各种分子遗传标记简介
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分子标记与遗传图谱AFLP的原理是基于PCR技术扩增基因组DNA限制性片段,基因组DNA先用限制性内切酶切割,然后将双链接头连接到DNA片段的末端,接头序列和相邻的限制性位点序列作为引物结合位点。
限制性片段用二种酶切割产生,一种是罕见切割酶,一种是常用切割酶。
选择特定的片段进行PCR扩增,由于在所有的限制性片段两端加上带有特定序列的“接头”,用与接头互补的但3’端有几个随机选择的核苷酸的引物进行特异PCR扩增,只有那些与3’端严格配对的片段才能得到扩增。
再在有高分辨力的测序胶上分开这些扩增产物,用放射性法、荧光法或银染染色法均可检测之。
该技术包括三个步骤: DNA被限制性内切酶切割,然后与AFLP聚核苷酸接头 adapter 连接;利用PCR方法,通过变性、退火、延伸循环,选择性扩增成套的限制性片段,经过多次循环,可使目的序列扩增到0.5~1μg;利用聚丙烯酰胺凝胶电泳分离扩增的DNA片段。
利用一套特别的引物在不需要知道DNA序列的情况下,可在一次单个反应中检测到大量的片段。
由于AFLP扩增可使某一品种出现特定的DNA 谱带,而在另一品种中可能无此谱带产生;这种通过引物诱导及DNA扩增后得到的DNA多态性可作为一种分子标记;所以说AFLP技术是一种新的而且有很大功能的DNA指纹技术。
简单序列长度多态性 Simple Sequence Length Polymorphisms,SSLP 限制性片断长度或PCR产物长度因为小卫星或微卫星随机重复数量的变化形成的差异。
SSLP具有多等位性,有两种SSLP常用于作图:小卫星序列:又称可变串联重复,其重复单位为数十个核苷酸。
微卫星序列:或简单重复序列,其重复单位为1-6个核苷酸,由10-50个重复单位串联组成。
微卫星序列的应用比小卫星序列的应用普遍的多,原因有二:小卫星序列大多集中在染色体的端部;而微卫星序列在整个基因组中分布广密度高;微卫星序列PCR分析:PCR扩增的DNA长度少于300bp时,反应既快速又精确。
分子标记概述遗传标记主要有四种类型:形态标记(morphological marker)、细胞标记(cytological markers)、生化标记(Biochemical marker)和分子标记(molecular marker).分子标记是其中非常重要的一种,他是以个体间遗传物质内核苷酸序列变异为基础的遗传标记,是DNA水平遗传多态性的直接的反映。
早在1923年,Sax等就提出利用微效基因与主基因的紧密连锁,对微效基因进行选择的设想。
但由于形态标记数目有限,而且许多标记对育种家来说是不利性状,因而难以广泛应用。
细胞标记主要依靠染色体核型和带型,数目有限。
同工酶标记在过去的二、三十年中得到了广泛的发展与应用.作为基因表达的产物,其结构上的多样性在一定的程度上能反映生物DNA组成上的差异和生物遗传多样性。
但由于其为基因表达加工后的产物,仅是DNA全部多态性的一部分,而且其特异性易受环境条件和发育时期的影响;此外同工酶标记的数量有限,不能满足育种需要。
近年来,分子生物学的发展为植物遗传标记提供了一种基于DNA变异的新技术手段,即分子标记技术。
与其它标记方法相比,分子标记具有无比的优越性。
它直接以DNA形式出现,在植物体的各个组织、各发育时期均可检测到,不受季节、环境的限制,不存在表达与否的问题;数量极多,基因组变异极其丰富,分子标记的数量几乎是无限的;多态性高,利用大量引物、探针可完成覆盖基因组的分析;表现为中性,即不影响目标性状的表达,与不良性状无必然的连锁;许多标记为共显性,对隐性的性状的选择十分便利,能够鉴别出纯合的基因型与杂合的基因型,提供完整的遗传信息。
随着分子生物学技术的发展,现在DNA分子标记技术已有数十种,广泛应用于遗传育种、基因组作图、基因定位、物种亲缘关系鉴别、基因库构建、基因克隆等方面。
分子标记的概念有广义和狭义之分.广义的分子标记是指可遗传的并可检测的DNA序列或蛋白质。
分⼦标记介绍分⼦标记是指可遗传的并可检测的DNA序列或蛋⽩质。
即DNA⽚段即能反映⽣物个体或种群间基因组中某种差异特征的DNA ⽚段;能受基因控制并且能够稳定遗传的,能代表个体或群体的遗传特征,并可被⽤作遗传分析的物质。
它能够直接反映基因组间DNA间的差异。
常⽤的分⼦标记有RFLP、RAPD、AFLP、SSR、ISSR、EST等。
RAPD、AFLP属于以PCR为基础的分⼦标记;RFLP属于以Southern为基础的分⼦标记;SSR、ISSR属于以重复序列为基础的分⼦标记;EST以mRNA为基础的分⼦标记。
1 主要的分⼦标记介绍1.1 限制性⽚段长度多态性(RFLP)RFLP是应⽤Southern杂交技术检测DNA在限制性内切酶酶切后形成的特定DNA⽚段的⼤⼩。
所以对于引起酶切位点变异的突变如点突变或部分DNA⽚段的缺失、插⼊、倒位⽽引起酶切位点缺失或获得等均可应⽤。
