微卫星标记技术原理
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ssr分子标记原微卫星DNA又叫简单重复序列,指的是基因组中由1~6个核苷酸组成的基本单位重复多次构成的一段DNA,广泛分布于基因组的不同位置,长度一般在200bp以下。
研究表明,微卫星在真核生物的基因组中的含量非常丰富,而且常常是随机分布于核DNA中。
微卫星中重复单位的数目存在高度变异,这些变异表现为微卫星数目的整倍性变异或重复单位序列中的序列有可能不完全相同,因而造成多个位点的多态性。
如果能够将这些变异揭示出来,就能发现不同的SSR 在不同的种甚至不同个体间的多态性,基于这一想法,人们发展起了SSR标记。
SSR标记又称为sequence tagged microsatellite site,简写为STMS,是目前最常用的微卫星标记之一。
由于基因组中某一特定的微卫星的侧翼序列通常都是保守性较强的单一序列,因而可以将微卫星侧翼的DNA片段克隆、测序,然后根据微卫星的侧翼序列就可以人工合成引物进行PCR扩增,从而将单个微卫星位点扩增出来。
由于单个微卫星位点重复单元在数量上的变异,个体的扩增产物在长度上的变化就产生长度的多态性,这一多态性称为简单序列重复长度多态性(SSLP),每一扩增位点就代表了这一位点的一对等位基因。
由于SSR重复数目变化很大,所以SSR标记能揭示比RFLP高得多的多态性,这就是SSR 标记的原理。
RAPD 技术是建立在PCR (Polymerase Chain Reaction)基础之上的一种可对整个未知序列的基因组进行多态性分析的分子技术。
其以基因组DNA为模板, 以单个人工合成的随机多态核苷酸序列( 通常为10 个碱基对) 为引物, 在热稳定的DNA 聚合酶( Taq 酶) 作用下, 进行PCR 扩增。
扩增产物经琼脂糖或聚丙烯酰胺电泳分离、溴化乙锭染色后,在紫外透视仪上检测多态性。
扩增产物的多态性反映了基因组的多态性。
/////////////////////////////////////////////生物的基因组中,特别是高等生物的基因组中含有大量的重复序列〔14〕,根据重复序列在基因组中的分布形式可将其分为串联重复序列和散布重复序列。
鳗及其近交后代微卫星分子标记研究RAPD指纹方面的初步研究,但采用微卫星分子标记进行分析的研究还相对较少。
而微卫星分子标记方法在动植物育种上己经作为一种育种辅助标记广泛应用。
2遗传标记的发展及应用遗传标记(GelleticMarkers)是指与目标性状紧密连锁,同该性状共同分离可以明确反映遗传多态性的生物特征,是基因型特殊的可识别的表现形式,它是生物分类学、育种学、遗传学和物种起源与进化等研究的主要技术指标之一。
广义的遗传标记是指可遗传的并可检测的DNA序列或蛋白质,狭义的遗传标记概念只是指DNA分子标记(Parke:。
tal.,1998)。
理想的遗传标记一般必须达到以下几个要求: (1)具有高度的多态性;(2)共显性遗传,即利用分子标记可鉴别二倍体中杂合和纯合基因型;(3)能明确辨别等位基因;(4)遍布整个基因组;(5)除特殊位点的标记外,要求分子标记的位点均匀分布于整个基因组;(6)选择中性,即无基因多效性;(7)检测片段简单、快速,实验程序易自动化;(8)开发成本和使用成本尽量低廉;(9)在实验室内和实验室间重复性好,便于数据交换。
但是,目前发现的任何一种分子标记均不能满足以上所有要求(贾继增,1996;邱芳等,1998;赵淑清等,2000)。
遗传标记已作为一种辅助育种标记广泛应用于动、植物及其它领域。
从不同层次水平上看,它可分为形态学标记、细胞学标记、生化标记、分子标记四种2.1形态学标记形态学标记(MO甲hologicalmarkers)是指那些从表型上看显示遗传多态性的特征,即生物特征,如鱼的体高、体长、体色等。
由于形态学标记易观察、识别,因此它一直是选种、育种的重要标记,也是孟德尔遗传学创立的重要基础。
