朱巖芳，何洪兵，于莉莉 (山東省東營(yíng)市林業(yè)局，山東東營(yíng)257091)

具有種質(zhì)并能繁殖的植物體統(tǒng)稱(chēng)為植物種質(zhì)資源或遺傳資源。植物種質(zhì)資源是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的根本，也是人類(lèi)最寶貴的自然財(cái)富。快速準(zhǔn)確的種質(zhì)鑒定技術(shù)對(duì)植物種質(zhì)資源的搜集、保存、研究、創(chuàng)新和利用具有重要意義。DNA分子標(biāo)記可以彌補(bǔ)和克服在種質(zhì)資源形態(tài)學(xué)鑒定及生理生化鑒定中的許多缺陷和難題。目前，隨著DNA分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種分子標(biāo)記技術(shù)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于植物種質(zhì)鑒定中。然而，不同分子標(biāo)記技術(shù)在種質(zhì)資源鑒定中的鑒別效率比較研究甚少。筆者對(duì)用于評(píng)估分子標(biāo)記鑒別效率比較的各種參數(shù)及其在種質(zhì)鑒定中的比較進(jìn)行了綜述，并提出了存在的問(wèn)題。

1 DNA分子標(biāo)記技術(shù)

DNA分子標(biāo)記是指能夠反映生物個(gè)體或種群間基因組中某種差異的特異性DNA片段，是DNA水平上遺傳多態(tài)性的直接反映，大多數(shù)DNA分子標(biāo)記以電泳譜帶的形式表現(xiàn)個(gè)體之間的DNA差異，是生物分類(lèi)學(xué)、育種學(xué)、遺傳學(xué)和物種起源與進(jìn)化等研究的重要技術(shù)指標(biāo)之一。自20世紀(jì)80年代尤其是PCR技術(shù)發(fā)明以后，DNA分子標(biāo)記技術(shù)迅速發(fā)展(圖1)。

第一代分子標(biāo)記技術(shù)是以Southern雜交為核心的分子標(biāo)記技術(shù)。最具代表性的是發(fā)現(xiàn)最早的RFLP標(biāo)記。第二代分子標(biāo)記技術(shù)主要分為兩類(lèi)。第一類(lèi)為基于PCR的DNA分子標(biāo)記，主要包括RAPD、ISSR、SSR和STS等標(biāo)記;第二類(lèi)為基于PCR與限制性酶切技術(shù)結(jié)合的DNA標(biāo)記，主要包括AFLP和CAPS等標(biāo)記。第三代分子標(biāo)記是基于單核苷酸多態(tài)性的DNA分子標(biāo)記，如SNPs等標(biāo)記。此外，新型分子標(biāo)記不斷涌現(xiàn)，如 RGAs、RMAPD、SRAP、TRAP 等標(biāo)記。

2 分子標(biāo)記技術(shù)種質(zhì)鑒別效率的評(píng)價(jià)指標(biāo)及其應(yīng)用

分子標(biāo)記鑒別種質(zhì)的主要目的是為任一種質(zhì)尋找理想的特異指紋圖譜。因此，針對(duì)某一種種質(zhì)資源尋找高效的分子標(biāo)記技術(shù)進(jìn)行指紋圖譜構(gòu)建，對(duì)種質(zhì)資源尤其是遺傳多樣性有限的種質(zhì)鑒別及其保護(hù)具有重要意義。評(píng)價(jià)分子標(biāo)記技術(shù)鑒定效率的參數(shù)指標(biāo)主要分為兩類(lèi):一類(lèi)用以評(píng)價(jià)遺傳多樣性信息檢測(cè)量，如 PIC(Polymorphic Information Content，多態(tài)性信息含量)，DI(Diversity Index，遺傳多樣性指數(shù))［1］，PPB(Percentage of Polymorphic Bands，多態(tài)性條帶比例)，EMR(Effective Multiplex Ratio，有效多元數(shù))［2］，Ibav(Average Band Informativeness，平均條帶信息含量)，MI(Marker Index，標(biāo)記指數(shù))［3］等，另一類(lèi)用以評(píng)價(jià)標(biāo)記的鑒別能力，如Rp(Resolving Power，分辨率)和 Dp(Discriminating Power，鑒別力)［3-6］等。

