文章信息
- 明金玉, 李化丹, 梁士博, 何莉, 于青含, 李集临, 张延明.
- MING Jin-yu, LI Hua-dan, LIANG Shi-bo, HE Li, YU Qin-han, LI Ji-lin, ZHANG Yan-ming.
- 植物功能性靶向基因标记的研究进展
- Research Progress in the Development of Plant Functional Target Gene Markers
- 中国生物工程杂志, 2017, 37(3): 83-91
- China Biotechnology, 2017, 37(3): 83-91
- http://dx.doi.org/DOI:10.13523/j.cb.20170312
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文章历史
- 收稿日期: 2016-11-26
- 修回日期: 2017-01-16
遗传标记是指通过遗传作图确定基因在染色体上的顺序。自从19世纪中期,奥地利学者孟德尔首创了将形态学性状作为遗传标记应用以来,遗传学标记被广泛用于高等植物的基础生物学、育种、基因分离及品种保护等方面的研究[1]。但因遗传标记只能间接反应遗传物质的特征,且容易受到环境的影响,有很大的局限性。所以人们利用植物遗传特性的重要指标——DNA为研究对象,逐步开发出了分子标记 (molecular genetic markers)。分子标记是以个体间遗传物质内核苷酸序列变异为基础的遗传标记,是DNA水平遗传多态性的直接反映[2-3]。与遗传标记相比,DNA分子标记更具有优越性。
自20世纪70年代,限制性酶切片段多态性 (RFLP) 技术被创立以来,基于Southern杂交或PCR扩增技术的DNA标记也随即发展起来,包括随机扩增多态性DNA (random amplified polymorphism DNA,RAPD)[4]、扩增片段长度多态性 (amplified fragment length polymorphism, AFLP)[5]、简单序列重复 (simple sequence repeat, SSR)[6]、单核苷酸多态性 (single nucleotide polymorphism, SNP)[7]等。此类标记所检测的多态性,在基因组上的位置大多是随机分布的,因此被称为随机DNA分子标记 (random DNA markers, RDMs)。然而,由于遗传重组引起的RDMs与目的等位基因位点之间存在遗传连锁问题,限制了RDMs作为诊断性分子标记的应用[8]。
功能标记 (functional marker,FM) 的概念是由Andersen和Lübberstedt于2003年提出的。这类标记是利用与表型相关的功能基因序列中功能性单核苷酸多态性位点来开发的新型分子标记[9]。近年来,公共基因组数据库的快速扩张,使得开发可用于功能性分子标记的候选基因变得相对简单。这些FM以其特有的优势,如研究遗传变异性和多样性、构建遗传连锁图谱、重要性的基因定位、比较作图等,被广泛应用于植物系统学和分类学、分子生态学、疾病检测等生物学及其相关学科。本文将从以下几个方面综述植物功能性靶向基因标记的研究进展。
1 靶向基因标记和功能标记 (gene-targeted and functional marker,GTMs and FMs)随机DNA分子标记 (arbitrarily amplified DNA markers,AAD) 是基于基因组中随机多态性位点开发而成。研究表明,AAD在使用中表现出了分子标记的优势,即提高了处理信息的速率,降低了成本,重现性强,并可得到多类型的遗传信息[10]。GTMs是基于基因与基因之间的多态性开发而成的。而FMs是由与表型相关的功能基因序列中功能性单核苷酸多态性位点开发而成的标记。
作为DNA分子标记的新发展,区别GTMs和FMs非常重要的,因为不是每一个包含了表型性状变异的靶向基因都会产生功能变异。GTMs和FMs与AAD相比,最主要的区别在于产生方式。GTMs能够连接表达序列标签的非翻译区[11]。FMs是来自多态性序列中更容易发生表型性状变异的标记。由于是来自基因内的功能性基序,FMs不需要进一步验证就可以在不同的遗传背景下确定目标等位基因的有无[9]。虽然GTMs和FMs有着相似之处,但是相比于GTMs,FMs筛选的目的基因与作物表型性状的相关度更高,在作物表型性状的鉴定中更能突显其准确性和直接性。此外,与其他遗传标记相比,FMs在应用上占有更大的优势。例如,FMs能够准确地跟踪、定位群体中的目标基因;控制平衡选择;在育种工作中,FMs能够高效率地筛选自然群体及育种群体中的有利基因;在群体中可以有机地组合,影响相同或不同性状的等位FMs,进行分子设计育种;同时FMs还可以构建连锁的FMs单倍型,消除基因连锁带来的不变因素[12]。
