8基因工程分子标记技术及其应用

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分子标记技术的原理和应用

分子标记技术的原理和应用1. 简介分子标记技术是一种用于标记和检测生物分子的方法。

通过在目标分子上引入特定标记物，可以实现对这些分子进行定量、定位及特异性检测。

本文将介绍分子标记技术的原理和应用。

2. 原理分子标记技术主要通过以下步骤来实现对目标分子的标记和检测：•选择标记物：标记物通常是具有特异性的分子或结构，如荧光染料、酶、金纳米颗粒等。

根据标记物的特性和应用需求，选择合适的标记物。

•引入标记物：将选定的标记物与目标分子进行结合。

这可以通过化学反应、酶促反应或物理吸附等方法实现。

•检测标记物：使用适当的检测方法，如光谱分析、电化学方法等，对标记物进行定量或定性检测。

这些方法可以根据标记物的特性和需求选择。

3. 应用分子标记技术在许多领域都有广泛的应用。

以下是一些主要的应用领域：3.1 生物医学研究•免疫组织化学：通过标记特定抗体来检测组织中的蛋白质，用于研究疾病诊断、治疗反应和组织学研究。

•分子诊断：使用分子标记技术检测体液中的特定生物分子，如DNA、RNA和蛋白质，用于早期疾病诊断和个体化治疗。

•药物研发：利用分子标记技术对药物与靶标的相互作用进行研究，加速药物研发过程。

3.2 食品安全检测•农药残留检测：使用分子标记技术检测食品中的农药残留物，保证食品安全。

•食品成分分析：通过标记特定分子，检测食品中的成分和添加物。

3.3 环境监测•水质检测：使用分子标记技术检测水中的有害物质和污染物，保护环境和人类健康。

•大气污染监测：通过标记特定分子，检测大气中的污染物，评估空气质量。

3.4 基因组学研究•基因定位：使用分子标记技术对基因组中特定序列进行定位和研究。

•基因表达分析：通过标记RNA或蛋白质，研究基因在各个组织中的表达情况。

4. 总结分子标记技术以其高灵敏度、高特异性和高可视性等优势，在生物医学研究、食品安全检测、环境监测和基因组学研究等领域具有广泛的应用前景。

随着技术的不断发展和创新，相信分子标记技术将在未来发挥更大的作用，并为各个领域的研究和应用带来更多的突破。

分子标记技术的应用

分子标记技术的应用目前，分子标记技术在植物学研究中得到了广泛的应用，如构建遗传图谱、基因定位和克隆及新基因的寻找、遗传多样性和物种亲缘关系研究、系统进化发育、种质资源鉴定和保存、分子标记辅助选择育种等方面。

1 构建遗传图谱遗传图谱是随着各类分子标记的发展而形成的现代育种观念，具有极其主要的意义，可用来定位和标记目的基因，揭示多基因性状的遗传基础，推动标记辅助育种在生产上的应用等。

长期以来，各种植物的遗传图谱几乎都是根据诸如形态、生理和生化等常规标记来构建的，建成遗传图谱的植物种类很少，而且图谱分辨率大多很低，图距大，饱和度低，因而应用价值有限。

DNA分子标记用于遗传图谱构建是遗传学领域的重大进展之一。

1980年，Bostein首次提出用RFLP作为遗传标记构建连锁图的设想。

此后，RFLP首先被应用于人类遗传学研究，并于1987年建成了人的第一张RFLP图谱，其饱和度远远超过了经典的图谱。

近几十年来，各种分子标记技术如RAPD、SCAR、SSR、AFLP、SNP等都有成功用于农作物或林木遗传图谱构建的实例，多种分子标记技术结合运用能得到密度更高，遗传距离更大的遗传图谱。

2基因定位基因定位即将具有某一表型性状的基因定位于分子标记连锁图中，包括对质量性状(如植物花色、叶形、高矮等，主要由单基因编码)和数量性状(如花期、抗逆性等，由连锁基因编码)的基因定位。

质量性状基因的定位有近等基因系(Near Isoallele Lines，NILs)和群分法(Bulked Segregation Analysis，BSA)。

数量性状基因(Quantitative Trait Locus，QTL)的定位主要有以标记为基础的分析法(MB法)、以性状为基础的分析法(TB法)和区间作图法。

同样，RFLP和RAPD、SCAR、SSR、ISSR、AFLP等标记方法在基因定位中也取得了较大的进展。

如Martin等在用144个随机引物进行的RAPD标记中找到3个标记同番茄抗茎腐病基因PtO连锁，并经RFLP分析，将这3个标记定位于RFLP连锁图的第5条染色体上。

分子标记技术的类型原理及应用

分子标记1.分子标记技术及其定义1974年,Grozdicker等人在鉴定温度敏感表型的腺病毒DNA突变体时, 利用限制性内切酶酶解后得到的DNA片段的差异, 首创了DNA分子标记。

