植物基因型的易於識別的表現形式，稱為遺傳標記（geneticmarker）。遺傳標記是開展生物分類學、育種學、遺傳學和物種起源與進化等研究的重要手段，在植物種質資源的研究和育種工作中有著十分重要的地位。遺傳標記包括形態標記（morphologicalmarker）、細胞學標記（cytologicalmarker）、生化標記（biochemicalmarker）和分子標記（molecularmarker）。形態標記是以植物的外部特征作為指示性狀，細胞學標記主要以染色體的核型和帶型作為研究對象，生化標記以同工酶標記為代表。這3種不同類型的標記都是基因表達的結果，是對基因的間接反映，標記數目有限，多態性較差，易受環境條件的影響。而分子標記是直接在DNA分子上檢測生物間的差異，是DNA水平遺傳變異的直接反映。所以，分子標記從它誕生之日起，就引起了生物科學家極大的興趣。在短暫的幾十年，經曆了迅猛的發展，分子標記技術日趨成熟。目前，已經出現的分子標記技術有幾十種，但都是建立在RFLP、PCR等基本技術基礎上的。這裏我們僅介紹幾種重要的分子標記技術及其原理。分子標記是建立在基因組中的基因位點（座位）的相對差異之上的。對於生物體的同一個種的不同個體而言，不同個體之間會存在著一定的遺傳差異，這些個體在同一段DNA區域的差異位點被稱之為DNA的多態性。DNA的多態性是形成分子標記的基礎。因此，分子標記也就是建立在DNA的多態性基礎之上的可識別的等位基因，該等位基因既可以是通常我們所說的一個個結構基因，也可以是基因的部分DNA序列，甚至是單個核苷酸。
一、分子標記的種類
從1974年Grodzicker等創立限製性片段長度多態性（restrictionfragmentlengthpolymorphism，RFLP）技術以來，在短短20多年，特別是近10年中，分子標記的研究十分活躍，相繼有數十種名稱各異的分子標記技術問世，盡管這些技術萬變，但不離其宗（即分子雜交技術或PCR擴增技術）。推動分子標記技術研究迅速發展的動力，一方麵是原有技術存在的缺點或應用上的限製，另一方麵就是分子標記技術的廣泛應用及其取得的長足進步。分子標記技術已廣泛應用於生物基因組研究、生物的遺傳育種、起源進化、分類、醫學及法醫破案等諸多方麵，並成為現代分子遺傳學和分子生物學研究與應用的主流之一。
盡管分子標記應用於藥用植物的研究還不足10年的時間，其取得的成績卻令人鼓舞，為中藥材的研究注入了新鮮活力。主要有以下幾種分類方式。
(一)根據目的基因所在細胞器的不同分類
可分為核DNA標記、線粒體DNA（mtDNA）標記和葉綠體DNA（cpDNA）標記。mtDNA標記主要用於動物的起源進化、親緣關係、遺傳變異、物種鑒別等研究；核DNA和cpDNA分子標記主要存在於高等植物中，尤以核DNA分子標記的應用最多。
(二)根據分子標記所采用的核心技術分類
大體上可分為兩大類。一是以分子雜交（Southern雜交）為基礎的分子標記技術，另一類是以PCR為基礎的分子標記技術。隨著測序技術的發展和基因結構的深入認識，誕生了以PCR為基礎的測序技術。由於它主要是基於PCR擴增產物的核酸序列差異來研究物種的進化、親緣關係和進行物種鑒定，因此，為了區別以PCR為基礎的DNA擴增片段電泳圖譜的分子標記技術，將其獨立為—類，即DNA序列直接測定法。
1.以電泳技術和分子雜交技術為核心的分子標記技術
其中代表技術有：RFLP和DNA指紋技術，前者主要是以低拷貝序列為探針進行分子雜交，後者主要是以重複序列，包括串聯重複序列（如衛星、小衛星DNA和微衛星DNA）和散布重複序列（如轉座子、逆轉座子）為探針進行分子雜交。
2.以電泳技術和PCR技術為核心的分子標記技術這些DNA標記技術概括起來又可分為3種類型：
(1)以分子雜交和PCR為基礎的分子標記，代表性的有SSR和VNTR標記。
(2)以PCR技術和限製性酶切技術相結合的分子標記，代表性的有AFLP標記。
(3)單純以PCR技術為基礎的分子標記，代表性的有RAPD、AP-PCR、DAF標記。由於PCR技術具有快速、重複性好和成本低廉優勢使得以PCR技術為基礎的分子標記技術成為當前研究的一個熱點。
3.以測定DNA序列為核心的分子標記技術
該技術以直接測定DNA序列為核心，通過對測定的DNA序列進行分析比較，揭示物種間在單個核苷酸水平上的遺傳多態性。其代表性技術有：單核苷酸多態性（singlenucleotidepolymorphism，SNP）標記技術，ITS（internaltranscribedspacer）技術。現將3類代表性分子標記技術列於表9-1。
表9-1常用分子標記比較
Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類
RFLPDNA指紋RAPDSSRAFLPDNA區域測定
創立者及年代Grodzicker,等.1974Jeffreg.等.1985Willian,Welsh,等.1990Moor,等.1991；Sollotterer,等.1991Zaberu與Vos,1993Gonzale,等.1990
核心技術電泳技術，分子雜交技術電泳技術，分子雜交技術電泳技術，PCR技術電泳技術，PCR技術電泳技術，PCR技術DNA測序技術
