遗传多样性的分子检测
【精品】第六章 生物多样性测定
第六章生物多样性测定一、遗传多样性的检测遗传多样性是生物多样性的重要组成部分,从某种程度上说它是生态系统多样性和物种多样性的基础和核心。
遗传多样性的最直接的表现形式是遗传变异水平的高低。
但是,对于任何个体来说,其生命总是很短暂的,由个体构成的种群或种群系统(例如种、亚种)才是在时间上是连续不断的,才是进化的基本单位,这些种群或者种群系统在自然界有其特定的分布格局,所以遗传多样性不仅包括变异水平的高低,同时也包括变异的分布格局,即种群的遗传结构.对于大范围的异交植物来说,种群之间的遗传变异会明显增加,种群遗传结构上的差异是遗传多样性的重要表现,一个物种的进化潜力和抵御不良环境的能力取决于种内遗传变异的大小,同时也有赖于遗传结构。
遗传结构是遗传变异在种群内和种群间的分布.它包括基因的种类及比例,而基因型的种类及比例、基因频率及演化规律是种群遗传结构的核心问题。
因此研究种群遗传结构有利于阐明自然条件下的生物变异。
人们对遗传多样性的检测最初是从形态学开始的。
随着染色体的发现及其结构和功能的澄清,人们又把研究的重点转向染色体上。
上世纪60年代,酶电泳技术以及特异性组织化学染色法应用于群体遗传和进化研究,使科学家们从分子水平来客观地揭示遗传多样性成为可能,并极大地推动了该领域的发展.进入80年代,分子生物学和分子克隆技术的发展带来了一系列更为直接的检测遗传多样性的方法,即直接测定遗传物质本身DNA序列的变异。
从不同水平上检测遗传多样性的各种方法在灵敏度、可行性以及检测目的等方面差别很大,目前检测遗传多样性的常用手段基本上是以形态学性状为主的表型分析和分子水平的检测。
1、形态学(表型)检测从形态学或表型性状上来检测遗传变异是最古老也最简便易行的方法。
由于表型和基因型之间存在着基因表达、调控、个体发育等一系列复杂的中间环节,如何根据表型性状上的差异来反映基因型上的差异就成为用形态学方法检测遗传变异的关键。
通常所利用的表型性状主要有两类。
遗传多样性评估
遗传多样性评估遗传多样性是指种群或物种内个体之间的基因差异。
它是生物多样性中的一个重要组成部分,对于物种的适应性和演化具有重要作用。
遗传多样性评估可以通过多种方法进行,以帮助我们更好地了解生物多样性的现状和变化趋势。
本文将介绍几种常见的遗传多样性评估方法。
首先,常用的评估遗传多样性的方法之一是基于遗传标记的分析。
通过分析特定的遗传标记,如DNA序列或分子标记,可以获得种群或物种的遗传信息。
这些标记可以是特定的基因片段,也可以是染色体上的一些位点。
通过测量和比较这些遗传标记的不同,我们可以评估不同个体之间的遗传差异。
例如,通过测量某个可变位点上的等位基因频率,我们可以计算出该物种的遗传多样性水平。
其次,基因测序技术的快速发展为遗传多样性评估提供了更准确和全面的数据。
通过对种群或物种的基因组进行测序,我们可以获得大量基因信息,从而更全面地评估遗传多样性。
比如,基因组测序可以帮助我们发现物种内的基因变异情况,识别出重要的基因位点,并研究基因之间的相互作用关系。
这种方法能够为物种的保护和管理提供重要的指导。
另外,传统的遗传多样性评估方法还包括群体遗传结构分析和遗传变异分析。
群体遗传结构分析可用于确定不同种群之间的遗传联系和差异程度。
这种方法通常基于遗传标记的不同等位基因频率,并根据这些频率进行计算和比较。
遗传变异分析可以帮助我们了解基因在种群和物种中的变异程度,以及各个个体之间的亲缘关系。
此外,遗传多样性评估还可以结合其他环境因素进行综合分析。
例如,我们可以考虑到物种的地理分布范围、栖息地的质量和连通性等因素,来评估物种的遗传多样性。
这种综合分析可以更全面地了解物种的遗传多样性状况,并为其保护和管理提供科学依据。
综上所述,遗传多样性评估是了解物种遗传差异和变化趋势的重要手段。
通过基于遗传标记的分析、基因测序技术、群体遗传结构分析以及遗传变异分析等方法,我们可以从不同角度全面评估物种的遗传多样性。
这些评估结果对于物种保护、生态恢复和可持续发展具有重要意义。
生物学中的遗传多样性研究
生物学中的遗传多样性研究生物学中的遗传多样性研究是对生物种群之间的遗传差异进行探究的学科领域。