所谓分子标记是根据基因组DNA存在丰富的多态性而发展起来的可直接反映生物个体在DNA水平上的差异的一类新型的遗传标记,它是继形态学标记、细胞学标记、生化标记之后最为可靠的遗传标记技术。

广义的分子标记是指可遗传的并可检测的DNA序列或蛋白质分子。

通常所说的分子标记是指以DNA多态性为基础的遗传标记。

分子标记技术本质上都是以检测生物个体在基因或基因型上所产生的变异来反映基因组之间差异。

2.分子标记技术的类型分子标记从它诞生之日起, 就引起了生物科学家极大的兴趣,在经历了短短几十年的迅猛发展后, 分子标记技术日趋成熟, 现已出现的分子标记技术有几十种, 部分分子标记技术所属类型如下。

2.1 建立在Southern杂交基础上的分子标记技术(1) RFLP ( Rest rict ion Fragment Length Polymorphism)限制性内切酶片段长度多态性标记；(2) CISH ( Chromosome In Situ Hybridization) 染色体原位杂交。

2.2 以重复序列为基础的分子标记技术(1) ( Satellite DNA ) 卫星DNA；(2) ( Minisatellite DNA ) 小卫星DNA;(3) SSR( Simple Sequence Repeat ) 简单序列重复, 即微卫星DNA。

2.3 以PCR为基础的分子标记技术(1) RAPD ( Randomly Amplif ied Polymorphic DNA ) 随机扩增多态性DNA；(2) AFLP( Amplif ied Fragment Length Polymorphism) 扩增片段长度多态性；(3) SSCP( Single Strand Conformation Polymorphism) 单链构象多态性；(4) cDNA-AFLP( cDNA- AmplifiedFragment Length Polymorphism) cDNA -扩增片段长度多态性；(5) TRAP( Target Region Amplified Polymorphism) 靶位区域扩增多态性；(6) SCAR ( Sequence Char acterized Amplified Region) 序列特征化扩增区域；(7) SRAP ( Sequencerelated Amplified Polymorphism) 相关序列扩增多态性。

常用分子标记技术原理及应用

单链制备
通过加热或化学方法将双链DNA变性为单链。
凝胶电泳
将单链DNA在聚丙烯酰胺凝胶上进行电泳，并观察迁移率变化。
结果分析
通过比较正常和突变 DNA的迁移率，确定是否存在基因突变。
应用实例
遗传病诊断
SSCP技术可用于检测与遗传病相关的基因突变，如囊性纤维化、镰状细胞贫血等。
肿瘤研究
特点
高分辨率、高灵敏度、可重复性和可靠性，能够检测出微小的基因组差异，广泛应用于遗传育种、生物多样性保护、人类医学等领域。
分子标记技术的应用领域
遗传育种
通过分子标记技术对动植物进行遗传资源鉴定、品种纯度鉴定、遗传连锁分析和基因定位等，提高育种效率和品质。
生物多样性保护
利用分子标记技术对物种进行遗传结构和亲缘关系分析，评估物种的遗传多样性和濒危程度，为保护生物多样性提供科学依据。
人类医学
分子标记技术在人类医学中用于疾病诊断、药物研发、个体化医疗等方面，有助于提高疾病的预防、诊断和治疗水平。
常用分子标记技术简介
RFLP（限制性片段长度多态性）
SSR（简单序列重复）
利用限制性内切酶对DNA进行切割，产生不同长度的片段，通过电泳和染色检测多态性。
利用串联重复的DNA序列多态性进行标记，通过PCR扩增和电泳检测多态性。
分子标记辅助育种
利用AFLP技术标记控制重要性状的基因，辅助育种者快速筛选具有优良性状的个体。
植物分子生态学研
究
利用AFLP技术分析植物种群遗传结构、物种演化和生态适应性等方面的研究。
04
SSR技术
原理
简单序列重复标记（SSR）是一种基于PCR的分子标记技术，利用微卫星序列的重复单元进行扩增，通过检测等位基因的长度多态性来识别基因组中的变异。

