综述：近期在分子标记技术方面的进展有助于解析野生和作物物种的遗传多样性，从而为保护和粮食安全提供支持

《Discover Plants》：Recent advances in molecular markers in deciphering genetic diversity of wild and crop species for conservation and food security

　　摘要
遗传多样性是植物适应性、韧性和长期生存的基础，对其评估对于保护和作物改良都至关重要。本综述强调了针对野生、栽培和未充分利用物种的研究，突出了农艺形态学、生物化学和分子标记在表征种内和种间遗传变异中的互补作用。农艺形态学特征虽然成本效益高且应用广泛，但常常受环境条件影响；将其与分子标记结合使用可以提高多样性评估的可靠性。另一方面，生物化学标记能够提供关于营养品质和代谢效率的见解，从而深化对功能多样性的理解。诸如RAPD、ISSR、SSR、AFLP、SRAP、SCoT、SCAR、IRAP和REMAP等分子标记已被证明对于生成可重复的全基因组数据、揭示隐藏等位基因变异以及实现标记辅助育种不可或缺。通过对多种植物物种的案例研究，展示了综合标记方法如何促进种质资源保护、选择性状的筛选以及耐气候品种的开发。总的来说，这些研究结果强调了在确保粮食安全、保护生物多样性以及应对全球环境挑战时进行多维度多样性评估的重要性。

1 引言
植物是生态系统的重要支柱，通过研究其遗传多样性来保护多样化的植物物种对于维持健康平衡的环境至关重要。遗传多样性是植物物种在自然生态系统和管理农业生态系统中的适应潜力和长期生存能力的基础。它使种群能够动态响应环境变化、生物相互作用以及选择压力的变化。通过保留等位基因变异，遗传多样性使种群具备抵御极端气候、病原体威胁和害虫侵害的能力，从而保护生物多样性并确保生态系统的韧性[1]。此外，它还蕴含着具有农艺价值的性状，这些性状可以在育种计划中被策略性地利用，以提高作物产量、品质和对各种生物和非生物胁迫的耐受性[2]。植物遗传资源的可持续利用和保护在根本上依赖于对遗传多样性的全面评估。这些评估指导策略，以防止基因侵蚀、保护稀有基因型，并支持受威胁类群的恢复。此外，了解种群内部和之间的遗传变异对于设计有效的异地和原位保护计划、维持野生和栽培物种的长期适应性和生存能力至关重要[3,4,5,6]。

在野生和作物物种中评估遗传多样性是必不可少的，因为它决定了适应性、韧性和可持续利用。在森林和野生植物中，遗传多样性评估有助于制定维持生态系统稳定性和遗传连通性的保护策略；而在作物中，它支持育种计划，以提高产量、品质和抗逆性。因此，遗传多样性评估对于保护生物多样性、指导恢复工作和确保植物资源在变化的环境条件下的长期生存能力至关重要。

分子标记通过提供全基因组范围、可重复且不受环境影响的数据，彻底改变了遗传多样性评估的方式。广泛使用的标记系统包括基于PCR的显性标记，如随机扩增多态性DNA（RAPD）[7, 8]、简单序列重复间隔（ISSR）[6, 9, 10]、逆转录转座子-微卫星扩增多态性（REMAP）[11]、逆转录转座子扩增多态性（IRAP）[12]、起始密码子靶向多态性（SCoT）[13, 14]、序列相关扩增多态性（SRAP）[15, 16]和CAAT盒衍生多态性（CBDP）[17, 18]。保守DNA衍生的多态性（CDDP）[19, 20]和扩增片段长度多态性（AFLP）[21, 22]因其成本效益高和适用于快速初步分析而受到重视，尽管它们无法区分纯合子和杂合子。基于PCR的共显性标记，如简单序列重复（SSR）[23, 24]和序列特征化扩增区域（SCAR）[25]，具有高重复性和位点特异性，能够在不同植物种群中检测杂合性，例如大蒜[26]、红花[27]和野生猕猴桃[15]。非PCR基础的标记，如限制性片段长度多态性（RFLP）[28]，可以研究移动的基因组元件，从而揭示不同野生和作物植物物种中的大规模遗传变异，如蚕豆[29]、豇豆[12]和高粱[30]。

之前的综述要么仅描述单一标记系统的应用，要么讨论不同标记技术的原理和应用及其在评估遗传多样性方面的适用性[5, 31, 32]。相比之下，本综述重点关注多种标记系统及其应用，如物种鉴定、品种分类、优良品系鉴定、育种计划、遗传多样性评估、基因型鉴定和保护策略[32]。此外，还详细讨论了不同分子标记的组合使用及其相对于其他标记系统的有效性，以及多态等位基因的量化，涉及野生、作物和未充分探索的植物物种[31]。还讨论了几种新型分子标记（如REMAP、IRAP、RFLP、SCoT、SCAR、CBDP和CDDP）的多样化应用，这些在之前的综述中未被提及。

早期的作物和野生植物物种的遗传多样性研究主要依赖基于PCR的标记来检测多态性模式，但受到较低重复性、显性效应有限、基因组覆盖范围有限和生物学解释能力较弱等限制[33,34,35]。相比之下，高通量SNP（单核苷酸多态性）阵列在主要作物物种中提供了显著改进的分辨率，能够精确推断种群结构、连锁不平衡和与性状相关的等位基因[36, 37]。同样，在多年生植物和森林树种中，基于SNP阵列的分析提供了可靠的遗传相关性估计，并促进了生长、木材品质和非生物胁迫耐受性的基因组选择，优于早期的低密度标记系统[38,39,40]。

通过测序进行基因分型（GBS）进一步扩展了这些进展，特别是在非模式物种和未充分利用的作物及其野生近缘种中，这些物种之前由于缺乏参考基因组而无法进行多样性分析[41, 42]。GBS可以在没有先前序列信息的情况下生成数千个全基因组SNP，允许精细检测种群结构、基因流和适应性分化[41,42,43,44]。全基因组测序（WGS）则通过克服基于PCR的标记的固有采样限制，代表了另一个范式的转变[45,46,47,48]。

总体而言，这些进步表明，高通量、全基因组范围的标记系统提供了比早期标记技术更强的分析能力、生物学解释能力和应用相关性，特别是在应对保护、育种和粮食安全等当代挑战方面。

2 不同野生和作物物种的种间和种内遗传多样性评估
种间和种内遗传多样性评估在理解栽培和野生植物物种的进化关系、适应性和育种潜力方面发挥着关键作用。种内多样性指的是单个物种内部的遗传变异，揭示了影响产量、抗逆性和疾病抵抗力等性状的种群或基因型之间的差异[49]。种间多样性关注不同物种之间的遗传差异。它有助于发现野生或有相关物种中的有价值性状，这些性状可用于改良作物，使其更加强壮和多样化[49]。本综述中的研究采用了农艺形态学特征、生物化学特征和分子标记，揭示了作物物种中的显著种内变异，并为理解野生物种的种间分化提供了基本基础。这些评估对于种质资源保护、物种分类和育种计划的发展至关重要，最终有助于培育出适应多样化农业生态区的强健、高产培育品系。

2.1 农艺形态学标记
农艺形态学标记是指植物的可观察和可测量的特征，如植物高度、开花时间、种子大小、叶形和产量组成。这些标记是最古老的植物育种和遗传研究工具之一。它们提供了一种成本效益高且直接的方法来评估表型变异、分类种质资源，并在不同环境条件下识别有前景的基因型[50]。尽管分子技术取得了进步，农艺形态学标记仍然非常重要，特别是在高端基因组工具获取有限的地区。将农艺形态学标记与分子工具结合使用已成为探索遗传多样性、识别优良基因型并加速作物改良计划的强大且互补的方法[50,51,52,53,54,55,56,57,58]。

总体而言，农艺形态学评估和分子标记的结合使用在作物物种和野生/药用类群中都证明了有效性，尽管具有不同的结果和局限性。在油料作物、谷物、豆类和蔬菜等主要作物中，与产量、物候和植物结构相关的农艺形态学特征在基因型区分和性能评估中表现出很强的实用性，而SSR、SNP和DArT基于的标记则一致显示出中等到高的遗传多样性，支持它们在育种和品种选择中的直接应用[50,51,52,53,54,55,56,57,58]。相比之下，野生、药用和克隆繁殖的物种表现出较窄的遗传基础和较低的PIC值，限制了分辨率并突显了遗传侵蚀的脆弱性，例如Gloriosa superba及其类似物种[59]。尽管这些标记系统有用，但也存在关键挑战：农艺形态学特征常常受到环境可塑性和基因型×环境相互作用的影响[60]，而分子研究经常受到不完全的PIC报告、有限的基因组覆盖范围（RAPD、ISSR）以及跨种群或物种的转移能力降低的困扰[1, 61]。因此，尽管农艺形态学和分子标记共同为栽培和野生物种的多样性分析提供了可靠的框架，但它们的有效性取决于标记选择、种群结构和标准化报告，这突显了在保护遗传学和耐气候作物改良中需要综合、高分辨率方法[62,63,64,65]（表1）。

