SRAP與TRAP分子標記及其在植物研究中的應用

馮尚國,趙紅燕,胡 旭,施農(nóng)農(nóng),應奇才,王慧中

(杭州師范大學生物化學與分子生物學杭州市重點實驗室,浙江杭州310036)

SRAP與TRAP分子標記及其在植物研究中的應用

馮尚國,趙紅燕,胡 旭,施農(nóng)農(nóng),應奇才,王慧中＊

(杭州師范大學生物化學與分子生物學杭州市重點實驗室,浙江杭州310036)

文章詳細闡述了SRAP和TRAP標記的原理、引物設計、擴增檢測條件及特點,綜述了兩種標記近年來在植物遺傳多樣性、遺傳圖譜構(gòu)建及重要性狀基因標記研究等方面的最新應用,并對其應用前景進行了展望.

SRAP;TRAP;分子標記;植物;應用

分子標記(Molecularmaker)與形態(tài)標記(Morphologicalmaker)、細胞標記(Cytologicalmaker)、生化標記(Biochemicalmaker)共同組成遺傳標記的四大標記.后3種標記是基因表達的結(jié)果,是對基因的間接反映,標記數(shù)目有限,多態(tài)性較差,易受環(huán)境條件的影響;而分子標記是直接在DNA分子上檢測生物間的差異,是在DNA水平上遺傳變異的直接反映,能對不同發(fā)育時期的個體、任何組織器官甚至細胞進行檢測,數(shù)量多,遍及整個基因組,多態(tài)性高,遺傳穩(wěn)定,不受環(huán)境及基因是否表達的限制.在近30年里,分子標記技術(shù)得到了快速發(fā)展,目前DNA分子標記已達幾十種,在植物遺傳多樣性分析及鑒別、基因作圖、基因定位、遺傳育種及基因克隆等方面已經(jīng)得到了廣泛的應用.

從核心技術(shù)角度來講,DNA分子標記可以分為四類.第一類:基于分子雜交技術(shù)的標記,如RFLP、VNRT等;第二類:基于PCR擴增的標記,如RAPD、SSR、ISSR、AFLP等;第三類:基于DNA序列分析的標記,如nrDNA的內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)(internal transcribed spacer,ITS)和cpDNA編碼基因(matK、rbcL等)及trnL-F非編碼區(qū)等;第四類:基于DNA芯片技術(shù)的標記,如單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism,SNP)等.

在此介紹近年來發(fā)展起來的兩種新的基于PCR擴增的分子標記——序列相關擴增多態(tài)性(SRAP)和目標區(qū)域擴增多態(tài)性(TRAP),對兩種標記的原理、引物設計、擴增檢測條件、特點及最新應用做詳細綜述.

1 SRAP與TRAP的原理、引物選擇、擴增及特征

1.1 SRAP分子標記

相關序列擴增多態(tài)性(Sequence-Related Amp lified Polymo rphism,SRAP),由美國加州大學蔬菜作物系Li與Quiros于2001年在蕓薹屬植物中開發(fā)出來[1],是一種基于PCR的新型分子標記技術(shù),又名為基于序列擴增多態(tài)性(Sequence-based Amp lified Polymorphism,SBAP)[2].

1.1.1 SRAP分子標記的原理

SRAP通過設計一對特異的引物對開放閱讀框(ORFs)進行擴增[1],SRAP上下游引物在組成上很相似,都是由核心序列和3個選擇性堿基組成.上游引物長17 bp,其中5’端的前10 bp是一段沒有任何特異性的填充序列,和緊接著它的CCGG序列共同組成核心序列,在3’端有3個選擇堿基.下游引物長18 bp,其中核心序列包括11個堿基的填充序列和AA TT特異性序列,在3’端同樣有3個選擇堿基.上游引物中的CCGG序列可與開放閱讀框(ORFs)區(qū)域中的外顯子特異性結(jié)合,下游引物中的AA TT序列特異結(jié)合于富含A T區(qū)的內(nèi)含子和啟動子.這樣上下游引物結(jié)合可以同時對外顯子、內(nèi)含子和啟動子區(qū)域進行特異性擴增,并且因為個體不同及物種的內(nèi)含子、啟動子和間隔序列不同而產(chǎn)生多態(tài)性.

