SNP分子标记的原理及应用解读
SNP分析原理方法及其应用
SNPs检测方法
1.理想的检测SNPs的方法 的方法
——发现未知的SNPs，或 或检测已知的SNPs
(1) 灵敏度和准确度的要求 (2) 快速、简便、高通量 高通量、自动化 (3) 费用低廉
动脑筋的技术活，有意思 有意思，有趣，形式万变; 掌握基本原理,本质不离其中 本质不离其中
SNP分析原理方法及其应用 分析原理方法及其应用
卢大儒 复旦大学生命科学学院 遗传工程国家重点实验室
遗传分析内容
n
基因组: 染色体水平 DNA水平 基因突变 重复 重复, 缺失, 倒位,重排 甲基化 基因组不稳定 基因组不稳定 多态性: SNP STR, CNV
SNPs（single nucleotide polymorphisms) single nucleotide polymorphisms)
wt/w t wt/m
m/m
DNA序列上单个碱基对的置换、插入或缺失而引起可以遗传的基因结构的变化 插入或缺失而引起可以遗传的基因结构的变化
突变（Gene Mutation)
单核苷酸多态（SNP）
n<0.1% n<0.1% n生殖细胞或体细胞
n150% n生殖细胞
SNP分子标记的原理及应用解读
SNP分子标记的原理及应用解读SNP（Single Nucleotide Polymorphism，单核苷酸多态性）是指个体间在DNA序列中存在的单个碱基差异。
SNP是最常见的遗传变异形式，它在基因组中广泛存在，可以用来研究个体之间的遗传差异。
SNP分子标记技术通过检测SNP位点上的碱基差异，可以用来研究生物个体的遗传相关性、种群结构、物种起源、适应性以及疾病的遗传风险等。
SNP分子标记的原理是基于PCR（聚合酶链反应）技术，在PCR反应中引入荧光标记的引物来扩增感兴趣的SNP位点。
SNP位点上的碱基差异会导致引物与模板DNA序列的匹配性不同，从而影响PCR反应的效率和产物的数量。
这种差异可以通过凝胶电泳或者高通量测序等方法来检测。
1.遗传研究：SNP是人类基因组中最常见的遗传变异形式，可以用来研究个体之间的遗传差异。
通过分析SNP位点上的碱基差异，可以确定个体之间的亲缘关系、种群的遗传结构以及物种的起源演化等。
2.遗传性疾病的研究：SNP位点与许多遗传性疾病之间存在关联。
通过分析SNP位点上的碱基差异，可以确定个体对一些疾病的易感性风险，进而进行早期预防和干预。
3.个体化药物治疗：个体的基因差异可以影响药物的代谢和疗效。
通过分析SNP位点上的碱基差异，可以预测个体对一些药物的反应，进而实现个体化的药物治疗。
4.农业育种：SNP分子标记可用于农作物和家畜等的品种鉴定、个体选择和育种进展的监测等。
通过分析SNP位点上的碱基差异，可以选择具有优良特性的个体进行育种，提高农作物和家畜的产量和品质。
除了以上几个应用领域，SNP分子标记还可以应用于环境研究、种群遗传分析、疾病的诊断和预后、区域起源和扩散等方面。
由于其高度可重复性、高通量性和成本效益等特点，SNP分子标记已成为现代生命科学研究的重要工具之一、随着高通量测序技术的不断发展，SNP分子标记技术还将进一步发展和应用。
SNP分子标记的研究及应用
SN P 是 非 常 有 用 的 分 子 标 记 但 在 制 作 SN P 图~ SNP 分 型~ SNP 结 果 分 析 等 方 面 还 存 在 一 些 问 题: 首 先 制 作 SN P 图 理 论 上 需 要 约 500 个 有 代 表 性的个体 以开发一套密度至少在 100 000 左右的 SN P[12] 即使在多重 PCR 和 SN P 芯片发展方面取 得了很大进展 仍需要大量单个扩增反应对每个 SNP 进 行 靶 扩 增 但 成 本 太 高 一 般 实 验 室 难 以 开 展 该 工 作 统 计 学 上 的 准 确 性 需 要 增 加 SNP 的 密 度 但大批量扩增和检测反应所产生的错误信号也 随之增加 其次 难以确定用哪个 SN P 解决错误的 遗传问题 并对数据进行有效的分析 目前 对导致 复杂性状的多因素遗传基础还缺乏了解 经典的孟 德尔概念(两个等位基因 正常对异常) 常常被用于 分析复杂的问题 实际上 只有当导致复杂疾病的基 因仅有一个野生型和一个易感等位基因 并且等位 基因杂合度较低时 才能用统计学方法去分析遗传 标记与疾病表型的关系 连锁分析在确定复杂性状 的基因方面几乎未取得成功 遗传统计方法和工具 也有待于开发和完善 此外 SNP 还存在专利问题 因此 如果 SNP 的开发得不到足够的重视和经费支 持 那么大量的 SNP 和 cSN P 就可以被大 量 的 私人 研究机构开发与占有 这对 SNP 的研究与应用是很 不利的
SNP 在 单 个 基 因 或 整 个 基 因 组 的 分 布 是 不 均 匀 的[3]0 SN P 在 非 转 录 序 列 要 多 于 转 录 序 列 而 且 在转录区非同义突变(有氨基酸序列的改变) 的频 率 比其他方式突变的频率低得多0Halushka[3]等通 过对 75 个基因进行检测后 推测人类基因组有近百 万个 SNP 位点 其中大约有 50 万个在非编码区 估
SNP检测原理和应用
SNP的应用
