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易俊良等
, 2011,
水稻稻米品质的分子设计育种研究进展
,
分子植物育种
Vol.9 No.19 (doi: 10.5376/mpb.cn.2011.09.0019)
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现在：①直接以
DNA
的形式出现，对表型无影响，
准确度高，在作物的各个生长发育时期均可检测
到，不受环境条件的影响；②基因组
DNA
的变异
(
等
位变异
)
极其丰富，因此分子标记的数量几乎是无限
的，而且多态性高；③有些能够鉴别出纯合的基因
型与杂合的基因型，表现为共显性标记，提供完整
的遗传信息。分子标记种类繁多，包括基于限制性
酶切和
Southern
杂交的分子标记技术，以限制性片
段 长 度 多 态 性
(Restriction Fragment Length
Polymorphism
，
RFLP)
和数目可变串联重复多态
性
(Variable Number of Tandem Repeats
，
VNTR)
为代表；基于
PCR
技术的分子标记技术，以随机扩
增多态性
DNA(Random Amplified Polymorphism
DNA
，
RAPD)
、序列标志位点
(Sequence Tagged
Sites
，
STS)
和微卫星标记
(Simple Sequence Repeat
，
SSR)
为代表；基于限制性酶切和
PCR
技术的
DNA
标
记，以扩增片段长度多态性
(Amplified Fragment
Length Polymorphism
，
AFLP)
、酶切扩增多态性序
列
(Cleaved Amplified Polymorphism Sequences
，
CAPS)
为代表；基于
DNA
芯片技术的分子标记
技术，以单核苷酸多态性
(Single Nucleotide
Polymorphism
，
SNP)
为代表。
SNP
标记是美国学者
Lander E
于
1996
年提出的
第三代
DNA
遗传标记。主要是指同一位点的不同
等位基因之间仅有个别核苷酸的差异或只有小
的插入、缺失等。此类分子标记具有高丰度、易
实现自动化检测等特点。水稻等模式植物大规模基
因组测序的完成，促进了大批量
SNP
标记的发现，
从而奠定了进行全基因组多样性分布及重要性研
究的基础。
SNP
标记也提供了构建分辨率高于当前
DNA
标记约
100
倍左右的变异图谱的可能性。
F.
Alex
等
(2004)
对已测序的籼、粳亚种全基因组序列
以及遗传多样性模式进行了分析，结果表明，在两
水稻亚种间，除去筛选出的多拷贝和低质量的序列
后，共有
408,898
个候选
DNA
多态性
(SNPS/INDELs)
被鉴定出，从而为水稻的遗传育种提供了大量的
SNP
标记资源。
Patrick
等
(2003)
对直链淀粉含量和胶
稠度明显不同的一系列水稻品种中的
Wx
基因序列
进行了测定，结果表明，在
Wx
基因第
6
外显子和第
10
外显子处发现两个导致氨基酸替代
(
点突变
)
的
SNP
位点，此位点与直链淀粉含量、胶稠度特性存
在明显相关性。因此，此突变点可作为选育具有优
良加工、蒸煮和食味品质新品种的有效分子标记。
Bao
等
(2006)
对
30
个分布于不同地区和具有不同淀
粉理化特性的水稻品种的淀粉合成酶Ⅱ
a
基因的第
6
内含子、第
7
外显子、第
7
内含子和第
8
外显子部分
序列以及
3′
端非翻译区部分序列的约
2051bp
的
DNA
片段进行了序列测定，共发现
24
个
GC/TTSNP
和
1
个
InDel
位点，其中
GC/TTSNP
能将高或中等糊化温
度的水稻品种与低糊化温度的水稻品种区分开。
Shi(2008)
和
Jin
等
(2003)
发现了与稻米香味基因相连
锁的
SNP
标记，可作为香稻选育的功能标记。
SNP
的检测技术与方法可分为两个时代，一为
凝胶时代，二为高通量时代。基于凝胶电泳的主要
技术和方法包括限制性酶切片段长度多态性分析
(RFLP)
、寡核苷酸连接分析
(OLA)
、等位基因特异
聚合酶链反应分析
(AS2PCR)
、单链构象多态性分析
(SSCP)
、变性梯度凝胶电泳分析
(DGGE)
等。高通
量时代的
SNP
检测技术可分为：
TaqMan
检测、分子
信标
(molecular beacons)
、
DNA
芯片或微阵列、动态
位点特异性杂交、高温连接酶检测反应技术
(ligase
detection reaction, LDR)
等。此外
,
采用特殊的质谱法
和高效液相层析法也可以大规模、快速检出
SNP
或
进行
SNP
的初筛。其中，
DNA
芯片
(
微阵列
)
技术是
检测
SNP
的最佳方法。
可视薄膜生物传感器芯片技术是一种简便而又
可靠的用于检测植物中特殊核苷酸序列的分析技
术。该技术主要是通过带生物素标记的
PCR
扩增产
物与芯片表面的探针进行杂交，以实现对特殊
DNA
序列或基因的检测。在
SNP
检测中，目标序列
(PCR
扩增产物
)
是在同生物素标记的探针和耐热性
DNA
连接酶混合的条件下被杂交的。只有当探针与目标
序列完全杂交，并共价结合在芯片表面时，再通过
同底物发生酶促反应所产生的沉淀物，即导致薄膜
厚度的增加，从而引起芯片表面颜色的改变，转变
成可以直接通过肉眼观察到的信号。由于此芯片检
测技术的敏感性与特异性，同时还可以根据需要点
制不同通量的探针，因此，常被用于核苷酸序列鉴
定分析、作物遗传育种、性状
(
品质、抗性等
)
定位
以及对特异核苷酸序列
(
阳性
)
检测工作的其它方面
(Bai et al., 2006; Zhong et al., 2003)
。此外，还有另
一种适合
SNP
研究的工具，即
Illumina
公司的