DNA分子标记种类剖析
分子标记技术的类型及其原理
分子标记技术的类型及其原理08农生1班陈耀光 200830010403所谓分子标记就是基于基因组DNA 存在极其丰富的多态性而发展的一类可以直接反映生物个体间DNA 水平上差异的新型的遗传标记方法。
在遗传学发展过程中,先后出现了形态学标记、细胞学标记、生化标记和分子标记,其中以分子标记最为理想、可靠,因为DNA分子中碱基的缺失、插入、易位、倒位或是长短与排列不一的重复序列等产生的差异,都可以通过分子标记进行检测。
DNA 分子标记较以往的形态标记其优越性表现在:(1)以核酸为研究对象,不受季节、环境限制,不存在基因表达与否的问题,也没有组织或器官特异性;(2)数量的丰富性,遍及整个基因组,标记的数量几乎是无限的;(3)多态性高,自然存在丰富的等位变异;(4)许多标记表现为共显性,能很好地鉴别纯合基因型与杂合基因型;(5)检测手段简便、快速,并且重复性好;(6)既不对目标形状的表达造成影响,也不会与不良性状之间产生必然的关联。
1 分子标记的类型及其原理分子标记技术自诞生以来,短短的几十年时间中得到突飞猛进的发展,至今被发展和利用的分子标记技术已有二十余种,为不同研究领域提供了有效的技术手段,同时也发挥着至关重要的作用。
目前,根据对DNA 多态性检测手段和所应用序列范围的不同,对部分分子标记技术分类如下。
1.1 基于全基因序列的分子标记RFLP (restriction fragment length polymorphism,限制性片段长度多态性):RFLP 作为最早发展的分子标记技术由Grozdicker 等于1974 年创建,并由Bostein 等再次提出。
RFLP 技术的出现开创了直接在DNA 水平上进行遗传研究的新时代。
其基本原理是:基因组DNA中限制性内切酶所识别的序列由于出现碱基变化而致使酶切位点的数量也变化,从而使酶切片段长短发生差异产生长度多态性。
利用特定的限制性内切酶切割不同个体的基因组DNA,由于不同个体中酶切位点的差别就得到了长短相异的片段DNA,电泳分离后,借助Southern 杂交将DNA 片段转移至硝酸纤维素膜上,将具有放射性标记的探针与膜上的片段杂交,通过放射自显影技术就可以获得显示物种特异性的多态性图谱。
DNA分子标记技术的研究与应用
DNA分子标记技术的研究与应用一、本文概述本文旨在对DNA分子标记技术的研究与应用进行全面的概述。
DNA分子标记技术作为现代分子生物学领域的一项重要工具,已经在生物学研究、遗传育种、疾病诊断等多个领域展现出广泛的应用前景。
本文首先介绍了DNA分子标记技术的基本概念、发展历程以及主要类型,包括限制性片段长度多态性(RFLP)、随机扩增多态性DNA(RAPD)、扩增片段长度多态性(AFLP)和单核苷酸多态性(SNP)等。
接着,文章详细阐述了这些技术在不同领域中的具体应用,包括基因克隆、基因定位、遗传图谱构建、物种亲缘关系分析、基因表达和调控研究等。
本文还讨论了DNA分子标记技术在实践应用中面临的挑战和未来发展趋势,如高通量测序技术的结合、大数据分析的利用以及生物信息学的进一步发展等。
通过本文的综述,旨在为相关领域的研究人员和技术人员提供一个全面、深入的了解DNA分子标记技术的平台,以促进该技术的进一步发展和应用。
二、DNA分子标记技术的基本原理与类型DNA分子标记技术是一种直接以DNA多态性为基础的遗传标记技术,其基本原理在于利用DNA分子在基因组中存在的丰富的多态性,通过特定的技术手段将这些多态性转化为可识别的遗传信息,从而实现对生物个体或群体的遗传差异进行精确分析。
这种技术以其高度的准确性、稳定性和多态性,在生物学研究、遗传育种、种质鉴定、基因定位、分子育种、疾病诊断等领域中得到了广泛应用。
基于DNA-DNA杂交的分子标记技术:这类技术主要包括限制性片段长度多态性(RFLP)和DNA指纹技术。
它们通过比较不同个体或群体间DNA片段的杂交信号差异,揭示出基因组中的多态性。
这类标记具有稳定性高、共显性遗传等特点,但操作复杂、成本较高。
基于PCR的分子标记技术:随着聚合酶链式反应(PCR)技术的出现和发展,基于PCR的分子标记技术应运而生。
这类技术包括随机扩增多态性DNA(RAPD)、扩增片段长度多态性(AFLP)和序列特征化扩增区域(SCAR)等。
DNA分子标记及其数据库:indel标记
另外,同工酶研究也有助于探讨生物个体发育过程中基因表达与调控。
生化标记具有简便、经济、快速和准确等优点,但是同样具有标记数目
有限的缺点。贮藏蛋白与种子的萌发等发育过程有关,也具有生物种属
的特异性,可以作为遗传标记。例如,马铃薯蛋白是马铃薯块茎中的主
要蛋白(贮藏蛋白),玉米醇溶蛋白是玉米种子内的贮藏蛋白,按其结
的Indel诱变效应,可能是解开肿瘤发生机制的关键;大量Indel的总体诱变效
应,对理解生命的起源具有重要作用;杂合体Indel的放大诱变效应,可使基因
的突变率大大提高,在作物遗传育种中有重大潜在应用价值。
(《自然》(Nature),doi:10.1038/nature07175,Dacheng Tian,Jian-Qun Chen)
当一条序列发生插人或者缺失时,与之比对的另一条序列就会相应地产 生空位;
2)空位的长度表现出一个双峰(bimodal type)的频率分布,短的空位 (20~30核苷酸)主要是由DNA复制过程的错误造成, 比如滑动链的错 配,而长的插入和缺失的发生主要是由不等长的互换或者DNA错位造 成。
生物学上,空位被认为是序列从共同的祖先分化时产生的插入或缺 失。
幻灯片 14 微软用户1
空位1存在于序列A和B中。空位2存在于序 列C和D中。空位3存在于序列A中。空位4存在 于序列c中。空位5存在于序列D中。在数据矩阵 中,序列c和D中对于空位1时缺失的,序列A和 B对于空位2是缺失的,序列c对于空位3和5是 不可编码的。所以当使用简单indel编码时,空位3和5对于这4条序列不是信息位点。
通过以下例子(见图1)说明其编码空位的原理。
微软用户1
(1)
(2)
(1)中①代表空位1,位置从3到9;②代表空位2,位置从7到11;③代表 空位3,位置从21到23;④代表空位4,位置从21到28;⑤代表空位5, 位置从24到28.
