分子生态学分子标记

来编码的同工酶，即造成同种酶多种分子形式的原因在于编码它
们的是同一位点上不同的等位基因。这类特殊的同工酶叫做等位
基因同工酶（allele isozyme），简称等位酶(allozyme)。利用同工
酶变异作为基因组变异的指标.
•
同工酶与等位酶
等位酶分析的过程
材料的采集
研磨和酶的提取
酶的保存
淀粉凝胶制备
Amplified frangment length Polymorphism
Simple sequence repeat
随机扩增多态性 DNA
扩增片断长度多态 性
简单序列重复
Simple mucleotide polymorphism
单核苷酸多态性
几种主要的DNA分子标记
（二）RFLP标记：称为限制性片段长度多 态性，是指用某一种限制性内切酶来切 割来自不同个体的DNA分子上，内切酶 的识别序列有差异，即是由限制性酶切 位点上碱基的插入、缺失、重排或点突 变所引起的。这种差异反映在酶切片段 的长度和数目上。
•
过氧化物酶、脂酶、磷酸酶和肽酶等，其同工酶的数量、位置和四
级结构往往是可变的，虽然它们也常常也被用来检查遗传变异性，但这
些酶对种群遗传结构和系统发育的分析可能是无用的，因为它们的同源
性往往不能肯定。
二倍体的基因型与酶型的关系
等位酶分析的应用
• 1. 了解自然种群的遗传结构; • 2. 探查种群的交配系统和交配类型; • 3. 探查种群间的分化程度; • 4. 交系分析; • 5. 分子生态学其它应用.
电泳
凝胶切片
酶的组织化学染色
数据分析
酶谱的记录与分析
同工酶与等位酶
酶谱照片——二倍体
同工酶与等位酶
酶谱照片——多倍体
同工酶的遗传学分析
•
1 酶蛋白的结构 我们Leabharlann Baidu选来作遗传分析的酶都是单体酶、二聚
体酶或四聚体酶。因为它们的酶谱比较少，容易分析。对大多数酶的遗 传学控制已了解得相当清楚，所以这就允许我们从凝胶上的带谱作出遗 传学的推断。
• 3.《生物多样性译丛（三）》
•
中国科学院生物多样性委员会。科学出版社，1997
• 4《植物分子生态学》
•
阮成江，何祯祥，周长芳。化学工业出版社，2005
同工酶
•
1. 同功酶（Isozyme）: 是指同一种酶的多种分子形式，这些
不同的分子形式具有相同或相似的底物，催化相同的反应。
•
2. 等位酶（Allozyme）：由同一基因位点上受不同等位基因
RFLP标记是发展最早的DNA标记技术。
RFLP技术主要包括以下基本步骤：
DNA提取
用限制性内切酶酶切DNA 、
用凝胶电泳分开DNA片段
把DNA片段
转移到滤膜上 利用放射性标记的探针杂交
显示特定的DNA片段（Southern杂交）和结果
分析。
• 特点
A 无表型效应，RFLP标记的检测不受环 境条件和发育阶段的影响。
等位酶分析方法的优缺点
• 优点： • 1. 等位酶的遗传和表达遵循孟德尔定律,便于遗传学分析; • 2. 量化, 可实验,可重复; 3. 不容易饰变; • 4. 取材和样品制备简单易行; 5. 结果明解,可比性强. • 缺点: • 1. 有限种类的酶分析会带来一定的偏差; 2. 所先酶的所有基因未
必都能表达在酶谱上; 3.大量的新鲜的活体素构造表示活体取样可 能遇到困难; 4.可能有非遗传性的或人为的带干扰酶谱解释; 5. 同 一个体不同器官或不同发育时期酶的活性有时可能不一样。
同工酶与等位酶
推荐读物
• 王中仁.1996.植物等位酶分析.北京：科学 出版社
DNA分子标记
在遗传学研究中广泛应用的DNA分子标记已经 发展了很多种：
英文缩 写
RFLP
STS RAPD
AFLP
SSR SNP
几种主要的ＤＮＡ分子标记
英文名称
中文名称
Restriction fragment Iength polymorphism
Sequence tagged site
限制性片段长度多 态性
序列标签位点
R andom amplified polymorPhic DNA
（3）技术简便，不涉及分子杂交和放射性 自显影等技术；
（4）DNA样品需要量少，引物价格便宜， 成本较低；
（5）实验重复性较差，结果可靠性较低。
（二）AFLP标记 • Amplified Fragment Length Polymorphism(AFLP)
AFLP标记是扩增片段长度多态性的简称 是RFLP与PCR两项技术相结合的产物，AFLP技 术的主要步骤： DNA提取 有两种限制性内切酶酶切DNA 寡聚核苷酸接头的连接 对限制性酶切片段的 选择性扩增 扩增产物的电泳分析。由于不同
（1）是以Southern杂交技术为核心的分子标记， （如RFLP），这类分子标记被称为第一代分 子标记。
（2）是以PCR技术为核心的分子标记，（如 STS、RAPD、AFLP、SSR）等，这类分子标 记被称为第二代分子标记；单核苷酸多态性 （SNP）标记被称为第三代分子标记 。它也是 以PCR技术为基础的分子标记技术。
B RFLP标记在等位基因之间是共显性的， 因此在配制杂交组合时不受杂交方式的 影响。
C 在非等位的RFLP标记之间不存在上位 效应，因而互不干扰
D RFLP标记起源于基因组DNA的自身变 异，在数量上几乎不受限制
E DNA需要量大，检测技术繁杂，难以 用于大规模的育种实践中。在植物分子 标记辅助育种中需要将RFLP转换成以 PCR为基础的标记。
分子生态学
• 参考书:
• 1..《Molecular Ecology 》(Second Edition) ( Freeland J. R., Kirk H. and
Petersen S.), 2011, Wiley-Blackwell.
• 2. 《分子生态学》(Bee T.J.C., Rowe G.)(张军丽等译），中山大学出版社， 2009。
RAPD
（三）RAPD标记 RAPD标记的基本原理是利用合成的随机引物 （一般为10个碱基）对基困组DNA进行PCR扩 增 ，然后电泳检测PCR产物的多态性。
RAPD标记的主要特点有：
（1）不需DNA探针，设计引物也无须知道 序列信息；
（2）显性遗传（极少数共显性），不能鉴 别杂合子和纯合子；