各種分子遺傳標(biāo)記簡介

1、報(bào)告人：木木木時(shí) 間：2014.1.16幾種分子遺傳標(biāo)記技術(shù)簡介幾種分子遺傳標(biāo)記技術(shù)簡介動(dòng)物遺傳標(biāo)記課程作業(yè)動(dòng)物遺傳標(biāo)記課程作業(yè)分子遺傳標(biāo)記概述分子遺傳標(biāo)記概述1主要分子標(biāo)記技術(shù)主要分子標(biāo)記技術(shù)4分子遺傳標(biāo)記優(yōu)越性分子遺傳標(biāo)記優(yōu)越性2分子遺傳標(biāo)記分類分子遺傳標(biāo)記分類3幾種分子標(biāo)記的比較幾種分子標(biāo)記的比較5 分子遺傳標(biāo)記概述分子遺傳標(biāo)記概述 20世紀(jì)70年代以來，隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，相繼建立了RFLP、RAPD、AFLP、SNP、SSCP等分子遺傳標(biāo)記檢測技術(shù)。 分子遺傳標(biāo)記（Molecular Genetic Markers）是以個(gè)體遺傳物質(zhì)內(nèi)核苷酸序列變異為基礎(chǔ)的遺傳標(biāo)記，是 DNA 水平

2、遺傳多態(tài)性的直接的反映。動(dòng)物遺傳標(biāo)記課程作業(yè)多為共顯性；在生物發(fā)育的不同階段，不同組織的 DNA 都可用于標(biāo)記分析；表現(xiàn)為中性，不影響目標(biāo)性狀的表達(dá)；基因組變異極其豐富，分子標(biāo)記的數(shù)量幾乎是無限的；檢測手段簡單快捷，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。動(dòng)物遺傳標(biāo)記課程作業(yè)分子遺傳標(biāo)記的優(yōu)越性分子遺傳標(biāo)記的優(yōu)越性 分子遺傳標(biāo)記的分類分子遺傳標(biāo)記的分類動(dòng)物遺傳標(biāo)記課程作業(yè)Southern雜交為核心的分子標(biāo)記，如雜交為核心的分子標(biāo)記，如RFLP其它分子標(biāo)記技術(shù)，如其它分子標(biāo)記技術(shù)，如mtDNAPCR技術(shù)為基礎(chǔ)的分子標(biāo)記，如技術(shù)為基礎(chǔ)的分子標(biāo)記，如RAPD核酸序列為基礎(chǔ)的分子標(biāo)記，如核酸序列為基礎(chǔ)的分子標(biāo)記，如SNP分子

3、分子 標(biāo)記標(biāo)記 主要的分子遺傳標(biāo)記主要的分子遺傳標(biāo)記u原理：原理：用限制性內(nèi)切酶切割基因組DNA后，基因組DNA在檢測區(qū)域內(nèi)發(fā)生了重排、插入、缺失或點(diǎn)突變，導(dǎo)致酶切位點(diǎn)發(fā)生改變，從而形成了大小不等、數(shù)量不同的酶切片段，當(dāng)這些片段通過凝膠電泳時(shí)就形成不同的帶，用分子探針雜交并利用放射自顯影成像時(shí)，不同程度的RFLP譜帶表示其多態(tài)性。動(dòng)物遺傳標(biāo)記課程作業(yè)1、RFLP （Restriction Fragment Length Polymorphism） 限制性片段長度多態(tài)性限制性片段長度多態(tài)性動(dòng)物遺傳標(biāo)記課程作業(yè)u RFLP的優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)樣品純度要求較高，樣品用量大；多態(tài)信息含量低；步驟繁瑣、工作量大

4、、成本較高。動(dòng)物遺傳標(biāo)記課程作業(yè)較高的可靠性；標(biāo)記數(shù)目是無限的；標(biāo)記為共顯性；標(biāo)記之間無干擾；不受年齡性別以及外界環(huán)境的影響。u RFLP的缺點(diǎn)的缺點(diǎn)u RFLP的應(yīng)用的應(yīng)用 分子水平上選擇目的性狀 進(jìn)行品種或品系遺傳純度的測定 改良回交育種技術(shù) 生物進(jìn)化和分類 疾病診斷方面的應(yīng)用 特別適應(yīng)于構(gòu)建遺傳連鎖圖動(dòng)物遺傳標(biāo)記課程作業(yè)2、AFLP (Amplified Restriction Fragment Polymorphism) 擴(kuò)增片段長度多態(tài)性擴(kuò)增片段長度多態(tài)性:u原理：原理：基因組DNA經(jīng)兩種兩種限制性內(nèi)切酶酶切，形成分子量大小不等的隨機(jī)酶切片段，將特定的人工合成的短的雙鏈接頭連在這些片

