molecularmarker分子标记

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molecularmarker分子标记

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molecularmarker分子标记
AFLP标记
EcoR I / Mse I酶切
EcoRI接头
C
ANN
连接 接头 PCR 预扩增 选择性 PCR
MseI接头
A NNC
molecularmarker分子标记
聚丙烯凝胶 电泳和硝酸 银染色检测
AFLP标记PAGE电泳结果
molecularmarker分子标记
新组装的杂合体。
molecularmarker分子标记
molecularmarker分子标记
分子标记的优越性
1.克服性状表现型鉴定的困难 2.允许早期选择 3.控制单一性状的多个(等位)基因的利用 4.允许同时选择多个性状 5.可进行性状非破坏性评价和选择 6.从育种进程考虑,可加快育种进程,提高
RAPD引物扩增电泳检测结果
molecularmarker分子标记
RAPD标记的主要特点:
(1)不需DNA探针,引物设计无须知道序列信息; (2)显性遗传(极少数共显性),不能鉴别杂合子
和纯合子; (3)技术简便,不涉及分子杂交和放射性自显影等
技术; (4)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。
近等基因系的培育与农艺性状基因的标记

F1
×
B C 1F 1
×
B C nF n N IL
molecularmarker分子标记
群体分离分析法与重要农艺性状基因的标记
群体分离分析法(bulked segregant analysis, BSA)是Michelmore等在 莴苣的抗病性研究中提出的, 简称BSA法。 BSA法是从近等基因系分析法演化而来的, 它省去了费时费工的选育 近等基因系过程, 克服了许多作物没有或难以创建相应NIL的限制, 在自交和异交物种中均有广泛的应用前景。 对于尚无连锁图或连锁图饱和程度较低的植物,利用 BSA法也是进行 快速获得与目标基因连锁的分子标记的有效方法。 此法是根据性状在 F2 代的极端表现分成二组, 用这二组提取的 DN A分别混合成 DNA库, 用此两个 DNA库, 筛选出与被测性状相关 的分子标记。 然后, 用此标记在分析群体中进行标记与性状间的共分离分析, 确定是 否连锁及彼此间的遗传距离, 进行基因定位。

分子标记 molecular marker

分子标记 molecular marker

SCAR
SCAR (Sequence Characterized Amplified Region): Exploit length differences between two PCR products by using specifically designed DNA primers that bind on each side of a difference in DNA sequence.
contents
● the definition of molecular marker ● simple history of DNA marker
● types of DNA marker
● applications of DNA marker
the definition
In genetics, a molecular marker (identified as genetic marker) is a fragment of DNA that is associated with a certain location within the genome.
Early hybridization-based, radioactive RFLP techniques were inherently challenging and time consuming, and were eventually
replaced by less complex, more cost-effective PCR-based markers. Among them, simple-sequence repeats (SSR) were particularly useful as genetic markers. They were relatively inexpensive, abundant in plant genomes and more informative than bi-allelic markers.

分子标记

分子标记

分子标记(Molecular Markers),是以个体间遗传物质内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。

每一代的分子标记技术代表如下:
(1)限制性片段长度多态性(Restriction Fragment Length Polymorphism,RFLP)
RFLP是第一代分子标记技术,指把特定的DNA用特点的限制性核酸内切酶进行切割,将切割形成的片段进行标记之后与其他个体进行杂交,以检测不同物种间的多态性。

(2
RAPD是指把第一个生物的基因组用特定的限制性核酸内切酶进行切割,将切割后形成的片段进行扩增,以这些片段为探针来检测2个或多个物种的多态性。

SSR是第二代分子标记技术,指将人工合成或提取的2-8个核苷酸为探针,将其标记之后检测2个或多个物种的多态性。

(4
SNP是第三代分子标记技术,标记单个特殊的核苷酸,用来检测不同个体间的差异性。

检测SNP 的最佳方法是DNA 芯片技术。

对单个核苷酸的差异进行检测,SNP 标记可帮助区分两个个体遗传物质的差异。

分子标记在花卉研究中的应用进展

分子标记在花卉研究中的应用进展

分子标记在花卉研究中的应用进展摘要DNA分子标记是继形态标记、细胞学标记、生化标记之后发展起来的一种新的更为理想的遗传标记,它促进了植物遗传育种的研究,在花卉研究中也得到了广泛的应用。

