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| 空間誘變育種中使用分子標志技術的問題 | |||
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近年來我國航天事業的飛速發展，空間誘變育種以其變異幅度大、頻率高、良性變異多（早熟、質優、抗病變異)變異可很快穩定等優點成為培育生物新品種的有效途徑。為人類開拓利用空間資源提供了有利的保證，使空間誘變育種具有更廣闊的應用前景。將分子標志技術引入空間誘變領域，從分子水平上對變異材料的遺傳物質進行變異檢測，將有助于說明空間條件對生物誘變的原因及作用機理，也為品系選育工作提供了分子生物學水平的指導。植物育種的關鍵是將基因型選擇與表型選擇相結合，從而提高選擇的有效率，而臨時以來育種者是以表型選擇為主，對于遺傳基礎比較復雜的數量性狀的選擇有效性很低，因此利用分子標志技術對空間誘變的物種進行變異檢測，將找到分子標志與所選育的優良性狀有效地連鎖起來，仍是空間誘變育種中使用分子標志技術有待解決的問題。隨著分子標志技術的不時發展以及各種生物基因組測序的完成，分子標志輔助選育應用于空間育種的條件將日益成熟，空間誘變育種的研究定會取得突破性進展。
各類飛行器(衛星、飛船、空間站、航天飛機)應運而生，隨著科技的發展。人類對宇宙空間的探索也在更加深入，繼而廣闊的空間資源正在被逐漸開發和利用，其中航天誘變育種已引起我國乃至世界作物育種家的關注。所謂航天誘變育種也稱空間誘變育種，指利用返回式衛星、飛船、高空氣球將農作物種子、組織、器官等搭栽到宇宙空間，利用太空特殊的環境條件(微重力、高真空、強輻射和弱磁場等)使資料內部發生遺傳性變異(基因突變或染色體畸變)進而導致生物體性狀發生遺傳變異，經地面種植篩選出新種質、新材料、從而培育新品種的農作物育種新技術。航天技術與農業遺傳育種技術相結合的產物，可以在較短的時間內發明出目前地面誘變育種方法難以獲得的罕見的種質資料和基因資源，為選育突破性新品種創造條件。
航天育種方面只有俄羅斯、美國和中國進行了研究試驗，而中國航天育種數量占世界航天育種總和的1/4育種水平處于國際先進水平。取得了豐碩的效果。但對突變體的篩選工作起初多是從空間誘變的植物在形態學性狀、細胞結構和染色體的變異及生理生化特性的改變等方向而來進行的雖然這些方法在品種改良方面起重要的作用，但僅憑這些形態特征和經典遺傳學研究中的遺傳標志很難對突變體的生物遺傳基礎進行有效分析，而近年來發展和日趨成熟的各種分子標志技術，特別是RA PD標志可以直接對誘變材料DNA 堿基序列進行分析和比較,目前。成為目前從分子水平上研究植物空間誘變效應及其突變后代遺傳變異性的主要手段。
DNA 水平遺傳多態性的直接的反映。依其所用的分子生物學技術的不同大致可分為2大類：一是以分子雜交技術為核心的分子標志，如RFLP等；二是以PCR技術為核心的分子標志，如RA PD簡單重復序列(SSR特定序列擴增區域(SCA R等,分子標志(Molecularmarker繼形態標記、細胞標志和生化標志之后近年迅速發展起來的一種以個體間遺傳物質內核苷酸序列變異為基礎的新型遺傳標志。將這2種技術結合起來進一步發展了擴增片段長度多態性(AFLP標志等技術。
William等于1990年采用的以PCR技術為基礎，不必預先知道DNA 序列信息的檢測核苷酸序列多態性的分子標志。其原理是采用合成的較短的單個隨機引物(最常用l0個堿基DNA 進行非定點PCR擴增,RA PD隨機擴增多態性DNA RandomAmplifiPolymorphDNA 簡稱。每l條擴增產物帶即代表基因組上的1個位點，每1個引物只能檢測基因組特定區域DNA 多態性,但一系列引物可使檢測區域擴大到整個基因組。因此，擴增片段的多態性便反映了基因組相應區域的DNA 多態性。
具有重復性和穩定性較差，RA PD標志雖然靈敏。不能鑒別雜合子和純合子(RA PD為顯性標記)等缺點，但RA PD技術也具有自身的諸多優點。RA PD標志引物價格便宜，利息較低，其通用性強，只要合成一套隨機引物、可適用于任何物種；又不需DNA 探針，設計引物也無須預先知道序列信息，操作比較簡便而且快速.對模板DNA 用量少且要求不嚴格，同時不受環境、發育、數量性狀遺傳等的影響，能夠客觀地展示資料間DNA 差別。因而該技術一經問世，就受到生物學家的高度重視，品種鑒定、分類研究、系譜分析、遺傳圖譜構建、突變體檢測和基因定位等遺傳育種領域得到廣泛應用。
2RA PD分子標志技術在植物航天誘變育種中的應用
