草莓分子標(biāo)記技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用.pdf

基金項(xiàng)目：國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(No. 2013BAD02B04-02)、北京市糧經(jīng)作物產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)(No. BAIC09-2017)、北京市博士后工作經(jīng)費(fèi)資助項(xiàng)目、北京市農(nóng)林科學(xué)院科技創(chuàng)新能力建設(shè)專項(xiàng)(No. KJCX20161504)收稿日期：2018-01-22 接受日期：2018-03-21草莓分子標(biāo)記技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用孫瑞 王桂霞 常琳琳 孫健 董靜 鐘傳飛 石琨 張運(yùn)濤*北京市林業(yè)果樹科學(xué)研究院/北京市草莓工程技術(shù)研究中心/農(nóng)業(yè)部華北地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100093*通訊作者，zhytao1963126.com摘 要 栽培草莓(Fragariaananassa)為八倍體多年生草本植物，具有復(fù)雜的遺傳背景，多數(shù)農(nóng)藝和品質(zhì)性狀均為多基因控制，為草莓的遺傳育種工作帶來了挑戰(zhàn)。DNA分子標(biāo)記直觀反映基因組的差異和變化，對(duì)于遺傳高度雜合、生產(chǎn)周期長的多年生果樹來說，能夠有效提高育種效率。近年來，分子標(biāo)記技術(shù)在果樹輔助育種、基因定位、遺傳圖譜構(gòu)建、QTL定位、品種鑒定和基因組研究等方面應(yīng)用廣泛，有力地推動(dòng)了果樹分子育種的發(fā)展。本文綜述了分子標(biāo)記技術(shù)在草莓生產(chǎn)育種中的研究應(yīng)用現(xiàn)狀，以期為后續(xù)的研究提供參考，推動(dòng)草莓的生產(chǎn)和育種。關(guān)鍵詞 草莓，分子標(biāo)記，基因定位，遺傳圖譜，QTL定位，遺傳多樣性中圖分類號(hào) S603.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ADevelopment and Application of Molecular Marker Technique inStrawberry (Fragariaananassa)SUN Rui WANG Gui-Xia CHANG Lin-Lin SUN Jian DONG Jing ZHONG Chuan-FeiSHI Kun ZHANGYun-Tao*Beijing Academy of Forestry and Pomology Sciences/Beijing Engineering Research Center for Strawberry/Key Laboratory of Biology andGenetic Improvement of Horticultural Crops (North China), Ministry ofAgriculture, Beijing 100093, China* Corresponding author, zhytao1963126.comAbstract The cultivated strawberry, Fragariaananassa (2n=8x=56), is an octaploid perennial herb plantwith complicated genetic background. Most agronomic and quality traits of strawberry are controlled bypolygenes, resulting in difficulty in breeding. DNA molecular markers showed the genome variances andmutants directly, so it had been widely used in marker associated breeding, gene mapping, genetic mapconstruction, QTL mapping, cultivar identification and genome research since 1990s. And it greatly improvedthe efficiency of breeding, especially for the perennial fruit trees which were highly heterozygous and hadlong growth period. In this paper, we reviewed the current status of the applications of molecular markertechniques in strawberry breeding and production, aiming to provide foundations for further studies and pushforward strawberry breeding and the whole industry.Keywords Fragariaananassa, Molecular marker, Gene mapping, Genetic map, QTL mapping, Geneticdiversity栽培草莓(Fragariaananassa, 2n=8x=56)為八倍體多年生草本植物，是重要的經(jīng)濟(jì)作物，在世界范圍內(nèi)廣泛栽培。