近年来，分子生物学的发展为检测动植物遗传多样性提供了新的技术手段，即遗传标记。与其他标记方法相比，遗传标记具有无与伦比的优越性。广义的遗传标记(molecularmarker)是指可遗传并可检测的蛋白质或DNA 序列。蛋白质标记主要包括同工酶及等位酶。狭义的遗传标记概念只是指DNA 标记，而这个界定现在被广泛采纳。目前，许多新的DNA 分子标记技术迅速发展；同时分析遗传学数据的统计方法及应用软件也相应发展起来，并结合到生态学研究中，取得了巨大成就。下面将按照遗传标记的发展历史逐一进行简要介绍。

同工酶和等位酶

同工酶(isozyme)指机体内催化同一反应的，但具有不同分子结构的酶，由不同基因位点所编码。等位酶(allozyme)指同一基因位点上不同等位基因编码的同一种酶的不同分子型。由于酶是由基因编码且通常不会随环境的变化而发生饰变，其氨基酸组成变化能很好地代表DNA 分子的变化，表明等位基因和位点变化的存在，所以对酶进行分析可以间接揭示生物种群遗传结构，检测种群的遗传多样性，也可鉴别不易从形态学上区分出来的物种或亚种。在电场作用下，不同分子结构的酶在凝胶中的迁移率不同，所以目前通常使用电泳来检测同工酶和等位酶的变异。但相对于DNA 遗传标记方法而言，它取材要求严格，酶活性可能受生理和环境状态影响，信息量偏低，所以进入20 世纪90 年代，由于各种核酸研究方法的普及，就整个分子系统学研究领域来看，酶电泳的应用大为减少，但研究水平却在不断提高，至今仍然是快速调查群体水平变异的有效方法之一。

限制性片段长度多态性

限制性片段长度多态性(restriction fragment length polymorphism，RFLP)作为分子标记是由Botstein 等提出来的，也是最早用于群体遗传多样性分析的DNA分子标记。RFLP 技术的原理是检测DNA 在限制性内切酶酶切后形成的特定DNA 片段的大小。因此凡是可以引起酶切位点变异的突变如点突变(新产生和去除酶切位点)和一段DNA 的重新组织(如插入和缺失造成酶切位点间的长度发生变化)等均可导致RFLP 的产生。此技术及其从中发展出来的一些变型均包括以下基本步骤：DNA 的提取、用限制性内切酶酶切DNA、用凝胶电泳分开DNA 片段、把DNA 片段转移到滤膜上、利用放射性标记的探针显示特定的DNA 片段(通过Southern 杂交)、分析结果。但RFLP分析对样品纯度要求较高，样品用量大，且RFLP 多态信息含量低，多态性水过分依赖于限制性内切酶的种类和数量，加之RFLP 分析技术步骤烦琐、工作量大、成本较高，所以其应用受到了一定的限制，通常只用于种类鉴定或种内种群间的遗传进化研究，很少用于种上阶元的系统学研究。

DNA 指纹图谱

DNA 指纹分析技术是Jeffrey 等(1985)在对人类基因组研究中发展起来的一种遗传标记方法。该技术运用小卫星或微卫星DNA 序列为探针，与酶切后的基因组DNA 的凝胶电泳谱带杂交，产生出包含许多谱带的杂交图谱，且不同个体间杂交图谱千差万别，就像人的指纹一样，因此，这种杂交图谱被称为DNA 指纹(DNA fingerprint)图谱。魏辅文等(2002)采用DNA 指纹图谱方法，对小熊猫(Ailurus fulgens)的种内遗传和亚种分化进行了研究。结果表明，川西亚种所有个体在分子质量约为8.4kb 处均有一条指名亚种不具有的共有谱带，指名亚种所有个体则在分子质量约为1.8kb 处具有另外一条川西亚种不具有的特有谱带。且这两条谱带可通过双亲遗传给子代。说明此共有谱带可分别作为区分小熊猫川西亚种和指名亚种的特征带。

基于聚合酶链反应的分子标记

1971 年，美国麻省理工学院的Khorana 教授最先提出聚合酶链反应，即PCR(polymerasechain reaction)技术的雏形，并发表一系列文章阐明其基本原理。美国Cetus 公司人类遗传研究室Kary Mullis 及其同事于1985 年发展了PCR 技术并使之成熟。1987 年Kary Mullis 等完成了PCR 自动化操作装置，使PCR 技术进入实用阶段。由于PCR 技术的出现，研究者可以对特定的DNA 序列进行扩增和分析，大大促进了分子生物学的发展。随着PCR 技术的出现，近年来已发展起以PCR 为基础的多种分子标记技术。这些技术的优势在于易于操作，灵敏度高，有的技术还可在对目的物种无任何分子生物学研究基础的情况下，对其进行分析。当前应用较多的几种分子标记技术有如下几种：

1. 随机扩增多态性DNA(random amplified polymorphic DNA，RAPD)

2. 扩增片段长度多态性(amplified fragment length polymorphism，AFLP)

3. 单链构象多态性(single-strand conformation polymorphism，SSCP)

4. 微卫星(microsatellite DNA)标记

5. Y 染色体微卫星位点(Y-chromosomal microsatellite)

6. 简单重复序列区间扩增多态性(ISSR)技术

基于DNA 序列分析的分子标记

1. 线粒体DNA

2. 线粒体核糖体RNA基因

3. 调控区序列

4. 蛋白质编码基因

5. 植物叶绿体DNA分子标记

6. 主要组织相容性复合体标记

7. 单核苷酸多态性标记

以上所介绍的标记多数在进化上属于中性的，近年来，随着研究的深入，逐渐出现了以功能基因研究为主的一些选择性标记，如食性基因、视觉基因和毛色基因等逐渐应用到物种的适应性进化机制的研究当中。

本文摘选自蒋志刚、马克平主编的《保护生物学原理》。

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