《動物分子生物學》教學課件：第八章-動物的分子標記及應(yīng)用

第八章動物遺傳標記及應(yīng)用Geneticmarkersandapplication《動物分子生物學》教學課件：第八章-動物的分子標記及應(yīng)用《動物分子生物學》教學課件：第八章-動物的分子標記及應(yīng)用表型差異標記(geneticmarker)基因遺傳差異表型差異標記(geneticmarker)基因遺傳差異Landmark一.遺傳標記的概念及發(fā)展1.遺傳標記的概念標記(Marker):

某個體與其它個體相區(qū)別的標志。Landmark一.遺傳標記的概念及發(fā)展1.遺傳標記的遺傳標記（geneticmarker）廣義概念：受基因控制，能表達生物的變異性且能穩(wěn)定遺傳、可被檢測的各個性狀。包括形態(tài)學、生化學、免疫學、細胞學和分子水平幾個方面。狹義概念：指分子標記，即在遺傳分析上用作標記的基因。是以個體間遺傳物質(zhì)即核苷酸序列變異為基礎(chǔ)的遺傳標記，是DNA水平遺傳多態(tài)性的直接反映。遺傳標記的共同特點：多態(tài)性、易于鑒別.遺傳標記（geneticmarker）廣義概念：狹義概念：2.遺傳標記種類形態(tài)學標記（morphologicalmarker）細胞學標記

(cytologicalmarker)免疫學標記（Immunemarkers）生化標記

(Biochemicalmarker)分子標記

(Molecularmarker)2.遺傳標記種類形態(tài)學標記（morphologicalm（1）形態(tài)學標記形態(tài)學標記指肉眼可見的或儀器測量的動物的外部形態(tài)特征，如毛色、體型、外形等，是研究動物群體起源、地方品種特征及品種間關(guān)系的遺傳標記；生理遺傳標記是反映動物生長發(fā)育、代謝過程等的一些標記，如羽毛生長速度基因（家禽）、雙胎（牛）、應(yīng)激綜合征（豬）。家禽快慢羽基因:性染色體上的2個等位基因決定雛雞羽毛生長速度的差異,其中隱性基因為快羽基因k+,顯性基因為慢羽基因K.

(1922年,

Serebrovsky)（1）形態(tài)學標記形態(tài)學標記指肉眼可見的或儀器測量的動物的外部形態(tài)學標記的特點形態(tài)標記簡單直觀、經(jīng)濟方便；標記數(shù)量多數(shù)有限、多態(tài)性較差，表現(xiàn)易受環(huán)境影響，并且有一些標記與不良性狀連鎖；形態(tài)標記的獲得需要通過誘變、分離純合等過程，周期較長；主要在早期使用。形態(tài)學標記的特點形態(tài)標記簡單直觀、經(jīng)濟方便；（2）細胞學標記是指動物個體細胞染色體數(shù)目和形態(tài)特征。主要包括：染色體核型（染色體數(shù)目、結(jié)構(gòu)、隨體有無、著絲粒位置等）和帶型（G帶、C帶、N帶、T帶等）及染色體結(jié)構(gòu)變異（缺失、重復(fù)、易位、倒位）等的變化。G帶技術(shù)——蛋白水解酶處理中期染色體片，然后用姬姆薩(Giemsa)染料染色，結(jié)果染色體呈現(xiàn)清晰、特異的G帶(Gbanding)。G帶反映了染色體DNA上A-T的豐富區(qū)；C-帶技術(shù)——是和G-帶技術(shù)同時建立的，主要用以顯示染色體中的組成型異染區(qū)，如著絲粒、端粒、核仁組成區(qū)域等而產(chǎn)生相應(yīng)的著絲粒帶、端粒帶、核仁組成區(qū)帶等。N帶——專一地顯示出核仁組織區(qū)。T帶——專一地顯示出端粒區(qū)域。（2）細胞學標記是指動物個體細胞染色體數(shù)目和形態(tài)特征。主要包細胞學標記的多態(tài)性

染色體多態(tài)性Ag-NORs（nucleolarorganizeregions）銀染核仁組織區(qū)多態(tài)性Y染色體多態(tài)性C帶多態(tài)性

染色體變異染色體數(shù)目變異：整倍性變異、非整倍性變異染色體結(jié)構(gòu)變異：缺失、倒位、重復(fù)、易位細胞學標記的多態(tài)性染色體多態(tài)性Ag-NORs（nucleo細胞學標記的特點與形態(tài)標記相比，細胞學標記的優(yōu)點是能進行一些重要基因的染色體或染色體區(qū)域定位;但細胞學標記材料需要花費較大的人力和較長時間來培育，難度很大；某些物種對染色體變異反應(yīng)敏感；還有些變異難以用細胞學方法進行檢測。細胞學標記的特點與形態(tài)標記相比，細胞學標記的優(yōu)點是能進行一些（3）免疫學標記免疫學標記是以動物的免疫學特征為遺傳標記，主要指：紅細胞抗原、白細胞抗原、胸腺細胞抗原等。白細胞抗原型（主要組織相容性復(fù)合體，majorhistocompatibilitycomplex,MHC）:牛：BoLA；豬：SLA；人：HLA紅細胞表面抗原型（血型，bloodgroup）:ABO血型。（3）免疫學標記免疫學標記是以動物的免疫學特征為遺傳標記，主（4）生化標記：即血液蛋白多態(tài)標記是以動物體內(nèi)的某些生化性狀為遺傳標記，主要指血型、血清蛋白、同工酶和同位酶等。這些蛋白質(zhì)和酶，在電場中因遷移方向和速度不同而被分離開來；不同個體在同一蛋白質(zhì)或酶座位的類型并不完全一樣，顯示出的譜帶具有多態(tài)性。（4）生化標記：即血液蛋白多態(tài)標記是以動物體內(nèi)的某些生化性狀同工酶與同位酶同工酶

