STR SSR 微卫星分析
STR
荧光标记的选择
6-FAM = Blue HEX=Green TAMRA=Yellow
LIZ=Orange
荧光PCR
上游引物的5’端作荧Байду номын сангаас标记
PCR反应体系(25μl):
10×PCR缓冲液(含15 mmol/L MgCl2)、1UTaq酶、dNTP各 0.1mmol/L,引物各0.2μmol/L、 模板DNA量约为50ng。 PCR条件: 94 ℃预变性5 min;94℃30 s、合 适的退火温度40 s,72 ℃1 min, 30 个循环;72 ℃延伸5 min。
多重荧光PCR
多重荧光PCR技术是指在一个单一反应体系中加入一对以
上的特异引物对,同时扩增多个序列,从而产生高度特异 性的反应过程,该技术能够适应高通量DNA指纹分析的需 要,节省DNA模板和试验耗材,简化操作步骤,加速试验 进程 。
应用不同荧光标记可以解决不同PCR扩增位点长度的重叠,
极大的提高效率。
微卫星DNA特点
数据大、分布广且均匀 具有极高的个体特异性 多态信息含量高 共显性遗传
微卫星标记的应用
品种鉴定
系谱分析
法医罪犯身份识别及亲子鉴定
群体间遗传距离分析 进化和遗传多样性研究等。
微卫星DNA分子标记技术
通过直接分析遗传物质的多态性来鉴别生物内在 核苷酸排布及其外在形状表现规律的技术。
间、循环数、模板浓度)
毛细管电泳检测
微卫星位点经过荧光标记PCR扩增后经遗传分析仪毛细管
电泳进行基因组扫描,通过检测片段长度来判断微卫星不 稳定性。
微卫星名词解释
微卫星名词解释
微卫星名词解释如下:
微卫星亦称为简单重复序列或短串联重复序列,是多型性的一种类型。
指两个或多个核苷酸重复排列,且不同的重复序列相邻的形式,长度约2到10个碱基对,常见于非编码的内含子中。
由于重复单位及重复次数不同,使其在不同种族,不同人群之间的分布具有很大差异性,构成了STR遗传多态性。
不同个体之间在一个同源STR位点的重复次数不同。
通过识别基因组在特定位点的特定序列重复,可能创建一个个人基因档案。
目前已经有超过10000个STR位点被公开。
STR分析法已经成为法医学领域个体识别和亲权鉴定的重要分析方法,可应用于司法案件调查,也就是遗传指纹分析。
SSR分析技术的原理及案例介绍
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。
微卫星分析讲解
3核苷酸重复有10种类型。
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 序列位于核心序 列的两端,为保守的特异单拷贝序列。
PCR扩增后的等位微卫星可以用多种方法检测,如放 射性同位素、银染、荧光标记。
我们使用的 T1 载体是 3000bb,太长的片段不易连接。
6、接头连接里面的接头是商业化接头还是贵公司设计合成的,依据是 是我们自己制备的。同问题 3,根据内切酶所切还是互补序列 一样。
沸煮
8、 解链 15lPCR 产物。 98℃沸煮 5-10min, 迅速冰浴 1 min, 48℃水浴 1-5min,迅速冰浴 1 min。这个步骤是否有问题,每步的目的是?
已知序列:先用SSR hunter扫描SSR位点, 再根据得到的序列设计引物进行后列设计引物 进行后续实验。
实验报告主要内容
文字性实验报告:包含实验试剂耗材、步骤、实验条件、 体系、引物序列、统计结果等;
各位点筛选多态性的PDF图;
2、引物设计合成及筛选
荧光引物标记:选取一对引物中的一条,合成寡核苷 酸链后在5’端合成上荧光素,FAM、HEX、TMR、ROX 标准组合;
设计与合成:荧光引物的标记效率和纯度对后期试验 至关重要,我们按照法医身份鉴定试剂盒和基因诊断 领域的标准来制备荧光引物;
筛选:我们利用M13(荧光/通用引物,18bp,在5’端 添加荧光标记,将M13互补序列添加到一条普通引物 的5’ )加尾法提供筛选服务
测序原始数据(序列和峰图均去掉载体序列);
PDF图及对应的excel表(微卫星分析);
微卫星DNA标记
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。
微卫星分析讲解
我们使用的 T1 载体是 3000bb,太长的片段不易连接。
6、接头连接里面的接头是商业化接头还是贵公司设计合成的,依据是 是我们自己制备的。同问题 3,根据内切酶所切还是互补序列 一样。
沸煮
8、 解链 15lPCR 产物。 98℃沸煮 5-10min, 迅速冰浴 1 min, 48℃水浴 1-5min,迅速冰浴 1 min。这个步骤是否有问题,每步的目的是?