2 保守DNA和基因家族标记 (conserved DNA and gene family based markers,CDMs)CDMs所获得的基因片段在植物中表现出广泛的多态性,利用CDMs来分析基因功能和分辨率更加便捷,这些标记可作为评估工具用于植物种内或种间多样性的评估[13]。CDMs作为一组特殊的GTMs,可用于常用植物的基因或基因家族中外显子结构长度多态性的研究。它产生的多位点标记来源于目标基因 (家族) 中随机分布的成分,这些多位点标记的长度变化不一,有成为FMs的巨大潜力,并与给定表型密切相关。植物基因组包含很多基因家族,目前在尝试开发新的FMs领域,保守DNA区域和不同植物基因家族提供的标记仅占很小的比例,尚有巨大的开发潜能。其中,常见的CDMs种类有:保守DNA来源多态性 (CDDP)[14]、细胞色素类似物P450(PBA)[15]、微管蛋白多态性标记 (TBP)[16]及内含子为目标的多态性标记 (ITP)[17]等 (表 1)。
保守DNA和基因家族基因标记 (CDMs) | 转座子标记 (TEMs) | ||||||||
CDDP | PBA | TBP | ITP | IRAP/REMAP | ISAP | iPBS | SSAP | ||
丰度 (abundance) | 中,可能依赖于靶向基因 | 高 | 中 | 低,可能依赖于靶向基因 | 高 | 高 | 高 | 高 | |
重复性 (reproducibility) | 高 | 高 | 高 | 高 | 中 | 高 | 高 | 高 | |
多态性 (polumorphism) | 中 | 高 | 高 | 高 | 中 | 中 | 高 | 高 | |
前期序列信息 (prior sequence information) | 有 | 无 | 无 | 有 | 有 | 有 | 无 | 有 | |
呈像 (visualization) | 琼脂糖凝胶电泳 | 琼脂糖凝胶电泳 | 琼脂糖凝胶电泳或聚丙烯酰胺凝胶电泳 | 琼脂糖凝胶电泳,偶尔有高分辨率 | 琼脂糖凝胶电泳 | 琼脂糖凝胶电泳 | 琼脂糖凝胶电泳 | 聚丙烯酰胺凝胶电泳 | |
特异性 (specificity) | 无报道 | 高 | 高 | 高 | 高 | 高 | 高 | 高 | |
条带大小 (size of bands) | 200~1 500bp | 100~1 500bp | 500~2 000bp | 50~800bp | 100~5 000bp (到10kb) | 250~2 500bp | 100~5 000bp | 50~500bp | |
同源性 (homoplasy) | 高 | 高 | 低 | 低 | 中 | 无报道 | 低 | 低 | |
反应构件 (reeaction artifacts) | |||||||||
1.单亲条带 (uniparental bands) | 无报道 | 无报道 | 无 | 无 | 无 | 无报道 | 无 | 无 | |
2.异源双链核酸分子 (heteroduplexes) | 无报道,但可能发生 | 无报道,但可能发生 | 无报道,但可能发生 | 有 | 无 | 无 | 无 | 无 | |
3.嵌套启动子 (nested priming) | 无报道 | 无报道,但可能发生 | 无 | 无 | 可能发生 | 无报道 | 无报道 | 可能发生 | |
4.其他 (other) | 扩增子可能产生假基因位点 | 条带与转座子活动不一致 | 无 | 无 | 条带与转座子活动不一致 |