1.1.2 SRAP引物選擇

引物設計對于SRAP分析十分重要.前后引物3’端的隨機引物可以自行變化,但是正反向引物組合不應形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)或者二聚體,并且CG含量為40%～50%,同時兩者填充序列組成必須不同,長度分別為10 bp和11 bp.另外,引物片段大小決定SRAP成功與否.Li等[1]通過實驗發(fā)現(xiàn),用單引物擴增僅能得到幾條長度約為500～1 000 bp的片段;用類似RAPD引物或僅含SRAP引物核心序列長度為10～15 bp的較短引物,能得到多種擴增片段,但是不穩(wěn)定,重復性差.Li等[1]同時發(fā)現(xiàn),20～22 bp的引物擴增出的結(jié)果背景太深,SRAP引物最合適的片段長度為17～18 bp.

1.1.3 SRAP-PCR程序、電泳檢測及片段測序

SRAP反應模板可以使用基因組DNA,也可以使用cDNA.SRAP-PCR反應程序采用特殊的復性變溫法[1],在起初的5個循環(huán)中,退火溫度使用35℃,目的是保證引物與相應DNA序列充分配對;在隨后35個循環(huán)中退火溫度設為50℃,目的是保證前5個循環(huán)的擴增產(chǎn)物可在余下循環(huán)中進行指數(shù)式擴增.擴增產(chǎn)物可以在變性聚丙烯酰胺凝膠上分離[3-4],也可以在瓊脂糖凝膠上分析[5-6],同時用非變性聚丙烯酰胺凝膠分離也有文獻報道[7].SRAP引物較長,而且擴增條帶非常清晰,幾乎沒有重疊現(xiàn)象,所以相對于A FLP更易測序.SRAP標記差異片段可直接測序,也可以采取克隆測序.

1.1.4 SRAP標記的特點

SRAP作為一種新型的分子標記,與其他分子標記技術(shù)相比,有自己的優(yōu)點:1)多態(tài)性高,上下游引物結(jié)合同時對外顯子、內(nèi)含子和啟動子區(qū)域進行擴增,因個體不同及物種的內(nèi)含子、啟動子和間隔序列不同而產(chǎn)生多態(tài)性.2)共顯性標記,SRAP具有高頻率的共顯性,相對于類似RAPD、ISSR的顯性標記,SRAP能提供更多的遺傳信息.3)DNA需要量少,僅需20～30 ng,并且對DNA純度要求低.4)簡單,檢測多樣化,與AFLP相比,不用酶切、連接、預擴等步驟;同時SRAP擴增產(chǎn)物檢測可以用變性聚丙烯酰胺凝膠,也可以用非變性聚丙烯酰胺凝膠和瓊脂糖凝膠.5)花費少,改變SRAP引物3’端3個選擇性堿基可設計大量的引物序列,同時上游引物與下游引物可以自由組合,因此,大大減少了合成引物的費用,同時也提高了引物的使用率.

1.2 TRAP分子標記

目標區(qū)域擴增多態(tài)性(target region amp lified polymo rphism,TRAP)是從SRA P標記技術(shù)改進過來的,由美國農(nóng)業(yè)部北方作物科學實驗室Hu和Vick在2003年[8]提出,同樣是一種基于PCR技術(shù)的標記. TRAP標記利用已知的cDNA或EST序列信息來設計引物,對目標候選基因區(qū)域進行擴增產(chǎn)生多態(tài)性,這一點與RAPD、ISSR、AFLP和SRAP等標記無須任何序列信息即可直接擴增有所不同.

1.2.1 TRAP分子標記的原理

TRAP標記技術(shù)的原理是運用生物信息學工具和EST序列信息,產(chǎn)生目標候選基因區(qū)域多態(tài)性標記.該標記利用兩個長度為16～20 bp的固定引物和一個隨機引物進行組合,通過對目標區(qū)域進行擴增,產(chǎn)生圍繞目標候選基因序列的TRAP多態(tài)性標記[8].

1.2.2 TRAP標記的引物設計

TRAP與RAPD、ISSR、AFLP及SRAP等標記的不同主要在于TRAP的固定引物設計時需要知道所研究植物的EST序列信息.固定引物設計程序主要是:首先從EST數(shù)據(jù)庫中選擇所需序列,再用引物設計軟件(如Primer 3或Primer 5等)設計引物序列的合理長度(18 bp)以及最適、最大和最小Tm值(53℃、55℃、50℃),然后從軟件生成的引物中,選擇一個最為合適的作為固定引物.

TRAP的隨機引物可與內(nèi)含子或外顯子進行配對,其設計與SRAP引物設計模式相似[8]:在引物的5’端設計有一段填充序列;緊接著構(gòu)建一個含4～6個富含A T或GC核苷酸的核心區(qū);在引物的3’端連接3～4個隨機堿基.同時TRAP隨機引物設計遵循一般引物設計原則:引物不能發(fā)生自連,GC含量控制在40%～60%.

