分子标记技术及其在大麦遗传育种中的应用

牛姣姣

摘 要：大麦是众多农作物中最早被人类培育的粮食作物之一，是我国众多区域赖以生存的主要粮食作物。分子标记技术最显著的特征就是多态性高、信息量大、稳定性好。将该技术应用于大麦的遗传育种工作中，能够有效提升大麦作物的产量。对标记技术在大麦遗传育种中的应用进行了分析，为开展相关研究工作提供参考和启迪。

关键词：分子标记技术;大麦;遗传育种;应用

文章编号：1004-7026（2020）19-0086-02         中国图书分类号：S512.3        文献标志码：A

大麦是一种重要的粮食作物。不同于其他谷类作物，大麦含有更多纤维素，食用后能够促进肠胃蠕动，更加有利于身体健康。另外，大麦有很多抗氧化成分，市场中利用大麦抗氧化成分制成的保健药品不在少数。可以说，大麦在人类生活中扮演着十分重要的角色，尤其是在保健方面受到人们的青睐。

研发培育出更加高产、优质的大麦成为了众多科研学者不断探索和追寻的方向。随着科学技术水平提升，分子标记技术逐渐成熟。将这种技术应用于大麦遗传育种工作中，能够有效提升大麦的产量和质量，提高培育工作的效率。

1  分子标记特点

分子标记可以有效反映被标记生物的DNA，通过标记能够有效了解被标记生物的特征。这种技术之所以被广泛应用，主要是由于分子标记技术具有以下特点。

第一，分子标记技术具有抗干扰能力强的特点。具体表现为不受被标记生物部位影响，也不会受外界环境影响，例如外界温度、湿度等。其抗干扰能力较强，性质更加稳定。正是由于分子标记技术具有抗干扰能力强的特点，才会被广泛应用于植物作物的遗传育种工作中。

第二，分子标记技术能够携带大量信息，有较高的遗传多态性，使被标记生物的基因序列发生改变。将分子标记技术应用于植物的遗传育种工作中，就是将携带的基因序列植入到植物体内，通过改变植物的基因组成，实现培育优良品质的植物。

第三，分子标记技术不受生物显性、隐形遗传特点的干扰。这个特性使被分子标记的生物体能够很好地携带所标记的信息，且将这些携带的信息遗传给下一代生物体，最终有效实现培育优质品种的目的。

第四，一旦对某个生物进行分子标记，这个被标记的生物便会携带大量基因组，且基因组能够迅速遍及整个生物体[1]。这种快速“占领”生物体的特征，能够有效改变被标记生物体的基因序列，加速植物遗传育种培育工作的速度。

第五，分子标记技术能够有效实现遗传信息的提取。分子标记技术能够有效鉴定基因型和杂合基因型。在进行植物遗传育种工作时，可以利用分子标记技术提取植物的基因型，更加方便后续遗传育种工作的进行。

第六，分子标记技术操作简便，重点体现在一套分子标记能够应用于不同的生物体上，且可以实现生物体的跨物種。

利用上述特点开展相关工作，能够有效改变生物体的基因序列，培育出更加优质的生物体。就目前的科技水平来说，进行分子标记大致可以分为3种类型，即基于杂交的分子标记、基于PCR的分子标记以及基于DNA序列和芯片的分子标记。

2  分子标记在大麦遗传育种中的应用

2.1  遗传的多样性

分子标记技术在大麦遗传育种中的应用，主要是利用某些技术将携带的基因序列“植入”到大麦中，通过遗传育种的培育，让大麦按照人们的预想生长。

利用技术进行分子标记，分子标记一旦进入到大麦植物体内，便会迅速占领整个基因组，通过不同试验的对比分析，能够更好地帮助研究学者了解大麦发育的全过程，从而更好地培育出新型大麦品种。分子标记技术早在20多年前就已经被应用于大麦遗传多样性的研究中[2]。随着科学技术进步，分子标记技术愈发成熟，人们逐渐了解到大麦的遗传多样性。随着分子标记技术的完善，人们开始更深层次地了解大麦的基因序列，将大麦按照遗传相似度进行划分。这种对大麦基因序列进行分析的方法，以及将大麦按照遗传相似度进行划分的方法，能够很好地帮助科研人员筛选大麦的品种，从而为后续科研工作提供理论和实践两方面的支持，很大程度上促进了大麦杂交育种工作的落实。

2.2  用于构建分子遗传图谱

利用分子标记技术，能够有效构建分子遗传图谱。分子遗传图谱的构建，是分子标记技术应用于大麦遗传育种研究的基础。用分子标记技术构建的分子遗传图谱，其中的基因定位更加精确，后续标记工作的开展也就更加便捷。这种均匀的分子标记图谱，能够让人们更加清晰地了解大麦的基因组成。在大麦的第一张分子标记图谱构建成功后，又有不少学者利用其他性状进行标记，均取得了不错的研究成果。这种分子遗传图谱能够在大麦进行遗传育种时更好地帮助科研人员进行分子标记，且这种分子标记技术已经能够实现构建连锁的遗传图谱。利用连锁遗传图谱，科研人员可以将大麦的7条染色体全部进行标记，且每个标记之间的距离也有一定程度的缩小。

