分子标记在茶树种质资源遗传多样性分析中的应用研究

2016-09-12 10:35李慧,聂枞宁,黄亮
现代农村科技 2016年2期
关键词:标记技术茶树种质

分子标记在茶树种质资源遗传多样性分析中的应用研究

随着现代生物技术的发展,DNA分子标记技术在茶树研究领域的应用越来越多,本文综述了 RFLP、RAPD、AFLP、SSR、ISSR在茶树种质资源遗传多样性分析中的应用现状,探讨了分子标记在茶树遗传多样性中应用存在的问题,并提出建议,为分子标记技术更好的应用于茶树种质资源遗传多样性提供参考。

茶树种质资源;遗传多样性;分子标记

茶树是异花授粉植物,长期的自然和人工选择,形成了丰富的种质资源,其遗传背景复杂,品种间遗传多样性丰富。茶树种质资源的遗传多样性即基因多样性,是指决定茶树性状的遗传基因的多样性及其组合的多样性。遗传多样性的高低决定了种群存在的稳定性以及进化潜力。因此,研究茶树种质资源的遗传多样性是茶树育种的基础,能对茶树进化潜能进一步分析,还能科学的收集植物遗传资源。据不完全统计,目前全世界各共保存的种质资源达15 000份之多[1],这些丰富的茶树种质资源为我们进行生物技术的研究和选育优良的茶树品种提供了原始材料的保障。

1 分子标记在茶树种质资源遗传多样性分析中的应用现状

分子标记是一种遗传标记,指以生物体中某种有差异的特异性的DNA片段来反映遗传变异,是遗传多态性分子水平上的直接反映,是基因型在DNA水平上的直接反映。分子标记通常用电泳方法来检测,以电泳条带之间的差异来体现个体之间DNA的差异。根据应用原理、检测手段和相关技术等的不同,分子标记主要分为三大类:基于分子杂交技术的,如RFLP;基于PCR扩增技术的,如RAPD,ISSR;基于DNA芯片技术的,如SNP。目前在茶树研究中,应用较多的分子标记主要是 RFLP、RAPD、AFLP、SSR、ISSR这五种分子标记。

Wachair F N等[2]用RAPD标记来分析茶、普洱茶和尖萼茶等的38个无性系的遗传多态性,研究表明中国的茶类型、柬埔寨的尖尊茶类型内的变异比印度的普洱茶类型大。关于我国适制不同茶类的品种的遗传多样性,Fang等[3]利用SSR标记对我国185个茶树品种的遗传多样性进行分析,适制红茶品种的遗传多样性水平最高。因此,推测适制红茶的茶树资源遗传背景和生长的地理环境更为复杂。

与上述分子标记相比,ISSR具有多态性高、操作简便、引物通用等优点,是第2代分子标记中应用最广的分子标记之一。目前ISSR分子标记在茶树中的应用主要在遗传多样性分析、DNA指纹图谱构建、亲缘关系分析等方面。刘本英等[4],刘绍杰[5]等采用ISSR分子标记对云南及四川茶树资源进行遗传多样性分析,结果均表明,其引物多态性高,可以较好地应用于大量种质资源的遗传多样性分析。此外,ISSR分子标记在茶树DNA指纹图谱的构建上体现了很大的优势:引物多态性丰富、扩增条带清晰、稳定。

2 存在的问题及建议

随着茶树遗传多样性研究的深入发展,遗传多样性标记已拓展到了目前广泛开展DNA分子标记。茶树种质资源遗传多样性的研究已取得不错的进展,为茶树新品种选育和遗传改良提供了丰富的育种材料。但是仍然存在一些问题:①近年来,各种分子标记在茶树种质资源研究应用以ISSR为主,但ISSR较少应用于种质筛选。究其原因,可能为ISSR分子标记技术与茶树的形态学性状关联性不高。因此,在进行种质筛选时,可将ISSR与其他分子标记技术相结合,相互补充。②很多学者在研究茶树种质资源遗传多样性时,通常为研究其基因遗传多样性,忽视了基因型、环境效应和基因型与环境互作效应。建议在以后的研究中将茶树基因遗传多样性和形态学性状的遗传多样性及品质成分的遗传多样性相结合,更完整和深入地反映其多样性规律。③虽然分子标记在茶树资源亲缘关系、遗传多样性、品种鉴别、早期鉴定等方向的研究已日益增多,但常规育种与分子辅助育种技术结合创新育种十分罕见,茶树分子育种研究进度缓慢,常规育种仍在茶树育种工作中发挥主导作用,因此育种年限依然漫长。

[1]马建强,姚明哲,陈亮.茶树种质资源研究进展[J].茶叶科学,2015,35(1):11~16.

[2]Wachira FN,Waugh R,et al.Detection of genetic diversity in tea(C.Sinensis)usingRAPD markers[J].Genome,1995(38):201~210.

[3]Fang WP,Cheng H,Duan YC,et al.Genetic diversity andrelationship of clonal tea(Camellia sinensis)cultivars inChina as revealed by SSR markers[J].Plant Systematics andEvolution,2012(298):469~483.

[4]刘本英,李友勇,唐一春,等.云南茶树资源遗传多样性与亲缘关系的ISSR分析 [J].作物学报,2010,36(3):391~400.

[5]刘绍杰,迟琳,谢文钢,等.古蔺牛皮茶种质资源遗传多态性 [J].作物学报,2014,40(12):2118~2127.

611130四川农业大学园艺学院李慧

聂枞宁黄亮付雪莲

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