分子标记方法

提高分子标记的筛选效率的方法有哪些~

　　提高分子标记的筛选效率
　　(一)多重PCR方法
　　为了增加标记的筛选效率，当同时筛选到与2个或2个以上目标性状连锁的几个不同的分子标记时，如果这几个分子标记的扩增产物具有不同长度，则一对以上的引物可在同一PCR条件下同时反应，这称为多重扩增。利用这种方法时需注意，设计或选择引物时，必须考虑各引物复性温度是否相匹配，且在扩增产物的大小上无重叠。研究表明，多重扩增使用Taq酶量与一个引物扩增用量相同。这显著地降低了选择成本费用和筛选时间。如Ribaut等将筛选到的与热带玉米抗旱基因QTL连锁的1个STS，2个SSR标记使用多重扩增方法用于MAS选择，以改良其耐旱性，两人仅用了一个月就从BC2F1的2300个单株中选出300个目标单株。
　　(二)用相斥相分子标记进行育种选择
　　所谓相斥相分子标记指与目标性状相斥连锁的分子标记，即有分子标记，植株不表现目标性状；无分子标记，植株表现目标性状。这些选择特别在一些显性标记如RAPD标记中，效果较为显著。Haley等(1994)找到与菜豆普通花叶病毒隐性抗病基因bc—3连锁的两个RAPD标记，其中标记—1与bc—3相引，距离为1．9cM；标记—2与bc—3相斥，距离为7．1cM。用标记—1选择的纯合抗病株、杂合体、纯合感病株分别占26．3％，72．5％和1．2％。而用标记—2选择的结果分别是81．8％，18．2％和0。当将两个标记同时使用时，即相当于一个共显性标记。其选择效果与单独使用标记—2的选择效果一致。一般认为，在育种早代选择中，利用相斥相的RAPD标记，与共显性的RFLP标记具有相似的选择效果。
　　(三)克服连锁累赘
　　回交育种是作物育种常用的育种方法，但回交育种中长期存在的问题是在回交过程中，目的基因与其附近的非目的基因存在连锁，一起导人受体，这种现象称为连锁累赘(Linkage drag)。利用与目标性状紧密连锁的分子标记进行辅助选择可以显著地减轻连锁累赘的程度。如在大约150个回交后代中，至少有一个植株在其目的基因左侧或右侧lcM范围内发生一次交换的可能性为95％，利用RFLP标记可以精确地选择出这些个体；在另一个有300个植株的回交群体中，有95％的可能在被选择基因另一侧lcM范围内发生一次交换，从而产生目的基因大于2cM的片段。这个结果用RFLP选择只需2个世代就能够得到；而传统的方法可能平均需要100代。随着分子标记图谱的更加密集，选择重组个体的效率将进一步提高。因此，高密度的作物分子遗传图谱的构建是加速作物育种进程所必需的。
　　(四)降低MAS育种的成本
　　进行MAS，首先是需把与目标基因(性状)紧密连锁(或共分离)的分子标记如RFLP、RAPD等转化为PCR检测的标记。然后设法降低PCR筛选成本。可从以下几方面考虑：
　　①样品DNA提取。采用微量提取法如利用小量组织或半粒种子且不需液氮处理的DNA提取技术。且在提取过程中不利用特殊化学药品，降低提取缓冲液成本。
　　②减少PCR反应时的体积。如反应时的体积从25μ1减到15μ1甚至10μ1。
　　③琼脂糖(Agrose)凝胶：实验表明同一Agrose胶可以多次电泳载样，而不会造成样品间互相干扰。
　　④扩增产物检测：通常PCR扩增产物用EB染色，LTV观测，使用Polaroid film照相系统。利用这种观测方法，不仅有致癌诱导剂，而且UV射线对眼睛损害很大，照相系统花费也很高。通过改造染色系统，利用美蓝又称亚甲蓝、甲烯蓝(Methylene blue)染琼脂糖凝胶，可直接在可见光下检测。甚至若PCR扩增产物仅一种，则无需电泳，只需在反应管中加入EB，紫外灯下直接根据反应即可鉴定出目标基因型，大大降低了标记辅助选择成本，非常有利于大规模育种。这在中国春小麦Phlb基因的SCAR标记筛选上已有成功尝试。
　　近十年多来，分子标记的研究已经得到快速发展，在许多作物中已定位了很多重要性状的基因，但育成品系或品种的报道还相对较少。究其原因主要有：①标记信息的丢失。标记仍然存在，但由于重组使标记与基因分离，导致选择偏离方向；②QTL定位和效应估算的不精确性；③上位性的存在，由于QTL与环境、QTL与QTL间存在互作，导致不同环境、不同背景下选择效率发生偏差；④标记鉴定技术有待进一步提高。尽管近年来标记鉴定技术在实用性及降低成本方面都得到了很大发展，但对于大多数实验室来说，MAS还是一项费时耗资的工作。尽管目前MAS的成功应用还存在诸多困难，但MAS在未来作物育种中的作用是毋庸置疑的。相信在不久的将来，随着分子生物技术的进一步发展以及各种作物图谱的日趋饱和，MAS会发挥它应有的作用。