已勝利地進行了21次農作物種子的搭載試驗.共搭載了70多種植物或菌種共l000多份材料，國自1987年首次搭載以來。并獲得了一批各具特色的優異突變體，并從中選育出了可供生產利用的優良新品種（系)隨著研究的深入，利用分子標志(特別是RA PD標志)技術從分子水平對誘變突變體的遺傳物質的改變的研究工作也取得了可喜的效果。
結果標明，劉敏等對搭載后育成的甜椒“宇椒一號”原872與地面對照進行了RA PD分子檢測。42個隨機引物中有4個引物在擴增產物上有差異。
60個引物中OPX10引物使得對照比突變體多出3條帶。郭亞華等對1996年搭載后的辣椒突變體kL96541RA OD測試結果。
02l-7-1與天水羊角椒相比產生l條差異條帶；航椒6號有父母本共有帶和特有帶，并且堅持航天誘變產生的變異帶。鹿金穎等對“神舟三號”飛船搭載的天水羊角椒和天水牛角椒誘變處置分別得到021-7-l和“024-3-l2個突變系、對照和其兩者雜交育成的航椒6號進行了RA PD分析,從40個引物中篩選出S13和S18兩個有差異引物,024-3-1與天水牛角椒相比有7條差異條帶。
所用的40個引物中有9個產生了共29條多態性條帶，劉敏等對由俄羅斯和平號空間站搭載6年的番茄種子進行了RA PD研究。多態性百分率為l0.8%且空間搭載的番茄之間的帶型也不同，說明長時間空間飛行可引起番茄遺傳物質DNA 水平上的變異。
100個引物當中，王斌等將獲得的長莢形突變系和其原始對照品系進行了RA PD分析。有3個引物在突變系和原始品系之間擴增出了穩定的重復性好的多態性產物。
有36個引物擴增出了DNA 片段,薛淮等用40個隨機引物對空間處置和地面對照的月季試管苗基因DNA 進行PCR擴增。共擴增出148條帶，5個引物在地面對照和空間處置擴增出的DNA 條帶型表示多態性，這標明衛星搭載的月季的遺傳物質發生了變化。
140個引物，邢金鵬等運用RA PD方法對衛星搭載獲得的農墾58大粒型水稻突變系進行多態性分析發現。擴增的200多條DNA 片段中僅有5個片段顯示了多態性，并找出了一個與大粒性狀相關的特異片段OPA l8-3說明該突變系DNA 結構確實發生了改變。
選用了130個RA PD引物和17對AFLP引物，易繼才對衛星搭載后選出的6個突變體和2個優良水稻品系。分別對其基因組DNA 進行多態性位點掃描分析，結果顯示，不同突變體與對照之間存在不同水平的DNA 多態性差異，從分子水平上證明了空間環境對植物種子的誘變作用。
認為兩者的矮化基因由sdl基因控制、該變異由DNA 上多位點突變發生。Xu等用RA PD對航天誘變后獲得的突變體宇航1號和粳稻10號進行分析。
為以后開展玉米育種提供標志基因打下了基礎。劉福霞等對太空誘變玉米細胞核雄性不育基因進行了RA PD分析,152個隨機引物中篩選出2個差異引物與雄性不育基因連鎖。
使用了22對隨機引物，龔振平等在對經空間搭載所獲得的高粱誘變體進行RA PD研究。有8對引物在誘變體與對照間擴增出了明顯的RA PD差異條帶，其中D7引物能使3個試材相互區別。
SSR和AFLP標志在植物空間誘變育種研究中也有一定的應用。除了RA PD標志。
對經衛星搭載的水稻品種“秋光”獲得的7個變異株系進行分子檢測，楊存義等選用121對SSR引物。33對引物共檢測出96個位基因，且12條染色體上都有表示多態性的微衛星標記，標明變異發生在整個基因組。王豐等對10個培矮64SSP3變異株進行的SSR分析結果也表明了水稻經衛星搭載后DNA 確實發生了變異。
5對引物PM23PM41PM7擴增的譜帶中，周桂元等對空間誘變的21個突變花生植株進行了SSR多態性分析。局部株系比對照多1條帶；引物PM53擴增的譜帶中，株系12891121與原種相比，缺失第一條譜帶；引物PM127擴增的譜帶，株系118與對照相比，第一條主帶位置低于對照，說明處置擴增片段長度較對照短，并推斷株系118發生了堿基缺失變化。
且與微衛星標記RM409連鎖。洪彥彬等對經空間誘變處理的麗江新團黑谷LR8SP2代抗稻瘟病基因進行標志定位。結果將該基因定位于第9染色體上。
結果得出：021-1-5和天水羊角原種之間，霍建泰等對搭載的天水羊角椒和甘農線椒誘變處置后分別獲得的第4代自交系021-1-5022-2-2選1及地面對照和兩者的雜交種航椒3號做了AFLP分析。64對引物中11對引物擴增的DNA 帶型有差異。022-2-2選l和甘農線椒原種之間，64對引物中16對引物擴增的DNA 帶型有差異，航椒3號則保持了父母本的變異。
找出突變體多態性DNA 片段，向躍武等利用AFLP分子標志的方法對水稻空間誘變突變體及親本進行基因組對比分析。經過一系列引物篩選，找到5條多態性DNA 條帶，對開展突變體基因功能研究和水稻雜種優勢利用有重要意義。
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