余　 其，王振波，沈真輝，李應(yīng)秋

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，云南 昆明 650201；2.福建省農(nóng)科院作物研究所，福建 福州350000)

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分子標(biāo)記技術(shù)及其在大麥遺傳育種中的應(yīng)用

余 其#1，王振波#2，沈真輝1，李應(yīng)秋1

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，云南 昆明 650201；2.福建省農(nóng)科院作物研究所，福建 福州350000)

摘要：大麥?zhǔn)鞘澜缟显耘嘧罟爬系募Z食作物之一，也是十分重要的飼料和釀酒原料。分子標(biāo)記技術(shù)不受環(huán)境和季節(jié)限制，具有多態(tài)性高、信息量大、穩(wěn)定性好等優(yōu)勢(shì)，已被廣泛應(yīng)用于大麥遺傳育種。本文綜述了分子標(biāo)記主要類型、基本原理及優(yōu)缺點(diǎn)，并介紹了近年來分子標(biāo)記技術(shù)在大麥分子遺傳圖譜的構(gòu)建、遺傳多樣性研究、種質(zhì)資源鑒定、目標(biāo)基因定位、起源與進(jìn)化關(guān)系、分子標(biāo)記輔助選擇研究等方面的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：大麥；分子標(biāo)記；遺傳育種

大麥?zhǔn)鞘澜缟暇佑谛←?、水稻、玉米之后的?位重要的谷類作物，也是十分重要的飼料和釀酒原料[1]。大麥含纖維素、抗氧化成分，富含膽固醇生物合成抑制劑等，營養(yǎng)十分豐富，并且低糖低脂肪，在醫(yī)療保健食品開發(fā)等方面日益受到世界各國的重視。利用高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病的種質(zhì)資源，創(chuàng)造大麥理想株型，突破產(chǎn)量屏障，開展大麥超高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)育種，已成為近年來大麥育種家關(guān)注的熱點(diǎn)。以前常規(guī)的育種方法已不能滿足育種家的需要，近年來，分子標(biāo)記通過提供準(zhǔn)確、可靠、穩(wěn)定的DNA水平的遺傳標(biāo)記，已在大麥遺傳圖譜的構(gòu)建、遺傳多樣性研究、目標(biāo)基因定位及起源關(guān)系進(jìn)化研究等方面得到了廣泛應(yīng)用。

1分子標(biāo)記特點(diǎn)及主要的分子標(biāo)記

分子標(biāo)記可直接反映生物體基因組DNA間的差異。分子標(biāo)記很少受表現(xiàn)型影響，相對(duì)于形態(tài)學(xué)標(biāo)記有如下特點(diǎn)：①不受環(huán)境及季節(jié)限制，不受試驗(yàn)材料部位的影響，而形態(tài)標(biāo)記通常表達(dá)于特定的環(huán)境和一定的組織；②具有較高的遺傳多態(tài)性，信息量大；③大多數(shù)標(biāo)記為中性標(biāo)記，群體的表型不會(huì)對(duì)其發(fā)生較大的改變；④顯隱性互作情況不存在；⑤不受環(huán)境影響，同時(shí)也不存在上位效應(yīng)[2]；⑥數(shù)量極多，遍及整個(gè)基因組；⑦大多分子標(biāo)記能表現(xiàn)出共顯性，可鑒定純合基因型和雜合基因型，提供完整的遺傳信息；⑧同一套基因可以用于不同的物種[3]；⑨引物可隨機(jī)設(shè)定，便于在物種中檢出大量的DNA多態(tài)性；⑩操作簡(jiǎn)單快速。目前分子標(biāo)記大致分為3大類型：①基于雜交的分子標(biāo)記；②基于PCR的分子標(biāo)記；③基于DNA序列和芯片的分子標(biāo)記。

