SSR标记在植物种质资源鉴定的应用进展

卓 蕾，向成丽，肖 杰，叶媛丽

（西南科技大学生命科学与工程学院/四川省生物质资源利用与改性工程技术研究中心，四川绵阳 621010）

丰富多彩的种质资源是育种工作的物质基础。为了充分利用所收集的种质资源，必须对其进行深入细致的研究、鉴定以及评价。然而，由于传统的以形态标记为主的研究思路和方法易受环境因素、生物个体发育阶段差异等影响，种质资源的研究与应用一直困难重重，效率低下[1]。随着分子标记技术的飞速发展，分子标记及分子标记与传统遗传标记相结合的分析方法，不仅提供了更准确有效的种质资源收集和保护指导和更全面深入的种质资源鉴定信息，还大幅度提高了育种效率，具有极大的现实意义。

于1991 年由Moore 创立的SSR 分子标记技术直接反映DNA 水平上的遗传变异，弥补形态学鉴定的不足。具有种属间引物通用性高、条带多态丰富、结果稳定、重复性好等优点[2-3]，在种质资源鉴定方面展示了广阔的应用前景。本研究综述了SSR 标记在遗传多样性与亲缘关系评价、品种鉴定与纯度分析、遗传连锁图谱及指纹图谱构建等方面的应用进展，以期为SSR 分子标记在植物种质资源鉴定领域进一步的研究与应用提供参考。

1 遗传多样性与亲缘关系分析

通过比较SSR 分子标记的结果，能对物种进行聚类分析，进而了解其遗传多样性与亲缘关系，在遗传资源的系统化研究中起着重要作用。卢玲梅[4]利用10 个能鉴定籼粳稻的SSR 分子标记对233 份供试材料进行籼粳鉴定，并结合聚类分析结果将某些在表型性状上表现出籼稻特性的水稻品种从分子标记角度归类于粳稻品种。徐放等[5]基于12 对具有较高的多态性SSR引物研究11 个含笑属物种亲缘关系，结果显示12 个标记的平均等位基因数为8.17，Shannon 多样性指数及PIC 多态信息含量平均值分别为1.836、0.365，聚类分析结果与以往的分类学研究结果一致，说明SSR 分子标记能高效分析含笑属种间亲缘关系，完成基因分型。袁滨等[6]利用SSR 技术和体细胞不亲和性试验，分析引进双孢蘑菇种质资源间的亲缘关系与遗传多样性。陈坚等[7]对11 份草莓品种进行了遗传多样性和地理分布特征的研究。Mariano 等[8]分析了非洲棕榈分化关系及居群的亲缘谱。李群等[9]基于SSR 标记分子世界豌豆遗传多样性，发现亚洲豌豆种质资源遗传多样性最为丰富，其基因多样性指数为0.4638，为我国豌豆育种及品种改良提供了丰富的遗传材料。徐令文等[10]将12 对SSR 引物使用在21 个泡核桃品种中，共检测到95 个等位基因，每对引物平均有效等位基因为7.9167 个。了解生物体在长期适应生境变化的过程中发生的可遗传变异，也是发掘该物种优良性状的重要基础。张燕红等[11]将粳稻耐盐性状与SSR 标记关联分析，鉴定到34 个相关联位点，对耐盐品种改良具有重要的现实意义。刘星月等[12]探究体细胞无性系多子芋侧球茎不膨大变异材料与亲本间的遗传差异，利用38对SSR 引物揭示了2 个材料间发生了基因水平的变异，为后续研究多子芋膨大调控机制提供依据。

2 杂交种纯度鉴定

通过SSR 分子标记分析DNA 水平上的差异来检验品种纯度，具有准确度高、快速、操作简单等优点，因而被广泛应用。何玉等[13]在28 对西瓜的SSR 引物中选择多态性好、亲本条带间隙明显的BVWS00839 引物作为3 批西瓜纯度鉴定的引物，结果显示试验对象纯度分别为99.47%、98.96%和97.92%，和田间鉴定的结果基本上一致，没有明显的差异。张佩伦[14]、韩道杰等[15]也分别基于核心引物筛选，选用单一特定引物鉴定出西瓜杂交种纯度，这为后续筛选更多引物进行多重PCR 试验，建立西瓜标准化鉴定程序奠定了基础。随后，杨会会等[16]在前人研究的基础上选用4 对条带清晰、多态性好的SSR 标记，成功建立了西瓜杂交种的双重和三重PCR 纯度鉴定体系，进一步提高鉴定效率及准确性。此外，王立广等[17]以两系杂交水稻“荃两优2118”为材料，对亲本与杂交种的种子苗嫩叶的DNA中提取，从48 对SSR 引物进行筛选出2 组引物RM7120、RM8277 可用于“荃两优2118”种子纯度鉴定。卢霞等[18]利用茄科基因组数据库和分析软件开发出75 对辣椒的SSR 标记，选用标记p50 来鉴定绿陇3号辣椒的种子纯度达100%。

