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葛海燕等:茄子分子遗传育种研究进展
1145
中起着重要的作用
(Powell et al., 1996; Stàgel et al.,
2008)
,并且广泛应用于遗传多样性评价、连锁作图、
基因标签及图位克隆等研究中
(Huang et al., 2011)
SSR
标记开发的主要过程为:序列获取、
SSR
检测、
引物设计及验证。由于茄子的分子生物学研究起步
较晚,在茄子中,所开发的
SSR
标记还比较有限,
仅有少数文献报道了茄子
SSR
标记的开发,目前所
能检索并利用的茄子
SSR
标记的研究主要有:
Nunome
(2003)
Stàgel
(2008)
Nunome
(2009)
Barchi
(2011)
Ge
(2011)
Vilanova
(2012)
。这些
SSR
标记目前被广泛用于茄子的遗
传多样性分析,图谱构建及基因定位研究中。
1.2 COS
标记
直系同源序列
(Orthologs)
是指来自不同物种形
成时由同一个祖先垂直进化而来的,具有功能相似
的那些基因。绝大多数核心生物功能都是由相当数
量的直系同源基因所承担
(
潘增祥等
, 2009)
Fulton
(2002
)通过扫描大量番茄
EST
与拟南芥的基因
组序列,鉴定出
1 025
COS
42%
COS
属于基
本代谢过程相关的基因,而且研究发现这些
COS
在其他一些物种如辣椒、茄子、向日葵、甜瓜、棉
花、莴苣、苜蓿、蚕豆、水稻、苹果、菠菜等物种
中也保守,开发了第一代保守的直系同源序列标
记。
Wu
(2006)
鉴定了大量
(2 869)
COS
Ⅱ标记
(
单拷贝
COS)
,并应用于茄科作物茄子与番茄
(Wu
et al., 2009a)
、辣椒与番茄
(Wu et al., 2009b)
的共线
性研究。
COS
标记的开发对于比较作图、线性同向
序列分析、系统发生和分子进化、基因比较定位与
功能基因发掘等研究具有重要意义
(
潘增祥等
, 2009;
鲍露
, 2010)
1. 3 SNP
标记
SNP
是指由单个核苷酸的变异引起的
DNA
列的多态性,一般而言是指变异频率大于
1%
的单
核苷酸。它包括单碱基的转换、颠换、插入及缺失
等形式。
SNP
的特点:
(1)
遗传稳定性高。
SNP
是基
于单核苷酸的突变,突变频率较低。
(2)
广泛分布,
且数量巨大。
(3)
富有代表性。位于基因编码区的
SNP
可能影响蛋白质结构或功能的改变,这种改变
可能是生物体发生变异或者病变的直接原因。
(4)
二态性和等位基因性。一般只有两种等位型的碱基
组成。
(5)
检测快速,易实现自动化分析。随着生物
技术的发展,以及
SNP
分子标记本身的优越性,
SNP
标记已经成为生命科学研究领域的一个重要工具,
被广泛应用于生物、农学、医学等领域
(
唐立群等
,
2012)
。由于茄子的生物学基础研究比较薄弱,可利
用的基因组信息不多,目前报道的茄子
SNP
的开发
及应用的研究还较少。
Barchi
(2011)
首次在茄子
上开发利用
SNP
标记,该研究以两个优良育种亲本
为材料,利用限制位点相关
DNA
测序技术
(Restriction-site Associated DNA, RAD)
,获得
45 000
条非冗余序列,并进行
SNP
的检测,共
2 000
多个
SNPs
能够用
Illumina GoldenGate
平台进行分型分
析,最终
384
SNPs
被成功利用于种质鉴定。
2012
年,
Barchi
等将该研究的
SNP
标记用于茄子遗传图
谱的构建。
Fukuoka
(2012)
利用茄科作物番茄、马
铃薯和茄子的序列数据库,也开发了部分
SNP
记,并成功用于茄子遗传图谱的构建。
1.4 SOL
标记
Fukuoka
(2012)
利用茄科作物番茄、马铃薯和
茄子的序列数据,对其进行序列比对,推测茄科作
物可能的直系同源基因座
(
Solanum
Orthologous
gene set)
,对这些推定的直系同源基因座进行
SNP
InDel(insertion/deletion)
检测,并进行标记开发,
共得到构建在图谱上的
SNP
InDel
标记
623
(
SOL
标记
469
)
,在
469
个标记到茄子图谱上
SOL
标记中,其中
326
个标记可以定位到番茄图
谱上。
SOL
标记可利用于茄科作物的图谱构建,这
为茄科作物饱和图谱的构建提供了更多的新型标
记,而且它们之间的共有标记对茄科作物的于比较
作图、基因比较定位及功能基因发掘等研究具有重
要意义。
2
茄子遗传图谱研究
与其他作物一样,茄子许多重要的性状为复杂
的数量性状,不易准确检测基因型效应,而且许多
性状鉴定方法困难,运用传统育种的方法效率较
低,且育种周期长。近年来,随着分子标记技术的
迅速发展,分子育种技术在茄子育种中逐渐得到应
用。构建分子遗传图谱是分子育种工作中一个重要
的基础工作。
在分子生物学研究上,尤其在高密度图谱的构
建方面,茄子的研究远远落后于其同科作物番茄、
马铃薯和辣椒
(Nunome et al., 2009)
。但是近年来茄
子研究得到迅速发展,目前,已经报道了一系列分
子遗传图谱。但是,由于种间杂交具有各种障碍,
且种内遗传背景相对比较狭窄,这些图谱的构图群
体还是具有局限性。到目前为止,所有构图的种间