SSR和SNP標(biāo)記在荔枝遺傳育種中的應(yīng)用

劉 偉, 蔣儂輝, 袁沛元, 邱燕萍, 凡 超, 楊曉燕, 向 旭

廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所, 廣東省熱帶亞熱帶果樹研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室; 農(nóng)業(yè)部南亞熱帶果樹生物學(xué)與遺傳資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 廣州 510640

SSR和SNP標(biāo)記在荔枝遺傳育種中的應(yīng)用

劉 偉, 蔣儂輝, 袁沛元, 邱燕萍, 凡 超, 楊曉燕, 向 旭*

廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所, 廣東省熱帶亞熱帶果樹研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室; 農(nóng)業(yè)部南亞熱帶果樹生物學(xué)與遺傳資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 廣州 510640

荔枝育種長(zhǎng)期以來主要依賴實(shí)生選種和表型選擇，遺傳改良進(jìn)展緩慢，主要源于其種質(zhì)資源遺傳背景不清與品種名稱混亂、雜種早期鑒定與功能基因發(fā)掘等現(xiàn)代高效育種技術(shù)欠缺等原因，因此亟待完善荔枝分子標(biāo)記輔助選擇育種技術(shù)，克服傳統(tǒng)育種技術(shù)障礙，為荔枝遺傳改良提供新的技術(shù)支撐。對(duì)近年來荔枝SSR和SNP兩類特異性強(qiáng)的分子標(biāo)記應(yīng)用于種質(zhì)親緣關(guān)系研究、核心種質(zhì)構(gòu)建、種質(zhì)精準(zhǔn)鑒定與分子條碼構(gòu)建、真假雜種鑒別以及遺傳圖譜構(gòu)建方面的進(jìn)展進(jìn)行了綜述，以期為荔枝特異性分子標(biāo)記在育種中的應(yīng)用提供理論及實(shí)踐參考。

荔枝；特異性分子標(biāo)記；分子標(biāo)記輔助選擇；育種應(yīng)用

我國(guó)是荔枝(LitchichinensisSonn.)原產(chǎn)國(guó)，同時(shí)也擁有世界上最豐富的荔枝種質(zhì)資源，早在20世紀(jì)《荔枝志》就記載有222份[1]；截至目前，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，總數(shù)應(yīng)已超過500份，這是其他國(guó)家無法比擬的優(yōu)勢(shì)。但是，在全國(guó)20多個(gè)主栽品種中品質(zhì)一般的品種(“黑葉”、“白蠟”、“大造”、“雙肩玉荷包”、“妃子笑”、“懷枝”等)占比過大，且成熟期集中，從而導(dǎo)致季節(jié)性過剩和價(jià)格長(zhǎng)期低迷等產(chǎn)業(yè)難題。種質(zhì)資源是品種改良的基礎(chǔ)，如何予以高效利用是業(yè)界的普遍難題，更是荔枝產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展最關(guān)鍵的制約因素。近十年來荔枝產(chǎn)業(yè)發(fā)展陷入低谷，均與育種技術(shù)落后、新品種選育跟不上市場(chǎng)的需求明顯相關(guān)，荔枝品種結(jié)構(gòu)調(diào)整的任務(wù)緊迫而繁重。

迄今為止，荔枝品種改良的歷史主要是實(shí)生選種的歷史，較少開展有目的的人工雜交育種，更是缺乏通過基因工程進(jìn)行目標(biāo)性狀改良。由于荔枝樹極其長(zhǎng)壽，幾百上千年的老樹古樹在產(chǎn)區(qū)較為普遍，且歷史上(1950年以前)荔枝栽培多以播種自然授粉種子為主，現(xiàn)存的大量實(shí)生群體為近幾十年來的新品種選育提供了豐富的素材，但是，荔枝遺傳改良不可能始終依靠傳統(tǒng)育種資源；著眼未來，隨著消費(fèi)者新的需求和市場(chǎng)的變化，探索新的技術(shù)手段并應(yīng)用于創(chuàng)造實(shí)生選種無法選育出的新品種，既是時(shí)代的要求，也是歷史發(fā)展的必然趨勢(shì)。

