《遗传学》第五章基因突变:第四节 基因突变的筛选与鉴定
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基因突变的鉴定(2010-07-05 17:37:50)转载▼标签:杂谈一.植物形态突变的鉴定经人工诱发或自然发生的变异是否属于真实的基因突变,是显性突变还是隐性突变,突变频率的高低等,都应进行鉴定。
1.真实遗传变异的鉴定变异有可遗传的变异,有不可遗传的变异。
基因本身发生化学性质的变化而引起的变异是可以遗传的,因环境条件而导致的表现型变异是不遗传的。
所以,在诱变处理材料的后代中一旦发现与原始亲本不同的变异体,首先要鉴定它是否真实遗传。
例如,在农作物诱变育种过程中,某种高杆植物经理化因素处理后,在其后代中发现个别矮杆植株,这种变异究竟是基因突变引起的呢?还是由环境条件引起的呢?二者如何鉴别呢?把变异体与原来的亲本种植在土壤条件和栽培条件均匀一致的环境下,若变异体与原始亲本的表现大体相似,即原来的变异消失了,说明它不是遗传的变异;反之,若变异体与原始亲本不同,仍然表现为矮杆,说明它是基因突变的结果。
2.如何鉴别显性突变和隐性突变利用杂交试验的方法,可以区分显性突变还是隐性突变。
以上例而言,让矮杆突变体植株与原始亲本杂交,若F1表现高杆,F2中既有高杆,也有矮杆植株,说明矮杆突变是隐性突变。
若是显性突变情况又如何呢?F1表现为矮杆,F2中矮杆:高杆为3:1。
3.利用花粉直感现象估算配子的突变率为了测定玉米子粒非甜籽变为甜粒(Su→su)的基因突变频率,以甜粒玉米纯合体作母本,用经诱变处理过的非甜粒纯合体的花粉授粉。
susu×SuSu在正常情况下,非甜(Su)对甜(su)为显性,授粉后的果穗应该完全是非甜粒种子,假如在果穗上发现甜粒种子,就可以认为是Su花粉经诱发处理以后发生了Su→su突变,并可计算出突变频率。
4.如何鉴别禾谷类作物的体细胞突变稻麦等禾谷类作物有分蘖存在,经诱变处理的种子长成的植株其体细胞突变往往只存在于个别分蘖上,因而只影响单个的穗子。
假如是显性突变,很容易在M1代发现,M1按单穗分别收获,将M1中表现突变性状的穗子单独种植,M2如发生分离,还必须种植M3代,才能确定显性植株是纯合体还是杂合体。
突变体筛选与鉴定方法近年来,基因编辑技术的发展使得我们能够更加准确地对生物进行基因改造和操作。
而基因编辑的核心工具——CRISPR/Cas9系统,也成为目前最受欢迎的基因编辑技术之一。
但是,伴随着CRISPR/Cas9系统的应用越来越广泛,也带来了突变体筛选与鉴定方法的挑战。
在这篇文章中,我们将介绍突变体的鉴定方法,探讨如何准确地筛选出想要的突变体。
一、突变体筛选的背景突变体筛选是在进行基因编辑后,判断目标基因是否得到改变,验证是否成功。
突变体最直接的改变是单核苷酸多态性(SNP),也就是一种点突变。
此外,还有DNA脱失、插入、替换等多种突变体现象。
然而,由于CRISPR/Cas9系统的特殊性质,突变体筛选方法也有所不同。
相对于传统的突变体筛选方法,CRISPR/Cas9系统可以在细胞中直接用“选育”方式来筛选突变体。
这意味着,只有在目标基因的两端都进行了编辑后,才会得到突变体。
因此,在突变体筛选中,需要一个敏感而具体的方法来判断编辑效果。
二、常见的突变体筛选方法1.聚合酶链式反应(PCR)PCR是一种快速而常见的DNA扩增技术,也被广泛地应用在突变体筛选中。
PCR可以扩增目标DNA序列,同时提供更多DNA模板来进行下一步的筛选。
PCR筛选通常需要根据目标基因的DNA序列设计引物并扩增目标DNA区域。
这样,分子生物学家就可以快速获得所需的更多模板,在下一步中用于DNA测序和鉴别。
2. T7E1酶切T7E1酶切是基于遇到不匹配DNA(也就是突变!)时,酶会将不匹配的DNA切成两段。
在CRISPR/Cas9系统中,T7E1酶可以用于分析基因组的不匹配区域,并通过Gel切胶和测序鉴定SNP的存在。
3.限制性片段长度多态性(RFLP)RFLP是利用遗传变异在各个基因组区域间的差别,通过酶切不同碱基产生的限制酶切位点差异,从而实现区分人群,确定DNA指纹或植物品种鉴定信息的方法。
这种筛选方法需要在基因组中筛选适合的酶切位点,并使用RFLP分析盒进行限定性酶切,以确定序列到位。
突变体筛选与功能鉴定随着科学技术的不断发展,突变体筛选与功能鉴定成为生物学领域中的重要研究方向之一。
突变体是指在生物体基因组中发生突变或变异的个体,通过筛选与鉴定这些突变体,我们可以深入研究基因功能和生物体的遗传特性。
一、突变体筛选方法突变体筛选主要有两种常用方法:自然突变体筛选和人工突变体筛选。
1. 自然突变体筛选自然突变体是在自然界中诞生的突变体,它们不是由人为诱导的突变。
自然突变体筛选方法主要包括观察、筛选和定位。
观察:通过对大量生物体进行观察,发现具有特定性状变化的个体。
筛选:根据特定性状进行筛选,从大量个体中挑选出表现突变性状的个体。
定位:确定突变基因的位置,找出突变体在基因组中的具体位置,并进行基因测序。
2. 人工突变体筛选人工突变体是通过人为手段诱导的突变,常用的诱导方法包括化学诱变剂和突变基因工具。
化学诱变剂:通过给生物体暴露在化学物质中,使生物体的DNA 发生突变。
常用的化学诱变剂包括EMS(剧毒亚硝酸甲酯)和ENU (乙基甲烷磺酸酯)等。
突变基因工具:利用CRISPR-Cas9等基因编辑技术,通过设计特定的引物和酶切酶,引导Cas9蛋白靶向性地编辑目标基因,导致基因发生突变。
二、突变体功能鉴定突变体筛选后,对于突变基因的功能进行鉴定是非常重要的。
常用的突变体功能鉴定方法主要有:1. 表型分析通过观察突变体在形态结构、生理生化等方面的差异,来分析突变体的表型变化,进而推测突变基因的功能。
2. 基因表达分析通过比较野生型和突变体基因的表达差异,来研究突变基因在转录水平上的功能变化。
常用的基因表达分析方法包括RT-PCR、实时荧光定量PCR等。
3. 蛋白质互作分析突变体功能鉴定还可以采用蛋白质互作分析的方法,来研究突变基因在蛋白质水平上的功能。
常用的蛋白质互作分析方法包括酵母双杂交法、质谱分析等。
4. 代谢途径鉴定通过分析突变体代谢物的变化,来研究突变基因在代谢途径上的功能。
常用的代谢途径鉴定方法包括代谢物分析、代谢组学等。