一、基于分子杂交技术的分子标记技术
　　此类标记技术是利用限制性内切酶解及凝胶电泳分离不同的生物 DNA 分子，然后用经标记的特异 DNA 探针与之进行杂交，通过放射自显影或非同位素显色技术来揭示 DNA 的多态性。
①　限制性片段长度多态性
　　(Restriction Fragment Length Polymorphism，RFLP)　 　　1974年Grodzicker等创立了限制性片段长度多态性(RFLP)技术，它是一种以DNA—DNA杂交为基础的第一代遗传标记。RFLP基本原理：利用特定的限制性内切酶识别并切割不同生物个体的基因组DNA，得到大小不等的DNA片段，所产生的DNA数目和各个片段的长度反映了DNA分子上不同酶切位点的分布情况。通过凝胶电泳分析这些片段，就形成不同带，然后与克隆DNA探针进行Southern杂交和放射显影，即获得反映个体特异性的RFLP图谱。它所代表的是基因组DNA在限制性内切酶消化后产生片段在长度上差异。由于不同个体的等位基因之间碱基的替换、重排、缺失等变化导致限制内切酶识别和酶切发生改变从而造成基因型间限制性片段长度的差异。 　　RFLP的等位基因其有共显性特点。RFLP标记位点数量不受限制，通常可检测到的基因座位数为1—4个。RFLP技术也存在一些缺陷，主要是克隆可表现基因组DNA多态性的探针较为困难；另外，实验操作较繁锁，检测周期长，成本费用也很高。自RFLP问世以来，已经在基因定位及分型、遗传连锁图谱的构建、疾病的基因诊断等研究中仍得到了广泛的应用。
②　数目可变串联重复多态性
　　(Variable Number of Tandem Repeats，VNTR)　 　　数目可变串联重复序列又称小卫星DNA (Minisatellite DNA)，是一种重复DNA小序列，为10到几百核苷酸，拷贝数10一10001不等。VNTR基本原理与RFLP大致相同，只是对限制性内切酶和DNA探针有特殊要求：(1)限制性内切酶的酶切位点必须不在重复序列中，以保证小卫星或微卫星序列的完整性。(2)内切酶在基因组的其他部位有较多酶切位点，则可使卫星序列所在片段含有较少无关序列，通过电泳可充分显示不同长度重复序列片段的多态性。(3)分子杂交所用DNA探针核昔酸序列必须是小卫星序列或微卫星序列，通过分子杂交和放射自显影后，就可一次性检测到众多小卫星或微卫星位点，得到个体特异性的DNA指纹图谱。 　　小卫星标记的多态信息含量较高，在17一19之间。缺点是数量有限，而且在基因组上分布不均匀，这就极大限制其在基因定位中的应用。VNTR也存在实验操作繁琐、检测时间长、成本高的缺点。
编辑本段二、基于PCR技术的分子标记技术
（一）、随机引物的PCR标记
　　所用引物的核苷酸序列是随机的，其扩增的 DNA 区域事先未知。随机引物PCR扩增的 DNA 区段产生多态性的分子基础是模板 DNA 扩增区段上引物结合位点的碱基序列的突变，不同来源的基因组在该区段上表现为扩增产物有无差异或扩增片段大小的差异。随机引物PCR标记表现为显性或共显性。
①　随机扩增多态性DNA
　　(Random Amplified Polymorphism DNA，RAPD) 　　RAPD技术是1990年由Wiliam和Welsh等人利用PCR技术发展的检测DNA多态性的方法。基本原理：它是利用随机引物（一般为8—10bp）通过PCR反应非定点扩增DNA片段，然后用凝胶电泳分析扩增产物DNA片段的多态性。扩增片段多态性便反映了基因组相应区域的DNA多态性。RAPD所使用的引物各不相同，但对任一特定引物，它在基因组DNA序列上有其特定的结合位点，一旦基因组在这些区域发生DAN片段插人、缺失或碱基突变，就可能导致这些特定结合位点的分布发生变化，从而导致扩增产物数量和大小发生改变，表现出多态性。就单一引物而言，其只能检测基因组特定区域DNA多态性，但利用一系列引物则可使检测区域扩大到整个基因组，因此，RAPD可用于对整个基因组DNA进行多态性检测，也可用于构建基因组指纹图谱。 　　与RFLP相比，RAPD具有以下优点：(1)技术简单，检测速度快；(2) RAPD分析只需少量DNA样品；(3)不依赖于种属特异性和基因组结构，一套引物可用于不同生物基因组分析；(4)成本较低。但RAPD也存在一些缺点：(1) RAPD标记是一个显性标记，不能鉴别杂合子和纯合子；(2)存在共迁移问题，凝胶电泳只能分开不同长度DNA片段，而不能分开那些分子量相同但碱基序列组成不同的DNA片段；(3) RAPD技术中影响因素很多，所以实验的稳定性和重复性差。