表1 不同栽培/野生植物物种中评估遗传多样性和作物表现的农艺形态学标记应用总结，重点介绍了评估的性状、采用的方法和观察到的关键发现

2.2 生物化学标记
生物化学标记在评估遗传多样性和评估作物表现方面是非常有效的工具，特别是在与营养、胁迫响应和生理效率相关的性状方面。与受环境影响的形态学特征不同，生物化学标记通常提供更稳定和具体的基因型功能指标。总可溶性固形物（TSS）、蛋白质含量、抗氧化活性以及对胁迫的生物化学响应（例如脯氨酸积累、酶活性）等性状揭示了代谢变异，补充了视觉表型和分子基因分型的信息[67]。将它们纳入多样性评估对于识别具有农艺、营养和适应优势的优良基因型至关重要，最终指导育种策略，以提高作物品质和韧性。

基于生物化学标记的方法在作物物种和野生类群中都显示出高度有效性，特别是在将生理表现和产品质量与遗传多样性联系起来方面。在蔬菜、谷物和油料作物等栽培作物中，与营养品质、胁迫生理、种子储存蛋白和油组成相关的生物化学参数能够有效区分基因型，并识别出耐逆性或品质增强的优良品系，例如甜椒、水稻、大麦、油菜和亚麻[67,68,69,70,71]。在果实和野生或半驯化物种中，抗氧化活性、酚类、糖类和维生素含量等生物化学特征显示出显著的种群内变异，当与基于DNA的标记结合使用时，提供了更强的遗传关系和性状关联的分辨率，支持桑树、番荔枝和番石榴的保护和预育种工作[72,73,74]。尽管有这些优势，生物化学标记系统也存在明显的局限性：性状表达受到环境条件、发育阶段和采样时间的强烈影响，降低了不同地点和季节间的重复性；基于蛋白质和代谢物的测定方法提供的基因组覆盖范围有限，多态性分辨率低于DNA标记；而且实验室间的标准化仍然具有挑战性，如SDS-PAGE和基于测定的研究所示[67, 70]。因此，虽然生化标记对于作物和野生物种的功能特性评估和基于表型的选择非常有价值，但它们的最佳用途在于结合生化、农艺形态学和分子标记的综合框架中，以实现稳健的多样性评估、可靠的选择和有效的保护策略[71, 72, 74]（表2）。表2总结了生化标记在评估不同物种类别的遗传多样性和作物/野生植物表现中的应用，的重点是所评估的性状、采用的方法以及识别的关键发现。

2.3 分子标记
基于DNA的分子标记在作物物种以及野生/药用/RET分类单元中都显示出有效性，尽管在不同类别中具有特定的优势和限制。在包括谷物、油籽、豆类、蔬菜、水果和种植作物在内的栽培作物中，共显性标记（如RFLP和尤其是SSR）提供了高等位基因分辨率、可重复性和可靠的PIC值，使得能够准确评估遗传多样性、品种鉴定和育种效用，应用于水稻、小麦、玉米、大豆、棉花、甘蔗和园艺作物[23, 24, 28, 75, 76, 77, 78]。在野生亲属、森林植物、药用植物、濒危植物和克隆繁殖的树种中，显性的多位点系统（RAPD、AFLP、ISSR、SRAP、SCOt、IRAP、REMAP、CBDP和CDDP）特别有价值，即使在没有基因组资源的非模式物种中也能揭示出高水平的多态性和种群分化，例如在竹子、兰花、沉香木、柿树、兜兰和猪笼草等RET分类单元中[79, 80, 81, 82, 83]。然而，这些标记系统也存在固有的局限性：显性标记无法区分杂合子和纯合子，并且常常面临可重复性问题（RAPD和ISSR），而AFLP和RFLP则需要大量的劳动力和高质量DNA[8, 28, 84, 85]。此外，跨研究比较受到可变PIC报告、跨物种的可转移性有限以及基因组覆盖不均匀的阻碍，特别是在基于压力或逆转录转座子的标记（IRAP和REMAP）中[12, 86, 87]。因此，虽然基于DNA的标记在作物、野生和药用物种中的体外保真度测试、多样性分析和保护遗传学中不可或缺，但它们的最佳应用在于根据物种生物学特性、育种目标和资源可用性来战略性地选择和使用共显性和显性系统[27, 88, 89]（图1和图2）。

2.4 PCR独立的分子标记
2.4.1 限制性片段长度多态性（RFLP）
RFLP标记长期以来一直是评估栽培和野生植物遗传多样性的核心工具。在栽培作物中，RFLP标记表现出较高的分辨率和可靠性。Mir等人[28]比较了油菜（Brassica juncea (L.) Czern.）中的SDS-PAGE和RFLP，发现RFLP标记（87.5%的多态性）在检测种内变异方面远优于PROFiling方法（28.57%）[28]。同样，Serret等人[90]评估了来自11个国家的30种鹰嘴豆（Cicer arietinum L.）样本，使用(GATA)4探针通过RFLP发现了显著的种内多样性，并确定巴基斯坦、阿富汗和伊拉克是主要的多样性中心。Lu等人[91]分析了51种豌豆（Pisum sativum L.）样本，使用30个cDNA探针证实了真实的变异，发现野生近缘种如P. fulvum Sibth. & Sm.和P. elatius Steven ex MB比栽培豌豆具有更高的多态性，这表明野生种可能已被驯化。在黄瓜（Cucumis melo L.）中，Garcia-Mas等人[92]发现RFLP标记是RAPD、AFLP和同工酶中最多态的（62%），突显了它们在分类黄瓜基因型方面的有效性。比较研究进一步证实了RFLP在多标记背景下的有效性。Garcia等人[75]使用RFLP、AFLP和SSR评估了热带玉米（Z. mays L.）的近交系。RFLP显示出最高的平均PIC（0.96），表明其在多样性估计中的信息量和一致性较高。尽管SSR紧随其后（PIC = 0.89），但RFLP的共显性特性使其在识别纯合子和杂合子等位基因时更为精确。然而，由于技术复杂性、劳动强度大和成本高，RFLP经常被高通量系统如AFLP和SSR所补充或替代[8, 28, 84, 85]。此外，跨研究比较受到PIC报告变化、跨物种转移性有限以及基因组覆盖不均匀的阻碍，尤其是在基于压力或逆转录转座子的标记（IRAP和REMAP）中[12, 86, 87]。因此，尽管基于DNA的标记在作物、野生和药用物种的体外保真度测试、多样性分析和保护遗传学中不可或缺，但它们的最佳应用在于根据物种生物学特性、育种目标和资源可用性来战略性地选择和使用共显性和显性系统[27, 88, 89]（图1和图2）。

2.4.2 PCR独立的分子标记
2.4.3 限制片段长度多态性（RFLP）
RFLP标记长期以来一直是评估栽培和野生植物遗传多样性的基础工具。在栽培作物中，RFLP标记表现出高分辨率和可靠性。Mir等人[28]比较了油菜（Brassica juncea (L.) Czern.）中的SDS-PAGE和RFLP，发现RFLP标记（87.5%的多态性）在检测种内变异方面远优于PROFiling方法（28.57%）[28]。同样，Serret等人[90]使用RFLP评估了来自11个国家的30种鹰嘴豆（Cicer arietinum L.）样本，发现巴基斯坦、阿富汗和伊拉克是主要的多样性中心。Lu等人[91]分析了51种普通豌豆（Pisum sativum L.）样本，使用30个cDNA探针确认了真实的变异，发现野生近缘种如P. fulvum Sibth. & Sm.和P. elatius Steven ex MB比栽培豌豆具有更高的多态性，这表明野生种可能已被驯化。在甜瓜（Cucumis melo L.）中，Garcia-Mas等人[92]发现RFLP标记是RAPD、AFLP和同工酶中最多态的（62%），突显了它们在分类甜瓜基因型方面的有效性。比较研究进一步证实了RFLP在多标记背景下的有效性。Garcia等人[75]使用RFLP、AFLP和SSR评估了热带玉米（Z. mays L.）的近交系。RFLP显示出最高的平均PIC（0.96），表明其在多样性估计中的信息量和一致性较高。尽管SSR紧随其后（PIC = 0.89），但RFLP的共显性特性使其在识别纯合子和杂合子等位基因时更为精确。然而，由于其技术复杂性、劳动强度大和成本高，RFLP通常被高通量系统如AFLP和SSR所补充或替代。在油棕物种中，Barcelos等人[93]使用RFLP和AFLP比较了美国油棕（Elaeis oleifera (Kunth) Cortes.）和非洲油棕（E. guineensis Jacq.），发现使用这两种标记类型的美国油棕具有更高的多态性。AFLP在标记密度和易用性方面更高效，尽管两种技术都产生了一致的结果，支持它们在表征物种间多样性方面的联合效用。在使用RFLP和互补标记系统评估时，野生作物物种显示出显著的遗传复杂性和分化。Zhang等人[94]使用RFLP和同工酶标记研究了大麦（H. vulgare ssp. spontaneum）。虽然RFLP检测到了更大的种群间差异和更高的杂合度，但同工酶在捕获种群内变异方面更为有效。这些互补的见解展示了在进化和生态研究中整合多种标记系统的价值。在野生豌豆和鹰嘴豆[90, 91]中记录了高水平的多态性，进一步强调了在育种计划中包含野生种质的必要性，以应对栽培品种中遗传基础的缩小。这些研究一致支持这样一个观点，即野生种由于自然选择和地理隔离而拥有大量的未开发的遗传资源，对作物改良具有价值。RFLP标记仍然是遗传多样性分析的基础工具，特别是在需要高精度和共显性信息时。尽管有这些优势，RFLP标记也存在明显的局限性。该技术需要大量高质量DNA，涉及放射性标记，并依赖于Southern印迹和杂交，因此劳动强度大、耗时且成本高。但它们已被成功用于区分基因型、确定系统发育关系和支持芥菜、鹰嘴豆、豌豆、甜瓜、玉米和油棕的核心种质库开发[28, 75, 90, 91, 92, 93]。尽管其实际局限性导致了更可扩展的标记系统如AFLP和SSR的兴起，但RFLP在精细分辨率多样性研究中仍具有独特优势，尤其是在与其他分子方法结合使用时。它们在栽培和野生分类单元中的应用突显了它们在遗传研究、育种和保护中的持久价值。

