SCAR分子标记在植物抗病育种中的应用

安徽农业科学,JournalofAnhuiAgr.iSc.i2010,38(30):16778-16780,16957责任编辑 王强 责任校对 况玲玲

SCAR分子标记在植物抗病育种中的应用

毕波,王瑜,袁庆华

*

(中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,北京100193)

摘要 测序扩增区段(SCAR)标记是基于PCR技术的单基因位点多态性标记,具有开发成本低,稳定性高,单位点多态等特点,被广泛用于分子标记辅助选择、抗病基因连锁定位、高密度遗传图谱构建、种质纯度及品种鉴别等方面。回顾了近年来国内外关于SCAR标记的研究进展,着重阐述SCAR标记在植物抗病性方面的研究。关键词 测序扩增区段标记;抗病基因;应用中图分类号 S332.2 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2010)30-16778-03ResearchDevelopmentofSCARMolecularMarkersinPlantResistanceBreedingBIBoetal (InstituteofAnmialSciences,CAAS,Beijing100193)Abstract Sequencecharacterizedamplifiedregion(SCAR)isanewmolecularsingle sitemarkersbasedonPCR.Ithassuchmeritaslowprice,highstability,site specificandsoon.Ithasbeenappliedinmolecularassistedselection,linkageanalysis,preciselylocationoftargetgene,discrmiinateincultivarsandsooninrecentyears.AfterbriefreviewonrecentdevelopmentofSCARonplan,titishighlysuggestedthatresearchstudiedonapplicationofSCARinplantresistance.Keywords Sequence characterizedamplifiedregion;Resistancegene;Application

植物病害是制约农作物高产、优质的重要因素。据联合国粮农组织(FAO)估计,全世界每年因植物病害造成的损失约占粮食总产量的10%,特别是在植物病害发生非常严重的地区,会导致部分农作物绝收,品质下降甚至威胁到环境及人类健康

[1-2]

简单易用、DNA质量要求低、重复性好等优点(表1),不需要酶切、连接、PAGE电泳、银染显色、放射显影等过程,只需简单的PCR和琼脂糖凝胶电泳就能进行大规模检测。SCAR标记揭示的信息量大,有利于构建高密度的遗传图谱,此标记技术类似于STS,可作为遗传图谱和物理图谱之间的锚定点,并能进行比较图谱研究或种间同源性研究3 SCAR分子标记的应用

[11]

。选育或培育抗病品种是防治植物病害的有

效措施之一,选育抗病品种的有效方法是建立快速检测植物病害的技术体系,保留有价值的品系,缩短育种时间和实现多基因聚合

[3-4]

。

。序列特征化扩增区域(SCAR)标记是由

3.1 目的基因的辅助选择 分子标记辅助育种(MAS)能够克服性状基因和表现型鉴定的困难,进行早期选择,提高回交育种效率。抗病育种常用人工接种法进行筛选,但是植物发病受多种因素的影响,利用与抗病基因连锁的分子标记对其进行辅助选择能够避免人工接种的局限性,并可有效提高抗性育种的效率。

目前,SCAR标记已成为分子标记在育种实践中直接应用的首选方法。在抗病基因标记研究中,SCAR标记转化成功且在转育后代中得到了较好验证。目前已将甘蔗抗黑穗病基因(S620)和大豆的抗灰斑病基因(OPS03620﹠580)RAPD标记等转化为SCAR标记

[12-13]

Paran等于1993年提出的一种基于PCR技术的单基因位点多态性遗传标记,能够快速对植物进行抗性鉴定和遗传资源筛选,提高抗病育种效率。目前,SCAR标记已被广泛应用于小麦、花生、菜豆、黄瓜等作物的抗病育种上。随着研究工作的发展,会有越来越多重要作物性状的SCAR标记被开发出来,将在分子标记辅助育种、构建高密度的遗传图谱等方面发挥巨大作用。1 SCAR标记的原理

为了提高RAPD标记稳定性,把目标RAPD片段(如与某目的基因连锁的RAPD片段)进行克隆和测序,根据原RAPD片段2末端的序列设计特定引物(一般比RAPD引物长,通常18~24个碱基),再进行PCR特异扩增,把与原RAPD片段相对应的单一位点鉴定出来。SCAR标记一般表现为扩增片段的有无,为显性标记,有时也表现为长度的多态性,为共显性标记。2 SACR标记技术的优点

SCAR标记技术是在序列未知的DNA标记基础上,对特异PCR片段扩增产物进行回收、克隆和测序,根据扩增产物的碱基序列重新设计引物,使得扩增位点单一,退火温度较高,1对长寡聚核苷酸引物使重复性和可靠性大大提高,对反应条件不敏感。该方法与一般常用分子标记方法相比具有

基金项目 国家自然基金项目(30972140);国家 十一五 科技支撑项

目(2008BADB3B01)资助。

作者简介 毕波(1984-),女,河北唐山人,硕士研究生,研究方向:牧

草种质资源与遗传育种。*通讯作者,硕士,研究员,硕士生导师,E mai:lyuanqinghua@hotmai.lcom。

收稿日期 2010 08 01

[10]

[6-9]

[5]

。姜立杰用RAPD指纹分析

得到控制桃果实有毛/无毛基因紧密连锁的标记,多态性扩增片段OPP20 2258与有毛、无毛基因的遗传距离为11.3cM,设计2对新的SCAR引物分别为BFP94/95和BFP96/98,第一个引物在有毛和无毛个体中均出现2258bp片段,多态性消失,第2个引物在有毛的杂交后代中扩增出单一的

[14]

OPP20 2258片段,而在无毛后代中无此片段。张海英等用AFLP标记筛选出与黄瓜花叶病(WMV)抗、感基因相关的E ACT/M CTT-427和E-ACT/M-CTT-421共2条特异性条带,克隆测序后用DNAMAN软件对亲本差异片段序列比对,抗、感亲本序列在221bp相差6bp,该差异在10个不同克隆中均很稳定,并将其转化为SCAR标记RWMV-214,对双亲、F1和重组自交系群体进行PCR扩增后,发现与抗、感病基因连锁的特异条带大小分别是208和214bp。孟芳对紫花苜蓿F1代褐斑病抗、感群体进行ISSR标记,其中ISSR20750转化为2个显性SCAR标记,在抗、病DNA池中,抗病池条带,,[15]

第1页下一页