遗传标记与基因组作图
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3 基因组作图
一、 遗传图谱（genetic map）
2、遗传作图的基础
基因间交换（去连锁）的概率与它们在 染色体上的距离成正比例。因而重组频率是 衡量两个基因间距离的单位。
少数例外：重组热点区域
一、 遗传图谱（genetic map）
3、遗传作图的方法
有性杂交实验：小鼠、果蝇等 系谱分析：人、多年生植物 DNA转移：不发生减数分裂的细菌等
sc-cv 的重组值：17.3
sc 7.6
一、 遗传图谱（genetic map）
3、遗传作图的方法 之
家系连锁分析
遗传标记系谱连锁分析图
“1”片段与疾病基因连锁
一、 遗传图谱（genetic map）
3、遗传作图的方法 之
非减数分裂分析
一、 遗传图谱（genetic map）
3、遗传作图的方法 之
二、 物理图谱（physical map）
1、物理图作图方法 之 限制性酶切作图
1.1 限制性酶切作图的原理 一
用一种限制酶处理，电泳分离大小确定的DNA片 段。
用第二种限制酶处理，获得第二组片段。 用两种酶混合处理，获得第三组片段。 对三组片段进行比对组装，对于两种酶切位点 交替出现的区段，利用加减法即可确定酶切位点 的相对位置。
8 5 3 ＋ 5
2
2
YAC重 叠群 1000kb
cosmid 重叠群 40kb
质粒亚 克隆
限制酶作图、 测序分析
二、 物理图谱（physical map）
1.3 基因组限制性酶切作图的技术路线
酵母人工染色体（Yeast Artificial Chromosomes, YAC）
YAC载体是利用酿酒酵母的染色体 CEN4 ARS1 的复制元件构建的载体。 EcoRI TRP1 YAC载体必须含有以下元件： ①端粒重复序列（TEL） Apr pYAC4 URA3 ②着丝粒（CEN） ③自主复制序列（ARS） ori
基因组作图
双杂合子， 具有所有4 个等位基因
隐性配子对于 后代的基因型 不产生影响
后代的表型完全 由双杂合子配子 的基因型提供
测交实验可以对一次减数分裂进行直接分析，从 而计算出重组频率及所研究的两个基因间的间距
显隐性等位基因间的测交
外侧标记只需 一次重组事件 即可去连锁
两次重组的频率肯定低于一次重组，因此中间标记去连锁 发生的频率也就相对较低。所以利用三点测交则可以快速
生化标记
啤酒酵母遗传分析中使用的典型的生化标记
标记 ADE2 CAN1 CUP1 CYH1 LEU2 SUC2 URA3 表型 腺苷依赖性 刀豆氨酸抗性 耐受铜 耐受放线菌酮 亮氨酸依赖性 能发酵蔗糖 尿苷依赖性 确定细胞具有该标记的方法 只在含有腺苷的培养基中生长 可在刀豆氨酸存在下生长 可在铜存在下生长 可在放线菌酮存在下生长 只在含有亮氨酸的培养基中生长 可在蔗糖为唯一碳源的培养基中生长 只在含有尿苷的培养基中生长
微卫星（ 2、微卫星（Microsatellites) 微卫星 Microsatellites)或简单串联重复（Simple tandem repeats, STRs)：重复单位往往6bp或更短。
等位基因 814 Weissenbach J., et al. A second-generation linkage 标记 markers
Linkage analysis with different types of organism
• 果蝇、小鼠等:有计划的育种实验（planned breeding 果蝇、小鼠等 experiments) • 人类:系谱分析（family pedigree) 人类 • 细菌 细菌：DNA在细胞间的转移
直接配子分型：酵 母配子单倍体克隆 的生化判定；真核 生物DNA标记分型
遗传作图及基因定位
连锁分析的原理
遗传标记与疾病基因连锁
通过分析遗传标记在疾病家系中的传递 情况，判断遗传标记与疾病基因是否连 锁。
VS
遗传距离与重组率
利用遗传标记与疾病基因的相对位置关系 ，计算遗传距离和重组率，进一步定位疾 病基因。
连锁分析的应用
定位到特定的染色体 区域。
生物信息学方法
利用计算机技术对大量基因组数据进 行整合分析，确定基因位置。
03
遗传标记与连锁分析
遗传标记的种类
形态学标记
利用个体的形态差异进行标记，如身高、肤色等。
细胞学标记
利用细胞分裂和染色体变异进行标记，如染色体数目和结构异常。
分子遗传标记
利用DNA序列变异进行标记，如单核苷酸多态性（SNP）。
遗传信息传递
生物体的遗传信息通过DNA分 子传递给后代，基因型的不同
会导致表型的不同。
连锁分析
利用基因型和表型之间的连锁 关系，通过统计分析确定基因 在染色体上的位置。
分子标记技术
利用DNA分子的多态性，通过比较 不同个体间的基因型差异，构建基 因型和表型之间的对应关系。
全基因组测序
通过对全基因组进行测序和分析，确 定基因在染色体上的位置和功能，进
疾病风险预测
基因定位可以帮助预测个体患某种疾病的风险，为预防措施提供指 导。
生物进化研究
01
物种起源与演化
基因定位有助于揭示物种的起源 和演化过程，了解生物多样性的 形成机制。
02
适应性进化研究
03
系统发生学研究
通过基因定位技术，可以研究生 物对环境变化的适应性进化过程。
基因定位有助于构建物种之间的 系统发生关系，为生物分类提供 依据。
基因组学课件遗传图绘制
处于染色体上的位置相对固定 同一亲本及其子代相同位点上的多态 性片段特征不变 同一凝胶电泳可显示不同多态性片段， 具有共显性特点
Mechanism of DNA cleavage by the restriction
enzyme BamHI
In a RFLP, alleles may differ in the presence or absence of a cleavage site in the DNA
+ 长毛耳男人 ：患者的耳廓上长有长而硬的毛。这种病在印 第安人中发现的较多，高加利索人，澳大利亚土人、日本 人、尼日利亚人中也有少数发现
体细胞杂交定位法
+ 体细胞杂交定位法(somatic cell hybridization) + 应用不同物种的细胞培养获 得 杂种细胞系
(hybrid cell line)，根据不同杂种细胞中保留 的极少数人的染色体与某些相关基因的对 应关系进行基因定位的方法
+ DNA标记
DNA标记
RFLP (Restriction fragment length polymorphisms, 限制性片段长度多态 性) 简单序列长度多态性（Simple sequence length polymorphisrns, SSLPs） 单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms, SNPs）
（1）限制性片段长度多态性(RFLP)