由自发突变或物理化学诱变均可获得具有特定优良性状的形态特征,通过人工选育工作使那些优良胜状稳定遗传下来,从而达到选育的目的和效果,自上个世纪80年代,我国科研工作者就开始采用形态学方法对鱼类种质资源鉴定进行研究,李思发等(1990) 对长江、珠江、黑龙江鳞、墉、草鱼种质资源进行了调查和研究。
SSR:微卫星DNA又叫简单重复序列,指的是基因组中由1~6个核苷酸组成的基本单位重复多次构成的一段DNA,广泛分布于基因组的不同位置,长度一般在200bp以下。
研究表明,微卫星在真核生物的基因组中的含量非常丰富,而且常常是随机分布于核DNA中。
微卫星中重复单位的数目存在高度变异,这些变异表现为微卫星数目的整倍性变异或重复单位序列中的序列有可能不完全相同,因而造成多个位点的多态性。
如果能够将这些变异揭示出来,就能发现不同的SSR在不同的种甚至不同个体间的多态性,基于这一想法,人们发展起了SSR标记。
SSR标记又称为sequence tagged microsatellite site,简写为STMS,是目前最常用的微卫星标记之一。
由于基因组中某一特定的微卫星的侧翼序列通常都是保守性较强的单一序列,因而可以将微卫星侧翼的DNA片段克隆、测序,然后根据微卫星的侧翼序列就可以人工合成引物进行PCR扩增,从而将单个微卫星位点扩增出来。
由于单个微卫星位点重复单元在数量上的变异,个体的扩增产物在长度上的变化就产生长度的多态性,这一多态性称为简单序列重复长度多态性(SSLP),每一扩增位点就代表了这一位点的一对等位基因。
由于SSR重复数目变化很大,所以SSR标记能揭示比RFLP高得多的多态性,这就是SSR标记的原理。
? 与其它分子标记相比,SSR标记具有以下优点:(1)数量丰富,覆盖整个基因组,揭示的多态性高;(2)具有多等位基因的特性,提供的信息量高;(3)以孟德尔方式遗传,呈共显性;(4)每个位点由设计的引物顺序决定,便于不同的实验室相互交流合作开发引物。
因而目前该技术已广泛用于遗传图谱的构建〔11,12,18,19,33〕、目标基因的标定〔8,9,21,22,26〕、指纹图〔22〕的绘制等研究中。
但应看到,SSR标记的建立首先要对微卫星侧翼序列进行克隆、测序、人工设计合成引物以及标记的定位、作图等基础性研究,因而其开发费用相当高,各个实验室必须进行合作才能开发更多的标记。
SSR分析技术的原理及案例介绍微卫星标记(microsatellite),又称为短串联重复序列(short tandem repeats,STR)或简单重复序列(simple sequence repeats,SSR),是均匀分布于真核生物基因组中的简单重复序列,由2~6个核苷酸的串联重复片段构成。
由于重复单位的重复次数在个体间呈高度变异性并且数量丰富,因此微卫星标记的应用非常广泛。
微卫星位点通常通过PCR扩增,扩增产物通过电泳分析,并根据大小分离等位基因进行检测。
由于单个微卫星位点重复单元在数量上的变异,个体的扩增产物在长度上的变化就产生长度的多态性,这一多态性称为简单序列重复长度多态性(SSLP),每一扩增位点就代表了这一位点的一对等位基因。
由于SSR重复数目变化很大,所以SSR标记能揭示比RFLP(限制性内切酶片段长度多态性)高得多的多态性,这就是SSR标记的原理。
技术特点(1)数量丰富,覆盖整个基因组,揭示的多态性高;(2)具有多等位基因的特性,提供的信息量高;(3)以孟德尔方式遗传,呈共显性(如果双亲的性状同时在F1个体上表现出来,即一对等位基因的两个成员在杂合体中都表达的遗传现象称为共显性),可鉴定出纯合子和杂合子;(4)实验重复性好,结果可靠。
每个位点由设计的引物顺序决定,便于不同的实验室相互交流合作开发引物。
应用范围(1)遗传杂交育种(2)绘制染色体遗传图谱(3)DNA指纹和品种鉴定(4)种质资源保存和利用(5)基因组关联分析经典案例案例一题目:SSR linkage map construction and QTL identification for plant height and ear height in Maize(玉米SSR连锁图谱构建与株高及穗位高QTL定位)主要技术:SSR分型技术流程:文章摘要:用玉米自交系组合R15×掖478的F2群体构建连锁图谱,并通过1年2点随机区组试验设计,考察玉米229个F2:4家系成株期的株高和穗位高。