1.2.3 TRAP-PCR程序、電泳檢測

TRAP-PCR反應程序與SRAP的相似,也是采用復性變溫法[8]:首先94℃預變性2 min;然后5個循環(huán)(94℃變性45 s,35℃復性45 s,72℃延伸1 min);接下來再進行35個循環(huán)(94℃變性45 s,50℃復性45 s,72℃延伸1 min);最后72℃延伸7 min.使用復性變溫法的目的和SRAP的一樣.TRAP-PCR的擴增產(chǎn)物,通常在6.5%的聚丙烯酰胺凝膠上分離,通過放射自顯影或銀染技術(shù)檢測.每個擴增產(chǎn)物通過6.5%的聚丙烯酰胺凝膠電泳分離可產(chǎn)生50～900 bp的片段30～50個.與RAPD、A FLP等標記相比, TRAP標記具有操作簡單、重復性好、多態(tài)性高、效率高等優(yōu)點.

2 SRAP與TRAP標記在植物研究中的應用

SRAP標記和TRAP標記最先分別是從蕓薹屬植物和向日葵(Helianthus annuus L.)中開發(fā)出來的,近年來,兩者以各自獨特的優(yōu)點廣泛應用于植物研究中的多個領域,主要被應用于遺傳多樣性分析、圖譜構(gòu)建、重要性狀基因標記和比較基因組學等研究.

2.1 遺傳多樣性分析

利用分子標記技術(shù)研究植物的遺傳多樣性,可以快速分析植物之間的親緣關系、種類鑒定、物種起源等,給有利種質(zhì)資源的保護和合理利用提供更為可靠的依據(jù).SRAP和TRAP標記有多態(tài)性好、穩(wěn)定、操作簡單等優(yōu)點,在植物遺傳多態(tài)性研究中有廣泛的應用.

Ferriol等[9]利用SRAP和AFLP對西葫蘆(Cucurbita pepo)的69份有代表性的樣品進行遺傳多態(tài)性分析,發(fā)現(xiàn)與A FLP相比,SRAP分析得到的結(jié)果與形態(tài)變異和形態(tài)類型的進化史更為一致.Budak等[7]利用34對SRAP引物組合分析野牛草種質(zhì)資源的遺傳多樣性與表型之間的關系,結(jié)果根據(jù)相似度把53個樣品材料分為8個組,基因型之間的遺傳距離系數(shù)介于0.33和0.99之間.Sun等[5]首次利用SRAP對采自不同國家和地區(qū)的31種靈芝菌株(Ganoderm a population)進行遺傳多樣性分析,6對SRAP引物組合共獲得85個多態(tài)性條帶,并將31個菌株聚為5類,結(jié)果顯示了這些靈芝菌株的遺傳多樣性及其與地理環(huán)境的關系;同時證明了SRAP可以在真菌系統(tǒng)分類分析中應用.Vandemark等[10]用SRAP標記對15個紫花苜蓿種群(其中包括6個公眾品種和9個歷史上公認的苜蓿種質(zhì)起源的種群)進行遺傳多態(tài)性分析,得到的結(jié)果和以秋眠為依據(jù)所分析得到的預期結(jié)果基本一致.Ortega等[3]利用SRAP對采自秘魯庫斯科地區(qū)6個不同地區(qū)的塊莖旱蓮花的栽培種和非栽培種進行遺傳多樣性分析,發(fā)現(xiàn)塊狀旱蓮花是一種基因易變的作物,相似系數(shù)分布于65%～99%之間,其中最為孤立的區(qū)域——Sayllafaya的塊狀旱蓮花遺傳變異性最大.同時一個重要的發(fā)現(xiàn)是大部分非栽培品種是由栽培品系逃逸出去的,而非天然的野生種. Yu等[11]利用ISSR和SRAP對毛木耳(Auricularia polytricha)的19個菌株進行遺傳多態(tài)性分析,13個ISSR引物和14個SRAP引物組合分別擴增得到202和459條多態(tài)性條帶,多態(tài)性比分別為99.0%和95.9%.兩個標記得到的系統(tǒng)發(fā)生樹把19個菌株分別聚類為5組和4組,結(jié)果表明了毛木耳之間存在著高水平的遺傳多樣性及它們之間的親緣關系,同時證明,兩種標記都適合于毛木耳菌株鑒別,其中SRAP標記更合適,效率更高.Han等[6]利用23對SRAP引物組合對牡丹的3個野生種和63個栽培種進行遺傳多樣性分析,在擴增出的296個擴增位點中,有262個是多態(tài)性的.在聚類圖中,野生種Paeonia lud low ii和P.delavayi聚成不同的兩類,并且有著很強的自引支持度,野生種P.ostii則和所有的栽培種關系比較近.栽培種根據(jù)各種相應的引導指標被分成不同的組.Ding等[12]利用SRAP標記對鐵皮石斛進行研究,用TFPGA軟件得聚類圖把9種鐵皮石斛84個植株聚為兩類,和N TSYS分析結(jié)果一致.王長林等[13]利用SRAP分子標記分析明黨參的遺傳多樣性,結(jié)果將10個不同居群的明黨參分為兩大類,證明了明黨參不同居群間具有高度的遺傳多樣性;不同居群的親緣關系與其地理分布有一定的相關性.張安世等[14]運用SRAP分子標記對18個北方粳稻品種進行了分類和親緣關系研究,發(fā)現(xiàn)北方粳稻品種的SRAP分析結(jié)果與系譜法基本吻合.孫建等[15]利用SRAP分子標記對江淮主產(chǎn)區(qū)8個芝麻品種進行指紋圖譜分析,結(jié)果用1對引物Em07/M e09便可將8份芝麻品種區(qū)分開來.李莉等[16]利用19對SRAP引物組合對原產(chǎn)中國的棗屬全部14個種、11個棗品種和1個外類群的基因組DNA進行分析,UPGM A聚類表明,26份材料在相似系數(shù)0.38處被劃分為6個類群.陳大霞等[17]對18個不同來源地的川黨參種質(zhì)進行SRAP和ISSR分析,29條SRAP引物組合共得到329條擴增條帶,其中有266條呈現(xiàn)多態(tài)性,占80.85%,平均遺傳相似系數(shù)為0.712 1;21條ISSR引物共得到223條擴增條帶,其中有166條呈現(xiàn)多態(tài)性,占74.44%,平均遺傳相似系數(shù)為0.778 1.2種標記均表明川黨參具有較高的遺傳多樣性.筆者利用SRAP分子標記技術(shù)對31個石斛物種進行了遺傳多樣性研究,結(jié)果顯示SRAP分子標記在石斛中具有很高的多態(tài)性,可以用于石斛遺傳多樣性的研究,相關研究成果將隨后報道.