2.5 基于PCR的分子标记
2.5.1 随机扩增多态性DNA（RAPD）
RAPD标记作为一种广泛采用的分子工具，因其简单性、成本效益以及无需先验基因组序列信息即可生成多位点数据的能力而用于评估植物物种的遗传多样性。RAPD使用短而任意的引物来扩增随机DNA片段，从而检测反映潜在遗传变异的多态性。其在作物和野生植物物种中的广泛应用使得RAPD在初步多样性评估、保护研究和育种计划中特别有价值，尤其是在缺乏良好开发的基因组资源的物种中。在作物物种中，RAPD已被证明在评估遗传变异性和支持育种策略方面有效。在玉米中，Mohamed等人[84]使用RAPD分析了六个近交系和15个杂交种，发现35个等位基因中100%的多态性，并识别出一个独特的杂交种（H1）没有扩增[84]。他们的研究有助于识别杂种优势育种的遗传多样性亲本。同样，穆萨等人[95]使用RAPD、ISSR和SCOt标记分析了五种印度大米（Oryza sativa L.）品种，发现184条带中100%的多态性，其中引物OPC-02有效识别了耐盐的'Mantap'品种[8]。在孜然（Cuminum cyminum L.）中，Mousa等人[95]使用RAPD、ISSR和SCOt标记分析了17个基因型，发现总体多态性仅为9.67%，但SCOt标记的表现最好（21.39%的多态性）。Nasrin等人[96]使用八个RAPD引物研究了番茄（Solanum lycopersicum L.）基因型，发现广泛的遗传变异性，聚类显示了关键的分化谱系。这些发现证实了RAPD在基因型区分、核心种质库开发和耐逆育种方面的功效。水果物种也从基于RAPD的多样性评估中受益。在印度 gooseberry（Phyllanthus emblica L.）中，Poeaim等人[97]报告了87.44%的RAPD多态性，某些引物（OPA11, OPA12）产生了100%的多态性，使得能够精确区分品种。Ho等人[98]使用10个RAPD和10个ISSR引物评估了百香果（Passiflora edulis Sims）基因型，分别显示97.9%和100%的多态性，其中RAPD显示出更好的分辨能力（7.78）。尽管没有检测到明显的地理结构，但RAPD和ISSR的结合提高了基因型区分的准确性，并建议开发SCAR标记用于未来的品种鉴定。在普通豆类（Phaseolus vulgaris L.）中，Hromadová等人[99]比较了33个基因型的RAPD和SCOt标记，其中SCOt在多态性（80.71% vs. 71.71%）、PIC（0.795 vs. 0.760）和标记指数（7.474 vs. 5.323）方面表现更好，同时承认RAPD在基因结构分析中的效用。最后，在野生物种如竹亚科（Bambusoideae spp.）中，Desai等人[80]使用30个RAPD和12个ISSR引物进行了全面分析，分别获得了96.52%和98.20%的多态性。在香蕉（Musa spp.）品种中，Hinge等人[100]使用34个选定的RAPD和ISSR位点显示了显著的种群内变异（77%），而挥发组学分析加强了品种区分。这些研究展示了RAPD在水果物种中用于标记辅助选择、克隆保真度保证和品种鉴定方面的相关性。

2.5.2 间简单序列重复（ISSR）
ISSR标记已被证明是一种高效且稳健的技术，用于评估从野生和濒危物种到重要水果和作物物种的遗传多样性。与RAPD和SSR等其他分子标记相比，ISSR标记具有多个优势，如不需要先验序列信息、成本效益高、可重复性强以及能够检测高水平的多态性，适用于种间和种内研究。Kumari和Kumar[103]之前对贾坎德地区的48个柿树（D. melanoxylon Roxb.）样本的ISSR分析显示，120个位点中的85%具有多态性，Shannon指数（0.4641）和Nei多样性（0.3093）很高，表明种群内存在显著多样性（86.6%，AMOVA）。同样，Surabhi等人[6]研究了Shorea robusta Gaertn.，使用16个引物评估了100个基因型，发现总体多态性为62.71%，遗传多样性集中在种群内部。在受威胁的树木物种沉香木（Aquilaria malaccensis Lam.）中，Banu等人[79]使用16个ISSR引物在53个个体中发现了93.4%的多态性。AMOVA表明种群内和种群间的变异分别为62%和38%，强调了原地和异地保护的必要性。Alaaddin等人[19]研究了Quercus infectoria G. Olivier（Mazu），使用组合的ISSR和CDDP标记报告了92%的多态性，大部分遗传变异（92%）发生在种群内部，表明尽管存在局部分化但仍存在强烈的基因流。在Mazher等人[4]对C. colocynthis（L.）（苦苹果）的研究中，结合表型、植物化学和ISSR数据（PIC = 0.34）显示了物种间的显著多样性，62%的遗传变异归因于种群间差异。Diallo等人[9]对V. unguiculata（L.）（豇豆）进行了首次联合ISSR–SSR分析，这是一种对非洲干旱农业至关重要的豆科植物。ISSR标记显示出更高的多态性（高达0.36 PIC）和等位基因丰富度（平均每个引物6.7个等位基因），与SSR相比。STRUCTURE分析显示了四个不同的基因池，确认了伽马辐射在诱导变异方面的有效性。在Lepidium sativum L.（花园芝麻菜）中，Kumar和Yadav[104]使用10个ISSR引物分析了94个样本，发现80.10%的多态性，并识别出适合基于性状的改良和关联映射的关键多样化样本如LS23和LS88。在Iris aucheri（Baker） Sealy（Juno iris）中，Rasul等人[10]使用ISSR和CDDP标记，ISSR显示出更高的多态性（PIC = 0.32），更有效地捕获了48个基因型间的历史杂交和遗传分化。在所有研究中，ISSR标记始终显示出即使在稀有、受威胁或地理隔离的物种中也能揭示高水平多态性的效用[4, 9, 10, 104]。他们在检测种群内部变异方面的优越性能（如在D. melanoxylon Roxb.、A. malaccensis Lam.和Q. infectoria G. Olivier中观察到）证实了它们在保护规划中的作用[4, 9, 10, 104]。对于像豇豆和菜苔这样的作物物种，ISSR标记提供了有关繁殖潜力和遗传资源管理的见解。虽然ISSR标记比RAPD更具可重复性，但它们是显性的，并且偏向于富含微卫星的区域，这限制了等位基因分辨率的准确性和全基因组多样性的统一评估[34, 35, 105]。此外，该标记系统与其他标记（例如SSR、CDDP）结合使用可以增强对复杂种群的分辨率，正如在豇豆和I. aucheri (Baker) Sealy中所看到的那样。鉴于这些优势，ISSR标记仍然是评估植物遗传多样性的强大工具，支持着各种作物类别的保护和改良计划。

简单序列重复（SSR）标记是当前植物遗传研究中用于多样性评估、种群结构和品种鉴定的关键工具。Kumari等人[24]使用25个多态性SSR标记研究了30个水稻样本，鉴定出80个等位基因，其PIC值介于0.22到0.77之间，表明具有中等至高的信息量。聚类分析将这些基因型分为三个主要群组，突显了广泛的遗传基础，并支持了用于产量、抗逆性和耐逆性的标记辅助选择。同样，Achina等人[23]使用30个SSR标记分析了60个大豆（Glycine max (L.) Merr.）基因型，鉴定出90个等位基因，平均PIC值为0.544。五个主要群组显示出高多样性，为杂交育种计划中的亲本选择提供了宝贵的信息，并强调了SSR在大豆育种和保护中的重要性。对未充分利用作物的研究也从SSR标记的应用中受益[106,107,108]。Kumar等人[106]使用30个SSR标记评估了96个秋葵（Abelmoschus esculentus (L.) Moench.）样本，生成了213条带，多态性为60.66%。基因型GAO-5显示出高多样性，表明其具有改良秋葵的潜力。同样，Das等人[107]使用13个SSR标记研究了60个生姜（Zingiber officinale Roscoe.）品种，检测到160条多态性带，平均多态性为63.29%，反映了显著的遗传变异。这些发现有助于奥里萨邦生姜种质的保护和改良。Odhoch等人[108]使用39个SSR引物研究了31种铃花豆（Crotalaria）物种，其中29个显示出可重复的结果。AMOVA分析显示87%的变异发生在区域内，表明了丰富的多样性，而六核苷酸重复序列检测到了最高的等位基因计数。

