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摘 要：该文在查阅大量文献资料的基础上，综述了DNA分子标记技术及其在果树品种鉴定、种质资源保存、果树基因标记、分子遗传图谱构建、多样性检测等方面的应用，并对其现阶段存在问题和今后的发展前景进行了分析讨论。
关键词：DNA分子标记技术；果树；研究；应用
中图分类号 S66 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）20-27-02
DNA Molecular Markers and its Application on the Research of Fruit Trees
Wen Yinghong et al.
（Pomology Institute，Shanxi Academy of Agricultural Sciences，Taigu 030815，China）
Abstract：In this paper，the application of DNA molecular markers in fruit trees was reviewed from following aspects： cultivars identification，germplasm resource research，genetic diversity detection，molecular genetic mapping construction，genetic marker were research，its problems and development in the future were also discussed.
Key words：DNA molecular markers；Fruit tree；Research；Application
作为一种重要的栽培作物，果树在我国乃至全世界的农业生产中都扮演着十分重要的角色。DNA分子标记技术的发展，为果树品种的鉴定、亲缘关系的分析、种质资源的保存、分子遗传图谱的构建、控制重要农艺性状基因的标记定位等方面的研究提供了理论依据和技术指导[1-2]。
1 DNA分子标记技术概述
DNA分子标记技术是随着生物技术的发展而出现的一类重要的遗传标记技术，它有着不受材料来源的影响和环境条件的限制、多态性高、遗传稳定好、标记位点多、共显性、选择中性、重复性好、检测迅速、操作简便等优势，因而被视为理想的遗传标记技术，迅速得到发展。
随着分子生物学、遗传学、生物化学等学科理论研究的不断深入和实践应用的不断成功，DNA分子标记技术已被广泛的应用于遗传育种、种质资源鉴定、植物抗病基因定位、植物分类等诸多研究领域。DNA分子标记技术主要分为3类：第一类以Southern杂交为基础，RFLP （Restriction Fragment Length Polymorphism）为代表；第二类以PCR技术为基础，RAPD（Randomly Amplified Polymorphic DNA）、STS（Sequence Tagged Site）、SCAR（Sequence Characterized Amplified Region）和AFLP（Amplified Fragment Length Polymorphism）为代表；第三类以重复序列为基础，SSR（Smiple Sequence Repeat）为代表。经常应用于果树研究的DNA分子标记有RFLP、RAPD、AFLP、SSR和SCAR等。
2 DNA分子标记技术在果树研究中应用
2.1 品种鉴定 果树栽培历史悠久，新老品种繁多，繁殖方式多以无性繁殖为主，加上不同地域间频繁的种质交流，导致同名异种和同种异名的现象严重。因此，进行准确、可靠的品种鉴定，对于避免果树品种混乱、保护果树种质资源以及育种工作者的知识产权等方面都具有着极为重要的作用[1]。DNA分子标记技术直接从DNA分子水平上对果树品种、品系进行分类鉴定，准确、高效、信息量大，近几年来已得到了广泛的应用[3]。
前人在果树品种鉴定方面取得了很好的成绩。例如：Koller等应用引物P2（5′ACGAGGGACT3′）成功区分了11个苹果品种；Tancred等将澳大利亚选育的特早熟品种GB-63-43与其余3个相似品种区分开；祝军等应用RAPD技术区分了16个苹果品种，应用AFLP技术区分了25个苹果品种[4]；彭建营等应用RAPD技术对几个枣品种的亲缘演化关系进行了研究，认为山东龙枣与河北龙枣为同一品种[5]；徐碧玉等应用RAPD技术利用同一引物可以初步区分出10个芒果品种；于晓英等对35份香蕉种质材料进行了AFLP分子标记，结果表明几内亚、苹果以及阳江矮3份香蕉种质材料实际为一个品种[6]。此外，龙眼、越桔、柿等树种也已经开展了这方面的研究工作。