②　任意引物PCR
　　(Arbitrarily Primed Polymerase Chain Reaction， AP—PCR)　 　　在AP—PCR分析中，所使用的引物较长(10－50 bp) ， PCR反应分为两个阶段，首先寡核昔酸引物在低严谨条件下与模板DNA退火，此时发生了一些合成，以便稳定模板与引物之间相互作用。然后进行高严谨退火条件的循环，两个位点间那些序列在低严谨度退火条件下发生的引物延伸可继续在高严谨条件下扩增。采用变性聚丙烯酞胺凝胶电泳分析PCR产物，最终反应结果与RAPD类似。只要设计的引物在低严谨退火条件下能减少引物产生人为产物，应用成对组合的引物可以产生新的AP—PC R谱带，但引物配对组合使用时，得到的图谱与单引物单独使用时产生的图谱之和很不相同，这样，50个引物能产生1250种不同指纹图谱。 　　AP—PCR方法不需预知序列资料，而且检测的基因组样本是任意的，还能够用于检测近等基因系(或同类系)中的多态性。AP—PCR的缺点是每个新的多态性都必须经纯化才能进一步使用。另外，此方法在杂合体中仅可辨别长度多态性。
③　DNA扩增指纹印迹
　　(DNA Amplification Fingerprinting，DAF) 　　DAF是一种改进的RAPD分析技术，与RAPD技术不同的是，DAF分析中所使用的引物浓度更高，长度更短(一般为5一8 bp)，因此它所提供的谱带信息比RAPD大得多，如当使用5个核昔酸的引物时，引物和模板的组合大约可扩增出10一100个DNA片段。PCR扩增产物是在凝胶上进行分离，通过银染即可产生非常复杂带型。
（二）、特异引物的PCR标记
　　特异引物的PCR标记所用引物是针对已知序列的 DNA 区段而设计的，具有特定核苷酸序列（通常为 18—24 bp），可在常规PCR复性温度下进行扩增，对基因组 DNA 的特定区域进行多态性分析。
①　序列标志位点
　　(Sequence Tagged Sites，STS) 　　STS是对以特定对引物序进行PCR特异扩增的一类分子标记的统称。通过设计特定的引物，使其与基因组DNA序列中特定结合位点结合，从而可用来扩增基因组中特定区域，分析其多态性。利用特异PCR技术的最大优点是它产生信息非常可靠，而不像RFLP和RAPD那样存在某种模糊性。
②　简单重复序列
　　(Simple Sequence Repeat，SSR) 　　简单重复序(SSR)也称微卫星DNA，其串联重复的核心序列为1一6 bp，其中最常见是双核昔酸重复，即(CA) n和(TG) n每个微卫星DNA的核心序列结构相同，重复单位数目10一60个，其高度多态性主要来源于串联数目的不同。SSR标记的基本原理：根据微卫星序列两端互补序列设计引物，通过PCR反应扩增微卫星片段，由于核心序列串联重复数目不同，因而能够用PCR的方法扩增出不同长度的PCR产物，将扩增产物进行凝胶电泳，根据分离片段的大小决定基因型并计算等位基因频率。 　　SSR具有以下一些优点：(l)一般检测到的是一个单一的多等位基因位点；(2)微卫星呈共显性遗传，故可鉴别杂合子和纯合子；(3)所需DNA量少。显然，在采用SSR技术分析微卫星DNA多态性时必须知道重复序列两端的DNA序列的信息。如不能直接从DNA数据库查寻则首先必须对其进行测序。
③　序列特异性扩增区