遗传多样性是指基因在种群中的变异程度和遗传变化的数量,是生物种群适应环境变化和增加生存机会的关键因素。
本文将介绍遗传多样性的重要性、研究方法以及其在保护生物多样性和可持续发展中的应用。
一、遗传多样性的重要性遗传多样性反映了物种的适应能力和生态价值,对维持生态平衡及生物种群的繁衍发展至关重要。
遗传多样性不仅影响个体的生存和繁殖能力,还决定了物种对环境变化的适应能力。
较高的遗传多样性有助于物种抵御疾病、逆境和环境压力,并促进物种的进化和适应。
因此,研究遗传多样性有助于我们更好地理解物种的适应性和生态功能。
二、遗传多样性的研究方法1. 分子标记技术分子标记技术是遗传多样性研究中常用的方法之一。
通过分析DNA或RNA序列的变异性,可以得出物种或种群之间的遗传差异。
例如,聚合酶链反应(PCR)和DNA测序技术可以用来研究物种的基因组和基因序列的变异情况。
2. 微卫星分析微卫星分析是通过检测DNA中的微卫星序列来研究遗传多样性。
微卫星是短重复序列,存在于细胞核DNA中。
通过分析微卫星位点的变异性,可以确定物种或种群之间的遗传差异。
3. DNA指纹图谱DNA指纹图谱是一种通过分析DNA序列的变异性来识别个体、种群或物种的方法。
通过比较DNA指纹图谱的差异性,可以确定物种或种群之间的遗传关系和遗传多样性。
三、遗传多样性在保护生物多样性和可持续发展中的应用1. 保护濒危物种研究遗传多样性有助于确定濒危物种和受威胁物种的遗传状态和遗传分化程度。
通过了解物种的遗传多样性情况,可以为保护措施的制定和物种的保护繁育提供重要的依据。
2. 确定保护区域通过研究物种的遗传多样性,可以确定保护区域的范围和边界。
较高的遗传多样性通常意味着物种适应性和生存能力较强,保护这些区域有助于维持生物多样性和生态平衡。
3. 重建物种与种群在濒危物种中,遗传多样性的丧失常常导致物种的衰退和种群的数量减少。
遗传多样性的分子检测
根据依赖得技术手段得不同,DNA分子标记可分为3大类: 第一类就是以杂交技术为基础得分子标记,如限制性片段长度多 态性(RFLP)标记、数目可变串联重复多态性(VNTR)标记; 第二类就是基于PCR技术为基础得分子标记,如随机扩增多态性 DNA(RAPD)标记、任意RCP(AP-PCR)标记、DNA指纹(DAF)标 记、序列特征化扩增区域(SCAR)标记、扩增片段长度多态性 (AFLP)标记、简单重复序列(SSR)标记、内部简单重复序列 (ISSR)标记等; 第三类就是基于测序和DAN芯片技术为基础得分子标记,如表达 序列标签(EST)标记和单核苷酸多态性(SNP)标记等。
理想得DNA分子标记应具备得特点 ①遗传多样性高 ②共显性遗传 ③在基因组中大量存在且分布均匀 ④表现为“中性”,对目标性状表达无不良影响,与不良性状无必 然连锁 ⑤稳定性、重现性高 ⑥信息量大,分析效率高 ⑦检测手段简单快捷,易于实现自动化 ⑧开发成本和使用成本低
大家有疑问的,可以询问和交流
可以互相讨论下,但要小声点
AFLP 就是RFLP与PCR相结合得产物,其基本原理就是先利 用限制性内切酶水解基因组DNA产生不同大小得DNA片段,再使 双链人工接头得酶切片段相边接,作为扩增反应得模板DNA,然后 以人工接头得互补链为引物进行预扩增,最后在接头互补链得基 础上添加1-3个选择性核苷酸作引物对模板DNA基因再进行选择 性扩增,通过聚丙烯酰胺凝胶电泳分离检测获得得DNA扩增片段, 根据扩增片段长度得不同检测出多态性。
➢ SNP全称Single Nucleotide Polymorphisms,就是指在基因组 上单个核苷酸得变异形成得遗传标记,其数量很多,多态性丰富。
➢ 从理论上来看每个SNP 位点都可以有4 种不同得变异形式, 但实际上发生得只有两种,即转换和颠换,二者之比为1 :2。 SNP 在CG序列上出现最为频繁,而且多就是C转换为T ,原因 就是CG中得C 常为甲基化得,自发地脱氨后即成为胸腺嘧啶。
棉花品种分子标记遗传多样性检测