此外,CDMs还因具有可靠性和重复性,而易得到原始数据。CDMs可分析不同物种的多样性特点,检测种内和种间变异[18]。由于遵循孟德尔遗传特性,它适用于群体研究。植物基因家族的一些成员通常紧密地排列在基因组上,虽然不同的基因家族变异不同,但它们能提供可作为靶点的单基因位点[19]。这使得CDMs在未知特异序列信息的情况下,可利用已有数据进行引物设计。由于通用引物具有保守的靶基因本质,CDMs可根据长度多态性确定带型,而不需进一步的实验处理,即可方便的在多样性分类群体间使用。不过,如果缺失保守序列的基因组注释,则新引物的设计可能会出现问题。已有研究表明,CDMs能够区分不同物种间的差异,扩增条带的数量与倍性水平具有良好的相关性,条带特点可以反映多倍体基因组的重排[16]。这样的实验如果使用AAD标记,则结果不同。在保守DNA功能区段序列的基础上开发CDMs,用于评估遗传多样性,有助于弥补基因型和表型之间的差距。
虽然CDMs来自于不同基因或基因家族,但它无法识别高度近交系中的变异。特别是那些遇到“遗传瓶颈”的物种或遗传多样性有限的栽培品种。此外,由于基因的保守区域常常不保留序列变异,所以CDMs检测到的与靶基因或相关区域完全对应的标记十分有限。这可能是由于基因保守区往往较少保留序列变异导致的,也可能是由于选择了带有外显子-内含子结构的基因导致的,它们的长度变异和基因组分布较少。
3 转座子标记 (transposable element based markers, TEMs)转座子是能够在基因组中移动位置的DNA序列。自从Barbara McClintock在玉米中发现转座子以来,转座子元件在大多数真核基因组中受到越来越广泛的重视[20]。植物基因组中广泛分布的带有长末端重复序列 (long terminal repeats,LTRs) 的逆转录转座子,是真核生物转座子家族的典型代表[21]。LTRs不编码任何蛋白质,但包含转录的启动子和终止子,这些区域为引物提供了结合位点,这一特点,使TEMs成为研究功能基因的有效工具。
分析TEMs的前提是了解其分类的基本观点和基因组结构。同时也要考虑TEMs中不同转座子的特点,以及在转座区域内的特性和引物退火位点的差异。转座子根据特征的差异可分为两类:一类是逆转录转座子,也称为“复制-粘贴”元件;另一类是DNA转座子,称为“剪切-粘贴”元件[22]。前者的传播是通过RNA中间体在基因组中创建了一个新的副本;后者则仅是通过简单切除供体位点的基因,再转移到受体上的新位置。随着真核生物转座子发现数量的增加,如微型反向转座元件 (mimiature inverted repeat transposable elements, MITEs),转座子的分类也在变化。因为很难在现有的系统中找到新元件的位置,Wicker等[23]在保持了两个分类标准的原则上改进了分类系统,引入分层排序的思想,使分类的标准适用性更加广泛。
逆转录转座子为TEMs系统的发展提供了一个良好的基础。由于采用“复制-粘贴”的传播方式,逆转录转座子具有与引物设计和基因组丰度相关的特殊特征。所以,大多数的TEMs都利用逆转录转座子。逆转录转座子复制是通过连续的转录、逆转录和新的cDNA拷贝插入到基因组中,这个过程非常像逆转录病毒。
逆转录转座子的结构和复制方式使它们在使用中具有很大优势,它可以检测新插入转座子导致的多态性,并在一个家系中作为暂时顺序插入事件[24]。此外,不同类型的转座子广泛分布在染色体的常染色质结构域中,具有共线性,产生的标记同给定的表型具有相关性[25]。TEMs的内容包括:逆转录转座子间扩增多态性 (IRAP)[26]、逆转录转座子微卫星扩增多态性 (REMAP)[27]、正弦间扩增多态性 (ISAP)[28]、引物结合位点扩增 (iPBS)[29]、逆转录转座子序列特异性扩增多态性 (SSAP)[30]等 (表 1)。
TEMs在群体遗传学研究中非常有用,但它们也有缺点。例如,数据难以解读, 多态性的真实性不易确定;带纹的差异是否与反转录转座子的有无相关,或与其他机制有关,如插入缺失或限制性位点缺失等。不过,不断改进的分析方法和一些成功的实验结果表明,这些缺点可以逐步克服。TEMs产生显性和共显性标记物的比例似乎是可变的[31]。从基因组扩增的PCR产物中得到的逆转录转座子具有插入成分的特殊构型,而PCR的结果由特异的交替等位基因所决定,在这个过程中,特定的插入物可能正在丢失,或是无法提前预测[32]。某些LTR区域的保守性使得具有唯一性和共显性的条带更易于克隆和特性分析,同AADs相比,这是TEMs的一个主要优势。
