分子標(biāo)記技術(shù)在煙草遺傳育種中的應(yīng)用

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1、分子標(biāo)記技術(shù)在煙草遺傳育種中的應(yīng)用分子標(biāo)記技術(shù)在煙草遺傳育種中的應(yīng)用分子標(biāo)記技術(shù)在煙草遺傳育種中的應(yīng)用分子標(biāo)記技術(shù)在煙草遺傳育種中的應(yīng)用分子標(biāo)記技術(shù)在煙草遺傳育種中的應(yīng)用分子標(biāo)記技術(shù)在煙草遺傳育種中的應(yīng)用分子標(biāo)記技術(shù)在煙草遺傳育種中的應(yīng)用分子標(biāo)記技術(shù)在煙草遺傳育種中的應(yīng)用分子標(biāo)記技術(shù)在煙草遺傳育種中的應(yīng)用　　摘要：煙草是我國國民經(jīng)濟(jì)中一種十分重要的經(jīng)濟(jì)作物。盡管煙草是最早應(yīng)用于分子生物學(xué)和基因工程的植物之一，但是在煙草遺傳育種分子標(biāo)記技術(shù)的應(yīng)用遠(yuǎn)不如它在水稻、油菜廣泛與深入。目前在煙草中分子標(biāo)記主要用來構(gòu)建遺傳連鎖圖譜、對重要的農(nóng)藝性狀進(jìn)

2、行數(shù)量性狀位點(diǎn)定位、與重要病害緊密連鎖的分子標(biāo)記獲得、煙草種質(zhì)資源的遺傳多樣性分析及轉(zhuǎn)基因檢測等。分子標(biāo)記輔助選擇尚未在實(shí)際的煙草育種中發(fā)揮應(yīng)有的作用。但是隨著我國煙草基因組計劃的啟動與實(shí)施，大量分子標(biāo)記的開發(fā)將使其在煙草遺傳育種中的作用會得到更加充分的體現(xiàn)，將對我國優(yōu)質(zhì)、抗病煙草品種的選育及煙草事業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展發(fā)揮著重要作用。關(guān)鍵詞：分子標(biāo)記煙草遺傳育種應(yīng)用”據(jù)統(tǒng)計[1]中國煙草在世界煙草格局中具有三個1/3的特征，即全球1/3的卷煙市場、全球1/3的卷煙產(chǎn)量、全球1/3的煙葉產(chǎn)量，因此，中國是世界第一煙草大國。我國煙草育種工作雖然

3、在一些方面取得了明顯的成績，但分子標(biāo)記技術(shù)尚未得到深入挖掘與廣泛應(yīng)用，比如對一些重要性狀遺傳規(guī)律的研究鑒定尚不夠全面和系統(tǒng)，在功能基因定位、基因工程輔助育種等方面的研究尚未有突破性進(jìn)展。同時，通過常規(guī)方法選育品種，周期太長，效率太低，而目前MAS在煙草品種選育中沒得到充分運(yùn)用。隨著分子標(biāo)記種類和數(shù)量的不斷增加及其在農(nóng)作物遺傳育種中的廣泛應(yīng)用，分子標(biāo)記輔助選擇大大縮短了品種選育時間，提高了選擇的精度，極大的改良了品質(zhì)，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。目前分子標(biāo)記在煙草中的應(yīng)用主要集中在種質(zhì)資源遺傳多樣性分析、遺傳圖譜構(gòu)建、重要農(nóng)藝性狀的基因定位、轉(zhuǎn)

4、基因檢測等方面，雖然沒有取得較有突破性的研究成果，但是隨著我國煙草基因組計劃的迅速啟動與實(shí)施，分子標(biāo)記必將發(fā)揮越來越重要的作用，將開創(chuàng)我國煙草遺傳育種工作一個全新的局面，大大促進(jìn)我國煙草科技創(chuàng)新事業(yè)的健康長久發(fā)展。本文綜述了近年來分子標(biāo)記技術(shù)在煙草遺傳育種方面的一些重要應(yīng)用進(jìn)展，旨在推動分子標(biāo)記技術(shù)更好地服務(wù)于煙草育種。1分子標(biāo)記在煙草遺傳研究中的應(yīng)用煙草是細(xì)胞遺傳學(xué)的模式植物，但是在分子生物學(xué)方面的研究尤其是重要農(nóng)藝性狀的遺傳基礎(chǔ)、遺傳規(guī)律的研究尚不夠深入，許多方面甚至是一片空白。由于煙草中可資利用的分子標(biāo)記數(shù)量有限，而且由于狹窄的遺傳

5、背景帶來的多態(tài)性表現(xiàn)較差，加之煙草的染色體數(shù)目較多，基因組巨大，因此到目前為止還沒有一張密度較大的、完整的煙草遺傳連鎖圖譜被報道。對煙草重要農(nóng)藝性狀的定位主要集中在抗病基因的QTL定位，而對其它數(shù)量性狀如煙堿含量、香氣香味等尚未涉及。相對而言研究開展較多的是利用分子標(biāo)記對煙草種質(zhì)資源進(jìn)行遺傳多樣性分析、構(gòu)建遺傳指紋圖譜。這些基礎(chǔ)研究將為了解煙草最基本的特征特性與重要性狀的遺傳規(guī)律奠定良好的基礎(chǔ)，對煙草品種選育與育種生產(chǎn)起著重要的指導(dǎo)作用。1.1遺傳圖譜構(gòu)建目前的研究表明，栽培種煙草有48條染色體，全長約4600MB，約為人類基因組全長的1

6、.5倍［17］。2002年日本煙葉研究中心的學(xué)者T.Nishi等［18］利用125個白肋煙DH系所組成的DH永久性作圖群體，采用117個AFLP分子標(biāo)記構(gòu)建了包含10個連鎖群的遺傳圖譜，其總長為383CM，平均遺傳距離為3.3CM。XX年美國菲莫煙草公司的Bindler等[19］利用由煙草品種RedRussian與HicksBroadLeaf所雜交、自交而成的F，分離群體，采用通過美國煙草基因組計劃所開發(fā)的SSR標(biāo)記構(gòu)建了一張普通栽培煙草的遺傳連鎖圖譜，但在這篇報告中并沒有交待標(biāo)記的數(shù)量與遺傳圖譜的長度。XX年國內(nèi)學(xué)者肖炳光等［20］以烤

7、煙品種SpeightG一28和NC2326雜交經(jīng)組織培養(yǎng)與染色體加倍技術(shù)得到的137個DH系為作圖群體材料，通過ISSR和RAPD標(biāo)記的遺傳連鎖分析，構(gòu)建了包括27個連鎖群、由10個ISSR標(biāo)記和147個RAPD標(biāo)記組成的烤煙分子標(biāo)記遺傳連鎖圖。該圖譜覆蓋長度1838.12CM，平均圖距14.1CM。這是國內(nèi)外構(gòu)建的第一張烤煙分子標(biāo)記遺傳連鎖圖，為烤煙性狀的基因定位及分子標(biāo)記輔助選擇奠定了良好基礎(chǔ)。1.2煙草重要病害的分子標(biāo)記分析1995年Bai等［21-22]利用抗和感煙草根腐病的品種及其近等基因系找到2個與根腐病抗性基因緊密連鎖的RA

8、PD標(biāo)記，經(jīng)過后續(xù)的一系列片段分離與RFLP分析最終發(fā)現(xiàn)有3個片段是抗根腐病材料中所特有的。2001年郭生云等[23]用RAPD引物對抗赤星病品種和感赤星病品種進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)了一個標(biāo)記與赤星病