　　(Sequence—characterized Amplified Region，SCAR)　 　　SCAR标记是在RAPD技术基础上发展起来的。SCAR标记是将目标 RAPD 片段进行克隆并对其末端测序，根据 RAPD 片段两端序列设计特异引物，对基因 DNA 片段再进行PCR特异扩增，把与原RAPD片段相对应的单一位点鉴别出来。SCAR标记是共显性遗传，待检 DNA 间的差异可直接通过有无扩增产物来显示。SCAR标记方便、快捷、可靠，可以快速检测大量个体，结果稳定性好，重现性高。
④　单引物扩增反应
　　(Single Primer Amplificatipn Reaction，SPAR) 　　SPAR技术是与RAPD技术相似的一种标记技术，SPAR也只用一个引物，但所用的引物是在SSR的基础上设计的。这些引物能与SSR之间的间隔序列进行特异性结合，然后通过P(：R技术扩增SSR之间的DNA序列，凝胶电泳分离扩增产物，分析其多态性。另外，还有一种与SPAR技术非常相似的标记技术，即ISTR ( Inverse Sequence—tagged Repeat)技术，ISTR所用的引物是在反向重复序列基础上设计的，PCR扩增的是反向重复序列之间的DIVA序列。
⑤　DNA单链构象多态性
　　(Single Strand Conformation Polymorphism，SSCP) 　　SSCP是指等长的单链DNA因核昔酸序列的差异而产生构象变异，在非变性聚丙烯酞胺中的表现为电泳迁移率的差别。单链DNA构象分析对DNA序列的改变非常敏感，常常一个碱基差别都能显示出来。在SSCP分析中，利用PCR技术定点扩增基因组DNA中某一目的片段，将扩增产物进行变性处理，双链DNA分开成单链，再用非变性聚丙烯酞胺凝胶电泳分离，根据条带位置变化来判断目的片段中是否存在突变。SSCP结果判定是通过多个样品之间对比，观察条带之间位置改变，从而显示出不同生物个体的DNA特异性，达到指纹分析目的。为了进一步提高SSCP的检出率，可将SSCP分析与其它突变检测方法相结合。其中与杂交双链分析(Heterocluplex analysis，Het)法结合可以大大提高检出率。Het法是用探针与要检测的单链DNA或RNA进行杂交，含有一对碱基对错配的杂交链可以和完全互补的杂交链在非变性PAG凝胶上通过电泳被分离开。对同一靶序列分别进行SSCP和Het分析可以使点突变的检出率接近100%，而且实验简便。
⑥　双脱氧化指纹法
　　(Dideoxy Fingerprints，ddF) 　　ddF是将双脱氧末端终止测序法与SSCP结合起来的分析技术，对由双脱氧末端终止的长短不一的单链DNA进行SSCP分析。如果目的片段存在一个突变，则所有大于某一大小对应于突主变位置的双脱氧终止片段无野生型系统，对于每一个突有多次机会检测其迁移率改变，提高了检测突变的效率。ddF方法克服了SSCP分析时因DNA长度影响SSCP显示的困难，通过一种双脱氧核昔酸生产特异性的单链DNA，使其中长度合适的DNA片段显示SSCP改变。
编辑本段三、基于限制性酶切和PCR技术的DNA标记
①　扩增片段长度多态性
　　(Amplified Fragment Length Polymorphism，AFLP)　 　　AFLP是1993年荷兰科学家Zbaeau和Vos发展起来的一种检测DN A多态性的新方法。AFLP 是 RFLP 与PCR相结合的产物，其基本原理是先利用限制性内切酶水解基因组 DNA 产生不同大小的 DNA 片段，再使双链人工接头的酶切片段相边接，作为扩增反应的模板 DNA，然后以人工接头的互补链为引物进行预扩增，最后在接头互补链的基础上添加 1—3个选择性核苷酸作引物对模板 DNA 基因再进行选择性扩增，通过聚丙烯酰胺凝胶电泳分离检测获得的DNA扩增片段，根据扩增片段长度的不同检测出多态性。引物由三部分组成：与人工接头互补的核心碱基序列、限制性内切酶识别序列、引物3’端的选择碱基序列（1—10 bp）。接头与接头相邻的酶切片段的几个碱基序列为结合位点。该技术的独特之处在于所用的专用引物可在知道 DNA 信息的前提下就可对酶切片段进行PCR 扩增。为使酶切浓度大小分布均匀，一般采用两个限制性内切酶，一个酶为多切点，另一个酶切点数较少，因而 AFLP 分析产生的主要是由两个酶共同酶切的片段。AFLP 结合了 RFLP 和 RAPD两种技术的优点，具有分辨率高、稳定性好、效率高的优点。但它的技术费用昂贵，对 DNA 的纯度和内切酶的质量要求很高。尽管 AFLP 技术诞生时间较短，但可称之为分子标记技术的又一次重大突破，被认为是目前一种十分理想、有效的分子标记。