1. 确定基因多态性和疾病的关系 2. 解释个体间的表型差异对疾病的易感程度 3. 对未来疾病做出诊断 4. 研究不同基因型个体对药物反应的差异，指导药物开 发及临床合理用药 5. 个体间SNP千差万别，通过SNP检测等技术进行法医 鉴定及个体识别
基因组制“物理图”、“序列图”和“转录图” 将SNPs 与人类基因组序列、物理和遗传图谱结合起来以 期在序列变异、疾病关联基因、种族遗传和基因组扫描等 方面作出进一步研究。 1998年，SNPs图谱，2227 个SNPs 定位和作图。 2001年，124万个SNPs的图谱。 目前超过500万个SNP位点，图谱未知。
疾病易感性研究中的应用
原理：SNPs被认为是一种稳定遗传的早期突变，与疾病 有着稳定的相关性。当一个遗传标记的频率在患者明显超 过非患者时，即表明该标记与疾病关联，通过比较分析两 者的单倍型和研究连锁不平衡性，可将基因组中任何未知 的致病基因定位。
Horikawa 等，应用SNPs作为遗传标记通过基于连锁不 平衡的相关分析，在墨西哥裔美国人群和北欧人群中发现 了一个糖尿病易感基因———钙离子中性蛋白酶基因 (CAPN10基因)，该基因第三个内含子上的A/G多态性 (SNP43) 同2型糖尿病(2型DM) 连锁,该位点为纯合子G 的个体患2型DM 的风险增加，这是目前为止所发现的第 一个与2型DM相关的SNP，预示了SNP在DM相关基因研 究中的重要作用。
连锁不平衡性分析
原理：首先确定一批按一定间隔存在、覆盖整个基因组的 SNP标记，然后在特定群体中寻找这些SNP 标记与待研 究特征之间的关系，即确定与特征相关的SNP基因型，从 而确定导致生物出现特定性状的基因组区域。
Martin 等，为阿尔茨海默症(Alzheimer disease，AD) 的候选基因ApoE附近的SNP制图，在ApoE周围1.5Mb 的区域内为60个SNP分型，并通过家系连锁分析，在 ApoE基因两侧各40kb的区域内13个SNP中发现有7个连 锁，已有有力证据表明这7个SNP以及ApoE基因周围 16kb内另外两个SNP与AD连锁。
SNP分子标记在玉米非生物逆境抗性上的研究进展
SNP分子标记在玉米非生物逆境抗性上的研究进展【摘要】本文综述了SNP分子标记在玉米非生物逆境抗性研究中的最新进展。
首先介绍了SNP分子标记的原理，然后详细阐述了其在玉米抗逆性研究中的应用和与非生物逆境抗性的关联。
接着探讨了SNP分子标记在玉米育种中的前景以及在提高玉米产量和质量方面的作用。
结论部分指出SNP分子标记为提高玉米抗逆性提供了新途径，并在玉米育种和产量质量提升中具有重要意义和关键作用。
该研究为进一步深入理解玉米的抗逆机制和优化育种策略提供了重要参考。
【关键词】关键词：SNP分子标记、玉米、非生物逆境、抗性、研究进展、育种、产量、质量。
1. 引言1.1 研究背景玉米（Zea mays L.）是世界上最重要的粮食作物之一，也是许多国家的主要农业经济作物之一。
玉米在生长过程中遭遇到各种非生物逆境压力，如干旱、高温、盐碱等，这些逆境会严重影响玉米的生长发育和产量。
为了提高玉米的抗逆性，人们一直在寻找新的育种方法和技术。
近年来，随着分子生物学和遗传学的发展，SNP（Single NucleotidePolymorphism）分子标记技术逐渐成为研究玉米抗逆性的重要工具。
SNP分子标记具有高度多态性、高效快速和可靠性强等优点，在玉米抗逆性研究中具有巨大的潜力。
通过对SNP分子标记在玉米非生物逆境抗性中的应用以及与玉米抗逆性的关联进行深入研究，可以为玉米育种提供新的途径和方法，进一步提高玉米的产量和质量。
研究SNP分子标记在玉米抗逆性中的作用具有极其重要的意义和价值。
1.2 研究目的玉米作为世界上最重要的粮食作物之一，在面临各种非生物逆境胁迫时往往表现出不同程度的抗性。
通过对玉米种质资源的遗传多样性进行鉴定和利用，可以为玉米的育种工作提供重要参考。
本研究旨在利用SNP分子标记技术，研究玉米种质资源中的基因型差异和遗传多样性，探讨其在玉米非生物逆境抗性中的作用机制，以及为提高玉米产量和质量提供新的遗传资源和方法。
SNP技术及发展和应用
基本步骤
1. 测序引物和 DNA 模板杂交（ PCR 扩增的、单链的），与
酶和底物孵育。 2.四种dNTP（dATPS，dTTP，dCTP，dGTP）之一被加入反 应体系，如与模板配对，与引物的末端形成共价键， dNTP的焦磷酸基团（PPi）释放出来。 3.一系列的酶学反应，发出可见光信号。每个光信号的 峰高与反应中掺入的核苷酸数目成正比。 4. ATP和未掺入的dNTP由三磷酸腺苷双磷酸酶降解，淬 灭光信号，并再生反应体系。 5.然后加入下一种dNTP。
SNP在畜牧中的应用
分析病毒、细菌基因的多态性，有助于人们了 解病毒、细菌的感染发病机制与耐药性机制。 对于耐药基因的检测可从两个方面实现：一是 通过基因表达诺芯片检测药物诱导基因表达的 改变来分析其耐药性；二是寡核苷酸芯片检测 基因组序列的SNP位点来分析耐药性。目前已 经生产出乙肝耐药、结核杆菌耐药以及艾滋病 耐药的SNP检测基因芯片，用于指导临床对病 人实施个体化治疗。
SNP的概念