dna分子标记技术概述
DNA分子标记技术概述1. 引言DNA分子标记技术是现代生物学和医学领域中非常重要的一项技术。
它可以通过特定的标记方法,在DNA分子上进行特异性地标记,从而实现对DNA序列的检测、定位和分析。
本文将对DNA分子标记技术进行全面、详细、完整和深入地探讨。
2. DNA分子标记技术的原理2.1 标记物选择在进行DNA分子标记之前,需要选择合适的标记物。
常用的DNA分子标记物包括荧光染料、辣根过氧化物酶标记物、生物素标记物等。
这些标记物具有不同的优势和适用范围,可以根据具体实验需求来选择合适的标记物。
2.2 标记方法DNA分子标记方法有多种,常用的包括直接标记法和间接标记法。
直接标记法是将标记物直接连接到DNA分子上,常用于荧光标记。
间接标记法是通过先引入标记物、再进行特定的反应来实现标记,常用于酶标记和生物素标记等。
2.3 标记效率和准确性DNA分子标记技术的效率和准确性是衡量其优劣的重要指标。
高效率和准确性可以保证实验结果的可靠性和准确性。
因此,在选择标记物和标记方法时,需要考虑到其标记效率和准确性,以及对实验结果的影响。
3. DNA分子标记技术的应用领域3.1 DNA测序和基因组学研究DNA分子标记技术在DNA测序和基因组学研究中有广泛的应用。
通过标记技术,可以对DNA序列进行检测和定位,从而实现对基因组的研究和分析。
3.2 分子诊断和疾病检测DNA分子标记技术在分子诊断和疾病检测中起到关键作用。
通过标记技术,可以检测和分析与疾病相关的基因或基因突变,从而实现早期诊断和治疗。
3.3 人类遗传学研究DNA分子标记技术对人类遗传学研究具有重要意义。
通过标记技术,可以进行人类遗传多样性和遗传变异的研究,为疾病发生机制和个体差异提供重要的参考和依据。
3.4 动植物遗传改良DNA分子标记技术在动植物遗传改良中有广泛应用。
通过标记技术,可以进行动植物基因分型和基因定位,为遗传改良工作提供重要的科学依据和技术支持。
分子标记介绍
分⼦标记介绍分⼦标记是指可遗传的并可检测的DNA序列或蛋⽩质。
即DNA⽚段即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;能受基因控制并且能够稳定遗传的,能代表个体或群体的遗传特征,并可被⽤作遗传分析的物质。
它能够直接反映基因组间DNA间的差异。
常⽤的分⼦标记有RFLP、RAPD、AFLP、SSR、ISSR、EST等。
RAPD、AFLP属于以PCR为基础的分⼦标记;RFLP属于以Southern为基础的分⼦标记;SSR、ISSR属于以重复序列为基础的分⼦标记;EST以mRNA为基础的分⼦标记。
1 主要的分⼦标记介绍1.1 限制性⽚段长度多态性(RFLP)RFLP是应⽤Southern杂交技术检测DNA在限制性内切酶酶切后形成的特定DNA⽚段的⼤⼩。
所以对于引起酶切位点变异的突变如点突变或部分DNA⽚段的缺失、插⼊、倒位⽽引起酶切位点缺失或获得等均可应⽤。
此⽅法的基本步骤包括:DNA的提取、⽤限制性内切酶酶切DNA、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显⽰特定的DNA⽚段、分析结果。
探针⼀般选择单拷贝的。
其优点为共显性标记,稳定且可重复但耗时,昂贵且需应⽤同位素。
⽤该技术可作出植物的RFLP图谱,并应⽤于植物遗传和育种研究。
杨长红等采⽤PCR-RFLP技术,对库尔勒⾹梨等19个主要梨品种的cpDNA遗传多态性进⾏研究,其利⽤10对通⽤引物对总DNA进⾏扩增,并且采⽤7种限制性内切酶对PCR产物进⾏酶切,通过软件分析得出:7对引物(cp01、cp02、cp03、cp04、cp06、cp09、cp10)能在梨属植物上扩增出1条特异性谱带,cp09/MvaI,cp03/Hin6I的酶切位点有显著差异。
根据结果分析,库尔勒⾹梨与鸭梨、砀⼭梨、苹果梨、早酥、慈梨、⾦川雪梨、锦丰、新疆句句梨的平均距离系数较⼩,与其他梨的平均距离系数较⼤。
1.2 随机扩增多态性DNA(RAPD)RAPD是以8-10个碱基的随机寡聚核苷酸序列为引物,利⽤PCR技术⾮特异性扩增DNA⽚段,然后⽤凝胶电泳分开扩增⽚段,即得到⼀系列多态性DNA⽚段.染⾊后即可进⾏多态性分析。
常用DNA分子标记类型和特点
常用DNA分子标记类型和特点DNA分子标记是一种广泛应用于生物学研究和诊断领域的技术,用于识别、检测和定量目标DNA序列。
常见的DNA分子标记类型包括荧光染料、酶和放射性同位素等。
每种标记类型都具有其独特的特点和应用场景。
荧光染料是DNA分子标记中最常用的类型之一、它们通过在DNA分子上附着荧光染料,使其在荧光显微镜下可见。
荧光染料具有多种颜色和化学性质,可用于多重标记和多个目标的同时检测。