(isozyme)：生物體內(nèi)具有同一底物專一性的不同分子形式的酶。同位酶

(allozyme)：指同一基因座的不同等位基因所編碼的一種酶的不同形式，其功能相同但氨基酸序列不同。由于所帶電荷的差異，可通過電泳分離辨別。同工酶與同位酶同工酶(isozyme)：生物體內(nèi)具有同一底（5）分子標記（molecularmarker）

分子標記（廣義）是以個體間遺傳物質(zhì)內(nèi)核苷酸序列變異為基礎(chǔ)的遺傳標記，是DNA水平遺傳多態(tài)性的直接反映。也稱DNA標記（狹義）。DNA標記等位基因(Allele)（5）分子標記（molecularmarker）分分子標記的特點數(shù)量多，多態(tài)性豐富；大多呈中性突變，不影響目標性狀的表達；遺傳極為穩(wěn)定，不易受生理期和外界環(huán)境等因素影響；呈共顯性或完全顯性遺傳。分子標記的特點數(shù)量多，多態(tài)性豐富；大多呈中性突變，不影響目標分子標記種類I類標記：出現(xiàn)在基因內(nèi)部，影響到該基因的功能，進而影響性狀表現(xiàn)的分子標記。II類標記：在基因外部，與基因功能無關(guān)的分子標記，也稱為匿名標記（anonymousmarker）。如微衛(wèi)星DNA標記。分子標記種類

常見的分子標記限制性片段長度多態(tài)性

(Restrictedfragmentlengthpolymorphisms,RFLP)隨機擴增多態(tài)DNA（RandomamplifiedpolymorphismDNA,RAPD）擴增片段長度多態(tài)性（Amplifiedfragmentlengthpolymorphism,AFLP）單核苷酸多態(tài)性（Singlenucleotidepolymorphisms,SNPs）DNA指紋（DNAfingerprint）微衛(wèi)星DNA（microsatelliteDNA）線粒體DNA（mitochondriaDNA，mtDNA）

常見的分子標記

限制性片段長度多態(tài)性（RFLP）限制性內(nèi)切酶可識別基因組內(nèi)某些特異DNA序列，并在此處催化裂解，產(chǎn)生一系列大小不等的DNA片段;經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳，轉(zhuǎn)移到硝酸纖維素膜上，用已標記過的特異性探針雜交;通過放射自顯影檢測出特定DNA片段的差異。限制性片段長度多態(tài)性（RFLP）限制性內(nèi)切酶可識別基因組內(nèi)Note:純合子與雜合子的區(qū)分Note:純合子與雜合子的區(qū)分PCR-RFLP結(jié)果示意圖Note:純合子與雜合子的區(qū)分PCR-RFLPNote:純合子與雜合子的區(qū)分RFLP標記原理：特定識別序列堿基改變,造成酶切位點缺失或產(chǎn)生；目標區(qū)域內(nèi)片段的插入或缺失，導致酶切片段長度的改變。RFLP標記原理：例子:

豬

ESR(雌激素受體

)基因ESR基因：具有A和B兩個等位基因

BB型豬具有更高的窩產(chǎn)仔數(shù)

AA型豬窩產(chǎn)仔數(shù)低于BB型豬例子:豬ESR(雌激素受體)基因ESR基因：豬ESR

基因型檢測AA:4.3kbAB:

4.3kb,3.7kb,0.6kbBB:3.7kb,0.6kb

豬ESR基因型檢測AA:4.3kbRFLP標記的特點遍布于整個基因組，數(shù)量幾乎是無限的；結(jié)果穩(wěn)定、可靠；呈共顯性遺傳，可區(qū)分純合子和雜合子；大多數(shù)無表型效應(yīng)，不受選擇的影響。RFLP標記的特點遍布于整個基因組，數(shù)量幾乎是無限的；

隨機擴增多態(tài)DNA（RAPD）由Williams等于1990年提出的一種檢測DNA多態(tài)性的方法,

利用一系列隨機排列堿基順序的寡核苷酸單鏈(10或11bp)作為引物(隨機引物)，對基因組DNA進行擴增，隨機獲得大小不同的DNA片段;擴增產(chǎn)物通過瓊脂糖或聚丙烯酰胺凝膠電泳進行分離，再經(jīng)溴化乙錠或銀染檢測擴增DNA片段的多態(tài)性。隨機擴增多態(tài)DNA（RAPD）由Williams等于19RAPD標記原理：與引物互補的位置發(fā)生堿基突變，導致引物結(jié)合位點的分布發(fā)生變化；引物可擴增區(qū)域內(nèi)DNA序列的插入或缺失，導致擴增片段大小發(fā)生改變。