4 抗性基因标记 (resistance-gene based makers, RGMs)RGMs在GTMs中是一类独特的分子标记,是利用基因的特殊特征开发的标记,如利用植物防御机制中的基因开发标记。植物在进化过程中逐渐形成了主动和被动的防御机制,来保护自己免受病原体的侵袭。主动机制包括自适应免疫和先天免疫。自适应免疫反应是RNAi的类型,主要是对病毒起作用。先天免疫较为常见,能够通过病原体和抵抗受体模式 (pattern resistance receptors,PPRs) 及抗性蛋白 (resistance proteins, R蛋白) 的手段保护自己战胜病原体[33]。PPRs识别与微生物或病原体相关的分子模式,通常是一个保守的、特定的病原菌种。相反,R蛋白识别无毒的、不保守的病原体[34]。R蛋白诱导的信号导致了活性氧的产生,同时使感应细胞程序性死亡 (称为超敏反应),破坏了感应细胞[35]。研究表明,细胞死亡并不能有效的限制病原体的传播;相反,病原体能够通过一种未知的方式在周围组织中存活下来[36]。此外,调节先天免疫的R蛋白,也是一种抗性基因 (R基因,resistance gene) 调节蛋白,每个R基因负责一套特定的、无毒的病原体基因[35]。
带有R基因的植物体具有抵抗病原体的能力。所以,R基因的多样化选择要跟得上快速进化的病原体。虽然,不同的R基因应答不同的病原体,但是它们共享几个相同的保守区域。大多数R蛋白包括一个中央核苷酸结合位点 (nucleotide binding site, NBS),它作为分子开关控制蛋白质的活化状态和一个C端,它是富亮氨酸重复域 (leucine-rich repeat, LRR),也是Avr因子的识别区。因此,N端结构域的变化是区分R蛋白的依据[37]。NBS-LRR类R蛋白,带有一个与果蝇Toll和人类白细胞介素受体同源的N端,它们被归类为TIR-NB-LRR蛋白质。一些非TIR蛋白的N端含有一个双重螺旋 (coiled coil,CC) 结构域,所以非TIR-NBS-LRR蛋白被称为CC-NBS-LRR蛋白[38]。此外,还有两类R蛋白的N端包含了一个胞外的LRR。其中一类被称为类受体激酶 (receptor like kinases, RLKs),包含胞内蛋白激酶结构域[39]。受体样蛋白质 (receptor like proteins, RLPs) 则缺乏这种细胞质蛋白激酶结构域。不同植物中的R基因有着相同的保守结构域,可利用这一特点在基因组中筛选R基因和假定的R基因,如抗病基因类似物 (resistance gene analogs, RGAs)(表 2),并创建分子标记。
抗性基因标记 (RGMs) | RNA标记 (RBMs) | ||||||
RGAP | NBS-profiling | iSNAP | cDNA-AFLP | cDNA-RFLP | EST-SSR | ||
丰度 (abundance) | 高 | 高 | 高 | 高 | 高 | 中 | |
重复性 (reproducibility) | 中 | 高 | 高 | 高 | 高 | 高 | |
多态性 (polumorphism) | 中 | 高 | 高 | 高 | 中 | 中 | |
前期序列信息 (prior sequence information) | 无 | 无 | 有 | 无 | 无 | 有 | |
呈像 (visualization) | 聚丙烯酰胺凝胶电泳 | 聚丙烯酰胺凝胶电泳 | 聚丙烯酰胺凝胶电泳 | 聚丙烯酰胺凝胶电泳 | 聚丙烯酰胺凝胶电泳 | 聚丙烯酰胺凝胶电泳 | |
特异性 (specificity) | 高 | 高 | 高 | 中 | 高 | 高 | |
条带大小 (size of bands) | 200~1 500bp | 70~600bp | 100~1 500bp | 100~1 000bp | 100~3 500bp | 100~400bp | |
同源性 (homoplasy) | 低 | 低 | 无报道 | 中 | 低 | 中 | |
反应构件 (reaction artifacts) | |||||||
1.单亲条带 (uniparental bands) | 无 | 无 | 无报道 | 罕见 | 无 | 无 | |
2.异源双链核酸分子 (heteroduplexes) | 无报道 | 无 | 可能发生 | 无 | 无 | 有 | |
3.嵌套启动子 (nested priming) | 可能发生 | 无 | 可能发生 | 无 | 无 | 无 | |
4.其他 (other) | 产生的条带可选择性进化 | 无 | 无 | 无 | 无 |