其主要特点包括:1.高灵敏度:每个荧光染料分子都有较强的荧光信号,因此可以在微量样品中进行检测。
2.高选择性:荧光染料可以针对目标DNA序列进行选择性标记,从而实现目标分子的准确检测。
3.高兼容性:荧光染料可以与不同的DNA分析方法兼容,如凝胶电泳、荧光定量PCR等。
酶也是常用的DNA分子标记类型之一、通过将酶与DNA标记物结合,可以通过酶的催化反应产生可定量的信号。
常用的酶标记包括辣根过氧化物酶(HRP)和碱性磷酸酶(AP)。
其主要特点包括:1.高灵敏度:酶催化反应可以在大量酶底物的参与下放大信号,从而提高检测的灵敏度。
2.稳定性:酶标记的DNA可以在各种条件下稳定存在,并且可以长期保存。
3.可视性:酶催化反应可以产生可见的颜色或发光信号,从而直观地观察到标记物。
放射性同位素是DNA分子标记的传统方式之一、通过将放射性同位素与DNA标记物结合,可以通过放射性测量来定量目标DNA序列。
1.高灵敏度:放射性测量可以实现非常低浓度目标DNA的检测。
2.高特异性:放射性同位素标记DNA具有非常高的特异性,可以准确检测目标序列。
3.长期保存:放射性同位素标记的DNA可以长期保存,方便未来的回溯和再分析。
虽然放射性同位素标记具有较高的灵敏度和特异性,但其使用需要特殊的设备和技术,并且存在较高的辐射风险,因此在现代实验室中较少使用。
总结而言,DNA分子标记在生物学研究和诊断中起着至关重要的作用。
不同类型的DNA标记具有各自的特点和应用场景,研究人员可以根据实验需求选择合适的标记方式,以便实现高灵敏度、高特异性和可视化的目标DNA检测。
dna分子标记技术概述
dna分子标记技术概述DNA分子标记技术是一种基于DNA序列的分析方法,可以用来研究生物体的遗传变异和基因表达。
它是现代分子生物学和遗传学研究的重要工具之一,被广泛应用于农业、医学、生态学等领域。
DNA分子标记技术的基本原理是利用DNA序列的差异性,通过特定的方法将其转化为可检测的标记,然后利用这些标记来分析不同生物体之间的遗传关系和基因表达差异。
常用的DNA分子标记技术包括PCR-RFLP、RAPD、AFLP、SSR、SNP等。
PCR-RFLP是一种利用PCR扩增DNA片段后,通过酶切鉴定其长度差异的方法。
RAPD是一种利用随机引物扩增DNA片段后,通过其长度和数量的差异来分析不同生物体之间的遗传关系的方法。
AFLP是一种利用限制性内切酶和连接酶对DNA片段进行特异性扩增的方法。
SSR是一种利用特定的引物扩增含有重复序列的DNA片段的方法。
SNP是一种利用单核苷酸多态性来分析不同生物体之间的遗传关系和基因表达差异的方法。
DNA分子标记技术具有高度的灵敏性、准确性和可重复性,可以用来研究不同生物体之间的遗传关系、基因表达差异、基因型鉴定等问题。
它在农业领域的应用主要包括品种鉴定、遗传多样性分析、杂交种育种等方面。
在医学领域,DNA分子标记技术可以用来研究遗传疾病的发生机制、基因诊断、药物反应等问题。
在生态学领域,DNA分子标记技术可以用来研究物种多样性、种群遗传结构、生态系统功能等问题。
总之,DNA分子标记技术是一种重要的分子生物学和遗传学研究工具,具有广泛的应用前景。
随着技术的不断发展和完善,它将在更多领域发挥重要作用,为人类的生产和生活带来更多的福利。
分子标记种类及概述
分子标记概述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)和分子标记(molecular marker)。
分子标记是其中非常重要的一种,他是以个体间遗传物质核苷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。
早在1923年,Sax等就提出利用微效基因与主基因的紧密连锁,对微效基因进行选择的设想。
但由于形态标记数目有限,而且许多标记对育种家来说是不利性状,因而难以广泛应用。
细胞标记主要依靠染色体核型和带型,数目有限。
同工酶标记在过去的二、三十年中得到了广泛的发展与应用。
作为基因表达的产物,其结构上的多样性在一定的程度上能反映生物DNA组成上的差异和生物遗传多样性。
但由于其为基因表达加工后的产物,仅是DNA 全部多态性的一部分,而且其特异性易受环境条件和发育时期的影响;此外同工酶标记的数量有限,不能满足育种需要。
近年来,分子生物学的发展为植物遗传标记提供了一种基于DNA变异的新技术手段,即分子标记技术。
与其它标记方法相比,分子标记具有无比的优越性。
它直接以DNA形式出现,在植物体的各个组织、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;数量极多,基因组变异极其丰富,分子标记的数量几乎是无限的;多态性高,利用大量引物、探针可完成覆盖基因组的分析;表现为中性,即不影响目标性状的表达,与不良性状无必然的连锁;许多标记为共显性,对隐性的性状的选择十分便利,能够鉴别出纯合的基因型与杂合的基因型,提供完整的遗传信息。