单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP),主要是指在基因组水平 上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态 性。它是人类可遗传的变异中最常见的一种。 占所有已知多态性的90%以上。SNP在人类基 因组中广泛存在，平均每500～1000个碱基对 中就有1个，估计其总数可达300万个甚至更 多。
SNP在牛QTL定位上的应用
出生体重、断奶前日增重和饲养期日增重是对肉牛生 产有重要影响的生长性状，这些基因QTL定位将提高 育种进程，在育种过程中应给予考虑。U等(2002a，b) 将出生重、断奶前日增重及饲养期日增重的QTL已经 精确定位于牛5号染色体上。Li等(2004)研究表明， my／5基因的SNP与生长性状之间显著相关。W．Ge 等(2000)根据牛生长激素受体基因cDNA序列和人类的 生长激素受体基因序列设计特异性引物，利用PCR— RFLP技术，检测到了牛生长激素受体基因上的4个 SNP，它们分别为T—C(位于76bp)、G—A(位于 22bp)、T—C(位于229bp)和A—G(位于257bp)。
SNP分子标记的原理及应用
SNP分子标记的原理及应用SNP（单核苷酸多态性）是一种常见的遗传变异形式，其是指在基因组中，单个核苷酸发生变异所引起的差异。
SNP分子标记是通过检测SNP位点的变异情况来确定个体之间的遗传差异。
SNP分子标记具有高度的稳定性和高通量检测的优势，因此被广泛应用于遗传学、基因组学、生物学研究以及医学诊断等领域。
首先，SNP位点的检测是指对目标DNA样本中的SNP位点进行筛查和确定。
目前常用的SNP检测方法有PCR-RFLP（聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性）、TaqMan探针法、等位基因特异性扩增等。
其中，PCR-RFLP是最为常用的方法之一、该方法通过PCR扩增目标DNA片段，然后利用特异性内切酶切割PCR产物，根据不同SNP位点的限制酶切模式进行分析，从而确定SNP位点的变异型。
而TaqMan探针法是一种高度特异性的SNP鉴定方法，通过引入特异性的TaqMan探针来区分不同SNP位点的变异型。
等位基因特异性扩增方法则是通过引入特异性引物和探针，根据SNP位点上的变异基因特异性扩增PCR产物，以确定SNP位点的变异情况。
SNP分子标记的应用非常广泛。
在人类遗传学和基因组学研究中，SNP分子标记被广泛应用于基因关联研究、人类种群遗传结构分析、基因组遗传图谱构建等。
在农业和动植物遗传改良领域，SNP分子标记被用于作物和家畜的选育和品种鉴定。
此外，SNP分子标记也被应用于药物代谢研究、疾病预测和诊断、亲子鉴定等医学领域。
总之，SNP分子标记具有高度的稳定性和可靠性，能够有效地开展高通量、精确和快速的遗传研究与分析，成为现代遗传学研究和应用的重要工具。
SNP分子标记的原理及应用解析
1.3 变性梯度凝胶电泳（DGGE）
原理：是利用长度相同的双链 DNA片段解链温度 不同的原理,通过梯度变性胶将 DNA片段分开的电 泳技术。
2. 等位基因特异 PCR ( AS-PCR)
管经强激光激发，核酸分子解吸附为单电荷离子，电场中
离子飞行时间与离子质量成反比，通过检测核酸分子在真 空管中的飞行时间而获得样品分析物的精确分子量，从而 检测出SNP位点信息。☺
优势
（1）质谱仪检测的是分子最本质的特征之一——分子量，不涉及 荧光标记、凝胶电泳等，就能检测一个碱基的差异，准确性高，机 器本身出错的概率非常低； （2）质谱仪的灵敏度非常高，检测窗口内，任何pmol级别的物质 都能被检测出来； （3）通量高：几秒就能检测完一个反应孔； （4）操作简单，仪器要求简单，除质谱仪外，都是常规PCR仪器； （5）灵活：每天可以完成几个反应至上万个反应； （6）便宜：引物不带荧光标记，普通长度（3条引物总长80bp左 右），此外在一个反应孔内能完成4个或更多的反应，即通常所说 的4重反应； （7）兼容性强：质谱仪还能在核酸的其它方向，以及蛋白质组学、 微生物鉴定等领域也能应用。 （8）质谱技术是“一管式操作”，即反应体系在生化学实验过程 中始终在一个试管内反应，没有多次转移，这样就减少被污染的概 率。
SNaPshot PCR产物纯化
乙醇沉淀法: 11 个步骤, > 1 小时
Add reagents
Seal plate & incubate
Centrifuge
Empty plate
Add reagents
SNP分子标记简介
6. SNP在水产动物中的应用
1.群体遗传学中种群进化和亲缘关系的鉴定
2.构建水产动物遗传连锁图谱
3.运用于水产动物关联分析、QTL 定位和遗 传多样性研究的重要工具。
谢谢
4.SNP的不足
• 开发成本较高，标记量少。在海洋水产养殖动物中，SNP 标记的开发和应用处于初级阶段，目前还未广泛应用于遗 传连锁图谱的构建。
5.SNP的筛选
1.大规模基因组测序
2. EST、GSS等公共数据库中发掘
5.SNP的常用分型鉴定方法
1.基于酶切的 SNP 分型方法 2.基于杂交的 SNP 分型方法 3. 基于测序技术的 SNP 分型方法 4. 基于等位基因特异性扩增的 SNP 分型方法
