SNP分子标记及其在作物品种鉴定中的应用

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0683

中国农学通报 ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (6): 115-121.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0683

SNP分子标记及其在作物品种鉴定中的应用

田海燕(), 张海娜, 王永强, 周永萍(), 张莹璐

河北省农林科学院棉花研究所/农业农村部黄淮海半干旱区棉花生物学与遗传育种重点实验室，国家棉花改良中心河北分中心，石家庄 050051

收稿日期:2023-09-22 修回日期:2023-11-16 出版日期:2024-02-22 发布日期:2024-02-22
通讯作者:
周永萍，女，1982年出生，河北吴桥人，副研究员，硕士，主要从事棉花遗传育种及分子标记鉴定技术研究。通信地址：050051 石家庄市和平西路598号河北省农林科学院棉花研究所，E-mail：zhouyongping05@126.com。
作者简介:
田海燕，女，1980年出生，河北藁城人，研究员，硕士，主要从事棉花遗传育种及品种鉴定研究。通信地址：050051 石家庄市和平西路598号河北省农林科学院棉花研究所，E-mail：hbmhsthy@163.com。
基金资助:
河北省农林科学院科技创新专项课题“基于靶向下一代测序技术的棉花品种真实性鉴定平台的开发与应用”(2022KJCXZX-MHS-9); 河北省农林科学院棉花研究所所立项目“基于SNP标记的棉花品种真实性鉴定”

SNP Molecular Markers: Research and Its Application in Crop Variety Identification

TIAN Haiyan(), ZHANG Haina, WANG Yongqiang, ZHOU Yongping(), ZHANG Yinglu

Cotton Research Institute, Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences/Key Laboratory of Cotton Biology and Genetic Breeding in Huanghuaihai Semi-Arid Region, Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Hebei Branch of National Cotton Improvement Center, Shijiazhuang 050051

Received:2023-09-22 Revised:2023-11-16 Published-:2024-02-22 Online:2024-02-22

摘要/Abstract

摘要：

作物品种鉴定是优良品种选育和推广的重要保障，而合适的检测方法是对品种进行准确鉴定的关键。随着分子标记技术的发展，第3代分子标记SNP逐渐应用到品种鉴定领域。本研究概述了SNP分子标记的特点，分析了高分辨率熔解曲线、竞争性等位基因特异性PCR、基因芯片、测序法、靶向测序基因型检测等5种作物研究中常用的高通量检测方法的特点及适用性，梳理总结了SNP标记在品种真实性鉴定、纯度检测和亲缘关系分析与分类等方面的研究与应用情况，以期为后续利用SNP分子标记进行品种鉴定提供技术参考。

关键词: SNP标记, 高通量基因分型, 真实性鉴定, 纯度检测, 亲缘关系分析

Abstract:

Crop variety identification is an important guarantee for breeding and promoting excellent varieties, and the appropriate detection method is the key for the accurate identification of varieties. With the development of molecular marker techniques, the third-generation molecular marker SNP has gradually been applied in the field of variety identification. This paper outlines the characteristics of SNP molecular markers, analyses the features and applicability of five commonly used high-throughput detection methods in crop research, including high resolution melting, competitive allele specific PCR, gene chips, sequencing and genotyping by target sequencing. The research and application of SNP markers in the identification of variety authenticity, purity testing, and analysis of genetic relationships and classification are summarized as well, in order to provide technical reference for subsequent variety identification.

Key words: SNP marks, high-throughput genotyping, authenticity identification, purity test, genetic relationship analysis

田海燕, 张海娜, 王永强, 周永萍, 张莹璐. SNP分子标记及其在作物品种鉴定中的应用[J]. 中国农学通报, 2024, 40(6): 115-121.

TIAN Haiyan, ZHANG Haina, WANG Yongqiang, ZHOU Yongping, ZHANG Yinglu. SNP Molecular Markers: Research and Its Application in Crop Variety Identification[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2024, 40(6): 115-121.