②　酶切扩增多态性序列
　　(Cleaved Amplified Polymorphism Sequences，CAPS)　 　　CAPS技术又称为PCR—RFLP，它实质上是PCR技术与RFLP技术结合的一种方法。CAPS的基本原理是利用己知位点的DNA序列资源设计出一套特异性的PCR引物(19—27bp），然后用这些引物扩增该位点上的某一DNA片段，接着用一种专一性的限制性内切酶切割所得扩增产物，凝胶电泳分离酶切片段，染色并进行RFLP分析。GAPS标记揭示的是特异PGR片段的限制性长度变异的信息。CAPS是一类共显性分子标记，其优点是避免了RFLP分析中膜转印这一步骤，又能保持RFLP分析的精确度。另外，由于很多限制性内切酶均可与扩增DNA酶切，所以检测到多态性机会较大。
编辑本段四、基于DNA芯片技术的分子标记技术
　　核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism，SNP) 　　SNP标记是美国学者Lander E于1996年提出的第三代DNA遗传标记。SNP是指同一位点的不同等位基因之间仅有个别核苷酸的差异或只有小的插入、缺失等。从分子水平上对单个核苷酸的差异进行检测，SNP 标记可帮助区分两个个体遗传物质的差异。人类基因组大约每 1250 bp SNP 出现一次，已有2000多个标记定位于人类染色体，对人类基因组学研究具有重要意义。检测 SNP 的最佳方法是 DNA 芯片技术。SNP 被称为第三代 DNA 分子标记技术，随着 DNA 芯片技术的发展，其有望成为最重要最有效的分子标记技。
编辑本段分子标记的应用领域
（一）、基因组作图和基因定位研究
　　长期以来，各种生物的遗传图谱几乎都是根据诸如形态、生理和生化等常规标记来构建的，所建成的遗传图谱仅限少数种类的生物，而且图谱分辨率大多很低，图距大，饱和度低，因而应用价值有限。分子标记用于遗传图谱构建是遗传学领域的重大进展之一。随着新的标记技术的发展，生物遗传图谱名单上的新成员将不断增加，图谱上标记的密度也将越来越高。建立起完整的高密度的分子图谱，就可以定位感兴趣的基因。
（二）、基于图谱克隆基因
　　图位克隆(Map—bascd cloning))是近几年随着分子标记遗传图谱的相继建立和基因分子定位而发展起来的一种新的基因克隆技术。利用分子标记辅助的图位克隆无需事先知道基因的序列，也不必了解基因的表达产物，就可以直接克隆基因。图位克隆是最为通用的基因识别途径，至少在理论上适用于一切基因。基因组研究提供的高密度遗传图谱、大尺寸物理图谱、大片段基因组文库和基因组全序列，已为图位克隆的广泛应用铺平了道路。
（三）、物种亲缘关系和系统分类中的应用
　　分子标记广泛存在于基因组的各个区域，通过对随机分布于整个基因组的分子标记的多态性进行比较，就能够全面评估研究对象的多样性，并揭示其遗传本质。利用遗传多样性的结果可以对物种进行聚类分析，进而了解其系统发育与亲缘关系。分子标记的发展为研究物种亲缘关系和系统分类提供了有力的手段。
（四）、用于疾病诊断和遗传病连锁分析
　　1980年，Bostein等成功的将PFLP技术用于镰刀型贫血症的诊断分析，开创了基因诊断的先河。PFLP是以孟德尔方式遗传，因此可以作为染色体上致病基因座位的遗传标志。目前，许多与相连锁的致病基因得以定位。小卫星和微卫星因其高度多态性而被广泛用于疾病诊断和遗传病的连锁分析。随着高通量SNP检测技术方法的出现，作为数量最多且易于批量检测的多态标记，SNP在连锁分析与基因定位，包括复杂疾病的基因定位、关联分析、个体和群体对环境致病因子与药物的易感性研究中将发挥愈来愈重要的作用。

