应用创造酶切位点法检测单碱基突变
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遗传HEREDITAS(Beijing)25(3):327 ̄329,2003 技术与方法
应用创造酶切位点法检测单碱基突变
赵春江,李 宁,邓学梅
(中国农业大学农业生物技术国家重点实验室,北京100094)
摘要:应用引物错配技术结合单碱基突变位点而配合成一个酶切位点,使之成为可用PCR--RFLP方法分析的
突变位点,是对单碱基突变位点进行基因型鉴定的有效而简捷的手段。本文以鸡胞外脂肪酸结合蛋白(Extracellu—
ar fattv acid binding protein,Ex—FABP)基因单碱基突变的基因型检测为例,探讨了应用创造酶切位点PCR(Cre—
ated Restriction Site PCR,CRS--PCR)检测单碱基突变基因型的思路、方法和策略。
关键词:CRS—PCR;EX—FABP基因;SNP检测 中图分类号:Q953 文献标识码:A 文章编号:0253—9772(2003)02—0327—03
The Establishment of Method for Identifying
SNP Genotype by CRS--PCR
ZHAO Chun—Jiang,LI Ning,DENG Xue—Mei
(NationalKeyLaboratoryforAgrobiotechnology,ChinaAgricultural University,Beijing 100094,China)
Abstract:Created Restriction Site PCR(CRS—PCR)is a simple and efficient method tO identify SNP genotypes.One or more mismatch bases are used in a primer tO create a restriction site by combining SNP site after PCR.The CRS
PCR products can be genotyped with a way the same as PCR—RFLP.In the study,Extracelluar fatty acid binding
protein(EX—FABP)gene was served as an example for establishing the CRS—PCR method.Strategy of CRS—
PCR was also discussed.
Key words:CRS—PCR;EX—FABP gene;genotyping of SNP
单碱基突点是DNA序列突变中常见的一种。人类基
因组计划重要成果之一就是发现在人类基因序列中存在着 大量单碱基多态性(Single Nucleotide Polymorphism,
SNP)[1 ]。在家禽、家畜基因组内不少SNP位点和动物的
生产性状密切相关,通过对这些位点的检测可对动物的选种 育种提供大量的辅助信息。而对单碱基多态性位点的检测
有赖于操作简便、结果明了的检测方法。较常见的单碱基多
态性位点的检测方法包括测序、SSCP、RFLP等方法。这些
方法虽各有优点,但也各有其不足之处。测序可以直接测出 DNA序列中的所有突变位点的碱基替代情况,但该方法需
要昂贵的仪器和较长的步骤,成本较高;SSCP方法较为成 熟L3],但操作繁琐,耗时长,结果易造成误判;PCR—RFLP
方法要求待测多态性位点和某一酶切位点相关。创造酶切
位点法(Created Restriction Site PCR,CRS--PCR)是根据引 物碱基错配技术设计的检测单碱基突变的简单易行的方法。
其原理是:根据单碱基突变位点的碱基替代情况设计PCR
引物,其中一条引物根据突变位点邻近序列设计,人为引入
错配碱基,使得引物3 端和单碱基突变的一种突变型在
PCR扩增后形成一个酶切位点,其PCR产物可用类似PCR
RFLP(PCR Restriction Fragment Length Polymorphism)
方法进行分析。由于这种方法应用了引物3 端错配技术,
PCR产物进行酶切电泳后即可进行基因型的鉴定工作,因
此在实际运用中具有很大的灵活性,且检测方法简单易行,
是一种进行单碱基突变位点基因型鉴定的较好方法。本文
以与鸡腹脂积累密切相关的鸡胞外脂肪结合蛋白(Extracel—
luar fatty acid binding protein,Ex—FABP)基因的单碱基突 变基因型[4 的检测为例,对CRS—PCR技术的方法和策略
进行了探讨。
收稿日期:2002--06—13:修回日期:2002一O9一O5 作者简介:it ̄- ̄E(1970一),男(汉族),中国农业大学生物学院博士后,研究方向:生物技术。E—mail:chunjiangzhao@hotmail.com 通讯作者:李
宁(1962一),男,江西人,教授,博士生导师,专业:生物技术。Te1:O1O一62893323 维普资讯 http://www.cqvip.com 328 遗传HEREDITAS Beijing)2a03 25卷
过删序己知基因型的DNA样品作为建立CRS--PCR方法 1材料和方法 的标准参照
1.1材 料 I.2方 法
从肉鸡和乌骨鸡原代和F 代中提取血液DNA,并用经 已知突变点邻近序列如下所示:
L1I1l 1 c)u0 A基因 5’TGACACAGGGTTGTGTGTCCCCAG.ACTTGGCTCAGTGCCCGC 3
B基因 5 TGAcAcAGGGTTG ;lrt 丁t:c ^GcAclrrGGcTcAGTGCCCGC 3 其中. *”为单碱基囊变位点.融基替代情况为T/C}“”为碱基缺戋处,B基因对A基因有一c的插人
根据已知序列和上述序列的反向序列设计如下CRS引物序列:
CRSt 5 GTGAGCACAGGCTGAGCAAG 3’ (一I120一一1tO0)
CR 5 CTGAGCCAAGTCTGGGGACGC 3 (一1010一一989)
其中.引物CRS 3 端第二个碱基人为地由“A 变为
“G .在PCR扩增后.使之与多态性位点形成如下序列
“GCG(C/A)”.其中“GCGC”为Hhal的酶切识别位点 这
样.当甩CRS--PCR引物扩增等位基因B时.在PCR产物
中就形成了可南Hha]识别的酶切位点 PCR产物用HhaI 进行酶 后.B等位基因片段比A等位基因片段小大约一个
CRS:引物的长度 酶切结果电泳后即可得到EX— 上l尸
的基因型鉴定结果 由于在PCR所扩增的E —FAB尸基
序列范围内另有一个Hha1酶切识别位点.PCR产物酶切
后的情况如阿1所示:
A 目I一23一
《目I— ——
图1 E —FABP cRs—PCR产物Hha I酶切图
苴巾. ▲”袁示所扩增序列内的酶圳位点 “●”表示多卷眭位点}
表 引物t;RSI; 一”表示引物CRS2, Fig.I The Hha J digestion patterns nr E —n占P gene amplified with CRS--PCR primers
由圈l可知.当基因型为^‘4型时,酶田后可得到
108bp、23bp两条带型{BB型有s7bp、23bp、2]bp 3荣带型;
AB刚有108bp,87bp、23bp、21hp 4条带型。
PCR条件为.95℃5min,30循环×(95℃3I)s.68℃3Os.
72℃Irain).72℃1Omin。PCR Buffer中Mg 的浓度为
l_5mmol/l =取LOuI PcR产物.加入4U HJlnI酶四4h 用4
琼脂糖凝胶进行电泳.演化乙锭染色.在紫外灯下观察结果
2结 粜
图2为用Hhal酶切EX—F BP基 cRs PCR产物
的电泳图。第一罚=道为DNA Marker(质粒PBR322用
HaelII酶切所制),第二泳道为BB基因型.在紫外l光下清晰
可见的为87bp的带型;第i泳道为AB基因型.清晰可见的
为lO8bp、87hp两十带型:第四泳道为AA基因型.清晰可见
的为]08hp的带型{第五泳道为术经酶田的PCR产物。因
此.根据108bp和87hp两条带型即可分辩出EX FABP基
因在谈位点单碱基突变的3种基固型 料
围2用Hical酶切F —FABP基因
cRs—PCR产物的电泳圈
Fig.2 The CRS--PCR product baads of£ —FABP
gene digested with Hhal
维普资讯 http://www.cqvip.com 3期 赵春江等:应用创造酶切位点法检测单碱基突变 329
用上述设计的CRS—PCR体系对23只肉鸡和乌骨鸡杂
交后代的DNA样品进行鉴定,其结果如表1所示。
表1 EX—FABP基因频率和基因型频率
Table 1 Frequencies of genes and genotypes of EX—FABP
3讨 论
CRS—PCR是一种应用引物碱基错配技术结合单碱基
多态性位点及其近旁序列而设计的一种检测单碱基突变型
的简捷有效的手段。通过错配碱基的方法使引物3 端邻近
的序列在PCR扩增后与单碱基突变位点的一种基因型配合
成一个酶切位点,从而使PCR产物可用类似于PCR—RFLP
的方法进行基因型的鉴定。建立这一基因型检测方法的关
键在于CRS引物的设计。引物设计时应考虑到多态性位点
邻近序列的情况、错配碱基的选择和扩增片段大小等几方面
的因素。CRS引物的选择余地较小,只能利用多态性位点的
近旁序列。当邻近多态性位点的正向序列不适于作为引物
序列时,可选择其反向序列作为引物,反之亦然。选择错配
碱基时应注意碱基错配的类型和数量。有研究报道,当引物
3,端序列与模板出现G—A、G—G或C—C的碱基错配时对
PCR的扩增效率有显著的影响,在较严谨的PCR条件下会
致使引物无法延伸。而其它错配情况对PCR扩增效率则无 显著影响『5]。此外,当3 端的错配碱基过多(超过3个时), 将严重影响PCR的扩增效率 在设计CRS引物的错配碱基
时,还应考虑到所配合的酶切位点对应的限制性内切酶是否
易购得、价格是否昂贵。应用CRS—PCR时所扩增的序列长
度宜短。CRS—PCR产物酶切后,不同等位基因间片段的长
段差异只有大约一个引物的长度(一般为2Obp~25bp),如
果扩增的长度较大,这样小的片段长度的差异在电泳时不易
显示出来,将给基因型的判断带来很大不便。因此应用CRS
PCR时,扩增的长度应在100bp以内为好。
参考文献(References):
[1]Ng P C,Henikoff S.Accounting for human polymorphisms pre— dicted to affect protein functionEJ].Genome Res,2002,12(3):
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