聯(lián)合國糧農(nóng)組織(Food andAgri-culture Organization, FAO)統(tǒng)計(jì)顯示，2016年世界Online system: http:/www.jabiotech.org農(nóng) 業(yè) 生 物 技 術(shù) 學(xué) 報(bào)Journal of Agricultural Biotechnology2018, 26(9): 15881600DOI: 10.3969/j.issn.1674-7968.2018.09.013草莓總產(chǎn)量約為912萬噸。我國草莓總產(chǎn)量約為380萬噸，占世界草莓總產(chǎn)量的41.7%，為草莓生產(chǎn)第一大國(FAOSTAT 2016. www.faostat3.fao.org)。栽培草莓起源于智利草莓(F.chiloensis)和弗州草莓(F. virginiana)的偶然雜交(Staudt, 1962)，為異源八倍體，遺傳背景復(fù)雜，相較于二倍體作物其遺傳育種研究具有一定難度。目前，普遍認(rèn)為栽培草莓的基因組組成為AAAABBBB(Bringhurst, 1990)，起源于多個(gè)野生二倍體草莓種，包括森林草莓(F.vesca)，飯沼草莓(F. iinumae)，綠色草莓(F. viridis)，布哈拉草莓(F. bucharica)和五葉草莓(F. pentaphylla)等(Senanayake, Bringhurst, 1967; Davis, Yu, 1997;Davis et al., 2006)。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)，栽培草莓中許多分子標(biāo)記呈現(xiàn)二倍化分離(Kunihisa et al., 2005;Rousseau-Gueutin et al., 2008; Sargent et al., 2009)，簡化了栽培草莓的基因組研究。因此，從二倍體草莓入手，利用分子標(biāo)記等技術(shù)，可能是解析栽培草莓復(fù)雜基因組、遺傳規(guī)律、性狀調(diào)控的有效途徑。分子標(biāo)記技術(shù)，以DNA一級(jí)序列的多態(tài)性為基礎(chǔ)，遺傳穩(wěn)定，不受外界環(huán)境影響，位點(diǎn)豐富，多態(tài)性高(Agarwa et al., 2008)，尤其在遺傳背景復(fù)雜，高度雜合的果樹研究中具有顯著優(yōu)勢。在果樹的品種鑒定(Larsen et al., 2017)、遺傳多樣性分析(Cipriani et al., 2006)、基因定位(Sun et al.,2012)、遺傳圖譜構(gòu)建(Sun et al., 2015)、輔助育種(Chagn et al., 2016)等方面得到了廣泛的應(yīng)用，有力地推動(dòng)了果樹分子育種與生物技術(shù)研究。草莓相比于蘋果(Malusdomestica)、桃(Prunuspersica)等薔薇科其他果樹，具有多倍化特點(diǎn)，國內(nèi)研究起步較晚，圖譜構(gòu)建、QTL定位等研究鮮有報(bào)道。本文綜述了分子標(biāo)記技術(shù)在草莓基因定位、遺傳圖譜構(gòu)建、農(nóng)藝品質(zhì)QTL定位以及品種鑒定、基因組結(jié)構(gòu)、遺傳進(jìn)化等方面的研究現(xiàn)狀，以期為我國的草莓遺傳育種工作提供參考，推動(dòng)我國草莓產(chǎn)業(yè)和科研的發(fā)展。1 分子標(biāo)記類型與開發(fā)基于分子雜交、PCR以及基因組測序等技術(shù)，已經(jīng)建立了多種分子標(biāo)記技術(shù)體系(表1)。