molecularmarker分子标记
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分子标记(Molecular Markers),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。
每一代的分子标记技术代表如下:
(1)限制性片段长度多态性(Restriction Fragment Length Polymorphism,RFLP)
RFLP是第一代分子标记技术,指把特定的DNA用特点的限制性核酸内切酶进行切割,将切割形成的片段进行标记之后与其他个体进行杂交,以检测不同物种间的多态性。
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RAPD是指把第一个生物的基因组用特定的限制性核酸内切酶进行切割,将切割后形成的片段进行扩增,以这些片段为探针来检测2个或多个物种的多态性。
SSR是第二代分子标记技术,指将人工合成或提取的2-8个核苷酸为探针,将其标记之后检测2个或多个物种的多态性。
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SNP是第三代分子标记技术,标记单个特殊的核苷酸,用来检测不同个体间的差异性。
检测SNP 的最佳方法是DNA 芯片技术。
对单个核苷酸的差异进行检测,SNP 标记可帮助区分两个个体遗传物质的差异。
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。
分子标记在菊花育种上的应用菊花(Dendranthemamorifolium)是我国十大传统名花和世界四大切花之一,具有观赏、食用以及药用等多种价值。
目前在菊花育种方面的研究仍以传统方法居多,而传统的育种是在不甚明了基因背景的条件下,通过杂交和诱变等育种技术,根据分离群体的形态表现和育种者的经验等对表现型累代选择,从而实现对基因型的改良,加上环境效应较易掩盖基因效应,给目标性状的选择带来很大的难度。
这将导致菊花品种改良进展缓慢,不能满足日益增长的市场需求。
因此我们必须借助一定有效手段和方法掌握菊花的性状遗传,正确选配亲本,达到高产优质的育种目的。
而分子标记(molecularmarker)技术的发展为解决这一问题开创了新途径。
分子标记是在形态标记、细胞标记和生化标记之后发展起来较为理想的一种新的遗传标记形式,具有标记数量多,不影响目标性状的表达,不易受环境影响,结果稳定可靠,重复性好等优点,有效反映生物的个体和群体特征的遗传标记。
使菊花育种中的“间接选择”成为可能,提高了遗传分析的准确性和选育种的有效性。
目前,基于PCR的DNA标记,已广泛应用于遗传图谱的建立、基因标记、基因组作图、基因克隆、亲缘关系和遗传多样性鉴定、品种(系)指纹图谱构建、杂种纯度鉴定、目标性状的连锁和分子标记辅助育种等研究中。
1分子标记的主要类型及特点1.1RFLP标记RFLP多态性是由于DNA序列中单碱基的替换、DNA片段的插入、缺失、易位和倒位引起的。
目前已广泛应用于基因定位、指纹分析、亲缘关系确定、遗传多样性分析等方面,是发现最早、具有代表性的DNA标记技术。
RFLP具有共显性、信息完整、重复性和稳定性好等优点,但操作繁琐、技术难度高、污染大、有放射性危害等缺点。
1.2 RAPD标记RAPD通常以10碱基的寡核苷酸序列为引物,对基因组DNA随机扩增,从而得到多态性图谱作为遗传标记的方法。
RAPD技术所需模板DNA的量极少,分析步骤简单,不需要事先知道基因组的任何分子信息,合成一套引物可以用于不同生物的基因组,能快速检测大量的遗传多态性等优点。
食安0801 02 邓凯近年来,现代生物技术,特别是分子标记技术发及其产品的检验检疫工作中,分子标记技术也得到展迅速,已被广泛应用于生物进化、系统分类、物种了越来越广泛的应用。
本文综述了分子标记技术在多样性、遗传育种、品种鉴定、基因组作图或基因定植物检疫实践中的应用和发展前景。
位、基因定位克隆(map-based cloning)等领域的研1分子标记技术发展概况究。
广义的分子标记(molecular markers)是指可遗传遗传标记(geneticmarkers)的发展经历了4个阶的并可检测的DNA序列或蛋白质标记;狭义的分子段:①形态标记(morphological markers),主要指植标记概念只是指DNA标记。
蛋白质标记包括种子储物学形态特征;②细胞标记(cytological markers),主藏蛋白、同工酶(指由一个以上基因位点编码的酶的要是染色体核型和带型等;③生化标记(biochemical 不同分子形式)及等位酶(指由同一基因位点的不同markers),主要是同工酶和储藏蛋白等生化物质;等位基因编码的酶的不同分子形式)。
在出入境植物④分子标记(molecular markers),即核苷酸。
分子标记是以生物大分子(主要是遗传物质DNA)的多态性为基础的一种遗传标记。
理想的分子基于“3S”技术的数字化烟草农业标记所具有的优点:①多态性高;②遍布整个基因③检测手段简单、迅速;④无基因多效性;⑤能够明确辨别等位基因;⑥实验重复性好;⑦直接以试论林木病虫害防治信息的数DNA的形式表现,不受植物的生长条件和发育阶段的影响,在植物的任何生长阶段都可检测。
第一代分子标记(以Southern杂交技术为核心)对数字农业的认识及其基本构想现代农为限制性片段长度多态性(restriction fragment length polymorphism,缩写20世纪80年代中期发展起来的一种最早的分子标记。