SNP分子标记简介
目录
1.SNP的定义 2.SNP的研究意义 3.SNP的分类和特点 4.SNP的不足 5.SNP的筛选及常用分型方法 6.SNP在水产动物中的应用
1otide polymorphisms， SNP）
• 主要是指由于单个核苷酸的变异而引起基因组水平上DNA 序列多态性，形式包括单碱基的缺失、插入、转换及颠换 等。
• 原理上分析，突变处的碱基可以是C、G、A、T，而实际 上SNP多发生在T和C之间。
2.研究意义
1.作为第三代分子标记，用于疾病基因的定 位、克隆和鉴定。
2.基因多态性研究：研究SNPS本身对机体的 影响（生理特征、病理条件下的差异）
3.SNP的分类
1.根据基因组分布位置： 基 因 编 码 区 SNPs（cSNPs） 基 因 间 SNPs (iSNPs) 基 因 周 边 SNPs(pSNPs)
3. 基于测序技术的 SNP 分型方法
PCR 扩增目的片段
分子标记—SNP
技术路线图
☻ 方法特点
a) 该技术方法简单，不需要特殊昂贵设备，而且能较
优 快定购到实验所需试剂，实验前期准备时间短； 点 b) 如果所用的限制性内切酶正好是普通常用酶，在一
定样本量的前提下，检测成本比较低；
缺 点
a) 该方法费时费力，部分位点可能需要较长时间来 优化；
b) 酶切不完全会严重降低检测准确率。
等位基因特异寡核苷酸 片段分析（ASO）
突变错配扩增检验 （MAMA）
SNP的应
用 遗传图谱的构建
在许多物种中发现、收集与鉴定的SNPs 已经构成了庞大的序列变异数据库, 极大地促 进了遗传图谱的构建工作,使得原来冗长乏味 的事情变得轻松而有趣
用SNP标记还有助于将遗传图谱和物理图 谱进行进一步的整合
SNP标记在群体水平上的应用最具有吸引 力的方面是利用群体遗传学中的连锁不平衡原 理来进行高密度图谱的构建和进行关联分析
从某种意义上说,当前人们对SNPs产生如此 之大的兴趣在于它作为一种标记,通过连锁不平 衡作图法可以用于鉴定导致生物特定性状(如 人类疾病)的基因
一个SNP表示在基因组某个位点上有一个 核苷酸的变化，多个核苷酸的变化，即 SNPs
在描述SNPs时，当前的一致意见是用术 语 haplotype（单体型）代替术语 allele（等位基因）
位于一条染色体上某一区域的一组相关 联的SNP等位位点，被称作单体型
对于所有那些在某一位点是A而不是G的人来说，该位点周围染色体区域 上的SNPs状况很可能是一致的。这些变异连锁的区域就是单体型
d. 不受样本量的限制：而Taqman对少量样本不适 合
e. 可以检测出受污染的样本：如果一个样本的分型 峰谱偏离正常的分布，它可以提示该样本可能受 到污染或浓度过低，而其它分型方法则不能做到
玉米品种鉴定技术规程 snp 分子标记法
玉米品种鉴定技术规程一、引言玉米是我国重要的粮食作物之一，而对于玉米的种质资源鉴定与保护具有重要意义。
传统的玉米品种鉴定方法往往依赖于形态学特征和遗传学性状，但这些方法存在一定的局限性，因此迫切需要引入新的鉴定技术，其中snp 分子标记法是一种全基因组基础的玉米品种鉴定技术，具有高通量、高分辨率和高灵敏度等特点，能够有效地解决传统鉴定方法存在的问题。
本文即将介绍玉米品种鉴定技术规程中的snp 分子标记法。
二、snp 分子标记法的基本原理snp （single nucleotide polymorphisms）是一种常见的DNA序列变异类型，是基因组中地位较为稳定的核苷酸多态性，是DNA分子在个体间存在的一种常见差异。
snp 分子标记法通过检测DNA序列中snp位点的变异情况，从而进行玉米品种的鉴定。
其基本原理包括：通过PCR技术扩增目标DNA片段，然后对扩增产物进行SNP位点检测，并通过测序、杂交或其他方法判断样品间的差异，最终进行品种鉴定。
三、snp 分子标记法在玉米品种鉴定中的应用1. 样品的DNA提取在进行snp 分子标记法鉴定之前，需要进行样品的DNA提取工作。
通常可以采用CTAB法、硅胶柱法、磁珠法等方法进行DNA提取，确保所提取的DNA质量和纯度适合于后续的PCR扩增和序列检测。
2. PCR扩增PCR扩增是snp 分子标记法的关键步骤之一，可以选择合适的引物设计，按照PCR扩增的优化条件进行反应，扩增目标DNA片段。
在PCR扩增中，需要注意反应体系的准确配制、反应条件的控制和PCR 产物的纯化等工作。
3. SNP位点检测在获得PCR产物之后，需要进行SNP位点的检测工作。
可以通过测序、引物延伸、核酸芯片或者其他方法进行SNP位点的检测，从而确定样品间的差异情况。
4. 数据分析与鉴定结果获得SNP位点的检测数据之后，需要进行数据分析工作，可以利用生物信息学软件或其他统计学方法进行数据的处理和分析，最终得出品种鉴定的结果。
SNP标记
（三）分子信标技术 与Taqman技术相似， 分子信标技术也是在PCR反应体系种加入 荧光标记的探针与靶序列杂交，通过仪器 检测荧光值的变化，进行基因分型。 （四）焦磷酸测序法 焦磷酸测序法是 一种不依赖平板胶或毛细管电泳，不依赖 DNA的荧光标记/激发/检测体系的序列分 析技术，适用于已知SNP的序列验证及基因 分型。
