牧草DNA指纹图谱应用前景看好

2014-2-13 10:19 来源: 中国畜牧兽医报
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  牧草品种的真假和种子质量的优劣直接关系到草业生产安全、农民增收和农(牧)区社会稳定。随着农牧业生产对优良牧草品种需求的提高,每年进入市场的育成牧草新品种数量也在快速增加,各种优良牧草品种越来越受到青睐,种植面积越来越大。而一些不法商家在利益驱动下,在种子生产经营过程中以假乱真、以次充好,坑农害农,扰乱市场秩序。假冒伪劣产品不仅给正规繁育的良种带来了巨大的经济损失,而且严重阻碍了牧草优良品种的推广,产生了巨大的社会负面效应,迫切需要研究制定准确可靠、快速简便的品种鉴定方法。

  品种鉴定传统上主要采用形态学方法、田间小区法以及同工酶或种子贮藏蛋白电泳法。这些方法都不同程度地存在缺陷:当亲缘关系很近或杂交种子彼此形态区别很小甚至没有区别时,依靠形态特征不能鉴别;田间小区法又受到耗时长、费用大和占用土地等因素的限制;同工酶电泳技术能分析大量样品,技术比较简单,但是同工酶是基因表达的直接产物,具有特异性,可利用的数量少,多态性少,对酶的提取要求高,常因同工酶选择不当而得不到鉴别结果;蛋白质电泳虽然准确性、稳定性、重复性、适用性好,但对亲缘关系比较近的品种难以鉴别。

  随着育种亲本利用的集中化,品种鉴定越来越困难,传统的方法也就越来越不适应品种鉴定和纯度分析,实践中迫切需要开发新的检测技术。利用分子标记技术建立的DNA指纹图谱是鉴别品种、品系的有力工具。指纹图谱具有高度的个体或基因型特异性,具有分辨率高、重复性好和简单快速等优点。

  常用的DNA指纹技术有RFLP、RAPD、AFLP、SSR、ISSR等。不同的分子标记应用价值不同,RAPD技术具有简单易行、自动化程度高、实验周期短的优点,但对反应条件较敏感,重复性差;AFLP具有多态性高和稳定性好等优点,但所需DNA模板量大,操作步骤复杂,同时还是专利技术。与其他标记相比,SSR标记在DNA指纹库构建上显示了独特的优越性。SSR标记数量丰富,覆盖了整个基因组,揭示的多态性高,实验重复性好,结果可靠性高;呈共显性遗传,符合孟德尔遗传规律。虽然SSR引物的开发费用较高,但由于其巨大的应用潜力,在一些主要农作物中,SSR引物的开发正在进行,为该技术在作物品种鉴定中的应用提供良好的条件。

  DNA指纹图谱在国内起步较晚但发展迅速,并在很多行业包括农业上应用十分广泛。首先,在育种上,利用分子标记筛选和定位农作物优良基因,加速了育种工作的进程。其次,构建品种指纹图谱数据库,从分子水平上鉴别新品种是否具有特异性、一致性和稳定性。第三,品种的指纹图谱就是该品种的"身份证",可以判断种子的生产经营活动是否构成对某一授权品种的侵权,为种子科学管理提供技术依据。第四,应用DNA指纹技术可鉴定品种的真实性和纯度。目前我国已经对主要粮食和蔬菜的主要品种建立了标准指纹图谱,为品种检测提供依据。

  国家《牧草种子检验规程》在品种鉴定中只有豌豆、黑麦草和燕麦,而且没有品种的标准谱带,实际中不好用。在国际上,畜牧业发达的国家如加拿大、澳大利亚、新西兰、美国等十分重视优良牧草品种的培育和鉴定,他们草原产值高出我国许多倍。我国的牧草育种家也在培育新的优良牧草品种,但与发达国家相比,与农作物中的蔬菜粮食及畜牧业的家畜改良相比,牧草品种的研究和鉴定技术还远远落后。

  鉴于分子标记技术在牧草育种及品种鉴定中应用的巨大潜力,在农作物DNA指纹鉴定技术的基础上,迅速开展牧草指纹图谱的研究工作,建立牧草品种鉴定体系和我国主要牧草品种的DNA指纹图谱数据库,这对加强种子质量标准体系建设,监测良种质量(真伪、纯度),防止伪劣种子流入市场,保护我国名、优、特种质的知识产权和育种家们的权益和广大农民的利益等方面具有重要意义,放眼将来,DNA指纹图谱的应用前景广阔。

  农业部全国草业产品质量监督检验测试中心高秋