DNA分子标记概述

杭州农业科技年分子标记概述陈文岳俞祥群章柏泉戈长水丁长命杭州市农业科学研究所标记是人类生产和社会实践过程中籍以分子标记的这些特征奠定了它广泛的进行有效识别的标记物遗传标记应用基础并极大地推动了生物科学研究的则是用于区别不同物种不同群体发展其影响不仅波及生物学医学和农业的不同基因型个体并且能稳定遗传具备足够各个方面且对整个社会也产生了巨大的冲变异性的一类标记在生物学研究工作中击遗传标记是重要的工具是用于观察研究生分子标记的种类与特点物遗传变异及其规律的最重要手段随着生分子标记是研究分子由于缺物技术的发展遗传标记的种类和数量也在失插人易位倒位重排或因存在长短排不断增加从形态标记甲列不一的重复序列等机制而产生的多态性深人到细胞标记生化标大致可分为三类第一类是基于分子杂记而。免疫学标记交技术为核心的分子标记技术第二类是基进人年代后诞生了直接于技术的从水平上进行遗传分析的分子标记扩增方法第三类是与酶切相结合分子标记尤其是在人类基因组研的方法究计—划简称的以分子杂交为基础的分子标记推动下分子标记的研究与应用得到了该标记技术是利用性内切酶酶解不迅猛的发展与其它种标记相比分同生物体的分子后用特异探针进行子标记具有以下优越性①直接以的形’杂交并通过放射自显影或非同位素式表现在生物体的各个组织各发育时期均显色技术来揭示的多态性可检测到不受季节环境不存在表达印玩与否的问题②数量多遍布整个基因组③甲性片段长度多态性多态性高自然存在着许多等位变异不需专是代心于年创立的也门创造特殊的遗传材料④大多数分子标记是迄今应用最广泛的一种分子标记其分析为中性标记”不引起群体表现型的较大改的基本原理是改变和染色体结构变③大多表现为共显性。而能够的变化会导致生物—碱基的体或群体之间片段签别出纯合基因型与杂合基因型提供完整酶切位点的变化用特定的性内切酶切的遗传信息⑥没有上位效应和显隐性互作割不同个体或群体的可产生大小种杭州农业科技年类数目不同的片段通过与克隆的片该标记技术是指由一系列人工合成的碱基顺序随机排列的寡核昔酸单链段探针进行与步骤可以检测到的探针有与叨杂交和放射自显影等的存在两种一般为用作廿作引物以组织中分离出来的基因组为模板进行扩增廿标记主如果引物与某要用于植物遗传连锁图的绘制和目标基因的一片段的模板具有互补的核昔酸序列该引标记目前各种作物的连锁图主要由廿②具物就会结合到单链的聚合酶就会从引物上去通过标记绘制其优点是①可靠性高这是由限一端开始合成一制性内切酶识别序列的专一性决定的有共显性段新的互补链在植物的整个基因组的许多地方以内并存在着缺点是①具种属特异性在实际中某一引物可能会与单链结合但只有在约应用中受到②需要的仪器设备较多技术也较为复杂林《〕个③对的需要量大反向平行的某一引物互补的双链分子纯度要求高④多态性水平低以时方能通过该引物合成条与该序列互补为基础的分子标记的新链且此新链可在下一次扩增循环中作标记是随着技术的诞生和发为模板合成另一新链上就可形成经过几次扩增理论展而发展起来的第二代分子标记技术该技条新链扩增产物通过琼脂术是指种引物对在耐热聚合酶的作用下利用各的某些序列进行体外扩增扩糖凝胶电泳分离和澳化乙锭染色后可在紫外光下检测到新合成的分子量大小不等的谱也称片段所形成的多态性带增产物经电泳分离并用染色法或标记引物的方法来检测扩增产物的多态性克服以往杂交技术费时费力的缺点只需少量可进行分析是技术上的一大突破为二类一是使用随机引物指纹图这些扩增片断的多态相应区域的多态性就又可分性反应了基因组的优点是简单易行需要的少巧一量极且无须事先知道序列进行扩增主要指随机扩增多态性技术无放射性实验设备简单周期短研究者的普遍欢迎因此受到叩甲简称目前该方法已广泛用于另一类标记是采用特定引物或引物种质资源鉴定与分类目标性状基因的标记对扩增的标记主要有序列特征扩增区四等研究上其缺点是①多数位点的标记表。