SNP的检测方法分成四大类: （一）基因芯片技术 基因芯片技术： 是在固相支持介质上进行分子杂交和原位 荧光检测的一种高通量SNP分析方法。 （二）Taqman技术 在PCR反应系统中 加入2种不同荧光标记的探针，他们分别与 两个等位基因完全配对。探针运用了荧光 共振能量转换技术，探针的5’端和3’端 分别用特殊染料标记，称为供体-受体染料 对或爆-猝灭燃料对。
RFLP遍布低拷贝编码序列，并且非常稳定，但 RFLP实验操作繁琐，检测周期长，成本高昂， 不适于大规模的分子育种。 可以用来测定多态性是由父本还是母本产生的， 也可用来测定由多态性产生的突变类型究竟是 由碱基突变或倒位、 还是由缺失、插入造成的。
1.遗传学图的构建 结合RFLP连锁图， 任何能用RFLP探针检测出的基因及其 DNA片段都可以通过回交，快速有效地 进行转移。 2.基因定位 利用RFLP技术能够准确地标 记定位种质中的目标基因，结合杂交，回 交及组织培养等技术就可以快速有效的将 所需目标基因的DNA片段引入栽培品种 中，实现品种改良。
SNP标记技术，主要包括两个方面：SNP位点的 发现和SNP分型。 发现SNPs方法:包括直接测SNPs。 通常从待测定的基因 或ESTs提供的序列设计引物，扩增出目的片段， 对扩增产物进行双链测序。然后，还要对所得序 列进行排序并仔细鉴别真正的多态性和由于测序 误差而产生的差异。也可以通过生物信息学相关 软件查找预测SNP。
SNP标记
位于基因组内的SNP可以分为2种形式: 一是基因编码区的突变 ,主要分布于基因编码区 内(coding region) ,故又称其为cSNP; 二是遍布于基因组非编码区的大量单碱基变异 , 又分为基因周边SNP (peripheral SNP, pSNP) 及基因间SNP ( intronic SNP, iSNP) .研究表明 基因周边SNP频率比基因编码区SNP频率高。
RFLP的应用
3.遗传多态性分析 运用RFLP技术可以尽 可能多地保存那些在已知位点上有异态的 品系，以求最大程度地保持品种的多样性。 4.细胞质遗传研究 RFLP技术是对 DNA序列自然变异的直接检测，只需选 择 适当的限制性内切酶或DNA探针作分 子标记，因而对植物不同种属或杂种后的 的细胞质遗传变异及基因型的鉴定具有较 高的灵活性和灵敏性。因而能较好地应用 于细胞质遗传的研究。 ←
RFLP， SNP标标记原理及Fra bibliotek用——分子标记 法
四、 RFLP标记
定义：RFLP即DNA限制性片段长度多态性， 它是指应用特定的核酸限制内切酶切割有关的 DNA分子所产生出来的DNA片段在长度上的 变化。对于每一个DNA/限制性内切酶组合来 说，所产生的片段是特异性的，它能作为某一 DNA（或含这种DNA的产物）所特有的“指 纹”（即片段差异的多态性）。 基本原理：RFLP标记是由于不同基因型之中内 切酶位点的碱基插入、缺失、重组或突变 ,利用 限制内切酶消化基因组DNA 时 , 会产生大小
snp分子标记的原理及应用
SNP分子标记的原理及应用概述单核苷酸多态性（SNP）是一种常见的基因组变异，它在基因组中占据重要地位。
SNP作为一种重要的分子标记，具有许多应用。
本文将从SNP的基本原理开始介绍，然后探讨SNP分子标记在遗传研究、医学诊断、农业育种等领域的应用。
SNP的原理SNP是指在基因组中单个核苷酸处发生的变异。
这些变异可以导致个体间的遗传差异，可能与疾病易感性、药物反应性、表型特征等相关。
SNP的形成有多种机制，包括突变、重组、等位基因演化等。
SNP的检测方法SNP的检测可以采用多种方法，其中最常用的方法包括：1.基于PCR的方法：通过特异性引物扩增目标SNP区域，并使用限制性内切酶或测序等技术进行检测。
2.基于芯片的方法：利用芯片上固定的DNA探针与样品DNA杂交，通过检测信号强度来确定SNP的基因型。
3.基于测序的方法：利用高通量测序技术对样品DNA进行测序，通过分析碱基对应位置碱基的差异来确定SNP。
4.基于大规模变异分析的方法：利用高通量基因分型技术，如SNP芯片、全基因组关联研究等，进行全基因组范围的SNP检测。
SNP分子标记的应用遗传研究SNP分子标记在遗传研究中发挥着重要的作用。
它可以用于构建遗传连锁图谱、进行群体遗传结构分析以及进行复杂疾病的关联分析。
通过分析SNP与特定性状的关系，可以探索人类遗传变异与疾病发生发展的相关性。
医学诊断SNP分子标记在医学诊断中具有潜在的应用。
通过分析个体SNP的基因型，可以帮助预测个体对某些药物的反应性以及易感性疾病的风险。
此外，SNP分子标记也可以用于亲子鉴定以及疾病致病基因的筛查。
农业育种SNP分子标记在农业育种中被广泛应用。
通过分析作物或家畜的SNP基因型，可以鉴定优良品种、预测物种的遗传背景、进行种质资源保护和遗传改良。
SNP分子标记的应用可以有效提高育种工作的效率和准确性。
DNA人身鉴定SNP分子标记在人身鉴定领域也起到了重要作用。
通过对个体的SNP基因型进行分析，可以确定个体的遗传信息，用于刑事侦破、亲子关系鉴定以及基因地理学研究等方面。
snp分子标记的原理及应用解读课件_概述说明