分子标记技术原理方法及应用

分子标记技术原理方法及应用分子标记技术是一种用于检测和定位特定分子的方法。

其原理是通过将一种特殊的化学物质（标记物）与目标分子结合，然后利用标记物的性质来对目标分子进行分析和检测。

分子标记技术被广泛应用于生物医学研究、生物学检测和药物研发等领域。

常用的分子标记技术有荧光标记、酶标记和放射性标记等。

荧光标记是一种将目标分子与荧光染料结合的技术。

荧光标记的原理是通过荧光染料的特性，使得目标分子在荧光显微镜下显示出特定的荧光信号，从而对其进行定位和分析。

荧光标记可以在细胞、组织和体内进行，具有灵敏度高、分辨率高和实时监测的优点。

常见的荧光标记方法有间接免疫荧光标记、原位杂交荧光标记和荧光蛋白标记等。

荧光标记技术广泛应用于细胞定位、蛋白质相互作用研究、细胞分析和分子诊断等领域。

酶标记是一种利用酶与底物反应的方法进行分子标记。

通常，酶标记将目标分子与特定的酶（如辣根过氧化酶、碱性磷酸酶等）结合，然后通过对底物的催化作用产生显色或荧光信号。

酶标记在生物学检测中得到广泛应用，特别是在酶联免疫吸附试验（ELISA）中。

酶标记具有灵敏度高、稳定性好的特点，可以用于检测蛋白质、核酸和小分子等生物分子。

放射性标记是利用放射性同位素与目标分子结合的技术。

放射性同位素具有高灵敏度和长时间半衰期的特点，可以用于追踪和测定目标分子的存在和分布。

放射性标记技术广泛应用于细胞和分子影像学、放射性定位和药物代谢等领域。

分子标记技术在生物医学研究、生物学检测和药物研发等领域有着广泛的应用。

在生物医学研究中，分子标记技术可以用于研究细胞和分子的结构和功能，探索疾病的发生机制和药物的作用机理。

在生物学检测中，分子标记技术可以用于检测和定位特定的生物分子，如蛋白质、核酸和小分子等，从而实现对生物过程的观察和分析。

在药物研发中，分子标记技术可以用于筛选和评价药物的活性和毒性，以及研究药物的代谢和药理学特性。

总之，分子标记技术的发展和应用为生物医学研究和生物学检测提供了强大的工具，有助于我们深入理解生命的奥秘和开发有效的治疗手段。

分子标记技术原理方法及应用-图文

分子标记技术原理方法及应用-图文一、遗传标记的类型及发展遗传标记(geneticmarker):指可追踪染色体、染色体某一节段、某个基因座在家系中传递的任何一种遗传特性。

它具有两个基本特征，即可遗传性和可识别性；因此生物的任何有差异表型的基因突变型均可作为遗传标记。

包括形态学标记、细胞学标记、生化标记和分子标记四种类型。

形态学标记：主要包括肉眼可见的外部形态特征，如：矮秆、紫鞘、卷叶等；也包括色素、生理特性、生殖特性、抗病虫性等有关的一些特性。

优点:形态学标记简单直观、经济方便。

缺点:(1)数量在多数植物中是很有限的;(2)多态性较差，表现易受环境影响;(3)有一些标记与不良性状连锁;(4)形态标记的获得需要通过诱变、分离纯合的过程，周期较长细胞学标记：植物细胞染色体的变异：包括染色体核型（染色体数目、结构、随体有无、着丝粒位置等）和带型（C带、N带、G带等）的变化。

优点:能进行一些重要基因的染色体或染色体区域定位。

缺点:(1)材料需要花费较大的人力和较长时间来培育，难度很大;(2)有些变异难以用细胞学方法进行检测生化标记：主要包括同工酶和等位酶标记。

分析方法是从组织蛋白粗提物中通过电泳和组织化学染色法将酶的多种形式转变成肉眼可辩的酶谱带型。

优点:直接反映了基因产物差异，受环境影响较小。

缺点:(1)目前可使用的生化标记数量还相当有限;(2)有些酶的染色方法和电泳技术有一定难度分子标记：主要指能反映生物个体或种群间基因组中某种差异特征的DNA片段，它直接反映基因组DNA间的差异，也叫DNA标记。

(1)数量多，高多态性，信息量大(2)与生长发育无关，取材不受限制(3)能明确辨别等位基因(4)均匀分布于整个基因组(5)选择中性，不影响目标性状的表达(6)检测手段简单、快速(7)成本低廉(8)稳定，重复性好(9)共显性遗传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，一般依其所用的分子生物学技术大致可以分为三大类：第一类是以分子杂交为核心的分子标记，包括RFLP、DNA指纹技术等，这类分子标记被称为第一代分子标记；几种主要的ＤＮＡ分子标记二、几种常见分子标记的原理及方法1.RFLP2.RAPD3.AFLP4.SSR5.ISSR6.SNP1.RFLP：RetrictionFragmentLengthPolymorphimbyBottein(1980)基本原理：物种的基因组DNA在限制性内切酶作用下，产生相当多的大小不等的片段，用放射性同位素标记的DNA作探针，把与被标记DNA相关的片段检测出来，从而构建出多态性图谱。

第八章分子标记及其应用

第八章分子标记及其应用第八章分子标记及其应用1) 分子标记的种类与特点1. 遗传标记的种类与特点遗传标记：指可以稳定遗传的、易于识别的特殊遗传多态性形式。

Minisatellites：小卫星序列遗传标记的种类与特点1）形态标记：肉眼可见的特征性状，简单实用，但数目少，受发育阶段与环境影响。

2）细胞标记：染色体核型与带型，受环境影响小，稳定可靠，但耗时耗力，信息量不足。

3）生化标记：贮藏蛋白、同工酶等，信息量较大，取材方便，但不能反映基因组非编码区信息，仍受发育阶段与环境影响。

4）DNA分子标记：基因组DNA 水平的变异，理想的遗传标记。

2. DNA分子标记DNA分子标记：简称分子标记，指基因组DNA 水平上的任何差异，来自缺失、插入、置换、颠换、重复等，通常以分子杂交或凝胶电泳图谱的形式体现。

2.1 分子标记的优点1）数量多，遍及整个基因组，理论上检测位点近乎无限；2）稳定遗传，不受环境、发育阶段和是否表达等限制;3）多态性高，自然存在，无须专门创造；4）表现为“中性”，即不影响性状的表达；5）许多为共显性，能鉴别杂合与纯合，提供完整的遗传信息。