叙述分子标记的主要类型、原理和特点,以及它在花卉的亲缘关系分析、品种鉴定和分类、遗传多样性、遗传图谱的构建和辅助育种等方面的研究应用概况。

关键词分子标记;花卉;应用分子标记是一种新型的遗传标记,它不受环境条件和发育时期等因素的影响,可代表物种本身遗传特性,已经成为研究植物遗传育种的有力工具。

近年来,国内外许多学者利用分子标记技术对花卉植物开展了不少研究。

1分子标记的分类分子标记(Molecular marker)是指与特定基因或标记连锁的一段经过扩增并可检测出的DNA序列。

DNA分子标记大多以电泳谱带的形式表现,大致可分为两大类。

第一类是以分子杂交为核心的DNA分子标记,主要包括限制性片段长度多态性标记(RFLP);第二类是以聚合酶链式反应(PCR)为核心的DNA 分子标记,包括随机扩增多态性DNA标记(RAPD)、简单序列重复标记(SSR )、重复序列之间长度多态性(ISSR)、扩展片段长度多态性标记(AFLP)等。

1.1RFLP标记RFLP是利用限制性内切酶切割生物体基因组DNA而产生的长短、种类、数目不同的限制性片段的技术,这些具有差异性的DNA片段通过已克隆和标记的DNA片段作为探针进行Southern杂交,然后再放射自显影或非同位素来检测DNA的多态性。

RFLP具有技术稳定、重复性好、无表性效应、等位基因之间共显性、非等位基因之间不存在上位效应、标记数量多等优点,是最有效的共显性DNA分子标记;但RFLP分析的探针制备、酶切、转膜、分子杂交、放射自显影等过程需花相当的经费和时间,并且不同物种需制备不同的探针。

1.2RAPD标记RAPD标记是用一系列的单链随机引物(通常为10碱基)对基因组DNA进行PCP扩增,检测特异DNA片段,得到多态性标记的技术。

分子标记种类及概述

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。

分子标记

分子标记
的过程。
RFLP标记多态性的分子基础
Southern blotting
RFLP实验流程

自显影
RFLP 图谱
RFLP
显性标记 or
共显性标记
RFLP的应用:
1. 分类及遗传多样性研究
2. 遗传图谱的建立
遗传图谱(genetic map)指某一物种的染色体图谱(即连锁图谱),
分子标记 Molecular Marker
遗传标记
遗传标记是指可以明确反映遗传多态性的生物特征。 1. 形态标记
形态标记是指那些能够明确显示遗传多态性的外观性状,如株高、
穗形、粒色或芒毛等的相对差异。形态标记是指那些能够明确显示遗传多态性的 外观性状,如株高、穗形、粒色或芒毛等的相对差异。
2. 细胞学标记 细胞学标记是指能明确显示遗传多态性的细胞学特征。染色体的
第四类为基于单核苷酸多态性的DNA标记。如:SNP标记。它是由DNA序列中因单个碱 基的变异而引起的遗传多态性。目前SNP标记一般通过DNA芯片技术进行分析。
DNA标记多态性分子基础示意图
分子标记的类型
① 基于杂交的分子标记,如RFLP(Restriction
fragment length polymorphism,即限制性长度片
Southern杂交技术才能够检测到。可见,要进行RFLP分析首先要
分离单拷贝的基因组DNA克隆或cDNA克隆,才能进行多态性分 析。 RFLP标记具有共显性、信息完整、重复性和稳定性好等优点。 但RFLP技术的实验操作过程较复杂,需要对探针进行同位素标
记,即使应用非放射性的Southern杂交技术,仍然是个耗时费力
随机引物PCR产物多态性的分子基础
类型1为显性标记,是最常见的多态 性,类型2、3、4为共显性标记,但 较少见