現(xiàn)有荔枝種質(zhì)資源的遺傳背景不清與品種名稱混亂極大地阻礙了育種的進(jìn)程。首先，現(xiàn)有荔枝種質(zhì)之間缺乏系譜關(guān)系的記載，選擇親本時(shí)盲目性強(qiáng)、無從下手；其次，常見的同名異物或同物異名等現(xiàn)象，也給生產(chǎn)應(yīng)用帶來諸多不便。荔枝的育種周期長(zhǎng)，親本選擇不慎就有可能使育種者一無所獲，因此，荔枝育種工作中一直存在著如何高效評(píng)價(jià)和選擇雜交親本的問題。然而，荔枝種質(zhì)資源的遺傳背景不清與品種名稱混亂，一開始就為育種者設(shè)置了天然屏障，不論是親本選擇，還是育種目標(biāo)，均具有較大的盲目性。

困擾荔枝育種的另一個(gè)主要問題是缺乏對(duì)雜種后代進(jìn)行早期鑒定的有效手段。荔枝樹是喬木，童期長(zhǎng)，一般從種子播種到開花需要8～15年，而且占地面積大，培育雜交實(shí)生苗的成本極高。目前，形態(tài)特征性狀觀察仍然是雜種后代早期鑒定的主要方法[2]，實(shí)踐表明該方法效率低、可靠性差，因此迫切需要更有效的早期鑒定手段。

上述問題的解決首先要明確種質(zhì)間的遺傳差異，這需要有高效可靠的分子標(biāo)記及相應(yīng)的檢測(cè)技術(shù)。近十多年來，盡管多種分子標(biāo)記已經(jīng)在荔枝上得到了廣泛的應(yīng)用，如RAPD[3～6]、AFLP[7,8]、ISSR[9]和SRAP[10,11]等。但是，由于前述類型分子標(biāo)記特異性不強(qiáng)、穩(wěn)定性欠佳，再加上取材的局限，分析結(jié)果差異較大，總體研究進(jìn)展緩慢，缺乏提升荔枝育種技術(shù)的實(shí)際成果及其應(yīng)用。SSR(simple sequence repeat)和SNP(single nucleotide polymorphism)是近年來獲得廣泛應(yīng)用的兩類特異性強(qiáng)的分子標(biāo)記。本文綜述了SSR和SNP分子標(biāo)記在荔枝遺傳育種中的應(yīng)用進(jìn)展，以期為荔枝遺傳育種研究提供參考。

1 SSR和SNP分子標(biāo)記簡(jiǎn)介

SSR是廣泛分布于真核生物基因組中的一種特殊序列，主要由串聯(lián)重復(fù)單元組成，其核心單位由1～6個(gè)核苷酸組成，串聯(lián)重復(fù)的數(shù)目可變且呈現(xiàn)出高度多態(tài)性[12]。SSR標(biāo)記具有數(shù)量豐富、多態(tài)性高、重復(fù)性好和共顯性等優(yōu)點(diǎn)[13]。

SNP是單核苷酸多態(tài)性的簡(jiǎn)稱，主要是指在基因組水平上由單個(gè)核苷酸的變異所引起的DNA序列多態(tài)性[14,15]，目前被業(yè)界公認(rèn)為最新一代分子標(biāo)記。DNA 上單個(gè)堿基變異導(dǎo)致的SNP是生物基因組中最普遍存在的遺傳多樣性，由不同位點(diǎn)上SNP構(gòu)成的組合更是不可勝數(shù)，因此，SNP更適合作為物種或品種鑒定采用的DNA 分子標(biāo)記。

2 SSR和SNP標(biāo)記在荔枝遺傳育種中的應(yīng)用

2.1 荔枝種質(zhì)親緣關(guān)系研究

理清荔枝種質(zhì)的親緣關(guān)系，對(duì)于育種工作中最優(yōu)親本組合的選配具有重要意義。關(guān)于荔枝的分類，以前一直限于形態(tài)學(xué)性狀，普遍采用吳淑嫻[1]提出的方法，即以成熟果實(shí)中部果皮上龜裂片和裂片峰的主要特征作為分類標(biāo)準(zhǔn)，把全國(guó)的荔枝品種分為3大類型：果皮龜裂片尖突類型、果皮龜裂片隆起類型和果皮龜裂片平坦類型，但這一分類體系在準(zhǔn)確反映親緣關(guān)系方面還是存在不足[4]。