华北农学报·2010,25(增刊):47-49收稿日期:2010-04-20基金项目:转基因特色专用棉花新品种培育(2008ZX08005-005);转基因抗除草剂棉花新材料创制研究(2009ZX08005-016B );转基因杂交棉花新品种培育(2008ZX08005-001)作者简介:郭宝生(1971-),男,河北玉田人,助理研究员,硕士,主要从事棉花分子标记与遗传育种研究。
通讯作者:耿军义(1964-),男,河北行唐人,研究员,主要从事棉花育种与杂种优势利用研究。
棉花品种分子标记遗传多样性检测郭宝生,张建宏,刘素恩,刘存敬,崔瑞敏,王兆晓,张香云,耿军义,王凯辉(河北省农林科学院棉花研究所,河北石家庄050051)摘要:利用9对引物对46个品种或品系的DNA 进行扩增,共得到39条多态性谱带,以相似系数和遗传距离矩阵,采用类平均法进行聚类分析,46份材料在相似系数0.33时,被分为两大类,I 类为海岛棉,II 类为陆地棉。
II 类组中陆地棉在相似系数0.568时,被分为2个亚组。
亚组1为海陆杂交低代材料,具有陆地棉和海岛棉综合特征较多,从DNA 扩增的谱带看,多是海陆杂合带,并有较多海岛棉带型。
亚组2除品系冀031823和冀04425为纯陆地棉外,具有海岛棉优质基因的陆地棉渐渗系被分成不同的小组。
扩增结果表明渐渗系主要遗传背景为陆地棉,个别性状来源于海岛棉。
由于渐渗位点和基因不同,从而造成一定的差异,被聚类到不同小组。
该研究为这些品系利用和新品种、杂交种培育的亲本选择提供了初步的理论依据。
关键词:棉花;分子标记;遗传多样性;聚类分析中图分类号:S562.03文献标识码:A文章编号:1000-7091(2010)增刊-0047-03Genetic Diversity Detected by Molecular Markers in CottonGUO Bao-sheng ,ZHANG Jian-hong ,LIU Su-en ,LIU Cun-jing ,CUI Rui-min ,WANG Zhao-xiao ,ZHANG Xiang-yun ,GENG Jun-yi ,WANG Kai-hui(Cotton Research Institute ,Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences ,Shijiazhuang 050051,China )Abstract :Genetic diversity of different cotton lines was evaluated by SSR.The genomic DNAs of 46lines were amplified with 9SSR primer pairs ,which yielded 39polymorphic bands.The classification of the cotton lines using the Unweighted Pair 2group Method with Arithmetic Average based on the pair similarity coefficient ,the result indi-cated that 46cotton lines have been classed in 2types ,when the pair similarity coefficient was 0.33.Type I was Sea Island cotton ,and type II was upland cotton.In type II ,when the pair similarity coefficient was 0.568,upland cotton lines have been classed in 2groups.Group I was lines with more comprehensive features of the Sea Island cotton and upland cotton.From DNA polymorphic bands ,we found mostly bands of this type cotton lines were hybrid be-tween the Sea Island cotton and upland cotton ,and