Hu等[18]用TRA P標記構(gòu)建了生菜的53個栽培品種和6個野生品種的指紋圖譜,用10條固定引物和4條帶有熒光標記的隨機引物進行組合,在10個PCR反應中共擴增出769條多態(tài)性片段.這些標記不僅可以區(qū)分所有栽培品種,而且可以顯示出3個物種之間的進化關系:與L.saligna相比,栽培品種L. sativa與L.serriola親緣關系更近,這與先前利用RFLP、AFLP和SAM PL標記所得的結(jié)果一致.Hu等[19]利用TRAP標記對48個采自不同地區(qū)的菠菜樣品(38個菠菜種質(zhì)品種和10個商業(yè)雜交種)進行遺傳多態(tài)性分析,12對引物組合擴增出492條片段,其中96條是多態(tài)性片段,多態(tài)性比為19.5%,能把48個品種完全區(qū)分開,并且發(fā)現(xiàn)品種間的遺傳關系和地域分布聯(lián)系不大.

2.2 遺傳圖譜構(gòu)建

Li等[1]首先把SRAP技術(shù)用于86個羽衣甘藍×花椰菜的RI系作圖,獲得由130個SRAP標記和120個AFLP標記構(gòu)成的遺傳圖譜.Lin等[20]首次運用SRAP構(gòu)建了棉花的遺傳圖譜.Wang等[21-22]把SRAP標記用于黃瓜的圖譜構(gòu)建中.Yu等[23]利用SSR、TRAP、SRAP和AFLP構(gòu)建四倍體棉花高密度連鎖圖譜,共產(chǎn)生1 252個多態(tài)性位點,連鎖圖譜包括1 097個標記(包括697個SSRs,171個TRAPs,129個SRAPs,8個AFLPs和2個形態(tài)學標記).圖譜長度為4 536.7 cm,平均遺傳距離為每個標記4.1 cm. Sun等[24]利用SRA P標記技術(shù)對甘藍型油菜構(gòu)建超高密度遺傳圖譜,1 634個引物組合產(chǎn)生13 551個SRAP圖譜標記,構(gòu)建成19個連鎖群.圖譜長度是1 604.8 cm,標記密度是8.45 SRAPs/cm,大約100 kb長度含有1個以上標記.Gao等[25]利用SRAP和SSR構(gòu)建了甘藍的高密度遺傳圖譜,圖譜包括1 257個標記,大小為703 cm,包括9個連鎖群.A lwala等[26]利用AFLP、SRAP和TRAP標記技術(shù)對甘蔗(Saccharum interspecific cross)構(gòu)建圖譜,兩個親本分別為Saccharum of ficinarum‘La Striped’(2n=80) and S.spontaneum‘SES 147B’(2n=64),另外,取100個F1代植株.共產(chǎn)生344個多態(tài)性位點,其中247 (72%)個位點符合1∶1分離,33(9%)個分離比為3.3∶1,近似于3∶1,64(19%)個多態(tài)性位點屬于偏分離位點.Lin等[27]利用SRAP結(jié)合SSRs、RAPDs和RGAPs標記技術(shù)對陸地棉(Gossypium H irsutum) DH962(G.hirsutum accession)×Jimian5(G.hirsutum cultivar)雜交得到的F2代構(gòu)建高密度的遺傳連鎖圖譜,471個多態(tài)性位點(包括309個SRA Ps,144個SSRs,16個RAPDs和2個RGAPS)共構(gòu)建51個連鎖群,并指出大部分SRAPs引物組合在圖譜構(gòu)建中都是很有效的.郭印山等[28]運用SRAP、RAPD、ISSR和AFLP分子標記首次構(gòu)建了龍眼的高密度分子遺傳圖譜,為后續(xù)的基因定位及輔助選擇奠定了良好的基礎.高麗霞等[29]采用擬測交作圖策略,利用白姜花×圓瓣姜花的F1群體87個單株,分別構(gòu)建了父母本的基于SRAP標記的連鎖圖譜.筆者利用SRAP結(jié)合RAPD分子標記首次構(gòu)建了石斛的遺傳連鎖圖譜,為以后定位石斛中重要性狀基因以及輔助育種奠定了重要基礎,相關研究成果另文報道.