水果作物也通过基于SSR的研究显示了广泛的多样性。Polat等人[109]使用34个SSR标记评估了来自土耳其的127个石榴（Punica granatum L.）基因型，鉴定出177个等位基因，PIC值为0.79。这项工作代表了首次全面的基于SSR的石榴指纹图谱分析，为育种提供了有价值的标记。Pramanik等人[110]使用23个SSR研究了33个番石榴基因型，鉴定出95个等位基因，PIC值介于0.22到0.77之间。UPGMA将基因型分为四个群组，AMOVA表明种群内部具有丰富的多样性，支持了性状的改良工作。Hussein等人[111]使用SSR和RAPD标记分析了18个芒果（Mangifera indica L.）基因型，发现SSR的多态性更高（PIC = 0.64），在基因型分类和保护及育种方面更为有效。SSR研究也对 Tea、柿子和观赏植物研究做出了重要贡献。Ruan等人[112]使用10个SSR标记对292个茶（Camellia sinensis L.）样本进行了基因分型，检测到82.62%的等位基因丰富度，揭示了局部种群内的显著多样性。Guan等人[49]使用12个SSR标记分析了228个柿子（D. kaki Thund.）样本，多个标记实现了100%的多态性，提供了关于基因流、驯化和品种鉴定的见解。Zhang等人[113]使用13个来自中国的观赏植物Luculia yunnanensis Hu.的转录组衍生SSR分析了60个个体，检测到60个等位基因，平均PIC值为0.65。STRUCTURE、PCoA和AMOVA分析显示了中等程度的种群内部多样性和种群间的显著差异，为这种具有药用价值的特有物种的保护策略提供了信息。此外，Hu等人[114]使用18个SSR标记研究了63个大麦（Hordeum vulgare L. var. nudum Hook.f.）品种，发现存在显著的遗传变异，四川品系显示出遗传混合。Vasile等人[115]使用22个SSR标记分析了40个小麦（Triticum aestivum L.）样本，确认了标记在确保品种纯度方面的有效性。Singh等人[77]使用61个多态性微卫星研究了139个甘蔗（Saccharum）品种、同科属植物和甘蔗栽培种。PIC值介于0.35到0.90之间，平均值为0.66，表明SSR标记在捕获遗传变异方面的有效性。Shi等人[76]使用26个SSR引物研究了191个高地棉花（Gossypium hirsutum L.）样本，平均PIC值为0.530，有助于培育优良品种。Yin等人[78]使用23个SSR标记对423个非结球白菜（Brassica campestris L.）品种进行了大规模研究，实现了99.994%的基因型鉴定准确性，支持了品种测试框架。

SSR标记在包括水稻、大豆、茶、棉花、石榴、番石榴、芒果以及未充分利用或药用植物在内的多种植物物种中得到了广泛应用[23, 24, 76, 109,110,111,112,113, 116, 117]。它们的高多态性、共显性遗传、可重复性和广泛的基因组覆盖范围使其优于RAPD和ISSR等其他标记系统，后者常常存在可重复性差和无法区分纯合子和杂合子基因型的问题。无论单独使用还是与其他分子标记结合使用，SSR都是现代植物遗传学、育种和可持续农业开发中可靠、信息丰富且应用广泛的工具。尽管SSR标记是共显性的且具有高度多态性，但开发成本较高且具有物种特异性，容易发生等位基因同质化，并且在多倍体物种中提供的基因组覆盖范围有限[34, 35, 105, 118]。

扩增片段长度多态性（AFLP）标记在评估多种栽培植物物种的遗传多样性方面表现出广泛的应用性。在水稻、枣椰树、香蕉、芦荟、咖啡、芝麻、鹰嘴豆、梨和费霍亚等作物中的研究一致报告了高多态性和强大的区分能力[85, 119,120,121]。例如，Safhi等人[85]观察到香蕉（Musa sp.）品种的多态性率为88.96%，而Macedo等人[120]在巴西的Coffea arabica L.品种中发现了97.35%的多态性。在梨（Pyrus communis L.）地方品种中，Zuber等人[22]记录了平均多态性为92.49%，Bini等人[119]发现Feijoa sellowiana (O. Berg.) Burret的种群内部变异为61%，野生样本形成了不同的群组。Nguyen等人[121]在栽培鹰嘴豆（Cicer spp.）和其野生近缘种中发现了98.6%的多态性位点，证实了AFLP揭示精细遗传关系的能力。这些结果证实了AFLP标记在遗传指纹图谱、品种鉴定和育种计划支持中的价值。AFLP还有效用于探索药用和经济上未充分探索的植物的遗传变异。Kumar等人[122]在60个芦荟（Aloe vera (L.) Burm.）基因型中报告了高PIC值（0.92–0.98），突显了它们显著的基因型内多样性。Pan等人[123]在Alpinia oxyphylla Miq.中观察到平均多态性率为79.06%，显示了丰富的种群内部变异并强调了保护野生种质的必要性。Kadri等人[124]使用六个AFLP标记对来自突尼斯（Phoenix dactylifera L.）和印度（Phoenix sylvestris (L.) Roxb.）的39个枣椰树品种进行了全面的遗传多样性分析，通过34.35%的多态性百分比揭示了品种间的遗传关系。这些研究强调了AFLP在识别药用和商业重要物种中有价值遗传特征方面的有效性。

在野生植物物种中，AFLP标记也显示了显著的遗传多样性。Avenda?o等人[125]在Jatropha物种中观察到高多态性，其中J. curcas L.和J. gossypifolia L.显示出超过79%的变异，为油脂产量和适应性提供了有用的多样性。在Cypripedium flavum PF. Hunt.（黄拖鞋兰）中，Hu等人[81]观察到100%的多态性，表明了强大的基因流和遗传变异的保持。Gallucci等人[126]确认了Glebionis coronaria (L.) Cass. Ex. Spach.中的强烈遗传分化，其99.55%的极高多态性率支持了它们的分类学区分。Chandrasekaran等人[21]发现Zoysia（草坪草）物种中超过91%的遗传变异发生在种群内部，主要由杂交和基因流驱动，特别是在Z. japonica Steud.和Z. sinica Hance.中。上述关于AFLP标记在多种植物物种中评估遗传多样性的研究强调了AFLP标记的稳健性和多功能性。高多态性、有效的聚类和种群结构解析能力使得AFLP在保护规划、种质评估和预育种策略中不可或缺。在芝麻和鹰嘴豆等作物中，AFLP数据与形态特征和地理起源高度一致，增强了它们在选择和杂交育种计划中的应用[121, 127]。AFLP标记产生高多态性，但技术要求较高，显性且难以在不同实验室之间标准化，限制了准确的杂合性估计和长期数据整合[33, 34, 118]。建议未来的工作结合SNP、NGS和全基因组测序等先进基因组工具，以提高分辨率，识别关键适应位点，并支持植物遗传资源在面对气候变化时的可持续利用。