研究者們按親緣關(guān)系對(duì)荔枝品種的分類進(jìn)行了較多研究。Viruel[16]利用12對(duì)基因組SSR引物對(duì)21份荔枝品種進(jìn)行親緣關(guān)系分析，將其分為兩大類群：古老品種和現(xiàn)代品種；姚慶榮等[17]利用22對(duì)多態(tài)性基因組SSR引物對(duì)22份海南荔枝種質(zhì)資源進(jìn)行擴(kuò)增，供試材料被聚為兩大類；傅嘉欣等[18]利用27對(duì)基因組SSR引物對(duì)47份荔枝品種進(jìn)行了遺傳多樣性分析，供試品種被分為3大組，且分組結(jié)果與成熟期性狀具有較好的一致性；Madhou[19]利用12對(duì)基因組SSR引物對(duì)34份荔枝種質(zhì)進(jìn)行分析，34份材料被分為9大支；向旭等[20]利用30對(duì)EST-SSR(expressed sequence tag-SSR)核心引物對(duì)96份荔枝種質(zhì)進(jìn)行親緣關(guān)系的研究，將96份荔枝種質(zhì)劃分為8個(gè)類群，在很大程度上與地理起源和成熟期相關(guān)；Liu等[21]利用155對(duì)SNP標(biāo)記，對(duì)96份荔枝種質(zhì)進(jìn)行SNP分型，基于SNP標(biāo)記的UPGMA聚類結(jié)果表明，荔枝種質(zhì)的親緣關(guān)系和成熟期具有很好的一致性，分為特早熟、早熟、中熟和晚熟4大類，表明應(yīng)將成熟期作為荔枝種質(zhì)分類的首要標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 荔枝種質(zhì)精準(zhǔn)鑒定

荔枝存在著嚴(yán)重的同名異物和同物異名的問題[22]，既不利于標(biāo)準(zhǔn)化栽培技術(shù)的推廣應(yīng)用和品種優(yōu)良特性的發(fā)揮，也不利國(guó)際交流與貿(mào)易的正常開展；此外，荔枝種苗的純正性鑒定以及品種知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等也缺乏科學(xué)的手段。荔枝早在我國(guó)兩千多年前就有種植，隨著自然的演化及人為的影響，形成了豐富的荔枝種質(zhì)資源。單從形態(tài)學(xué)上對(duì)荔枝進(jìn)行命名缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，且由于引種及傳播過程的無序加重了同名異物以及同物異名現(xiàn)象的發(fā)生。對(duì)這些豐富而又雜亂的荔枝種質(zhì)資源進(jìn)行整理、鑒定和歸類，特別是在追求育種效率又提倡保護(hù)品種知識(shí)產(chǎn)權(quán)的今天就顯得更加必要和迫切。

Madhou[19]利用12對(duì)基因組SSR引物對(duì)34份荔枝種質(zhì)進(jìn)行基因分型，發(fā)現(xiàn)其中10份名為“Tai So”的材料盡管在表型上存在差異，但SSR譜帶完全一致，表明它們是同一品種，其表型差異應(yīng)該是由環(huán)境引起而非遺傳上的差異；同樣，四川的“絳紗蘭”和廣東的“黑葉”相似性系數(shù)為1.0，即兩者之間不存在差異，應(yīng)該是同物異名[18]；研究者們分別利用34對(duì)EST-SSR和21對(duì)EST-SNP核心標(biāo)記分析全面代表荔枝種質(zhì)資源豐富性的384份荔枝種質(zhì)，發(fā)現(xiàn)其中7份材料存在同物異名的現(xiàn)象，另有32份材料存在同名異物的問題，如來自廣東的“黑葉”和福建的“烏葉”其遺傳相似系數(shù)為1.0，推測(cè)為同物異名，來自福建和廣東的“下番枝”，廣西和廣東的“錦鐘”，廣西和廣東的“四兩果”實(shí)為不同的品種，應(yīng)該是同名異物[23,24]。

