基因组学与应用生物学，2010年，第29卷，第1期，第137－143页Genomics and Applied Biology,2010,Vol.29,No.1,137－143评述与展望Review and ProgressSSR 分子标记在作物遗传育种中的应用罗冉吴委林张旸李玉花*黑龙江哈尔滨东北林业大学生命科学学院,哈尔滨,150040*通讯作者,lyhshen@摘要SSR (simple sequence repeat)是建立在PCR 技术上的一种广泛应用的分子标记，具有含量丰富、多态性高、共显性等优点。
本文简要介绍了SSR 分子标记技术的原理和特点，重点介绍了SSR 分子标记技术在作物遗传育种中的应用，主要在作物遗传多样性、基因定位、分子辅助标记、遗传图谱构建、品种鉴定和纯度鉴定等方面进行阐述。
关键词SSR,分子标记,作物,遗传育种SSR Marker and its Application to Crop Genetics and BreedingLuo Ran Wu WeilinZhang Yang Li Yuhua *Heilongjiang Harbin College of Life Sciences of Northeast Forestry University,Harbin,150040*Corresponding author,lyhshen@ DOI:/10.3969/gab.029.000137Abstract SSR (simple sequence repeat)is a classic technique for molecular marker based on PCR technique,which had many advantages,such as abundance,high polymorphism,co-dominance etc.This paper has clarified the concept and characteristics of SSR marker,then presents emphatically its application to plant genetics and breeding,and focus on genetic diversity,gene mapping,marker assistant selection,construction of genetic map,varietal identification,purity identification and so on.Keywords SSR (simple sequence repeat),Molecular markers,Crop,Genetics and breeding /doi/10.3969/gab.029.000137基金项目：本研究由国家科技部863项目(2008AA10Z156)和国家自然基金重点项目(30730078)共同资助遗传标记(genetic marker)是指在遗传分析上用作标记的基因，也称为标记基因。
它可追踪染色体、染色体的某一节段或某一个基因座在家系中传递的任何一种遗传特性。
目前，应用较为广泛的遗传标记主要有形态标记(morphological maker)、细胞标记(cytological maker)、生化标记(biochemical maker)和分子标记(molecular maker)。
前3类遗传标记都是对基因的间接表达，并且标记位点少，多态性差，容易受到环境因素、季节变化等影响，因此发展比较缓慢。
分子标记是继形态标记、细胞标记和生化标记之后发展起来的一种较为理想的遗传标记形式，它以蛋白质、核酸分子的突变为基础，检测生物遗传结构及其变异。
分子标记技术从本质上讲都是以检测生物个体在基因或基因型上所产生的变异来反映生物个体之间的差异。
广义的分子标记是指可遗传的并可检测的DNA 序列或蛋白质，狭义的分子标记指能反映生物个体或种群间基因组中某种差异的特异性DNA 片段。
目前广泛应用的DNA 分子标记有三代，分别为第一代的限制性片段长度多态性(RFLP)，随机扩增多态性DNA (RAPD)，第二代的扩增酶切片段长度多态性(AFLP)，简单序列重复长度多态性(SSR)，第三代的单核苷酸多态性(SNP)等。
本文主要对SSR 分子标记技术的原理、特点以及在作物遗传育种中的应用进行概述。
1SSR 分子标记技术的原理和特点SSR 也称为微卫星DNA (microsatellite DNA)、短串联重复(tendom-repeats)或简单序列长度多态性(simple sequence length porlymorphism)，它通常是指以2~5个核甘酸为单位多次串联重复的DNA 序列，基因组学与应用生物学Genomics and Applied Biology也有少数以1~6个核甘酸为串联重复单位。
串联重复次数一般为10~50次，如(A)n、(TC)n、(TAT)n、(GA-TA)n、(GA)n、(AC)n以及(GAA)n等。
同一类微卫星DNA可分布在基因组的不同位置上，长度一般在100bp以下。
由于重复次数不同，从而造成了每个位点的多态性(Akkaya et al.,1992;Wang et al.,1994;向道权等,2001)。