1微卫星DNA标记的发现1974年,Skinner等在研究寄居蟹的基因组时发现了微卫星DNA的重复序列。
此后,在人、动物和酵母的基因组中都发现了类似大量的简单重复序列。
直到1986年,Ail等首次用合成的微卫星寡核苷酸作为探针用于人的指纹分析,这时才得到重视。
1988年,Jeffreys等人做了进一步的研究并使之发展成为新的遗传分子标记系统。
1989年,Litt等[1]扩增到了人类基因组微卫星序列,从而创造了“微卫星(microsatellite)”这个名称。
2微卫星DNA的结构微卫星DNA又称简单重复序列(simplesequencere-peats,SSR)或短串联重复序列(shorttandemrepeats,STR),是指以少数几个核苷酸(一般是1~6个)为单位串联重复的DNA序列。
这些重复序列的重复次数和重复程度在不同的生物体内高度变化,并且随机分布于真核生物基因组中。
普遍认为,在染色体上,除着丝粒及端粒区域外,其他区域也广泛散在分布有微卫星位点。
Weber根据微卫星核心序列排列方式的不同,将其分为完全(无间隔)、不完全(有非重复单位的碱基间隔)和复合型(2个或更多重复单位彼此毗邻连续出现)微卫星3种类型。
3微卫星DNA标记的优缺点3.1优点①分布广泛。
微卫星DNA广泛且均匀地分布于真核生物基因组中。
②多态性丰富。
由于微卫星在不同个体中的重复单位数目变异大,因而造成其长度具有高度的多态性,使其可以包含大量丰富的信息。
③简易高效安全性。
微卫星检测方法简便且效率高,单个位点检测时间很短,一般不超过24h,并可以多个位点同时进行检测。
微卫星标记没有任何表型效应,因而不存在对家畜个体的有害或次级效应。
④保守与通用性。
微卫星侧翼序列的保守性以及物种间某些染色体区段的共线性,某一物种的微卫星引物可以应用于相近物种。
⑤共显性遗传。
微卫星标记的等位基因遵循孟德尔共显性遗传,因而易区分纯合型和杂合型。
3.2缺点①建立和筛选基因文库,进行克隆和测序,都是非常繁琐、耗时的工作。
微卫星分子标记技术及其在水产动物研究中的应用作者:黎玉元姚一彬孙念来源:《湖南饲料》 2013年第2期黎玉元姚一彬孙念(湖南农业大学水生生物学实验室长沙410128)摘要:微卫星分子标记与普通分子标记相比,它具有更多的优点,因其重复性好,多态性高,含量丰富且呈共显性遗传的特点,已成为目前最受欢迎的分子标记之一,并且得到了广泛应用。
本文结合国内外的研究,主要对微卫星的形成机理、特点,以及在水产动物中的应用等方面进行综述,并对其前景进行了展望。
关键词:微卫星标记:水产动物:应用微卫星(Micro-satellite)是一种比小卫星DNA具有更短重复单元的DNA序列,它是由少数几个核苷酸(多数为2-4个)为单位多次串联重复的DNA序列,因此又被称之为简单重复序列(SingleSequence Repeats,SSR)、简短串联重复序列(ShortTandem Repeats,STR)或简单序列长度多态性(Simple sequence length Polymorphism,SSLP)。
在对微卫星的构成与分布的研究中发现重复单元的构成与分布是不一致的,因此可以将微卫星DNA序列分为3种类型:间断型(interrupted)、单一型(pure)和复合型(compound),由于微卫星具有诸多优点,因此很快就发展为一种新兴的分子标记技术,并得到了广泛应用。
1 微卫星形成的机理关于微卫星形成的机理存在着多种说法,其中主流说法有两种:第一种形成机理是DNA聚合酶滑动,在一个或多个重复单位未配对的构型中,DNA复制期间模板链和新生链瞬间分离,如果由不配对的重复序列引起的变性不断修复,则导致一个或多个重复单位的增加或丢失:第二种形成机理是DNA重组过程中,由于与不同DNA分子简单重复单位,以错位排列的构型配对和发生遗传变换导致重复单位的增加或减少。