图/表 1

参考文献 75

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SNP分子标记及其在作物品种鉴定中的应用

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作物名称	应用情况	参考文献
棉花	利用棉花63K SNP芯片对代表性材料进行筛选、评价，获得适用于棉花品种纯度快速检测的26个核心KASP-SNP标记，为实现大量样品的高通量检测提供了技术支持	[9]
	利用CottonSNP63K芯片扫描719份棉花种质资源，筛选出393个基因组特异的SNP，并构建了719份资源材料的特征DNA指纹图谱	[60]
	基于棉花CottonSNP80K芯片对326份陆地棉种质进行SNP分型，筛选出4857个适用于品种指纹图谱绘制和身份鉴定的高质量核心SNP位点	[61]
	使用全基因组SNP标记分析了288份优质陆地棉品种的遗传多样性和种群结构，结果表明这些品种遗传多样性相对较低，并将这些品种分为3个类群，分类结果与系谱信息基本一致	[62]
大豆	筛选到14个与大豆表型性状相关的SNP，组合后最多可鉴别750份种质，构建了一套基于SNP标记的大豆种质快速鉴定体系	[63]
葡萄	基于重测序技术筛选到用于葡萄品种鉴定的具有较高鉴别力并均匀分布于染色体组的48个SNP标记	[64]
柚	利用等位基因特异性PCR和高分辨率溶解曲线技术，对16个柚栽培品种和8个柚杂种后代材料进行了7个SNP位点的分型研究，结果表明两种方法均适用于柚类品种的区分和鉴定	[65]
番茄	基于全基因组测序技术开发了适用于商品番茄品种鉴定的核心SNP标记224个	[66]
菜豆	采用2b-RAD简化基因组测序技术对200份菜豆品种进行全基因组扫描、分析和评价，筛选出适于菜豆品种真实性和纯度鉴定的包含46个SNP标记的位点组合一套	[67]
黄瓜	基于182个黄瓜重测序数据集，利用Target SNP-seq方法，筛选出163个在染色体均匀分布的多态性SNP，构建了261个黄瓜品种的DNA指纹图谱	[68]
黄瓜	采用高分辨率溶解曲线技术筛选出用于黄瓜杂交种纯度鉴定的SNP位点CLA6 (A/G)，建立了基于CLA6位点的黄瓜杂交种纯度鉴定方法	[69]
大麦	通过比较EST-SSR和SNP标记对大麦麦芽预混样品和盲样的定性和定量纯度检测，确定基于KASP技术的SNP标记检测方法可以实现麦芽纯度的快速定量检测，建立了基于KASP技术的大麦麦芽纯度高效定性、定量检测技术体系	[70]
燕麦	利用Illumina Infinium 6K基因芯片，评估了近交种燕麦群体 (AV-25)和两个多系亚群体 (AV25-T和AV25-S)的亲缘关系，结果表明，AV25-T和AV25-S是同质群体，与原始群体AV-25相比，它们的遗传特征略有不同	[71]
马铃薯	利用全基因组重测序技术，对148份马铃薯栽培种进行群体结构分析和聚类分析，结合系谱信息，初步明确了各品种间的遗传背景、亲缘关系及群体的遗传多样性	[72]
高粱	采用简化基因组测序技术开发SNP标记，利用185451个SNP将37份高粱育种材料划分为2大类群，探明了高粱育种材料的遗传结构和亲缘关系	[73]
豇豆	将豇豆基因芯片中的51128个SNP转化为KASP标记，利用299份豇豆材料的基因型数据，筛选出50个核心SNP，利用50个核心SNP对75个商品品种进行基因分型，每个品种都可以通过这组核心标记进行唯一鉴定	[74]
花生	利用花生10K液相芯片结合二代测序，检测100份“东北王”花生样本纯度，主成分分析、降维分析和聚类分析结果表明，花生品种“东北王”的纯度为98.9%，与表型鉴定结果完全一致	[46]
甘蓝	利用50份甘蓝自交系重测序数据，开发KASP-SNP标记442个，并筛选出核心标记50个，验证表明50个核心标记可用于甘蓝真实性、特异性的有效鉴定和自交系杂种优势群划分	[75]