RAPD標記原理：《動物分子生物學》教學課件：第八章-動物的分子標記及應(yīng)用RAPD電泳結(jié)果示意圖RAPD多態(tài)性主要來自：

與引物互補的位置發(fā)生堿基突變；引物可擴增區(qū)域內(nèi)DNA序列的插入或缺失。RAPD電泳結(jié)果示意圖RAPD多態(tài)性主要來自：

由于該方法中所用引物的堿基排列是隨機的，引物可達成百上千，故所檢測到的是生物體的整個基因組。

但RAPD標記具有3個主要缺點：一是RAPD標記中的一條染色帶往往是一種混合標記，是在基因組DNA中擴增位點不一、長度相同或相近的一組DNA片段的混合物;二是RAPD標記呈顯性遺傳，不能區(qū)分純合子和雜合子;三是該方法的穩(wěn)定性和重復(fù)性較差。由于該方法中所用引物的堿基排列是隨機的，引物可達成百上千，故

DNA指紋（DNAfingerprint）通過用限制性內(nèi)切酶消化基因組取得不同大小的DNA片段，然后與特異的核心探針雜交經(jīng)放射自顯影可得到一系列類似手指指紋的譜帶，稱為DNA指紋圖譜。兩個無親緣關(guān)系的個體在同一位置上共有相同區(qū)帶圖譜的機率極低，所以DNA指紋圖被認為是某一個體獨有的。這種技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于法醫(yī)和親子鑒定。DNA指紋（DNAfingerprint）通過用限制性DNAfingerprintABCDEDNAfingerprintABCDEDNA指紋產(chǎn)生的原因

衛(wèi)星DNA（satelliteDNA）

小衛(wèi)星DNA（minisatelliteDNA）衛(wèi)星DNA在同一物種不同個體間數(shù)目不同，核心序列重復(fù)次數(shù)也存在差異。同一物種不同個體基因組中的小衛(wèi)星數(shù)目不同，小衛(wèi)星核心重復(fù)序列數(shù)目也不同，所得DNA指紋圖譜不一樣。DNA指紋產(chǎn)生的原因衛(wèi)星DNA（satelliteDN小衛(wèi)星DNA的檢測小衛(wèi)星種類和數(shù)目不同導致的多態(tài)小衛(wèi)星DNA的檢測小衛(wèi)星種類和數(shù)目不同導致的多態(tài)

微衛(wèi)星DNA（microsatelliteDNA）又稱簡單重復(fù)序列（simplesequencerepeats,SSRs）、短串連重復(fù)序列（shorttandemrepeats,STRs）。以2-6個短核苷酸序列（核心序列）為基本單位（常見CA重復(fù)），呈串連重復(fù)狀散在分布于生物體整個基因組中。微衛(wèi)星DNA（microsatelliteDNA）又稱簡微衛(wèi)星多態(tài)性個體1：(CA)12個體2：(CA)8微衛(wèi)星多態(tài)性個體1：(CA)12個體2：(CA)8微衛(wèi)星DNA標記的特點分布廣泛:

廣泛分布于真核生物基因組的任何區(qū)域

高度多態(tài):

多為復(fù)等位基因基因型檢測方法簡便：聚丙烯酰胺凝膠電泳（PAGE）引物的通用性:

微衛(wèi)星側(cè)翼序列的保守性以及物種間某些染色體區(qū)段的共線性，使得從一個物種獲得的引物可以應(yīng)用于相關(guān)的分類群呈共顯性遺傳:

能很好地區(qū)分純合子與雜合子是中性標記:

多數(shù)情況下，微衛(wèi)星標記沒有任何表型效應(yīng)，因而多態(tài)性能隨著自然選擇而保留下來微衛(wèi)星DNA標記的特點微衛(wèi)星DNA的檢測微衛(wèi)星DNA的檢測聚丙烯酰胺凝膠（PAGE）檢測聚丙烯酰胺凝膠（PAGE）檢測單核苷酸多態(tài)性（singlenucleotidepolymorphism，SNP）指基因組DNA序列中單個核甘酸突變所引起的多態(tài)。多是雙等位基因，且最小等位基因頻率（minorallelefrequency,MAF）在群體內(nèi)不低于1%。單核苷酸多態(tài)性（singlenucleotidepolSNP的特點數(shù)量多，分布于整個基因組;大多表現(xiàn)為二等位基因（bialletic）多態(tài)性;呈共顯性遺傳，可區(qū)分純合子和雜合子；分析結(jié)果穩(wěn)定性和重復(fù)性好；檢測方法簡單。SNP的特點數(shù)量多，分布于整個基因組;SNP的檢測方法單鏈構(gòu)象多態(tài)性（singlestrandconformationalpolymorphism，SSCP）凝膠電泳：未知SNP；PCR-RFLP：已知SNP的基因分型；DNA芯片技術(shù)：大規(guī)模已知SNP基因分型；直接測序法：未知SNP。SNP的檢測方法單鏈構(gòu)象多態(tài)性（singlestrandSNP的基因型基因型（genotype）：二倍體生物，除了性染色體外，每個染色體都有兩份，個體所擁有的一對等位基因的類型稱作基因型，即等位基因的組合方式。例如一個SNP（A/G），則個體在該位點的基因型為：鑒定某個體的基因型，被稱為基因分型（genotyping）SNP的基因型基因型（genotype）：二倍體生物，除了SNP的單倍型單倍型（haplotype）：也叫單體型，指位于染色體上某一區(qū)域的所有SNP等位基因的集合。單倍型的理論數(shù)量：有n個SNPs，就有2n個單倍型。SNP的單倍型單倍型（haplotype）：也叫單體型，指位但由于連鎖不平衡（linkagedisequilibrium,LD）的存在，相鄰SNP的等位位點傾向于以一個整體遺傳給后代。因此，一條染色體上某一區(qū)域?qū)嶋H上只有少數(shù)幾個單倍型。連鎖不平衡：指在某一群體中，同一條染色體不同座位上某兩個等位基因同時遺傳的概率明顯高于預(yù)期的隨機遺傳的概率的現(xiàn)象。但由于連鎖不平衡（linkagedisequilibriu《動物分子生物學》教學課件：第八章-動物的分子標記及應(yīng)用由于LD的存在，實際上只存在少數(shù)幾個常見的單倍型：由于LD的存在，實際上只存在少數(shù)幾個常見的單倍型：標簽SNPs（haplotypetagSNPs,htSNPs）標簽SNPs（haplotypetagSNPs,htS《動物分子生物學》教學課件：第八章-動物的分子標記及應(yīng)用線粒體DNA（mtDNA)多態(tài)性動物體內(nèi)除了核基因組外唯一存在的核外DNA。由于線粒體基因組序列變異快，具有高度多態(tài)性，因此可以作為分子標記，用于親緣關(guān)系的判定和生物進化分析等。線粒體DNA（mtDNA)多態(tài)性動物體內(nèi)除了核基因組外唯一存二.