目的是让 DNA 完全变性成单链 DNA,利于杂交。
1-5min, 98℃
9、杂交体系中的探针是根据 DNA 吗 不是,还有非目的 DNA。
11、菌落用的是何种菌 大肠杆菌的 TOP10 菌株。
12、TP -M13-SSR 程序中为何有两个不同的循环,目的是 前 35 个循环让引物结合扩增目的片段,后 10 个循环与 TP -M13 结合。
1、在接头连接反应中,核酸内切酶:Sau3AI,
5’
TGTAAAACGACGGCCAGT-FAM/HEX
微卫星扩增引物的来源:
直接应用已发表的微卫星DNA引物
使用近缘物种的引物
通过筛选DNA序列数据库,或筛选克隆的简 单重复序列,借助计算机软件进行引物—最好最根本的方法(引物开发)
2、目前样品是否有剩余,大概剩余多少,都哪些样品有剩余 叶片和 DNA 均有剩余,可以给您返样。
3、选用 Sau3AI 酶是否有依据 Sau3AI 能切出 4 碱基粘性末端,我们使用的接头序列是与该粘性末端匹配的,
识别 4 碱基的内切酶位点比 5 或 6 碱基的位点要多(依据概率计算) ,可以把基因组打断, 但又不会打得很碎。 也可以使用其他 4 碱基内切酶替换, 但接头序列也要与之改变。 文献中 常用的内切酶有 Sau3AI、EcoRI、Rsa I 等。
微卫星检测方法
微卫星DNA简单重复序(SSR)也称微卫星DNA,也可称为SSRP(Simple Sequence Repeat Polymorphisms),STMS (Sequence-tagged microsatellites)。
其串联重复的核心序列为1一6 bp,其中最常见是双核昔酸重复,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10一60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。
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。
1 微卫星DNA的构成及特点微卫星又称简单序列重复(Simple Se-quence Repeats,SSR)。
一般以1-6个碱基为核心序列,首尾相连组成的串联重复序列。
这种序列存在于几乎所有真核生物的基因组中,含量丰富,且呈随机均匀分布。
它们不仅大量分布于基因的间隔区和内含子中,而且还分布于基因的外显子和调控区(如启动子、增强子),真核生物平均每50-150 kb就存在一个微卫星位点,如在人类基因组中每6 kb就有1个微卫星,禽类基因组中约89 kb出现1个微卫星。
微卫星DNA 数目巨大,人类基因组中约有5×104-1×105个(CA)n重复序列,重复次数一般为15-60次,重复单位相同,其长度一般小于200 bp,但也有的更长。
每个特定位点的微卫星DNA均由两部分构成:中间的核心区和外围的侧翼区。
微卫星DNA
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二、微卫星的应用
• 1、STR应用于制作人类基因组遗传图谱 • STR在基因组内分布广泛、多态性程度高、可
自动化检测、成为制作基因组遗传图谱的首选 遗传标记。 • 1996年,法国Gene-thon实验室与美国国家卫生 研究院几个中心合作,建立了以6 000多个STR 为主体遗传标记、分辨率达194 kb的高精密度 图谱。 • STR的出现使遗传图的精度得到进一步提高,同 时也成为物理图上的标记,从而促进了遗传图 与物理图的融合。
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• 2 STR用于个体识别和亲权鉴定
• 因为STR广泛存在于基因组中,具有高度多 态性、杂合性和稳定性。当把几个STR位点 联合分析后,可以得到相当高的累积个体识 别率和父权排除率。