1.1 以分子雜交技術(shù)為基礎(chǔ)的分子標(biāo)記

限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性(Restriction fragment length polymorphism，簡(jiǎn)稱RFLP)是利用特定的限制性內(nèi)切酶酶解基因組總的DNA，用特異性探針進(jìn)行Southern雜交，通過放射自顯影檢測(cè)DNA多態(tài)性，該標(biāo)記為共顯性標(biāo)記。RFLP的優(yōu)點(diǎn)：①RFLP標(biāo)記可靠性高；②具有共顯性，可區(qū)分純合和雜合；③無表型效應(yīng)，不受發(fā)育階段及器官特異性限制；④遍布于整個(gè)基因組，在數(shù)量上幾乎不受限制。RFLP應(yīng)用很多，但也有一些缺點(diǎn)：①具有種屬特異性，在實(shí)際應(yīng)用中受到限制；②需要儀器設(shè)備較多，技術(shù)也較為復(fù)雜；③DNA需求量大(5～10μg)，純度要求高；④多態(tài)性水平低。因此，RFLP應(yīng)用受到一定限制。

1.2 以PCR技術(shù)為基礎(chǔ)的分子標(biāo)記

隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA(Random amplified polymorphic DNA，簡(jiǎn)稱RAPD)標(biāo)記的引物長(zhǎng)度約10個(gè)堿基，先隨機(jī)擴(kuò)增基因組DNA，然后用凝膠電泳檢測(cè)DNA序列多態(tài)性。其優(yōu)點(diǎn)是：①不需DNA探針，設(shè)計(jì)引物也不需要知道序列信息，一套引物可用于不同生物的基因組分析；②無放射性，操作非常簡(jiǎn)單；③只需少量DNA 樣品，對(duì)DNA質(zhì)量要求不高；④引物沒有嚴(yán)格的種屬界限，具有廣泛性和通用性。RAPD是顯性標(biāo)記，因此無法在F2代中鑒定基因型是純合型還是雜合型。RAPD重復(fù)性差，PCR條件改變都會(huì)影響擴(kuò)增結(jié)果。改善RAPD的反應(yīng)體系，能在一定程度上提高RAPD的重復(fù)性。

擴(kuò)增片段長(zhǎng)度多態(tài)性(Amplified fragment length polymorphism，簡(jiǎn)稱AFLP)通過限制性核酸內(nèi)切酶雙酶切割基因組DNA，針對(duì)不同材料酶切片段差異，利用選擇性堿基引物來進(jìn)行PCR，以及聚丙烯酰胺凝膠電泳來實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)物的分離，通過放射性同位素的方法以及銀染熒光染色獲取目的圖譜，并進(jìn)行多態(tài)性判斷。AFLP具有較高的分辨率，對(duì)模板純度要求較高。產(chǎn)生的標(biāo)記可覆蓋整個(gè)基因組。AFLP多態(tài)性高，DNA用量少，它既有RFLP的可靠性，又有RAPD的高效性，但試驗(yàn)費(fèi)用較高，操作難度大。盡管如此，AFLP是至今認(rèn)為最有效的分子標(biāo)記技術(shù)，在種質(zhì)資源鑒定以及遺傳多樣性檢測(cè)和物種親緣關(guān)系分析中有著非常廣泛的應(yīng)用。

序列標(biāo)簽位點(diǎn)(Sequence tagged site，簡(jiǎn)稱STS)是基因組上一段長(zhǎng)度多在200～500bp之間的單拷貝短DNA上特定序列片段，這種序列通常會(huì)在染色體上只出現(xiàn)1次，利用1對(duì)寡聚核苷酸引物對(duì)基因組進(jìn)行PCR，從而可以作為基因組中的特異位點(diǎn)，以此來判斷DNA方向和其他特定序列的相對(duì)位置。STS的特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，多態(tài)性好，信息量大。

簡(jiǎn)單重復(fù)序列多態(tài)性(Inter-simple sequence repeat，簡(jiǎn)稱ISSR)，其原理是：在SSR序列基礎(chǔ)上，在微衛(wèi)星DNA序列的3′端或5′端加上2～4個(gè)隨機(jī)核苷酸作為錨定引物，進(jìn)行PCR擴(kuò)增，通過瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)擴(kuò)增的產(chǎn)物。ISSR標(biāo)記為顯性遺傳，操作簡(jiǎn)單、快速、花費(fèi)低，只需少量模板DNA，與SSR標(biāo)記相比不需要知道靶序列的信息背景，結(jié)合了RAPD標(biāo)記和SSR標(biāo)記的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)比以上標(biāo)記更具多態(tài)性。然而，由于ISSR標(biāo)記是顯性標(biāo)記，故未能計(jì)算雜合度與父系分析等問題，但I(xiàn)SSR技術(shù)快捷、經(jīng)濟(jì)、易操作，尤其適用于大批樣品的研究。