遺傳標記的應(yīng)用群體遺傳變異與進化研究;親緣關(guān)系的判定；高精度遺傳圖譜的構(gòu)建；分子標記輔助選擇二.遺傳標記的應(yīng)用群體遺傳變異與進化研究;1.群體遺傳變異與進化研究遺傳多樣性（geneticdiversity）：一般指品種間及品種內(nèi)個體在DNA水平上的差異。通過對遺傳多樣性的評估，可以了解品種的遺傳結(jié)構(gòu)及遺傳關(guān)系，探討品種瀕危的原因和現(xiàn)狀，從而提出合理的保護措施。

1.群體遺傳變異與進化研究遺傳多樣性（geneticdiHi,Wehavecloserelationship.Why?weareinsameprovince.No!Wehavereallycloserelationship.Theresultofmicrosatellitestellus!Hi,Wehavecloserelationship中國地方豬遺傳進化關(guān)系（微衛(wèi)星DNA標記）中國地方豬遺傳進化關(guān)系（微衛(wèi)星DNA標記）中國地方豬mt-DNA序列測定分析中國地方豬mt-DNA序列測定分析2.親緣關(guān)系的判定在育種中，常利用畜群系譜，借助親屬信息來確定個體的選留，因此系譜的準確程度是非常重要的；但在某些情況下（如寄養(yǎng)、母畜復(fù)配、錯領(lǐng)）不能準確判斷該個體的親代。微衛(wèi)星DNA呈共顯性遺傳，親代等位基因可在后代基因座位上搜尋到，反之由后代基因型又能夠追溯到親代等位基因。2.親緣關(guān)系的判定在育種中，常利用畜群系譜，借助親屬信息來《動物分子生物學》教學課件：第八章-動物的分子標記及應(yīng)用3.高精度遺傳連鎖圖譜的構(gòu)建與QTL定位QTL（quantitativetraitlocus）：數(shù)量性狀基因座。指控制數(shù)量性狀的基因在基因組中的位置，常常指一段染色體區(qū)域。在育種中借助與QTL連鎖的分子標記，可以對有關(guān)QTL的遺傳進行追蹤，提高對數(shù)量性狀優(yōu)良基因選擇的準確性和預(yù)見性。3.高精度遺傳連鎖圖譜的構(gòu)建與QTL定位QTL（quantQTL定位（QTLmapping）是采用類似于單基因定位的方法，將QTL定位在遺傳圖譜上，確定QTL與遺傳標記間的距離。原理：當某一遺傳標記與控制數(shù)量性狀的基因位點位于同一條染色體上且緊密連鎖時，當遺傳標記的密度足夠大時，可通過性狀關(guān)聯(lián)分析檢測出該遺傳標記，從而對QTL進行定位。QTL定位（QTLmapping）是采用類似于單基因定位的高精度遺傳連鎖圖譜的構(gòu)建是QTL定位的前提繪制高精度家畜遺傳連鎖圖譜可以揭示家畜所攜帶遺傳信息的全部內(nèi)容，從而準確確定數(shù)量性狀基因座（QTL）在基因組中的位置。構(gòu)建連鎖圖譜的基本思路是，以微衛(wèi)星DNA為基礎(chǔ)，在基因組中每隔一定距離尋找一個多態(tài)分子標記，當這些標記密度足夠大并覆蓋全部基因組時，可由此繪制一個高精度的遺傳連鎖圖譜。高精度遺傳連鎖圖譜的構(gòu)建是QTL定位的前提繪制高精度家畜遺傳豬遺傳連鎖圖譜的構(gòu)建豬遺傳連鎖圖譜的構(gòu)建豬15號染色體影響肉質(zhì)性狀的QTL定位結(jié)果豬15號染色體影響肉質(zhì)性狀的QTL定位結(jié)果4.標記輔助選擇（markerassistedselection,MAS）MAS:

利用與目標性狀基因（或QTL）緊密連鎖的分子標記，通過對分子標記進行基因型選擇，從而實現(xiàn)對目標性狀間接選擇的一種現(xiàn)代育種方法。實施MAS應(yīng)具備的主要條件：（1）構(gòu)建高精度的遺傳連鎖圖譜，并進行目標基因的定位;（2）獲得與目標基因緊密連鎖的分子標記;（3）簡便快捷的標記檢測方法。4.標記輔助選擇（markerassistedsel可利用的分子標記的種類（1）直接標記標記本身就是功能突變（causativemutation）位點，其多態(tài)直接決定性狀的表達，如氟烷基因。（2）高度緊密連鎖標記標記與功能突變位點處于群體范圍的連鎖不平衡狀態(tài)，即它們之間幾乎不發(fā)生重組，他們與功能突變位點的連鎖相在不同家系中基本相同。可利用的分子標記的種類（1）直接標記《動物分子生物學》教學課件：第八章-動物的分子標記及應(yīng)用（1）克服性狀表型鑒定的困難：有些表型性狀難以測定，如瘦肉率。（2）允許早期選擇：如產(chǎn)仔數(shù)、產(chǎn)奶量性狀。（3）可進行性狀非破壞性評價和選擇：很多性狀是在個體成熟前進行評價，或需要屠宰后才能測定（如肌內(nèi)脂肪IMF）。（1）克服性狀表型鑒定的困難：有些表型性狀難以測定，如瘦肉率（4）可加快育種進程，提供育種效率（4）可加快育種進程，提供育種效率RYR1–應(yīng)激綜合征，肉質(zhì)RN(PRKAG3)–肉質(zhì)(“acidmeat”)ESR,FSHB–產(chǎn)仔數(shù)CAST–肉質(zhì)FUT1–仔豬腹瀉和水腫病KIT–毛色(dominantwhite)MC1R–毛色(red/black)MC4R–采食量,生長,肉質(zhì)PT1–食欲影響豬經(jīng)濟性狀的候選基因RYR1–應(yīng)激綜合征，肉質(zhì)影響豬經(jīng)濟性狀的候選基因1999R&D100award

1999R&D100award2002R&D100award

2002R&D100awardPigindustryinfuture!Pigindustryinfuture!本章重點內(nèi)容

遺傳標記的概念、特點和種類

分子標記的主要種類、檢測原理

分子標記在動物遺傳育種中的應(yīng)用本章重點內(nèi)容遺傳標記的概念、特點和種類分子標記的主要第八章動物遺傳標記及應(yīng)用Geneticmarkersandapplication《動物分子生物學》教學課件：第八章-動物的分子標記及應(yīng)用《動物分子生物學》教學課件：第八章-動物的分子標記及應(yīng)用表型差異標記(geneticmarker)基因遺傳差異表型差異標記(geneticmarker)基因遺傳差異Landmark一.遺傳標記的概念及發(fā)展1.遺傳標記的概念標記(Marker):

某個體與其它個體相區(qū)別的標志。Landmark一.遺傳標記的概念及發(fā)展1.遺傳標記的遺傳標記（geneticmarker）廣義概念：受基因控制，能表達生物的變異性且能穩(wěn)定遺傳、可被檢測的各個性狀。包括形態(tài)學、生化學、免疫學、細胞學和分子水平幾個方面。狹義概念：指分子標記，即在遺傳分析上用作標記的基因。是以個體間遺傳物質(zhì)即核苷酸序列變異為基礎(chǔ)的遺傳標記，是DNA水平遺傳多態(tài)性的直接反映。遺傳標記的共同特點：多態(tài)性、易于鑒別.遺傳標記（geneticmarker）廣義概念：狹義概念：2.遺傳標記種類形態(tài)學標記（morphologicalmarker）細胞學標記

(cytologicalmarker)免疫學標記（Immunemarkers）生化標記

(Biochemicalmarker)分子標記

(Molecularmarker)2.遺傳標記種類形態(tài)學標記（morphologicalm（1）形態(tài)學標記形態(tài)學標記指肉眼可見的或儀器測量的動物的外部形態(tài)特征，如毛色、體型、外形等，是研究動物群體起源、地方品種特征及品種間關(guān)系的遺傳標記；生理遺傳標記是反映動物生長發(fā)育、代謝過程等的一些標記，如羽毛生長速度基因（家禽）、雙胎（牛）、應(yīng)激綜合征（豬）。家禽快慢羽基因:性染色體上的2個等位基因決定雛雞羽毛生長速度的差異,其中隱性基因為快羽基因k+,顯性基因為慢羽基因K.