分子标记
在农业基础与应用研究领域，分子标记技术已开始应用于作物种质资源和育种的研究，特别是在构建分子遗传图谱和标记目的性状基因方面取得了很大的进展。

形态标记（morphologica markers）即植物的外部特征特性，如株高、穗长、粒色、千粒重等。此种形态标记简单直观，但是形态标记数少、多态性差、易受环境条件影响。在小麦抗叶锈病基因标记方面，SINGH[5]曾利用形态标记发现慢叶锈基因Lr34和小麦叶片尖部坏死基因紧密连锁。

细胞标记（cytological markers）主要是染色体核型（染色体鼠数目、大小、随体、着丝点位置等)和带型(C带、N带、G带等)，这类标记的缺点是数目有限。目前，还未发现用其进行小麦抗叶锈基因的标记。

生化标记(biochemical markers)主要包括同工酶和储藏蛋白。生化标记具有经济方便的优点，但其标记数有限。DAVlD[6]等曾利用生化标记内肽酶同工酶EP-Dld作为遗传标记对以Thatcher为背景的小麦抗叶锈病近等基因系进行连锁分析，发现EP-Dld与Lr19紧密连锁，重组值为(0.01士0.09)个作图单位。WINZELER[7]等利用含Lr19的小麦抗叶锈病近等基因系，发现生化标记内肽酶同工酶EP-Dl的无效等位基因EP-Dlc可以作为与 Lr19紧密连锁的生化标记，遗传距离为(0.33士0.33)cM。