在草莓研究中，以隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA(random amplifiedpolymorphic DNA, RAPD)，擴(kuò)增片段長度多態(tài)性(amplified fragment length polymorphism,AFLP)，序列特征擴(kuò)增區(qū)域(sequence characterized amplifiedregion, SCAR)，簡單重復(fù)序列(simple sequence re-peats, SSR)和單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide草莓分子標(biāo)記技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用Development andApplication of Molecular Marker Technique in Strawberry (Fragariaananassa)縮寫AbbreviationRFLPSSCPRAPDAP-PCRSCARSSRCAPSSTSISSRAFLPRBIPIRAPSNPSRAPGSMDArT全稱Full name限制性片段長度多態(tài)性 Restriction fragment length polymorphism單鏈構(gòu)象多態(tài)性 Single strand conformation polymorphism隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA Random amplified polymorphic DNA隨機(jī)引物PCR Arbitrarily primed-PCR序列特征擴(kuò)增區(qū)域 Sequence characterized amplified region簡單序列重復(fù) Simple sequence repeats酶切擴(kuò)增多態(tài)性序列 Cleaved amplified polymorphic sequence序列標(biāo)簽位點(diǎn) Sequence tagged sites簡單重復(fù)序列間隔 Inter-simple sequence repeats擴(kuò)增片段長度多態(tài)性 Amplified fragment length polymorphism基于反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的擴(kuò)增多態(tài)性 Retrotransposon-based amplified polymorphism反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子間擴(kuò)增多態(tài)性 Inter-retrotransposon amplified polymorphism單核苷酸多態(tài)性 Single nucleotide polymorphism相關(guān)序列擴(kuò)增多態(tài)性 Sequence-related amplified polymorphism基因特異標(biāo)記 Gene-specific markers多樣性陣列技術(shù)標(biāo)記 DiversityArray Technology (DArT) markers參考文獻(xiàn)CitationBotstein et al., 1980Orita et al., 1989Williams et al., 1990Welsh, McClelland, 1990Williams et al., 1991Hearne et al., 1992Lyamichev et al., 1993Fukuoka et al., 1994Zietkiewicz et al., 1994Vos et al., 1995Flavell et al., 1998Kalendar et al., 1999Sachidanandam et al., 2001Li, Quiros, 2001Sargent et al., 2007Snchez-Sevilla et al., 2015表1 已建立的分子標(biāo)記技術(shù)Table 1 Established molecular marker techniques1589農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報(bào)Journal ofAgricultural Biotechnologypolymorphism, SNP)五種分子標(biāo)記技術(shù)應(yīng)用最多。近十年來，基于穩(wěn)定檢測、操作簡便和高通量等方面的要求，分子標(biāo)記研究則主要采用SSR和SNP標(biāo)記。SSR標(biāo)記在基因組中數(shù)量豐富、重復(fù)性好且為共顯性遺傳，在育種應(yīng)用中有很大的優(yōu)勢，可用于群體的連鎖分析、圖譜構(gòu)建、圖位克隆等。SNP標(biāo)記蘊(yùn)藏的遺傳信息更為廣泛，可通過質(zhì)譜、高分辨率溶解曲線(high-resolution melting, HRM)、測序等手段檢測(Mahoney et al., 2016; Lee, Lee, 2017; Vin-ing et al., 2017)，具有快速、高通量的特點(diǎn)，適應(yīng)于大群體、多標(biāo)記的育種研究。對(duì)于RAPD、AFLP等依賴隨機(jī)引物和限制性內(nèi)切酶的分子標(biāo)記，開發(fā)時(shí)參照已經(jīng)發(fā)表的方法，選用適宜的隨機(jī)引物和內(nèi)切酶組合即可。