2.3 荔枝種質(zhì)分子條碼(指紋)構(gòu)建

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)已經(jīng)發(fā)展到了分子農(nóng)業(yè)與精細(xì)農(nóng)業(yè)的新時(shí)代，為荔枝種質(zhì)構(gòu)建分子條碼(指紋)，既是荔枝產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的需要，也是荔枝產(chǎn)業(yè)國(guó)際化和貿(mào)易現(xiàn)代化的標(biāo)志，因此，構(gòu)建荔枝種質(zhì)分子條碼(指紋)作為品種純正化與生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化的前提，應(yīng)成為產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的基石。

傅嘉欣等[18]從27對(duì)基因組SSR引物中選取2對(duì)多態(tài)性高、重復(fù)性好、分辨率高的引物作為基準(zhǔn)引物，結(jié)合這2對(duì)引物的29個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)構(gòu)建了36份材料的DNA指紋圖譜；白麗軍等[25]篩選了多態(tài)性類型差異清晰可辨的9個(gè)EST-SSR標(biāo)記，用于對(duì)96份荔枝種質(zhì)資源構(gòu)建分子指紋，可將絕大多數(shù)種質(zhì)區(qū)別開來，但從“桂味”品種選出的“桂花一號(hào)”和“桂花二號(hào)”相互之間分子指紋無差異，因此此類型分子指紋尚存在明顯缺陷，有待改進(jìn)和完善；Liu等[21]發(fā)現(xiàn)了14個(gè)多態(tài)性較高的SNP位點(diǎn)，其可以作為85份荔枝種質(zhì)的分子條碼，并證明同一品種的不同個(gè)體在這14個(gè)SNP位點(diǎn)上都表現(xiàn)出相同的基因型，不因產(chǎn)地的不同而改變，從而確認(rèn)了這14個(gè)SNP位點(diǎn)作為荔枝種質(zhì)分子條碼的可靠性。

2.4 荔枝核心種質(zhì)構(gòu)建

荔枝核心種質(zhì)構(gòu)建是加快優(yōu)稀種質(zhì)資源利用與育種進(jìn)程的關(guān)鍵。核心種質(zhì)是初始群體庫(kù)的一個(gè)核心子集，需要具備最小的遺傳冗余，所以必須用最少的樣品數(shù)最大限度地保留原始群體的遺傳多樣性[26,27]。如何正確評(píng)價(jià)不同材料間的遺傳相似性是正確構(gòu)建核心種質(zhì)的前提，而確定合適的取樣方法和取樣比例則是構(gòu)建核心種質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。

白麗軍[25]利用30對(duì)核心EST-SSR標(biāo)記對(duì)96份荔枝種質(zhì)資源開展核心種質(zhì)的初步篩選，用3種相似系數(shù)Dice、SM和Jaccard進(jìn)行聚類，然后采用位點(diǎn)優(yōu)先法進(jìn)行抽樣，綜合考慮后選取了29個(gè)樣品(比例30.2%)作為核心種質(zhì)，經(jīng)3種相似系數(shù)下構(gòu)建的核心種質(zhì)和原種質(zhì)的遺傳多樣性比較和t檢驗(yàn)，3種核心種質(zhì)都能很好的代表原種質(zhì)的遺傳多樣性，而Dice和Jaccard的代表性較SM要更好，除此之外，采用主坐標(biāo)法對(duì)3種核心種質(zhì)的代表性進(jìn)行確認(rèn)，初步結(jié)果表明核心種質(zhì)遍布整個(gè)坐標(biāo)圖，用此方法構(gòu)建核心種質(zhì)是可行的。Sun等[28]與多個(gè)表型性狀相結(jié)合證實(shí)了白麗軍[25]的結(jié)果；馬文朝[29]利用34對(duì)核心EST-SSR引物對(duì)384份荔枝種質(zhì)資源進(jìn)行遺傳分析構(gòu)建核心種質(zhì)庫(kù)，首先采用UPGMA法進(jìn)行聚類，根據(jù)聚類結(jié)果，用位點(diǎn)優(yōu)先與逐步聚類相結(jié)合的方法構(gòu)建荔枝核心種質(zhì)，結(jié)果表明，取樣比例為8.98%時(shí)(33份種質(zhì))所構(gòu)建的核心種質(zhì)對(duì)原種質(zhì)各項(xiàng)參數(shù)的保留率基本都達(dá)到了100%以上，符合核心種質(zhì)的構(gòu)建要求，且所構(gòu)建的核心種質(zhì)不僅在分子水平上差異較大，在表觀生態(tài)學(xué)上差異也比較明顯，具有代表性和異質(zhì)性。