序列特征化擴(kuò)增區(qū)域(Sequence characterized amplified region，簡(jiǎn)稱SCAR)由RAPD標(biāo)記技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展而來。其原理是：通過對(duì)RAPD產(chǎn)物進(jìn)行克隆與測(cè)序，在原RAPD引物的3′和5′端各添加14個(gè)堿基，來擴(kuò)增其DNA片斷，以產(chǎn)生多態(tài)性片斷。SCAR標(biāo)記克服了RAPD標(biāo)記重復(fù)率差、可靠性低等缺點(diǎn)，不僅具有RAPD的顯性特征，還可以將其顯性特征轉(zhuǎn)化為共顯性。目前通過將RAPD標(biāo)記轉(zhuǎn)化為SCAR標(biāo)記，可以大大提高試驗(yàn)準(zhǔn)確率。

相關(guān)序列擴(kuò)增多態(tài)性(Sequence-related amplified polymorphism，簡(jiǎn)稱SRAP)針對(duì)基因外顯子中GC豐富,而啟動(dòng)子、內(nèi)含子里AT豐富的特點(diǎn)來設(shè)計(jì)引物，它包括17個(gè)堿基的正向引物和18個(gè)堿基的反向引物，以對(duì)開放讀碼框進(jìn)行擴(kuò)增。因不同個(gè)體中內(nèi)含子、外顯子和其間隔長(zhǎng)度不同而產(chǎn)生多態(tài)性。該標(biāo)記特點(diǎn)是多態(tài)性高、重復(fù)性好、操作簡(jiǎn)單，引物具有通用性且引物合成成本較低。

簡(jiǎn)單重復(fù)序列(Simple sequence repeat，簡(jiǎn)稱SSR)是由幾個(gè)堿基組成的串聯(lián)重復(fù)序列。由于重復(fù)序列的突變率較高，從而產(chǎn)生了很多等位基因，使SSR具有高度的多態(tài)性。SSR標(biāo)記對(duì)DNA需求量少，質(zhì)量要求低，容易檢測(cè)，共顯性遺傳，多態(tài)性高，結(jié)果穩(wěn)定可靠，重復(fù)性好，操作及分布于整個(gè)基因組，數(shù)量豐富，在遺傳多樣性研究、種質(zhì)資源的鑒定、遺傳圖譜構(gòu)建以及基因定位中有著廣泛的應(yīng)用。但是，SSR引物具有高度種屬特異性，獲得新SSR引物費(fèi)用高，難度大。SSR富集文庫的構(gòu)建和SSR-EST的發(fā)展可以使SSR標(biāo)記在大麥遺傳育種中發(fā)揮更大的作用。

1.3其他新型分子標(biāo)記

單核苷酸多態(tài)性(Single nucleotide polymorphisms，簡(jiǎn)稱SNP)是由于單堿基的缺失、插入、轉(zhuǎn)換和顛換而引起基因組水平上的DNA序列多態(tài)性。SNP標(biāo)記位點(diǎn)分布廣泛，同時(shí)遺傳穩(wěn)定性高以及具有檢測(cè)快速、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等特點(diǎn)。目前，SNP已成為生物學(xué)研究的熱點(diǎn)。與其他類型的分子標(biāo)記相比，SNP標(biāo)記更適合數(shù)目龐大的檢測(cè)分析。

多樣性微陣列技術(shù)(Diversity arrays technology，簡(jiǎn)稱DArT)，該技術(shù)依賴于微陣列芯片雜交的基礎(chǔ)，一個(gè)陣列可同時(shí)檢測(cè)分布在基因組中的幾百個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)。點(diǎn)陣列中每個(gè)點(diǎn)代表不同樣本基因組的DNA片段，其中包括僅個(gè)別樣本可具備的特異性片段。因不同樣本的基因組DNA序列存在差異，故與芯片上同一點(diǎn)序列雜交的效率不一致，只有與探針DNA互補(bǔ)的點(diǎn)才具有雜交信號(hào)，在 DArT多樣性分析中表現(xiàn)不同雜交信號(hào)強(qiáng)度或有無的點(diǎn)就是一個(gè) DArT標(biāo)記(DArT marker)，也是基因組代表中的一個(gè)多態(tài)性片段。DArT技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是高通量低成本，缺點(diǎn)在于準(zhǔn)確性不夠高，重復(fù)性低，分辨率易受影響等，但其芯片制作、雜交、結(jié)果掃描和計(jì)算機(jī)分析的平臺(tái)體系則有利于育種工作走向自動(dòng)化與實(shí)用化，并可通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行資源共享。