snp分子标记的原理及应用解读课件概述说明1. 引言1.1 概述SNP（Single Nucleotide Polymorphism）是指基因组中存在的单核苷酸变异，是一种常见的遗传变异形式。
由于SNP在基因组中广泛存在且具有高度稳定性，因此被广泛应用于生物多样性研究、遗传疾病研究和农业育种等领域。
本文旨在介绍SNP分子标记的原理及其在生物学领域的应用。
首先，我们将详细解释SNP分子标记的原理，包括SNP的定义、形成原因以及检测方法概述。
随后，我们将探讨SNP分子标记在生物多样性研究、遗传疾病研究和农业育种中的应用。
最后，本文将通过实例分析与讨论来展示SNPs在人类进化研究、种子质量评估和作物抗性育种中的应用案例，并对未来SNP分子标记研究方向进行展望。
1.2 文章结构本文共包括五个主要部分。
除了本引言外，第二部分将介绍SNP分子标记的原理，包括对SNP的定义、形成原因以及检测方法的概述。
第三部分将探讨SNP 分子标记在生物多样性研究、遗传疾病研究和农业育种中的应用。
第四部分将通过具体案例分析来展示SNPs在人类进化研究、种子质量评估和作物抗性育种中的应用。
最后，第五部分将总结文章的主要观点，并对未来SNP分子标记研究方向进行展望。
1.3 目的本文旨在全面介绍SNP分子标记的原理及其在生物学领域的应用。
通过对SNP 的定义和形成原因的解析，读者可以深入了解SNP这一遗传变异形式。
接下来，我们将详细描述SNP检测方法以及其在生物多样性研究、遗传疾病研究和农业育种方面的应用。
通过具体案例分析，读者可以更好地理解SNPs在不同领域中的实际应用价值。
最后，我们将对当前SNP分子标记研究领域存在的问题进行剖析，并对未来可能出现的发展方向提出展望。
这样，读者可以完整而系统地了解SNP分子标记的原理及应用，并进一步探索其在生物学研究和实践中的潜力。
2. SNP分子标记的原理:2.1 SNP的定义:SNP（Single Nucleotide Polymorphism）指的是基因组中单个核苷酸发生变异的现象。
亲子鉴定常用snp位点
亲子鉴定常用snp位点亲子鉴定是通过比对个体基因型，确定亲子关系的一种技术手段。
常用的亲子鉴定方法中，snp位点是其中的重要因素之一。
本文将介绍亲子鉴定中常用的snp位点及其作用。
首先，我们来了解一下snp是什么。
SNP，即单核苷酸多态性（Single Nucleotide Polymorphism），是指基因组中单个碱基发生变异的现象。
这种变异通常是由DNA测序过程中产生的，是一种广泛存在于基因组中的常见变异形式。
由于snp位点在人类基因组中分布广泛，因此被广泛应用于亲子鉴定领域。
接下来，我们将介绍几个常用的亲子鉴定snp位点。
第一个是RS3094315位点，它位于人类染色体的第6号位置。
该位点上的基因多态性与亲子鉴定的准确性有着密切的关系。
此外，RS3094315位点的检测方法简便，所需样本量相对较少。
另一个常用的snp位点是RS2032665，位于第3号染色体。
该位点的多态性较高，常用于亲子鉴定中。
通过检测RS2032665位点的基因型，可以有效地判断亲子关系。
此外，RS1800497也是一个常用的亲子鉴定snp位点，位于第16号染色体。
该位点上的基因型与某些疾病的易感性有关，因此在亲子鉴定中有较高的应用价值。
除了以上几个例子，亲子鉴定中还存在其他一些常用的snp位点，如RS2563298、RS1805008等。
这些位点在亲子鉴定中具有重要的作用，可以通过比对基因型的一致性来确定亲子关系。
综上所述，亲子鉴定常用的snp位点在确定亲子关系方面起到了重要的作用。
通过检测这些位点的基因型，可以准确判断个体之间的亲子关系。
然而，在实际应用中，还需要综合考虑其他因素，如样本的质量、分析方法的准确性等。
只有综合使用这些手段，才能够得出可靠的亲子鉴定结果。
SNP的理论与应用详解
引物，延伸反应时不能够延伸至分子信标，这样非特异扩增产物便无荧光信 号。包含发夹结构的PCR产物在退火时形成分子内杂交，发夹结构被破坏， 两个基团之间发生荧光共振能量转移，从而发出荧光。这种方法可以解决非 特异的问题，同时灵敏度高，反应快，已应用于k-ras及BRAC2基因的突变分 析了，但这种方法不能保证杂交时探针与模板完全匹配，而且合成复杂。
• • 这种技术虽然也是积累荧光（因为结合上模板以后不会掉下来）ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ但是不同
于Taqman水解探针，分子信标可以进行溶解曲线分析，这也就是说分子信标 可以进行包括突变检测，SNP检测等在内的定量PCR延伸应用。但是这种技 术正如上面提到的探针设计复杂，稳定性差——而这一点对于溶解曲线的影 响颇大，因此在应用上也需要审慎考虑。
一：水解探针法