3 遗传连锁图谱及指纹图谱构建

以SSR 分子标记为主的遗传连锁图谱是以SSR位点在染色体上的相对位置构建而成，该图谱有助于利用分子标记所提供的遗传信息进行基因定位，在功能基因组学及遗传育种领域发挥作用。熊登坤[19]在检测的123 个SSR 标记中发现118 个SSR 标记存在连锁关系，构建了一张基于基因组SSR 分子标记的草菇遗传连锁图，连锁群的总长度为1287.9cM，平均图距为10.8cM。姜志艳等[20]在四倍体杂交冰草中筛选出30对引物共扩增出224 个SSR 标记位点，构建了1 张包含14 个连锁群，185 个标记的四倍体杂交冰草的分子遗传连锁图谱。之后，杨东升等[21]构建了含有用SRAP和SSR 2 种分子标记的倍体杂交冰草遗传连锁图谱，研究表明，构建具有多个分子标记的遗传连锁图谱可以显著提高标记在图谱上的分布均匀性，避免出现标记聚集现象。石悦[22]等就以高丹草杂种F2 为作图群体，筛选了253 个SRAP 和174 个SSR 多态性分子标记，构建了一张含有2 种标记的高丹草分子遗传连锁图谱，该图谱覆盖基因组总长度1273.4cM，平均图距2.98cM，图谱密度较大，得出一致结论。

除遗传连锁图谱外，SSR 还被应用于指纹图谱的构建。该方法的原理是利用微卫星DNA 作为基因探针，与酶消化后的核DNA 片段进行杂交，最终获得由多个等位基因组成的不同长度的杂交条带。这种图纹模式很少有2 个完全相同的，因此被称为“DNA 指纹”，可用来鉴定个体。胡文舜[23]用8 对引物建立了24个枇杷品种的分子指纹图谱，所有品种中至少存在2个差异位点，可以清楚地将其区分开来。王琰琰等[24]利用43 对SSR 引物对雪茄烟种质进行扩增，共获得243个等位基因，又从中筛选出14 对核心引物建立了雪茄烟品种的指纹图谱，结果确定良种、辅善等品种为异名同种，从中选择一份保留种质，减轻了资源保存及利用的工作量。

4 基因定位

高密度均匀分布的分子标记遗传连锁图谱的构建是基因定位的基础，而目标基因的准确定位是进一步分离鉴定的关键、克隆目标基因的前提[25]。唐道彬[26]筛选了甘薯1679 对EST-SSR 引物，最终获得672 对稳定扩增的多态性引物，构建了遗传连锁图谱，并利用图谱检测到64 个甘薯主要性状QTL。吕维娜[27]以花生栽培品种白沙1016 和四倍体野生种构建的家系为材料，建立了具有282 个SSR 标记的花生遗传图谱。利用CIM 作图法分析了影响7 个与花生产量有关性状的QTL，结果不同环境检测到QTLs 数量不同，分别为31、27、14。

5 展望

SSR 分子标记具有重复性好、多态性丰富、通用性强等优点，在种质资源鉴定、遗传育种等方面具有重要应用价值。但SSR 标记也存在一些不足，例如其标记位点开发少、开发难、耗时长、投资大。但新一代高通量测序技术丰富了转录组测序数据库，基于生物信息学分析的SSR 标记位点开发的新策略逐渐完善SSR 标记。例如张英等[28]基于转录组数据开发了168对多态性较好的EST-SSR 引物，并分析了SSR 分子标记与苎麻镉积累的相关性，发现有37 对引物与镉积累量显著关联，为高效累积镉的遗传育种提供了理论依据。