(1922年,

Serebrovsky)（1）形態(tài)學標記形態(tài)學標記指肉眼可見的或儀器測量的動物的外部形態(tài)學標記的特點形態(tài)標記簡單直觀、經(jīng)濟方便；標記數(shù)量多數(shù)有限、多態(tài)性較差，表現(xiàn)易受環(huán)境影響，并且有一些標記與不良性狀連鎖；形態(tài)標記的獲得需要通過誘變、分離純合等過程，周期較長；主要在早期使用。形態(tài)學標記的特點形態(tài)標記簡單直觀、經(jīng)濟方便；（2）細胞學標記是指動物個體細胞染色體數(shù)目和形態(tài)特征。主要包括：染色體核型（染色體數(shù)目、結(jié)構(gòu)、隨體有無、著絲粒位置等）和帶型（G帶、C帶、N帶、T帶等）及染色體結(jié)構(gòu)變異（缺失、重復(fù)、易位、倒位）等的變化。G帶技術(shù)——蛋白水解酶處理中期染色體片，然后用姬姆薩(Giemsa)染料染色，結(jié)果染色體呈現(xiàn)清晰、特異的G帶(Gbanding)。G帶反映了染色體DNA上A-T的豐富區(qū)；C-帶技術(shù)——是和G-帶技術(shù)同時建立的，主要用以顯示染色體中的組成型異染區(qū)，如著絲粒、端粒、核仁組成區(qū)域等而產(chǎn)生相應(yīng)的著絲粒帶、端粒帶、核仁組成區(qū)帶等。N帶——專一地顯示出核仁組織區(qū)。T帶——專一地顯示出端粒區(qū)域。（2）細胞學標記是指動物個體細胞染色體數(shù)目和形態(tài)特征。主要包細胞學標記的多態(tài)性

染色體多態(tài)性Ag-NORs（nucleolarorganizeregions）銀染核仁組織區(qū)多態(tài)性Y染色體多態(tài)性C帶多態(tài)性

染色體變異染色體數(shù)目變異：整倍性變異、非整倍性變異染色體結(jié)構(gòu)變異：缺失、倒位、重復(fù)、易位細胞學標記的多態(tài)性染色體多態(tài)性Ag-NORs（nucleo細胞學標記的特點與形態(tài)標記相比，細胞學標記的優(yōu)點是能進行一些重要基因的染色體或染色體區(qū)域定位;但細胞學標記材料需要花費較大的人力和較長時間來培育，難度很大；某些物種對染色體變異反應(yīng)敏感；還有些變異難以用細胞學方法進行檢測。細胞學標記的特點與形態(tài)標記相比，細胞學標記的優(yōu)點是能進行一些（3）免疫學標記免疫學標記是以動物的免疫學特征為遺傳標記，主要指：紅細胞抗原、白細胞抗原、胸腺細胞抗原等。白細胞抗原型（主要組織相容性復(fù)合體，majorhistocompatibilitycomplex,MHC）:牛：BoLA；豬：SLA；人：HLA紅細胞表面抗原型（血型，bloodgroup）:ABO血型。（3）免疫學標記免疫學標記是以動物的免疫學特征為遺傳標記，主（4）生化標記：即血液蛋白多態(tài)標記是以動物體內(nèi)的某些生化性狀為遺傳標記，主要指血型、血清蛋白、同工酶和同位酶等。這些蛋白質(zhì)和酶，在電場中因遷移方向和速度不同而被分離開來；不同個體在同一蛋白質(zhì)或酶座位的類型并不完全一樣，顯示出的譜帶具有多態(tài)性。（4）生化標記：即血液蛋白多態(tài)標記是以動物體內(nèi)的某些生化性狀同工酶與同位酶同工酶

(isozyme)：生物體內(nèi)具有同一底物專一性的不同分子形式的酶。同位酶

(allozyme)：指同一基因座的不同等位基因所編碼的一種酶的不同形式，其功能相同但氨基酸序列不同。由于所帶電荷的差異，可通過電泳分離辨別。同工酶與同位酶同工酶(isozyme)：生物體內(nèi)具有同一底（5）分子標記（molecularmarker）

分子標記（廣義）是以個體間遺傳物質(zhì)內(nèi)核苷酸序列變異為基礎(chǔ)的遺傳標記，是DNA水平遺傳多態(tài)性的直接反映。也稱DNA標記（狹義）。DNA標記等位基因(Allele)（5）分子標記（molecularmarker）分分子標記的特點數(shù)量多，多態(tài)性豐富；大多呈中性突變，不影響目標性狀的表達；遺傳極為穩(wěn)定，不易受生理期和外界環(huán)境等因素影響；呈共顯性或完全顯性遺傳。分子標記的特點數(shù)量多，多態(tài)性豐富；大多呈中性突變，不影響目標分子標記種類I類標記：出現(xiàn)在基因內(nèi)部，影響到該基因的功能，進而影響性狀表現(xiàn)的分子標記。II類標記：在基因外部，與基因功能無關(guān)的分子標記，也稱為匿名標記（anonymousmarker）。如微衛(wèi)星DNA標記。分子標記種類

常見的分子標記限制性片段長度多態(tài)性

(Restrictedfragmentlengthpolymorphisms,RFLP)隨機擴增多態(tài)DNA（RandomamplifiedpolymorphismDNA,RAPD）擴增片段長度多態(tài)性（Amplifiedfragmentlengthpolymorphism,AFLP）單核苷酸多態(tài)性（Singlenucleotidepolymorphisms,SNPs）DNA指紋（DNAfingerprint）微衛(wèi)星DNA（microsatelliteDNA）線粒體DNA（mitochondriaDNA，mtDNA）