+ RFLP是指不同个体基因 组内的核苷酸序列因某 种原因产生碱基突变后 ，改变了某种限制性内 切酶的剪切位点，形成 了长度不等的限制性片 段
+ 限制性片段在人类不同 个体间呈现的多态性现 象称为限制片段长度多
Mechanism of DNA cleavage by the restriction
enzyme BamHI
In a RFLP, alleles may differ in the presence or absence of a cleavage site in the DNA
+ 长毛耳男人 ：患者的耳廓上长有长而硬的毛。这种病在印 第安人中发现的较多，高加利索人，澳大利亚土人、日本 人、尼日利亚人中也有少数发现
体细胞杂交定位法
+ 体细胞杂交定位法(somatic cell hybridization) + 应用不同物种的细胞培养获 得 杂种细胞系
(hybrid cell line)，根据不同杂种细胞中保留 的极少数人的染色体与某些相关基因的对 应关系进行基因定位的方法
+ DNA标记
DNA标记
RFLP (Restriction fragment length polymorphisms, 限制性片段长度多态 性) 简单序列长度多态性（Simple sequence length polymorphisrns, SSLPs） 单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms, SNPs）
（1）限制性片段长度多态性(RFLP)
+ RFLP是指不同个体基因 组内的核苷酸序列因某 种原因产生碱基突变后 ，改变了某种限制性内 切酶的剪切位点，形成 了长度不等的限制性片 段
+ 限制性片段在人类不同 个体间呈现的多态性现 象称为限制片段长度多
遗传课件 3基因连锁与遗传作图
♀ 灰色常翅 × ＋b＋vg 测交后代 ↓
♂ 黑色残翅（双隐性个体） bbvgvg
灰色残翅 灰色常翅 黑色常翅 黑色常翅 ＋bvgvg ＋b＋vg bb＋vg bbvgvg 20 3 19 4 亲组合 重组合 亲组合 重组合
亲组合类型：39/46＝84.8％ 重组合类型：7/46＝15.2％
亲组合类型远远大于重组合类型
5、基因定位（gene mapping）
（gene location/localization）
用一定的方法，确定基因或遗传标记在染色 体上的相对位置和排列次序。
1910年，Morgen：果蝇白眼基因→X染色体； 1911年，Wilson：人红绿色盲基因→X染色体；
1968年，Donahue：人Duffy血型基因→1号染色体
ppll 比率d =1338/6952×100%=19.2%。 1/2 则: pl 配子频率d=(0.192) = 0.44 即44% 亲本型pl与PL配子的频率应相等 故PL为44%； 重组型配子(Pl ，pL)的频率各为 (50 –44)%=6% F1 形成的四种配子比例为： 44PL∶6pl∶6pL∶44pl
pl配子的频率d=
交换值=（1-2
交换值=2
）×100% F2双隐性个体的频率 同理可证，在相斥相中，
F2双隐性个体的频率 ×100%
自交法举例
香豌豆
12 %
紫花、长花粉粒 红花、圆花粉粒 PPLL ppll F1 紫花、长花粉粒 PpLl F2 紫长 紫圆 红长 红圆 总数 P_L_ P_ll ppL_ ppll 实际个体数 4831 390 393 1338 6952 P
C C Sh Sh c sh
c
sh
基因组作图ppt课件
➢ 经典遗传学中，遗传多态性指等位基因的变异；现代遗传 学中，遗传多态性指基因组中任何座位上的相对差异或 DNA序列的差异；
➢ 遗传标记可用于连锁分析、基因定位、遗传作图、基因转 移、辅助选择育种等；
15
ppt课件.
形态标记 (morphological markers)
细胞学标记 (cytological markers)
➢ 用具染色体变异的材料与正常材料杂交，特定染色体上的 基因在减数分裂过程中的分离和重组发生偏离，由此可测 定基因所在染色体及其位置；
➢ 克服了形态标记易受环境影响的缺点，但标记材料的产生 需大量的人力物力进行培养选择；
➢ 有些物种对染色体变异的耐受性差，难以获得相应的标19 记 材料。
ppt课件.
➢ 形态标记简单直观、经济方便， 容易观察记载。
17
ppt课件.
形态标记的不足
➢ 可以观察到的标记非常有限，难以建立饱和的遗传图谱； ➢ 许多形态标记受环境、生育期等因素的影响； ➢ 复等位基因位点很难全部鉴定、标记出来。
18
ppt课件.
2.1.2 细胞学标记
➢ 指能明确显示遗传多态性的细胞学特征。染色体的结构和 数量特征是常见的细胞学标记；
20世纪80年代后期,人们开始应用微卫星序列(microsatellite,MS)绘制图谱。1994
年底，美、法完成了以RFLP及微卫星ＤＮＡ为标志的遗传图谱.图谱包含了
5826位点，覆盖4000cM，分辨率高达0.7cM．1996年法国报道了完全以微卫星
DNA标志构建的遗传连锁图，包含2335位点，分辩率为1.6cM
29
ppt课件.
30
RFLP标记的特征
ppt课件.
➢ 同一亲本及其子代相同位点上的多态性不变；
➢ 遗传标记可用于连锁分析、基因定位、遗传作图、基因转 移、辅助选择育种等；
15
ppt课件.
形态标记 (morphological markers)
细胞学标记 (cytological markers)
➢ 用具染色体变异的材料与正常材料杂交，特定染色体上的 基因在减数分裂过程中的分离和重组发生偏离，由此可测 定基因所在染色体及其位置；
➢ 克服了形态标记易受环境影响的缺点，但标记材料的产生 需大量的人力物力进行培养选择；
➢ 有些物种对染色体变异的耐受性差，难以获得相应的标19 记 材料。
ppt课件.
➢ 形态标记简单直观、经济方便， 容易观察记载。
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ppt课件.
形态标记的不足
➢ 可以观察到的标记非常有限，难以建立饱和的遗传图谱； ➢ 许多形态标记受环境、生育期等因素的影响； ➢ 复等位基因位点很难全部鉴定、标记出来。
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ppt课件.
2.1.2 细胞学标记
➢ 指能明确显示遗传多态性的细胞学特征。染色体的结构和 数量特征是常见的细胞学标记；
20世纪80年代后期,人们开始应用微卫星序列(microsatellite,MS)绘制图谱。1994
年底，美、法完成了以RFLP及微卫星ＤＮＡ为标志的遗传图谱.图谱包含了
5826位点，覆盖4000cM，分辨率高达0.7cM．1996年法国报道了完全以微卫星
DNA标志构建的遗传连锁图，包含2335位点，分辩率为1.6cM
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ppt课件.