多態性水平中較高較高高高中
可靠性較高較高較低較低較高較高
DNA質量要求高高低低低高
是否用放射性核素是是否否否是
使用技術難度難難易易難易
費用中等中等低高高中等
當然，這三大類分子標記技術的分類也不是絕對的，有些分子標記技術是介於第1、2類之間，比如，微衛星DNA（microsatelliteDNA）既可以作為探針進行分子雜交以測定DNA多態性（如DNA指紋技術），也可以作為引物進行PCR擴增以測定DNA多態性（如SSR技術）。有些分子標記技術是介於第2、3類之間。比如，SCAR（sequencecharacterizedamplifledregion）是對特異RAPD條帶進行克隆並測序，並以此測出序列的末端14nt加上原來RAPD所用的10nt的隨機引物合成出24nt的寡聚核苷酸為引物，然後用此引物進行PCR擴增，以測定基因組DNA的多態性。該技術可能將RAPD的顯性標記轉變為共顯性標記，從而提高遺傳作圖效率。與RAPD相似的分子標記技術有Ap-PCR（arbitrarily-primedpolymerasechainreaction，用20～30nt作引物)、DAF（DNAamplificationfingerprinting，用5～8nt作引物）、RAPD-DGGE（RAPD-denaturinggradientgelelectrophoresis，采用變性梯度凝膠電泳技術）等。與SSR標記相似的分子標記技術有SSCP（single-strandconformationalpolymorphism，根據某一散布重複序列設計出特異性引物進行PCR擴增）、ISSR（inter-simplesequencerepeat，根據某一簡單重複序列設計出特異性引物擴增SSR間隔區的多態性）、STS（sequencetaggedsite，根據某一單拷貝序列設計出特異性引物進行PCR擴增）等。這些分子標記技術各有其優缺點，因此，采用哪類分子標記應依據實驗目的、實驗材料、實驗條件等來決定。上述眾多分子標己技術中沒有哪種技術是十分完美的，特別是在品種鑒定等研究方麵，仍須進一步探索出可靠性高、重複性好而又簡便易行的分子標記技術。
二、常用分子標記的基本原理與技術
(一)RFLP標記技術
限製性酶切片段長度多態性（restrictionfragmentlengthpolymorphism，RFLP），是20世紀80年代中期發展起來的一種最早的分子標記。1980年Bostein首先提出了利用RFLP作為標記構建遺傳圖譜，直到1987年Keller等人才構建出第1張人的RFLP圖譜。
1.RFLP標記技術的基本原理
RFLP標記技術的基本原理是將不同生物個體的基因組DNA分子采用適當的限製性內切酶切割，形成不同長度的限製性酶切片段。由於這些大小不同的DNA片段在凝膠（瓊脂糖或者聚丙烯酰胺凝膠）上遷移速率不同，通過凝膠電泳以後這些大小不同的DNA片段在凝膠上便形成了片段從大到小的連續分布。將這些酶切以後的DNA分子轉移到尼龍膜，然後利用探針進行雜交並放射自顯影，就可以得到與探針高度同源的DNA帶型。這些與探針同源的DNA帶型在不同的個體（或者物種之間）的差異就稱之為RFLP。能夠在RFLP分子雜交過程中顯示不同個體遺傳差異的限製性內切酶和探針被稱為多態性的探針／酶組合。
RFLP產生是由於限製性內切酶識別序列內的點突變，或者由於部分片段的缺失、插入、異位和倒位而引起酶切位點的缺失或增加，這種限製性內切酶位點的改變使利用限製性內切酶切割所得的片段發生變化，從而導致限製性片段的多態性。對於不同的生物個體而言，植物不同種、屬間甚至品種間同源序列的限製性內切酶識別位點各不相同，因此通過比較RFLP片段的多態性，就可以揭示種、屬間甚至品種間的差異及相關性。
從RFLP分子技術的原理可以看到，RFLP的分析核心是尋找能夠顯示不同的生物個體之間多態性的限製性內切酶和適當的探針。在獲得適當限製性內切酶／探針的組合以後，就可以開展對不同的生物個體之間的RFLP分析。
限製性內切酶是一種能夠識別DNA上特定堿基組成的序列並進行切割的酶類分子。這些特定堿基組成的DNA序列叫做限製性內切酶識別位點，長度一般在4～8個bp之間。以限製性內切酶EcoRI為例，它所識別特征回文序列為5′-GAATrC-3′。基因組中任何含有該序列位置都能夠被EcoRI所消化。
RFLP分析的探針通常來源於基因的部分片段或者是EST序列。這些EST序列可以來源於待分析生物的同一個屬、種或者來源其本身基因組，也可以是不同的屬、種或者生物個體的同源片段（如rDNA）。為了分析的有效性，這些探針通常是單拷貝或者寡拷貝的基因組DNA克隆或cDNA克隆。目前在五大作物（如玉米、水稻、小麥、油菜和棉花等）中已經獲得了覆蓋整個基因組的探針克隆，因此很容易從有關的研究單位索取或者購買。在中草藥植物上，目前除了一些rDNA和細胞器基因組的DNA分子外，還沒有大量用於全基因組分析的RFLP探針。在確定了一個特定的探針以後，利用該探針分別與不同的限製性的內切酶進行配組通過Southern雜交就可以獲得可用於篩選個體之間的DNA多態性的探針／酶組合。