5、段的兩端，形成一個(gè)帶接頭的特異片段，用含有選擇性堿基的引物對(duì)摸板DNA進(jìn)行擴(kuò)增。擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)放射性同位素標(biāo)記、聚丙烯酰胺凝膠電泳分離，然后根據(jù)凝膠上擴(kuò)增產(chǎn)物的多態(tài)性來檢出多態(tài)性。動(dòng)物遺傳標(biāo)記課程作業(yè)動(dòng)物遺傳標(biāo)記課程作業(yè)u AFLP的優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)動(dòng)物遺傳標(biāo)記課程作業(yè)多態(tài)性豐富且清晰可辨，一次AFLP分析可檢測到100150個(gè)標(biāo)記；被認(rèn)為是指紋圖譜技術(shù)中多態(tài)性最豐富的一項(xiàng)技術(shù)；可靠性好，重復(fù)性高；DNA需要量少；引物在不同物種間是通用的；AFLP分析的擴(kuò)增片段較短（30-700bp)，分辨率高。u AFLP的缺點(diǎn)的缺點(diǎn)對(duì)DNA模板質(zhì)量要求高，對(duì)其濃度變化不敏感；顯性標(biāo)記，只能表明目的條帶的有無，不能區(qū)

6、分純合子和雜合子；操作復(fù)雜，耗時(shí)，成本高。u AFLP的應(yīng)用的應(yīng)用動(dòng)物遺傳標(biāo)記課程作業(yè)遺傳圖譜的構(gòu)建；基因標(biāo)記及定位；種及種下階元的分類鑒定；遺傳距離及雜種優(yōu)勢的利用；遺傳多樣性和系統(tǒng)進(jìn)化的研究。3、SSCP（Single Strand Conformation Polymorphism) ) 單鏈構(gòu)象多態(tài)性單鏈構(gòu)象多態(tài)性 單鏈構(gòu)象多態(tài)性檢測是一種基于單鏈DNA構(gòu)象差別來檢測點(diǎn)突變的方法。u原理：原理：單鏈DNA分子內(nèi)的相互作用力使其呈現(xiàn) 復(fù)雜的空間折疊構(gòu)象，當(dāng)有一個(gè)堿基發(fā)生改變時(shí)，其空間構(gòu)象發(fā)生變化，這些空間構(gòu)象存在差異的單鏈DNA分子在凝膠中受排阻大小不同。因此，通過電泳可以將構(gòu)象上有差異

7、的分子分離開，形成了單鏈構(gòu)象多態(tài)性。動(dòng)物遺傳標(biāo)記課程作業(yè)動(dòng)物遺傳標(biāo)記課程作業(yè)動(dòng)物遺傳標(biāo)記課程作業(yè)u SSCP的優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn) 操作簡便，實(shí)驗(yàn)步驟少，周期短； 具有高的靈敏性，僅單個(gè)堿基差異亦可檢測出來，拓展了檢測范圍； 能得到更多的圖譜信息，更詳細(xì)的分型結(jié)果。u SSCP的缺點(diǎn)的缺點(diǎn) 只能作為突變檢測方法，要確定突變的位置和類型，還需進(jìn)一步測序； 受外界影響較大，電泳條件要求較嚴(yán)格； 易造成漏檢。u SSCP的應(yīng)用的應(yīng)用動(dòng)物遺傳標(biāo)記課程作業(yè) 基因點(diǎn)突變的監(jiān)測 大量樣本的篩選 cDNA的篩查 檢測人類遺傳性疾病 病毒的分型和分類 保種和育種4、RAPD（Random amplified polymo

8、rphism DNA） 隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNAu原理：原理：以基因組DNA為模板， 以單個(gè)人工合成的隨機(jī)多態(tài)核苷酸序列（通常為10 個(gè)堿基對(duì)）為引物，在Taq 酶作用下，進(jìn)行PCR 擴(kuò)增。擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)凝膠電泳分離、溴化乙錠染色后，在紫外透視儀上檢測多態(tài)性。擴(kuò)增產(chǎn)物的多態(tài)性反映了基因組的多態(tài)性。動(dòng)物遺傳標(biāo)記課程作業(yè)動(dòng)物遺傳標(biāo)記課程作業(yè)u RAPD的優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)引物可隨機(jī)合成和隨機(jī)選定，長度一般為9- 10 bp；不同生物基因組可以共用一套引物；退火溫度低，一般為36，允許適當(dāng)?shù)腻e(cuò)配；每個(gè)RAPD 反應(yīng)中，僅加單個(gè)引物，就可通過引物和模板DNA 隨機(jī)配對(duì)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)增，擴(kuò)增無特異性；RAPD 分