分子标记及转基因

分子标记及转基因

1.致癌
2.不孕不育 3.基因污染
消费者应该了解转基因食品,然后做出自己 的选择。
1.了解转基因产品的种类。 2.认识转基因标识制度。 3.了解风险辨别谣言。
转基因食品究竟会将人类带向哪里,也 许我们这一代人都不会知道,我们唯一 能做的就是尽可能防止它可能造成的不 良后果,不要为子子孙后代留下遗憾。
1974年,波兰遗传学家斯吉巴尔斯基(Waclaw Szybalski) 称基因重组技术为合成生物学概念, 1978年,诺贝尔医生奖颁给发现DNA限制酶的纳森斯 (Daniel Nathans)、亚伯(Werner Arber)与史密斯 (Hamilton Smith)时,斯吉巴尔斯基在《基因》期刊中 写道:限制酶将带领我们进入合成生物学的新时代。转基 因技术,包括外源基因的克隆、表达载体、受体细胞,以 及转基因途径等,外源基因的人工合成技术、基因调控网 络的人工设计发展,导致了21世纪的转基因技术将走向转 基因系统生物技术 2000年国际上重新提 出合成生物学概念,并定义为基于系统 生物学原理的基因工程与转基因技术。
分子标记技术简介
该技术与其他几种遗传标记——形态学标记、生物化 学标记、细胞学标记相比,DNA分子标记具有的优 越性有:大多数分子标记为共显性,对隐性的性状的 选择十分便利;基因组变异极其丰富,分子标记的数 量几乎是无限的;在生物发育的不同阶段,不同组织 的DNA都可用于标记分析;分子标记揭示来自DNA 的变异;表现为中性,不影响目标性状的表达,与不 良性状无连锁;检测手段简单、迅速。随着分子生物 学技术的发展,DNA分子标记技术已有数十种。 目前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。
植物细胞经外源DNA导入后,需要进行转化细胞和非 转化细胞的选择。人们主要采用将标记基因与目的基 因构建在同一植物的表达载体上一起转入植物,这一 标记基因用于转化细胞的筛选。常用的标记基因是卡 那霉素抗性(Knar)基因,它也是植物转化中的第一 个标记基因。

分子标记技术

分子标记技术

技术路线
DNA的提取
选择随机引物
PCR反应
凝胶电泳
图谱分析
与RFLP的比较
❖ 相同之处:都从琼脂糖凝胶上DAN条带的多态性 来反映基因结构上的多态性;
❖ 不同之处:RFLP用限制性内切酶消化DNA,通 过分析限制性酶切片端的多态性,来显示DNA的 结构的多态性;而RAPD是利用PCR技术从扩增 的DNA片段上分析多态性。由于片段被引物选择 地扩增,并不是所有序列都扩增,扩增了的片断 能在凝胶上清晰地显现出来,这样就可以通过同 种引物扩增条带的多态性,反映出模板的多态性。
三、DNA分子标记的种类
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:
★限制性片段长度多态性标记(Restriction fragment length polymorphism, 简称RFLP标记);
★ DNA指纹技术(DNA Fingerprinting); ★原位杂交(in situ hybridization)等;
基本原理
采用随机合成的寡核苷酸(通常10bp)作 PCR反应的引物,对所研究生物基因组DNA进 行PCR扩增,经过30-40个循环,即可得到大 量的DNA片段,扩增产物经琼脂糖凝胶电泳、 EB染色、紫外下显示RAPD带纹。
❖ 由于整个基因组存在众多反向重复序列,因此须 对每一随机引物单独进行PCR。单一引物与反向 重复序列结合。使重复序列之间的区域得以扩增。 引物结合位点DNA序列的改变以及两扩增位点之 间DNA碱基的缺失、插入或置换均可导致扩增片 段数目和长度的差异,导致PCR产物增加、缺少 或发生分子量变化。若PCR产物增加或缺少,则 产生RAPD标记。
电泳