Liu等[30]利用TRAP結(jié)合SSR分子標記,構(gòu)建硬紅春小麥種內(nèi)重組雜交群體的遺傳圖譜,共產(chǎn)生700多個標記,其中,圖譜由352個標記組成,總長度為3 045 cm,平均密度為每個標記8.7 cm,1個SSR反應平均可檢測到1.9個多態(tài)性位點,而TRAP反應1次可檢測到24個多態(tài)性位點.結(jié)果顯示TRAP分子標記在小麥遺傳圖譜繪制中是非常有效的.Hu[31]以RHA 280×RHA 801雜交產(chǎn)生的92個F7重組近親繁殖系(RIL)為材料,利用TRAP標記來界定向日葵連鎖圖譜末端,結(jié)果顯示這些與端粒相關的標記給連鎖圖譜的完整性提供了精確的評價,同時對實際遺傳長度進行了較好的估計.Chu等[32]用TRAP和SSR標記構(gòu)建小麥雙單倍體品種的全基因組遺傳圖譜,整個圖譜由632個標記構(gòu)成,其中包括SSR標記410個,TRAP標記218個,另外還有1個RFLP標記和3個形態(tài)學標記.圖譜大小為3 811.5 cm,標記之間平均遺傳距離為6.03 cm,根據(jù)TRAP標記可以確定7個連鎖圖譜的端點.

2.3 重要性狀基因標記

2003年,Li在大白菜中發(fā)現(xiàn)了1個與雄性不育基因相關的SRAP標記,在油菜中獲得1個與Rf連鎖的SRAP標記,在芹菜中篩選出1個與病毒抗性基因連鎖的SRAP標記.Rahman等[33]在蕪菁中開發(fā)出1個與控制種皮顏色的主效基因(B r1/br1)連鎖的SRAP標記.Rahman等[34]在甘藍型油菜中開發(fā)了與控制芥酸含量基因連鎖的SRAP、SNP和SCAR標記,并將這3種標記成功應用于油菜育種工作中.M utlu等[35]在茄子中獲得了與枯萎病抗性基因連鎖的SRAP、SRAP-RGA、RAPD和SCAR標記.劉艷等[36]采用分離群體分組分析(Bulked Segregate Analysis,BSA)法,對棉花抗病基因進行SRAP分析.結(jié)果在88對SRAP引物中篩選出3對引物(S6-6、S6-10、S8-8)在兩親本及抗、感基因池中均能擴增出穩(wěn)定的差異條帶.通過F2代個體驗證,抗病個體均能擴增出此差異條帶,而感病個體中不能擴增出此差異條帶,證明這3對引物是與棉花抗病基因緊密連鎖的SRAP分子標記.郁有健等[37]以紫色大白菜BC1回交群體的120個單株為材料,采用混合集群分析法構(gòu)建大白菜的紫色與非紫色池,應用SRAP分子標記技術(shù)篩選兩池間的多態(tài)性,并對與紫色性狀相關的Q TL和對應的連鎖關系進行了初步分析.應用獲得的8對引物組合對120個單株的DNA進行SRAP分析,初步獲得3個與紫色性狀相關的QTL:qp-c1-1、qp-c1-2和qp-c1-3,同時獲得6個與這3個Q TL連鎖的標記,其中m7e11-490、m6e8-210、m7e11-900n和m6e8-100n4個標記與其最近QTL位點的連鎖距離分別為0.1,0.1,0.2,2.2 cm.這為紫色白菜的分子輔助育種提供了科學依據(jù).