序列相关扩增多态性（SRAP）标记已成为分析多种植物物种遗传多样性的多功能实用工具。通过靶向开放阅读框，SRAP标记生成具有多态性和可重复性的条带，有效捕捉与功能性状相关的编码区域变异。它们能够在没有预先基因组信息的情况下生成共显性、可重复和多态性的条带，这促进了它们在植物分子遗传学中的广泛应用。在包括大蒜、红花、葫芦巴、茶、咖啡、野生猕猴桃、藏红花、高羊茅和菠萝等多种作物类型中的众多研究中[15, 16, 26, 129,130,131,132,133,134]，证明了SRAP在检测种群内部和种群间遗传变异方面的多功能性和有效性。Chen等人[26]的研究考虑了来自中国不同地区的40个具有不同农业性状的大蒜（Allium sativum L.）种质，最初使用380对SRAP引物进行筛选，其中23对引物产生了清晰、稳定且高度多态性的条带，被进一步用于遗传评估研究[26]。在40个大蒜种质中检测到130个多态性位点，多态性率为69.1%，证实了测试大蒜种质间的高遗传多样性。类似的研究使用了12个多态性SRAP标记对100个红花（Carthamus tinctorius L.）基因型进行了研究，多态性水平在55.5%到100%之间；在伊朗葫芦巴（Trigonella foenum-graecum L.）地方品种中鉴定出80%的多态性等位基因；在另一项研究中，27个茶样本的多态性率为70.63%；在Coffea arabica L.中检测到平均PIC值为91.4%[129,130,131,132]。Ma等人[15]的研究使用了256对引物对110个野生猕猴桃（Actinidia spp.）种质进行了筛选，其中13对引物组合产生了清晰、稳定的多态性条带，多态性率为98.3%；在摩洛哥Taliouine地区的76个藏红花样本中，6对强引物组合产生了63%的多态性片段；在突尼斯高羊茅的35个样本中，14对引物组合检测到接近90%的多态性[15, 16, 133]。总之，SRAP标记在评估遗传多样性方面表现出一致的高有效性，如各种物种和种群中的显著多态性率和信息量丰富的PIC值所示。这些研究强调了它们在表征种质、识别独特遗传资源和支持目标育种策略方面的实际应用。重要的是，SRAP标记在遗传基础狭窄或通过克隆繁殖的物种中特别有用，因为在这些物种中检测细微的遗传变异至关重要。总体而言，这些发现证实了SRAP标记作为强大的分子工具，有助于保护生物多样性并改善有价值作物和野生植物资源的遗传基础。它们易于使用、成本效益高，并能够检测功能性遗传差异，使其在育种计划、种质保护和理解种群结构方面特别有价值。SRAP标记优先靶向编码区域，但扩增效率不稳定，导致等位基因分辨能力有限，以及对调控区和基因间变异的表征不完整。2.5.6 **起始密码子靶向多态性（SCoT）**
SCoT标记作为一种强大的基因靶向分子工具，能够扩增ATG起始密码子两侧的保守区域，因此在研究多种植物物种的遗传多样性方面表现出高效性。近期研究已在农作物、药用植物、观赏植物和树木中成功应用SCoT标记，一致显示了它们揭示群体内和群体间变异的能力。由于其高多态性、可重复性和强的PIC值（多态信息系数），SCoT标记非常适合用于种质资源鉴定、保护遗传学和育种计划。
在包括谷物、园艺作物、林木和药用植物在内的多种植物物种中，SCoT标记已被证明在生成遗传信息方面非常有效[13, 14, 135, 136, 137]。大多数研究在初步筛选后选择了10-20个高效的引物，这些引物能够产生清晰且可重复的扩增条带。扩增位点的数量从甘薯中的128个[138]和C. colocynthis (L.) Schrad.中的137个[3]到面包小麦中的399个[14]以及柿树属(Diospyros spp.)中的241个[38]不等。研究普遍报告了高达80%以上的多态性水平，例如小麦（82.5%）[16]、Annamocarya sinensis (Dode) Leroy.（86.94%）[14]、大麦（约79%）[57]、玫瑰[5]、Triticum品种（97.59%）[137]以及柿树种质资源（约97%）[38]。即使在甘薯中，SCoT标记也检测到了中等程度的多态性（56.5%），证明了其在不同物种间的稳定性[138]。
SCoT标记还表现出很强的区分能力，这体现在中等到高的PIC值和丰富的多样性模式上[13, 14, 135, 139]。PIC值在Annamocarya sinensis (Dode) Leroy.中约为0.43–0.50[14]，在Maytenus emarginata (Willd.) Ding Hou.中平均为0.517[139]，而在面包小麦中达到0.59[13]，在玫瑰中最高（0.42–0.92，平均0.78）[135]。多项研究报告了群体内的高多样性，例如小麦（92%[13]）以及C. colocynthis (L.) [3]和M. emarginata (Willd.) Ding Hou. [139]中的显著变异。将SCoT标记与农艺形态特征相结合进一步提高了大麦和小麦的基因型区分度[137, 140]。总体而言，这些发现证实SCoT标记是进行遗传多样性分析、种质资源鉴定、可持续育种和保护计划的可靠工具[13, 14, 137, 138]。
总之，SCoT标记已被证明是评估从主要作物如小麦和大麦到未被充分利用的药用和观赏植物物种遗传多样性的可靠且信息丰富的工具。它们产生高比例多态性条带的能力以及检测细微遗传变异的能力，支持其在保护、育种和质量控制中的应用。SCoT标记的一致可重复性和基因靶向性质使其优于许多传统上用于遗传研究的随机分子标记，后者受到基序偏倚的影响，限制了全基因组覆盖范围和功能解释，且需要额外的序列验证[35, 141]。最终，这些发现强调了SCoT标记在支持可持续农业发展和保护植物生物多样性方面的宝贵作用。

2.5.7 **序列特征化扩增区域（SCAR）**
SCAR标记已成为准确鉴定植物物种的重要工具，尤其是在传统形态特征不足或不可靠的情况下。这些标记以其高特异性、可重复性和易用性而脱颖而出。
多项研究表明，基于RAPD或AFLP片段开发的SCAR标记在形态特征不足以区分的近缘物种鉴定中非常有效。Nuroniah等人[142]将高度区分的AFLP片段转化为特定物种的SCAR标记，从而清晰地区分了Shorea leprosula Miq.和S. parvifolia Dyer.，并将叶形态特征与叶绿体DNA标记联系起来。同样，Zhang等人[143]克隆了Angelica sinensis (Oliv.) Diels.及其常见掺杂物A. acutiloba (Siebold & Zucc.) Kitag.和Levisticum officinale W.D.J. Koch.特有的RAPD片段，并开发了能够实现可靠物种鉴定的SCAR标记。在药用植物研究中，Yang等人[144]将选定的RAPD片段转化为Lonicera japonica Thunb.的稳定SCAR标记，其中JYH3-3和JYH4-3标记分别识别了所有L. japonica Thunb.样本和深圳品种。这些研究共同突显了SCAR标记的高特异性和可重复性，克服了传统RAPD和AFLP系统的局限性。
SCAR标记还显示出了强大的区分能力，体现在中等到高的PIC值和丰富的多样性模式上[13, 14, 135, 139]。PIC值在Annamocarya sinensis (Dode) Leroy.中约为0.43–0.50[14]，在Maytenus emarginata (Willd.) Ding Hou.中平均为0.517[139]，在面包小麦中达到0.59[13]，而在玫瑰中最高（0.42–0.92，平均0.78）[135]。多项研究报告了群体内的高多样性，例如小麦（92%[13]以及C. colocynthis (L.)[3]和M. emarginata (Willd.) Ding Hou.[139]。将SCAR标记与农艺形态特征整合进一步提高了大麦和小麦的基因型区分度[137, 140]。总体而言，这些发现证实SCAR标记是遗传多样性分析、种质资源鉴定、可持续育种和保护计划的可靠工具[13, 14, 137, 138]。
总之，SCO标记已被证明是评估从主要作物到未充分利用的药用和观赏植物物种遗传多样性的可靠且信息丰富的工具。它们产生高比例多态性条带的能力以及检测精细遗传变异的能力，支持其在保护、育种和质量控制中的应用。SCO标记的一致可重复性和基因靶向性质使其优于许多传统用于遗传研究的随机分子标记，而后者受到基序偏倚的影响，限制了全基因组多样性和功能解释，且无需额外序列验证[35, 141]。最终，这些发现强调了SCO标记在支持可持续农业发展和保护植物生物多样性方面的宝贵作用。

2.5.7 **序列特征化扩增区域（SCAR）**
SCAR标记已成为准确鉴定植物物种的重要工具，尤其是在传统形态特征不足或不可靠的情况下。这些标记因其高特异性、可重复性和易用性而受到关注。
多项研究表明，从RAPD或AFLP片段开发的SCAR标记在形态特征不足以区分的近缘物种鉴定中非常有效。Nuroniah等人[142]将高度区分的AFLP片段转化为特定物种的SCAR标记，成功区分了Shorea leprosula Miq.和S. parvifolia Dyer.，从而将叶绿体DNA标记与叶形态特征联系起来。同样，Zhang等人[143]克隆了Angelica sinensis (Oliv.) Diels.及其常见掺杂物A. acutiloba (Siebold & Zucc.) Kitag.和Levisticum officinale W.D.J. Koch.特有的RAPD片段，并开发了能够实现可靠物种鉴定的SCAR标记。在药用植物研究中，Yang等人[144]将选定的RAPD片段转化为Lonicera japonica Thunb.的稳定SCAR标记，其中JYH3-3和JYH4-3标记分别识别了所有L. japonica Thunb.样本和深圳品种。这些研究共同突显了SCAR标记的高特异性和可重复性，克服了传统RAPD和AFLP系统的局限性。
SCAR标记还在种质资源鉴定、育种和药用及作物物种的质量控制中显示出广泛应用性。Jain等人[145]为四种密切相关的Phyllanthus物种开发了特定物种的SCAR标记，即使是从加工样本中也产生了独特且可重复的片段大小。在Cajanus cajan (L.) Millsp.中，Kumari等人[25]将基因型特异性的RAPD片段转化为SCAR标记，实现了优质鹰嘴豆基因型的快速稳定鉴定，从而促进了抗病虫害的标记辅助选择。总体而言，这些研究证实SCAR标记是用于精确物种和基因型鉴定、保护遗传学和育种计划的可靠、经济且实用的工具[25, 142, 143, 144, 145]。
总之，SCAR标记已被证明是准确区分近缘植物物种的有效工具，特别是在形态鉴定有限或不可靠的情况下。它们产生高比例多态性条带的能力以及检测精细遗传变异的能力，支持其在保护、育种和质量控制中的应用。SCO标记的一致可重复性和基因靶向性质使其优于许多传统用于遗传研究的随机分子标记，后者受到基序偏倚的影响，限制了全基因组多样性和功能解释，且无需额外序列验证[35, 141]。最终，这些发现强调了SCAR标记在支持可持续农业发展和保护植物生物多样性方面的宝贵作用。