此⽅法的基本步骤包括:DNA的提取、⽤限制性内切酶酶切DNA、凝胶电泳分开DNA⽚段、把DNA⽚段转移到滤膜上、利⽤放射性标记的探针显⽰特定的DNA⽚段、分析结果。
探针⼀般选择单拷贝的。
其优点为共显性标记,稳定且可重复但耗时,昂贵且需应⽤同位素。
⽤该技术可作出植物的RFLP图谱,并应⽤于植物遗传和育种研究。
杨长红等采⽤PCR-RFLP技术,对库尔勒⾹梨等19个主要梨品种的cpDNA遗传多态性进⾏研究,其利⽤10对通⽤引物对总DNA进⾏扩增,并且采⽤7种限制性内切酶对PCR产物进⾏酶切,通过软件分析得出:7对引物(cp01、cp02、cp03、cp04、cp06、cp09、cp10)能在梨属植物上扩增出1条特异性谱带,cp09/MvaI,cp03/Hin6I的酶切位点有显著差异。
根据结果分析,库尔勒⾹梨与鸭梨、砀⼭梨、苹果梨、早酥、慈梨、⾦川雪梨、锦丰、新疆句句梨的平均距离系数较⼩,与其他梨的平均距离系数较⼤。
1.2 随机扩增多态性DNA(RAPD)RAPD是以8-10个碱基的随机寡聚核苷酸序列为引物,利⽤PCR技术⾮特异性扩增DNA⽚段,然后⽤凝胶电泳分开扩增⽚段,即得到⼀系列多态性DNA⽚段.染⾊后即可进⾏多态性分析。
1. 引言分子标记,作为一种现代遗传学和生物技术领域的重要技术手段,已经在众多生物学领域得到广泛应用。
其中,在林木遗传育种研究中,分子标记技术的应用也日益受到重视。
本文将从分子标记的基本概念出发,深入探讨其在林木遗传育种研究中的应用,并结合个人理解和观点进行分析和总结。
2. 分子标记的基本概念分子标记是指在分子水平上对遗传多态性进行检测和标记的技术手段,主要包括DNA标记和蛋白质标记两大类。
常用的DNA标记包括限制性片段长度多态性(RFLP)、随机增殖多态性(RAPD)、微卫星标记和单核苷酸多态性(SNP)等。
这些标记可以在不同个体之间表现为差异性,为遗传多样性的研究提供了便利。
3. 分子标记在林木遗传育种中的应用在林木遗传育种研究中,分子标记技术的应用可以帮助研究人员快速、准确地进行遗传多样性的评估和遗传图谱的构建。
通过分子标记技术,可以鉴定和筛选出对特定性状具有重要遗传作用的分子标记位点,从而加快林木品种改良的速度。
分子标记还可以帮助研究人员进行亲本间的亲缘关系分析和遗传图谱构建,为林木杂交育种提供了重要的分子遗传学支撑。
4. 个人观点和理解在我看来,分子标记技术的应用对于林木遗传育种研究具有十分重要的意义。
通过分子标记技术,研究人员不仅可以更加准确地了解林木品种的遗传背景和遗传特性,还可以加速林木品种改良的进程,为林木资源的可持续利用和保护提供强有力的支持。
当然,分子标记技术在林木遗传育种中的应用也面临着一些挑战和限制,例如技术成本较高、大规模应用时的数据处理和分析等问题,这些都需要我们进一步深入研究和探讨。
5. 总结通过本文的探讨,我们对分子标记及其在林木遗传育种研究中的应用有了更加深入和全面的了解。
分子标记技术的应用为林木遗传育种提供了一种快速、准确和精细的遗传学分析手段,为林木资源的可持续利用和保护提供了重要支撑。
希望未来可以有更多的研究人员投入到分子标记技术在林木遗传育种中的应用研究中,推动林木遗传育种领域的发展和进步。
分子标记概述遗传标记主要有四种类型: 形态标记(morphological marker)、细胞标记(cytological markers)、生化标记(Biochemical marker)和分子标记(molecular marker)。
分子标记是其中非常重要的一种,他是以个体间遗传物质核苷酸序列变异为基础的遗传标记,是DNA 水平遗传多态性的直接的反映。
早在1923年,Sax等就提出利用微效基因与主基因的紧密连锁,对微效基因进行选择的设想。
但由于形态标记数目有限,而且许多标记对育种家来说是不利性状,因而难以广泛应用。
细胞标记主要依靠染色体核型和带型,数目有限。
同工酶标记在过去的二、三十年中得到了广泛的发展与应用。
作为基因表达的产物,其结构上的多样性在一定的程度上能反映生物DNA组成上的差异和生物遗传多样性。
但由于其为基因表达加工后的产物,仅是DNA 全部多态性的一部分,而且其特异性易受环境条件和发育时期的影响;此外同工酶标记的数量有限,不能满足育种需要。
近年来,分子生物学的发展为植物遗传标记提供了一种基于DNA变异的新技术手段,即分子标记技术。
与其它标记方法相比,分子标记具有无比的优越性。
它直接以DNA形式出现,在植物体的各个组织、各发育时期均可检测到,不受季节、环境的限制,不存在表达与否的问题;数量极多,基因组变异极其丰富,分子标记的数量几乎是无限的;多态性高,利用大量引物、探针可完成覆盖基因组的分析;表现为中性,即不影响目标性状的表达,与不良性状无必然的连锁;许多标记为共显性,对隐性的性状的选择十分便利,能够鉴别出纯合的基因型与杂合的基因型,提供完整的遗传信息。
随着分子生物学技术的发展,现在DNA分子标记技术已有数十种,广泛应用于遗传育种、基因组作图、基因定位、物种亲缘关系鉴别、基因库构建、基因克隆等方面。
分子标记的概念有广义和狭义之分。
广义的分子标记是指可遗传的并可检测的DNA序列或蛋白质。