2.2 果树种质资源的保存 种质资源是人类宝贵的财富，果树种质资源是选育优良果树新品种和改良现有果树品种的物质基础。DNA分子标记技术可以避免果树种质资源保存中常常发生的混淆和重复问题，为果树种质资源的分类鉴定和保存提供了全新的技术方法[7]。用DNA分子标记技术建立“核心种质”的效果较好，只占全部种质资源10%左右的“核心种质”能够最大限度地代表种质资源的遗传多样性，因此建立“核心种质”是提高果树种质资源管理质量和效率的重要途径[8-10]。
2.3 果树基因标记 果树基因标记的目标基因主要是控制其重要农艺性状的遗传基因，筛选与这些目标基因连锁的相关遗传基因，是构建果树分子遗传图谱以及基因定位和克隆的基础，也是果树分子辅助育种的前提。目前，已经有大量的与果树重要农艺性状相关的基因被标记并且广泛地应用。遗传图谱的构建为果树基因标记的研究奠定了一定的基础，大多数控制果树重要农艺性状的基因都表现为数量遗传的特点，如产量高低、品质优劣和成熟期等等；也有许多农艺性状表现为质量遗传的特点，如抗病性和抗虫性等[1]。 2.4 分子遗传图谱构建 DNA分子标记是构建遗传图谱的主要标记，前人已经应用分子标记技术为苹果、桃、葡萄、樱桃、杏等树种构建了遗传图谱。近些年来，随着DNA分子标记技术的发展，果树分子遗传图谱的研究进展相对较快，果树遗传图谱己经达到了一定的密集度，构建高密度的遗传图谱不仅在很大程度上提高了果树育种工作的预见性，还可以为基因搜集的量化和种质资源的保存提供较为科学的依据[5]。
2.5 遗传多样性检测 遗传多样性是生命系统的基本特征，它能够反映某物种适应环境的能力以及该物种可能被改造和利用的潜力。DNA分子标记技术是检测果树种质资源遗传多样性的有效工具。例如，Warburton等对130多个桃品种的遗传多样性进行RAPD分析，认为亚洲供试品种的遗传多样性比较多样，而美国的品种比较单一；Bower等应用RFLP技术研究了33个酿酒葡萄品种的遗传多样性；张开春等在DNA分子水平上对我国苹果属无融合生殖种质资源平邑甜茶的遗传多样性进行了RAPD分析[7]。
3 问题与展望
虽然果树的DNA分子标记技术起步相对晚、基础薄弱、发展缓慢，但也取得了不错的成绩。现阶段，果树DNA分子标记技术发展中存在的主要问题是：对控制果树重要农艺性状的基因研究较少，遗传图谱标记间的距离较大，现有标记不能很好地与生产实践相结合等。因此，在今后的工作中应更加注重与果树农艺性状尤其是重要经济性状相关的数量性状分子标记，多种标记技术相结合加强QTL作图，增加图谱的饱和度，传统育种方法与分子标记相结合，降低育种成本、提高育种效率。随着分子生物学技术的进步和相关学科的发展，针对果树特有性状和综合习性的分子标记技术将会得到不断地完善，而且还会有更多新的DNA分子标记技术被创造。相信随着DNA分子标记技术的完善、发展和应用，必将有力地推动果树产业的发展[11-12]。
参考文献
[1]白瑞霞，彭建营.DNA分子标记在果树遗传育种研究中的应用[J].西北植物学报，2004，24（8）：1547-1554.
[2]马翠兰，刘星辉，张玉兰.DNA分子标记技术在果树上的应用[J].内蒙古农业大学学报，2001，22（2）：105-112.
[3]刘遵春，包东娥，张传来.RAPD技术及其在果树研究上的应用[J].河南科技学院学报，2005，25（3）：60-62.
[4]徐崇志，廖胜刚.分子标记技术在果树种质资源及遗传育种研究中的应用[J].塔里木大学学报，2006，18（3）：39-45.
[5]彭建营，束怀瑞，孙仲序，等.枣RAPD技术体系建立与几个品种亲缘关系的研究[J].农业生物技术学，报，2000，8（2）：155-159.
[6]于晓英，张秋明，易干军，等.香蕉种质资源的扩增片段长度多态性鉴定与分类[J].湖南农业大学学报，2002，28（3）：206-210.
[7]白瑞霞，彭建营. DNA分子标记在果树遗传育种研究中的应用[J].西北植物学报，2004，24（8）：1547-1554.
[8]邹喻苹，葛颂，王晓东.系统与进化植物学中的分子标记[M].北京：科学出版社，2001.
[9]Mcferson J R.From in situ to ex situ and back：the importance of characterizing germplasm collection[J].Hor.Science，1998，3（7）：1134-1137.
[10]Hokanson S C.Microsatelite （SSR） markers reveal genetic deities diversity and relationship inMalus×domestic Borkh. Core subetcollection[J].Theor Appl Genet，1998，97：671-683.
[11]张国海.DNA分子标记在落叶果树上的应用[J].河南科技大学学报，2003，23（2）：23-26.