30
RFLP标记的特征
ppt课件.
➢ 同一亲本及其子代相同位点上的多态性不变；
第三章基因组作图
人类基因组单体型图。
样品将分别取自亚、欧、非裔人群，我国将提供一半的亚裔样品，
占到研究样品总数的1／6。这意味着我国虽然只做10％的构建工作，
但可以得到几十份全基因组规模的单体型图，并且获得与其它族裔
的比对结果。我国样品将在北京师范大学进行采集。
（4）中国10％单体型图计划
O 北京、香港和台湾地区的科学家将共同参加这一重大国际合作科研项目，
进行国际交流，并统一向国际中心提交数据。
O 中国协调组由杨焕明院士任组长。香港大学、香港科技大学和香港中文大
学计划共同承担单体型图2％的任务，台湾中研院下属的生物医学科学研
究所计划承担约1.5％左右的工作。其余6.5%任务由大陆科学家承担。
（5）基因组单体型图的意义
①是人类基因组的遗传整合图，将对基因组的研究更为全面、有效、准
筛查后进行结构学和功能学验证
物理图构建
O
低精度物理作图：构建覆盖每条染色体的数百kb的大
片段的图谱。
O
高精度物理作图：构建覆盖每条染色体的几十个kb的
图谱。
物理图作图方法Ⅱ：荧光原位杂交（FISH）作图
O
将一组不同颜色的荧光标记探针与单个变性的染色体杂交，
分辨出每种杂交信号，从而测定出各探针序列的相对位置。
O
缺点：最终排序结果的拼接组装比较困难，尤其在部分重复序列较
高的地方难度较大。
2、逐个克隆法
O 对连续克隆系中排定的YAC克隆逐个进行亚克隆测序并进行组装：
O 遗传图-物理图-亚克隆测序-计算机拼装。
O 理想状况下，整条染色体就是由一个完整的重叠群构成。
基因组“草图”和“完成图
O
草图绘制的是整个基因组的框架，完成图则是基因组序列
样品将分别取自亚、欧、非裔人群，我国将提供一半的亚裔样品，
占到研究样品总数的1／6。这意味着我国虽然只做10％的构建工作，
但可以得到几十份全基因组规模的单体型图，并且获得与其它族裔
的比对结果。我国样品将在北京师范大学进行采集。
（4）中国10％单体型图计划
O 北京、香港和台湾地区的科学家将共同参加这一重大国际合作科研项目，
进行国际交流，并统一向国际中心提交数据。
O 中国协调组由杨焕明院士任组长。香港大学、香港科技大学和香港中文大
学计划共同承担单体型图2％的任务，台湾中研院下属的生物医学科学研
究所计划承担约1.5％左右的工作。其余6.5%任务由大陆科学家承担。
（5）基因组单体型图的意义
①是人类基因组的遗传整合图，将对基因组的研究更为全面、有效、准
筛查后进行结构学和功能学验证
物理图构建
O
低精度物理作图：构建覆盖每条染色体的数百kb的大
片段的图谱。
O
高精度物理作图：构建覆盖每条染色体的几十个kb的
图谱。
物理图作图方法Ⅱ：荧光原位杂交（FISH）作图
O
将一组不同颜色的荧光标记探针与单个变性的染色体杂交，
分辨出每种杂交信号，从而测定出各探针序列的相对位置。
O
缺点：最终排序结果的拼接组装比较困难，尤其在部分重复序列较
高的地方难度较大。
2、逐个克隆法
O 对连续克隆系中排定的YAC克隆逐个进行亚克隆测序并进行组装：
O 遗传图-物理图-亚克隆测序-计算机拼装。
O 理想状况下，整条染色体就是由一个完整的重叠群构成。
基因组“草图”和“完成图
O
草图绘制的是整个基因组的框架，完成图则是基因组序列
遗传标记与作图课件
对RFLP的检测主要是用Southern杂交的方法进行，即利用限 制酶酶解及凝胶电泳分离不同生物体的DNA分子，然后用经标记 的特异DNA探针与之杂交，通过放射自显影或非同位素显色技术 来揭示DNA的多态性。( 图 Southern )
1234
ZCL ZZA
(A1) The polymorphism of RFLP marker RG214 between 2 parents and 2 bulks
随机引物PCR标记，随机扩增多态性DNA，用随机短引物（人工合成 的十核苷酸）进行DNA的PCR扩增。所扩增的DNA区段是事先未知的， 具有随机性和任意性，因此随机引物PCR标记技术可用于对任何未 知基因组的研究。（RAPD 原理）
② ISSR (Inter-simple sequence repeats)标记:简单序列重复 区间扩增多态性。利用基因组中常出现的SSR本身设计引物，无需 预先克隆和测序。
功能相似、催化同样的生化反应的酶。
同工酶标记是利用编码同工酶的等位基因与同工酶酶谱
的相关性及其共显性的特点进行染色体定位和遗传连锁分析。 2.DNA分子标记:
(1)基于DNA-DNA杂交的DNA标记
RFLP标记 (restriction fragment length polymorphism)：
DNA某一位点上的变异有可能引起该位点特异性的限制性内切 酶识别位点的改变，包括原有位点的消失或出现新的酶切位点， 致使酶切片段长度随之发生变化。这种变化引起的多态现象即为 限制性片段长度多态性（RFLP)。
3.蛋白质标记：非酶蛋白质和酶蛋白质 在非酶蛋白质中，用得较多的是种子贮藏蛋白； 酶蛋白质主要是同功酶。
4.DNA 标 记： 也称DNA多态性标记、 DNA分子标记， 是 DNA水平上遗传多态性的直接反映。
1234
ZCL ZZA
(A1) The polymorphism of RFLP marker RG214 between 2 parents and 2 bulks
随机引物PCR标记，随机扩增多态性DNA，用随机短引物（人工合成 的十核苷酸）进行DNA的PCR扩增。所扩增的DNA区段是事先未知的， 具有随机性和任意性，因此随机引物PCR标记技术可用于对任何未 知基因组的研究。（RAPD 原理）
② ISSR (Inter-simple sequence repeats)标记:简单序列重复 区间扩增多态性。利用基因组中常出现的SSR本身设计引物，无需 预先克隆和测序。
功能相似、催化同样的生化反应的酶。
同工酶标记是利用编码同工酶的等位基因与同工酶酶谱
的相关性及其共显性的特点进行染色体定位和遗传连锁分析。 2.DNA分子标记:
(1)基于DNA-DNA杂交的DNA标记
RFLP标记 (restriction fragment length polymorphism)：