Hu等[8]利用TRAP標記研究向日葵,獲得了一個與葵盤腐爛病(Sclerotinia head ro t)感病基因相關的分子標記.Wang等[38]在小麥中利用TRAP和SSR標記分析了兩個抗麥稈癭蚊基因H26和H13的遺傳特征,并且對兩者進行了分子標記定位.Chen等[39]通過人工誘導得到不育系HA 89,然后獲得雄性不育突變體NM S 360,利用TRAP和SSR研究NM S 360×RHA 271雜交得到F2群體,6個TRAP引物組合檢測出與ms9基因(具控制雄性不育的功能)連鎖的分子標記,其中,Ts4p03-202和Tt3p09-529與ms9基因完全連鎖,其他4個標記To3d14-310,Tt3p17-390,Ts4p23-300和Tt3p09-531與ms9基因不完全連鎖,其遺傳距離分別為1.2,3.7,10.3及22.3 cm.這些標記通過與ms9基因緊密連鎖,有利于從隔離種群中把雄性不育植株分離出來.Rojas-Barros等[40]在對向日葵栽培品種控制頂端分枝基因定位研究中發(fā)現(xiàn)15個與b1基因座相連的TRAP標記.A lwala等[41]用AFLP、SRAP和TRAP分子標記繪制了甘蔗2個親本S.oycinarum和S.spontaneum的遺傳連鎖圖,報道了與產(chǎn)糖性狀相關的標記基因.

另外,SRAP和TRAP在植物比較基因組學[42]和輔助育種[43]等方面也有所應用.

3 SRAP和TRAP的應用前景

SRAP和TRAP分子標記技術(shù)有操作簡單、多態(tài)性高、重復性好、共顯性高、費用低等優(yōu)點,是比較理想的分子標記技術(shù),在植物遺傳多樣性、圖譜構(gòu)建及重要性狀基因標記研究等方面具有重要的應用價值.目前,兩種標記技術(shù)在植物多個研究領域中得到了快速發(fā)展.隨著分子標記技術(shù)的不斷發(fā)展和基因庫EST序列的不斷豐富,相信SRAP和TRAP分子標記技術(shù)在植物研究中將會發(fā)揮更加重要的作用.

[1]Li G,Quiros C F.Sequence-related amp lified polymo rphism(SRAP),a new marker system based on a simp le PCR reaction:its application to mapping and gene tagging in Brassica[J].Theor Appl Genet,2001,103:455-461.

[2]Ferriol M,PicóM B,Nuez F.Genetic diversity of some accessions of Cucurbita maxima from Spain using RAPD and SBAP markers [J].Genet Resour Crop Evol,2003,50:227-238.

[3]Ortega O R,Duran E,A rbizu C,et al.Pattern of genetic diversity of cultivated and non-cultivated mashua,Tropaeolum tuberosum,in the Cusco region of Perú[J].Genet Resour Crop Evol,2007,54:807-821.

[4]Alasaad S,Li Q Y,Lin R Q,et al.Genetic variability among Fasciola hepatica samples from different host species and geographical localities in Spain revealed by the novel SRAPmarker[J].Parasitol Res,2008,103:181-186.

[5]Sun Shujing,Gao Wei,Lin Shuqian,et al.Analysisof genetic diversity in Ganoderma population w ith a novelmolecularmarker SRAP [J].App l M icrobiol Biotechnol,2006,72:537-543.

[6]Han Xiaoyan,Wang Liangsheng,Shu Qingyan,et al.Molecular characterization of tree peony germplasm using sequence-related amplified polymorphism markers[J].Biochem Genet,2008,46:162-179.

[7]Budak H,Shearman R C,Parmaksiz I,et al.Molecular characterization of Buffalograss germplasm using sequence-related amp lified polymorphism markers[J].Theor Appl Genet,2004,108:328-334.

[8]Hu Jinguo,Vick B A.Target region amplification polymorphism:a novelmarker technique for plant genotyping[J].Plant Molecular Biology Reporter,2003,21:289-294.