2.5.8 **逆转录转座子扩增多态性（IRAP）**
IRAP标记是一种基于PCR的工具，通过靶向植物基因组内的逆转录转座子插入位点来检测遗传变异。利用这些移动元件的广泛存在和动态特性，IRAP标记在研究遗传多样性、群体结构和进化历史方面表现出高效性。在包括Vicia faba L.、Sorghum halepense (L.) Pers.、C. melo L.和稀有药用物种在内的多种植物中的研究表明，即使在基因组资源有限的物种中，该方法也具有可靠性、敏感性和适用性[29, 30, 146]。此外，将IRAP与REMAP等相关方法结合使用，通过检测微卫星区域附近的插入事件，进一步扩大了其用途，从而捕获更广泛的多态性[30, 146, 147]。总体而言，IRAP已被证明是一种多功能且强大的工具，有助于植物育种、种质资源保护和多样植物群体的遗传特征研究。
基于逆转录转座子的IRAP标记已广泛应用于评估豆科植物、谷物、杂草和稀有植物物种的遗传多样性，通过全基因组插入多态性显示出强大的区分能力[12, 29, 30, 146, 147]。在yardlong bean中，Widyawan等人[12]使用七个IRAP引物和引物组合生成了97个具有中等多态性（45%）的位点，平均预期杂合度（He = 0.2821），其中Sukkula/LTR6150和Nikita/LTR6150等引物的PIC、DP和RP值较高。同样，Tomás等人[29]在葡萄牙蚕豆群体中使用了针对Nikita、Tat-1和Athila逆转录转座子的IRAP引物，发现Athila是最具有信息量的元素，尤其是在遗传多样性的“Fava Miúda”群体中，而较为均匀的群体如“Favel”则表现出有限的变异。这些研究证实，即使在遗传基础狭窄的作物中，IRAP标记也能有效检测多态性。
IRAP标记在野生、入侵和稀有物种中也检测到了高水平的多态性，突显了其敏感性和广泛的应用性。Karimi和Saeidi[30]在伊朗的S. halepense (L.) Pers.群体中报告了异常高的多态性（98.9%），使用了八个IRAP引物组合，揭示了跨区域的显著全基因组变异。同样，Boronnikova和Kalendar[147]在Adonis vernalis L.群体中应用了基于物种特异性长末端重复序列（LTR）的IRAP引物，其中93%的扩增片段具有多态性，Av5和Av1群体分别显示出最高的和最低的遗传多样性。在甜瓜中，Abdollahi等人[146]结合了IRAP和REMAP标记，检测到了高水平的多态性（分别为95%和92%），将100个基因型分为六组，大部分变异集中在群体内部（67%）。总体而言，这些发现强调了IRAP标记作为可靠且经济有效的工具，可用于精确的物种和基因型鉴定、保护遗传学和育种计划[25, 142, 143, 144, 145]。
总之，IRAP标记已被证明是准确区分近缘植物物种的有效工具，特别是在形态鉴定有限或不可靠的情况下。从热带木材物种到药用植物的各种研究中，SCAR标记始终表现出比传统技术（如RAPD或AFLP）更高的特异性和可重复性[142, 143, 144, 145]。通过靶向独特的克隆基因组区域，SCAR标记产生了稳定的单基因座扩增模式，即使在加工或降解的样本中也是可靠的。这种可靠性使它们在防止草药产品掺假、支持保护计划和执行保护物种的贸易法规等方面特别有价值。此外，SCAR标记经济实惠且实用，适用于大规模筛查，无需复杂的测序方法。总体而言，SCAR标记的开发和应用具有高度特异性和可重复性，但由于其基于基因座的特性，不适合进行全基因组多样性和群体结构分析[34, 35]。

2.5.8 **逆转录转座子扩增多态性（IRAP）**
IRAP标记是一种基于PCR的工具，通过靶向植物基因组中的逆转录转座子插入位点来检测遗传变异。利用这些移动元件的广泛性和动态特性，IRAP标记在研究遗传多样性、群体结构和进化历史方面非常有效。在包括Vicia faba L.、Sorghum halepense (L.) Pers.、C. melo L.和稀有药用物种在内的研究中也证明了其可靠性、敏感性和适用性[29, 30, 146]。此外，将IRAP与REMAP等相关方法结合使用，可以通过检测微卫星区域附近的插入事件来扩展其应用范围，从而捕获更广泛的多态性[30, 146, 147]。总体而言，IRAP已被证明是一种多功能且强大的工具，推动了植物育种、种质资源保护和多样植物群体的遗传特征研究的发展。
基于逆转录转座子的IRAP标记已广泛应用于评估豆科植物、谷物、杂草和稀有植物物种的遗传多样性，通过全基因组插入多态性显示出强大的区分能力[12, 29, 30, 146, 147]。在yardlong bean中，Widyawan等人[12]使用七个IRAP引物和引物组合生成了97个具有中等多态性（45%）的位点，平均预期杂合度（He = 0.2821），其中Sukkula/LTR6150和Nikita/LTR6150等引物的PIC、DP和RP值较高。同样，Tomás等人[29]在葡萄牙蚕豆群体中使用了针对Nikita、Tat-1和Athila逆转录转座子的IRAP引物，确认Athila是最具信息量的元素，尤其是在遗传多样性的“Fava Miúda”群体中，而更为均匀的群体如“Favel”则表现出有限的变异。这些研究证实，IRAP标记即使在遗传基础狭窄的作物中也能有效检测多态性。
IRAP标记在野生、入侵和稀有物种中也检测到了高水平的多态性，突显了其敏感性和广泛的应用性。Karimi和Saeidi[30]在伊朗的S. halepense (L.) Pers.群体中报告了异常高的多态性（98.9%），使用了八个IRAP引物组合。Boronnikova和Kalendar[147]在Adonis vernalis L.群体中应用了基于物种特异性长末端重复序列（LTR）的IRAP引物，其中93%的扩增片段具有多态性，Av5和Av1群体分别显示出最高的和最低的遗传多样性。在甜瓜中，Abdollahi等人[146]结合了IRAP和REMAP标记，检测到了高水平的多态性（分别为95%和92%），将100个基因型分为六组，大部分变异集中在群体内部（67%）。总体而言，这些研究强调了IRAP标记作为可靠且经济有效的工具，在揭示遗传结构、支持保护工作和指导育种计划方面的作用。

2.5.9 **逆转录转座子-微卫星扩增多态性（REMAP）**
REMAP标记已成为植物分子遗传学中评估遗传多样性、群体结构和进化关系的重要工具。该技术扩增了由逆转录转座子LTR和SSR序列两侧的基因组区域，结合了逆转录转座子的高拷贝数和移动性以及微卫星的变异性。在包括向日葵（Helianthus annuus L.）、伊朗面包小麦和Lallemantia iberica (MB) Fisch & CA Mey.在内的多种植物物种中的研究表明，REMAP具有广泛的适用性。其简单性、经济性和检测插入多态性的能力使其在种质资源鉴定、保护遗传学和育种计划中特别有用。
REMAP标记已被广泛且有效地应用于评估作物物种及其野生亲缘种的遗传多样性，一致显示出高水平的多态性和强大的区分能力[11, 86, 87, 148, 149]。Le?niowska-Nowak等人[87]分析了四种Aegilops物种的45个基因型，报告了异常高的近来多项研究表明，CBDP标记在多种植物分类群中具有强大的应用效力，包括药用植物（蒿属）、园艺植物（开心果）、蔬菜（秋葵）和谷物作物（小麦及野生羊茅属），能够检测到高水平的多态性并解析遗传关系[17, 18, 27, 89, 151, 152, 153]。在Kumar等人的研究中[18]，他们对Jamun（Syzygium cumini (L.) Skeels）进行了分析，发现其多态性率非常高（94.85%），并且大部分变异发生在种群内部（84%），这突显了CBDP标记在未得到充分利用的果树中的有效性。同样，Amiri等人[151]在伊朗番茄品种中检测到了中等程度的多态性（51%）和遗传信息含量（PIC）为0.30，其中CBDP18和CBDP12引物具有最高的信息价值。在伊朗橡树研究中，Shooshtari等人[89]也观察到高多态性，多态性条带占比达到86%，平均PIC值为0.42，进一步证明了CBDP标记适用于森林树木的遗传分析。

CBDP标记在药用植物和主要作物中的表现同样出色。Jamshidi等人[17]发现蒿属植物的多态性率为92.62%，优于SCoT标记；Imani等人[152]观察到开心果品种的多态性率为72.68%，遗传信息含量（PIC）高达0.76，显示出其出色的区分能力。Puneeth等人[153]在秋葵研究中发现每个引物的多态性率为100%，且大部分变异发生在种群内部（89%）。这些研究共同表明，CBDP标记具有可重复性、经济性，并且在植物物种的遗传多样性分析、种群结构评估、育种和保护计划中具有重要的应用价值[17, 18, 27, 89, 151, 152, 153]。

综述文献一致认为，CBDP标记是检测多态性和分析广泛植物物种遗传多样性的高效分子工具。它们在不同作物和物种中的稳定表现体现了其多功能性和有效性。除了高多态性率外，CBDP标记还具有中等至高的遗传信息含量（PIC）、中等遗传变异率（MI）和相对聚类系数（Rp），这些特性有助于区分密切相关的基因型。这一能力对于种质资源保护、优良育种材料鉴定以及作物改良计划的开展尤为重要。

**2.5.11 保守DNA衍生多态性（CDDP）**
理解遗传多样性是植物育种、保护和野生/栽培/入侵植物物种管理的关键。针对特定基因的分子标记（如CDDP标记）已成为评估这种多样性的实用工具，尤其是在缺乏丰富基因组资源的物种中。CDDP标记基于功能基因的保守氨基酸序列设计，因其可重复性、能够靶向关键性状相关编码区域以及适用于多种分类群而受到重视。它们无需预先知道序列信息即可扩增多态性片段[154]。这一特点使得它们特别适用于基因组资源稀缺的未充分利用作物和野生物种。多项研究证明，CDDP标记是遗传多样性分析的精确且信息量丰富的工具[19, 20, 88, 155]。例如，在苋菜研究中，Morav?íková等人[20]发现使用CDDP标记的多态性率（66.7%）高于TBP和PBA标记，能够清晰区分密切相关的品种；Alaaddin等人[19]在Q. infectoria G. Olivier中检测到显著的多态性，并发现其中等遗传信息含量（平均PIC值为0.29），支持CDDP标记在保护研究中的实用性。在甜薯属植物中，Igwe等人[88]记录了高达89.34–100%的多态性和非常高的平均PIC值（0.918），表现出很强的区分能力。Ghavampour等人[155]在柽柳属植物中观察到80.16%的多态性，其中80%的变异发生在种群内部。总体而言，这些研究证实CDDP标记在遗传多样性评估、种质资源鉴定、保护和育种应用中具有可靠性和高效性。