在草莓品種Ever Berry和Toyonoka中，利用175對(duì)隨機(jī)引物開發(fā)RAPD標(biāo)記，其中71對(duì)引物獲得的89條具有重復(fù)性和多態(tài)性的擴(kuò)增條帶可用于后續(xù)的群體連鎖關(guān)系研究(Sugimoto et al., 2005)。參考Vos等(1995)的方法，通過EcoR和Mse酶切，產(chǎn)生了69對(duì)AFLP引物，在草莓雜交組合TributeHoneoye的127株F1實(shí)生苗中進(jìn)行擴(kuò)增，獲得了1 065條多態(tài)性片段，可作為標(biāo)記進(jìn)行遺傳圖譜構(gòu)建(Weebadde et al., 2008)。由于特異性和轉(zhuǎn)用性方面的局限，在不同草莓群體和品種中均開發(fā)了RAPD和AFLP標(biāo)記，有些還通過測序轉(zhuǎn)化為序列特異的SCAR標(biāo)記(Haymes et al., 1997; Haymes etal., 2000; Lerceteau-Khler et al., 2003; Lerceteau-Khler et al., 2005)。SSR標(biāo)記開發(fā)需要已知的DNA序列，因此最初的SSR標(biāo)記都來自基因組文庫構(gòu)建。利用森林草莓Ruegen的基因組文庫和森林草莓的AC富集基因組文庫，分別獲得了21和45個(gè)SSR標(biāo)記(Hadonou et al., 2004; Cipriani et al., 2006)。利用野生八倍體弗州草莓的基因組文庫，獲得了8個(gè)SSR標(biāo)記，通過群體驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)這些標(biāo)記呈高度的二倍化分離，在弗州草莓、智利草莓和栽培草莓3個(gè)八倍體種間轉(zhuǎn)用效率高(Ashley et al., 2003)。通過草莓品種Strawberry Festival的cDNA文庫構(gòu)建，獲得了208個(gè)SSR標(biāo)記，可在薔薇科基因組數(shù)據(jù)庫(Ge-nome Database for Rosaceae, GDR)(https:/www.ro-saceae.org/)中下載引用(Folta et al., 2005)。為了使SSR標(biāo)記的應(yīng)用更具目的性，Bombarely等(2010)利用草莓品種Carisma、Chandler以及Elsanta等不同發(fā)育時(shí)期的果實(shí)不同部位構(gòu)建cDNA文庫，結(jié)合RNA測序，挖掘383個(gè)SSR位點(diǎn)，應(yīng)用于遺傳及分子生物學(xué)研究。隨著EST等公共數(shù)據(jù)庫的發(fā)展，SSR標(biāo)記開發(fā)的成本顯著降低，且更加簡單易行，標(biāo)記數(shù)量大幅提升(Chen et al., 2006)。Zorrilla-Fontanesi等(2011b)利用ESTs數(shù)據(jù)庫，開發(fā)SSR標(biāo)記122個(gè)。2013年，從ESTs數(shù)據(jù)庫中獲得草莓SSR標(biāo)記4 349個(gè)(Isobe et al., 2013)。隨著全基因組測序的發(fā)展，標(biāo)記覆蓋范圍更加廣泛，利用二倍體森林草莓Hawaii 4的基因組序列，獲得了10 071個(gè)SSR標(biāo)記(Sargent et al., 2011)。此外，由于SSR標(biāo)記具有通用性，不同物種間同源保守序列區(qū)域的SSR標(biāo)記可以相互轉(zhuǎn)用，這也是草莓SSR標(biāo)記的一個(gè)來源(Gasic et al., 2009)。SNP標(biāo)記的開發(fā)則依賴于高通量測序和大數(shù)據(jù)庫。森林草莓Hawaii 4全基因組序列的公布(Shulaev et al., 2011)、GDR等大型基因組數(shù)據(jù)庫的不斷豐富以及草莓轉(zhuǎn)錄組測序、基因組重測序的進(jìn)行，是草莓大量SNP標(biāo)記開發(fā)的基礎(chǔ)。利用草莓果實(shí)不同發(fā)育時(shí)期的RNA測序序列，獲得372個(gè)SNP位點(diǎn)(Bombarely et al., 2010)。Bassil等(2015)對(duì)二倍體飯沼草莓和19個(gè)八倍體品系進(jìn)行測序，與Hawaii 4參考基因組比對(duì)，過濾后集成了一張包含95 063個(gè)SNP標(biāo)記的芯片(90 KAffymetrixAxi-omarray)，可以廣泛應(yīng)用于草莓遺傳圖譜構(gòu)建、品種鑒定和種群分析等領(lǐng)域，顯著提升了檢測通量和效率。興起的子代測序(next-generation sequenc-ing, NGS)也是SNP開發(fā)的策略之一，無需基因組信息，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)標(biāo)記開發(fā)和子代基因分型，適用于大群體的圖譜構(gòu)建和性狀關(guān)聯(lián)分析(Davey etal., 2011)。