2.2 分子标记的类型分三大类:1) 基于核酸分子杂交: 第一代，1980s, RFLP（Restriction fragmentlength polymorphism ），限制性片段长度多态性2) 基于PCR或限制酶切+PCR: 第二代，1990s ,RAPD、AFLP、SSR、ISSR、 SCAR、STS等3) 基于DNA测序:第三代，近年来SNP和EST,反转录转座子等第三节分子标记的应用1. RFLP标记RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism)：限制性片段长度多态性，1980，Botstein。

基本原理：不同基因组DNA经特定限制酶消化后产生大小不等的片段，再经电泳分离、Southern 印迹杂交和检测后，得到特异的RFLP 标记，它反映不同DNA对所用探针限制性酶切片段长度的多态性，实际是酶切位点的变化和分布情况。

《分子标记的应用》课件

犯罪现场调查
通过检测犯罪现场遗留的生物样本中的分子标记，为犯罪调查提供证据和线索。
遗传疾病研究
利用分子标记研究遗传性疾病的发病机制和家族遗传规律，为法医学中的遗传疾病分析提供支持。
THANKS
分子标记技术的种类
01
限制性片段长度多态性（RFLP）
利用限制性内切酶切割基因组DNA，产生不同长度的片段，再通过电
泳和 Southern 杂交技术检测多态性。
02
微卫星标记
利用串联重复的DNA序列在不同个体间的变异来标记基因组，具有高
度多态性和遗传稳定性。
03
单核苷酸多态性（SNP）
检测单个核苷酸位点的变异，是最常见和应用最广泛的分子标记之一。
通过分子标记技术，可以鉴定家禽品种间的遗传差异，为品
种选育提供依据。
分子标记还可以用于研究家禽繁殖和生长等重要经济性状的遗传基础，为育种提供理论支
持。
通过分子标记辅助选择，可以快速准确地选择具有优良性状的个体，提高家禽生产效益。
分子标记在兽医学中的应用
分子标记在兽医学中主要用于动物疾病诊断、抗病育种和药物研发等方面。
利用分子标记技术快速筛选具有潜在活性的药物候选物，提高药物研发效率。
药物靶点发现
通过研究分子标记与药物反应的关系，发现新的药物作用靶点，为新药研发提供方向。
药物疗效评估
利用分子标记监测药物治疗过程中的生物标志物变化，评估药物疗效和安全性。
分子标记在法医学中的应用
身份鉴定
利用DNA分子标记进行个体身份鉴定，在法医鉴定、亲子鉴定等领域具有重要应用。
种群遗传多样性分析
分子标记可以揭示种群内的遗传变异，了解种群的遗传结构、变异水平和进化历史。

分子标记及应用

应用VNTR技术结核分枝杆菌基因分型
Genetic fingerprinting
分子标记
分子标记
Parents and offspring have similar genetic fingerprints 亲子鉴定
博诚
分子标记
6、短串联重复序列— STR
短串联重复序列(simple tandem repeats,STR) 又称为简单重复序列（simple sequence repeats,SSR），也称微卫星标记（microsatellite），是均匀分布于真核生物基因组中的简单重复序列。其串联重复的核心序列为1-6bp，最常见是双核苷酸重复，即(CA)n和(TG)n。 • 微卫星DNA的高度多态性主要来源于串联数目的不同。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。
分子标记？
•
分子标记
所谓“标记”，是指“便于识别的标识或者记号”。分子标记的本质是便于识别的特异性DNA片段，能够识别生物个体或种群间基因组中某种差异，直接反映了DNA水平的遗传多态性。
在生物发育的不同阶段，不同组织的DNA 都可用于标记分析。现在分子标记技术已有数十种，应用广泛。
•
博诚
分子标记
1、限制性片段多态性分析—RFLP
限制性片段长度多态性(Restriction Fragment Length Polymorphism，RFLP)是一种以DNA— DNA杂交为基础的第一代遗传标记。用于分析相关基因多态性的技术。即用同一种限制性内切酶，酶切来源于同一物种不同个体的基因组DNA，从而获得长度各异的DNA片段。
5、数目可变串联重复多态性 —VNTR