• 对粤、桂、琼地区14个人群STR基因座频率 调查显示15个STR基因座在14个人群中累积 个体识别能力在1. 05*10-16~3 .18*10-18, 累积非父排除率均在0.9999以上。
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• ⑶具有遗传连锁不平衡现象。
• ⑷可被转录,有些编码蛋白质,而另一些则位 于非转译区的5′端和3′端不编码蛋白质。
• ⑸属于不稳定的DNA序列,其数目在某些遗传 病中有扩大现象,而这种扩增并非是减数分裂 的重组造成,扩大可发生在减数分裂过程中, 由一代传递给另一代,也可发生在有丝分裂中, 导致嵌合体形成。与成熟人体细胞比较,微卫 星DNA在胚胎时期有丝分裂很不稳定。
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• 目前,根据m DtNA、STR标记、Y染色体DNA 以及多态性A lu I序列的研究,大多数分子 遗传学家支持现代人类单起源学说,认为现 代人类起源于20万年前的非洲原始部落,然 后向世界各地迁徙。但也有学者支持现代 人类多起源,认为除非洲外,亚洲、欧洲也
细胞str分型
细胞STR分型(cell line STR genotyping)也称为短串联重复序列(short tandem repeat,STR)分型、简单重复序列(SSR)分型或微卫星标记(Microsatellite)分型,是检测广泛分布在真核生物基因组中的简单重复序列。
一般由2-6bp的核心序列串联重复而成,构成了STR基因座的遗传多态性。
对于一个特定的个体,染色体上某个特定位置的重复序列的重复次数是固定的,而对于不同的个体重复次数可能不同,这就构成了人群中STR的多态性。
由于人类基因组中这种重复序列非常多,通过对STR多态性的检测,就可以区分个体之间的差异,确定亲缘关系。
STR/SSR具有分布广泛均匀、多态性丰富、遵循孟德尔共显性遗传、信息量大、检测简便等优点,STR/SSR分型快捷,结果准确,是非常重要的遗传标记,在遗传制图、连锁性分析、亲子鉴定、疾病基因定位和物种多态性研究等领域有着广泛的应用。
微卫星位点通常通过PCR扩增,扩增产物通过电泳分析检测。
ABI3730XL遗传分析仪对荧光标记DNA segments进行检测,加上分子量内标进行DNA片段长度计算,使STR分型变得快捷,结果也更加可靠,可以实现包括单倍型分析、遗传连锁分析或构建遗传连锁图谱等在内的多种应用。
浅析微卫星DNA
浅析微卫星DNA一、什么是微卫星DNA1.基本概念:微卫星DNA,又称为短小串联重复(Short tandem repeats,STR)或简单重复序列(Simplerepeat sequence,SRS或SSR),是存在于真核生物DNA分子中的一种简单串联重复序列哦。
2.特点:微卫星DNA的重复单位序列较短,只有1~6个核苷酸对,一般由10~50个重复单位串联组成。
每个特定位点的微卫星DNA由两部分组成,中间的核心区和外围的侧翼区。
它具有种类多、分布广、多态性高、突变率低等特点。
二、微卫星DNA的分布与多态性1.分布:微卫星DNA广泛分布于真核生物基因组中,人类23对染色体上至少分布有7901个微卫星DNA位点,平均每隔30~50kb就有1个哦。
2.多态性:微卫星DNA的多态性主要来源于串联重复次数的不同。
不同生物特定位点的微卫星DNA侧翼区大小、序列差异显著,且其差异程度能够反映不同物种的亲缘关系。
同种生物不同个体微卫星DNA的差异,则主要体现在串联重复的次数上哦。
三、微卫星DNA的应用1.亲子鉴定:由于微卫星DNA具有高度的多态性和遗传稳定性,因此可以作为亲子鉴定的有效工具呢。
通过对被鉴定人DNA样本中微卫星DNA的检测和分析,可以准确判断亲子关系哦。
2.刑事侦破:在刑事案件侦破中,微卫星DNA分析技术也被广泛应用。
通过提取犯罪现场遗留的生物样本(如血迹、毛发等),进行微卫星DNA检测和分析,可以为案件侦破提供重要线索和证据哦。