9、析所需的DNA 樣品量極少。動(dòng)物遺傳標(biāo)記課程作業(yè)u RAPD的缺點(diǎn)的缺點(diǎn) 重復(fù)性差，易受到各種因素的影響； 標(biāo)記呈顯隱性遺傳。 5、TRS（Tandem Repeated Sequence) ) 串聯(lián)重復(fù)序列標(biāo)記串聯(lián)重復(fù)序列標(biāo)記 微衛(wèi)星微衛(wèi)星DNA又稱簡單序列重復(fù)又稱簡單序列重復(fù)(Sample Sequence Repeats，SSR)，廣泛存在于真核生物基因組中，以16個(gè)堿基為核心序列，首尾相連組成的串聯(lián)重復(fù)序列。動(dòng)物遺傳標(biāo)記課程作業(yè)l小衛(wèi)星（小衛(wèi)星（Minisatellite DNA)l微衛(wèi)星（微衛(wèi)星（Microsatellite DNA）動(dòng)物遺傳標(biāo)記課程作業(yè)u原理：原理：每個(gè)微衛(wèi)星兩側(cè)一

10、般是相對(duì)保守的單拷貝序列，據(jù)此可設(shè)計(jì)專一引物，通過PCR技術(shù)擴(kuò)增微衛(wèi)星片段，擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)凝膠電泳分離后，不同個(gè)體間因核心序列的重復(fù)次數(shù)不同而產(chǎn)生DNA多態(tài)性。 單拷貝序列單拷貝序列在單倍體基因組中只出現(xiàn)一次，但儲(chǔ)存了巨大的遺傳信息，可以編碼各種不同功能的蛋白質(zhì)，因此對(duì)這些序列的研究有特別重要的意義。 動(dòng)物遺傳標(biāo)記課程作業(yè)動(dòng)物遺傳標(biāo)記課程作業(yè) 數(shù)量多且均勻分布在基因組中； 具有豐富的多態(tài)性； 等顯性遺傳，因此檢測可以顯示純合子和雜合子； 檢測容易、重復(fù)性較好、省時(shí)，適合于進(jìn)行自動(dòng)化分析。u 微衛(wèi)星微衛(wèi)星DNA的優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)u 微衛(wèi)星微衛(wèi)星DNA的缺點(diǎn)的缺點(diǎn) 相對(duì)的物種專一性； 開發(fā)困難，費(fèi)用較高，耗

11、時(shí)長； 實(shí)際分析時(shí)一般每次只分析單個(gè)位點(diǎn)； 不同引物退火溫度不同，需要探索。個(gè)體及親緣關(guān)系鑒定種群(品種、品系)內(nèi)遺傳純度和彼此之間遺傳距離構(gòu)建遺傳連鎖圖譜定位功能基因及QTL雜交優(yōu)勢預(yù)測群體遺傳結(jié)構(gòu)分析及遺傳關(guān)系的分析在標(biāo)記輔助選擇和標(biāo)記輔助導(dǎo)入等方面的研究監(jiān)測育種和遺傳操作效應(yīng)親子鑒定、胚胎移植、混合受精、親緣關(guān)系分析動(dòng)物遺傳標(biāo)記課程作業(yè)u微衛(wèi)星微衛(wèi)星DNA的應(yīng)用的應(yīng)用6、SNP（Single Nucleotide Polymorphism) ) 單核苷酸多態(tài)性標(biāo)記單核苷酸多態(tài)性標(biāo)記u 概念：概念：SNP指染色體上某個(gè)位點(diǎn)單個(gè)核苷酸的變異，包括轉(zhuǎn)換、顛換、缺失或插入等。 u 特性：特性：

12、高密度； 代表性； 易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化分析，標(biāo)記為雙等位標(biāo)記。動(dòng)物遺傳標(biāo)記課程作業(yè) SNP的應(yīng)用的應(yīng)用l 人類基因單體型圖的繪制人類基因單體型圖的繪制 描述人類常見的遺傳多態(tài)性模式和染色體上具有成組緊密關(guān)聯(lián)SNPs的區(qū)域，用來繪制人類基因單體型圖。l SNP與疾病易感基因的相關(guān)性分析與疾病易感基因的相關(guān)性分析 隨著大量代謝通路和上百萬SNPs的確認(rèn)，SNP作為新一代遺傳標(biāo)記在人類疾病研究中顯示出極高的潛在價(jià)值。l SNP研究與藥物設(shè)計(jì)研究與藥物設(shè)計(jì) 隨著SNP的研究與藥物基因組學(xué)的結(jié)合，根據(jù)特定的基因型來設(shè)計(jì)藥物將成為可能。動(dòng)物遺傳標(biāo)記課程作業(yè)7、mtDNA標(biāo)記標(biāo)記 mtDNA（Mitochondrial DNA）：線粒體DNA 母系遺傳、缺乏重組及進(jìn)化速率快等 動(dòng)物單親（母親）親緣鑒定、種質(zhì)資源的起源、分子進(jìn)化和分類的研究動(dòng)物遺傳標(biāo)記課程作業(yè)動(dòng)物遺傳標(biāo)記課程作業(yè)項(xiàng)