S S R標(biāo)記在甘蔗遺傳育種中的應(yīng)用綜述

石祥鵬 謝雨彤 吳曼妮 朱光楓 吳祥瑤

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，廣東廣州 510642）

甘蔗作為我國食糖生產(chǎn)的主要原料，其生產(chǎn)水平對(duì)我國工農(nóng)業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展有重要意義。利用作物的雜交優(yōu)勢(shì)進(jìn)行親本間雜交育種是當(dāng)前我國甘蔗育種的普遍方式，通過選擇優(yōu)良親本進(jìn)行高產(chǎn)、高糖、高抗的優(yōu)良品種雜交培育[1]。

目前涉及甘蔗作物評(píng)估分析的分子標(biāo)記鑒定技術(shù)包括SNP、ISSR、SSR和AFLP等，其中簡(jiǎn)單序列重復(fù)（Simple Sequence Repeat，SSR），是一種由幾個(gè)核苷酸為基本單位，經(jīng)過不斷重復(fù)組成的長達(dá)幾十個(gè)核苷酸的串聯(lián)重復(fù)序列，與其他鑒定方式相比具有更低的檢測(cè)成本和更便捷的操作。

1 S S R標(biāo)記的開發(fā)與選用

SSR標(biāo)記與傳統(tǒng)連鎖分析相比，能夠準(zhǔn)確區(qū)分大量的等位基因，區(qū)分同一物種的不同基因型，填補(bǔ)連鎖圖譜上較大的間隙，因此，標(biāo)記的選用會(huì)直接影響后續(xù)試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

王恒波等[2]基于熱帶種LA-purple的全基因組測(cè)序數(shù)據(jù)的 255 398個(gè)預(yù)測(cè)基因序列 (累計(jì)總長為 1 029 222 285 bp)，利用Perl程序與生物信息學(xué)軟件結(jié)合，發(fā)掘SSR位點(diǎn),獲得了153 150個(gè)SSR位點(diǎn)，平均每1.67個(gè)基因有1個(gè)SSR位點(diǎn)。

周峰等[3]利用SSR分子標(biāo)記技術(shù)對(duì)母本去雄后雜交后代的血緣進(jìn)行鑒定，最終從40對(duì)擴(kuò)增多態(tài)性豐富的SSR引物中篩選到3對(duì)具有父本特征帶的引物，將其用于對(duì)照群體及母本去雄雜交群體的鑒定。

2 遺傳多樣性

雜交親本的選擇和組合的選配是雜交育種成敗的關(guān)鍵，而甘蔗種質(zhì)資源的遺傳多樣性是甘蔗雜交育種的基礎(chǔ)。SSR分子標(biāo)記因其多態(tài)性豐富等特點(diǎn)而在明確種質(zhì)資源的遺傳多樣性和群體結(jié)構(gòu)特征方面得到廣泛應(yīng)用。

齊永文等[4]利用18對(duì)引物上對(duì)美國12份種質(zhì)和中國36份種質(zhì)進(jìn)行分析，共檢測(cè)到257條多態(tài)性條帶，平均多態(tài)性條帶數(shù)為16.8，遺傳相似性系數(shù)介于0.391 3～0.724 6，均值為0.538 3。劉新龍等[5]利用SSR分子標(biāo)記技術(shù)對(duì)云南省甘蔗常用親本資源展開遺傳多樣性評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：云南省甘蔗常用親本在30個(gè)SSR位點(diǎn)上表現(xiàn)出豐富的多態(tài)性，共獲得363個(gè)擴(kuò)增條帶，其中多態(tài)性條帶數(shù)為352個(gè)，平均多態(tài)性條帶比例和多態(tài)性信息量分別為96.97%和0.944 1；相似性系數(shù)范圍為0.280 4～0.732 9，平均為0.430 9，表現(xiàn)出較大的遺傳差異，其中來自我國內(nèi)地的親本遺傳差異最大，其次為來自國外地區(qū)的親本。

以上研究表明遺傳多樣性的分析為親本資源的高效利用奠定良好基礎(chǔ)，在育種選材及種質(zhì)資源創(chuàng)新過程中發(fā)揮重要作用。

3 指紋圖譜構(gòu)建

DNA指紋圖譜具有較高的個(gè)體特異性和穩(wěn)定性，在甘蔗種質(zhì)鑒定、追蹤遺傳物質(zhì)在不同世代的傳遞情況、品種的選育和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等方面應(yīng)用廣泛。而SSR由于其在染色體上隨機(jī)分布廣泛，多態(tài)性豐富以及共顯性等特點(diǎn)，目前成為DNA指紋圖譜構(gòu)建方面優(yōu)先選擇的分子標(biāo)記。

姚春雪等[6]利用12對(duì)引物，成功構(gòu)建67份甘蔗材料DNA指紋圖譜，為蔗茅野生種血緣在不同世代中的傳遞情況的追蹤及材料在甘蔗育種中的進(jìn)一步利用提供理論依據(jù)。劉洪博等[7]通過分析6種引物對(duì)于45份材料的區(qū)分效率，將區(qū)分效率較高的MSSCIR21引物及SMC1047HA引物組合進(jìn)行指紋圖譜的構(gòu)建。MSSCIR21引物和SMC1047HA引物分別共擴(kuò)增出22和17個(gè)等位基因位點(diǎn)，品種聚類區(qū)分率分別為91%和84%。該引物組合進(jìn)行UPGMA聚類時(shí)，在相似性系數(shù)為0.85處即可區(qū)分所有種質(zhì)，區(qū)分率高，且圖譜的鑒別準(zhǔn)確率為100%。

4 展望

在甘蔗育種領(lǐng)域，SSR分子標(biāo)記在遺傳多樣性，指紋圖譜構(gòu)建、聚類分析等方面發(fā)揮較大作用。在此基礎(chǔ)上，SSR標(biāo)記若進(jìn)一步應(yīng)用于分子標(biāo)記輔助選擇、性狀關(guān)聯(lián)分析，充分開發(fā)與性狀相關(guān)聯(lián)的標(biāo)記，將進(jìn)一步提高甘蔗育種效率。