DNA某一位点上的变异有可能引起该位点特异性的限制性内切 酶识别位点的改变，包括原有位点的消失或出现新的酶切位点， 致使酶切片段长度随之发生变化。这种变化引起的多态现象即为 限制性片段长度多态性（RFLP)。
3.蛋白质标记：非酶蛋白质和酶蛋白质 在非酶蛋白质中，用得较多的是种子贮藏蛋白； 酶蛋白质主要是同功酶。
4.DNA 标 记： 也称DNA多态性标记、 DNA分子标记， 是 DNA水平上遗传多态性的直接反映。
基因组
（二） 基因的类型
管家基因(house-keeping genes)：是指所有细胞中均要
表达的一类基因，其产物是对维持细胞基本生命活动所 必需的。
奢侈基因(luxury genes)：是指不同的细胞类型进行特
异性表达的基因，其产物赋予各种类型细胞特异的形态 结构特征与特异的功能。
结构基因（structural gene）是指某些能决定某种多肽链
（4）研究空间结构对基因调节的作用。有些基因的表达调
控序列与被调节基因从直线距离上看，似乎相距甚远，但若 从整个染色体的空间结构上看则恰恰处于最佳的调节位置， 因此，有必要从三维空间的角度来研究真核基因的表达调控 规律。
（5）发现与DNA复制、重组等有关的序列。DNA的忠实复制
保障了遗传的稳定性，正常的重组提供了变异与进化的
遗传连锁图：通过遗传重组所得到的基因线性排列图
称为遗传连锁图。它是通过计算连锁的遗传标志之间
的重组频率,确定它们的相对距离。
物理图谱：是利用限制性内切酶将染色体切成数个片
段，根据重叠序列把片段连接成染色体，确定遗传标 志之间物理距离（碱基对(bp)或千碱基(kb)或兆碱基 (Mb)）的图谱。 转录本图谱两个以上基因的组成部分。
（三） 基因的表达
基因表达(gene expression)：是指细胞在生命过程中，把储
存在DNA顺序中遗传信息经过转录和翻译，转变成具有生物
活性的蛋的概念
基因组，Genome，一般是指单倍体细胞中的全套染色体为 一个基因组，或是单倍体细胞中的全部DNA分子。
美国国家人类基因组研究所所长弗朗西斯· 柯林 斯在介绍情况。
人类基因组草图基本信息
人类基因组
由31.65亿bp组成 含3~3.5万基因 与蛋白质合成有关
《遗传作图》课件
数据预处理
对收集到的数据进行清洗、整 理和标准化处理，以确保数据 的准确性和可靠性。
统计分析
利用统计分析方法，计算遗传 标记与表型之间的关联度，并 确定基因在染色体上的位置。
数据收集
收集个体的基因型和表型数据 ，以及相关的生物样本和临床 信息。
遗传标记选择
选择与表型相关的遗传标记， 并进行基因分型。
良手段。
抗逆性研究
分析植物在各种环境压力下的基因 表达和变异，揭示植物抗逆性的分 子机制，培育抗逆性更强的新品种 。
植物系统发育研究
利用遗传作图技术，研究植物物种 间的亲缘关系和系统发育，揭示植 物多样性的演化历程。
动物遗传作图的应用案例
动物育种
通过遗传作图技术，定位和克隆 控制动物生长、繁殖和品质性状 的基因，为动物育种提供关键的
结果解读
对分析结果进行解读和解释， 并提供相关的生物信息和医学 建议。
04
遗传作图的发展与展望
遗传作图的发展历程
遗传作图的起源
遗传作图最早起源于20世纪初，随着生物学和遗传学的发 展，科学家开始尝试对生物体的遗传信息进行组织和分类 。
分子标记技术的发展
随着分子生物学技术的不断发展，科学家开始利用分子标 记技术进行遗传作图，这为遗传作图提供了更准确、更可 靠的工具。
高通量测序技术的兴起
近年来，随着高通量测序技术的兴起，遗传作图的技术手 段得到了极大的提升，可以更加快速、准确地获取生物体 的遗传信息。
遗传作图的未来展望
1 2
全面解析生物体的遗传信息
随着技术的不断发展，未来遗传作图将更加深入 地解析生物体的遗传信息，为生物体的研究和应 用提供更加全面的信息。
跨物种比较和进化研究
对收集到的数据进行清洗、整 理和标准化处理，以确保数据 的准确性和可靠性。
统计分析
利用统计分析方法，计算遗传 标记与表型之间的关联度，并 确定基因在染色体上的位置。
数据收集
收集个体的基因型和表型数据 ，以及相关的生物样本和临床 信息。
遗传标记选择
选择与表型相关的遗传标记， 并进行基因分型。
良手段。
抗逆性研究
分析植物在各种环境压力下的基因 表达和变异，揭示植物抗逆性的分 子机制，培育抗逆性更强的新品种 。
植物系统发育研究
利用遗传作图技术，研究植物物种 间的亲缘关系和系统发育，揭示植 物多样性的演化历程。
动物遗传作图的应用案例
动物育种
通过遗传作图技术，定位和克隆 控制动物生长、繁殖和品质性状 的基因，为动物育种提供关键的
结果解读
对分析结果进行解读和解释， 并提供相关的生物信息和医学 建议。
04
遗传作图的发展与展望
遗传作图的发展历程
遗传作图的起源
遗传作图最早起源于20世纪初，随着生物学和遗传学的发 展，科学家开始尝试对生物体的遗传信息进行组织和分类 。
分子标记技术的发展
随着分子生物学技术的不断发展，科学家开始利用分子标 记技术进行遗传作图，这为遗传作图提供了更准确、更可 靠的工具。
高通量测序技术的兴起
近年来，随着高通量测序技术的兴起，遗传作图的技术手 段得到了极大的提升，可以更加快速、准确地获取生物体 的遗传信息。
遗传作图的未来展望
1 2
全面解析生物体的遗传信息
随着技术的不断发展，未来遗传作图将更加深入 地解析生物体的遗传信息，为生物体的研究和应 用提供更加全面的信息。
跨物种比较和进化研究
5-第2章 遗传图绘制
分子标记
基因组路标(landmarker)
标记1 标记2
标记3
染色体上的基因和DNA顺序 均可作为路标, 路标具有 物理属性, 它们由特定的 DNA顺序组成. 路标位于 染色体上的位置是固定的, 唯一的, 不会更改的, 因而 提供了作图的依据。基因 组路标就是DNA分子标记。
座位(locus)与位点(site)
为何要绘制遗传图和物理图？
1)基因组太大, 必需分散测序, 然后将分 散的顺序按原来位置组装, 需要图譜 进行指导。
2)基因组存在大量重复顺序, 会干扰排序, 因此要高密度基因组图。
3)遗传图和物理图各有优缺点, 必须相互 整合校正。
基因组测序的研究路线
