分子標記在園林植物育種中的應用

李冰敏

（廣州普邦園林股份有限公司，廣東廣州 510600）

園林植物品種的豐富度是城市園林綠化水平的基礎。近年來，隨著城市園林綠化水平的不斷提升，對園林植物品種的豐富度也提出了更高的要求。植物選擇育種技術在增加植被遺傳多元性方面有著重要意義。分子標記技術是植被選取育種的重要方法，是繼形態(tài)標注、細胞學標記后發(fā)展起來的新技術。分子標記以多態(tài)性好、顯著的共顯性及重復性、不干擾目標性狀表現(xiàn)等優(yōu)勢，是園林植被遺傳多元性探究、植被品種檢查、遺傳圖譜分析、系統(tǒng)發(fā)育研究等方面的理想工具。目前，分子標記技術在農(nóng)作物和微生物應用方面應用較廣[1]，而在園林植物中的應用較少。將介紹分子標記技術在園林植被領域的進展，目的在于掌握分子標記在園林植被選取育種中的基本現(xiàn)狀，為今后分子標記分析園林植被提供依據(jù)。

1 分子標記科技于園林育種中的運用

1.1 遺傳多樣性和親緣關系方面

遺傳多樣性本質(zhì)上是生物遺傳物質(zhì)變異，探究遺傳多樣性是研究植物進化及親緣關系的基礎。園林植被在持續(xù)的進化階段出現(xiàn)了很多品種，極大豐富了植被品種的遺傳多樣性，給培育大量園林植被新優(yōu)品種提供了重要基礎。近年來，研究人員把分子標記技術引入園林植被品種分類和遺傳多樣性研究中，得到了顯著的效果。在分析不同地理條件下的雞血藤植物時，就通過分子標記技術來研究源自華南區(qū)域不同省市的雞血藤植被野生群居遺傳多樣性，結果發(fā)現(xiàn)雞血藤居群間存在較高的遺傳分化[2]。應用分子標記技術可以對園林植被遺傳多樣性展開正確評價，能夠為其今后遺傳變異情況、親本選配和雜種優(yōu)勢價值的預測帶來預見性的幫助，進而完成促進育種的目標[1，3]。

當前，園林植被在選取育種時培植的新品種在很多性狀上均比較相似，通過以往的形態(tài)學標記手段已經(jīng)很難更好區(qū)別鑒定，而且缺少較大的說服力；而通過分子標記技術，就能夠避免環(huán)境及材料等諸多因素的干擾，對植物各種間多態(tài)性展開統(tǒng)計研究，以探究明確其在遺傳方面的同源性，鑒定各種之間存在的親緣聯(lián)系[4]。研究結果顯示，分子標記技術對植物品種進行親緣鑒定時，地理分布較近的種質(zhì)聚類在一起，表現(xiàn)出較密切的親緣關系，基本上與形態(tài)學、細胞學、同工酶的研究結果一致[5]。

1.2 園林植物種質(zhì)資源鑒定

園林植物種質(zhì)鑒定一般分為物種間、種群內(nèi)不同品種、不同地理群的鑒定等。物種間由于基因組差異大，通過形態(tài)和多種標記容易鑒定區(qū)分。物種內(nèi)不同種屬、不同地理群體或雜交品系的鑒定區(qū)分則比較復雜，傳統(tǒng)方法無法辨別，同一物種的各個品種間存在著大量的多態(tài)性標記。某一品種存在區(qū)別于其他品種的獨特標記，即一些特異性DNA 片段的組合就稱為該品種的“指紋”[6]。其具備高度的個體特異性和穩(wěn)定性，是作為新品種登記注冊的重要依據(jù)。研究發(fā)現(xiàn)，通過分子標記技術分析植被品種的良好無性化遺傳多態(tài)性以及遺傳關系，通過確定好的分辨率大且重復性最佳的引物建立了這類優(yōu)質(zhì)園林苗木品種的規(guī)范DNA、電泳圖譜，令園林苗木種類鑒別更加精準、迅速[7]。

1.3 建立遺傳圖譜

遺傳圖譜是基于遺傳重組轉(zhuǎn)換結果展開連鎖分析獲得基因于染色體上相對部位的排列圖，屬于植被遺傳育種和分子克隆等探究的重要理論內(nèi)容，分子標記技術可以在一定程度上加快園林植被遺傳圖譜建立[8]。借助分子標記技術，能夠有效提升連鎖圖譜的精準性，創(chuàng)建完整、高質(zhì)量的遺傳圖譜，能為特定基因的確定奠定良好的基礎。

1.4 分子標記輔助育種應用

其基本原理是采用和目標基因相連鎖和體現(xiàn)共分離聯(lián)系的分子標記，對篩選個體展開目標區(qū)域和全基因組選擇，以降低連鎖累贅，得到預期個體。這項技術是把分子標記技術應用于植物品種改良育種過程中進行選擇的一種輔助手段。與以往的表型選擇對比，該技術能夠得到良好的遺傳進展，特別是對弱遺傳力性狀、制約性狀及后續(xù)表現(xiàn)的性狀，可以提高選擇強度，減小世代間隔，提升選擇的精準率[9]。

2 后續(xù)問題的研究

目前分子標記技術在園林植物遺傳多樣性、親緣鑒定、種質(zhì)資源鑒定已有了廣泛應用，但是目前仍然存在許多問題。首先，分子標記種類應用研究缺少均衡。目前分子標記技術有多種，包括：RAPD、AFLP、SNP、ISSR、SSR 等技術。除了RAPD 以外，如ISSR、SSR 等新技術應用于園林植物的研究很少，比如與其它農(nóng)產(chǎn)品、果樹等經(jīng)濟作物比較，ISSR 在園林植被研究中的使用起步晚，基礎較差。其次，分子標記技術成本高，目前難以推廣應用。AFLP 與RFLP 對科技要求較高，成本高；SSR 技術盡管多態(tài)性好、重復性高、有效可靠，但需要依賴測序規(guī)劃引物，成本也很高。最后，新技術依舊有瓶頸。如SNP 技術盡管多態(tài)性高、迅速、反應靈敏，但大部分的SNP 數(shù)據(jù)量不多，一個SNP 在群落間的有效性不同，創(chuàng)建SNP 和其變化模式相關性比較困難。另外如ISSR 技術，大部分為顯性標記，不能有效鑒別雜合體和純合體，尚未有一種合適的數(shù)學模型可以在進行二倍體或多倍體物種的種群多樣性研究時進行數(shù)據(jù)建模分析。[10]

3 結語

分子標記技術是一種新型的技術，相較于農(nóng)作物、園藝作物領域，在園林植物領域應用研究起步比較晚，沒有良好的基礎。相信隨著分子生物學等新技術的不斷發(fā)展，分子標記技術將憑借其簡易高效的優(yōu)點得到越來越廣泛的應用。