3.医学诊断:此外,微卫星DNA还可以用于医学诊断及寻找与疾病连锁的遗传标记等,为疾病的预防和治疗提供有力支持呢。
四、微卫星DNA研究的最新进展随着测序技术的不断发展,微卫星DNA的检测和分析方法也在不断改进和完善哦。
现在已经有更加高效、准确、快速的微卫星DNA检测和分析技术被开发出来,为微卫星DNA 的研究和应用提供了更加便捷和可靠的手段呢。
STRSSR微卫星分析
STRSSR微卫星分析STR/SSR/微卫星分析背景介绍微卫星标记(Microsatellite)也称为短串联重复序列(STR)或简单重复序列(SSR),是⼴泛分布在真核⽣物基因组中的简单重复序列。
微卫星位点通常通过PCR扩增和电泳检测,并根据⽚段⼤⼩分离等位基因进⾏分析;扩增后的等位微卫星可以⽤多种⽅法检测,传统⽅法采⽤聚丙烯酰胺凝胶电泳加放射显影或银染的⽅法,费时费⼒效率低。
阅微基因基于5年的经验,利⽤ABI遗传分析仪对荧光标记的DNA⽚段进⾏检测,结合分⼦量内标进⾏DNA⽚段长度计算,使STR分型变得⾼效快捷,结果也更加精确。
服务项⽬1.SSR引物开发通过富集微卫星序列,开发出20-30条具有⼀定重复特征的微卫星序列,并且对序列进⾏多态性和特异性验证。
2. 引物筛选选取部分代表性样本,利⽤普通引物进⾏PCR扩增,然后利⽤⾼分辨率芯⽚电泳或PAGE验证引物的特异性、扩增效率和基因座多态性等信息(图1)。
图1. ⽤岛津MultiNA芯⽚电泳仪进⾏引物筛选的结果3.样本批量扩增⽤带有荧光标记(FAM/HEX/TMR/ROX等)的引物,对批量样本进⾏PCR扩增。
我公司拥有⾼通量PCR仪平台,可以满⾜⼤量样本扩增需求。
4.测序仪检测带有荧光标记的PCR产物进⾏稀释后与分⼦量内标混合,⽤3730xl等测序仪进⾏⽑细管电泳,并得到原始数据(fsa⽂件,见图2)。
图2.应⽤3730xl测序仪检测得到的原始图谱5.原始数据分析编制panel和bin等⽂件,使⽤正版GeneMapper v4.0软件分析测序仪得到的fsa⽂件,并⽣成PDF图谱和Excel⽂档(包括size、基因分型等信息),分析后的电泳图谱见图3。
图3.GeneMapper软件分析后的电泳图谱6.群体遗传学分析利⽤⽣物信息学软件(POPGENE、MEGA、PHYLIP、ARLEQUIN等)对上述数据进⾏进⼀步分析,绘制遗传连锁图谱、分析连锁不平衡和分析多态性等。
SSR分析的原理及操作技术
4.制备5%的变性聚丙烯酰胺凝胶:
▪ 将长、短玻璃板固定在制胶板上,用1.0%的琼脂糖封口,将配好的 胶溶液沿玻璃板点样端小心灌入,排除气泡,待胶灌满后插入梳子 ,静置1h,让其聚合凝固。
5%变性胶
尿素 (Urea) 5×TBE buffer 40%丙稀酰胺 10%过硫酸铵
TEMED
100ml
42g 20ml 12.5ml 400µl 87.5µl
的荧光有猝灭作用,EB染色法很难检测到少于10ng的DNA条带。
▪ 银染法(硝酸银):是一种检测微量DNA的理想方法。
优点:经济、简便、快速、灵敏,无污染、分辨率高、结果可永 久保存
原理:银染液中的银离子(Ag+)可与DNA形成稳定的复合物,然后 用还原剂如甲醛在碱性条件下使Ag+还原成银颗粒,可把DNA 电泳带染色成黑褐色
PCR反应体系
▪ 一对特异引物: ▪ 1.引物长度:典型的引物长度为18-24bp,引物需要足够长,保证序列独
特性。但是长度大于24bp的引物并不意味着更高的特异性。较长的序列 可能会与错误配对序列杂交,降低了特异性,而且比短序列杂交慢,从 而降低了产量; ▪ 2.引物浓度:一般0.1-0.5 mol/L,过高的引物浓度会加剧错配发生,特 异性下降; ▪ 3.合理的G/C含量:一般为40%~60%。
微卫星标记简述
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。
STR_微卫星(SSR)
谢谢各位!!