2.5 荔枝真假雜種鑒別

由于荔枝為高大喬木，授粉條件控制難度較大，如品種間串粉、去雄或套袋不及時(shí)等原因，造成真假雜種苗混雜的現(xiàn)象，因此，荔枝雜交育種工作中存在真假雜種的鑒別問題。

孫清明等[30]以“雪懷子”ד桂味”和“雪懷子”ד焦核三月紅”兩個(gè)雜交群體的F1代為材料，利用EST-SSR標(biāo)記進(jìn)行真假雜種鑒定，真雜種判定標(biāo)準(zhǔn)為至少兩對(duì)EST-SSR引物擴(kuò)增譜帶中出現(xiàn)父本特征譜帶或雙親互補(bǔ)特征譜帶，分別采用4對(duì)在“雪懷子”和“桂味”及“雪懷子”和“焦核三月紅”間能產(chǎn)生差異譜帶的引物組合即實(shí)現(xiàn)了所有雜交后代的鑒定，結(jié)果表明兩個(gè)雜交群體的159個(gè)F1單株均為真雜種；田婉瑩等[31]利用5對(duì)SSR標(biāo)記和3對(duì)Indel標(biāo)記引物，從11個(gè)雜交組合的2 317株F1代中鑒定出真雜種1 666株，結(jié)果顯示，不同組合雜交效率存在差異，平均真雜種率為71.9%，發(fā)現(xiàn)了可用于8個(gè)組合后代真雜種鑒定的5個(gè)純合顯性標(biāo)記；鮑秀麗等[32]利用 155對(duì)SNP標(biāo)記對(duì)2011年構(gòu)建的“白糖罌”ד禾蝦串”、“禾蝦串”ד白糖罌”，以及2013年構(gòu)建的“白糖罌”ד禾蝦串”，“白糖罌”ד無核荔”共4個(gè)雜交群體開展了真假雜種的鑒定，首先利用155個(gè)SNP位點(diǎn)對(duì)雜交父母本進(jìn)行質(zhì)譜分型，篩選在父母本之間表現(xiàn)為不同純合基因型的SNP位點(diǎn)，針對(duì)獲得的雜交親本之間純合共顯性SNP 位點(diǎn)，進(jìn)一步設(shè)計(jì)了HRM分型引物，對(duì)相應(yīng)雜交組合的后代進(jìn)行HRM分型，真雜種判定標(biāo)準(zhǔn)為在相應(yīng)SNP位點(diǎn)上表現(xiàn)雜合基因型或者父本基因型，按照這一標(biāo)準(zhǔn)成功地進(jìn)行了所有雜交苗后代的鑒定。

2.6 荔枝遺傳圖譜構(gòu)建

遺傳圖譜是某一染色體上標(biāo)記或基因的線型排列，是利用多態(tài)性的遺傳標(biāo)記對(duì)研究的家系進(jìn)行遺傳連鎖分析而得到的反映基因組遺傳結(jié)構(gòu)的圖譜。利用分子標(biāo)記構(gòu)建遺傳圖譜是基因定位、克隆和分子標(biāo)記輔助選擇的基礎(chǔ)。

荔枝的遺傳連鎖圖譜也在發(fā)展和完善中，尤以華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院劉成明課題組的貢獻(xiàn)較大；劉成明[4]以“馬貴荔”ד焦核三月紅”F1群體為作圖群體，構(gòu)建了母本“馬貴荔”的分子遺傳連鎖圖譜，也是荔枝的第一張遺傳連鎖圖譜；劉睿[33]進(jìn)一步采用RAPD技術(shù)，分別構(gòu)建了父本和母本的遺傳連鎖圖譜，此研究首次獲得了父本“焦核三月紅”的遺傳連鎖圖譜；之后的研究者們[11，34，35]采用AFLP和SRAP技術(shù)，結(jié)合已獲得的RAPD標(biāo)記[4，33]，分別構(gòu)建了父、母本的分子遺傳圖譜。