RGMs的优势是能够产生与潜在功能基因连锁的分子标记[40]。RGMs产生的特异片段有近90%是从R基因或RGA相关区域扩增得到的。研究表明,RGA低扩增率引物产生的片段似乎在高度保守的NBS结构域以外[41]。NBS结构域内部序列保守性很高,而在外部,如不同的RGAs之间,序列的保守性则很低[42]。扩增条带的测序结果表明,人们低估了由RGM产生的非特异性条带的比率[41]。在某些情况下,非特异性条带出现的位点并没表现在GenBank中,因此很难将这些位点分配到任何RGA集群中。特别在非重点研究的植物中,这一点表现的很明显。靶标R基因代表一类非常重要的植物基因,R基因表达谱可在序列信息未分析的条件下,利用基因座特异性简并引物,来靶向标定高度保守的R基因结构域。所以R基因表达谱在建立育种计划,研究植物生物多样性和进化中具有重要作用。此外,因为RGM的引物是保守的,所以几乎可以在任何植物和跨物种中进行扩增。并且,抗性基因片段可以进一步分析和转衍成酶切扩增多态序列 (CAPS) 序列特征扩增区 (SCAR) 标记[43]。
5 RNA为基础的标记 (RNA-based markers,RBMs)植物细胞针对某些胁迫因素的生物学应答是一种重要的现象,这个过程依赖于基因的表达调控。为了更为深刻的理解这一过程,科学家研发出很多方法,也衍生出了PCR标记系统。Gupta和Rustgi [44]总结了来自转录、表达区域的基因组分子标记。这些标记经cDNA或EST处理,可以直接利用RNA库或经进一步处理后,利用cDNA、EST与生物信息学工具产生随机的或特异的引物。这些标记包括,iSNAP (inter small RNA polymorphism)、cDNA-AFLP、cDNA-RFLP、EST-SSR等 (表 2)。Gui等[45]开发的iSNAP技术,是由20~24个核苷酸组成的内源性非编码小片段RNA分子。它普遍存在于真核生物的基因组中,并且发挥着重要的调节作用,为分子标记的发展提供了极好的来源。Bachem等[46]开发了四步法的cDNA-AFLP,产物可通过银染的聚丙烯酰胺凝胶电泳或者荧光标记的引物进行检测。这种技术不仅能够有效的识别转录,用于分析全基因组的表达,而且可用于识别不同基因在不同应激条件下的表达[47-48]。运用cDNA-AFLP技术已建成拟南芥的全基因组转录图谱[49],成功地检测了小麦基因表达差异[50],并开发了亚麻荠 (Manihot) 的多态转录片段 (TDFs)[51]。Brian等[52]的研究表明,cDNA克隆也可直接作为探针对RFLP进行分析,并用于基因标记或诊断。cDNA-RFLP技术已经在某些植物中得到了有效的应用,如向日葵 (Helianthus annuus L.)[53]和小麦[54]。从技术上讲,EST-SSRs与常见的基因组在扩增和检测微卫星上没有差别,它们的区别在引物的产生和位置上。EST-SSRs产生在基因组的转录区,可直接从序列数据中获得,并运用电子技术,在专门为特殊植物种群设计的选择性数据库中进行数据挖掘,如小麦 (Triticeae EST-SSR http://wheat.pw.usda.gov/ITMI/EST-SSR)。Varshney等[11]通过进一步研究发现,由EST产生的SSRs是最容易被发现的功能序列,比基因组SSR标记 (genomic SSR,gSSR) 提供了更为丰富的信息。EST-SSR标记与gSSR标记的用途是相同的,已在高山夫人蕨 (Athyrium distentofolium Tausch ex Opiz)[55]、水稻[56]和苜蓿属 (Medicago L.)[57]的研究中得到证实。
RBMs的最大优势是它们来自于基因组的表达区域,生成的片段能够很容易找到与其对应的表型性状,这对于遗传图谱的研究是非常重要的。另外,植物遗传研究的目的在于探讨自然种群中的遗传变异性,因为标记是在选择下获得的,所以易于使用。由于引物是由保守的基因组编码区域设计的,所以RBMs在相关物种之间可以通用。