2微卫星分子标记的特点微卫星分子标记是一种中性”标记,受生物发育时期和环境”的影响非常小,所以能够更加客观地反映生物之间的本质差异及种群结构和进化历史,微卫星作为一种新兴的分子标记主要具有以下特点:2.1 分析操作简单易行因为微卫星分子标记采用了单位点DNA指纹技术,所以它使取样的范围得到了一定程度的扩大,同时也相应地减轻了取样工作的困难和对研究对象的影响,再加上它具有检测容易、方便,重复性较好的特点,因而使其应用更加大众化。
微卫星DNA微卫星DNA在种下分化及近缘种的鉴定中的应用农业昆虫与害虫防治姚远M071105摘要:微卫星DNA标记作为一种多态性和稳定性高、重复性好、呈共显性的分子遗传标记技术,目前已被广泛应用于昆虫学的研究中。
本文介绍了微卫星DNA标记的基本原理和特点,并综述了近年来该技术在昆虫种群遗传结构及分化、近缘种的鉴定、遗传图谱的构建、基因定位以及系统发生等领域中的应用。
关键词: 微卫星DNA标记;多态性;分化;种群早在1974 年,Skinger在蟹的DNA 中发现了一类短串联重复序列TAGG。
随后人们在人、动物和酵母的基因组中都发现了大量的简单重复序列,因为其比小卫星(10~25bp)短,每个重复单位仅1~6bp,重复数10~20次,是头尾相连的串联重复序列,故称微卫星(microsatellite),又称为简单序列重复DNA(Simple Sequence Repeat,SSR)。
重复类型有两种单核苷酸如A/T、C/G;四种二核苷酸重复AT/TA、AC/TG、AG/TC、CG/GC 以及三、四核苷酸重复类型等,但研究发现较多的为AC/TG,约占57%,其它类型较少。
而且根据微卫星核心序列排列方式的不同,可分为完全(perfect),不完全(imperfect)和复合型(compound)微卫星。
20世纪七八十年代以来,伴随着分子生物学的飞速发展,出现了多种多样的DNA分子标记[1]。
目前常用的DNA分子标记技术有限制性片段长度多态性( restriction fragment length polymorphism,RFLP) 、数量可变的串联重复序列(variable number of tandem repeat,VNTR) 、随机扩增多态性DNA ( random amp lified polymorphic DNA,RAPD) 、扩增片段长度多态性( amp lified fragment length polymorphism,AFLP) 、微卫星标记(microsatellite marker) 、简单重复序列间扩增( inter-simple sequence repeat,ISSR)和单核苷酸多态性( single nucleotide polymorphysm,SNP) 。
SSR技术1. SSR 简介说明:简单重复序列(Simple Sequence Repeat,SSR),简单重复序(SSR)也称微卫星DNA ,其串联重复的核心序列为1-6 bp,其中最常见是双核苷酸重复,即(CA) n 和(TG) n 每个微卫星DNA 的核心序列结构相同,重复单位数目10-60 个,其高度多态性主要来源于串联数目的不同。
SSR标记的基本原理:根据微卫星序列两端互补序列设计引物,通过PCR 反应扩增微卫星片段,由于核心序列串联重复数目不同,因而能够用PCR 的方法扩增出不同长度的PCR 产物,将扩增产物进行凝胶电泳,根据分离片段的大小决定基因型并计算等位基因频率。
在真核生物中,存在许多2-5bp 简单重复序列,称为“微卫星DNA”其两端的序列高度保守,可设计双引物进行PCR 扩增,揭示其多态性。
SSR具有以下一些优点:(l) 一般检测到的是一个单一的多等位基因位点;(2)微卫星呈共显性遗传,故可鉴别杂合子和纯合子;(3)所需DNA 量少。
显然,在采用SSR 技术分析微卫星DNA 多态性时必须知道重复序列两端的DNA 序列的信息。
如不能直接从DNA 数据库查寻则首先必须对其进行测序。