馬文朝[29]利用EST-SSR標(biāo)記，并整合劉成明課題組已建立的“馬貴荔”ד焦核三月紅”遺傳連鎖圖譜，進(jìn)一步提高圖譜的密度。首先利用“馬貴荔”和“焦核三月紅”對(duì)合成的784對(duì)EST-SSR引物進(jìn)行篩選，共得到242對(duì)在雙親上具有多態(tài)性的引物；利用初選的242對(duì)引物進(jìn)行作圖群體的電泳檢測(cè)，最終在140對(duì)引物中得到了215個(gè)分離位點(diǎn)，其中父本特有位點(diǎn)69個(gè)，母本特有位點(diǎn)85個(gè)，雙親共有位點(diǎn)61個(gè)；根據(jù)引物在雜交群體的擴(kuò)增情況并進(jìn)行讀帶統(tǒng)計(jì)，然后整合劉成明課題組已繪制的遺傳連鎖圖譜，利用JoinMap 3.0軟件構(gòu)建新的遺傳連鎖圖譜，共有87個(gè)標(biāo)記進(jìn)入8個(gè)連鎖群，作圖效率為44.2%，覆蓋總圖距為683 cM，連鎖群的平均長(zhǎng)度為85.4 cM，標(biāo)記間的平均距離為7.85 cM，平均每個(gè)連鎖群包含10.9個(gè)標(biāo)記。

3 展望

迄今為止，荔枝種質(zhì)資源利用與新品種選育仍然依靠表型選擇與實(shí)生或芽變選種的傳統(tǒng)方法，其遺傳改良舉步維艱與育種新技術(shù)發(fā)展緩慢關(guān)系密切。理清荔枝種質(zhì)親緣關(guān)系、實(shí)現(xiàn)種質(zhì)的精準(zhǔn)鑒定、構(gòu)建核心種質(zhì)、準(zhǔn)確開展雜種鑒別均是提高荔枝遺傳改良效率的先決條件，同時(shí)，上述技術(shù)的突破也將提高荔枝優(yōu)稀種質(zhì)基因資源的發(fā)掘與創(chuàng)新利用的效率，促進(jìn)遺傳改良的進(jìn)程。盡管多種分子標(biāo)記已經(jīng)在上述研究領(lǐng)域獲得了一定的應(yīng)用，但是，由于前述類型分子標(biāo)記的局限，今后應(yīng)重點(diǎn)開發(fā)SSR和SNP標(biāo)記，同時(shí)，應(yīng)盡可能把標(biāo)記定位到染色體圖譜上，在高密度遺傳圖譜基礎(chǔ)上重點(diǎn)篩選均勻分布的標(biāo)記，提高分子標(biāo)記的代表性與特異性；在分析選材上則盡可能多的收集重點(diǎn)野生荔枝發(fā)現(xiàn)區(qū)域(云南、海南、廣西、廣東)的野生和半野生種質(zhì)，克服樣品代表性與一致性的缺陷。

目前，制約荔枝分子標(biāo)記輔助選擇育種技術(shù)突破的主要因素還在于雜交群體偏少，尤其是適合進(jìn)行分子遺傳圖譜構(gòu)建的作圖群體太少，無法開展各種性狀的遺傳分離規(guī)律研究，一方面使我們對(duì)不同性狀遺傳力的認(rèn)識(shí)缺失，另一方面也較難篩選與目標(biāo)性狀(如焦核或無核、大果、優(yōu)質(zhì)、特早熟或特遲熟、特殊風(fēng)味等性狀)緊密連鎖的分子標(biāo)記，從而妨礙了分子標(biāo)記輔助選擇育種技術(shù)的實(shí)質(zhì)性突破。今后的雜交育種應(yīng)重視雜交親本的選配，以荔枝種質(zhì)親緣關(guān)系研究的結(jié)果為依據(jù)，結(jié)合表型性狀的差異，選擇最佳的親本組合進(jìn)行雜交育種，建立起足夠大的作圖群體，構(gòu)建高密度分子遺傳圖譜，定位重要農(nóng)藝性狀的主效QTL及其緊密連鎖的分子標(biāo)記，為荔枝的分子標(biāo)記輔助育種奠定基礎(chǔ)。