植物育种中分子标记技术的研究和应用

植物育种中分子标记技术的研究和应用植物育种是农业生产中一个极为重要的领域。

育种的目的是通过改良植株性状，获得更好的农作物产量和品质。

传统的育种方法通常需要耗费大量的时间、精力和人力物力成本。

而随着分子标记技术的发展和推广，它已经成为现代植物育种的主流手段之一。

这一技术可以帮助我们更快、更准确地进行植物育种。

一、分子标记技术的基础分子标记技术是利用特定的生物分子在物种间遗传传递的规律研究生物遗传多态性和变异性的技术，是研究生物遗传学的一种重要工具。

它是基于DNA序列差异或变异、突变等基本遗传机制，并把不同的分子标记用于不同的分析目的。

它的最大优点就是可以对个体遗传背景进行分析，把研究焦点从表型转移到遗传层面。

分子标记技术主要有两种：DNA分子标记和蛋白质分子标记。

DNA分子标记主要包括限制性片段长度多态性（RFLP）、随机扩增多态性（RAPD）、序列特征扩增（SCAR）、简单重复序列多态性（SSR）、单核苷酸多态性（SNP）等。

蛋白质分子标记主要包括异构酶和蛋白质电泳图谱。

二、分子标记在植物育种中的作用分子标记技术在植物育种中被广泛运用，可以在以下方面起到很大的作用：1、育种亲本的鉴定传统的育种方法中，选育优良的品种主要依靠繁殖和选择。

这种方法存在着较大的局限性，即可能会错过重要的基因。

而分子标记技术可以帮助我们确定育种亲本之间的亲缘关系，确定亲本间的遗传距离，从而避免了由于亲缘关系不清晰而造成的遗传回合和舍弃过多的潜在亲本。

2、选育种子的鉴定利用分子标记技术开展胚胎学、种子学研究，可以鉴定杂交种子的真伪、父本、母本和杂交时间，快速准确地识别稳定、纯度高的杂种等。

该技术可以大大地缩短常规育种方法所需的时间，并且有效地降低了选择杂交群体的成本和风险。

3、育种基因的定位育种主要是选择优良的基因进行强化，因此基因定位是育种的首要任务。

利用分子标记技术可以快速地定位并克隆关键的功能基因，不仅可以为育种提供重要的信息，而且可以为模式植物和系统发育研究提供重要的基因组信息，为植物育种提供更加高效和准确的手段。

分子标记及基因芯片技术及应用

如：EcoRI引物和MseI引物
CORE EcoRI MseI 5 ´ -GACTGCGTACC 5 ´ -GATGAGTCCTGAG ENZ AATTC TAA EXT NNN-3 ´ NNN-3´
（2）AFLP的优缺点
优点：（1）少量引物可获得较多标记，50~150条带（2）多为显性标记或共显性标记，受环境影响小，无复等位效应（3）带型清晰，具高分别率（4）由于用两种引物经两步选择扩增，带型稳定，带纹丰富，灵敏度高，重复性好（5）不需事先知道DNA序列信息缺点：操作复杂，费用较高
二、分子标记的类型
以DNA序列为核心的分子标记：
• 转录间隔区（internal transcribed spacer，
ITS）测序分析技术
• 单核苷酸多态性（single nucleotide
polymorphism，SNP）P：限制性片段长度多态性（restriction fragment length polymorphism ） RFLP指应用特定的核酸内切酶切割有关的 DNA分子所产生的DNA片段在长度上的变化。细胞内DNA量通常用绝对量（Pg）或碱基对（bp）数目表示，也常用千碱基对（Kb）或万碱基对（Mb）表示。 1Pg=0.965×109bp=6.1×1011dalton=29cM
实验操作：
• 准备探针：RNA提取→标记→荧光染料 • 杂交反应
• 杂交后的处理
• 实验设计：异种DNA平行试验；RNA质量检
测对照；封闭对照；规整化对照 • 成像分析
基因芯片
第二节基因芯片技术和应用
基因芯片的应用：
基础医学研究；药物筛选；临床诊断；指导用药；预防医学研究；环境保护；军事、司法；农业等基因芯片使用应注意的问题：类型的选择；基因芯片数量；取材；取材量；结果分析；多种芯片结合应用

