橡胶树分子标记辅助育种技术研究进展

冯素萍 武耀廷

（海南热带海洋学院 海南三亚 572200）

橡胶树分子标记辅助育种技术研究进展

冯素萍 武耀廷

（海南热带海洋学院 海南三亚 572200）

橡胶树是一类大规模化种植具有商业化特征的产胶植物，有着较高的种植价值。但因其常规育种周期较长，使得其育种工作的发展受到很大限制。最近几年，橡胶树分子标记开发和利用工作在其应用上取得了一定进展，推动了育种工作的进展。本文就橡胶树的分子标记在遗传多样性、构建遗传图谱、基因定位、辅助育种、品种鉴定方面等方面的遗传育种研究中做一总结，并对我国目前橡胶树分子标记方向的发展势态进行展望。

橡胶树 分子标记 辅助育种 进展

1　遗传育种研究中橡胶树的分子标记

1.1遗传多样性

对育种的工作人员来讲，种质资源遗传的多样性和亲缘信息是整个工作的基础，也是关键。在以前的多样性分析试验中，大多数用用同工酶作为标记，但是同工酶有组织特异性和发育特异性，而且，能提供的标记数量不多。现在采用的DNA多态分子标记法解决了上述难题。有学者采用RFLP技术分别对73个魏克汉品种和95个野生品种做了DNA测定后得出结论：尽管魏克汉的多样性低于野生品种，但是这个多样性的数量已经较高。在对72魏克汉品种和92个野生品种的试验过程中，31个探针和内切酶的结合一共生成了124RFLP标记，且都具有多态性［1］。数据显示，魏克汉品种和野生品种具有很近的亲缘关系，这些多态性的标记可以将所选择的野生品种根据其地理位置分成三大类。同时，还有学者在对一百零八个橡胶树的无性系进行标记分析后得出结论：野生品种遗传的多样性高于人工栽培的品种［2］。有学者认为，虽然魏克汉品种遗传基础差、人为干预程度高，但是其遗传多样性仍然较为丰富［3］。有学者用35个引物对24个品种进行试验，得出结论，多态性带在总扩增带的比例高达88%［4］。

1.2构建遗传图谱

现在，很多树种都建立了完整的高密度的遗传图谱。它是定位基因、构建物理图谱、根据图谱研究相关基因等工作的重要前提［5-8］。以橡胶树为例，科学家已经研究出它的图谱。有学者用双向拟测交的方式建立了该图谱，该图谱在RB260XR038范围内的106株子一代树群进行，它包括18个连锁群，由如下标记构成：301个RFLP标记、388个AFLP标记、18个卫星标记、10个同工酶标记；每个标记间的图距是3cM，就覆盖基因组的总图距而言，此数值为2144cM［9］。将334株子一代作为研究材料，学者Prapan也构建了相应的遗传图谱，该图谱由SSR标记和AFLP标记构成，前者有247个，后者有198个［9］。有学者将杂交组合GT1×IAN873的195个亲一代群体作为研究材料进行了AFLP图谱的构建，其中就连锁图谱的总图距而言，此数值为1455.57cM，而每个标记间的图距是5.58cM［9］。学者王惠军也进行了相关研究，不仅将其18个连锁群遗传图谱做了相应的构建，还对SRAP标记和SSR标记进行了定位，前者有61个，后者有7个。就此图谱而言，其覆盖基因组长度的值是774 cM，就其平均图距而言，其值为11.38 cM，就单个连锁群的遗传长度而言，其值控制在51-85 cM，而就该群的标记数而言，其值有2-8个，同时有着0.5-25.5 cM的图距。该连锁群的偏分离的标记有18个，占有26.5%的比例［3］。学者冯素萍将94个子一代群体作为研究材料，对橡胶树进行了遗传图谱的构建，该图谱有91个SSR标记，覆盖的连锁群为18个，有1937.06 cM的图距，有着107.61 cM的连锁群平均长度，就每个连锁群而言，有标记2-16个，每个标记间的距离为21.29cM；而就每个连锁群的长度而言，控制在9.33-550.83 cM之间。虽然这些遗传图谱都有着一定的缺陷，有待进一步完善，但是为橡胶树更进一步的QTL定位以及选择分子标记辅助都奠定了一定的地基［10］。

1.3基因定位

要想对基因进行定位，首先要建立一张高密度的基因图谱，利用图谱定位的机理和传统遗传学较为相似，都是利用分析标记特征和目标性状的重组值来预估标记和性状之间的关联及遗传距离。运用多个连锁反应，就可把掌控某一个性状基因的精准位置确定下来。有学者在对PB260品种和种内杂种RO38以及它们的195株子一代个体进行了监测抗南美叶疫病的QTL定位，他们在PB260树种中发现了一个抗性QTL，在RO38中找到了8个抗性QTL，子一代树种不仅遗传了亲本的抗性，同时自己产生了两个新的抗性［11-13］。采用复合区间作图的方法，学者和丽岗进行了橡胶树多个性状的QTL定位，其中，与茎围有着相关性的QTLs有13个，与干胶含量有着相关性的QTLs有2个，与乳胶蔗糖有着相关性的QTLs有10个，与无机磷含量有着相关性的QTLs有10个，与胶乳硫醇含量有着相关性的QTLs有10个［2］。这些工作为更好的克隆相关基因以及辅助分子标记进行育种的选择工作奠定了坚实的力量。