6 靶向指纹标记 (targeted fingerprinting markers, TFMs)TFMs为多位点标记,采用半随机方式生成。其作用是对基因组中的各类区域进行靶向标记,并推测这些区域同某些基因的多态性位点的一致性,或预测同它们的功能无关区域的基因。在表型性状变异中,有些靶向基因标记系统并不用产生指纹。TFM往往结合几个基本技术的有利特征,通过改进方法,增加灵敏度和分辨率,用以检测遗传的不连续性和特殊性。例如,将改进的引物整合在一起,从生物体可用的原始基因组信息中发掘信息。再如,锚固元件 (anchoring element) 包括基因启动子或起始密码子,被添加到引物的各个部分,来确保直接扩增基因相关区域或靶向区域的侧翼位点。由于整合了植物基因组的共同特征,指纹是半随机状态产生的,产生带型的具体信息虽然未知,但它是来自靶位点的。这有利于整个基因组的分布研究,确证更好的重现性,而无需改进特异引物设计或PCR程序。基因组的普遍特性使得TFM技术在许多生物体中易于使用,并且可替代以前的AAD标记。TFM包括直接扩增长度多态性 (DALP)、启动子锚定扩增多态性 (PAAP)、相关序列扩增多态性 (SRAP)、靶向区域扩增多态性 (TRAP)、保守区域扩增多态性 (CoRAP) 和靶向起始密码子多态性 (SCoT)(表 3)。
指纹图谱标记 (TFMs) | ||||||
DALP | PAAP | SRAP | TRAP | CoRAP | SCoT | |
丰度 (abundance) | 高 | 高 | 高 | 中 | 中 | 中 |
重复性 (reproducibility) | 中 | 低 | 高 | 高 | 中 | 中 |
多态性 (polumorphism) | 高 | 中 | 高 | 高 | 中 | 中 |
前期序列信息 (prior sequence information) | 无 | 无 | 无 | 有 | 有 | 无 |
呈像 (visualization) | 聚丙烯酰胺凝胶电泳 | 琼脂糖凝胶电泳 | 聚丙烯酰胺凝胶电泳或琼脂糖凝胶电泳 | 聚丙烯酰胺凝胶电泳 | 聚丙烯酰胺凝胶电泳 | 琼脂糖凝胶电泳 |
特异性 (specificity) | 低 | 低 | 高 | 高 | 中 | 低 |
条带大小 (size of bands) | 200~1 000bp | 200~1 200bp | 50~1 500bp | 50~900bp | 50~900bp | 200~1 500bp |
同源性 (homoplasy) | 中 | 高 | 中 | 中 | 无报道 | 高 |
反应构件 (reaction artifacts) | ||||||
1.单亲条带 (uniparental bands) | 可能发生 | 可能发生 | 可能发生 | 无 | 无 | 可能发生 |
2.异源双链核酸分子 (heteroduplexes) | 有 | 有 | 可能发生 | 可能发生 | 有 | 可能发生 |
3.嵌套启动子 (nested priming) | 有 | 有 | 有 | 有 | 有 | 有 |
4.其他 (other) | 限制条带独立性无报道 | 限制条带独立性 无 |
条带模型的复杂性随多倍体而增加 | 无 忽略共显性 |
限制条带独立性 忽略共显性 |
|
限制条带独立性 无 |
无 忽略共显性 |
由于TFM的特点是半随机地产生,而同带纹相关的功能性基因区域横跨整个基因组,所以TFM很明显会受到基因组重排的影响。在相同的方式下,应用多位点标记,如AAD,会根据基因组重排的程度产生不正确的遗传距离。此外,有关TFM带纹独立性的详细信息事实上是不存在的,这一点同AAD不同。
7 展望分子标记的目的在于进行生物种质资源的鉴定和改良,以及进行相关遗传学的基础研究。随着越来越多的功能性分子标记的开发,标记的效率将会大大的提高,FMs的优越性将会更加明显。开发出更多的与功能基因有关的分子标记,是分子标记技术发展的主要方向,也是生物技术和品种改良研究的努力方向。
在植物学研究中,新开发的分子标记还没有建立广泛的应用体系 (如AAD),但是这些标记系统为进一步的研究提供了新的信息来源。这些标记系统的研究和应用地位正逐步提高,它们比传统方法 (如RAPD、AFLP) 更为有效,为研究者提供了更多的选择。对于重要农业作物 (如马铃薯、水稻、玉米等) 的新标记开发,研究人员已取得一定的成果,但是其他作物的标记还有进一步开发的潜力。新技术的缺点在于它们需要早期的基因组信息,这需要更多的实验室工作。不过随着高通量DNA测序技术时代的到来,开发靶向基因标记的成本将会逐步降低。新的标记系统因为是在未知的、广泛的多次基因重组基础上开发形成的,所以可提供更多的结构数据集。而这些测序水平的数据集可以在生物学领域更有效的应用于尚未开发的植物物种。
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