植物DNA分子标记

植物DNA分子标记
是指DNA探针与染色体上的DNA杂交,并在染 色体上直接进行检测的分子技术,其原理是两 条核苷酸单链片断在适宜的条件下,通过氢键 结合,形成DNA-DNA,DNA-RNA,RNARNA双键分子,用带有标记的DNA或者RNA片 断作为核酸探针,与细胞内染色体杂交,用放 射自显影等方法予以显示,在荧光显微镜下观 察目的mRNA或者DNA的存在与定位。
In situ hybridization
For in situ hybridization, a tissue sample is incubated with a labeled nucleic acid probe, excess probe is washed away and the location of hybridized probe is examined.
(a) Bx350-184, a 28-chromosome
genome with at least 14 intergeneric translocations, some of which have two breakpoints in an arm (arrows). Bar: 10 μm.
(b) Bx351-160, a 28-chromosome
The technique enables the spatial localization of gene expression to be determined as well as the location of individual genes on chromosomes.
Guo et Βιβλιοθήκη l. 2005ab
c
d
Fig. 5 GISH images of chromosomes of tetraploid and diploid Festulolium progenies. The DNA of L. perenne was used as probe, and shown as blue color. The chromosomes of F. pratensis were shown as pale blue color. Translocation breakpoints are indicated in a and c by arrows.

分子标记名词解释

分子标记名词解释

分子标记名词解释
分子标记 ( Molecular Marker) 是指用于遗传分析、基因组学研究、生物信息学等方面的一类技术工具。

它可以是 DNA、RNA、蛋白质等分子,也可以是其他生物分子,如多糖、脂类等。

分子标记既可以是标记基因 (marker gene),也可以是其他非编码 RNA(ncRNA) 或蛋白质。

分子标记技术广泛应用于遗传多样性分析、基因组学研究、生物信息学等领域。

其中,遗传多样性分析包括遗传图谱构建、单核苷酸多态性 (SNP) 分析、微卫星标记分析等;基因组学研究包括基因组组装、基因组注释、基因组比对等;生物信息学则利用分子标记进行基因预测、蛋白质结构预测、基因表达分析等。

常见的分子标记技术包括:基因测序、分子标记辅助选择、基因组芯片、蛋白质组芯片、生物信息学分析等。

其中,基因测序是目前分子标记技术中最前沿、最常用的技术之一。

它可以通过测序获取基因组序列信息,为基因组学研究和生物信息学分析提供更多的信息资源。

分子标记技术

分子标记技术

应非定点地扩增DNA片段;
2.扩增片段经琼脂糖凝胶电泳或聚丙烯酰胺电泳分
离;
3.溴化乙锭染色或银染等专一性染色技术即可记录
RAPD 指纹;
4.进行DNA 多态性分析。
RAPD技术流程:
RAPD分子标记的应用

RAPD技术已在苜蓿,豆类,番茄,辽东 栎,蔗糖,丁香,葡萄,番木瓜,棉花, 月季,牡丹,锦鸡儿,野大豆,桉树,玉 米,水稻等多种植物中广泛应用。


RFLP 的多态性程度偏低;
分子杂交时会用到放射性同位素,对人体和环境
都有害;

探针的制备、保存和发放也很不方便; 分析程序复杂、技术难度大、费时、成本高。

2.随意扩增多态性DNA标记—RAPD
Random Amplified Polymorphismic DNA 概念:RAPD技术建立于PCR技术的基础 之上,它是利用一系列不同的随机排列碱 基顺序的寡聚核苷酸单链为引物,对所研 究的基因组DNA进行PCR扩增,这些引 物在一定的退火条件下,
以单个核甘酸的变异为核心的分子标记技术
单核苷酸多态性标记(SNP)
以特定序列为核心的分子标记技术
线粒体DNA分子标记(mtDNA)
三. 几种分子标记介绍
1.限制性片段长度多态性标记 Restriction Fragment Length Polymorphism
RFLP:限制性片段长度多态性,为第一代 多态性记。 原理:限制性内切酶能识别并切割基因组DNA分



