莫璋红，梁 俊，谢金兰，林 丽，李长宁

（1.广西农业科学院甘蔗研究所/农业农村部广西甘蔗生物技术与遗传改良重点实验室/ 广西甘蔗遗传改良重点实验室，广西南宁 530007；2.广西益谱检测技术有限公司，广西南宁 530007；3.广西泰格瑞科技有限公司，广西南宁 530007；4.广西智标云信息科技有限公司，广西南宁 530009）

白糖作为我国战略储备物资之一，其地位不言而喻。甘蔗是生产白糖的主要原料，因此优良甘蔗品种育种具有极其重要意义和价值。我国具有极其丰富的野生甘蔗种质资源，为杂交育种提供了优质的亲本［1］。然而传统的甘蔗育种方式几乎完全依赖于植株的表现型，因此高效优质的甘蔗生产需要向弱化表现型影响的育种形式发展，分子标记辅助甘蔗遗传育种的方法成为最优选择。分子标记能直接反映出遗传多样性，因此其在辅助育种上开始运用，这一技术也逐渐成为国内外甘蔗遗传育种的研究热点，且在部分发达地区已开始应用［2］。

1 分子标记技术及其类别

分子标记（Molecular Markers）技术的基础是个体间遗传物质内核苷酸序列变异，是常用于检测生物间差异的遗传标记。相比于形态学标记、生物化学标记、细胞学标记等标记技术，分子标记有较多的优势，例如，大部分分子标记为共显性，选择隐性性状对分子标记技术来说十分便利；基因组变异丰富，分子标记的数量几乎是无限的；标记分析不受生物发育时段影响；可揭示变异的DNA 片段；目标性状不受外界环境等因素影响，可正常表达；检测手段简单、迅速等［3-6］。得益于以上优点，DNA 分子标记能在各领域受到重点研究和应用，如种质资源遗传多样性分析、目标性状基因的标记与定位、抗性育种、作物品种纯度鉴定及品质鉴定等。

2 分子标记在甘蔗性状鉴定与辅助育种中的应用

在甘蔗作物生产活动中，各种因素影响着甘蔗的品质和产量。其中对甘蔗育种生产影响较大的因素是气候和病害，如干旱、寒冷等环境会影响甘蔗根系的呼吸能力，严重影响其糖类积累过程，进而造成严重减产。锈病、黑穗病等是甘蔗常见的病害，蔗田间的病菌量累积至一定程度后会大规模爆发，毁坏甘蔗植株，导致大规模减产。分子标记可以很好地应对这些问题，尤其是当基因不能很好地表现出其性状的类型，如甘蔗抗黑穗病性状不仅受主基因控制，还受其他内在因素及外在因素的累加影响。由于杂交育种的前提基础是种质资源的遗传广泛性。因此，当前甘蔗育种研究的重难点方向为分子标记辅助甘蔗育种研究［7］。

2.1 分子标记在甘蔗抗性研究中的应用

秦茜等人研究发现光合产物积累和甘蔗抗旱性有关［8］。廖诗童等采用简单重复序列（Simple Sequence Repeat，SSR）标记技术标记和筛选了35 个不同耐寒蔗种，结果表明品种间的基因组SSRs（Genomic SSR，gSSR）遗传相似系数在0.413 8～0.804 6，平均值为0.625 1；品种间的表达序列标签（Express Sequence Tag，EST-SSR）遗传相似系数在0.514 5～0.797 1，平均值为0.665 1，研究中gSSR 标记的效果明显优于EST-SSR［9］。

端木卜文等用Bru1 和黄锈病抗性位点G1 对国内164 份甘蔗材料进行检测分析，结果14%参试材料中带有Bru1 抗性标记，5.56%的参试材料中带有G1 位点，3.66%参试材料同时带有Bru1 和G1 位点，结果表明，国内大多数甘蔗品种不具有抗褐锈病基因，为后续甘蔗抗锈病基因资源研究提供了科学依据［10］。目前，国内外都在加大培育甘蔗抗病种力度［11］。

2.2 分子标记在甘蔗种质资源研究上的应用

2.2.1 种质鉴定及筛选

丰富的种质资源是育种的前提和基础，开展种质资源分子检测，对甘蔗资源育种具有重要意义。肖关丽等为了建立适合甘蔗随机扩增多态性DNA（Randomly Amplified Polymorphic DNA，RAPD）分析的聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction，PCR）条件，用甘蔗杂种梁河78/121 及其亲本华南56/12 和崖城58/473 材料的DNA，对115 个随机引物进行筛选，找到了可用于鉴定该杂种的引物OPR-17、OPK-17 和OPR-18［12］。

2.2.2 指纹图谱的构建

曾华宗等采用RAPD 技术对多组甘蔗种质间的亲缘关系、特异标记进行分析，成功构建关于41 份种质的RAPD 指纹图谱［13］。刘新龙也成功构建了甘蔗分子遗传图谱，方法是利用36 对SSR 引物和12 对扩增片段长度多态性（Amplified Fragment Length Polymorphism，AFLP）引物对甘蔗商业品种Co419 与野生种割手密Y75/1/2 两个群体进行PCR 扩增和分子遗传连锁分析［14］。

2.2.3 遗传多样性评估

AFLP 技术也能较好地评估甘蔗遗传多样性，李鸣采集了不同地区的甘蔗种质，利用AFLP 技术进行鉴定和区分，并对各个种质的AFLP 指纹图谱进行遗传多样性和聚类分析，结果表明各种质间存在丰富的遗传多样性［15］。昝逢刚等采用AFLP 标记技术，对来自中国、澳大利亚、美国等6 个国家不同地区的118 份甘蔗种质进行分析，结果表明各种间存在丰富的遗传多样性［16］。

3 结语

相比于传统甘蔗育种，分子标记辅助育种具备诸多优点，在甘蔗抗性研究、遗传多样性等方面发挥较大作用。但其在甘蔗育种的应用上仍存在不少问题，甘蔗染色体数量多是最主要的原因，甘蔗是高度杂合的多倍体，供试材料的选择十分困难；甘蔗一般为种间杂交，难以建立出能够世代遗传优质基因的分离群体。虽然目前的分子标记辅助甘蔗育种研究已在尝试克服这些问题，例如，尝试同时使用几种不同的标记方法；开展甘蔗野生近种的研究，挖掘抗性基因，拓宽甘蔗遗传基础；结合多种分子标记技术，构建致密的遗传连锁图谱等。在此研究基础上，分子标记可以进一步应用在辅助性状筛选、多性状同时标记及筛选，充分发挥分子标记辅助甘蔗育种的作用，提高甘蔗育种效率。