• [TaqMan技术]原理：除了一对特异性引物，TaqMan探针法增加一条 和模版互补的基因特异性探针（通常20—30bp），探针上5'端和3'端 分别标记了一个报告荧光基团（供体）和一个淬灭荧光基团（受体）， 在反应初始（探针完整）时系统激发供体而产生的荧光信号被临近的 淬灭基团吸收，所以此时检测不到供体荧光信号；而当PCR过程中 Taq DNA聚合酶扩增到探针结合模版的位点时，其5'-3'核酸外切酶的 活性（也就是切口平移）切割掉探针5'端的报告基团——游离的报告 基团远离淬灭基团，打破能量的传递，激发报告基团产生的荧光信号 就可以被荧光检测系统检测到。这样每扩增一条DNA链，就对应有一 个游离的荧光分子（报告基团）形成，保证了荧光信号的累积与PCR 产物形成完全同步，因此对荧光信号进行检测就可以实时监控PCR的 过程，准确定量PCR的起始拷贝数>。但是实际上探针较长使得两端 基团距离较远，会导致荧光淬灭不彻底，而且淬灭基团也会产生不同 波长的荧光，都会使得本底偏高
SNP标记
RFLP的操作流程
RFLP具有以下特点：
RFLP遍布低拷贝编码序列，并且非常稳定，但 RFLP实验操作繁琐，检测周期长，成本高昂， 不适于大规模的分子育种。 可以用来测定多态性是由父本还是母本产生的， 也可用来测定由多态性产生的突变类型究竟是 由碱基突变或倒位、 还是由缺失、插入造成的。
RFLP的应用
SNP标记
基于DNA芯片技术的分子标记技术 核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism，SNP)是美国学者 Lander E于1996年提出的第三代DNA 遗传标记。由于单个核苷酸改变而导致核 酸序列多态，即基因中的点突变。SNP 标记可帮助区分两个个体遗传物质的差异。 人类基因组大约每 1250 bp SNP 出现一 次，已有2000多个标记定位于人类染色 体，对人类基因组学研究具有重要意义。 检测 SNP 的最佳方法是 DNA 芯片技术。
RFLP的应用
3.遗传多态性分析 运用RFLP技术可以尽 可能多地保存那些在已知位点上有异态的 品系，以求最大程度地保持品种的多样性。 4.细胞质遗传研究 RFLP技术是对 DNA序列自然变异的直接检测，只需选 择 适当的限制性内切酶或DNA探针作分 子标记，因而对植物不同种属或杂种后的 的细胞质遗传变异及基因型的鉴定具有较 高的灵活性和灵敏性。因而能较好地应用 于细胞质遗传的研究。 ←
SNP标记技术，主要包括两个方面：SNP位点的 发现和SNP分型。 发现SNPs方法:包括直接测SNPs。 通常从待测定的基因 或ESTs提供的序列设计引物，扩增出目的片段， 对扩增产物进行双链测序。然后，还要对所得序 列进行排序并仔细鉴别真正的多态性和由于测序 误差而产生的差异。也可以通过生物信息学相关 软件查找预测SNP。
分子标记—SNP
➢ 在描述SNPs时，当前的一致意见是用术语 haplotype（单体型）代替术语allele（等 位基因）
➢ 位于一条染色体上某一区域的一组相关 联的SNP等位位点，被称作单体型
对于所有那些在某一位点是A而不是G的人来说，该位点周围染色体区域 上的SNPs状况很可能是一致的。这些变异连锁的区域就是单体型
3. 根据峰移动的胶位置确定该延伸产物对应的SNP位点
4. 对于PCR产物模板可通过多重PCR反应体系来获得
技术路线图
☻ 该技术的优势
a. 分型准确：该技术也称小测序技术，其准确度仅 亚于直接测序。
b. 多位点同时检测：可以同时检测达12个位点，而 Taqman一次仅能检测一个
c. 不受SNP位点多态特性限制：不管该位点是G/C, A/T, G/A, C/T还是插入/缺失多态，都可以放在 一个体系中检测
3. 特异的探针与相应的等位基因杂合后，DNA聚合酶发挥5’ 到3’外切酶活性，把报告荧光基团切割下来，脱离了3’ 端淬灭荧光基团的淬灭作用 (quench)，从而发出荧光
4. 两个探针的5’端标有不同的荧光 (FAM或VIC)，3’端标 有MGB 淬灭基团结合体。根据检测到的不同荧光，可以 判断相应的样本的SNP 等位基因型
等位基因特异性PCR (AS- PCR)
＊ AS- PCR 技术主要是依赖引物的设计及优化PCR 反应条件，根据基因SNP 位点设计引物，使引物 最后一个碱基与突变位点互补，使得只有完全互 补的序列才能扩增，因此只需根据PCR 产物的有 无来判定结果
＊ 近来研究发现错配的3’末端仍可以低于正常配对 末端的速度延伸，干扰判定结果。改进的方法是 在引物人为引入错配碱基、降低3’末端特异性碱 基不匹配的扩增产物，不影响或较小影响完全匹 配的特异性产物的生成。引入长度差异性引物和 双向等位特异PCR 是近年来常用的方法。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
检测出来。
等位基因特异核苷酸片段分析( ASO) ，基因芯片和动态等 位基因特异性杂交( DASH) 等。
SNP 的应用
种族遗传学 T a n g 等研究了来自世界五个地区(中国、马来、高加 索、印度和非洲) 人群的MDR1 基因的单倍体和连锁不
平衡特征,发现具有e12/ 1236T2e21/ 2677T2e26/ 3435T
亚型的单倍型m h 5 在非洲人群以外的四种人群中高度
表达,而具有e12/ 1236C2e21/ 2677G2e26/ 3435C 亚型的
特点：由于该方法简单快速，因而被广泛运用于未知 基因突变的检测。这种方法的弊端在于不能确定突 变类型和具体位置。
1.3 变性梯度凝胶电泳（DGGE）