第一代分子标记技术 RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism,限制性片段长度多态性) 第二代分子标记技术 RAPD(Random Amplified Polymorphic DNA, 随机扩增多态性DNA ) AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism,扩增片断长度多态性) 事实上,还有很多分子标记技术像SSR、ISSR、SRAP (相关序列扩增多态性)另外,还有现在号称为第三代 分子标记的SNP( 单核苷酸多态性)

第九章 分子标记

第九章 分子标记

列;
用于转基因植物鉴定的含目的基因的BAC和YAC
克隆。
果蝇唾液染色体
荧光原位杂交
第二节 以PCR反应为核心的分 子标记
单引物PCR标记
类型
3’端具有选择性的双引物PCR标记
基于特异双引物PCR的标记
单引物PCR标记
•随机扩增多态性DNA标记(Random amplification polymorphism
限制性片段长度多态性
(restriction fragment length polymorphism,RFLP )
类型
数目可变的串联重复多态性
(Varible number of tandem repeats,VNTR)
限制性片段长度多态性标记
(Restricton fragment length polymorphism, RFLP)
Chapter 9 Molecular Marker
分子标记概念的界定
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。 蛋白质标记包括种子贮藏蛋白和同工酶(指由 一个以上基因位点编码的酶的不同分子形式) 及等位酶(指由同一基因位点的不同等位基因 编码的酶的不同分子形式)。 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。 本章中也将分子标记概念限定在DNA标记范畴。
Southern印迹
在20世纪60年代,Southern首先发现卫星DNA由很多短 的重复片段串联在一起。 与此同时, Ham Simth 发现的Ⅱ型核酸内切酶。 southern纯化EcoRⅡ。 Southern用EcoRⅡ酶切卫星DNA,电泳后凝胶中出现了 梯状条带(ladder)。 他将5S rRNA基因组DNA通过一种或几种限制酶消化后, 通过琼脂糖电泳按照大小分离,然后将DNA经过原位变 性后,转移到硝酸纤维膜上,再与有放射性标记的5S rRNA杂交,通过放射性自显影确定了5S RNA基因在基 因组上的位臵。

分子标记及CDDP技术简介

分子标记及CDDP技术简介

分子标记及CDDP技术简介1.1.1 分子标记介绍分子标记Molecular Markers 是以个体间遗传物质内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。

分子标记(Molecular marker) 与形态标记(Morphological marker) 、细胞标记(Cytological marker) 、生化标记(Biochemical marker) 共同组成遗传标记的四大标记。

后3种标记是基因表达的结果,是对基因的间接反映。

标记数目有限,多态性较差,易受环境条件的影响;而分子标记是直接在DNA分子上检测生物间的差异,是在DNA水平上遗传变异的直接反映,能对不同发育时期的个体、任何组织器官甚至细胞进行检测,数量多,遍及整个基因组,多态性高,遗传稳定,不受环境及基因是否表达的限制。

DNA分子标记具有的优越性有:大多数分子标记为共显性,对隐性的性状的选择十分便利;基因组变异极其丰富,分子标记的数量几乎是无限的;在生物发育的不同阶段,不同组织的DNA都可用于标记分析;分子标记揭示来自DNA的变异;表现为中性,不影响目标性状的表达,与不良性状无连锁;检测手段简单、迅速在近30年里,分子标记技术得到了快速发展,目前DNA分子标记已达几十种,在植物遗传多样性分析及鉴别、基因作图、基因定位、遗传育种及基因克隆等方面已经得到了广泛的应用[20]。

分子标记在动物、植物和微生物的结构及功能基因方面的研究也有很重要的作用。

两种广泛应用的分子标记技术是随机扩增多态性DNA(Random Amplified Polymorphic DNA,RAPD)[21])和扩增片段长度多态性(Amplified Fragment Length Polymorphism,AFLP)[22]。