每个SSR两端的序列一般是相对保守的单拷贝序列，通过这段序列可以设计一段互补寡聚核苷酸引物，对SSR进行PCR扩增，由于SSR 多态性多由简单序列重复次数的差异引起，通常表现为共显性。
SSR扩增产物通常采用高浓度的琼脂糖胶或聚丙烯酰胺凝胶电泳检测。
目前，在所应用的标记中，RFLP标记所需DNA 量较大，步骤较多，周期长，制备探针及检测中要用到放射性同位素，成本高(邢晋祎和帅素容,2001)；RAPD标记因使用的引物比较短，对反应条件极为敏感，稍有改变便影响扩增产物的重现，重复性较差，稳定性不好。
另外，RAPD是显性标记，不能区分纯合基因型与杂合基因型，无法直接用于基因型分析(刘世涛等,2003)；AFLP标记费用比较昂贵，且方法需经多步操作，统计分析困难，对DNA的纯度和内切酶的质量要求很高(姚红伟等,2009)；SNP提供的信息较少，且费用较高(李伟等,2009)。
相比之下SSR标记具有了以下优点：(1)数量丰富，覆盖整个基因组，揭示的多态性高。
(2)具有多等位基因的特性，提供的信息量高。
(3)共显性遗传，不易被自然选择和人工选择所淘汰，符合孟德尔遗传定律(David and Michael.,1994;Devey et al.,1996)。
(4)易于利用PCR 技术分析，对DNA质量要求低，用量少，不需使用同位素，即使是部分降解的样品也可进行分析。
(5)每个位点由设计的引物顺序决定，便于不同的实验室相互交流合作开发引物。
2SSR分子标记技术在遗传多样性中的应用遗传多样性是生物多样性的重要组成部分，蕴藏在各种生物的基因组中。
在作物育种过程中，无论采用选择或杂交等常规手段，还是依靠细胞杂交、原生质体融合和转基因等生物技术辅助手段改良作物的遗传特性，都离不开对遗传资源进行系统化的遗传多样性的研究。
利用SSR标记的高多态性，结合相关分析、聚类分析等数量遗传分析手段，可以对不同亲缘物种进行分类，判断其亲缘关系，评价不同品种的异质性，并进而划分杂交优势群。
Manifesto等(1999)对阿根廷的105份小麦品种用位于不同染色体上的探针检测后发现亲缘关系越近的品种，指纹谱的相关系数越高。
Zhang等(2006)用30个SSR标记对来自阿曼的6个小麦品种间的遗传联系和多样性水平的调查表明,3个硬质小麦总的遗传多样性高于3个面包小麦，聚类分析还发现阿曼面包小麦不同于其它品种，然而2个巴基斯坦品种有点接近阿曼品种，可能存在某种未知的联系。
在小麦遗传多样性变化动态研究中，Wang等(2007)利用206对SSR引物检测中国西部三省小麦的遗传多样性，通过遗传距离以及聚类分析显示发现云南与西藏小麦品种亲缘关系比云南与新疆以及西藏与新疆的都要近。
王利锋等(2009)利用表型和SSR标记基因型，对88份有代表性的河南省玉米地方品种进行遗传多样性分析，发现这些地方品种农艺性状表现出较大差异，表型聚类将其划分为7个类群，大部分品种聚在一个类群内，但仍有部分品种独立成群。
吕广磊等(2009)采用64个SSR标记对96份云南水稻(Oryza sativa)地方品种和选育品种的遗传多样性进行比较分析，结果表明SSR标记能较好地区分云南栽培稻品种，且云南水稻地方品种遗传多样性丰富，存在大量的优质性状可供育种实践选择。
徐静静等(2009)用FastPCR软件在大豆疫霉全基因组中搜索到1234个含2~4个重复基元精确SSRs。
选择260个SSRs设计引物，经对大豆疫霉5个分离物的基因组DNA检测，有212对(81.5%)有效扩增出SSR特征条带，112对(52.8%)扩增多态性。
用18对多态性SSR引物分析了来自美国、中国黑龙江省和福建省大豆疫霉分离物的遗传多样性，发现黑龙江省和福建省分离物的遗传距离最近，美国和福建省分离物的遗传距离最远，大豆疫霉中国分离物与美国分离物可能具有共同的祖先，中国分离物可能为外来种。
中棉所陈光和杜雄明(2006)人利用SSR分子标记对20世纪50年代我国引入海岛棉以来培育的45个国内品种(系)及8个国外品种的遗传多样性进行研究，结果53个品种被分为两大类，与系谱来源一致。
3SSR分子标记技术在基因定位及分子辅助标记中的应用3.1基因定位SSR技术是寻找与目标基因紧密连锁的分子标记为遗传育种早期选择提供不受环境影响的遗传标DOI:10.3969/gab.029.000137138记。
同时对目标基因进行精确的定位，也是进一步分离、克隆和导入目标基因的前提。
唐媛等(2008)以感白粉病小麦品种中国春与101－3杂交后代F2为材料，用65对6B染色体上和9对6A染色体上小麦微卫星引物，进行连锁分析，发现小麦微卫星标记Xgwm570与PmX有(9.72±2.40)cM的遗传距离，该结果表明，PmX位于小麦染色体6BL上。
陈立军等(2009)针对中国大豆灰斑病1号生理小种，以抗所有生理小种的品系东农40566为母本，以感所有生理小种的品种东农410为父本配制杂交组合，杂交得到F2代后连续自交3代得到F5代群体。
该群体经人工接种灰斑病1号生理小种后，利用BSA法对500个SSR标记进行筛选，其中3个标记Satt565、SOYGPATR和Satt396在抗、感池间表现出稳定的多态性，并且在F2代个体中表现出抗性与多态性协同分离的趋势。