SSR的分类:根据SSR 核心序列排列方式的不同,可分为 3 种类型:1)完全型(perfect) ,指核心序列以不间断的重复方式首尾相连构成的DNA 。
如:ATATATATATATATATATATATATATATATATAT ;2)不完全型(imperfect) ,指在SSR 的核心序列之间有 3 个以下的非重复碱基,但两端的连续重复核心序列重复数大于 3 。
如:ATATATATGGATATATATATCGATATATATATATATATGGATATATATAT ;3)复合型(compound) ,指2 个或 2 个以上的串联核心序列由 3 个或3 个以上的连续的非重复碱基分隔开,但这种连续性的核心序列重复数不少于 5 。
SSR技术1. SSR简介说明:简单重复序列(Simple Sequence Repeat,SSR),简单重复序(SSR)也称微卫星DNA,其串联重复的核心序列为1-6 bp,其中最常见是双核苷酸重复,即(CA) n和(TG) n每个微卫星DNA的核心序列结构相同,重复单位数目10-60个,其高度多态性主要来源于串联数目的不同。
SSR标记的基本原理:根据微卫星序列两端互补序列设计引物,通过PCR反应扩增微卫星片段,由于核心序列串联重复数目不同,因而能够用PCR的方法扩增出不同长度的PCR 产物,将扩增产物进行凝胶电泳,根据分离片段的大小决定基因型并计算等位基因频率。
在真核生物中,存在许多2-5bp简单重复序列,称为“微卫星DNA”其两端的序列高度保守,可设计双引物进行PCR扩增,揭示其多态性。
SSR具有以下一些优点:(l)一般检测到的是一个单一的多等位基因位点;(2)微卫星呈共显性遗传,故可鉴别杂合子和纯合子;(3)所需DNA量少。
显然,在采用SSR技术分析微卫星DNA多态性时必须知道重复序列两端的DNA序列的信息。
如不能直接从DNA数据库查寻则首先必须对其进行测序。
SSR的分类:根据SSR核心序列排列方式的不同,可分为3种类型:1)完全型(perfect),指核心序列以不间断的重复方式首尾相连构成的DNA。
如:ATATATATATATATATATATATATATATATATAT;2)不完全型(imperfect),指在SSR的核心序列之间有3个以下的非重复碱基,但两端的连续重复核心序列重复数大于3 。
如:ATATATATGGATATATATATCGATATATATATATATATGGATATATATAT;3)复合型(compound) ,指2个或2个以上的串联核心序列由3个或3个以上的连续的非重复碱基分隔开,但这种连续性的核心序列重复数不少于5 。
如:ATATATATATATATGGGATATATATATATA 。
微卫星标记的简述微卫星标记(microsatellite),又称为短串联重复序列(simple tandem repeats, STRs)或简单重复序列(simple sequence repeats),是均匀分布于真核生物基因组中的简单重复序列,由2~6个核苷酸的串联重复片段构成,由于重复单位的重复次数在个体间呈高度变异性并且数量丰富,因此微卫星标记的应用非常广泛。
微卫星位点通常通过PCR扩增,扩增产物通过电泳分析并根据大小分离等位基因进行检测。
PCR扩增后的等位微卫星可以用多种方法检测,如荧光标记、银染。
微卫星存在于大多数生物的基因组中,被广泛的应用于遗传杂交育种和绘制染色体遗传图谱等领域。
高度多态的微卫星还可以用来在人群进行个体识别。
实验步骤1. 客户收集标本(血液或组织等标本)并提取DNA。
2. 设计引物序列并扩增,琼脂糖电泳检测结果。
3. 合成荧光标记引物。
4. 进行PCR扩增,产物通过测序仪器电泳检测, 获得扩增片段大小。
5. 分析测序仪器读出的数据,给结果图谱。
微卫星DNA 也称简单串联重复序列( Simple Sequence Repeats,简称SSRs)或简单串联重复序列多态性(Short Tandem Repeat Polymorphism,简称STRP)。