1.1.2 CDDP技术简介1.1.2.1早在20世纪90年代初,RADP法生成DNA marker 被广泛用在多种农作物上,如基因多样性分析和数量性状基因座定位。

DNA分子标记的种类

DNA分子标记的种类

13
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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
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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
3
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
11
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遗传学名词解释(英文)

遗传学名词解释(英文)

细菌遗传合成代谢功能的突变型(anabotic function mutants)合成代谢功能(anabolic functions):野生型(wild type)在基本培养基上具有合成和生长所必需的有机物的功能营养缺陷型(auxotroph):野生型品系的任何一个基因突变,都不能进行一个特定的生化反应,从而阻碍整个合成代谢功能的实现分解代谢功能的突变型(catabolic functional mutation分解代谢功能(catabolic function):指野生型E coli能利用比葡萄糖复杂的不同碳源,转化成葡萄糖或其他简单的糖类,也能把复杂的氨基酸或脂肪分子降解成乙酸或三羧酸循环的中间产物的功能抗性突变型细菌由于某基因的突变而对某些噬菌体或抗菌素产生抗性(resistant),从而使其不能吸附或吸附在这种突变细菌上的能力降低conjugation (接合生殖)F因子又称性因子或致育因子(sex or fertility factor),它是能独立增殖的环状DNA分子F+细菌丢失F因子,成为F-细菌(acriflavine处理)F-受体细胞只接受部分的供体染色体,这样的细胞称为部分二倍体(partial diploid)或半合子(merozygote)内基因子(endogenote)和外基因子(exogenote)重组作图(recombination mapping)是根据基因间重组率进行基因定位末端(outside marker),受体部位(recept site):外源DNA片段进入受体细菌形成临时性通道的特定区域感受态细胞(receptor site):能接受外源DNA分子并被转化的细菌细胞感受态因子(competence factor):促进转化作用的酶或蛋白质分子噬菌体所携带供体(细菌)染色体片段是完全随机的,即供体基因组中所有基因具有同等机会被转导形成部分二倍体,经交换和重组后,形成转导频率大致相等的不同转导子,这种转导称为普遍性转导(general transduction)共转导或并发转导(cotransduction):指两个基因同时转导的现象,如果两个基因共转导的频率愈高,表明两个基因连锁愈紧密,相反共转导频率愈低,则表明两个基因距离愈远双因子转导(two-factor transduction)实验:就是每次观察两个基因的转导,通过每两个基因的共转导频率确定这些基因在染色体上的顺序溶菌酶(lysozyme)原噬菌体(prophage)或原病毒(provirus):是指整合到宿主染色体中的噬菌体基因组溶源性(lysogeny):有些细菌带有某种噬菌体,但并不立即导致溶菌,这种现象称为溶源性;这种细菌称为溶源性细菌或溶源菌(lysogenic bacterium),此过程称为溶源周期裂解途径:裂解周期(lytic cycle)溶源途径:溶源周期(lysogenic cycle)条件致死突变型。

分子标记

分子标记

分子标记概念广义分子标记(molecular marker)是指可遗传的并可检测的DNA序列或蛋白质。

狭义分子标记概念只是指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间的差异代数类型概念原理优点缺点主要应用第一代RFLP 限制性片段长度多态性限制性内切酶能识别并切割基因组DNA分子中特定的位点,如果因碱基的突变、插入或缺失,或者染色体结构的变化而导致生物个体或种群间该酶切位点的消失或新的酶切位点的产生,那么利用特定的限制性内切酶切割不同个体的基因组DNA,就可以得到长短、数量、种类不同的限制性DNA片段,通过电泳和Southern杂交转移到硝酸纤维素膜或尼龙膜上,选用一定的DNA标记探针与之杂交,放射自显影后就可得到反映个体特异性的DNA限制性片段多态性图谱。