分子标记与基因组作图
1）目标 基因组测序的基本策略是将整个基因组 分割成一些小片段分别测序, 然后将测序的片 段进行组装, 使其回归到原来的位置。
RFLP, AFLP, RAPD
2 ) 第二代分子标记, 重复顺序多态性:
Simple sequence length polymorphisrns, SSLPs Variable numberof tandem repeats, VNTRSimple tandemrepeats, STR Single sequence repeats, SSR
SSR多态性标记的优点
1）在基因组中分布均匀； 2）可用DNA测序凝胶直接显示，检测
方便； 3）杂合子DNA多态性表现共显性； 3）群体中SSR标记的多态性信息量高。
PNAS 79:6564, 1982
SNP标记及其特点
1) DNA单链的每个碱基位置可有4种选择：A, T, C, G，即4种可能的多态性。因此SNP可由核苷酸 代换产生；
3遗传图绘制
系谱分析作图
• 此主要应用于人的图谱分析。 • 材料少，不能进行有目的的杂交试验 • 人类多样性研究中心
细菌的遗传作图
• • • • 单倍体生物不发生减数分裂。 转导 转化 接合转移
人类遗传图
• 目标：1000KB一个标记 • 600KB，微卫星序列， ACACACACACACAC
第3代标记
• 1996年MIT的Lander ES又提出了SNP（single nucleotide polymorphysm）的遗传标记系统。对每一核 苷酸突变率为10-9，双等位型标记，在人 类基因组中可达到300万个，平均约每1250 个碱基对就会有一个。3~4个相邻的标记构 成的单倍型（haplotype）就可有8~16种。
AB ab AB ab Ab aB
• 减数分裂时期的染色体的行为解释了为何 同一染色体上的基因表现为部分而非完全 连锁现象
• 同源染色体的交换或重组（比利时细胞学 家Janssens,1909)
连锁基因之间的交换
部分连锁与遗传作图
• 交换是随机的，两个相近的基因发生交换 的概率要比两个相远发生交换的概率要大， 因此通过重组率的确定可以相对确定两个 基因的位置。由此可以进行基因的遗传作 图。
遗传图绘制
基 因 组 测 序 的 不 同 策 略
遗传图
• 采用遗传学方法将基因或其他DNA顺序标 定在染色体上构建连锁图。 • 杂交实验和家系分析 • 图距单位为厘摩（cM),为1%的交换率。
物理图
• 采用分子生 物学技术直 接将DNA分 子标记、基 因或克隆标 定在基因组 实际位置。
遗传图作图标记
由重组率绘制遗传图
遗传图的偏离
• 染色体各个区段交换频率有较大的差异
遗传标记与作图
预先克隆和测序。
③SSR（simple sequence repeats) 标记:简单重复序列多态 性。又称微卫星DNA多态性，即由二核苷酸，三核苷酸或四核苷酸 串联重复的拷贝数目不等而出现的多态现象。(76)
④ STS（sequence-tagged site）标记:序列标定位置。 染色体上位置已定的、核苷酸序列已知的、且在基因组 中只有一份拷贝的DNA短片断，一般长200－500bp。STS 标记是根据单拷贝的DNA片断两端的序列，设计一对特异 引物，经PCR扩增基因组DNA而产生的一段长度为几百bp 的特异序列。（STS) （3）基于PCR与限制性酶切技术结合的DNA标记 ①AFLP（amplified fragments length polymorphism） 标记:扩增片段长度多态性。通过对基因组DNA酶切片段的 选择性扩增来检测DNA酶切片段长度的多态性。AFLP揭示 的DNA多态性是酶切位点和其后的选择性碱基的变异。 （AFLP 原理）
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4. 已完成的多种生物基因组测序情况
水稻基因组 2002 老鼠基因组 2002
5.作图策略和方法问题
5.1 经典的遗传学图谱:
主要用来确定生物体的基因在染色体上的排列，只能标明基因 之间的相对位置，无法指明基因在染色体上的具体位置，因此无法 按图直接克隆分离基因。在人类基因组计划中显然利用价值不大.
这里仅介绍遗传的分子标记中的几种重要的分子标记: 1.同工酶标记: 同工酶（Isozyme）是一类分子结构不同、 功能相似、催化同样的生化反应的酶。 同工酶标记是利用编码同工酶的等位基因与同工酶酶谱 的相关性及其共显性的特点进行染色体定位和遗传连锁分析。 2.DNA分子标记: (1)基于DNA-DNA杂交的DNA标记 RFLP标记 (restriction fragment length polymorphism)： DNA某一位点上的变异有可能引起该位点特异性的限制性内切 酶识别位点的改变，包括原有位点的消失或出现新的酶切位点， 致使酶切片段长度随之发生变化。这种变化引起的多态现象即为 限制性片段长度多态性（RFLP)。 对RFLP的检测主要是用Southern杂交的方法进行，即利用限 制酶酶解及凝胶电泳分离不同生物体的DNA分子，然后用经标记 的特异DNA探针与之杂交，通过放射自显影或非同位素显色技术 来揭示DNA的多态性。( 图 Southern )
第十一章遗传作图ppt课件
183个RFLP, 多态性不够高，杂合性（PIC）平均达 到 0 .3而且在染色体上分布不均匀，难以将一些罕 见的基因进行定位；对多基因病的定位也难以奏效,
STR位点已经达到8000个，平均 100kb－200kb有 一个 STR位点，杂合性（PIC）平均达到 0 .7, 这已经使得连锁分析的功能发挥到了极限。
AB Ab aB ab
独立遗传 孟德尔第二定律
(25)
(25)
(25) (25)
完全连锁 (50) (0) (0) (50)
不完全连锁
连锁遗传定律 (48)
(2)
(2) (48)
根据重组率计算遗传距离
2. 连锁分析
▪ 连锁发生的时期
减数分裂Ⅰ期,同源染色体复制后不分离 →双价体→重组
重组(recombination)或交换(crossingover):在双价体中,并列的同源染色体臂发 生机械断裂,彼此交换DNA区段,这一过程被 称为交换或重组.