在所 review 的研究中，CDDP标记在检测遗传多态性和揭示植物物种间及内部多样性模式方面表现出稳健性和丰富的信息量。在苋菜和甜薯等栽培物种中，CDDP标记的多态性率很高（例如苋菜中高达约80%，甜薯中PIC值超过0.9），表明它们在品种区分和育种应用中的有效性。在柽柳和Q. infectoria G. Olivier等野生及森林物种中，CDDP标记检测到中等至高的多态性（PIC值约为0.3–0.4），有助于了解种群结构和基因流。上述研究结果证实，CDDP标记能够可靠地揭示物种间和物种内的变异，支持分类学鉴定，并为保护或管理策略提供依据，即使是在具有多倍体基因组或隐秘形态的物种中也是如此。[35, 105]（表3）。

**表3 用于评估栽培和野生植物物种遗传多样性的基于DNA的分子标记，包括标记类型、遗传模式、扩增子大小、物种类别、多态性百分比及关键参考文献**

**多标记组合与应用**
结合多种分子标记系统的研究表明，多标记策略显著提高了作物、野生近缘种和药用植物遗传多样性分析的分辨率。在芫荽、大蒜、姜黄和无花果等栽培作物中，整合不同基因组目标的标记（例如SSR与AFLP，或SCoT/SRAP与ISSR和形态特征）能够一致地揭示高多态性和强基因型区分能力，直接支持品种鉴定、性状选择和育种应用[170, 171, 172, 173]。在野生物种和作物近缘种（如沙漠灌木Calligonum spp.、Zea mexicana (Schrad.) Kuntze以及药用杂草Tribulus terrestris L.和Withania somnifera (L.) Dunal.）中，多种多位点系统（RAPD、AFLP、ISSR、SAMPL、IRAP）的组合使用捕获了大量种群内和种群间的变异，单一标记类型可能无法充分反映这些变异，从而增强了保护和进化推断的能力[174, 175, 176, 177]。多标记方法的主要优势在于：基因靶向标记（SCoT、SRAP、CBDP）增强了功能相关性；中性标记（ISSR、AFLP、RAPD）最大化了基因组覆盖范围；共显性SSR提供了高遗传信息含量（PIC）和良好的重复性，共同克服了各系统的局限性[170, 171, 178]。然而，也存在挑战，如成本增加、劳动负担加重、数据整合复杂性、杂合度估计的复杂性以及基于RAPD的检测方法重复性不稳定[175, 176]。尽管存在这些挑战，多标记系统的结合为遗传多样性评估提供了更稳健、可靠且生物学信息更丰富的框架，尤其是在基因组资源有限的非模式植物、野生植物和药用植物中[174, 177, 178]。

**3.1 物种鉴定与验证**
分子标记、形态学标记和生化标记的战略性组合在提高栽培和野生植物物种遗传多样性评估的分辨率和准确性方面变得越来越重要。多项研究表明，多标记方法在基因组覆盖范围、多态性检测和解释能力方面优于单一标记系统。例如，Al-Garawi等人[174]结合了SCoT、IRAP和DNA条形码（matK和rpoC1）来评估Calligonum comosum L.和C. tetrapterum Jaub. & Spach.，发现SCoT标记具有高多态性（78.6%）和强的物种区分能力，而IRAP检测到密切相关的样本间共有等位基因，表明它们最近发生了分化或杂交。DNA条形码技术突显了C. tetrapterum Jaub. & Spach.的早期分化，matK和rpoC1序列确认了不同的进化谱系。这种综合方法提供了广泛的基因组特征和系统发育信息，有效解决了物种鉴定问题。

Zabet等人[173]和Elgohary等人[178]对芫荽（Coriandrum sativum L.）和菊科植物的研究进一步证明了结合基因靶向标记和全基因组标记的有效性。在芫荽研究中，SCoT标记捕获了编码区域的功能变异，而ISSR标记揭示了伊朗本地品种间的高多态性。尽管两种标记系统的关联度较低，但它们的结合使用揭示了地理结构并提示了种群间的基因流动。在菊科植物研究中，Elgohary等人[178]发现ISSR标记具有最高的遗传信息含量（PIC值），SCoT标记增强了功能相关性，CBDP标记独特地聚类了Centaurea cristata Bartl.，表明其分类学上的独特性。这些研究强调了多标记策略在物种鉴定中的必要性，尤其是在物种丰富的菊科植物中。

**3.2 优系鉴定与育种计划**
在大蒜（A. sativum L.）研究中，Glala等人[171]展示了整合SRAP和SCoT标记与农艺形态特征（如鳞茎重量、株高和总产量）的实用性。SRAP标记与产量相关性特征有更强关联，而SCoT标记则在编码区域提供了互补的变异信息。两者共同检测到了异常高的多态性（分别为99.4%和93.04%），基因型聚类结果与田间表现一致。这种综合方法不仅提高了基因型分辨率，还帮助鉴定出优系，为提高产量和种质资源保护的育种计划提供了有价值的依据。Radwan等人[176]使用RAPD和AFLP评估了16个Z. mexicana (Schrad.) Kuntze玉米基因型，发现RAPD提供了基础多样性估计（72.3%的多态性），而AFLP提供了更高的标记密度和更准确的基因型聚类，表明其适用于玉米的育种前期工作。

**3.3 遗传多样性评估应用**
在姜黄（Curcuma longa L.）研究中，Singh等人[172]结合了RAPD和ISSR标记以及来自10个农业气候区的表型数据。两种标记系统均显示了高水平的多态性（RAPD为91.4%，ISSR为95.4%），表明其广泛的遗传变异性。西方中部地区种群显示了最高的遗传多样性，这一点得到了两种标记和性状分析的支持。聚类模式反映了遗传和地理因素的混合影响，根茎产量与特定基因簇相关，证实了组合方法的实用性。Garcia-Mas等人[92]和Garcia等人[75]在甜瓜和玉米中的研究也表明，RFLP、SSR、RAPD和AFLP的组合提高了聚类准确性，使得品种鉴定更加精确。Macedo等人[120]和Avenda?o等人[125]进一步证明，尽管AFLP本身具有强大功能，但在其他系统的支持下其区分能力更佳。Barcelos等人[93]和Zhang等人[94]指出，多标记平台能够更好地解析野生美洲油棕和大麦的多样性，涵盖种群结构、基因组进化和种群间分化。

**3.4 基因型鉴定与保护策略**
在野生物种中，结合多种标记对于解析种间和种内变异尤为重要。Sarwat等人[177]在T. terrestris L.（赊买）中使用了AFLP、SAMPL、ISSR和RAPD，发现SAMPL标记的多态性最高（94.7%），且在区分区域特异性基因型方面最为有效。所有标记都支持清晰的聚类结果，显示出高共显性关联值，表明数据集之间的结构一致性。Baraket等人[170]使用SSR和AFLP标记评估了突尼斯无花果（Ficus carica L.）的多样性，发现SSR标记具有高信息量（PIC = 0.94），提供了共显性位置的详细信息，而AFLP具有更高的多重检测效率和更广泛的基因组采样。尽管两种标记之间的相关性较低，但它们的结合使用能够更好地区分品种，并揭示了组内变异，这对于制定无花果保护策略至关重要。

**3.5 品种分类**
在Withania somnifera (L.) Dunakl.研究中，Mir等人[175]使用RAPD和AFLP标记清晰区分了栽培和野生样本。AFLP显示出更好的基因组覆盖率和更高的香农多样性指数，系统发育树将野生和栽培品种分组为不同的支系，支持了先前关于品种分类的分类学提议。结合不同的标记系统，每个系统针对不同的遗传或表型维度，可以更广泛和深入地检测遗传变异，提高重复性，并允许对结果进行交叉验证。这种方法不仅在栽培作物中至关重要，特别是在野生和药用物种中尤为重要，因为进化过程和环境适应性增加了隐秘的多样性。大量研究表明，综合性的多标记方法是遗传资源管理、育种计划和生物多样性保护中不可或缺的工具。从分子标记中获得的群体遗传参数提供了对遗传结构的定量见解。在几种野生和作物物种中报告了中等到高的群体分化（FST），表明这些种群是结构化的但相互连接的[6, 79, 103]。基因流（Nm）的估计表明种群之间存在持续或历史上的遗传交换，减少了隔离和遗传漂变的影响[4, 10, 19]。在具有有性繁殖能力和广泛分布的类群中，预期杂合度（He）和Nei的基因多样性通常为中等到高，但在克隆繁殖或适应范围狭窄的物种中较低[9, 24, 108]。AMOVA的结果一致显示，大多数遗传变异存在于种群内部而非种群之间，这突出了保护种群内部多样性对于长期适应和育种计划的重要性[6, 20, 79, 103]（表4）。