1.标记广泛存在于生物体内,不受组织、环境和发育阶段的影响。

2.RFLP 标记的等位基因是共显性的,不受杂交的影响,可区分纯合基因与杂合基因。

3.可产生的标记数目很多,可覆盖整个基因组。

1.标记技术需要酶切, 对DNA 质量要求高;RFLP 的多态性程度偏低。

2.分子杂交时会用到放射性同位素,对人体和环境都有害。

3.探针的制备、保存和发放也很不方便。

4.分析程序复杂、技术难度大、费时、成本高。

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。

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。

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,从而能较好地应用于细胞质遗传的研究。

分子标记技术

分子标记技术
分子标记 Molecular marker
College of Life Sciences
1
内容
分子标记的背景 第一代分子标记
2
遗传标记(Genetic 遗传标记(Genetic marker)
遗传标记(Genetic marker) 指可追踪染色体 、 染 指可追踪染色体、 遗传标记 色体某一节段或者某一个基因座在家系中传递的 任何一种遗传特性。 任何一种遗传特性。 类型: 类型: marker) 形态标记( 形态标记(morphological marker) 细胞学标记(cytological 细胞学标记(cytological marker) 生化标记(biochemical 生化标记(biochemical marker) 分子标记(molecular 分子标记(molecular marker)
对于线粒体和叶绿体等相对较小的DNA分 对于线粒体和叶绿体等相对较小的DNA分 子,通过合适的限制性内切酶酶切,电泳 通过合适的限制性内切酶酶切, 分析后有可能直接检测出DNA片段的差异 分析后有可能直接检测出DNA片段的差异, 片段的差异, 就不需Southern杂交。 就不需Southern杂交。 杂交
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实验注意事项
电泳时要用低压电泳; 电泳时要用低压电泳; 杂交前探针必须充分变性; 杂交前探针必须充分变性; 要根据探针标记的情况以及探针与靶DNA间序列 要根据探针标记的情况以及探针与靶DNA间序列 互补的程度和G 互补的程度和G、C的含量来掌握杂交和洗膜的条 件; 作放射自显影时, 作放射自显影时,要根据杂交后膜上的放射活性 等因素决定曝光的时间。 等因素决定曝光的时间。
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Hale Waihona Puke RFLP探针 探针RFLP分析的探针,必须是单拷贝或寡拷贝的, 分析的探针,必须是单拷贝或寡拷贝的, 分析的探针 否则,杂交结果不能显示清晰可辨的带型, 否则,杂交结果不能显示清晰可辨的带型,表 现为弥散状,不易进行观察分析。 现为弥散状,不易进行观察分析。 RFLP探针主要有三种来源,即cDNA克隆、植 探针主要有三种来源, 克隆、 探针主要有三种来源 克隆 物基因组克隆(Random Genome克隆,简称 克隆, 物基因组克隆 克隆 简称RG 克隆)和 克隆。 克隆 和PCR克隆。 克隆
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molecularmarker分子标记
分子标记的特点:
(1)直接以DNA的形式表现,表现稳定 (2)数量多 (3)多态性高 (4)表现为中性,不影响目标性状的表达; (5)许多标记表现为共显性的特点,能区别
纯合体和杂合体。 (6)成本不太高
molecularmarker分子标记
RFLP标记
植物基因组DNA上的 碱基替换、插入、缺失 或重复等,造成某种限 制性内切酶酶切位点的 增加或丧失,从而产生 限制性片断长度多态 性。
分子标记及辅助育种技术
molecularmarker分子标记
分子标记的类型:
第一类是以分子杂交为核心的分子标记技术,包 括RFLP、DNA指纹技术等; 第二类是以PCR为核心的分子标记技术,包括 RAPD、简单序列重复标记SSR、ห้องสมุดไป่ตู้标位STS、 序列特征化扩增区域SCAR等; 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。
利 用
MAS 的 遗 传 基 础 (以
RFLP 为 例)
MM类型的分子标记所代表的目标基 因mol型ecu及larm其arke频r分率子标记
选择的正确率随 重组率的增加而 迅速下降。重组 值越小,其错选 率越低。