[12]韩宏.分子标记在果树种质资源研究中的应用[J].陕西农业科学，2010（4）：74-76. （责编：张宏民）
关键词：DNA分子标记技术；果树；研究；应用
中图分类号 S66 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）20-27-02
DNA Molecular Markers and its Application on the Research of Fruit Trees
Wen Yinghong et al.
（Pomology Institute，Shanxi Academy of Agricultural Sciences，Taigu 030815，China）
Abstract：In this paper，the application of DNA molecular markers in fruit trees was reviewed from following aspects： cultivars identification，germplasm resource research，genetic diversity detection，molecular genetic mapping construction，genetic marker were research，its problems and development in the future were also discussed.
Key words：DNA molecular markers；Fruit tree；Research；Application
作为一种重要的栽培作物，果树在我国乃至全世界的农业生产中都扮演着十分重要的角色。DNA分子标记技术的发展，为果树品种的鉴定、亲缘关系的分析、种质资源的保存、分子遗传图谱的构建、控制重要农艺性状基因的标记定位等方面的研究提供了理论依据和技术指导[1-2]。
1 DNA分子标记技术概述
DNA分子标记技术是随着生物技术的发展而出现的一类重要的遗传标记技术，它有着不受材料来源的影响和环境条件的限制、多态性高、遗传稳定好、标记位点多、共显性、选择中性、重复性好、检测迅速、操作简便等优势，因而被视为理想的遗传标记技术，迅速得到发展。
随着分子生物学、遗传学、生物化学等学科理论研究的不断深入和实践应用的不断成功，DNA分子标记技术已被广泛的应用于遗传育种、种质资源鉴定、植物抗病基因定位、植物分类等诸多研究领域。DNA分子标记技术主要分为3类：第一类以Southern杂交为基础，RFLP （Restriction Fragment Length Polymorphism）为代表；第二类以PCR技术为基础，RAPD（Randomly Amplified Polymorphic DNA）、STS（Sequence Tagged Site）、SCAR（Sequence Characterized Amplified Region）和AFLP（Amplified Fragment Length Polymorphism）为代表；第三类以重复序列为基础，SSR（Smiple Sequence Repeat）为代表。经常应用于果树研究的DNA分子标记有RFLP、RAPD、AFLP、SSR和SCAR等。
2 DNA分子标记技术在果树研究中应用
2.1 品种鉴定 果树栽培历史悠久，新老品种繁多，繁殖方式多以无性繁殖为主，加上不同地域间频繁的种质交流，导致同名异种和同种异名的现象严重。因此，进行准确、可靠的品种鉴定，对于避免果树品种混乱、保护果树种质资源以及育种工作者的知识产权等方面都具有着极为重要的作用[1]。DNA分子标记技术直接从DNA分子水平上对果树品种、品系进行分类鉴定，准确、高效、信息量大，近几年来已得到了广泛的应用[3]。
前人在果树品种鉴定方面取得了很好的成绩。例如：Koller等应用引物P2（5′ACGAGGGACT3′）成功区分了11个苹果品种；Tancred等将澳大利亚选育的特早熟品种GB-63-43与其余3个相似品种区分开；祝军等应用RAPD技术区分了16个苹果品种，应用AFLP技术区分了25个苹果品种[4]；彭建营等应用RAPD技术对几个枣品种的亲缘演化关系进行了研究，认为山东龙枣与河北龙枣为同一品种[5]；徐碧玉等应用RAPD技术利用同一引物可以初步区分出10个芒果品种；于晓英等对35份香蕉种质材料进行了AFLP分子标记，结果表明几内亚、苹果以及阳江矮3份香蕉种质材料实际为一个品种[6]。此外，龙眼、越桔、柿等树种也已经开展了这方面的研究工作。
