究甚少，也是进一步研究的一个重要课题。

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