基因工程及分子标记育种

2.存在的问题及展望（1）转基因植物的安全性评价和环境释放问题（2）转基因植物的安全性问题（3）知识产权与商品化发展问题（4）未来发展
二、分子标记技术
1.分子标记的概述（1）多态性与分子标记
每个DNA分子的碱基顺序构成了DNA分子的特异性，不同的DNA链编码出完全不同的多肽链。
DNA多态性（polymorphism）是描述DNA分子变异大小的一个术语，用以描述生物的遗传变异。
1000bp 750bp 500bp
250bp 100bp
Mg2+浓度对RAPD扩增结果的影响注：1～6分别为1.5、2.0、2.25、2.5、3.0、3.5 (mmol/L)
过高的dNTPs 浓度会同Taq DNA 聚合酶竞争Mg2+，使Mg2+总量下降，抑制Taq DNA聚合酶的活性，同时也会使错误率大
1、核酸分离（1）DNA的分离：CTAB法提取植物基因组DNA （2）RNA的分离（3）DNA及RNA含量的测定、纯度和质量的评定
理想的A260/A280应为1.8，若样品中有蛋白质或多酚类物质污染时，则明显低于1.8；
采用琼脂糖凝胶电泳结合Southern杂交等方法可检验基因组DNA质量。
M 1 2 3 4 56
253000000000bbbppp 1705000bbpp 500bp 250bp 100bp
DNA 模板用量对RAPD扩增结果的影响注：1～6分别为10、20、40、60、80、100(ng)
▪ 引物浓度过低，无法与所有的模板DNA结合位点结合，导致扩增结果不理想，引物浓度过高时，会促使引物错误地引导非特异性产物的合成。
（二）基因工程的分子生物学基础
1、DNA的结构和性质（1）A、T、G、C。（2）DNA合成以5’-3’方向发生，半保留复制。（3）DNA的变性、复性、杂交。 2、RNA的结构和性质（1）碱基：A、U、G、C。（2）细胞中含有3种RNA：tRNA、rRNA、mRNA。

常用分子标记技术原理及应用-文档资料

分子标记的分类
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，一般依其所用的分子生物学技术大致可以分为三大类：第一类：是以分子杂交为核心的分子标记，包括RFLP、DNA
指纹技术等，这类分子标记被称为第一代分子标记；
第二类：是以PCR为核心的分子标记，包括随机扩增多态性 RAPD、简单序列重复SSR、扩增片段长度多态性AFLP、序列标签位点STS等，为第二代分子标记；第三类：是一些新型的分子标记，如：SNP标记、表达序列标签EST标记等，也以PCR技术为基础，为第三代分子标记。

eg:蛋白质标记如种子贮藏蛋白同工酶（指由一个以上基因位点编码的酶的不同分子形式）
2.狭义的分子标记（DNA marker)概念只是指DNA标记

能反映生物个体或种群间基因组中某种差异特征的
DNA片段，它直接反映基因组DNA间的差异。
分子标记（DNA marker）
分子标记的概念：是以直接检测DNA核苷酸序列的差异为基础的遗传标记，又叫DNA分子标记。分子标记的特点： (相对形态，细胞，生化标记具有的优点)
几种主要的ＤＮＡ分子标记
英文缩写 RFLP STS RAPD AFLP 英文名称 Restriction fragment Iength polymorphism Sequence tagged site Random amplified polymorphic DNA Amplified frangment length Polymorphism 中文名称限制性片段长度多态性序列标签位点随机扩增多态性DNA 扩增片断长度多态性
( Amplified Fragment Length Polymorphism )

分子标记技术及应用

分子标记技术和应用一、基于DNA杂交技术的分子标记RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism,DNA限制片段长度多态性) RFLP是以Southern杂交为核心,应用最早的分子标记技术。

RFLP首先是在人类基因组研究中发展起来的,主要用于遗传疾病诊断和法医鉴定，RFLP的概念由人类遗传学家Botstein等首次提出，其原理为:碱基的改变与染色体结构的变化导致生物个体或种群之间DNA片段酶切位点的变化,用限制性内切酶切割改变的DNA,将产生长短、种类、数目不同的限制性片段,这些片段经聚丙烯酰胺凝胶电泳分离后就会呈现出不同的带状分布,而具有差异的DNA片段就可通过Southern杂交检测出来。

利用RFLP技术可进行遗传图谱构建、基因定位、数量性状基因座定位(QTL)及遗传多态性分析等。

RFLP标记具有下列优点：结果可靠，这是由于限制性内切核酸酶识别序列的专一性决定的。

结果稳定，RFLP标记无表型效应，其检测不受外界条件、性别及发育阶段的影响。

RFLP标记的等位基因间是共显性的，对选择隐形基因极为有利。

RFLP标记的非等位基因之间不存在基因互作，标记互不干扰。

RFLP起源于基因组DNA的自然变异，这些变异在数量上几乎不受限制，而且可利用的探针很多，可以检测到很多遗传位点。

但RFLP标记也有自身的不足：需要大量高纯度的DNA （5-10μg）。

所需仪器设备较多、检测步骤多、技术较复杂，周期长、成本高。

通常都用到同位素，对人体有一定的伤害。

具有种属特异性，且只适合单拷贝和低拷贝基因。

多态性产生的基础是限制性酶切位点的丢失或获得，所以RFLP多态位点数仅1或2个，多态信息含量低。

二、基于PCR技术的分子标记技术1.基于随机引物PCR的分子标记技术在聚合酶链式反应（PCR）技术发明后（1987年，Mullis和Faloona），由于PCR技术操作简单，成功率较高，出现了一大批以PCR技术为基础的分子标记。

