[发明专利]遗传标记的发展与种类

权利要求书

1.形态标记：形态标记是指那些能够明确显示遗传多样性的外观性状，如株高、穗形、粒色或芒性等相对差异，典型的形态标记用肉眼即可识别和观察，广义的形态标记还包括那些借助简单测试即可识别的某些性状如生理特性、生殖特性、抗病性等，由自发突变或理化诱变均可获得具有特定形态特征的遗传标记材料，形态标记材料多数仅带有一个标记基因，少数则带有多个标记基因，后者用于基因连锁分析时，可同时分析几个标记性状；形态标记在遗传研究中具有重要的应用价值，但由于数量少，可鉴别标记基因有限，在染色体上的分布又不均匀，因而难以建立饱和的遗传图谱，另外，许多形态标记还要受到环境、生育期等因素的影响，使形态标记的应用受到一些限制。

2.细胞学标记：细胞学标记是指能明确显示遗传多态性的细胞学特征，染色体的结构特征和数量特征是常见的细胞学标记，它们分别反映了染色体结构和数量上的遗传多态性，染色体结构特征包括染色体的核型和带型，核型特征是指染色体的长度、着丝粒的位置和随体的有无等，由此可以反映染色体的缺失、重复、倒位和易位等遗传变异；带型特征是指染色体经特殊染色后，带的颜色深浅、宽窄和位置顺序等，由此可以反映染色体上常染色质和异染色质的分布差异，染色体数量特征是指细胞中染色体数目的多少，染色体数量上的遗传多态性包括整倍体和非整倍体变异，前者如多倍体，后者如缺体、单体、三体、端着丝粒染色体等非整倍体，用具有染色体数目和结构变异的材料与染色体正常的材料进行杂交，其后代常导致特定染色体上的基因在减数分裂过程中的分离和重组发生偏离，由此可以测定基因所在的染色体及其相对位置，因此，染色体结构和数量的特征可以作为一种遗传标记，在小麦中，利用每条染色体的模式图、C-分带的带型、缺失断点的位置及分子标记在缺失间隔区的定位，构建了整个小麦基因组的物理图谱；此外，许多染色体结构和数量变异常具有相应的形态学特征，因此可以在杂种后代中直接对相应的形态标记进行选择，不必进行染色体鉴定就可以确定其细胞学特征，从而提高了细胞学标记的利用效率。

3.蛋白质标记：用作遗传标记的蛋白质通常可分为非酶蛋白质和酶蛋白质两种。在非酶蛋白质标记中，用的较多的是种子贮藏蛋白，这些蛋白质可以通过一维或二维聚丙烯酰胺凝胶电泳技术进行分析，在小麦种子贮藏蛋白中，醇溶蛋白和谷蛋白约占蛋白质总量的90％，遗传分析表明它们是较好的遗传标记，已被广泛用于小麦的遗传学研究。酶蛋白质中作为遗传标记的主要是同工酶，同工酶是指具有相同催化功能而结构及理化性质又不同的一类酶，其遗传学行为一般符合孟德尔规律，共显性表达，因而是一种良好的遗传标记，蛋白质是基因表达的直接产物，与形态标记、细胞学标记相比，数量上更丰富，受环境影响更小，能更好地反映遗传多样性，因此蛋白质标记是一种较好的遗传标记，但蛋白质标记仍然存在诸多不足，如每一种同工酶标记都需要特殊的显色方法和技术；某些酶的活性具有发育和组织特异性；局限于反映基因编码区的表达信息等，最主要的是标记的数量仍比较有限，在品种间差异较少，远不能满足研究的需要。

4.DNA标记：DNA标记，又称分子标记，是DNA水平上遗传多态性的直接反映，DNA水平的遗传多态性表现为核苷酸序列的任何差异，甚至是单个核苷酸的变异，因此，DNA标记在数量上几乎是无限的，与以往的遗传标记相比，DNA标记还有许多特殊的优点：(1)在各个组织、各发育时期均可检测到，不受季节、环境的限制，不存在表达与否的问题；(2)遍及整个基因组，数量多；(3)表现中性，不影响性状表达，与优良性状无必然的连锁关系；(4)自然界存在着许多等位变异，多态性高，不需创造特殊的遗传材料；(5)有许多标记表现为共显性，能鉴别纯合基因型和杂合基因型，目前，DNA标记已广泛用于种质资源研究、遗传图谱构建、目的基因定位和分子标记辅助选择等各个方面，依据对DNA多态性的检测手段，DNA标记可分为以下四大类：

第一类为基于DNA-DNA杂交的DNA标记，其中最具代表性的是发现最早且应用广泛的RFLP标记；

第二类为基于PCR的DNA标记，根据所用引物的特点，这类DNA标记可分为随机引物PCR标记和特异引物PCR标记，随机引物PCR标记包括RAPD标记、ISSR标记等，随机引物PCR所扩增的DNA区段是事先未知的，具有随机性和任意性，因此随机引物PCR标记技术可用于对任何未知基因组的研究，特异引物PCR标记包括SSR标记、STS标记等，特异引物PCR所扩增的DNA区段是事先已知的，具有特异性，因此特异引物PCR标记技术依赖于对各个物种基因组信息的了解；

第三类为基于PCR与限制性酶切技术结合的DNA标记，这类DNA记可分为两种类型，一种是通过对限制性酶切片段的选择性扩增来显示限制性片段长度的多态性，如AFLP标记；另一种是通过对PCR扩增片段的限制性酶切来揭示被扩增区段的多态性，如CAPS标记，

第四类为基于单核苷酸多态性的DNA标记。