呷简称现为显性的特点因此不能提供完整的遗传信息差序列标记位点喂③该方法在一些作物上扩增的稳定性简称卫弘小卫星又称简单重微卫星复系列与砂类似的还有任意引物引导的石呻呷卯甲简称等代但以简称一和甲随机扩增多态性技术简称扩增指纹简称使用最为广泛简单重复系列哟杭州农业科技年简称及目标性状基因的标记等研究上但由于亦称短串联重复技术需要对所研究物种的一系列微卫星是由袱等建立的一种新型位点进行克隆和测序分析以便设计相应的分子标记技术已经证明真核生物的基因引物这是非常费时费力和代价昂贵的工组中散布着大量的串联重复序列并能按孟作没有足够的投资人力和时间是不可能德尔规律稳定地遗传与分离按重复单位的实现的因而给它的利用带来了一定困难大小串联重复可分为卫星小卫星但只要找到多态性较高的引物就可表现和微卫星后二者又统称为可变数的优越性目串联重复位点五在基础上发展的相近分子标记种形卫星重复单位大分布类有①也称在异染色质区难以采用分子杂并或方即内部简单重复序列②法揭示其多态性小卫星主要分布在染‘标色体近端粒在不同个体间存在大串联数目记③一锚定一标的差异一般长度为十几个到几十个可进记行多态性分析微卫星是一个核昔与酶切相结合的标记酸组成的重复单位串联排列而成的序一廿迅比,列如为重复次数通甲扩增片征长度多态性常为一同一类微卫星可分布在年由荷兰的友玩和博士发整个基因组不同位置上由于重复次数不同明的一项技术实际是和相结合或重复程度不完全而形成每个座位的多态的一种产物它利用廿的可靠性和性因此又称为简单序列长度多态性的高效性对基因组酶切片段进行选择叫训甲且每性扩增的基本原理是类微卫星位点两侧的序列多是相对保守的单增基因组的酶切片段其检测方法是—选择性扩首先拷贝序列因此技术是根据两侧序列设设计针对某种性内切酶的通用接头计一对特异引物进行扩增然后通过琼叩以及可与接头序列和性内切酶脂糖或变性聚丙烯酞胺电泳分离扩增产切位点序列配对的专用引物通过用性物经染色后进行显色反应有进也可用内切酶酶解基因组再将接头接到放射性同位素进行显色根据扩增产物长短性片段的两端用专用引物扩增连接后的限的变化显示不同基因型的个体在每个制性片段的混合物扩增结果通过电泳显示位点上的多态性它多态性高具有廿为了达到选择性扩增的目的专用引物在酶的遗传学优点并比重复性和可信度切位点的序列的端伸出一个数量不等高最大的优点为一旦标记的引物发表后的脱氧核昔酸这些延伸核昔碱基组成是随所有实验室可共用因而是目前遗传标记中机的因此通过调整引物端的选择碱基种的热点已广泛用于资源鉴定连锁图绘制类与数目就可调节廿产物的条带的特杭州农业科技异性和数量年迟钝且所得到的主要是显性约占多态位点由于不同材料的酶切片段存在差异因而便产生了扩增产物的长度多态性数的一非共显性标记其次尚需的优点在于①标记数目多由于同位素标记安全防护和实验成本较高再者荷兰分析采用的性内切酶及选择碱基的种类数目很多所以公司已申请并拥有该项技理论上产生的标记术的专利只能免费用于非底利性的科学研究所有这些都在一定程度上制约了其在相数目是无限的②标记的多态性强利用放射性标记在变性的聚丙烯酞胺凝胶上可检测到一关领域的应用巧扩增产物非常适合于绘制品种或分子标记的应用现状和发展前景遗传标记的发展随遗传学和科技的发展而发展总的发展趋势为由低级到高级由间接到直接由粗略到精确类群的指纹图谱及进行分类研究强重复性高③稳定性等已进行了一百万个反应足以证明这一点要事先知道④在不需序列信息的情况下就可以酶切片段的扩增一分子标记作同时进行多数次可获得一为一种新的遗传标记技术由于发展时间尚条谱带⑤,可用于分也可用于分短仍存在一定的局限性但因其具极强的生析不同复杂程度的基因组命力已广泛用于生物多样性的分析种质资源的分类演化遗传图谱的构建基因的分离测定作物品种及纯度的鉴定杂交育种等许多方面并显示了独到的优势析克隆的类大片段并对克隆片段进行归因此被认为是迄今最有效的分子标记已成为制作高密度连锁图谱分子标记辅助随着多位点育种遗传多样性检测系统分类基因定位等的主要分子标记定位大规模检测技术准确性和重复性的提高及单位位点标记易用性和经济性的加强将会展示更良好的发展前景当然廿也同样存在一些不足之处首先它对模板反应上接第页是中国种子产业从无序向有加强国际交流与合作并按市场运行机制面向市场全面调整和加强新品种选育工作培序发展进而提高效益的必由之路是农业生产发展的有效保障措施对于我国多育高质量适销对路的优质好品种提高民族种业的市场竞争能力个农业科学研究所多个专业育种研究随着我国加入所而言意义更大实施植物新品种保护为该项法制工程必将为促进我国农业林业科技创新为我国农林科技产业化和国际化起到巨大的推进作用从事育种的科技人员和农业科技型企业提供了法律保障使他们在依的同时更可