分子标记技术的类型原理及应用

分子标记技术的类型原理及应用分子标记技术是一种基于分子生物学的技术，在研究、诊断和治疗等领域具有广泛的应用价值。

这种技术利用染料、荧光物质、辐射标记物等来标记目标分子，从而实现对分子的检测、追踪和研究。

下面将介绍分子标记技术的几种类型、原理及应用。

一、荧光标记技术荧光标记技术是一种常见的分子标记技术，基于物质的荧光特性，通过在目标分子上标记荧光染料或荧光蛋白等物质，实现对目标分子的可见或可荧光检测。

该技术的原理是标记物被激发后会发出荧光，通过检测荧光信号的强度、波长或寿命等特征来获得关于目标分子的信息。

荧光标记技术在生物学研究、生命体内药物输送系统的研究和临床诊断等方面得到了广泛的应用。

在生物学研究中，荧光标记技术可以用于研究细胞结构和功能、蛋白质相互作用、细胞内信号传导等。

在药物输送系统的研究中，荧光标记技术可以用于研究药物在体内的分布和代谢情况等。

在临床诊断中，荧光标记技术可以用于检测血液中的病原体、肿瘤标志物以及其他疾病相关分子等。

二、辐射标记技术辐射标记技术是一种通过辐射标记物对目标分子进行标记的技术。

常用的辐射标记物包括放射性同位素和放射性荧光染料等。

该技术的原理是通过辐射标记物自身所放出的辐射（如α、β射线等）或荧光来检测目标分子。

辐射标记技术在医学、生物学和环境科学等领域都有广泛的应用。

在医学方面，辐射标记技术可以用于肿瘤的早期诊断和治疗、药物代谢和排泄的研究等。

在生物学方面，辐射标记技术可以用于研究生物体的代谢过程、病原体的传播途径等。

在环境科学方面，辐射标记技术可以用于了解污染物的迁移和转化、生态系统的功能及稳定性等。

三、化学标记技术化学标记技术是一种通过化学反应将标记物与目标分子结合的技术。

常见的化学标记物包括生物素、抗原抗体等。

该技术的原理是通过物质间的化学反应使两者结合，并通过检测化学标记物的特征来获得目标分子的信息。

化学标记技术在生物医学研究、食品安全检测和环境监测等领域有广泛应用。

8基因工程分子标记技术及其应用

The specific band in Xianyou 63 amplified with AFLP primer combination E-AAC/M-CAT
123
Complementary pattern amplified with AFLP primer p EcoRI-AAG/MseI-CAA. 1. Female parent Zhenxian 97A 2. Shanyou 63(Hybrid); 3. Male parent Minghui63.
分子标记技术及其应用
遗传标记主要有四种类型:
形态标记（morphological marker）细胞标记（cytological markers）生化标记（Biochemical marker）分子标记（molecular marker）
分子标记的优越性：
直接以DNA形式出现，生物体的各个组织、各发育时期均可检测到，不受季节、环境的限制，不存在表达与否的问题；
–无种属特异性 –适合于自动化分析 –不需制备探针、杂交等程序，成本较低。 –DNA用量少，允许快速、简单地分离基因组
DNA。
1.2 基于PCR技术的分子标记
RAPD缺点：
–是一种显性标记 –稳定性较差
1.2 基于PCR技术的分子标记
特异性扩增子多态性（Specific Amplificon Polymorphism，SAP）或称序标位（Sequence Tagged Sites，STS）包括以下两种：
扩增片段长度多态性（Amplified Fragment Length Polymorphism，AFLP）
相关序列扩增多态性( sequence related amplified polymorphism, SRAP)