/SNP/index.html
核苷酸杂交：
DNA芯片 动态等位基因特异的杂交
第三节 遗传作图的方法
1. 遗传学简介 2. 等位基因随机分离定律 3. 独立遗传定律 4. 完全连锁 5. 不完全连锁 6. 不完全显性 7. 共显性
Parents F1
如何进行遗传作图？
连锁遗传定律
Parents
♂
A B
A B
×
a b
a b
♀
F1
AaBb
AB Ab* aB* ab
F2
50% 0%
AB(50%)AABB -
0% 50% - AaBb
Ab(0%) -
-
-
-
遗传标记与基因组作图分析共81页文档
遗传标记与基因组作图分析
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
遗传标记基因图谱解析
（ 5 ）对标记基因型数据进行连锁分析， 构建标记连锁图
设计大量的已知连锁基因个体的杂交试 验； 获得的 F1 再同纯隐性个体测交计算重组 频率；
以重组频率的 1% 作为 1 个摩尔根单位 （即1cM）将基因定位在一条直线上。
杂交：♀ec++/ec++ × ♂+sccv/Y ↓ ♀ec++/+sccv ♂ec++/Y 测交：♀ec++/+sccv×♂ecsccv/Y ↓
FISH技术的发展
（1）在中期染色体上的荧光原位杂交 （2）在减数分裂粗线期染色体上的荧 光原位杂交 （3）在间期细胞核上的荧光原位杂交 （4）在游离染色质上的荧光原位杂交 （5）在DNA纤维上的荧光原位杂交
转录图：也称cDNA图或表达序列图，表
达图。转录图就是对mRNA进行分离定位。
它是基因图的雏形，仅包括基因的cDNA 片段，即表达序列标签，实际上它就是 指可表达的基因在染色体或基因组DNA 片段上的精确定位，并且确定了各基因
AFLP标记技术具有多态性高、提供的信息量大、稳
定性好等优点，但也存在假阳性带出现频繁、技术复杂、 成本高等缺点。
遗传图谱的理论依据
（ 1 ）基因在染色体上是呈直线排 列的； （ 2 ）非等位基因在染色体上排列 的直线距离与基因间的重组频率 呈正相关。
遗传连锁图谱的构建步骤
（1）选用合适的分子标记
（2）选择用于建立作图群体的亲本 组合 （3）建立作图分离群体
（4）测定作图群体中不同个体或者 株系的标记基因型 （5）对标记基因型数据进行连锁分 析，构建标记连锁图
10.2% ec cv 18.6%
遗传标记与作图共79页
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
遗传标记与作图
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。——
遗传标记与作图
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。——
第二章遗传图绘制
– 并非所有等位基因可以通过常规实验予以区分
因此需要更有效的标记！
§2.2.2 DNA 标记 （DNA marker)
➢ 除基因外用于作图的DNA片段称为DNA标记
➢ DNA标记也需要等位型成员
➢ DNA标记的优点：数量多，容易识别，适合大规模 开展工作
➢ 包括三种类型：
1) 限制性片段长度多态性
第二章遗传图绘制
基因组测序为什么要绘图？
克隆重叠群法
minimal tiling path
全基因组鸟枪法
基 因 组 测 序 策 略
➢ 克隆重叠群法（clone contig approach)
先绘制高密度分子标记遗传图和大分子DNA克隆重叠群覆盖的基因组物理 图，然后整合遗传图和物理图，绘制基因组整合图，挑选大分子DNA克 隆逐个测序，最后进行序列组装。up to down
• 因此重组率可以成为测量两个基因之间相对距离的尺度
• 计算出不同基因间的重组率，就可以构建出显示基因在染色 体上相对位置的图。
通 过 重 组 率 作 Байду номын сангаас 传 图
➢ 遗传作图的偏离
• 染色体上有重组热点（
recombination hotspot)，染 色体上这些位点之间比其它位点 间有更高的交换频率，比如近端 粒区和远着丝粒区有较高的的重 组频率
• 微卫星DNA（microsatellite DNA）又称简单序列重复（simple sequence repeat，SSR），或称短串联重复（short tandem repeat，STR），重复单位长度为2-6个,一般重复10-60次
➢微卫星比小卫星更常用做DNA标记
• 小卫星在基因组中分布不均匀，更常见于染色体末端和着丝 粒区。微卫星序列在整个基因组中分布均匀，而且密度高；
因此需要更有效的标记！
§2.2.2 DNA 标记 （DNA marker)
➢ 除基因外用于作图的DNA片段称为DNA标记
➢ DNA标记也需要等位型成员
➢ DNA标记的优点：数量多，容易识别，适合大规模 开展工作
➢ 包括三种类型：
1) 限制性片段长度多态性
第二章遗传图绘制
基因组测序为什么要绘图？
克隆重叠群法
minimal tiling path
全基因组鸟枪法
基 因 组 测 序 策 略
➢ 克隆重叠群法（clone contig approach)
先绘制高密度分子标记遗传图和大分子DNA克隆重叠群覆盖的基因组物理 图，然后整合遗传图和物理图，绘制基因组整合图，挑选大分子DNA克 隆逐个测序，最后进行序列组装。up to down
• 因此重组率可以成为测量两个基因之间相对距离的尺度
• 计算出不同基因间的重组率，就可以构建出显示基因在染色 体上相对位置的图。
通 过 重 组 率 作 Байду номын сангаас 传 图
➢ 遗传作图的偏离
• 染色体上有重组热点（
recombination hotspot)，染 色体上这些位点之间比其它位点 间有更高的交换频率，比如近端 粒区和远着丝粒区有较高的的重 组频率
• 微卫星DNA（microsatellite DNA）又称简单序列重复（simple sequence repeat，SSR），或称短串联重复（short tandem repeat，STR），重复单位长度为2-6个,一般重复10-60次
➢微卫星比小卫星更常用做DNA标记
• 小卫星在基因组中分布不均匀，更常见于染色体末端和着丝 粒区。微卫星序列在整个基因组中分布均匀，而且密度高；
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Sbjct 612 Query 299
CCCGTGGTTCGAGCG-AGTCAGCATGCTGGTTATTCTCCTCAACTGTGTGACTCTGGGTA 298 ||| ||||| ||||| | |||||||| |||| || || |||||||| ||||| ||||| | CCCCTGGTTTGAGCGCA-TCAGCATGTTGGTCATCCTTCTCAACTGCGTGACCCTGGGCA 670
这里仅介绍遗传的分子标记中的几种重要的分子标记:
1.同工酶标记: 同工酶（Isozyme）是一类分子结构不同、 功能相似、催化同样
的生化反应的酶。 同工酶标记是利用编码同工酶的等位基因与同工酶酶谱的相关性及其共显性的特