原理：是利用长度相同的双链 DNA片段解链温度 不同的原理,通过梯度变性胶将 DNA片段分开的电 泳技术。
2. 等位基因特异 PCR ( AS-PCR)
AB——New Master Mix
定量分析 高灵敏
TaqMan® Gene Expression MasteTaqMan® Genotyping Master Mix
4. 等位基因特异性杂交
等位基因特异性杂(Allele specific hybridization ,ASH) 根据核苷酸探针和互补的目的片段进行杂交，完全匹配和 有错配两种情况下杂交复合体稳定性的不同而将 SNP 位点
单倍型mh7 在非洲人群中占了1/ 3 以上,进一步证明了 种族间的表形差异。
疾病易感性研究 原理：SNPs 被认为是一种稳定遗传的早期突变,与疾病有 着稳定的相关性。当一个遗传标记的频率在患者明显超过 非患者时 ,即表明该标记与疾病关联 ,通过比较分析两者的 单倍型和研究连锁不平衡性 , 可将基因组中任何未知的致 病基因定位。 Horikawa 等应用 SNPs作为遗传标记通过基于连锁不平衡 的相关分析 , 在墨西哥裔美国人群和北欧人群中发现了一 个 DM 易感基因 , 该基因第三个内含子上的 A/ G 多态性 (SNP43) 同2 型糖尿病(2 型DM) 连锁,该位点为纯合子G的 个体患2 型DM 的风险增加,这是目前为止所发现的第一个 与2 型DM 相关的SNP ,预示了SNP 在DM 相关基因研究中 的重要作用。
3. RT-PCR
实时荧光PCR 技术( RT-PCR )一种通过检测 PCR 过程中和 PCR 之后产生的荧光信号来区分等位基因类型的SNP 检测技 术, 同时基于荧光能量转移原理( FRET) 。每检测一个SNP 位 点需要一条探针, 其3‘ 端连有淬灭剂基团, 5’ 端连有荧光剂基 团, 最终与SNP 位点完全匹配时探针结构被破坏, 从而发出荧 光而被检测。
原理：根据 SNP位点设计特异引物,其中一条链(特异链)的3′末端与 SNP位点 的碱基互补(或相同) ,另一条链(普通链)按常规方法进行设计,因此,AS-PCR 技术是一种基于SNP的PCR标记。因为特异引物在一种基因型中有扩增产 物,在另一种基因型中没有扩增产物,用凝胶电泳就能够很容易地分辨出扩 增产物的有无,从而确定基因型的 SNP。
等位基因特异PCR（AS-PCR）; RT-PCR; 等位基因特异性杂交; 引物延伸法--单碱基延伸法; DNA直接测序法; 飞行质谱仪 (MALDI- TOFMS )检测; 变性高效液相色谱 ( DH PLC )法；
1.1 RFLP法
原理：利用限制性内切酶的酶切位点的特异性，用两种或 两种以上的限制性内切酶作用于同一 DNA 片断，如果存 在 SNP 位点，酶切片断的长度和数量则会出现差异，根 据电泳的结果就可以判断是否SNP位点。
SNP分子标记的原理 及应用
、
SNP 的概念
单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism，SNP)，指 由于单个核苷酸碱基的改变而导致的核酸序列的多态性。在 不同个体的同一条染色体或同一位点的核苷酸序列中，绝大 多数核苷酸序列一致而只有一个碱基不同的现象，即SNP。 它包括单碱基的转换, 颠换、 插入及缺失等形式。
1.2 单链构象多态性(SSCP)
原理：单链DNA 在中性条件下会形成二级结构，不同 的二级结构在电泳中会出现不同的迁移率。这种二 级结构依赖于碱基的组成，单个碱基的改变也会影 响其构象，最终会导致在凝胶上迁移速度的改变。 在非变性聚丙烯酰胺凝胶上，短的单链 DNA 和RNA 分子依其单碱基序列的不同而形成不同的构象，这 样在凝胶上的迁移速率不同，出现不同的条带，检 测SNP。
SNP 的特点
（1）密度高 S N P在人类基因组的平均密度估计为 1\1000 bp , 在整个基因组的分布达 3×106个。 （2）富有代表性 某些位于基因内部的S N P 有可能 直接影响蛋白质结构或表达水平, 因此, 它们可能代 表疾病遗传机理中的某些作用因素。 （3）遗传稳定性 与微卫星等重复序列多态性标记相 比, SNP 具有更高的遗传稳定性。 （4）易实现分析的自动化 SNP标记在人群中只有两 种等位型(allele) 。这样在检测时只需一个“ + \- ”或 “全\无”的方式,这使得基于S N P的检测分析方法易实 现自动化。
遗传育种的应用 检测水稻SNP，研究优良性状与SNPs的关联关系，指 导育种。
SNP的检测方法
基于以下9 种基本原理: 1. 以结构为基础;
1.1 限制性片段长度多态性法 （RFLP ）; 1.2 单链构象多态性法 （SSCP ）; 1.3 变性梯度凝胶电泳 （DGGE ）;
2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
药物基因组学研究
SNPs 可以精细地反映个体的遗传差异,SNPs 位点与个 体的药物反应进行相关分析,从而确定基因在药物作用 中的功能和意义。这样既可以根据患者的遗传特性设 计治疗方案,实现“个性化治疗”,提高药效，降低药物 的毒副作用,又可以在临床试验阶段为特定的药物选择 合适的受试者,提高效率,减少费用。