分子标记与遗传图谱
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AFLP AP-PCR BC BIL BSA CAPS cDNA cM DAF DH DNA EST ISSR MAS NIL PCR PFGE QTL RAPD RFLP RGA RI RIL SCAR SNP SSR STS VNTR
amplified fragment length polymorphism arbitrarily primed PCR Backcross
backcross inbred lines bulked segregant analysis
cleaved amplified polymorphic sequence complementary DNA CentiMorgans
DNA amplification fingerprinting doubled haploid deoxyribonucleic acid expressed sequence tag inter-simple sequence repeats marker assisted selction near-isogenic lines polymerase chain reaction pulsed-field gel electrophoresis quantitative trait loci
random amplified polymorphismic DNA restriction fragment length polymorphism Resistance gene analogs recombinant inbred recombinant inbred lines
sequence characterized amplified region single nucleotide polymorphism simple sequence repeats sequence-tagged site
variable number of tandem repeats
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前 言
在农业生产中，选用优良品种是最重要的环节之一。一个理想的优良品种不仅要产量高、品质好，而且要抗病虫、抗逆性强。现有的作物栽培品种尽管各有优点，但都还存在某些不足。有的产量较高，但品质不够理想；有的品质较好，但产量低。抗病、抗虫、抗逆等性状更是千差万别，有的只抗病不抗虫，有的只抗某一或少数几种病害或虫害而不抗其它病害或虫害。几乎没有一个栽培品种在产量、品质、抗性上都能满足生产的要求。将不同品种各自具有的优良性状通过品种间的杂交集中到一个品种中，一直是作物育种家们一个多世纪以来的主要工作目标。
在传统的育种工作中，育种家们首先得进行品种或品系间的杂交，然后从分离后代中通过表型观察选择理想的重组基因型。这是个耗时费力的过程，其中难度最大，也是最关键的环节是选择。一方面，有些重要性状如抗性、品质等的表型观测十分困难；另一方面，大多数重要的性状都是数量性状，易受环境影响，使选择的准确性不高。当孟德尔和摩尔根建立基因学说之后，育种家们就希望能变表型选择为基因型选择。但由于受到对基因本质的认识不足及实验技术所限，直到1986年第一张作物（番茄）的RFLP图谱问世，才使这种设想成为可能。Bernatzky和Tanksley发表的这张番茄RFLP图谱虽然仅含57个DNA标记座位，但他们的这一开创性工作不仅使育种家们看到了期待已久的希望，而且使DNA标记的研究立即成了一个非常活跃的领域。特别是随着RAPD（Williams et al., 1990）、SSR（Akkaya et al., 1992）、AFLP（Vos et al, 1995）等基于PCR的DNA标记技术的出现，这方面的研究更是日新月异。最近在网上查询含有分子标记（molecular marker）关键词的论文，从1994年至1999年，每年都有4000多篇。有了DNA标记技术，半个多世纪前Sax（1923）以及后来的Thoday（1961）提出的在育种中对复杂性
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状进行标记辅助选择（MAS）的设想正在成为现实。
我国DNA标记在作物育种上应用的研究工作发展也很快，特别是“863”计划生物领域在“九五”计划期间将DNA标记辅助育种作为一个专题组织攻关之后，在水稻、小麦、玉米、大豆、油菜等主要作物取得了一系列的重要进展，鉴定了一批与重要性状紧密连锁的DNA标记，通过标记辅助选择育成了一批有价值的种质，并且已开展了标记辅助基因聚合的工作。
为了将DNA标记辅助育种这一新技术介绍给广大从事作物遗传育种研究工作的同行，我们编著了此书。全书共分六章。为了突出重点，本书侧重于对分子标记辅助育种的基本原理和方法的介绍，而不涉及一些技术上的细节问题。因此，对有关的一些分子生物学技术（如Southern杂交、PCR、DNA克隆等）和各种DNA标记分析的具体实验步骤，本书均不作详细介绍。对于这些内容，读者可查阅有关的实验手册。
显而易见，DNA标记辅助育种的重点应该是标记辅助选择。本书用了较大的篇幅介绍了DNA标记技术，因为这是基础，要用标记进行辅助选择，首先得获得标记。分子连锁图谱的构建也是一项非常重要的基础工作，有了图谱不仅有利于新的标记的鉴定，而且更有助于辅助育种。DNA标记的应用，除了辅助选择育种外，还有非常广阔的领域，例如，有了DNA标记图谱，可以根据图谱进行基因克隆（即图位克隆）；应用DNA标记可以对植物遗传多样性及亲缘关系进行研究，鉴定新的种质资源及种子纯度等等。
本书从构思到完稿历尽一年有余。由于作者水平所限，错误之处在所难免，诚望读者批评指正。陶文静、东方阳、牛永春、翁跃进等先生参与了前期编著过程，对本书的成稿作出了贡献，宛煜嵩先生为本书的资料收集、文字和图表处理做了大量的工作。在此，谨向他们表示衷心的感谢。
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四、DNA标记
DNA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，哪怕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，如无表型效应、不受环境限制和影响等。目前，DNA标记已广泛地应用于种质资源研究、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。理想的DNA标记应具备以下特点：（1）遗传多态性高；（2）共显性遗传，信息完整；（3）在基因组中大量存在且分布均匀；（4）选择中性；（5）稳定性、重现性好；（6）信息量大，分析效率高；（7）检测手段简单快捷，易于实现自动化；（8）开发成本和使用成本低。目前已发展出十几种DNA标记技术，它们各具特色，并为不同的研究目标提供了丰富的技术手段。但还没有一种DNA标记能完全具备上述理想特性。
依据对DNA多态性的检测手段，DNA标记可分为四大类： 第一类为基于DNA-DNA杂交的DNA标记。该标记技术是利用限制性内切酶酶解及凝胶电泳分离不同生物体的DNA分子，然后用经标记的特异DNA探针与之进行杂交，通过放射自显影或非同位素显色技术来揭示DNA的多态性。其中最具代表性的是发现最早和应用广泛的RFLP标记。
第二类为基于PCR的DNA标记。PCR技术问世不久，便以其简便、快速和高效等特点迅速成为分子生物学研究的有力工具，尤其是在DNA标记技术的发展上更是起到了巨大作用。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，其中RAPD标记使用较为广泛。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
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