点进行染色体定位和遗传连锁分析。
2.DNA分子标记: (1)基于DNA-DNA杂交的DNA标记
变，包括原有位点的消失或出现新的酶切位点，致使酶切片段长度随之发生变化。
1 2 3 4
1 The polymorphism of RFLP marker RG214 between 2 parents and 2 bulks (A)
ZCL ZZA
1 39
Recombinants
39
9RFLP analysis of plants in F2 population with RG214 (B)
2)．散在重复的DNA顺序多态性
Alu I顺序 在多态性。 哺乳动物基因组中的散在重复DNA顺序，研究发现人类的AluI顺序也存
人类Ⅲ型胶原纤维基因的第8个内含子存在一类种族特异性的Alu I顺序: 35％的美国黑人
含有这种序列
1％的高加索人
而印第安人、东南亚人中则不含有这种顺序。 人类Y染色体中有一类特有的Alu I顺序，称为YAP(Y Alu polymorphism)，其在不同
个体遗传物质DNA的多态性 个体呈现出多态现象 例如人类个体在身高、血型、肤纹等表型 DNA多态现象以孟德尔共显性遗传方式传递riable number of tandem repeat， VNTR)多态性
Jefferys(1985年)等用Southern杂交的方法检测到人类基因组中存在一类多态现象。 这类多态性主要表现为等位片段(基因)内在的串联重复核苷酸单元的拷贝数不同，从 而使得等位片段(基因)的长度呈现多态性。这类多态现象因此被称为可变数串联重复 多态。每个特定位点的VNTR由两部分组成：中间的核心区和外围的侧翼区，核心区含 有至少一个以上“重复”的短顺序。由于这类多态在结构上与卫星DNA相似，故又可 根据重复单元中的核苷酸数目多少，将其分为小卫星DNA和微卫星DNA。
Sbjct 671
Query 359 Sbjct 731 Query 419 Sbjct 791 Query 478 Sbjct 850 Query 538 Sbjct 910 Query 598 Sbjct 970
第二节、遗传标记 （Genetic marker)
遗传学中通常将可识别的等位基因称为遗传标记。 但随着遗传学和基因概念的发展其内涵也发展。 除基因标记外遗传标记主要包括：
RFLP标记 (restriction fragment length polymorphism)：
DNA某一位点上的变异有可能引起该位点特异性的限制性内切酶识别位点的改 这种变化引起的多态现象即为限制性片段长度多态性（RFLP)。 对RFLP的检测主要是用Southern杂交的方法进行，即利用限制酶酶解及凝胶 电泳分离不同生物体的DNA分子，然后用经标记的特异DNA探针与之杂交，通过放 射自显影或非同位素显色技术来揭示DNA的多态性。( 图 Southern )
人群中存在明显不同的多态分布。
3）．单核苷酸多态性 (single nucleotide polymorphism，SNP)
单核苷酸多态性，主要是指基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA顺序 多态性。它是人类可遗传变异中最常见的一种，占所有已知多态性的90％以上。估计 人类基因组中有300万个，平均1个SNP/500—1 000个碱基。理论上讲，SNP既可能是 双等位多态性，也可能是3个或4个等位多态性，但实际上，后两者非常少见，几乎可 以忽略。因此，通常所说的SNP都是双等位多态性的。SNP既可存在于基因顺序内，也 可存在一基因以外的非编码顺序中。存在于编码顺序中的SNP虽然较少，但其在遗传 疾病研究中却具有重要意义。相当一部分SNP直接或间接地与个体间的表型差异、人 类对疾病的易感性和抵抗能力有关，因此，对SNP的研究越来越受到人们的关注。
1.形 态 标记： 是指那些能够明确显示遗传多态的外 观性状，如株高、粒色等的相对差异
2.细胞学标记 ：是指能够明确显示遗传多态的细胞学特征。
如染色体结构上和数量上的遗传多态性等。 3.蛋白质标记：非酶蛋白质和酶蛋白质 在非酶蛋白质中，用得较多的是种子贮藏蛋白；
酶蛋白质主要是同功酶。
4.DNA 标 记： 也称DNA多态性标记、 DNA分子标记， 是 DNA水平上遗传多态性的直接反映。
Fig.1 The southern analysis of RFLP marker RG214.
（2 ）基于PCR的DNA标记： ①RAPD（random amplified polymorphic DNA ）标记： 随机引物PCR标记，随机扩增多态性DNA，用随机短引物（人工合成 的十核苷酸）进行DNA的PCR扩增。所扩增的DNA区段是事先未知的， 具有随机性和任意性，因此随机引物PCR标记技术可用于对任何未 知基因组的研究。（RAPD 原理） ② ISSR (Inter-simple sequence repeats) 标记:简单序列重复 区间扩增多态性。利用基因组中常出现的SSR本身设计引物，无需
SNP（single nucleotide polymorphism ）标记:
单核苷酸多态性。不同个体基因组DNA序列同一位置上的 单个核苷酸的差别。其比较的不是DNA的片段长度，而是相同 序列长度里的单个碱基的差别。 (SNP_)
(5)主要类型的DNA分子标记的技术特点比较
②CAPS（Cleaved amplified polymorphic sequence）标记: 是特异引物PCR与限制性酶切相结合而产生的一种DNA标记,当 SCAR（sequence characterized amplified regions)或STS的特异 扩增产物的电泳谱带不表现多态性时，一种补救办法就是用限制性 内切酶对扩增产物进行酶切，然后再通过琼脂糖或聚丙烯胺凝胶电 泳检测其多态性,这种多态性称为CAPS标记。它揭示的是特异PCR产 物DNA序列内限制性酶切位点变异的信息，也表现为限制性片段长度 的多态性。 （4）单核苷酸多态性的DNA标记
1 tagagcaggt ctagaccgta atgtttataa tacaatttac ttagacccaa caaatcccac
61 catgagcaag cacttggcga cagtggcaag aaaaaacttc ctttaagagg cagaaacctg
121 gagcagaacc agaatcattg gtgggtgacc atccactgct gtcgtgttag gttttgaaag 181 atttagagag agatagagag agagagagag agagagagag agagagaggg gttttggggg 241 ggtgagggag agggagacac aatgcaaatt tggcaaggaa aaacttcctt taagaggcag 301 aacccttgta cagaacccaa cacaatgcaa ataccaccta gaatttttt
Sbjct 612 Query 299
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这里仅介绍遗传的分子标记中的几种重要的分子标记:
1.同工酶标记: 同工酶（Isozyme）是一类分子结构不同、 功能相似、催化同样
的生化反应的酶。 同工酶标记是利用编码同工酶的等位基因与同工酶酶谱的相关性及其共显性的特
点进行染色体定位和遗传连锁分析。
2.DNA分子标记: (1)基于DNA-DNA杂交的DNA标记
变，包括原有位点的消失或出现新的酶切位点，致使酶切片段长度随之发生变化。
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1 The polymorphism of RFLP marker RG214 between 2 parents and 2 bulks (A)
ZCL ZZA
1 39
Recombinants
39
9RFLP analysis of plants in F2 population with RG214 (B)
2)．散在重复的DNA顺序多态性
Alu I顺序 在多态性。 哺乳动物基因组中的散在重复DNA顺序，研究发现人类的AluI顺序也存
人类Ⅲ型胶原纤维基因的第8个内含子存在一类种族特异性的Alu I顺序: 35％的美国黑人
含有这种序列
1％的高加索人
而印第安人、东南亚人中则不含有这种顺序。 人类Y染色体中有一类特有的Alu I顺序，称为YAP(Y Alu polymorphism)，其在不同
个体遗传物质DNA的多态性 个体呈现出多态现象 例如人类个体在身高、血型、肤纹等表型 DNA多态现象以孟德尔共显性遗传方式传递riable number of tandem repeat， VNTR)多态性
Jefferys(1985年)等用Southern杂交的方法检测到人类基因组中存在一类多态现象。 这类多态性主要表现为等位片段(基因)内在的串联重复核苷酸单元的拷贝数不同，从 而使得等位片段(基因)的长度呈现多态性。这类多态现象因此被称为可变数串联重复 多态。每个特定位点的VNTR由两部分组成：中间的核心区和外围的侧翼区，核心区含 有至少一个以上“重复”的短顺序。由于这类多态在结构上与卫星DNA相似，故又可 根据重复单元中的核苷酸数目多少，将其分为小卫星DNA和微卫星DNA。
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第二节、遗传标记 （Genetic marker)
遗传学中通常将可识别的等位基因称为遗传标记。 但随着遗传学和基因概念的发展其内涵也发展。 除基因标记外遗传标记主要包括：
RFLP标记 (restriction fragment length polymorphism)：
DNA某一位点上的变异有可能引起该位点特异性的限制性内切酶识别位点的改 这种变化引起的多态现象即为限制性片段长度多态性（RFLP)。 对RFLP的检测主要是用Southern杂交的方法进行，即利用限制酶酶解及凝胶 电泳分离不同生物体的DNA分子，然后用经标记的特异DNA探针与之杂交，通过放 射自显影或非同位素显色技术来揭示DNA的多态性。( 图 Southern )
人群中存在明显不同的多态分布。
3）．单核苷酸多态性 (single nucleotide polymorphism，SNP)
单核苷酸多态性，主要是指基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA顺序 多态性。它是人类可遗传变异中最常见的一种，占所有已知多态性的90％以上。估计 人类基因组中有300万个，平均1个SNP/500—1 000个碱基。理论上讲，SNP既可能是 双等位多态性，也可能是3个或4个等位多态性，但实际上，后两者非常少见，几乎可 以忽略。因此，通常所说的SNP都是双等位多态性的。SNP既可存在于基因顺序内，也 可存在一基因以外的非编码顺序中。存在于编码顺序中的SNP虽然较少，但其在遗传 疾病研究中却具有重要意义。相当一部分SNP直接或间接地与个体间的表型差异、人 类对疾病的易感性和抵抗能力有关，因此，对SNP的研究越来越受到人们的关注。
1.形 态 标记： 是指那些能够明确显示遗传多态的外 观性状，如株高、粒色等的相对差异
2.细胞学标记 ：是指能够明确显示遗传多态的细胞学特征。
如染色体结构上和数量上的遗传多态性等。 3.蛋白质标记：非酶蛋白质和酶蛋白质 在非酶蛋白质中，用得较多的是种子贮藏蛋白；
酶蛋白质主要是同功酶。
4.DNA 标 记： 也称DNA多态性标记、 DNA分子标记， 是 DNA水平上遗传多态性的直接反映。
Fig.1 The southern analysis of RFLP marker RG214.
（2 ）基于PCR的DNA标记： ①RAPD（random amplified polymorphic DNA ）标记： 随机引物PCR标记，随机扩增多态性DNA，用随机短引物（人工合成 的十核苷酸）进行DNA的PCR扩增。所扩增的DNA区段是事先未知的， 具有随机性和任意性，因此随机引物PCR标记技术可用于对任何未 知基因组的研究。（RAPD 原理） ② ISSR (Inter-simple sequence repeats) 标记:简单序列重复 区间扩增多态性。利用基因组中常出现的SSR本身设计引物，无需
SNP（single nucleotide polymorphism ）标记:
单核苷酸多态性。不同个体基因组DNA序列同一位置上的 单个核苷酸的差别。其比较的不是DNA的片段长度，而是相同 序列长度里的单个碱基的差别。 (SNP_)
(5)主要类型的DNA分子标记的技术特点比较
②CAPS（Cleaved amplified polymorphic sequence）标记: 是特异引物PCR与限制性酶切相结合而产生的一种DNA标记,当 SCAR（sequence characterized amplified regions)或STS的特异 扩增产物的电泳谱带不表现多态性时，一种补救办法就是用限制性 内切酶对扩增产物进行酶切，然后再通过琼脂糖或聚丙烯胺凝胶电 泳检测其多态性,这种多态性称为CAPS标记。它揭示的是特异PCR产 物DNA序列内限制性酶切位点变异的信息，也表现为限制性片段长度 的多态性。 （4）单核苷酸多态性的DNA标记
1 tagagcaggt ctagaccgta atgtttataa tacaatttac ttagacccaa caaatcccac
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121 gagcagaacc agaatcattg gtgggtgacc atccactgct gtcgtgttag gttttgaaag 181 atttagagag agatagagag agagagagag agagagagag agagagaggg gttttggggg 241 ggtgagggag agggagacac aatgcaaatt tggcaaggaa aaacttcctt taagaggcag 301 aacccttgta cagaacccaa cacaatgcaa ataccaccta gaatttttt