常見的分子標記

限制性片段長度多態(tài)性（RFLP）限制性內(nèi)切酶可識別基因組內(nèi)某些特異DNA序列，并在此處催化裂解，產(chǎn)生一系列大小不等的DNA片段;經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳，轉(zhuǎn)移到硝酸纖維素膜上，用已標記過的特異性探針雜交;通過放射自顯影檢測出特定DNA片段的差異。限制性片段長度多態(tài)性（RFLP）限制性內(nèi)切酶可識別基因組內(nèi)Note:純合子與雜合子的區(qū)分Note:純合子與雜合子的區(qū)分PCR-RFLP結(jié)果示意圖Note:純合子與雜合子的區(qū)分PCR-RFLPNote:純合子與雜合子的區(qū)分RFLP標記原理：特定識別序列堿基改變,造成酶切位點缺失或產(chǎn)生；目標區(qū)域內(nèi)片段的插入或缺失，導致酶切片段長度的改變。RFLP標記原理：例子:

豬

ESR(雌激素受體

)基因ESR基因：具有A和B兩個等位基因

BB型豬具有更高的窩產(chǎn)仔數(shù)

AA型豬窩產(chǎn)仔數(shù)低于BB型豬例子:豬ESR(雌激素受體)基因ESR基因：豬ESR

基因型檢測AA:4.3kbAB:

4.3kb,3.7kb,0.6kbBB:3.7kb,0.6kb

豬ESR基因型檢測AA:4.3kbRFLP標記的特點遍布于整個基因組，數(shù)量幾乎是無限的；結(jié)果穩(wěn)定、可靠；呈共顯性遺傳，可區(qū)分純合子和雜合子；大多數(shù)無表型效應(yīng)，不受選擇的影響。RFLP標記的特點遍布于整個基因組，數(shù)量幾乎是無限的；

隨機擴增多態(tài)DNA（RAPD）由Williams等于1990年提出的一種檢測DNA多態(tài)性的方法,

利用一系列隨機排列堿基順序的寡核苷酸單鏈(10或11bp)作為引物(隨機引物)，對基因組DNA進行擴增，隨機獲得大小不同的DNA片段;擴增產(chǎn)物通過瓊脂糖或聚丙烯酰胺凝膠電泳進行分離，再經(jīng)溴化乙錠或銀染檢測擴增DNA片段的多態(tài)性。隨機擴增多態(tài)DNA（RAPD）由Williams等于19RAPD標記原理：與引物互補的位置發(fā)生堿基突變，導致引物結(jié)合位點的分布發(fā)生變化；引物可擴增區(qū)域內(nèi)DNA序列的插入或缺失，導致擴增片段大小發(fā)生改變。

RAPD標記原理：《動物分子生物學》教學課件：第八章-動物的分子標記及應(yīng)用RAPD電泳結(jié)果示意圖RAPD多態(tài)性主要來自：

與引物互補的位置發(fā)生堿基突變；引物可擴增區(qū)域內(nèi)DNA序列的插入或缺失。RAPD電泳結(jié)果示意圖RAPD多態(tài)性主要來自：

由于該方法中所用引物的堿基排列是隨機的，引物可達成百上千，故所檢測到的是生物體的整個基因組。

但RAPD標記具有3個主要缺點：一是RAPD標記中的一條染色帶往往是一種混合標記，是在基因組DNA中擴增位點不一、長度相同或相近的一組DNA片段的混合物;二是RAPD標記呈顯性遺傳，不能區(qū)分純合子和雜合子;三是該方法的穩(wěn)定性和重復(fù)性較差。由于該方法中所用引物的堿基排列是隨機的，引物可達成百上千，故

DNA指紋（DNAfingerprint）通過用限制性內(nèi)切酶消化基因組取得不同大小的DNA片段，然后與特異的核心探針雜交經(jīng)放射自顯影可得到一系列類似手指指紋的譜帶，稱為DNA指紋圖譜。兩個無親緣關(guān)系的個體在同一位置上共有相同區(qū)帶圖譜的機率極低，所以DNA指紋圖被認為是某一個體獨有的。這種技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于法醫(yī)和親子鑒定。DNA指紋（DNAfingerprint）通過用限制性DNAfingerprintABCDEDNAfingerprintABCDEDNA指紋產(chǎn)生的原因

衛(wèi)星DNA（satelliteDNA）

小衛(wèi)星DNA（minisatelliteDNA）衛(wèi)星DNA在同一物種不同個體間數(shù)目不同，核心序列重復(fù)次數(shù)也存在差異。同一物種不同個體基因組中的小衛(wèi)星數(shù)目不同，小衛(wèi)星核心重復(fù)序列數(shù)目也不同，所得DNA指紋圖譜不一樣。DNA指紋產(chǎn)生的原因衛(wèi)星DNA（satelliteDN小衛(wèi)星DNA的檢測小衛(wèi)星種類和數(shù)目不同導致的多態(tài)小衛(wèi)星DNA的檢測小衛(wèi)星種類和數(shù)目不同導致的多態(tài)

微衛(wèi)星DNA（microsatelliteDNA）又稱簡單重復(fù)序列（simplesequencerepeats,SSRs）、短串連重復(fù)序列（shorttandemrepeats,STRs）。以2-6個短核苷酸序列（核心序列）為基本單位（常見CA重復(fù)），呈串連重復(fù)狀散在分布于生物體整個基因組中。微衛(wèi)星DNA（microsatelliteDNA）又稱簡微衛(wèi)星多態(tài)性個體1：(CA)12個體2：(CA)8微衛(wèi)星多態(tài)性個體1：(CA)12個體2：(CA)8微衛(wèi)星DNA標記的特點分布廣泛:

廣泛分布于真核生物基因組的任何區(qū)域

高度多態(tài):