表4 用于评估不同作物和野生物种遗传多态性水平的分子标记组合

表5 农艺形态学、生物化学和分子标记的比较特征

分子标记由于其可靠性、全基因组覆盖范围和不受环境影响的特点，已成为森林遗传学和育种中不可或缺的工具。它们有助于精确分析种群内部和种群之间的遗传变异，有助于森林植物物种的保护和管理[105]。最常用的标记系统包括RAPD、ISSR、SSR、AFLP、SCAR，以及最近的CBDP和REMAP，每种系统根据研究性质和研究物种的不同提供独特的优势（表5）。基于PCR的共显性标记如SSR（微卫星）被认为具有高度信息量，因为它们可以区分纯合等位基因和杂合等位基因。由于可重复性和位点特异性，SSR被广泛用于树种长期遗传监测中的高分辨率多样性研究和亲子鉴定[179]。它们的高可重复性和位点特异性使其成为长期森林遗传监测计划和育种试验的理想选择。SSR还广泛应用于主要作物（水稻、大豆）以及未充分利用的水果和药用物种，显示出中等到高的遗传变异，PIC值通常超过0.5。这种多功能性使SSR成为保护、育种、品种鉴定和跨多种植物类群基因型聚类的强大工具。RAPD和ISSR等显性标记由于简单、成本效益高以及在广泛种群中初步筛选遗传多样性方面的效率而被广泛用于森林植物种群研究。RAPD标记已被证明能有效检测多种物种（包括作物、马铃薯、药用植物和水果物种）的遗传分化，经常显示出高达100%的多态性率[84, 95, 96, 97]。ISSR标记也广泛应用于多种植物群体，通常比RAPD具有更高的多态性和更好的重复性，从而提高了其在评估野生和栽培植物种群遗传变异方面的可靠性。新兴的分子标记系统由于其针对不同基因组区域（包括非编码区、重复序列和基因相关序列）的独特优势而在遗传多样性研究中变得越来越重要。CBDP和REMAP标记专注于可移动元件和表观遗传区域，在森林物种中显示出超过90%的高多态性率，强调了它们在检测细尺度遗传分化方面的有效性[87]。这些标记特别有助于揭示传统标记系统经常忽略的基因组变异。IRAP标记通过靶向逆转录转座子插入位点，在评估野生和药用植物的遗传结构和变异方面非常有效。这些标记对于保护遗传学特别有价值，因为检测种群内部和种群间的变异对于管理濒危物种至关重要。SRAP标记旨在扩增开放阅读框，在区分种群内部和种群间的遗传多样性方面显示出强大潜力。例如，在大蒜和葫芦巴的研究中分别报告了69.1%和80%的多态性率[26, 130]。

在种质资源保护方面，分子标记通过识别遗传多样性和独特的样本帮助定义核心收藏。AFLP和SCAR标记在编目濒危森林物种和减少离体基因库中的重复性方面发挥了重要作用。这些基于标记的保护策略对于那些因过度开发而减少自然种群的植物物种至关重要[142]。分子标记还越来越多地用于筛选耐旱性、抗虫害性和生长表现等性状。使用连锁SSR或CAPS标记的标记辅助选择（MAS）已应用于桉树、松树、柚木和相思树的育种计划中。此类策略通过基于基因型而非表型的早期选择来加速育种周期[82, 180]。除了多样性评估之外，分子标记还对系统发育研究和隐秘物种的分类学阐明有重要贡献。ISSR和叶绿体标记特别有助于理解杂交和物种形成过程。除了物种水平分析外，分子标记还有助于定义保护单元，并为气候变化情景下的辅助迁移规划提供依据[181]。

尽管取得了这些进展，但在充分利用高通量测序技术和大规模基因组数据库的潜力方面仍存在差距。虽然传统的基于PCR的标记在资源有限的条件下仍然具有价值，但遗传多样性评估的未来在于将这些技术与下一代测序（NGS）方法相结合。如基因分型测序（GBS）、限制性位点相关DNA测序（RAD-seq）和全基因组测序（WGS）等技术现在可以检测单核苷酸多态性（SNPs），与传统标记相比提供了更高的标记密度和更好的基因组覆盖率。多个基因组数据库（如NCBI、EnsemblPlants、Phytozome和Crop Wild Relatives Global Portal）使研究人员能够访问许多作物和野生近缘种的序列基因组。这些资源与计算机辅助的标记设计和基于转录组的研究相结合，促进了更深入的基因组洞察，并为精准育种铺平了道路。水稻、玉米、大豆和小麦等作物的泛基因组和单倍型解析基因组的可用性已经开始重塑我们对遗传多样性和驯化过程的理解。尽管有这些进步，但现有文献仍揭示了一些重要的研究空白，指出了明确的前进方向。大多数多样性研究仍然严重依赖于传统的基于PCR的标记系统，而高通量SNPs、NGS和全基因组方法的整合程度相对有限，这些方法可以提高分辨率并实现更精确的基因型-表型关联[51, 181]。此外，分子多样性、适应性性状和环境变量之间的明确关联尚未得到充分探索，限制了多样性数据在气候适应型育种和恢复计划中的应用。缺乏跨物种评估标记效率的标准比较框架，使得跨研究综合变得具有挑战性。因此，未来的研究应优先整合经典标记与基因组学和组学工具，扩展对作物野生近缘种和未充分利用物种的研究，作为适应性等位基因的储备，并加强多样性评估向标记辅助和基因组选择流程的转化[56, 80, 110]。这种综合性和应用导向的战略对于将遗传多样性研究与长期保护目标、可持续农业和全球粮食安全相一致至关重要。遗传多样性通过维持作物生产力、韧性和营养质量在气候不确定性下为粮食安全提供生物学保障。多样性的持续侵蚀限制了育种潜力，并增加了农业生态系统产量不稳定的风险。因此，保护和战略性利用植物遗传资源对于建立有韧性和面向未来的粮食系统至关重要[182]。在这种情况下，使用标记和表型数据开发核心收藏子集对于有效的种质资源和利用至关重要。世界各地的基因库（如ICAR-NBPGR、CGIAR中心（例如ICRISAT、IRRI、CIMMYT）和国家生物多样性存储库）必须将基因组和表型数据整合到数字平台中，以实现可访问的、数据驱动的种质资源管理。这些努力的成功还取决于标记系统、元数据收集和数据共享实践的标准化。未来的遗传多样性研究应优先整合经典标记与基因组学和组学工具，扩展对作物野生近缘种和未充分利用物种的研究，作为适应性等位基因的储备，并加强多样性评估向标记辅助和基因组选择流程的转化[56, 80, 110]。这样的综合性和应用导向的战略对于将遗传多样性研究与长期保护目标、可持续农业和全球粮食安全相一致至关重要。

遗传多样性作为生物保障，通过维持作物生产力、韧性和营养质量在气候不确定性下保障粮食安全。多样性的持续丧失限制了育种潜力，并增加了农业生态系统产量不稳定的风险。因此，保护和战略性利用植物遗传资源对于建立有韧性和面向未来的粮食系统至关重要[182]。在这种情况下，使用标记和表型数据开发核心收藏子集对于有效的种质资源和利用至关重要。全世界范围内的基因库，如ICAR-NBPGR、CGIAR中心（例如ICRISAT、IRRI、CIMMYT）和国家生物多样性存储库，必须将基因组和表型数据整合到数字平台中，以实现可访问的、数据驱动的种质资源管理。这些努力的成功还取决于标记系统、元数据收集和数据共享实践的标准化。未来的遗传多样性研究还必须优先考虑被忽视和未充分利用的物种（例如NUS），这些物种往往具有气候适应性、营养价值和低投入适应性的宝贵性状。

遗传多样性的全面评估构成了有效植物育种、种质资源和可持续作物改良的基石。在过去几十年中，遗传工具和标记技术的进步显著增强了我们探索栽培和野生植物物种基因组景观的能力。本综述强调了集成标记系统（如分子标记、形态学标记和生物化学标记）在促进更精确和多维度遗传变异评估方面的关键作用。ISSR、RAPD、SSR、SCoT、SRAP、REMAP、农艺形态学性状和生物化学性状的策略组合在评估遗传结构、系统发育关系和多样化种质中的性状关联方面证明了其无可估量的价值。标记的综合使用为那些序列信息有限或没有序列信息的物种提供了一种成本效益高的初级基因组筛选策略，能够快速识别具有遗传韧性的脆弱种群。当与农艺形态学和生物化学数据结合时，这些标记系统可以将中性遗传变异与适应性性状和功能性状联系起来，加强保护优先级和气候适应型育种决策。这样的综合框架还支持优化种质资源采样，减少保护收藏中的重复性，并在环境变化下加强基于证据的管理。最近的研究中包括ScotT（SCoT）、CDDP（CDDP）、CBDP（CBDP）、IRAP（IRAP）和SRAP（SRAP）等基因靶向标记，进一步深化了多样性评估，通过关注功能相关的基因组区域增加了深度。这些标记在识别具有适应性状的基因型方面特别有用，使其能够在气候适应型和营养增强育种计划中得到利用。将ScotT与SSR或ISSR结合的研究显示了增强的标记信息量，尤其是在遗传基础较窄的物种中。

图1 这张图像的替代文本可能是使用AI生成的。全尺寸图像 各种标记系统及其应用的示意图

图2 这张图像的替代文本可能是使用AI生成的。全尺寸图像 不同标记系统从早期经典方法到当代基因组级和综合方法的逐步演变的示意图