[9]Ferriol M,PicóB,Nuez F.Genetic diversity of a germp lasm collection of Cucurbita pepo using SRAP and AFLP markers[J].Theo r Appl Genet,2003,107:271-282.

[10]Vandemark G J,A riss JJ,Bauchan G A,et al.Estimating genetic relationships among histo rical sourcesof alfalfa germp lasm and selected cultivarsw ith sequence related amp lified polymo rphism s[J].Euphytica,2006,152:9-16.

[11]Yu Mengyao,Ma Bo,Luo Xia,et al.Molecular diversity of Auricularia polytricha revealed by inter-simple sequence repeat and sequence-related amplified polymorphism markers[J].Curr microbiol,2008,56:240-245.

[12]Ding Ge,Zhang Daizhen,Ding Xiaoyu,et al.Genetic variation and conservation of the endangered Chinese endemic herb Dendrobium officinale based on SRAP analysis[J].Plant Syst Evol,2008,276:149-156.

[13]王長林,郭巧生,武玉妹.明黨參遺傳多樣性的SRAP分子標記[J].中國中藥雜志,2009,34(24):3180-3183.

[14]張安世,徐九文,張利民,等.北方部分粳稻品種遺傳關系的SRAP分析[J].作物雜志,2009(6):55-58.

[15]孫建,張艷欣,車卓,等.我國江淮產(chǎn)區(qū)主要芝麻品種的SRAP指紋圖譜分析[J].中國油料作物學報,2009,31(1):9-13.

[16]李莉,彭建營,白瑞霞.中國棗屬植物親緣關系的SRAP分析[J].中國農(nóng)業(yè)科學,2009,42(5):1713-1719.

[17]陳大霞,彭銳,李隆云,等.利用SRAP和ISSR標記分析川黨參的遺傳多樣性[J].中國中藥雜志,2009,34(3):255-259.

[18]Hu Jinguo,Ochoa O E,Truco M J,et al.Application of the TRAP technique to lettuce(Lactucasativa L.)genotyping[J].Euphytica,2005,144:225-235.

[19]Hu Jinguo,Mou Beiquan,Vick B A.Genetic diversity of 38 spinach(Spinacia oleracea L.)germplasm accessions and 10 commercial hybrids assessed by TRAPmarkers[J].Genet Resour Crop Evol,2007,54:1667-1674.

[20]Lin Zhongxu,Zhang Xianlong,Nie Yichun,et al.Construction of a genetic linkagemap for cotton based on SRAP[J].Chinese Science Bulletin,2003,48(19):2064-2068.

[21]Wang Gang,Pan Junsong,Li Xiaozun,et al.Construction of a cucumber genetic linkagemap w ith SRAPmarkers and location of the genes for lateral branch traits[J].Science in China Ser.C Life Sciences,2005,48(3):213-220.

[22]Wang Gang,Pan Junsong,Li Xiaozun,et al.Construction of a cucumber genetic linkage map with RAPD,SRAP and SSR markers [J].Journal of Shanghai Jiao tong University(Science),2005,l(E210,S1):45-49.

[23]Yu Jiwen,Yu Shuxun,Lu Cairui,et al.High-density linkagemap of cultivated allotetraploid cotton based on SSR,TRAP,SRAPand AFLPmarkers[J].Journal of Integrative Plant Biology,2007,49(5):716-724.

[24]Sun Zudong,Wang Zining,Tu Jinxing,et al.An ultradense genetic recombination map fo r Brassica napus,consisting of 13551 SRAP markers[J].Theor Appl Genet,2007,114:1305-1317.

[25]Gao M uqiang,Li Genyi,Yang Bo,et al.High-density Brassica oleracea linkagemap:identification of useful new linkages[J].Theo r App l Genet,2007,115:277-287.

[26]A lwala S,Kimbeng C A,Veremis J C,et al.Linkage mapping and genome analysis in a Saccharum interspecific cross using AFLP, SRAP and TRAPmarkers[J].Euphytica,2008,164:37-51.

[27]Lin Zhongxu,Zhang Yanxin,Zhang Xianlong,et al.A high-density integrative linkage map fo r Gossypium hirsutum[J].Euphytica, 2009,166:35-45.

[28]郭印山,趙玉輝,劉朝吉,等.利用多種分子標記構(gòu)建龍眼高密度分子遺傳圖譜[J].園藝學報,2009,36(5):655-662.

[29]高麗霞,劉念,黃邦海.姜花屬SRAP分子標記連鎖圖譜構(gòu)建[J].云南植物研究,2009,31(4):317-325.