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。
分子标记的概念有广义和狭义之分。
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。
DNA分子标记及其在作物遗传育种中的应用
DNA分子标记及其在作物遗传育种中的应用摘要:本文对四种DNA分子标记技术的原理和特点,以及不同DN A分子标记在作物亲缘关系与遗传多样性、指纹图谱的建立、遗传图谱的构建与基因定位、及分子标记辅助选择育种等方面所取得的应用效果进行了较为详尽的论述,充分展示这项技术的发展具有巨大的应用潜力和广阔的应用前景。
关键词:DNA分子标记;遗传育种;应用伴随着人们对生命认识的不断加深以及遗传学的发展,遗传标记(genetic marker)的种类和数量越来越多,主要分为四种类型:形态学标记、细胞学标记、生化标记和DNA 分子标记。
前三种标记都是以基因表达的结果(表现型)为基础,是对基因的间接反映;而DNA分子标记则是DNA水平遗传变异的直接反映。
1.分子标记(molecular marker)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。
狭义的分子标记只是指DNA标记。
DNA分子标记是以生物DNA的多态性为基础的遗传标记,与其他遗传标记相比,它具有以下优点:(1)直接以DNA的形式表现,在生物各个组织,各个发育时期都可检测到,不受季节、环境限制;(2)数量极多,遍及整个基因组;(3)多态性高,并且自然存在许多的等位变异,不需专门创造特殊的变异材料;(4)表现“中性”,即不影响目标性状的表达,与不良性状也没有必然的连锁;(5)许多分子标记表现为共显性,能够鉴别纯合基因型与杂合基因型,提供完整遗传信息。
因此,DNA分子标记已广泛地应用于种质资源研究、目的基因定位、遗传图谱构建和分子标记辅助选择等各个方面。
根据检测手段的不同,DNA标记技术综合起来可分为以DNA杂交为基础的、以PCR 技术为基础的、以串联重复的DNA序列为基础的以及基于单核苷酸多态性的DNA标记四种类型。
不同的DNA分子标记之间既有共性又有各自的特点,这里就常用的几种标记技术作简要介绍。
1.1 以DNA杂交为基础的分子标记该标记是利用限制性内切酶酶解不同生物体的DNA分子后,用经标记过的特异DNA 探针与之进行Southern杂交,通过放射自显影或同位素显色技术来揭示DNA多态性,主要包括RFLP标记和VNTR标记。
分子标记技术的种类
分子标记技术的种类根据不同的核心技术基础,DNA 分子标记技术大致可分为三类分子标记技术大致可分为三类: : : 第一类以第一类以Southern 杂交为核心杂交为核心, , , 其代表性技术为其代表性技术为RFLP ;第二类以PCR 技术为核心,如RAPD 、SSR 、AFLP 、STS 、SRAP 、TRAP 等;第三类以DNA 序列序列((mRNA 或单核苷酸多态性单核苷酸多态性))为核心,其代表性技术为EST 标记、SNP 标记等。
理想的分子标记应达到以下的要求:标记应达到以下的要求:①具有高的多态性;①具有高的多态性;①具有高的多态性;②共显性遗传;②共显性遗传;②共显性遗传;③能够明确辨别等③能够明确辨别等位基因;位基因;④分布于整个基因组中;④分布于整个基因组中;④分布于整个基因组中;⑤选择中性⑤选择中性⑤选择中性((即无基因多效性即无基因多效性));⑥检测手段简单、快速;⑦开发成本和使用成本尽量低廉;⑧在实验室内和实验室间重复性好。
目前,没有任何一种分子标记均满足以上的要求,它们均具有各自的优点和不足。
其特点比较见表一。
其特点比较见表一。
1限制性内切酶片段长度态多态性性标记(Restriction Fragment Length Polymorphism ,RFLP )19741974年,年,Grozdicker 等人鉴定温度敏感表型的腺病毒DNA 突变体时,发现了经限制性内切酶酶解后得到的DNA 片段产生了差异,由此首创了第一代DNA 分子标记技术——限制性内切酶片段长度多态性标记(RFLP )。
其原理是由于不同个体基因型中内切酶位点序列不同同个体基因型中内切酶位点序列不同((可能由碱基插入、缺失、重组或突变等造成),利用限制性内切酶酶解基因组DNA 时,会产生长度不同的DNA 酶切片段,通过凝胶电泳将通过凝胶电泳将 DNA 片段按各自的长度分开,通过Southern 印迹法,将这些大小不同的DNA 片段转移到硝酸纤维膜或尼龙膜上,再用经同位素或地高辛标记的探针与膜上的酶切片段分子杂交,的探针与膜上的酶切片段分子杂交,最后通过放射性自显影显示杂交带,最后通过放射性自显影显示杂交带,最后通过放射性自显影显示杂交带,即检出即检出限制性片段长度多态性。