分子标记名词解释
分子标记 ( Molecular Marker) 是指用于遗传分析、基因组学研究、生物信息学等方面的一类技术工具。
它可以是 DNA、RNA、蛋白质等分子,也可以是其他生物分子,如多糖、脂类等。
分子标记既可以是标记基因 (marker gene),也可以是其他非编码 RNA(ncRNA) 或蛋白质。
分子标记技术广泛应用于遗传多样性分析、基因组学研究、生物信息学等领域。
其中,遗传多样性分析包括遗传图谱构建、单核苷酸多态性 (SNP) 分析、微卫星标记分析等;基因组学研究包括基因组组装、基因组注释、基因组比对等;生物信息学则利用分子标记进行基因预测、蛋白质结构预测、基因表达分析等。
常见的分子标记技术包括:基因测序、分子标记辅助选择、基因组芯片、蛋白质组芯片、生物信息学分析等。
其中,基因测序是目前分子标记技术中最前沿、最常用的技术之一。
它可以通过测序获取基因组序列信息,为基因组学研究和生物信息学分析提供更多的信息资源。
分子标记及CDDP技术简介1.1.1 分子标记介绍分子标记Molecular Markers 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。
分子标记(Molecular marker) 与形态标记(Morphological marker) 、细胞标记(Cytological marker) 、生化标记(Biochemical marker) 共同组成遗传标记的四大标记。
后3种标记是基因表达的结果,是对基因的间接反映。
标记数目有限,多态性较差,易受环境条件的影响;而分子标记是直接在DNA分子上检测生物间的差异,是在DNA水平上遗传变异的直接反映,能对不同发育时期的个体、任何组织器官甚至细胞进行检测,数量多,遍及整个基因组,多态性高,遗传稳定,不受环境及基因是否表达的限制。
DNA分子标记具有的优越性有:大多数分子标记为共显性,对隐性的性状的选择十分便利;基因组变异极其丰富,分子标记的数量几乎是无限的;在生物发育的不同阶段,不同组织的DNA都可用于标记分析;分子标记揭示来自DNA的变异;表现为中性,不影响目标性状的表达,与不良性状无连锁;检测手段简单、迅速在近30年里,分子标记技术得到了快速发展,目前DNA分子标记已达几十种,在植物遗传多样性分析及鉴别、基因作图、基因定位、遗传育种及基因克隆等方面已经得到了广泛的应用[20]。
分子标记在动物、植物和微生物的结构及功能基因方面的研究也有很重要的作用。
两种广泛应用的分子标记技术是随机扩增多态性DNA(Random Amplified Polymorphic DNA,RAPD)[21])和扩增片段长度多态性(Amplified Fragment Length Polymorphism,AFLP)[22]。
1.1.2 CDDP技术简介1.1.2.1早在20世纪90年代初,RADP法生成DNA marker 被广泛用在多种农作物上,如基因多样性分析和数量性状基因座定位。
分子标记技术及其应用I. Term Explanation (10%, 2 points for each)1. Probe:是一段具有特异碱基序列的单链DNA或RNA分子,经过放射性或非放射性标记、杂交,用于检测互补碱基序列(Single-stranded DNA or RNA molecules of specific basesequence, labeled either radioactively or non- labeled, that are used to detect the complementary base sequence by hybridization.)2. Marker-assisted selection (MAS):通过对分子标记检测目标基因与某个分子标记的连锁,获知目标基因的基因型。
借助分子标记对目标性状的基因型进行选择,这称为MAS。
3. Gene pyramiding:通过分子标记,选择与目标基因连锁的基因型,将分散在不同品种中的有用基因聚合到同一个基因组中。
4. Molecular marker:是指能反映生物个体或种群问基因组中某种差异特征的DNA片段。
这种DNA片段的特性可通过将基因组DNA经限制性内切酶酶切、PCR扩增、分子杂交等技术在电泳凝胶上检测出来。
DNA分子标记是遗传变异在DNA水平上的直接反映。
5. Recombination inbred Lines (RIL):由两个亲本杂交后,从F2代开始采用SSD等方法经连续多代自交或姊妹交而育成的近交系。
6. Quantitative trait loci (QTL):控制数量性状的基因在基因组中的位置称为数量性状基因座(QTL)。
7. Primer:一段DNA或RNA序列。
通过复性结合到模板单链DNA,在DNA聚合酶作用下,能使核苷酸数目得到增加。
(A short DNA or RNA fragment annealed to a singled-strandedDNA and to which further nucleotides can be added by DNA polymerase. )8. Genetic marker:指受基因控制的能够稳定遗传的,且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。