分子标记的原理特点及应用

分子标记的原理特点及应用一、分子标记的原理分子标记是一种用于确定和定位特定分子的方法。

它基于分子中的特定结构或性质进行标记，并利用这些标记来进行分子的定位和识别。

常见的分子标记方法包括荧光标记、抗体标记和DNA标记等。

1. 荧光标记荧光标记是通过给分子引入荧光物质，使其发出特定波长的荧光信号来标记分子。

荧光标记的原理是将某种荧光物质或染料与目标分子结合，形成带有荧光信号的复合物。

荧光标记具有灵敏度高、实时性好等优点，广泛应用于药物研发、细胞生物学等领域。

2. 抗体标记抗体标记是通过给目标分子结合抗体，利用抗体的特异性和亲和性来对目标分子进行标记。

抗体标记的原理是将目标分子与特定的抗体结合，形成结合复合物。

抗体标记具有高度特异性和灵敏性，常用于生命科学研究和临床诊断等领域。

3. DNA标记DNA标记是利用DNA分子的特性对分子进行标记和检测。

DNA标记的原理是将目标分子与特定的DNA序列结合，形成带有DNA标记的复合物。

DNA标记常用于基因测序、分子诊断和基因工程等领域。

二、分子标记的特点分子标记具有以下几个特点：1. 高选择性分子标记的方法通常具有高度的选择性，可以根据目标分子的特定结构或性质进行标记。

这使得分子标记可以精确地定位和识别目标分子，减少误判和混淆。

2. 高灵敏度分子标记方法通常具有高度的灵敏度，可以检测到非常低浓度的目标分子。

这使得分子标记成为很多科学研究和临床诊断中的重要工具，例如用于检测罕见疾病的基因突变。

3. 实时性分子标记方法通常具有较快的响应速度和实时性，可以实时监测和观察目标分子的变化。

这使得分子标记在动态过程观察和实时监测中具有重要意义，例如用于研究细胞信号转导的过程。

4. 多样性分子标记具有多样性，可以根据具体需求选择不同的标记方法和标记物质。

不同的标记方法可以针对不同的分子结构和目标分子进行标记，满足不同领域和研究的需求。

三、分子标记的应用分子标记在多个领域中得到广泛应用，包括生命科学研究、临床诊断、药物研发等。

分子标记技术及其在农业上的应用

分子标记技术及其在农业上的应用摘要:分子标记技术随着分子生物学的发展而取得了较快的进展，而且分子标记技术被广泛的用于农业生产。

关键词：分子标记分子生物学农业生产分子标记技术的概念分子标记是以个体间遗传物质内核甘酸序列变异为基础的遗传标记，是DNA水平遗传多态性的直接的反映。

随着分子生物学技术的发展，现在DNA分子标记技术已有数十种，广泛应用于遗传育种、基因组作图、基因定位、物种亲缘关系鉴别、基因库构建、基因克隆等方面。

分子标记技术的主要特点1、具有高的多态性。

2、共显性遗传，即利用分子标记可鉴别二倍体中杂合和纯合基因型。

3、能明确辨别等位基因。

4、遍布整个基因组。

5、除特殊位点的标记外，要求分子标记均匀分布于整个基因组。

6、选择中性(即无基因多效性)。

7、检测手段简单、快速(如实验程序易自动化)。

8、开发成本和使用成本尽量低廉9、在实验室内和实验室间重复性好(便于数据交换)。

与形态标记、生物化学标记、细胞学标记相比，具有以下优越性1、大多数分子标记为共显性，对隐性的性状的选择十分便利。

2、基因组变异极其丰富，分子标记的数量几乎是无限的。

3、在生物发育的不同阶段，不同组织的DNA都可用于标记分析。

4、分子标记揭示来自DNA的变异。

5、表现为中性，不影响目标性状的表达，与不良性状无连锁。

6、检测手段简单、迅速。

主要分子标记技术的基本原理RFLP标记基本原理：利用特定的限制性内切酶识别并切割不同生物个体的基因组DNA，得到大小不等的DNA片段，所产生的DNA数目和各个片段的长度反映了DNA分子上不同酶切位点的分布情况。

通过凝胶电泳分析这些片段，就形成不同带，然后与克隆DNA探针进行southern杂交和放射显影，即获得反映个体特异性的RFLP 图谱。

它所代表的是基因组DNA在限制性内切酶消化后产生片段在长度上差异。

由于不同个体的等位基因之间碱基的替换、重排、缺失等变化导致限制内切酶识别和酶切发生改变从而造成基因型间限制性片段长度的差异。

分子标记技术及其应用_ISSR

目前可用于ISSR扩增产物分离的电泳有：浓度为1.5%～2.0%琼脂糖凝胶电泳或浓度为6%聚丙烯酰胺凝胶电泳，后者的分离效果通常更好。用溴化乙锭(EB)或硝酸银染色后，在紫外光或可见光下进行观察，统计带纹的有(计为1)或无(计为O) 及相对位置，然后即可根据研究目的，应用 UPGMA、SPSS等聚类分析软件进行分析。
• 徐志祥等ISSR分子标记对南丰柑桔品种的遗传多样性进行研究。从100个ISSR引物中筛选出17个多态引
物，对14份柑桔样品进行ISSR-PCR分析。UPGMA聚类
分析结果表明，以遗传相似系数为0.67为分界线，可以将14份供试柑桔样品分成三类：第一类包含以 ss-28为代表的7个柑桔品种；第二类包含以杨小2,6 为代表的3个柑桔品种；第三类包括以早系97-1 为
5′锚定引物 NNNN(CA)n
3′锚定引物 NN(CA)n
锚定ISSR-PCR示意图
CACACACACACACACA
GTGTGT GTGTGT GTGTGTGT GTGTGTGT
GTGTGT GTGTGTGTGT
CACACACACACACACACACACACACACA
3′锚定引物 NN(CA)n
PCR扩增反应
反应体系 • 模板DNA • dNTP • 引物 • Taq DNA聚合酶 • PCR反应缓冲液
扩增步骤
• 变性（denaturation） • 退火（anealing） • 延伸(extension)
PCR产物的电泳与数据分析
•
•
PCR产物需经电泳分离、染色显示后才能进行条带观察、统计。
代表的4个柑桔品种。
基于ISSR分析的14份南丰蜜桔UPGMA聚类图
种质资源鉴定与亲缘关系