1.4辅助育种

运用分子标记来辅助选择，它是指运用对与目标基因紧密关联的分子标记基因型进行分析来综合判定是否有目标基因的存在［14-17］。这种选择的方式比较间接，不容易受到其他基因效应和外界环境因素的影响，所以利用这一方法得出的结论很可靠，同时，因为这一过程是在早期进行，所以很大程度上缩短了育种的时间，进一步加快了整个育种的速度［18］。试验证明，在番茄的回交育种时，每个回交过程产生30个植株，使用分子标记的辅助方法进行选择，只需要三代，就能完全恢复成亲本的基因型，要是采用传统的回交进行育种的话，至少需要六代。学者陈守才等通过对11个抗白粉病品系和11个感病品系进行分析它们的RAPD结果，找到一个和抗白粉病关联的OPV-390标记。还有学者在对上述两个橡胶树进行AFLP分析后得出结论，找到一个和抗白粉病相连锁的标记，它大约有320bp大小［19］。另一位学者在子一代树种中找到一个与矮生关联的标记，它大约是1.4kb大小。上述这些标记的相继发现，为下一步橡胶树抗病分子的育种打好基础［20］。

1.5品种鉴定

一段时间以来，人们往往是通过分辨橡胶树的外部形态的特征来区别橡胶树的品种，当其外部形态差别较为微小时，这一方法明显就派不上用场。因为一个物种的多个品种之间有相当数量的不同的DNA分子标记，所以根据某一个品种的特殊标记来把它和其他品种进行区分鉴定，这种方法更科学，更精准。有学者运用人源微卫星探针对选出的73个魏克汉品种进行了分析研究，结果显示，这73个品种都能很轻松的就分别开来，同时，同一品种的DNA完全吻合［9］。另一学者运用RFLP标记的方法能够将全同胞品种区分开来［1］。上述实验证明，使用DNA标记的方法来甄别橡胶树的种类是科学的。

2　我国目前在橡胶树分子标记方向的发展势态

我国分子标记用于橡胶树研究的时间比较晚，和国外先进的地区比较差距不少。为了进一步推进橡胶树的分子标记研究的进程，提升试验植株的精确度，减短育种的周期，提高实验的效率，进一步推进我国橡胶树研究的发展，笔者认为，应从以下几个方面着手：

2.1分析遗传多样性

橡胶树的遗传试验的选种范围很窄，这一关键也是阻碍我国橡胶树研究的难题。怎样才能增多遗传试验的选种范围，只有充分发掘野生的橡胶树品种。野生品种中富含有大量的优质基因，比如：抗病、抗寒、速生基因等等，运用杂交的方式 让野生基因和培育基因相结合，才能栽育出更适合实际生产需求的橡胶树品种。分子标记的方法可以甄别出橡胶树的亲缘关系怎样，然后才能作为整个选配杂交品种的依据，以防盲目操作，提升工作的效率。

2.2选择和特异性相关的分子标记

橡胶树传统的育种过程由于受到橡胶树本身属性、生长过程长、育种早期受限等因素的影响，工作效率低，速度慢。分子标记法和传统育种方法相结合，育种周期明显减短、速度显著提升。特别是标记和目的性状结合，能明显提升标记选择的精准度。只有增多连锁标记的数量才能排除标记的异常，这一方法在整个实验植株中进行选择，能更好的分子标记的方法用到实际育种过程中。

2.3建立遗传图谱

图谱的建立是整个遗传过程中一大关键组成部分，是整个过程的先决条件，同样也是整个遗传实践操作过程的科学依据。随着橡胶树遗传图谱的完善，可以依据这一原则，可以更好地定位能提高质量和数量性能的基因、克隆好的基因、明确基因功能等。这些功能最大限度地推进我国在橡胶树基因研究领域的进程。

2.4编制DNA指纹图谱

橡胶树的DNA指纹象人的指纹一样，具有个体差异性和较高的变异特点，这种方法不易受到外界气候等环境地影响。给橡胶树绘制DNA图谱，建设指纹数据库，能在日常生产过程精准、快捷、便利地甄别品种。

3　展望

综上所述，就橡胶树分析标记的开发以及应用而言，在我国已经取得一定成绩，但不论是在数量方面，还是在种类方面，分子标记都不能及时满足橡胶生物学研究的相关需求。最近几年，伴随着测序以及组装技术的进一步发展，有着更多的橡胶树转录组和基因组测序数据产生，如此使得橡胶树分子标记的大规模化开发成为必然趋向，而分子标记在数量以及种类方面的增加也将更好的推进其在构建遗传图谱、克隆和定位遗传基因、分析遗传多样性、辅助育种的应用，进而使得橡胶树的研究工作得以更好发展。

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S794.1

A

1674-2060（2016）05-0084-02

国家自然科学基金，31100495，橡胶树分子标记的开发、遗传图谱的构建及胶乳产量相关性状的QTL 定位；海南省自然科学基金，314084，基于巴西橡胶树EST序列的抗性基因鉴定、标记开发和初步应用研究。

冯素萍（1972—），女，河南汝州人，博士，海南热带海洋学院教师，副教授，研究方向：橡胶树分子育种研究。