微卫星DNA 是真核生物基因组重复序列中的主要组成部分,主要由串联重复单元组成,每单元长度在1-10bp 之间,1 个SSR 的总长度可达几十到几百个bp。
每个微卫星DNA 都由核心序列和侧翼序列组成,其核心序列呈串联重复排列。
侧翼DNA 序列位于核心序列的两端,为保守的特异单拷贝序列,能使微卫星特异地定位于染色体常染色质区的特定部位。
Weber 将微卫星分为3 类:单纯(pure) SSR、复合(compound) SSR,和间隔(interrupted) SSR。
所谓单纯SSR 是指由单一的重复单元所组成的序列,如(AT) n;复合SSR 则是由2 个或多个重复单元组成的序列,如(GT)n(AT)m;间隔SSR 在重复序列中有其它核苷酸夹杂其中,如(GT)nGG(GT)m。
微卫星DNA与亲子鉴定一. 微卫星DNA:重复单位序列最短,只有2~6bp,串联成簇,长度50~100bp,又称为短串联重复序列(Short Tandem Repeat STR)。
广泛分布于基因组中。
其中富含A-T碱基对,是在研究DNA 多态性标记过程中发现的。
1981年Miesfeld等首次发现微卫星DNA,其重复单位长度一般为1~6个核苷酸,双核苷酸重复单位常为(CA)n和(TG)n。
二.亲子鉴定:根据鉴定目的的不同,DNA亲子鉴定可以分为司法鉴定和个人鉴定。
司法鉴定,是指在诉讼活动中鉴定人运用科学技术或者专门知识对诉讼涉及的专门性问题进行鉴别和判断并提供鉴定意见的活动,是我国主要的法律鉴定制度。
三.微卫星DNA 标记是解决亲子鉴定的有效手段, 无论家畜, 还是野生动物或人工圈养小群体, 象马匹、奶牛、肉牛、东北虎、绵羊、鳄鱼等动物都有学者成功解决了亲子关系的确认。
Ellegr en 等用5 个马科的微卫星座位( 要求有 6 个以上的多态性座位) 判定马的亲权关系可使排除率达98% 以上, 10个位点排除率达99. 99% 。
Binns 等用 6 个微卫星位点解决了20 匹以前用血型无法判定的纯血马的亲权归属, Lee 和Choi 应用14 对马科微卫星引物对纯种马进行鉴定, 结果支持微卫星标记在亲子鉴定中的潜力, 排除率为99. 98% 。
Sherm an 等[使用微卫星座位评价肉牛公牛数量和公牛间亲缘关系对后代的影响, 并计算非父排除率和不明父亲的概率。
贾名威等用 6 个微卫星座位判清了几头奶牛的嫌疑父亲, 还使用这 6 对引物为法院做过亲子鉴定, 破案后确与事实吻合。
Mo mmens 等用微卫星引物作了大量的亲子鉴定研究, 同时也指出微卫星是作为遗传距离计算和分子系统发生树构建的理想标记。
张于光等用 6 对家猫和 4 对苏门答腊虎共 10 对引物鉴定了7 个父子关系不清的东北虎后代。
对于绵羊的嫌疑父亲确认也是一样的有效与准确Fitzsim mons 等( 2002) 用微卫星 DNA 标记结合mtDNA 对暹罗鳄、古巴鳄及湾鳄 103 只个体进行研究, 成功鉴定出 4 个个体为种间杂交后代, 其中 2 个最初的形态鉴定有误, 而有 1 个险些作为纯种暹罗鳄野外放养, 有效地避免了种间杂交个体对野外群体中暹罗鳄种质资源的影响。
水产生物微卫星标记技术研究进展及其应用一、本文概述随着现代生物技术的飞速发展,微卫星标记技术(Microsatellite Markers)已成为水生生物学研究中不可或缺的工具。
本文旨在全面综述水产生物微卫星标记技术的最新研究进展,包括其在水生生物遗传多样性分析、种群遗传结构解析、亲缘关系鉴定、遗传图谱构建、基因定位以及辅助育种等多个领域的应用。
本文还将探讨微卫星标记技术在未来水产生物学研究中的发展趋势和潜在挑战。
我们将对微卫星标记技术的基本原理和特点进行简要介绍,以便读者对该技术有一个清晰的认识。
随后,我们将重点回顾近年来微卫星标记技术在各类水产生物(如鱼类、甲壳类、贝类等)中的研究应用,以及所取得的重要成果。
在此基础上,我们将分析当前研究中存在的问题和不足,并对未来发展方向进行展望。
通过本文的阐述,我们期望能为从事水产生物学研究的学者和技术人员提供有益的参考和启示,推动微卫星标记技术在水产生物学领域的应用和发展。