2.2 果树种质资源的保存 种质资源是人类宝贵的财富，果树种质资源是选育优良果树新品种和改良现有果树品种的物质基础。DNA分子标记技术可以避免果树种质资源保存中常常发生的混淆和重复问题，为果树种质资源的分类鉴定和保存提供了全新的技术方法[7]。用DNA分子标记技术建立“核心种质”的效果较好，只占全部种质资源10%左右的“核心种质”能够最大限度地代表种质资源的遗传多样性，因此建立“核心种质”是提高果树种质资源管理质量和效率的重要途径[8-10]。
2.3 果树基因标记 果树基因标记的目标基因主要是控制其重要农艺性状的遗传基因，筛选与这些目标基因连锁的相关遗传基因，是构建果树分子遗传图谱以及基因定位和克隆的基础，也是果树分子辅助育种的前提。目前，已经有大量的与果树重要农艺性状相关的基因被标记并且广泛地应用。遗传图谱的构建为果树基因标记的研究奠定了一定的基础，大多数控制果树重要农艺性状的基因都表现为数量遗传的特点，如产量高低、品质优劣和成熟期等等；也有许多农艺性状表现为质量遗传的特点，如抗病性和抗虫性等[1]。 2.4 分子遗传图谱构建 DNA分子标记是构建遗传图谱的主要标记，前人已经应用分子标记技术为苹果、桃、葡萄、樱桃、杏等树种构建了遗传图谱。近些年来，随着DNA分子标记技术的发展，果树分子遗传图谱的研究进展相对较快，果树遗传图谱己经达到了一定的密集度，构建高密度的遗传图谱不仅在很大程度上提高了果树育种工作的预见性，还可以为基因搜集的量化和种质资源的保存提供较为科学的依据[5]。
2.5 遗传多样性检测 遗传多样性是生命系统的基本特征，它能够反映某物种适应环境的能力以及该物种可能被改造和利用的潜力。DNA分子标记技术是检测果树种质资源遗传多样性的有效工具。例如，Warburton等对130多个桃品种的遗传多样性进行RAPD分析，认为亚洲供试品种的遗传多样性比较多样，而美国的品种比较单一；Bower等应用RFLP技术研究了33个酿酒葡萄品种的遗传多样性；张开春等在DNA分子水平上对我国苹果属无融合生殖种质资源平邑甜茶的遗传多样性进行了RAPD分析[7]。
3 问题与展望
虽然果树的DNA分子标记技术起步相对晚、基础薄弱、发展缓慢，但也取得了不错的成绩。现阶段，果树DNA分子标记技术发展中存在的主要问题是：对控制果树重要农艺性状的基因研究较少，遗传图谱标记间的距离较大，现有标记不能很好地与生产实践相结合等。因此，在今后的工作中应更加注重与果树农艺性状尤其是重要经济性状相关的数量性状分子标记，多种标记技术相结合加强QTL作图，增加图谱的饱和度，传统育种方法与分子标记相结合，降低育种成本、提高育种效率。随着分子生物学技术的进步和相关学科的发展，针对果树特有性状和综合习性的分子标记技术将会得到不断地完善，而且还会有更多新的DNA分子标记技术被创造。相信随着DNA分子标记技术的完善、发展和应用，必将有力地推动果树产业的发展[11-12]。
参考文献
[1]白瑞霞，彭建营.DNA分子标记在果树遗传育种研究中的应用[J].西北植物学报，2004，24（8）：1547-1554.
[2]马翠兰，刘星辉，张玉兰.DNA分子标记技术在果树上的应用[J].内蒙古农业大学学报，2001，22（2）：105-112.
[3]刘遵春，包东娥，张传来.RAPD技术及其在果树研究上的应用[J].河南科技学院学报，2005，25（3）：60-62.
[4]徐崇志，廖胜刚.分子标记技术在果树种质资源及遗传育种研究中的应用[J].塔里木大学学报，2006，18（3）：39-45.
[5]彭建营，束怀瑞，孙仲序，等.枣RAPD技术体系建立与几个品种亲缘关系的研究[J].农业生物技术学，报，2000，8（2）：155-159.
[6]于晓英，张秋明，易干军，等.香蕉种质资源的扩增片段长度多态性鉴定与分类[J].湖南农业大学学报，2002，28（3）：206-210.
[7]白瑞霞，彭建营. DNA分子标记在果树遗传育种研究中的应用[J].西北植物学报，2004，24（8）：1547-1554.
[8]邹喻苹，葛颂，王晓东.系统与进化植物学中的分子标记[M].北京：科学出版社，2001.
[9]Mcferson J R.From in situ to ex situ and back：the importance of characterizing germplasm collection[J].Hor.Science，1998，3（7）：1134-1137.
[10]Hokanson S C.Microsatelite （SSR） markers reveal genetic deities diversity and relationship inMalus×domestic Borkh. Core subetcollection[J].Theor Appl Genet，1998，97：671-683.
[11]张国海.DNA分子标记在落叶果树上的应用[J].河南科技大学学报，2003，23（2）：23-26.
[12]韩宏.分子标记在果树种质资源研究中的应用[J].陕西农业科学，2010（4）：74-76. （责编：张宏民）