插入/缺失多態(tài)性標(biāo)記(Insertion/deletion, 簡(jiǎn)稱InDel)。該標(biāo)記的多態(tài)性相對(duì)SSR要小，帶型簡(jiǎn)單，分布較密，因此用于遺傳分析或基因診斷的重現(xiàn)性、準(zhǔn)確性和分辨率也大為提高，很適合遺傳圖譜的構(gòu)建與基因定位分析。該標(biāo)記在基因精細(xì)定位與染色體步移等多個(gè)領(lǐng)域具有較廣闊的研究前景。

2分子標(biāo)記在大麥遺傳育種中的應(yīng)用

2.1用于構(gòu)建分子遺傳圖譜

分子遺傳圖譜是基因圖位克隆、目標(biāo)基因定位和分子標(biāo)記輔助育種等研究的基礎(chǔ)。圖譜標(biāo)記數(shù)多且分布均勻，那么基因定位就更精細(xì)[4]。大麥第1張分子標(biāo)記遺傳連鎖圖是Heun(1991)建立的，其群體為Proctor×Nudika雜交F1花藥培養(yǎng)獲得DH群體(共113株系)，包含157個(gè)RFLP標(biāo)記[5]。此后，AFLP、SSR、STS、SNP、SRAP分子標(biāo)記也逐漸被用于構(gòu)建連鎖遺傳圖譜。Prada等(2004)利用AFLP、SSR、STS農(nóng)藝性狀標(biāo)記構(gòu)建了包含147個(gè)標(biāo)記的遺傳圖譜，其連鎖群覆蓋的總長(zhǎng)為1 125 cM，標(biāo)記的平均距離為7.5 cM[6]。Wenzl等(2004)以SSR、RFLP、STS和DArT標(biāo)記構(gòu)建了一張高密度遺傳連鎖圖，并且把2 085個(gè)DArT整合到該圖譜中[7]。郭蕾蕾(2012)利用SSR和SRAP標(biāo)記篩選95對(duì)SSR標(biāo)記和38對(duì)SRAP標(biāo)記，共產(chǎn)生181個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)，并構(gòu)建連鎖遺傳圖譜。該圖譜包括102個(gè)SSR多態(tài)性位點(diǎn)及69個(gè)SRAP多態(tài)性位點(diǎn)，171個(gè)標(biāo)記分布于全部7條大麥染色體上，分配到9個(gè)連鎖群，總長(zhǎng)度為1 424.2cM，標(biāo)記間的平均距離為8.33cM[8]。孫紅艷(2014)采用大麥耐鎘性不同的親本雜交F1構(gòu)建DH群體為材料，利用SSR和SNP構(gòu)建大麥遺傳圖譜，圖譜總長(zhǎng)度為369.9 cM，共包含56個(gè)標(biāo)記，各個(gè)標(biāo)記被定位于大麥7條染色體上，其中SSR標(biāo)記41個(gè)，SNP標(biāo)記15個(gè)，標(biāo)記間平均距離為8.1cM[9]。Zhou等(2015)利用SNP標(biāo)記構(gòu)建遺傳圖譜，共有12 998個(gè)SNP標(biāo)記被定位在7個(gè)連鎖群，圖譜總長(zhǎng)度為967.6cM[10]。李媛媛等(2014)發(fā)現(xiàn)SRAP引物產(chǎn)生的多態(tài)性位點(diǎn)比SSR、AFLP多，SRAP更適合大麥遺傳連鎖圖譜構(gòu)建[11]。