酶切測序 (restriction site-associatedDNA sequencing, RADseq)作為NGS策略的一種(Miller et al., 2007)，已經(jīng)應(yīng)用于果樹(Sun et al.,2015)，草莓中采用該技術(shù)獲得了1 098個(gè)SNP標(biāo)記，并將907個(gè)定位在了遺傳圖譜上(Davik et al.,2015)。2 分子標(biāo)記與基因定位分子標(biāo)記與生物學(xué)形狀的連鎖分析，是分子標(biāo)記應(yīng)用的方向之一。通過雜交群體的標(biāo)記分型以及表型數(shù)據(jù)的調(diào)查，計(jì)算遺傳交換率，確定標(biāo)記與性狀的連鎖關(guān)系。緊密連鎖標(biāo)記可用于分子標(biāo)記1590輔助育種，進(jìn)行目標(biāo)性狀的早期篩選；也可通過標(biāo)記錨定基因組位置，進(jìn)行相關(guān)基因的挖掘和圖位克隆。果樹中，基因定位的主要方法有集群分離分析法(bulked segregent analysis, BSA)，又稱近等基因池法(Nandi et al., 1997)和主基因連鎖分析法(Sunet al., 2012)。目前，研究獲得了許多與草莓抗性和開花特性等性狀連鎖的分子標(biāo)記(表2)。在草莓抗病性基因定位方面，主要病害均獲得了與抗性基因連鎖的分子標(biāo)記。利用Md683Senga Sengana雜交群體，獲得了4個(gè)與紅中柱根腐病抗性基因(Phytophthora fragariae resistancegene, Rpf1)連鎖的RAPD標(biāo)記(表2)，并將其中的1個(gè)轉(zhuǎn)化為SCAR，遺傳距離為3.0 cM(Haymes et al.,1997; Haymes et al., 2000)。與炭疽病抗性基因(An-thracnose resistance gene, Rca2)連鎖的分子標(biāo)記為STS-Rca2_417和STS-Rca2_240，在43個(gè)抗感品種中的驗(yàn)證結(jié)果顯示，驗(yàn)證率分別為81.4%和62.8%(Lerceteau-Khler et al., 2005)。利用達(dá)賽萊克特甜查理群體，獲得了與灰霉病抗性和白粉病抗性相連鎖的SSR標(biāo)記(曹嫻等, 2011; 劉建成等,2012)。四季結(jié)果性狀或者日中性性狀因其能夠?qū)崿F(xiàn)草莓的周年生產(chǎn)，在草莓研究中備受關(guān)注。因此，開展了許多與開花性狀相關(guān)的基因定位研究。在森林草莓中，獲得了3個(gè)與單季開花基因連鎖的SCAR標(biāo)記，其中SCAR2與單季開花基因間的遺傳距離為0.0 cM，定位在連鎖群相同位置(Albani etal., 2004)。栽培草莓中，Sugimoto等(2005)首先篩選出了2個(gè)與四季結(jié)果性狀連鎖的RAPD標(biāo)記，但遺傳距離較遠(yuǎn)。Castro等(2015)獲得了3個(gè)與日中性狀Traits紅中柱根腐病抗性基因Rpf1Phytophthora fragariaeresistance geneRpf1炭疽病抗性基因Rca2Anthracnose resistancegeneRca2灰霉病抗性Gray mold resistance白粉病抗性Powdery mildew resistance單季開花Seasonal flowering四季結(jié)果Everbearing日中性Day-neutrality果實(shí)黃色Yellow fruit colour群體PopulationMd683Senga SenganaCapitolaPajaro達(dá)賽萊克特甜查理DarselectSweet Charlie達(dá)賽萊克特甜查理DarselectSweet CharlieF.vescassp.vescaF.vescassp.semperflorensEver BerryToyonokaSagahonokaSunmmer berrySagahonokaEver berryHeckerSagahonokaTributeHoneoyeDNICYellow WonderYellow WonderFRA520標(biāo)記類型MarkertypeRAPDSCARSCARSSRSSRSCARRAPDSSRSSRGSMRAPD連鎖標(biāo)記Linked markersOPO-08AOPO-16AOPO-16BOPO-16CSCAR-R1ASTS-Rca2_417STS-Rca2_240UFFxa01H05FSS50FSS121SCAR1SCAR2SCAR3OPE07-1OPB05-1FxaACA02I08CFxaACA02I09CFxaACA02I10CChFaM011-163TChFaM148-184TCX661225-335THF3HB191A遺傳距離/cMGeneticdistance1.73.03.03.03.00.62.815.91.33.33.00.01.711.815.81.11.51.16.85.58.40.00.0參考文獻(xiàn)CitationsHaymes et al., 1997Haymes et al., 2000Lerceteau-Khleret al., 2005曹嫻等, 2011劉建成等, 