分子标记与形态标记、细胞标记、生化标记相比较，有以下几方面的优点:①在植物体的多个组织及生育阶段均可检测到，不受时空限制。②数量多，遍及整个基因组。③有许多标记表现为共显性，能够鉴别基因型纯合与否，提供完整的基因型。在标记小麦抗叶锈病基因方面，分子标记可以在更深层次上揭示小麦抗锈遗传机制。通过找到与抗锈基因紧密连锁的分子标记，不但能在遗传背景不同的育种材料中特异性的检测目的基因，而且可以在任一生育阶段同时对多个抗性基因进行筛选，这为了解抗源和抗病品种中所含有的抗性基因提供了更为迅速、稳定、可靠的方法。

目前，用于标记小麦抗叶锈病基因的分子标记主要有以下几种:

2.l RFLP技术在小麦抗叶锈病基因标记中的应用

RFLP(restriction fragment length polymorphism)作为遗传分析的工具开始于1974年，80年代开始应用于植物。其基本原理是物种的基因组DNA在限制性内切酶的作用下，产生相当多的、大小不等的DNA片段，用放射性同位素标记的DNA做探针把与被标记DNA相关的片段检测出来，从而构建出多态性图谱;它所代表的是基因组 DNA在限制性内切酶消化后产生的片段在长度上的差异。RFLP技术被广泛应用于小麦遗传图谱的构建标记和定位小麦的目的基因。

在小麦抗叶锈病基因的RFLP标记方面，SCHACHERMAYR等[8]将一编码受体蛋白激酶的Lrkl0基因的3.9Kb的HindⅢ片段用 PstⅠ分成六个亚片段，将这些亚片段作为RFLP标记，寻找到了特异的Lrk10片段可作为与小麦抗叶锈病基因Lr10紧密连锁的分子标记，将这一亚片段与已知抗性基因的单基因系进行Southern杂交，发现这一3.9Kb的HindⅢ片段仅存在于携带抗叶锈病基因Lr10的近等基因系中。进一步将此 RFLP标记Krkl0-6转变为STS标记STSLrkl0一6，发现一282bp的片段仅存在于携带Lr10的品种中，F2群体分离进一步证明此 282bp的片段与Lr10紧密连锁。SCHACHERMAYR等[9]利用近等基因系找到了与抗叶锈病基因Lr24紧密连锁的RFLP和RAPD的标记。在供试的115个RFLP探针中，其中6个与Lr24紧密连锁，从360个随机RAPD引物中，找到了11个能够揭示多态性的引物，其中一个与 Lr24紧密连锁，并将该RAPD产物克隆、测序将其转化为更为稳定可靠的STS标记，为分子标记辅助育种打下了良好的基础。FEUILLET等[10] 利用小麦抗叶锈病近等基因系Lr1/6*Thatcher和Thatcher及感病品种Frisal，通过F2群体分离，将37个RFLP中的16个定位在了第五部分同源群，而且能在Lr1/6*Thatcher和Frisal之间揭示多态性，I1个RFLP探针能在近等基因系间揭示多态性，F2群体分离分析发现，其中3个与抗性基因连锁，其中一定位在染色体5D上的探针pTAG621证明与Lr1紧密连锁，并将这一RFLP标记转化为了更为可靠的STS 标记。