多為復(fù)等位基因基因型檢測方法簡便：聚丙烯酰胺凝膠電泳（PAGE）引物的通用性:

微衛(wèi)星側(cè)翼序列的保守性以及物種間某些染色體區(qū)段的共線性，使得從一個物種獲得的引物可以應(yīng)用于相關(guān)的分類群呈共顯性遺傳:

能很好地區(qū)分純合子與雜合子是中性標記:

多數(shù)情況下，微衛(wèi)星標記沒有任何表型效應(yīng)，因而多態(tài)性能隨著自然選擇而保留下來微衛(wèi)星DNA標記的特點微衛(wèi)星DNA的檢測微衛(wèi)星DNA的檢測聚丙烯酰胺凝膠（PAGE）檢測聚丙烯酰胺凝膠（PAGE）檢測單核苷酸多態(tài)性（singlenucleotidepolymorphism，SNP）指基因組DNA序列中單個核甘酸突變所引起的多態(tài)。多是雙等位基因，且最小等位基因頻率（minorallelefrequency,MAF）在群體內(nèi)不低于1%。單核苷酸多態(tài)性（singlenucleotidepolSNP的特點數(shù)量多，分布于整個基因組;大多表現(xiàn)為二等位基因（bialletic）多態(tài)性;呈共顯性遺傳，可區(qū)分純合子和雜合子；分析結(jié)果穩(wěn)定性和重復(fù)性好；檢測方法簡單。SNP的特點數(shù)量多，分布于整個基因組;SNP的檢測方法單鏈構(gòu)象多態(tài)性（singlestrandconformationalpolymorphism，SSCP）凝膠電泳：未知SNP；PCR-RFLP：已知SNP的基因分型；DNA芯片技術(shù)：大規(guī)模已知SNP基因分型；直接測序法：未知SNP。SNP的檢測方法單鏈構(gòu)象多態(tài)性（singlestrandSNP的基因型基因型（genotype）：二倍體生物，除了性染色體外，每個染色體都有兩份，個體所擁有的一對等位基因的類型稱作基因型，即等位基因的組合方式。例如一個SNP（A/G），則個體在該位點的基因型為：鑒定某個體的基因型，被稱為基因分型（genotyping）SNP的基因型基因型（genotype）：二倍體生物，除了SNP的單倍型單倍型（haplotype）：也叫單體型，指位于染色體上某一區(qū)域的所有SNP等位基因的集合。單倍型的理論數(shù)量：有n個SNPs，就有2n個單倍型。SNP的單倍型單倍型（haplotype）：也叫單體型，指位但由于連鎖不平衡（linkagedisequilibrium,LD）的存在，相鄰SNP的等位位點傾向于以一個整體遺傳給后代。因此，一條染色體上某一區(qū)域?qū)嶋H上只有少數(shù)幾個單倍型。連鎖不平衡：指在某一群體中，同一條染色體不同座位上某兩個等位基因同時遺傳的概率明顯高于預(yù)期的隨機遺傳的概率的現(xiàn)象。但由于連鎖不平衡（linkagedisequilibriu《動物分子生物學》教學課件：第八章-動物的分子標記及應(yīng)用由于LD的存在，實際上只存在少數(shù)幾個常見的單倍型：由于LD的存在，實際上只存在少數(shù)幾個常見的單倍型：標簽SNPs（haplotypetagSNPs,htSNPs）標簽SNPs（haplotypetagSNPs,htS《動物分子生物學》教學課件：第八章-動物的分子標記及應(yīng)用線粒體DNA（mtDNA)多態(tài)性動物體內(nèi)除了核基因組外唯一存在的核外DNA。由于線粒體基因組序列變異快，具有高度多態(tài)性，因此可以作為分子標記，用于親緣關(guān)系的判定和生物進化分析等。線粒體DNA（mtDNA)多態(tài)性動物體內(nèi)除了核基因組外唯一存二.

遺傳標記的應(yīng)用群體遺傳變異與進化研究;親緣關(guān)系的判定；高精度遺傳圖譜的構(gòu)建；分子標記輔助選擇二.遺傳標記的應(yīng)用群體遺傳變異與進化研究;1.群體遺傳變異與進化研究遺傳多樣性（geneticdiversity）：一般指品種間及品種內(nèi)個體在DNA水平上的差異。通過對遺傳多樣性的評估，可以了解品種的遺傳結(jié)構(gòu)及遺傳關(guān)系，探討品種瀕危的原因和現(xiàn)狀，從而提出合理的保護措施。

1.群體遺傳變異與進化研究遺傳多樣性（geneticdiHi,Wehavecloserelationship.Why?weareinsameprovince.No!Wehavereallycloserelationship.Theresultofmicrosatellitestellus!Hi,Wehavecloserelationship中國地方豬遺傳進化關(guān)系（微衛(wèi)星DNA標記）中國地方豬遺傳進化關(guān)系（微衛(wèi)星DNA標記）中國地方豬mt-DNA序列測定分析中國地方豬mt-DNA序列測定分析2.親緣關(guān)系的判定在育種中，常利用畜群系譜，借助親屬信息來確定個體的選留，因此系譜的準確程度是非常重要的；但在某些情況下（如寄養(yǎng)、母畜復(fù)配、錯領(lǐng)）不能準確判斷該個體的親代。微衛(wèi)星DNA呈共顯性遺傳