2012Albani et al., 2004Sugimoto et al., 2005Honjo et al., 2016Castro et al., 2015Deng, Davis., 2001表2 草莓性狀連鎖標(biāo)記Table 2 Markers linked to specific trait in strawberry草莓分子標(biāo)記技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用Development andApplication of Molecular Marker Technique in Strawberry (Fragariaananassa)1591農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報(bào)Journal ofAgricultural Biotechnology性性狀連鎖的SSR標(biāo)記，遺傳距離顯著縮小。2016年，利用3個(gè)雜交群體，將標(biāo)記與四季結(jié)果性狀的遺傳距離縮短至1.5 cM以內(nèi)，3個(gè)SSR標(biāo)記在群體中的驗(yàn)證率高達(dá)98%(Honjo et al., 2016)，可用于輔助育種。草莓品質(zhì)性狀的基因定位研究較少，果實(shí)黃色性狀的定位結(jié)果顯示，在二倍體草莓群體DNICYellow Wonder和Yellow WonderFRA520中，基因標(biāo)記F3H和RAPD標(biāo)記B191A與果實(shí)黃色性狀緊密連鎖，遺傳距離為0.0 cM，定位在連鎖群同一位置(Deng, Davis, 2001)。3 遺傳圖譜構(gòu)建遺傳連鎖圖譜基于分子標(biāo)記間的連鎖關(guān)系，呈現(xiàn)標(biāo)記在染色體上的線性關(guān)系，是數(shù)量性狀QTL定位的基礎(chǔ)，也是輔助基因組拼接，研究染色體結(jié)構(gòu)變異的工具，在果樹分子育種研究中起重要作用。由于栽培草莓高度雜合，遺傳背景復(fù)雜，草莓的遺傳圖譜構(gòu)建工作率先在二倍體野生草莓中開展，已發(fā)表了具有不同二倍體草莓種系譜的多張遺傳圖譜(表3)。第一張二倍體草莓遺傳圖譜發(fā)表于1997年，利用森林草莓Baron SolemacherWC6的F2群體，共有80個(gè)RAPD標(biāo)記定位在7個(gè)連鎖群(linkage group, LG)上，圖譜總長445 cM(Davis, Yu,1997)。二倍體草莓的參考圖譜，利用F.vesca 815F. nubicola 601(后被更正為F. bucharica 601)的F2群體，歷經(jīng)4次修正完善，最終包含411個(gè)標(biāo)記位點(diǎn)，7個(gè)LGs，全長442.8 cM(Sargent et al., 2004;Sargent et al., 2006; Sargent et al., 2008; Sargent etal., 2011)。具有綠色草莓系譜的815903BC群體的遺傳圖譜發(fā)表于2006年，僅含有33個(gè)標(biāo)記位點(diǎn)(Nier et al., 2006)。隨著技術(shù)發(fā)展，利用SSR熒光檢測技術(shù)，NGS和SNP芯片分型技術(shù)，構(gòu)建了飯沼草莓和森林草莓的遺傳圖譜，在標(biāo)記數(shù)目、圖譜密度以及構(gòu)圖效率等方面均都有了很大的突破(Mahoney et al., 2016; Samad et al., 2017)。八倍體栽培草莓的遺傳圖譜構(gòu)建與二倍體野生草莓稍有不同，主要利用F1雜交群體，通常會(huì)分別構(gòu)建雙親及整合圖譜。同時(shí)，連鎖群數(shù)目變化較大，只有極少圖譜能夠獲得與單倍型相一致的28個(gè)連鎖群(表4)，可能與部分亞基因組研究不足，標(biāo)記的豐富度缺乏有關(guān)。栽培草莓的首張遺傳圖譜發(fā)表于2003年，主要采用AFLP，STS和SCAR標(biāo)記，分別構(gòu)建了雙親圖譜(Lerceteau-Khler et al.,2003)。此后，栽培草莓遺傳圖譜構(gòu)建發(fā)展迅速，發(fā)表了多個(gè)群體的遺傳圖譜，且標(biāo)記類型逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐許SR和SNP為主(Isobe et al., 2013; Davik et al.,2015; Castro, Lewers, 2016; Lee, Lee, 2017)。有5個(gè)群體的遺傳圖譜都開展了延續(xù)性研究，對(duì)標(biāo)記類型、標(biāo)記數(shù)目進(jìn)行了更新和補(bǔ)充，提升了應(yīng)用效率和價(jià)值(Lerceteau-Khler et al., 2003; Rousseau-Gueutin et al., 2008; Sargent et al., 2009; Sargent etal., 2012; Weebadde et al., 2008; Castro et al., 2015;Zorrilla-Fontanesi et al., 2011a; Snchez-Sevilla etal., 2015; van Dijk et al., 2014; Bassil et al., 2015)。