除QTL作圖外，關(guān)聯(lián)分析則是發(fā)掘性狀相關(guān)位點(diǎn)和功能基因的另一重要策略。因此，要充分利用好荔枝全基因組測(cè)序和重測(cè)序數(shù)據(jù)，同時(shí)利用我國(guó)豐富的荔枝種質(zhì)資源這個(gè)自然群體，以前期初步構(gòu)建的核心種質(zhì)為依據(jù)，或重新構(gòu)建更完善合理的荔枝核心種質(zhì)庫(kù)，通過應(yīng)用全基因組關(guān)聯(lián)分析進(jìn)行性狀關(guān)聯(lián)位點(diǎn)及功能基因的發(fā)掘，為荔枝遺傳改良及分子育種提供關(guān)鍵的基因資源和早期選擇標(biāo)記，克服傳統(tǒng)育種技術(shù)障礙，加快遺傳改良和新品種選育的進(jìn)程，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

截至目前，荔枝新品種認(rèn)定與審定除性狀特異性外，僅要求其遺傳穩(wěn)定性與一致性，尚未在分子標(biāo)記鑒定與分子條碼上進(jìn)行規(guī)范。但是，性狀表型的特異性受環(huán)境影響較大，環(huán)境變化導(dǎo)致基因表達(dá)的差異，容易發(fā)生誤判；品種的遺傳背景，也就是基因型的差異，才是品種間的本質(zhì)差異。荔枝新品種推廣育苗主要是通過嫁接和圈枝，由于是無性繁殖，荔枝品種極易脫離育種者的掌控而被大量盜用，而且品種及種苗的純正性在生產(chǎn)上也容易產(chǎn)生爭(zhēng)議。因此，不論從新品種保護(hù)與知識(shí)產(chǎn)權(quán)的角度還是新品種推廣的角度，都亟需建立分子標(biāo)記鑒定的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)與分子條碼。因此，分子標(biāo)記鑒定與分子條碼應(yīng)逐漸規(guī)范化成為新品種認(rèn)定的手段和工具。

近年來，荔枝全基因組測(cè)序與代表性種質(zhì)重測(cè)序工作的完成，為荔枝特異性分子標(biāo)記的大規(guī)模研發(fā)，并應(yīng)用于育種實(shí)踐奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也是最佳的機(jī)遇期。

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Application of SSR and SNP Molecular Marker in Litchi Breeding

LIU Wei, JIANG Nonghui, YUAN Peiyuan, QIU Yanping, FAN Chao, YANG Xiaoyan, XIANG Xu*

GuangdongProvincialKeyLaboratoryofTropicalandSubtropicalFruitTreeResearch;KeyLaboratoryofSouthSubtropicalFruitBiologyandGeneticResourceUtilization,MinistryofAgriculture;InstituteofFruitTreeResearch,GuangdongAcademyofAgriculturalSciences,Guangzhou510640,China

Litchi breeding has been mainly resort to seedling selection and phenotype selection for a long term. Considerable difficulties in the initial stage and slow progress of genetic improvement in litchi were mainly due to its unclear genetic background of germplasm, chaos of cultivar name, lack of high efficient modern technology such as early identification of hybrids and functional gene exploration. It is urgent to develop and improve marker-assisted breeding in litchi, so as to overcome the obstacles of traditional breeding and provide new technical support for genetic improvement in litchi breeding. In this paper, we summarized the application of litchi SSR and SNP, two kinds of specific molecular marker, on germplasm genetic relationships analysis, core collection construction, germplasm accurate identification and molecular barcode construction, hybrid identification, as well as genetic map construction. The paper was expected to provide theoretical and practical reference for the breeding application of specific molecular markers in litchi.

litchi; specific molecular markers; molecular marker-assisted selection; application in breeding

2016-06-01; 接受日期：2016-08-02

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31272135;31401829)；廣東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2014A030310467)；廣東省省屬科研機(jī)構(gòu)競(jìng)爭(zhēng)性支持類項(xiàng)目(2014B070706018)；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金 (nycytx-32)資助。

劉偉，助理研究員，博士，主要從事荔枝生物技術(shù)育種研究。E-mail:liuwei1987ahnu@126.com。*通信作者：向旭，研究員，博士，主要從事荔枝種質(zhì)資源利用與新技術(shù)育種研究。E-mail:xiangxu@vip.163.com

10.3969/j.issn.2095-2341.2017.01.02