2.2用于遺傳多樣性及種質(zhì)資源鑒定

在大麥雜交育種中，選用遺傳差異大的親本對(duì)培育優(yōu)良新品種具有重要意義。同時(shí)，根據(jù)遺傳多樣性結(jié)果對(duì)種質(zhì)進(jìn)行聚類分析，可以了解物種的系統(tǒng)發(fā)育、親緣關(guān)系及起源。Russell等(1997)用RFLP、AFLP、SSR、RAPD 4種分子標(biāo)記對(duì)18個(gè)栽培大麥的遺傳多樣性進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)SSR標(biāo)記獲得的多態(tài)性信息量最高[12]。Hou等(2005)利用RAPD和ISSR標(biāo)記分析了中國西部16個(gè)大麥種質(zhì)資源的遺傳多樣性，結(jié)果表明RAPD標(biāo)記平均遺傳相似系數(shù)為0.864，ISSR標(biāo)記平均遺傳相似數(shù)為0.674[13]。趙春燕等(2010)用42對(duì)SSR引物對(duì)42份大麥品種(系)的種質(zhì)多樣性及親緣關(guān)系進(jìn)行了分析，結(jié)果表明這些大麥基因型的遺傳相似數(shù)的變化較小，且大麥地方品種遺傳背景相對(duì)復(fù)雜[14]。賴勇等(2013)利用86個(gè)SSR標(biāo)記對(duì)113份大麥親本材料進(jìn)行遺傳多樣性分析，檢測(cè)出200個(gè)等位變異，遺傳相似系數(shù)變異范圍在0.550 4～0.989 7間，平均值為0.747 7[15]。Wang等(2014)利用71個(gè)SSR標(biāo)記對(duì)99份大麥親本材料進(jìn)行遺傳多樣性分析，檢測(cè)出184個(gè)等位變異。聚類分析表明，遺傳相似系數(shù)范圍從0.510 9～0.951 1，平均為0.720 2。根據(jù)遺傳相似性系數(shù)可以將材料聚為5類。SSR標(biāo)記的高多態(tài)性特點(diǎn)較其他分子標(biāo)記更能揭示出作物遺傳多樣性[16]。

2.3用于重要性狀基因定位

優(yōu)良基因的鑒定和利用是大麥遺傳育種的先決條件，分子標(biāo)記技術(shù)的發(fā)展為定位大麥重要性狀基因提供了一個(gè)有效的途徑。Graner 等(1993)利用RFLP標(biāo)記將抗大麥溫型黃花葉病毒(BaMMV)基因定位在3H染色體長(zhǎng)臂上[17]。Feng等(2004)將裸大麥分枝穗突變體(自發(fā)突變)中發(fā)掘的穗發(fā)育bm定位在大麥4H染色體短臂上[18]。張京(2003)通過SSR標(biāo)記把我國大麥矮源品種所攜帶的基因uz定位在染色體3H上的HVM33和HVM60之間，遺傳距離大約分別只有3.4cM和10.6cM[19]。Huang等(2011)將從多棱皮大麥分枝突變體(Prbs)中發(fā)掘的分枝穗發(fā)育Prbs基因定位在大麥3H染色體短臂上[20]。金婷將白化穎殼基因定位在3H上的Bmag0508A和Bmac0871之間，遺傳距離分別為0.2cM和0.7cM[21]。對(duì)目標(biāo)基因的定位和克隆可以進(jìn)一步分析目標(biāo)基因的功能。

2.4 用于闡明起源與進(jìn)化關(guān)系

分子標(biāo)記在作物的起源以及進(jìn)化上的研究已非常成熟，目前該方面的報(bào)道較多。Melchinger等(1994)利用RFLP對(duì)歐洲大麥種質(zhì)的48份春、冬大麥品種間的遺傳多樣性進(jìn)行了分析，得出春大麥和冬大麥可以根據(jù)遺傳相似系數(shù)劃分為獨(dú)立兩組[22]。Ivandic(2002)等用圖譜位置已知的33個(gè)SSR標(biāo)記對(duì)來自以色列、土耳其和伊朗的39份野生大麥進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)野生大麥能根據(jù)其起源的國家進(jìn)行歸類[23]。Feng等(2005)利用SSR標(biāo)記西藏野生大麥的遺傳多樣性和地理分化進(jìn)行相關(guān)研究，推測(cè)西藏野生二棱大麥可能是中國栽培大麥的祖先，進(jìn)化關(guān)系為：野生二棱大麥→野生瓶形大麥→野生六棱大麥[24]。張鏑(2007)等構(gòu)建了36份西藏近緣野生大麥和4份栽培大麥的AFLP指紋圖譜，發(fā)現(xiàn)近緣六棱大麥和栽培大麥親緣關(guān)系更近，認(rèn)為野生六棱大麥?zhǔn)窃耘啻篼溸M(jìn)化的過渡類型[25]。