DNA分子标记及应用
数量性状分子标记
• QTL流程 选择合适作图群体 流程:选择合适作图群体 流程 选择合适作图群体—— DNA分子标记 分子标记——分子遗传图谱构 分子标记 分子遗传图谱构 建——QTL定位 定位
亲缘关系鉴定
• 分子标记:SSR、SRAP 分子标记: 、 • 软件:Mega、NTsys、Popgene 软件: 、 、 • 仪器:PCR、电泳仪 、 仪器: 种子纯度鉴定 指纹图谱
DNA分子标记的应用 分子标记的应用
2011年3月30日 年 月 日
一、DNA标记 标记
• 定义:DNA分子标记是 定义: 分子标记是DNA水平上遗 分子标记是 水平上遗 传多态性的直接反映。 传多态性的直接反映。DNA水平的遗 水平的遗 传多态性表现为核苷酸序列的任何差 哪怕是单个核苷酸的变异。 异,哪怕是单个核苷酸的变异。 • 应用:种质资源研究、遗传图谱构建、 应用:种质资源研究、遗传图谱构建、 目的基因定位和分子标记辅助选择。 目的基因定位和分子标记辅助选择。
二、分离群体类型的选择
• 暂时性分离群体:F2、F3、F4、BC 暂时性分离群体: 、 、 、 • 永久性分离群体:RIL、DH 永久性分离群体: 、
质量性状的分子标记
• 定义:少数基因控制,抗病性、抗虫性、育性。 定义:少数基因控制,抗病性、抗虫性、育性。 • 近等基因系分析法 。
• BSA法( bulked segregant 法 analysis分离体分组混合分析法) 分离体分组混合分析法) 分离体分组混合分析法 • F2 或者 或者NIL
我国甜菜未来分子标记发展趋势
1. 建立 群体或 建立DH群体或者 群体或者RIL。 。 2. 建立分子连锁图谱。 建立分子连锁图谱。 3. 对重要性状进行 对重要性状进行QTL定位。 定位。 定位
DNA分子标记的种类
1.2.4 单引物扩增反应 (single primer amplification reaction SPAR )
SPAR技术与RAPD技术相似的是也只用一个引物, 但SPAR分析中所用的引物不是随机的,而是在SSR 的基础上设计的,例如可能的序列是(TA)10或(CGA)6。 扩增的是SSR之间的DNA序列。又称为MP— PCR(microsatellite—primed PCR)。分析其多态性。 另外,还有一种与SPAR技术非常相似的标记技术, 即ISTR (Inverse Sequence—tagged Repeat)技术, ISTR所用的引物是在反向重复序列基础上设计的, PCR扩增的是反向重复序列之间的DNA序列。
1.1.1随机扩增多态性DNA(RAPD)
该技术用一个(有时用两个)随机引物(一般8~10个碱基)非 定点地扩增DNA片段,然后用凝胶电泳分开扩增片段。不需要 DNA探针,用一个引物可扩增多个片段,技术简单,只需少量 的DNA样本,成本较低,RAPD标记一般是显性遗传(极少数 是共显性),但是RAPD分析中重复性不高,由于共迁移的存 在,在不同个体中出现相同分子量的滞后,并不能保证这些个 体拥有同一条(同源)的片段
STMS的发展和相近的分子标记种类
(1)把与SSR互补的寡核苷酸作为多位点RFLP技术中 的探针; (2)把与SSR互朴的寡核苷酸作为PCR引物(可单独作 引物或与随机引物配合使用),扩增的是基因组DNA 的特定片段,即MP— PCR和RAMPs: (3)用标记的SSR探针与RAPD扩增片段杂交.即 RAMPO或称为RAHM 或RAMS; (4)用5 ‘或3 ‘端加锚的SSR 作引物(如GG[CA] ),即 ISSR。
DAMD (directed amplification of minisatellite region DNA)
推荐-DNA分子标记的种类有哪些,各有何特点? 精品
DNA分子标记的种类有哪些,各有何特点?分子标记大多以电泳谱带的形式表现,大致可分为三大类。
第一类是以分子杂交为核心的分子标记技术,包括:(1)限制性片段长度多态性标记(Restriction fragment length polymorphism, 简称RFLP标记);(2)DN A指纹技术(DNA Fingerprinting);(3)原位杂交(in situ hybridization)等;第二类是以PCR反应为核心的分子标记技术,包括:(1)随机扩增多态性DNA标记(Random amplification polymorphism DNA, 简称R APD标记);(2)简单序列重复标记(Simple sequence repeat, 简称SSR标记)或简单序列长度多态性(Sim ple sequence length polymorphism, 简称SSLP标记);(3)扩展片段长度多态性标记(Amplified fragment le ngth polymorphism, 简称AFLP标记);(4)序标位(Sequence tagged sites, 简称STS标记);(5)序列特征化扩增区域(Sequence charactered amplified region, 简称SCAR标记)等;第三类是一些新型的分子标记,如:(1)单核苷酸多态性(Single nuleotide polymorphism, 简称SNP标记);(2)表达序列标签(Expressed sequences tags, 简称EST标记)等。