測序技術(shù)的發(fā)展以及大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，結(jié)合標(biāo)記分型檢測技術(shù)的不斷進(jìn)步，草莓高密度遺傳圖譜也陸續(xù)發(fā)表(Isobe et al., 2013; Nagano et al., 2017)，這些圖譜將在QTL定位，性狀候選基因挖掘等研究中，發(fā)揮更大的作用。作圖群體Mapping populationBaron SolemacherWC6, F2F.vesca815F.nubicola601, F2F.vesca815F.nubicola601, F2F.vesca815F.bucharica601, F2F.vesca815F.bucharica601, F2815903BC, BC1F.iinumaeJ17F.iinumaeJ4, F2Hawaii 4FV, F2標(biāo)記類型Marker typeRAPDSSR+Gene+SCARSSR+GeneSSR+GeneSSR+GeneSSR+GeneSNPSSR+SNP位點(diǎn)數(shù)目No. of loci8076182296411334962395連鎖群數(shù)No. of linkage groups77777777圖譜總長/cMMap length445448424578442.8241.6451.7558參考文獻(xiàn)CitationDavis,Yu., 1997Sargent et al., 2004Sargent et al., 2006Sargent et al., 2008Sargent et al., 2011Nier et al., 2006Mahoney et al., 2016Samad et al., 2017表3 二倍體草莓遺傳圖譜Table 3 Genetic linkage maps of diploid strawberry species15924 QTL定位研究QTL定位依托于遺傳連鎖圖譜，結(jié)合表型性狀調(diào)查與分子標(biāo)記基因分型，可將表型性狀的遺傳控制位點(diǎn)鎖定在連鎖圖譜的某個(gè)區(qū)段內(nèi)，更加有利于相關(guān)連鎖標(biāo)記和基因的分析挖掘。草莓的QTL定位研究起步較晚，近幾年才開展了較為廣泛的研究，定位的性狀主要包括抗性性狀、開花行為或四季結(jié)果性狀以及品質(zhì)相關(guān)性狀(表5)?？剐孕誀罘矫?，與炭疽病抗性相關(guān)的QTL定位在LG3，LG5和LG6上(李靜等, 2012)；與黃萎病抗性相關(guān)的QTL連續(xù)三年定位在LG1、LG2、LG3、LG6和LG7上，具有年份穩(wěn)定性(Antanaviciute et al., 2015)。利用Strawberry FestivalK12-10和StrawberryFestivalK08-17群體對(duì)角斑病抗性進(jìn)行QTL定位研究，發(fā)現(xiàn)角斑病抗性受單顯性基因控制，主效QTL位點(diǎn)定位在LG6上，與標(biāo)記HRM6D_33.083和HRM6D_33.110緊密連鎖。標(biāo)記的驗(yàn)證結(jié)果顯示，可用于抗性單株的初步篩選(Roach et al., 2016)。通作圖群體Mapping populationCapitolaCF1116, F1CapitolaCF1116, F1RedgauntletHapil, F1RedgauntletHapil, F1TributeHoneoye, F1TributeHoneoye, F12321392, F12321392, F10212921, S102-19Sachinoka, F1KaorinoAkihime, F1HolidayKorona, F1HolidayKorona, F1SonataBabette, F1DelmarvelSelva, F1Reikou, S1SulhyangSengasengana, F1標(biāo)記類型Marker typeAFLP+STS+SCARAFLP+STS+SCAR+SSRSSR+Gene+AFLP+RAPDSSR+GSM+AFLP+RAPDAFLPSSR+SCARSSR+AFLP+GSM+SSCPSNP+SSR+GSMSSRSSRSSRSSRSNPSNPSSR+SCARSNP+SSRSNP圖譜類型Map type母本 Female父本 Male母本 Female父本 Male母本 Female父本 Male整合 Consensus整合 Consensus整合 Consensus母本 Female父本 Male母本 Female父本 Male整合 Consensus整合 Consensus整合 Consensus母本 Female父本 Male母本 Female父本 Male集成 Integrated整合 Consensus整合 Consensus整合 Consensus母本 Female父本 Male整合 