2.5用于分子標(biāo)記的輔助選擇

選擇是作物育種的重要環(huán)節(jié)。通過連鎖標(biāo)記，間接性的選擇作物目標(biāo)性狀，能夠提高選擇效率。大麥遺傳育種中運(yùn)用分子標(biāo)記輔助選擇的技術(shù)已經(jīng)較為常見。Graner等(1999)通過CAPS標(biāo)記和SSR標(biāo)記分析了抗黃花葉病基因rym5，認(rèn)為rym5是復(fù)合位點(diǎn)，鑒定的兩側(cè)分子標(biāo)記MWG838和Bmac29，距該位點(diǎn)遺傳距離分別只有0.8cM和1.3cM[26]。趙彥宏等(2011)利用Yd2基因緊密連鎖的YLM、CAPS-Ylp、ASPCR-Ylp標(biāo)記同時(shí)檢測(cè)52份國內(nèi)外大麥品種和4份大麥F1的Yd2基因型，可用于Yd2基因回交育種中的大規(guī)模標(biāo)記輔助選擇[27]。

3展望

分子標(biāo)記應(yīng)用研究快速發(fā)展，使得植物學(xué)分類和遺傳多樣性等方面的研究取得了重大成就。但是，我國的大麥分子標(biāo)記育種技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國際水平，還需將常規(guī)育種與分子標(biāo)記技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，才能夠及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)并利用種質(zhì)資源中的有利變異。同時(shí)，與我國的實(shí)際情況相結(jié)合，應(yīng)將科研的重點(diǎn)放在大麥的品質(zhì)與產(chǎn)量性狀上，使我國的大麥育種技術(shù)在重點(diǎn)方向上不斷取得進(jìn)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]JENKINS G,顧千若譯.大麥(綜述)[J].麥類作物學(xué)報(bào),1986(2).27-30.

[2]劉新芝,彭澤斌,傅駿驊，等.采用RAPD分子標(biāo)記、表型和雜種優(yōu)勢(shì)聚類分析法對(duì)玉米自交系類群的劃分[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào), 1998(4):36-41.

[3]姜蔚.不同作物間EST-SSR標(biāo)記的通用性及其應(yīng)用研究[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué),2009.

[4]馮宗云.分子標(biāo)記在大麥遺傳育種中的應(yīng)用[J].大麥科學(xué),2005(3):3-8.

[5]HEUN M,YKENNED A E, ANDERSON J A, et al.Construction of a restriction fragment length polymorphism map for barley [J]. Genome,1991,34:437-447.

[6]PRADA D,ULLRICH S E,MOLINACANO J L,et al.Genetic control of dormancy in a Triumph/Morex cross in barley[J]. Theoretical & Applied Genetics，2004,109(109):62-70.

[7]WENZL P,LI H B， CARLING J,et al. A high-density consensus map of barley linking DArT markers to SSR, RFLP and STS loci and agricultural traits[J]. BMC Genomics,2006,7:206.

[8]郭蕾蕾.大麥分子遺傳圖譜構(gòu)建及其主要農(nóng)藝性狀和功能成分的QTL定位[D].成都：四川農(nóng)業(yè)大學(xué),2012.

[9]孫紅艷.大麥耐鎘及鎘積累相關(guān)QTL定位與候選基因篩選及調(diào)控研究[D].杭州：浙江大學(xué),2012.

[10]ZHOU G, ZHANG Q,ZHANG X Q,et al.Construction of high-density genetic map in barley through restriction-site associated DNA sequencing[J/OL]. Plos One, 2015, 10(7)[2015-07-16]. http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0133161

[11]李媛媛,沈金雄,王同華,等.利用SRAP、SSR和AFLP標(biāo)記構(gòu)建甘藍(lán)型油菜遺傳連鎖圖譜[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2007, 4(6):1118-1126.

[12]RUSSELL J,FULLER J,YOUNG G,et al.Direct comparison of levels of genetic variation among barley accessions detected by RFLPs , AFLPs , SSRs and RAPDs [J] . Theoretical and Applied Genetics，1997, 95:714-722.

[13]HOU Y C,YAN Z H,WEI Y M,et al. Genetic diversity in barley from west China based on RAPD and ISSR analysis[J].Barley Genetics Newsletter,2005,35(1):9-22.