比较RFLP、RAPD、AFLP、SSR的差异和优缺点。
RFLP,(Restriction fragment length polymorphism, 限制性片段长度多态性):特定生物类型的基因组DNA经某一种限制性内切酶完全酶解后,会产生分子量不同的同源等位片段,或称限制性等位片段。
分子标记的类型及区别
分子标记的类型及区别稿子一:嘿,亲爱的小伙伴们!今天咱们来聊聊分子标记这个有趣的话题。
分子标记啊,类型还不少呢!先说 RFLP 标记,这就像是分子世界里的“指纹”。
它通过检测 DNA 片段长度的差异来分辨不同的个体。
就好像每个人的指纹都独一无二,RFLP 标记也能让咱们看清不同生物之间的细微差别。
然后是 AFLP 标记,它可厉害了!结合了 PCR 技术和限制性内切酶的特点,能产生大量的多态性标记。
就像是一场热闹的派对,有好多好多的信息等着我们去发现。
还有 SSR 标记,也叫微卫星标记。
这就像是一个个小小的“星星”在 DNA 上闪烁。
因为重复单元的数量不同,所以能区分出不同的样本。
RAPD 标记也不能落下,它简单又快捷,就像一阵风,迅速地给我们带来关于样本的初步信息。
那它们的区别在哪里呢?RFLP 标记比较准确可靠,但操作复杂;AFLP 标记信息量大,可技术要求高;SSR 标记重复性好,但开发成本有点高;RAPD 标记方便,但稳定性相对弱一些。
每种分子标记都有自己的特点和用处,就像我们每个人都有自己的闪光点一样!怎么样,是不是觉得分子标记的世界很奇妙呀?稿子二:亲爱的朋友们,今天来和大家说一说分子标记的那些事儿!分子标记有好多种类呢!比如说 SNP 标记,这就像是 DNA 上的一个个小“标点”,虽然小,但是作用可大啦。
它在基因组中的分布超级广泛,能反映出很多细微的变化。
ISSR 标记也不错哦,它利用简单序列重复之间的片段进行扩增,就像是在拼图中找到关键的那几块。
还有 STS 标记,这可是特定序列位点的标记,就像是给 DNA 上的特定位置做了个特别的记号。
那它们到底有啥区别呢?SNP 标记特别精细,能捕捉到微小的差异,但检测起来有点麻烦;ISSR 标记相对简单,能快速得到结果,但信息量可能没那么丰富;STS 标记针对性强,但适用范围可能相对窄一些。
就好像不同的工具,有的适合精细雕刻,有的适合快速粗加工。
DNA分子标记的种类
13
可编辑ppt
1.1.3任意引物PCR (Arbitrarily Primed Polymerase Chain Reaction, AP— PCR)
在AP—PCR分析中,所使用的引物较长(10 -50 bp) , PCR反应分为两个阶段,首先寡核 苷酸引物在低严谨条件下与模板DNA退火,此时 发生了一些合成,以便稳定模板与引物之间相互 作用。然后进行高严谨退火条件的循环,两个位 点间那些序列在低严谨度退火条件下发生的引物 延伸可继续在高严谨条件下扩增。采用变性聚丙 烯酰胺凝胶电泳分析PCR产物,最终反应结果与 RAPD类似。只要设计的引物在低严谨退火条件 下能减少引物产生人为产物,应用成对组合的引 14 物可以产生新的AP—PC R谱带, 可编辑ppt
5
可编辑ppt
流程图
酶切→→电泳
→→标记探 针杂交→→
分析
6
可编辑ppt
一般选择单拷贝探针
如果RFLP探针是来自拷贝数可变串联重复(Varible
number of tandem repeats,缩VNTR).则产生另一类
因相同或相近序列的拷贝数变化所起的多态性。凡是
引起复单位的大小和序列不同、基因组中重复的数目
但是,目前发现的任何一种分子标记均不能满
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足以上所有要求
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DNA分子标记分类
一、第一代分子标记技术
以southern杂交为核心的分子标记技术:RELP标记等
二、第二代分子标记技术
基于PCR的DNA分子标记:RAPD标记、ISSR标记、SSR标 记、STS标记等
基于PCR与限制性酶切技术结合的DNA标记:AFLP标记、 CAPS标记等