1.4 STR突变的可能机制
• 目前认为滑链错配是短串联重复序列突 变的主要机制。 • 在DNA复制合成的过程中,新生链和模 板链之间在微卫星重复区域可能发生错 配,使得一个或者几个重复单位形成环 状,未能参与配对。如果未配对的重复 单位位于新生链,则最终得到的新生链 未配对重复单位数目比模板链多。反之, 如果未配对的重复单位位于模板链,则 最终得到的新生链未配对重复单位数目 比模板链少。
• 目前,根据STR标记、Y染色体DNA等 的研究,大多数分子遗传学家支持现代 人类单起源学说,各地迁徙。但也有学者支持现代人类多 起源,认为除非洲外,亚洲、欧洲也可能 是人类发源地。
3.4 STR用于种质鉴定和品种分类
• 由于微卫星座位的复等位性,使它易于 鉴别同一物种的不同基因型。Guilford 等利用(GA)3个微卫星标记 就能足以区分21个苹果品种。Akagi等 利用高度多变的含(AT)n的17个微卫 星标记,成功地区分了59个亲缘关系极 近的粳稻品种。
B.分析结果
4.2 STR标记的主要特点
(1)共显性标记,可鉴别出杂合子和
纯合子;
(2)具有较多的等位性变异; (3)实验重复性好,结果可靠;
(4)周期短,包括发芽时间,一般收
到样品后8天左右可得结果;
(5)无论叶片还是茎杆均可用于检验;
(6)技术难度低,一般技术人员经培训
就可上岗操作; (7)引物开发比较困难,成本较高。
实验仪器
4.1.1 DNA的提取(CTAB法)
植株材料 裂解液 异丙醇沉淀
研磨
抽提
离心洗涤
DNA溶液
细胞裂解
上层溶液
干燥溶解
4.1.2 PCR
SSR引物设计
微卫星DNA(STR)检测方法
微卫星DNA简单重复序(SSR)也称微卫星DNA,也可称为SSRP(Simple Sequence Repeat Polymorphisms),STMS (Sequence-tagged microsatellites)。
其串联重复的核心序列为1一6 bp,其中最常见是双核昔酸重复,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10一60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。
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。
1 微卫星DNA的构成及特点微卫星又称简单序列重复(Simple Se-quence Repeats,SSR)。
一般以1-6个碱基为核心序列,首尾相连组成的串联重复序列。
这种序列存在于几乎所有真核生物的基因组中,含量丰富,且呈随机均匀分布。
它们不仅大量分布于基因的间隔区和内含子中,而且还分布于基因的外显子和调控区(如启动子、增强子),真核生物平均每50-150 kb就存在一个微卫星位点,如在人类基因组中每6 kb就有1个微卫星,禽类基因组中约89 kb出现1个微卫星。
微卫星DNA数目巨大,人类基因组中约有5×104-1×105个(CA)n重复序列,重复次数一般为15-60次,重复单位相同,其长度一般小于200 bp,但也有的更长。
每个特定位点的微卫星DNA均由两部分构成:中间的核心区和外围的侧翼区。
微卫星详细实验流程
3
(13) 加 500 微升 70%乙醇于沉淀中,于 4℃12000g 离心 5min。 (14) 倾去上清,除去管壁上的酒精液滴,将开口的试管置于室温使酒精挥发,直至试管内没有可见的液体存在。 (15) 用 30 微升含有去 DNA 酶的 RNA 酶 A(20μg/ml)的 TE 重新溶解核酸,温和振荡几秒钟,贮存于-20℃。
沉淀,充分混匀后于 0℃放置 15min。用微量离心机于 4℃12000g 离心 10min。用预冷的 70%乙醇洗沉淀 1 次,再进行离心。
用 TE 重新溶解沉淀的 DNA,贮存于-20℃。
4、连接预试验和转化
(1) 建立下面的连接反应:
连接反应 A:200ng 去磷酸化的质粒 DNA;
4
连接反应 B:200ng 去磷酸化质粒 DNA 加 200ng 带磷酸化的匹配末端的外源 DNA 片断;
(一)、微卫星的制备主要包括:提取目标生物高分子量的基因组 DNA,用 Sau 3A I 酶切获得短链 DNA