2.3  用于遗传多样性及种质资源鉴定

分子标记技术还可以应用于大麦遗传多样性以及大麦种质资源的鉴定工作中，帮助科研人员筛选遗传差异性更大的大麦，更好地进行大麦杂交培育工作。通过聚类分析，科研人员能够快速了解植物体的系统和起源，利用聚类分析有效了解大麦的系统发育过程以及起源，从而加深对于大麦的了解，更加便于大麦的遗传育种工作发展[3]。通过分子标记技术，不少学者明确了大麦种质资源的遗传多样性。通过对不同区域的大麦进行基因序列分析，有效了解了大麦的“前世今生”。而后，科研人员选取遗传差异性更大的大麦进行培育，培育出品质更好的大麦。

2.4  用于重要性状基因定位

分子标记技术可以用于大麦的重要性状基因定位。科研人员会选择具有优良基因的大麦进行遗传育种培育，而分子标记技术可以应用于大麦重要性状基因的定位，从而更好地筛选出具有优良基因的大麦。早在1993年就有科研人员利用分子标记技术将病毒基因标记于植物染色体上。随后，又有学者利用分子标记技术将基因标记于大麦的染色体断臂上，实现了技术层面的精进。随着科学技术发展，分子标记技术不断精进和完善，科研人员能够利用分子标记技术更好地实现基因定位。这种分子标记技术的发展和完善，使目标基因的定位和克隆研究有了质的突破。

2.5  用于阐明起源与进化关系

早在20世纪90年代中叶就有研究人员对不同季节大麦的遗传多样性进行了有效分析，分析结果证明大麦的遗传多样性与大麦的生长地点有很大关联。随后，又有学者对我国藏区的野生大麦进行了深入研究，尤其是对大麦的遗传多样性和大麦生产地区进行了详细研究。研究结果表明，西藏的野生大麦很有可能是我国现有大麦品种的“祖先”，即现有大麦的品种是在西藏野生大麦的基础上繁衍和升级的。这个研究对于我国大麦遗传育种的研究工作有很大帮助[4]。而后，又有学者针对于这一结论进行了更深层次的研究，主要是对西藏地区野生大麦和现有品种的大麦进行指纹图谱研究。研究结果表明，西藏地区的野生大麦很有可能是其前身演化为我国现有品种大麦的过渡品种，这更加证实了西藏地区的野生大麦是我国现有大麦的“祖先”[5-6]。

2.6  用于分子标记的辅助选择

选择分子标记的生物体，是开展大麦育种的重要环节。利用连锁标记的方式，有效部分被标记作物的目标形状，这种辅助的标记方法是进行大麦遗传育种工作中最为常见的一种方法。早在20世纪末，就有学者通过分子标记技术有效测定了大麦抗黄花叶病的基因序列，随后又有其他学者利用分子标记技术进行辅助选择，有效了解了大麦的基因类型[7-8]。

3  结束语

分子标记技术日渐成熟，为植物研究工作者提供了更为广阔的科研空间，使得植物学的分类和遗传多样性等方面的研究更加精进，很大程度上推动了现代育种的发展。当然，这种分子标记技术还有很大的进步空间。尤其是在我国分子标记技术落后于别国的情况下，我国要不断探索和钻研，通过更多的试验和研究，精进我国的分子标记技术，有效促进分子标记技术的应用和各项科研工作的落实，从而更好地提升大麦的品质，研发出更加适合人类食用的大麦，提升人们的生活品质。相信在科研人员的努力和不懈奋斗下，我国分子标记技术一定会更上一层楼，我国科研工作也一定会取得更大的进步。

参考文献：

[1]周琳，段玉，文博，等.SNP分子标记及其在木本植物遗传育种的应用[J].亚热带植物科学，2018，47（2）：89-95.

[2]侯麗媛，董艳辉，张春芬，等.SSR分子标记技术在苹果种质资源及遗传育种研究中的应用[J].山西农业科学，   2019（6）：1107-1114.

[3]张羽，张先平，李小鹏，等.分子标记在小麦抗条锈病遗传育种中的应用研究进展[J].分子植物育种，2018，16（18）：   6032-6045.

[4]王育才，王化俊，马小乐，等.基于SNP标记的大麦遗传多样性与群体遗传结构分析[J].分子植物育种，2019，17（6）：   1920-1929.

[5]冯宗云.分子标记在大麦遗传育种中的应用[J].大麦与谷类科学，2005（3）：3-8.

[6]牛小霞，张想平.分子标记技术在大麦遗传育种中的应用[J].中国种业，2012（12）：17-18.

[7]余其，王振波，沈真辉，等.分子标记技术及其在大麦遗传育种中的应用[J].大麦与谷类科学，2016（2）：1-5.

[8]陈萍，李盼畔，麦丽珊，等.DNA分子标记技术及其在啤酒大麦品种鉴定中的应用[J].粮食与饲料工业，2017（8）：   63-66.