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dna分子标记的种类
在结论部分,将总结 报告的主要观点和结 论,并展望DNA分子 标记未来的发展趋势 和应用前景。
02
DNA分子标记的定义和重要性
DNA分子标记的定义
01
DNA分子标记是指基因组DNA中 的碱基变异,包括单核苷酸多态性 (SNP)、插入或缺失、重复序列 等。
02
DNA分子标记可以通过基因组测序、 限制性片段长度多态性(RFLP)、 扩增片段长度多态性(AFLP)等 技术进行检测。
04
DNA分子标记的应用
遗传图谱构建
遗传图谱构建
利用DNA分子标记技术,可以构 建物种的遗传图谱,揭示基因与 表型之间的关联,为遗传研究和 育种提供基础数据。
基因定位和克隆
通过遗传图谱,可以定位和克隆 控制特定性状的基因,为基因功 能研究和基因组编辑提供依据。
物种鉴定和系统发生学研究
物种鉴定
DNA分子标记技术可以用于物种鉴 定,通过比较不同物种的基因组序列 差异,确定物种的亲缘关系和进化历 程。
系统发生学研究
系统发生学是研究生物进化和系统分 类的学科,DNA分子标记技术可以用 于研究物种之间的系统发生关系,构 建物种进化树。
个体识别和亲缘关系分析
个体识别
DNA分子标记技术可以用于个体识别, 通过比较个体的基因组序列差异,确 定个体之间的亲缘关系和遗传背景。
亲缘关系分析
在法医学、动物育种和人类遗传学等 领域,亲缘关系分析具有重要意义。 DNA分子标记技术可以用于鉴定个体 之间的亲缘关系,如亲子鉴定、家族 谱系分析等。
DNA分子标记的种类
• 引言 • DNA分子标记的定义和重要性 • DNA分子标记的种类 • DNA分子标记的应用 • 结论
01
引言
DNA分子标记
AFLP具有以下特点: 1) AFLP标记的检测不受环境、季节和时间以及组织 部位和发育阶段的影响。可以用它在植株的早期鉴 定和预测。 2) AFLP可以对无任何分子生物学研究基础的物种进 行研究,不需要知道基因组DNA的序列就可构建其 指纹图谱。因此,AFLP适合于研究任何生物。 3) AFLP所需DNA用量少、反应灵敏、快速高效,适 合于大规模样品的研究。一个0.5mg的DNA样品就 可以做约4,000个反应。 4) AFLP指纹图谱多态性丰富,每个样品每次扩增反 应可产生50~150条带,用最少量的引物就能获得 最多的标记。
► 分子标记技术是建立于DNA水平的标记技术,可为
农业研究中的性状选择、品种改良、资源分析、种 及种源的鉴别提供稳定、准确的分子标记。可克服 形态、生化、细胞等遗传标记作为辅助选择和鉴定 中遇到的许多难以解决的疑难。目前,DNA分子标 记技术已广泛地用于生物多样性的分析、种质资源 的分类演化、遗传图谱的构建、基因的分离测序、 作物品种及纯度的鉴定和杂交育种等许多方面,并 显示了独到的优势。分子标记虽处于起步阶段,存 在一定的局限性,但其准确、可靠、高效率等优越 性在实践中已充分表现出来,展现出巨大的应用潜 力和前景。
► 前三种标记都是基因表达的结果,是对基因
的间接反映,标记数目有限,多态性较差, 易受环境的影响,不能满足种质资源鉴定和 育种工作的进行。而DNA分子标记是直接在 DNA分子上检测生物间的差异,是DNA水平 遗传变异的直接反映,它具有不受生育期、 环境和基因表达与否的限制,数量极多,遍 及整个基因组,多态性高,遗传稳定的特点。
AFLP技术的特点: ► AFLP检测的多态性是酶切位点的变化或是酶 切片段间DNA序列的插入与缺失,本质与 RFLP一致。RFLP要采用Southern杂交方 法识别大小不同的限制性酶切片段,从而揭 示DNA的多态性。而AFLP要比RFLP简单得 多,将RAPD的随机性与专一性引物扩增巧 妙结合,而且可以通过控制引物随机核苷酸 的种类和数目来选择扩增不同的DNA片段和 数目。此外,还可以选用不同的内切酶以达 到选择的目的。
常用DNA分子标记类型和特点
常用DNA分子标记类型和特点
依据对DNA多态性的检测手段,DNA标记可分为四大类:
第一类为基于DNA.DNA杂交的DNA标记。
主要有限制性片段长度多态性标记(RFLP)、可变数目串联重复序列标记(VNTR)、单链构象多态性RFLP(SSCP.RFLP)等;
第二类为基于PCR的DNA标记。
主要有随机扩增多态性DNA(RAPD),简单重复序列DNA
标记(SSR),测定序列标签位点(STS),表达序列标签(EST),测序的扩增区段(SCAR);
第三类为基于PCR与限制性酶切技术结合的DNA标记。
主要有两种,一种是扩增片段艮度多态性(AFLP),第二种是酶解扩增多态顺序(CAPS);
第四类为基于单核苷酸多态性的DNA标记.主要是单核苷酸酸多态性(SNP).