如果要求至少选到 一株目标基因型的 概率为P,则必须选 择具有标记基因型 MM的植株至少为:
RAPD引物扩增电泳检测结果
molecularmarker分子标记
RAPD标记的主要特点:
(1)不需DNA探针,引物设计无须知道序列信息; (2)显性遗传(极少数共显性),不能鉴别杂合子
和纯合子; (3)技术简便,不涉及分子杂交和放射性自显影等
技术; (4)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。
molecularmarker分子标记
(简单重复序列) SSR标记
molecularmarker分子标记
SSR标记的主要特点:
(1)数量丰富,广泛分布于整个基因 (2)具有较多的等位性变异; (3)共显性标记,可鉴别出杂合子和纯合子; (4)实验重复性好,结果可靠; (5)由于创建新的标记时需知道重复序列两端 的序列信息,因此其开发有一定困难,费用也 较高。
molecularmarker分子标记
AFLP标记
EcoR I / Mse I酶切
EcoRI接头
C
ANN
连接 接头 PCR 预扩增 选择性 PCR
MseI接头
A NNC
molecularmarker分子标记
聚丙烯凝胶 电泳和硝酸 银染色检测
AFLP标记PAGE电泳结果
molecularmarker分子标记
n=log(1-P)/log(1-p)
式中p=(1-r)2
molecularmarker分子标记
molecularmarker分子标记
molecularmarker分子标记
供体
M
R
受体
m
r
M
m
R
r
RR Rr rr
(1-r)2 2r(1-r) r2
目标基因与DNA标记间的遗传距离位p
亲本中DNA标记的带型
M—抗性标记 R—抗性基因 m—感病标记 r—感病基因
F1杂种中DNA标记的带型
在F2分离群体中分子标记类型 即MM,Mm,mm
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。
molecularmarker分子标记
molecularmarker分子标记
简单重复间序列(ISSR)标记
molecularmarker分子标记
SNP标记
SNP密度高,分布广,平均约每1000对碱基出现 一个SNP。 两个无关个体间约有300万个SNPs。
molecularmarker分子标记
其它分子标记技术
DAF (DNA amplification fingerprinting,DNA扩增指纹) AP-PCR (arbitrary primer PCR) SCAR (sequence characterized amplified region,序列 特异性扩增区) STS (sequence tagged site,序列标签位点)、 SSCP (single strand confirmation polymorphism,单链 构象多态性)、 CAPS (cleave amplified polymorphic sequence)。
RAPD标记
molecularmarker分子标记
S104GGAAGTCGCC S105AGTCGTCCCC S106ACGCATCGCA S107CTGCATCGTG S108GAAACACCCC S109TGTAGCTGGG S110CCTACGTCAG S111CTTCCGCAGT S112ACGCGCATGT
molecularmarker分子标记
AFLP标记的主要特点:
(1)由于AFLP分析采用的限制性内切酶及选择性碱基种 类、数目很多,所以该技术所产生的标记数目是无限多 的;
(2)每次反应产物的谱带在50-100条之间,所以一次分 析可以同时检测到多个座位,且多态性极高;
(3)表现共显性,呈典型孟德尔式遗传; (4)分辩率高,结果可靠; (5)目前该技术受专利保护。
等。。。。。。。
molecularmarker分子标记
分子标记辅助选 择的遗传学基础
标记辅助选择的主要方面是对目标基因的选择,有 人称之为前景选择(foreground selection)。 前景选择的可靠性主要取决于标记与目标基因间连 锁的紧密程度。若只用一个标记对目标基因进行选 择,则标记与目标基因间的连锁必须非常紧密,才 能够达到较高的正确率。
molecularmarker分子标记
DNA提取 基
用DNA限制性内切酶消化
本 凝胶电泳分离,转移到滤膜上
步 Southern杂交
骤 放射性自显影或酶学检测
molecularmarker分子标记
RFLP标记的特点
A 无表型效应,不受环境条件和发育阶段的影响。 B 等位基因之间是共显性的,在配制杂交组合时不受杂
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