AUTRIQUE[11]等利用4种含不同抗性基因的小麦近等基因系，根据抗性基因在其染色体上所处的位置选择克隆，同时，从大麦的RFLP连锁图谱和D一基因组RFLP图谱中，挑选了其它的克隆。通过杂交的方法来寻找多态性分子标记。结果发现，定位在染色体7DL和3DL上的8个分子标记，与抗性基因Lr19和Lr24共分离;来自Aegilops umbellulata的Lr9，被定位在染色体6B上，一克隆XksuD27与Lr9共分离，以及与Lr32紧密连锁的两个RFLP标记，遗传距离分别为(3.3土2.6)cM和(6.9土3.6)cM。

2.2 小麦抗叶锈病基因的RAPD标记

NAIK等[12]利用含Lr28的抗叶锈病近等基因系，从80个随机引物中找到了一个能在供体亲本和轮回亲本中揭示多态性的RAPD标记OPJ一 O1。将此387bp的多态性产物克隆、测序，将其设计成更为稳定的STS标记，利用BSA法，对F3群体进行分析，发现387bp的特异性产物只出现在抗性群体中，而在感病群体中表现缺失。证明了RAPD标记OPJ一O1和STS 标记均与Lr28紧密连锁。SIELDLER等[13]利用400个随机引物和14个DNA探针筛选近等基因系Lr9的多态性，并通过F2群体进行遗传连锁分析。结果表明2个RAPD标记和一个RFLP标记可以区分抗感品系,且与Lr9紧密连锁。WILLIAM等[14]利用RAPD技术，从400个随机引物中，找到了3个能在抗病群体和感病群体中揭示多态性的引物0PG-05、0P1-16和OPR-03，将其克隆转化成探针后，对重组群体进行 Southern杂交，确定其中前两个探针与持久抗叶锈病基因相关的数量性状位点(QTL)紧密连锁，其中定位在7BL上的QTL与抗叶锈病基因Lr34 部分同源。SCHACHERMAYR等[15]从395个随机引物中筛选出了3个与小麦抗叶锈病基因Lr9连锁的RAPD标记，将其特异性产物克隆、测序，然后转化成更为稳定的STS标记，F2、F3分离群体检测发现，所有的3个RAPD标记0PA-07、0PJ-l3、OPR-15和一RFLP标记 cMWG684与Lr9紧密连锁。另一RFLP标记PSR546也与Lr9紧密连锁，并与上述四个

DNA标记紧密连锁，遗传距离为(8士2.4)cM，此标记被定位在小麦染色体长臂6BL上。DEDRYVER等[16]利用含Lr24的小麦抗叶锈病近等基因系，在125个随机引物中，只有引物OP-H5能在抗病亲本RL6064中扩

增出一700bp的特异性的条带，而在感病亲本Thatcher中没有。F2群体分离证明，该标记与Lr24完全连锁。将其转变成稳定、可靠的SCAR标记，为分子标记辅助育种提供了有力的工具。

3 其它分子标记

虽然RFLP和RAPD是两种比较普遍的分子标记，但RFLP在小麦中检测的多态性较低，仅为20%--38%。RAPD是方便经济的分子标记，但是重复性和稳定性较差。其它的分子标记，如SSR、ISSR和AFLP的综合信息量大，在作物特别是小麦遗传资源的研究上有着广阔的应用前景。

4 分子标记辅助选择

目前，分子标记技术已开始应用于育种实践，并表现出其独特的优越性。寻找与重要的农艺性状紧密连锁的分子标记，是进行分子标记辅助选择(又称分子育种)和通过作图克隆基因的基础。分子标记辅助选择(Molecular-assisted-selection简称MAS)是生物技术与传统遗传育种相结合而形成的，它可以减少传统的回交育种过程中很难消除的连锁累赘，还可以把不同抗叶锈病基因聚合到同一优良品种中，实现同效基因的累加作用，获得持久抗性。在获得稳定的分子标记的基础上，通过染色体步行(Chromosome walking)等方法分离克隆该基因。

由于分子标记育种技术目前尚不成熟和完善，因此还不能作为一种育种方法单独使用。我国传统育种经验丰富，因此，应注意将分子标记这一先进技术与育种家的丰富经验相结合，使分子标记辅助选择发挥其更大的作用。

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