[30]Liu Z H,Anderson J A,Hu J,et al.A w heat intervarietal genetic linkagemap based on microsatellite and target region amplified polymorphism markers and its utility for detecting quantitative trait loci[J].Theo r Appl Genet,2005,111:782-794.

[31]Hu Jinguo.Defining the sunflow er(Helianthusannuus L.)linkage group endsw ith the A rabidopsis-type telomere sequence repeat-derived markers[J].Chromosome Research,2006,14:535-548.

[32]Chu Chenggen,Xu S S,Friesen T L,et al.Whole genomemapping in a w heat doubled hap loid population using SSRs and TRAPs and the identification of QTL for agronomic traits[J].Mol Breeding,2008,22:251-266.

[33]Rahman M,McVetty PB E,Li Genyi.Development of SRAP,SNP and multip lexed SCAR molecularmarkers fo r themajo r seed coat color gene in B rassica rapa L[J].Theo r App l Genet,2007,115:1101-1107.

[34]Rahman M,Sun Zudong,M cVetty PB E,et al.High throughput genome-specific and gene-specifimolecular markers fo r erucic acid genes in Brassica napus(L.)fo r marker-assisted selection in p lant breeding[J].Theo r App l Genet,2008,117:895-904.

[35]M utlu N,Boyaci F H,G??men M,et al.Development of SRAP,SRAP-RGA,RAPD and SCAR markers linked w ith a Fusarium w ilt resistance gene in eggp lant[J].Theo r App l Genet,2008,117:1303-1312.

[36]劉艷,陳全家,曲延英,等.利用SRAP-BSA法篩選棉花抗病基因的分子標記[J].新疆農(nóng)業(yè)科學,2009,46(6):1158-1163.

[37]郁有健,張耀偉,張德雙.大白菜紫色性狀的SRAP連鎖標記的篩選[J].分子植物育種,2009,7(3):573-578.

[38]Wang Tao,Xu SS,Harris M O,et al.Genetic characterization and molecularmapping of hessian fly resistance genes derived from Aegilops tauschii in synthetic w heat[J].Theor App l Genet,2006,113:611-618.

[39]Chen Junfang,Hu Jinguo,Vick B A,et al.Molecular mapping of a nuclear male-sterility gene in sunflow er(Helianthus annuus L.) using TRAP and SSR markers[J].Theor App l Genet,2006,113:122-127.

[40]Rojas-Barros P,Hu Jinguo,Jan C C.Molecularmapping of an apical branching gene of cultivated sunflow er(Helianthus annuus L.) [J].Theor App l Genet,2008,117:19-28.

[41]A lwala S,Kimbeng C A,Veremis J C,et al.Identification of molecularmarkers associated w ith sugar-related traits in a Saccharum interspecific cross[J].Euphytica,2009,167:127-142.

[42]Li G,Gao M,Yang B,et al.Gene fo r gene alignment between the Brassica and A rabidopsis genomes by direct transcrip tomemapping [J].Theor App l Genet,2003,107:168-180.

[43]Xu SS,Hu Jinguo,Faris J D.Molecular characterization of the langdon durum-Triticum dicoccoides chromosome substitution lines using target region amplification polymorphism(TRAP)markers[J].Wheat Genetics International Symposium Proceedings,2003(1):91-94.

SRAP and TRAPM olecular Markersand Their Application in Plan ts Research

FENG Shang-guo,ZHAO Hong-yan,HU Xu,SH INong-nong,YING Qi-cai,WANG Hui-zhong
(Key Labo ratory of Hangzhou City fo r Biochemistry and Molecular Biology,Hangzhou No rmal University,Hangzhou 310036,China)

The article expatiates the p rincip les,p rimers design,amp lification conditions and characteristicsof SRAP and TRAPmarkers,overview s the app lications of the two markers in genetic polymo rphism analysis,genetic linkage map constructions and important genetic marker traitsof p lants,and view s the p rospect of their application.

SRAP;TRAP;molecular marker;plant;app lication

Q37

A

1674-232X(2010)03-0178-07

DO I:10.3969/j.issn.1674-232X.2010.03.004

2009-12-21

國家自然科學基金(30670199,30770185,30870180);浙江省科技計劃項目(2008C12081,2006C32016);杭州市重點實驗室項目(20080432T06);錢江人才計劃資助項目.

馮尚國(1980—),男,山東菏澤人,遺傳學專業(yè)碩士研究生,主要從事植物分子遺傳學研究.

＊通訊作者:王慧中(1962—),男,浙江義烏人,教授,主要從事植物分子生物學研究.E-mail:w hz62@163.com