[14]趙春艷,曾亞文,普曉英,等.大麥基因型間SSR標(biāo)記的多態(tài)性及其親緣關(guān)系分析[J].麥類作物學(xué)報(bào),2010,30(6):1011-1016.

[15]賴勇,王鵬喜,范貴強(qiáng),等.大麥SSR標(biāo)記遺傳多樣性及其與農(nóng)藝性狀關(guān)聯(lián)分析[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,46(2):233-242.

[16]WANG J,WANG S H,LAI Y,et al.Genetic diversity and population structure analysis by using SSR markers in barley[J].Acta Agriculturae Nucleatae Sinica,2014,28(2):177-185.

[17]GRANER A,BAUER E.RFLP mapping of theym4 virus resistance gene in barley[J].Theoretical & Applied Gene-

tics，1993,86(6):689-693.[18]FENG Z Y,ZHANG L L,Zhang Y Z，et al.Chromosomal location of gene for earbranching of barley natural mutant “f151” using SSR markers[J].High Technology Letters,2004(2):5-8.

[19]張京.大麥矮稈基因uz的SSR標(biāo)記[J].作物學(xué)報(bào).2003,29(4):637-640.

[20]HUANG B G,WU W R.Mapping of mutant geneprbscontrolling poly-row-and-branched spike in barley (HordeumvulgareL. )[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué):英文版,2011,10(10):1501-1505.

[21]金婷.大麥白化穎殼突變體的遺傳分析和基因定位[D].金華：浙江師范大學(xué),2013.

[22]MELCHINGER A E,GRANER A.Relationships among european barley germplasm:I.Genetic diversity among winter and spring cultivars revealed by RFLPs[J].Crop Science, 1994,34(5):1191-1199.

[23]IVANDIC V,HACKETT C A，NEVO E,et al. Analysis of simple sequence repeats ( SSRs ) in wild barley from the Fertile Crescent : associations with ecology , geography and flowering time [J].Plant Molecular Biology,2002,48:511-527.

[24]馮宗云.中國野生及栽培大麥的分子進(jìn)化與大麥穗分枝新基因的分子作圖[D].成都：四川大學(xué),2003.

[25]張鏑,丁毅.基于AFLP標(biāo)記的中國西藏近緣野生大麥遺傳多樣性分析[J].遺傳,2007(6):725-730.

[26]GRANER A，STRENG S, KELLERMANN A,et al. Molecular mapping and genetic fine-structure of therym5 locus encoding resistance to different strains of the Barley Yellow Mosaic Virus Complex[J]. Theoretical and App-lied Genetics,1999,98(2):285-290.

[27]趙彥宏,王艷芳,李潤(rùn)植,等.利用分子標(biāo)記鑒定大麥Yd2基因型及其在育種輔助選擇中的應(yīng)用[J].作物學(xué)報(bào)，2011(9):1683-1688.

Molecular Marker Technologies and their Applications to Barley Genetics and Breeding

YU Qi1, WANG Zhen-bo2, SHEN Zhen-hui1, LI Ying-qiu1

(1. College of Agronomy and Biotechnology, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China.2. Crop Research Institute, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou 350000, China)

Abstract:Barley is one of the most ancient crops cultivated in the world and also a very important feed grain and industrial material for beer brewing. In recent years, molecular marker technologies that can provide accurate and reliable DNA genetic markers have been widely applied to barley breeding and genetic studies. This review describes molecular markers in terms of their general characteristics, rationales, advantages, and disadvantages. This paper also illustrates the molecular marker technologies that have been applied to barley genetics and breeding research in recent years, particularly in barley genetic diversity, gene mapping, construction of genetic map, varietal identification, purity assessment, and marker-assisted selection.

Key words:Barley; Molecular marker; Genetics and breeding

收稿日期：2016-04-07

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41460385)。

作者簡(jiǎn)介：#共同第一作者。余其 (1988—) ，女，碩士研究生，主要從事麥類植物分子遺傳與育種研究。E-mail:18725187672@163.com。 王振波(1989—)，男，碩士研究生，主要從事植物資源的研究與利用。E-mail:754977774@qq.com。

中圖分類號(hào)：S512.3；Q754

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-6486-20160174

網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2016-05-05

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/32.1769.S.20160505.1137.001.html