(250-700bp) 、蔗糖密度剃度离心筛选大小适宜的片断、制备载体、构建重组质粒、感受态细胞的制备及 重组质粒的转化、将含重组子的菌落转移至硝酸纤维素膜上、杂交、挑取阳性克隆、测序。具体实验流程 见下图: (二)、本实验的关键技术
以少数几个核背酸 ( 多数为 2-4 个 ) 为单位多次串连重复的 DNA 序列。也称为简单序列重复 (simple sequence repeats,SSR) 、短串连重复 (short tandom repeats) 或简单序列长度多态性 (simple sequence length polymorphism) 。微卫星标记是随 PCR 技术而广泛应用起来的 , 由于其序列简短 , 通 过 PCR 很容易从基因组 DNA 中特异性地扩增出来 , 大大简化了微卫星多态性分析的操作。研究者只需在 目标基因座设计一对或多对引物 , 通过 PCR 反应从模板 DNA 中将该基因扩增出来 , 然后进行电泳分 离 , 染色显带即可 , 无需探针和同位素标记以及分子杂交等繁琐操作。微卫星分子标记的另一优点是在 基因组中分布广泛 , 而且多态性丰富。研究表明 , 在真核生物中大约每隔 10~5okb 就存在一个微卫星 , 哺乳动物基因组中约有 (5~10) × 10 4 个这种微卫星 ; 而且呈等显性遗传 , 可以从电泳结果中直接区 分纯合体和杂合体基因型。因此 , 这种分子标记已被广泛应用于构建基因图谱、种质鉴定、亲缘关系分析、 分子标记与经济性状关系分析及遗传疾病诊断。 三:如何开展 STR 技术
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STR/SSR/微卫星分析
背景介绍
微卫星标记(Microsatellite)也称为短串联重复序列(STR)或简单重复序列(SSR),是广泛分布在真核生物基因组中的简单重复序列。
微卫星位点通常通过PCR扩增和电泳检测,并根据片段大小分离等位基因进行分析;扩增后的等位微卫星可以用多种方法检测,传统方法采用聚丙烯酰胺凝胶电泳加放射显影或银染的方法,费时费力效率低。
阅微基因基于5年的经验,利用ABI遗传分析仪对荧光标记的DNA片段进行检测,结合分子量内标进行DNA片段长度计算,使STR分型变得高效快捷,结果也更加精确。
服务项目
1.SSR引物开发
通过富集微卫星序列,开发出20-30条具有一定重复特征的微卫星序列,并且对序列进行多态性和特异性验证。
2. 引物筛选
选取部分代表性样本,利用普通引物进行PCR扩增,然后利用高分辨率芯片电泳或PAGE验证引物的特异性、扩增效率和基因座多态性等信息(图1)。
图1. 用岛津MultiNA芯片电泳仪进行引物筛选的结果
3.样本批量扩增
用带有荧光标记(FAM/HEX/TMR/ROX等)的引物,对批量样本进行PCR扩增。
我公司拥有高通量PCR仪平台,可以满足大量样本扩增需求。
4.测序仪检测
带有荧光标记的PCR产物进行稀释后与分子量内标混合,用3730xl等测序仪进行毛细管电泳,并得到原始数据(fsa文件,见图2)。
图2.应用3730xl测序仪检测得到的原始图谱
5.原始数据分析
编制panel和bin等文件,使用正版GeneMapper v4.0软件分析测序仪得到
的fsa文件,并生成PDF图谱和Excel文档(包括size、基因分型等信息),分析后的电泳图谱见图3。
图3.GeneMapper软件分析后的电泳图谱
6.群体遗传学分析
利用生物信息学软件(POPGENE、MEGA、PHYLIP、ARLEQUIN等)对上述数据进行进一步分析,绘制遗传连锁图谱、分析连锁不平衡和分析多态性等。
送样要求
细胞(≥106)、组织(≥300mg)、血液(≥1ml)、基因组DNA(≥20μl,浓度≥ 50ng/μl);引物信息、片段长度范围、琼脂糖电泳图等。
提供结果
引物、微卫星分析的原始数据以及GeneMapper生成的PDF图谱、包含片段长度等信息的Excel文档和进一步的分析结果等。
成功案例
到目前为止,我公司与上百家科研机构建立合作,进行过多个物种的引物开发、多态性分析、种系鉴定和连锁图谱构建等工作,包括人、小鼠、大鼠、兔、马、犬、牛、大熊猫、鱼、虾、麻雀、蜜蜂、蚊子、蚜虫、瓢虫、小麦、玉米、大豆、棉花、杨树、苹果、葡萄和真菌等。
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