高效的分子標(biāo)記技術(shù)不僅具有高的多態(tài)性信息檢測(cè)能力，還要有鑒別不同基因型的能力。不同報(bào)道中所選用的評(píng)價(jià)指標(biāo)不同。標(biāo)記指數(shù)(Marker Index，MI)最初由Powell等［7］提出并由 Milbourne等［8］首先用于比較 RAPD、AFLP 和SSR 3種分子標(biāo)記技術(shù)的品種鑒定效率。分辨率Rp是由Prevost等［9］提出的用于評(píng)價(jià)ISSR分子標(biāo)記技術(shù)用以馬鈴薯品種鑒定效率的指標(biāo)，結(jié)果表明Rp值與鑒定品種數(shù)成顯著的線(xiàn)性關(guān)系，可用于評(píng)價(jià)分子標(biāo)記的品種鑒定效率。Archak等［1］認(rèn)為分子標(biāo)記的鑒定效率取決于平均條帶信息含量(Ibav)和平均每條引物擴(kuò)增的條帶數(shù)，研究結(jié)果表明RAPD和AFLP 2種分子標(biāo)記技術(shù)具有相當(dāng)可比的平均條帶信息含量(Ibav)，但基于較高的標(biāo)記指數(shù)和有效多元數(shù)，研究認(rèn)為AFLP是腰果種質(zhì)資源指紋圖譜構(gòu)建的優(yōu)先標(biāo)記技術(shù)。Smykal等［5］以遺傳多樣性指數(shù)(DI)和鑒別力(Dp)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)比較了SSR、IRAP、RBIP標(biāo)記技術(shù)鑒別豌豆(Pisum sativum L.)品種的能力，結(jié)果表明IRAP是效率最高的品種鑒定用分子標(biāo)記技術(shù)。Sarwat等［10］基于標(biāo)記指數(shù)(MI)比較了4種分子標(biāo)記技術(shù)(AFLP，SAMPL，ISSR和RAPD)在檢測(cè)Tribulus terrestris的多態(tài)性能力，結(jié)果顯示SAMPL具有最高的標(biāo)記效率。Biscas等［11］比較了 RAPD，ISSR，IRAP 和 REMAP 4種分子標(biāo)記技術(shù)鑒定Citrus品種的效率，結(jié)果顯示Dp值由高到低REMAP＞ISSR＞IRAP＞RAPD，研究選擇REMAP和ISSR用于Citrus品種鑒定。盡管不同研究中所選用的評(píng)價(jià)參數(shù)不同，且多態(tài)性信息含量高低與種質(zhì)鑒別能力高低存在不一致的情況，但多數(shù)研究認(rèn)為，在兩類(lèi)參數(shù)值不同時(shí)，優(yōu)先選擇種質(zhì)鑒別能力高的分子標(biāo)記技術(shù)。

3 結(jié)語(yǔ)

不同分子標(biāo)記技術(shù)種質(zhì)鑒別效率的比較研究大都是基于小規(guī)模的待測(cè)種質(zhì)和引物，隨著引物數(shù)的增加和待測(cè)樣本的擴(kuò)大，研究難度相應(yīng)增大。因此，在比較不同分子標(biāo)記技術(shù)種質(zhì)鑒別效率的研究中，合理的有代表性種質(zhì)樣品數(shù)目和引物數(shù)目的確定將是一項(xiàng)首要的關(guān)鍵工作。此外，新的評(píng)價(jià)指標(biāo)以及現(xiàn)有不同指標(biāo)在種質(zhì)鑒定效率評(píng)價(jià)中的相關(guān)性研究甚少，也是進(jìn)一步研究的一個(gè)重要課題。

［1］ARCHAK S，GAIKWAD A B，GAUTAM D，et al.Comparative assessment of DNA fingerprinting techniques(RAPD，ISSR and AFLP)for genetic analysis of cashew(Anacardium occidentale L.)accessions of India［J］.Genome，2003，46:362-369.

［2］ARIF M，ZAIDI N W，SINGH Y P，et al.A Comparative Analysis of ISSR and RAPD Markers for Study of Genetic Diversity in Shisham(Dalbergia sissoo)［J］.Plant Molecular Biology Reporter，2009，27:488-495.

［3］GORJI A M，POCZAI P，POLGAR Z，et al.Efficiency of arbitrarily amplified dominant markers(SCOT，ISSR and RAPD)for diagnostic fingerprinting in tetraploid potato［J］.American Journal of Potato Research，2011，88:226-237.

［4］ CHADHA S，GOPALAKRISHNA T.Comparative assessment of REMAP and ISSR marker assays for genetic polymorphism studies in Magnaporthe grisea ［J］.Current Science，2007，93(5):688-692.

［5］SMyKAL P，HORáèEK J，DOSTáLOVá R，et al.Variety discrimination in pea(Pisum sativum L.)by molecular，biochemical and morphological markers［J］.Journal of Applied Genetic，2008，49(2):155-166.

［6］ZEIN I，JAWHAR M，ARABI M.Efficiency of IRAP and ITS-RFLP marker systems in accessing genetic variation of Pyrenophora graminea［J］.Genetics and Molecular Biology，2010，33(2):328-332.

［7］POWELL W，MORGANTE M，ANDRE C，et al.The comparison of RFLP，RAPD，AFLP and SSR(microsatellite)markers for germplasm analysis［J］.Molecular Breeding，1996，2:225-238.

［8］MILBOURNE D，MEYER R，BRADSHAW J E，et al.Comparison of PCR-based marker systems for the analysis of genetic relationships in cultivated potato［J］.Molecular Breeding，1997，3:127-136.

［9］PREVOST A，WILKINSON M J.A new system of comparing PCR primers applied to ISSR fingerprinting of potato cultivars［J］.Theoretical and Applied Genetics，1999，98:107-112.

［10］SARWAT M，DAS S，SRIVASTAVA P S.Analysis of genetic diversity through AFLP，SAMPL，ISSR and RAPD markers in Tribulus terrestris，a medicinal herb ［J］.Plant Cell Reporter，2008，27:519-528.

［11］BISWAS M K，XU Q，DENG X.Utility of RAPD，ISSR，IRAP and REMAP markers for the genetic analysis of Citrus spp［J］.Scientia Horticulturae，2010，124:254-261.