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吴建涛等
, 2011,
甘蔗基因定位研究进展及展望
,
分子植物育种
Vol.9 No.81 (doi: 10.5376/mpb.cn.2011.09.0081)
1592
标记分析
F
1
群体，其分离行为与二倍体作物中与隐
性亲本回交的
BC
1
代情况相似
(Wu et al., 1992; Wu
et al., 2000)
。近年来，随着生物技术的发展，开发
出了
AFLP
、
SSR
、
DArT
、
TRAP
等多种分子标记，
这些标记的开发应用促进了甘蔗基因定位的发展。
1
甘蔗病害相关性状基因定位
世界甘蔗糖业最大的威胁来自于甘蔗病害。病
原入侵甘蔗组织内部，致使甘蔗首先在生理上、组
织上和形态上发生病理变化，然后表现各种病症病
害。病害发生后，因大多数杀菌剂无法进入甘蔗组
织内部发挥作用，导致用药剂防治效果亦不理想。
选育抗病品种是防治甘蔗病害的重要手段之一，利
用抗病基因定位结果进行标记辅助选择，能够在生
长早期鉴定抗病个体，提高抗病品种育种进度
(Manigbas and Villegas, 2007)
。甘蔗育种家一直对甘
蔗抗病育种中抗病性状基因定位研究非常重视。
Daugrois
等
(1996)
利用
128
个
RFLPs
和
1
个同工
酶标记在栽培品种
R570
中找到了一个抗锈病的主
基因，该基因与
RFLP
标记
CDSR29
探针紧密连锁，
遗传距离为
10 cM
，这是在甘蔗中鉴定的第一个单
基因遗传的抗病性基因。
Mudge
等
(1996)
利用热带种
La Purple (
S
.
officinarum
)
和 大 茎 野 生 种
Molokai 5829 (
S
.
robustum
)
构建了一个
F
1
定位群体
(
共
84
株
)
，在
1840
个标记中鉴定出
279
个单剂量标记。连锁分析结果
表明，控制眼点病感染性的位点与一个
RAPD
标记
181s260
与紧密连锁，遗传距离为
7.3 cM
。
Asnaghi
等
(2004)
在抗褐色锈病的甘蔗栽培品
种
R570
自交形成的分离群体
(
共
658
株
)
中，利用
443
个
AFLP
标记和群体分离分析法
(Bulked
Segregant Analysis, BSA)
，鉴定出
8
个
AFLP
标记与
抗性基因
(
Bru
1)
连锁，遗传距离在
10 cM
范围内，
其中基因两侧最近的标记遗传距离分别为
1.9 cM
和
2.2 cM
，这是在甘蔗上鉴定的第一个主效基因。
Raboin
等
(2006)
利用甘蔗栽培新品种
R570
和
栽培老品种
MQ76-53
杂交群体
(
共
198
株
)
和
1666
个多态性标记
(
包括
37
个
AFLP
引物复合体
, 46
个
SSRs
和
9
个
RFLP
探针
)
构建了两个品种的遗传图
谱，其中
R570
遗传图谱有
86
个连锁群
(
包含
424
个单剂量标记
)
和
MQ76-53
遗传图谱有
105
个连锁
群
(
包含
536
个单剂量标记
)
，图谱累计长度分别为
3
144 cM
和
4 329 cM
。并对
R570
最新图谱和以前基
于
R570
自交群体的遗传图谱进行了整合。两个控
制孟德尔遗传性状被定位于
MQ76-53
图谱上，其
中一个控制红色茎秆颜色的基因与一个
AFLP
标记
连锁
(
遗传距离为
6.5 cM)
，一个新的抗褐色锈病基
因与另一个
AFLP
连锁
(
遗传距离为
23 cM)
，这是
在甘蔗上鉴定的第二个主效基因。
Nibouche
等
(2010)
利用抗甘蔗条螟的品种
R570
自交构建了一个
147
株的分离群体，用单因素
分析方法分析
1405
个多态性标记与群体抗条螟性
状的相关性，其中发现
9
个
QTA (Quantitative Trait
Allele)
与性状具有较强的关联性
(
解释
6%~10%
的
变异
)
，分布在具有八个同源染色体组的多倍体
R570
基因组的五个上，其中
2
个
QTAs
分布在两个
典型的抗性基因类似簇中，
8
个
QTAs
能够解释整
个表型方差的
42%
。
2
甘蔗产量相关性状基因定位
甘蔗产量相关性状主要包括株高
(
茎长
)
、茎重，
有效茎数，总生物量、纤维含量和灰分含量等，这
些性状直接决定着甘蔗产量，对甘蔗产量相关性状
进行选择是甘蔗产量育种研究的重点之一，但是这
些性状大多是数量性状，受多基因控制，遗传基础
复杂，易受到环境影响，进行遗传研究十分困难。
在科学家的努力下，甘蔗产量相关性状基因定位研
究也取得了一些进展。
Ming
等
(2002)
利用甘蔗和割手密种间杂交构
建了两个群体
(
分别有
264
株和
239
株
)
，利用
735
个
DNA
标记鉴定了
102
个产量性状
(
比如茎重
,
茎
数
,
纤维含量和灰分含量等
)
相关
QTLs
，其中
31
个
能够被定位到甘蔗连锁图谱，
41
个与分离的
DNA
标记关联。
61
个定位的
QTLs
中有
50
个聚集到七
个甘蔗同源连锁群的
12
个基因组区段上。
Aitken
等
(2008)
为了研究复杂多倍体甘蔗的产
量相关性状的遗传规律，利用一个澳大利亚甘蔗品
种
Q165
和一个甘蔗品种
IJ76-154
杂交构建了一个
227
株的分离群体，调查了
3
年的茎重、茎径、茎
数、茎长和总生物量等性状数据。利用
1000
多个
AFLP
和
SSR
标记扫描群体鉴定
QTLs
，应用交换
检验方法对至少一个性状进行检测，发现在
5%
临
界值有
27
个区段显著关联，单个区段可以解释
4-10%
的表型方差，与年份有
46%
的一致性。
27
个