Consensus整合 Consensus位點(diǎn)數(shù)目No. of loci23528034437917018231554942911917915412633820898225755562943181856508659490229224211574208連鎖群數(shù)No. of linkagegroups43432826323769284334422625373334323432332828283141363130圖譜總長/cMMap length16041469258221651675.31440.731162140.315411390.11902.8693.5590.51259.824901508.31668.92166.61103.4951.42364184620501581.51529.31317.52816.5800.8參考文獻(xiàn)CitationLerceteau-Khleret al., 2003Rousseau-Gueutin etal., 2008Sargent et al., 2009Sargent et al., 2012Weebadde et al., 2008Castro et al., 2015Zorrilla-Fontanesiet al., 2011aSnchez-Sevillaet al., 2015Isobe et al., 2013van Dijk et al., 2014Bassil et al., 2015Davik et al., 2015Castro, Lewers., 2016Nagano et al., 2017Lee, Lee., 2017表4 八倍體栽培草莓遺傳圖譜Table 4 Genetic linkage maps of octaploid strawberry cultivars and selections草莓分子標(biāo)記技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用Development andApplication of Molecular Marker Technique in Strawberry (Fragariaananassa)1593農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報(bào)Journal ofAgricultural Biotechnology過3個(gè)抗性性狀的QTL定位結(jié)果比較發(fā)現(xiàn)，均在LG6上得到了QTL位點(diǎn)，說明LG6上可能存在抗性基因聚集現(xiàn)象或廣譜抗性基因。草莓的四季結(jié)果性狀對(duì)實(shí)現(xiàn)周年生產(chǎn)具有重要意義，草莓中花序與匍匐莖屬于同源器官，具有四季性狀的草莓品種一般匍匐莖的發(fā)生會(huì)減少(Dale et al., 2002)，因此草莓開花行為、匍匐莖發(fā)生相關(guān)性狀的QTL定位研究，是學(xué)者們關(guān)注的熱點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)，無論是在二倍體草莓Hawaii4FV群體中，還是在栽培草莓TributeHoneoye，HolidayKorona和DelmarvelSelva群體中，開花行為相關(guān)性狀(包括開花周數(shù),開花時(shí)間,分類Category抗性Resistance開花行為Floweringbehavior品質(zhì)性狀Qualitytraits定位性狀Specific traits炭疽病抗性Anthracnose resistance黃萎病抗病性Verticilliumdahliaeresistance角斑病抗病性Angular leaf spot resistance開花周數(shù)Weeks of flowering開花時(shí)間Flowering time持續(xù)開花Perpetually flower匍匐莖發(fā)生數(shù)No. of Runners單果重Fruit weight糖度相關(guān)Sugar related traits酸度相關(guān)Acidity related traits總花色苷含量Total anthocyanin content總酚含量Total phenolics-癸內(nèi)酯含量-decalactone content作圖群體Mapping populationHokowaseSweet CharlieRedgauntletHapilStrawberry FestivalK12-10Strawberry FestivalK08-17TributeHoneoyeDelmarvelSelvabHawaii4FVHolidayKoronaTributeHoneoyeHawaii4FV2321392cCapitolaCF1116cHolidayKorona2321392CapitolaCF1116DelmarvelSelvaHolidayKorona2321392CapitolaCF1116HolidayKorona2321392CapitolaCF1116DelmarvelSelvaDelmarvelSelva2321392QTL位置a