各类常用分子标记的特点和应用如下:。
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但是,目前发现的任何一种分子标记均不能满
足以上所有要求
DNA分子标记种类剖析
DNA分子标记分类
一、第一代分子标记技术
以southern杂交为核心的分子标记技术:RELP标记等
二、第二代分子标记技术
基于PCR的DNA分子标记:RAPD标记、ISSR标记、SSR标 记、STS标记等
基于PCR与限制性酶切技术结合的DNA标记:AFLP标记、 CAPS标记等
DNA分子标记种类剖析
1.1.2加锚微卫星寡核苷酸(Anchored mi— cmsatellite oligonucleotides)
Zietkiewicz et a1.(1994)对STMS技术进行 了发展,他们用加锚微卫星寡核苷酸作引物, 对基因组节段而不是重复序列本身进行扩增。 在SSR的5 ‘端或3’ 端加上2~4个随机选择的 核苷酸,这可引起特点位点退火。这样就能导 致位于反向排列的间隔不太大的重复序列间的 基因组节段进行PCR扩增。这类标记又被称为 ISSR、ASSR或AMP-PCR。
基(也有2~8个碱基一说)
DNA分子标记种类剖析
二、第二代分子标记技术
1、 基于PCR的DNA分子标记 ①随机引物PCR标记:RAPD标记、ISSR标、 AP-PCR、DAF等 ②特异引物PCR标记:SSR标记、STS标记、 SCAR、SPAR、SSCAP、ddF等
2、基于PCR与限制性酶切技术结合的DNA标记 ①限制性酶切片段的选择性扩增来显示片段的多 态性:AFLP标记等 ②对PCR扩增片段的限制性酶切来揭示扩增区段 的多态性:CAPS标记等
DNA分子标记种类剖析
1.1.1随机扩增多态性DNA(RAPD)
该技术用一个(有时用两个)随机引物(一般8~10个碱基)非 定点地扩增DNA片段,然后用凝胶电泳分开扩增片段。不需要 DNA探针,用一个引物可扩增多个片段,技术简单,只需少量 的DNA样本,成本较低,RAPD标记一般是显性遗传(极少数 是共显性),但是RAPD分析中重复性不高,由于共迁移的存 在,在不同个体中出现相同分子量的滞后,并不能保证这些个 体拥有同一条(同源)的片段
和分布不同等均可导致这种多态性的产生。在RFLP技
术中成为分子标记的重复序列包括:(1)小卫星
(minisatellite)序列:重复单位(motif)约有碱基l0~60个
(也有16~100个碱基一说),在基因组中多次出现。(2)
微卫星(microsatelite) 或简单重复序列 (simple
sepuencerepeats,缩写SSR):重复单位含有1~5碱
AP— PCR(arbitrarily primed po[ymerase chain reaclion) : 在AP—PCR分析中,扩增分为三个部分,每个部分要求的条件 和组分的浓度存在差异;在第一个PCR循环中,引物浓度较高; 引物长度不定,并且常常来自为其它目的而设计的引物
MAAP(Multiple Arbitrary Pu‘nplicon Profiling):这是 Caetano—Anolle(1994)创造的一个词,想用来统称所有这些 相关技术,但迄今为止这个词很少使用
DNA分子标记种类剖析
实验步骤
→ → PCR 电泳 分析
DNA分子标记种类剖析
应用
RAPD可用于对整个基因组DNA进行多态性检测, 也可用于构建基因组指纹图谱。
1、品种鉴定、系谱分析:用于识别种群、家族、 种内或种间的遗传变异,为生物血缘关系或分 类提供依据,还可以分析混合基因组样品等。
2、基因定位:例如定位了莴苣霜霉病抗分子标记:SNP标记
四、其他几种新型分子标记
DNA分子标记种类剖析
一、第一代分子标记技术
限制性片段长度多态性(restriction fragment length polymorphism,缩写RFLP) 是发展最早的分子标记技术。RFLP技术的原 理是检测DNA 在限制性内切酶酶切后形成的 特定DNA片段的大小。因此凡是可以引起酶切 位点变异的突变如点突变(新产生和去除酶切 位点)和一段DNA的重新组织(如插人和缺失造 成酶切位点问的长度发生变化)等均可导致 RFLP的产生。
DNA分子标记种类剖析
RAPD技术的发展和相近的分子标记种类
DAF(DNA amplification fingerprinting):与RAPD技术不同 的是,在DAF分析中,引物浓度更高,引物长度更短(一般5~8 个碱基)只有两个温度循环,并且往往用聚丙烯酰胺凝胶电泳, DAF通常会产生非常复杂的带型。在DAF技术的基础上,又展出 ASAP技术。
DNA分子标记的种类以及进展
DNA分子标记种类剖析
分子标记的定义
广义的分子标记(molecular marker)是指可遗 传的并可检测的DNA序列或蛋白质。
狭义的分子标记概念只是指DNA标记,而这个 界定现在被广泛采纳。
DNA分子标记种类剖析
理想分子标记的界定
(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台和纯台基因型 (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)在实验室内和实验空间重复性好(便于数据交换)。
DNA分子标记种类剖析
1.1.3任意引物PCR (Arbitrarily Primed Polymerase Chain Reaction, AP— PCR)
在AP—PCR分析中,所使用的引物较长(10 -50 bp) , PCR反应分为两个阶段,首先寡核 苷酸引物在低严谨条件下与模板DNA退火,此时 发生了一些合成,以便稳定模板与引物之间相互 作用。然后进行高严谨退火条件的循环,两个位 点间那些序列在低严谨度退火条件下发生的引物 延伸可继续在高严谨条件下扩增。采用变性聚丙 烯酰胺凝胶电泳分析PCR产物,最终反应结果与 RAPD类似。只要设计的引物在低严谨退火条件 下能减少引物产生人为产物,应用成对组合的引 物可以产生新的AP—PC R谱带,DNA分子标记种类剖析
DNA分子标记种类剖析
流程图
酶切→→电泳
→→标记探 针杂交→→
分析
DNA分子标记种类剖析
一般选择单拷贝探针
如果RFLP探针是来自拷贝数可变串联重复(Varible
number of tandem repeats,缩VNTR).则产生另一类
因相同或相近序列的拷贝数变化所起的多态性。凡是
引起复单位的大小和序列不同、基因组中重复的数目