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): 

436~446. E2]吴涛,曹佳,钱频,杨明杰.ENU诱导带LacZ靶基因的 kgtll DNA突变分子机理的初步研究EJ].遗传,1999,21(1):19