二、微卫星标记技术的基本原理和方法微卫星标记技术,也称为简单序列重复(Simple Sequence Repeats, SSRs)或短串联重复(Short Tandem Repeats, STRs),是一种基于DNA序列多态性的分子标记技术。
其基本原理是利用生物基因组中广泛存在的微卫星DNA序列,这些序列由1-6个碱基组成的重复单元串联而成,重复次数在不同个体或品种间存在差异,从而表现出多态性。
微卫星位点的筛选和引物设计:通过生物信息学方法,从已知的基因组序列中筛选出微卫星位点,然后利用这些位点的序列信息设计特异性引物。
PCR扩增:以基因组DNA为模板,利用设计的特异性引物进行PCR 扩增,扩增产物即为包含微卫星序列的DNA片段。
电泳检测和数据分析:将PCR产物进行凝胶电泳,根据DNA片段的大小差异进行分离,然后通过凝胶成像系统观察并记录结果。
通过对电泳图谱的分析,可以计算出微卫星序列的重复次数,从而得到不同个体或品种间的多态性信息。
1.RFLP限制性片段长度多态性(restriction fragment length polymorphism,缩写RFLP) 技术的原理是检测DNA在限制性内切酶酶切后形成的特定DNA片段的大小。
因此凡是可以引起酶切位点变异的突变如点突变(新产生和去除酶切位点)和一段DNA的重新组织(如插入和缺失造成酶切位点间的长度发生变化)等均可导致RFLP的产生。
技术路线:不同个体DNA的提取PCR扩增目的片断酶切凝胶电泳分开DNA片段转膜Southern杂交数据分析缺点:RFLP分析对样品纯度要求较高,样品用量大,且RFLP多态信息含量低,多态性水平过分依赖于限制性内切酶的种类和数量,加之RFLP分析技术步骤繁琐、工作量大、成本较高,所以其应用受到了一定的限制RFLP原理图示:2.RAPD原理:RAPD技术的全称是随机扩增多态性DNA(Random Amplified Polymorphic DNA),此技术建立于PCR基础之上,使用一系列具有10个左右碱基的单链随机引物,对基因组的DNA全部进行PCR扩增,以检测多态性。
由于整个基因组存在众多反向重复序列,因此须对每一随机引物单独进行PCR。
单一引物与反向重复序列结合。
使重复序列之间的区域得以扩增。
引物结合位点DNA序列的改变以及两扩增位点之间DNA碱基的缺失、插入或置换均可导致扩增片段数目和长度的差异,经聚丙烯酰胺或琼脂糖凝胶电泳分离后通过EB染色以检测DNA片段的多态性。
原理示意图:若位点2处碱基发生改变,则技术路线:选择随机引物DNA的提取PCR反应凝胶电泳图谱分析RAPD的缺点:RADP图谱中某些弱带重复性较差,而且目前该法在引物长度和序列及应用的引物数目、扩增反应条件等实验技术方面未标准化,影响了不同条件下结果的可比性;每个标记含有的信息量小;有假阳性或假阴性结果;显性标记,无法区分从一个位点扩增的DNA片段是纯合的还是杂合的,无法进行等位基因分析。
微卫星标记技术原理
微卫星标记技术是一种基于PCR (Polymerase Chain Reaction) 扩增的分子标记技术。
微卫星是基因组中较短、高度可变重复序列(Simple Sequence Repeats, SSRs),在不同个体或同一基因组中的
不同位置均有差异。
微卫星标记技术通过引物对位于微卫星序列的两
端的flanking序列进行PCR扩增,再以电泳方法进行分离和检测。
具体步骤包括:1. DNA提取,取得待检测组织的DNA;2. 引物
设计,设计与微卫星重复序列两侧的flanking序列可以特异性结合的
引物;3. PCR扩增,将待检测的DNA模板按设定条件进行PCR扩增;4. 电泳分离,将扩增产物以电泳方式分离出来;5. 图谱显示和分析,通
过显示分离出来的电泳带,分析出样品间和亲缘关系的差异以及基因
型信息。
微卫星标记技术具有高度多态性、重复性好、易于检测、特异性
强等优点。
它已广泛应用于动植物的遗传多样性、种间亲缘关系研究、基因定位及遗传距离测定等方面。