have some Sea Island cotton bands.In Group II ,except JI031823and JI04425were pure upland cotton ,others were introgressed lines from interspecific hybridization of G.hirsutums and G.barbadense .These introgressed lines have been classed in different sub-groups for introgressed loci were dif-ferent.The study provides a preliminary theoretical foundation for the use of these lines and the parents choose for new hybrids varieties.Key words :Cotton ;Molecular marker ;Genetic diversity ;Cluster analysis 棉花是世界上最重要的天然纤维植物。
植物遗传多样性研究植物群体的遗传多样性与遗传结构
植物遗传多样性研究植物群体的遗传多样性与遗传结构植物遗传多样性是指植物个体、种群和种类之间遗传差异的程度和分布情况。
它反映了植物的遗传变异程度和植物种群的适应能力,对于植物种群的保护与管理具有重要意义。
植物遗传多样性的研究主要是通过调查和分析植物群体中的基因型和基因频率以及遗传结构,以揭示其遗传多样性的来源、变异规律和演化过程。
一、调查与样本收集植物遗传多样性研究的第一步是对目标植物群体进行调查和样本收集。
在调查过程中,研究者需要采集足够数量的样本,并尽量覆盖种群的不同地理分布区域。
样本的选择要有代表性,可以选择具有不同生态环境和地理位置的植物群体进行研究。
同时,需要准确记录样本的采集地点和其他相关信息,以便后续的数据分析和解释。
二、基因型分析基因型分析是植物遗传多样性研究的关键步骤之一。
通过对样本DNA的提取和PCR扩增,可以获取目标基因的分子标记。
分子标记的选择根据研究的目的和植物物种的特点,可以选择核酸序列、酶切位点或等位基因等进行分析。
常用的分析方法包括基因测序、RAPD-PCR、AFLP和SSR等。
通过基因型分析,可以得到每个样本的基因型数据,并用于后续的遗传多样性和遗传结构分析。
三、基因频率和遗传多样性分析基因频率和遗传多样性分析是植物遗传多样性研究的核心内容。
基因频率是指在一定植物群体中某个位点上各个等位基因的频率分布情况。
通过统计分析基因频率的变化,可以揭示不同地理群体之间的遗传差异和群体间的遗传联系。
常用的基因频率分析方法包括PPL、NMF、ISN和AMOVA等。
遗传多样性是指植物群体内遗传变异的程度,可以通过测定基因座的杂合度和多态性来评估。
常用的遗传多样性指标包括Nei的遗传多样性指数、Shannon信息指数和Intron遗传多样性指数等。
通过基因频率和遗传多样性分析,可以揭示植物群体的遗传多样性水平和变异规律。
四、遗传结构分析遗传结构分析是植物遗传多样性研究的另一个重要方面。
遗传多样性研究及其生态学意义分析
遗传多样性研究及其生态学意义分析遗传多样性是指生物种群或物种内所存在的遗传差异,它是生物进化中的一个重要概念。
在野生动植物的保护和利用中,遗传多样性的研究至关重要。
本文将从遗传多样性的定义、研究方法、生态学意义等方面来进行分析。
一、遗传多样性的定义遗传多样性是指个体间、种群间、物种间及生态系统内所遗传相关的基因型和表型的变异性。
个体间的遗传多样性是由于基因重组和突变等原因造成的遗传差异,而种群间和物种间的遗传多样性则是由于地理和生物障碍分离、哥尼氏效应、选择效应、基因漂移等原因造成的。
二、遗传多样性的研究方法遗传多样性的研究方法有许多,比较常用的方法包括DNA分子标记技术、核酸测序技术、基因芯片技术等。
其中,DNA分子标记技术是研究遗传多样性最常用的工具之一,包括随机增殖DNA多态性(RAPD)、简单重复序列(SSR)、单核苷酸多态性(SNP)等。
这些方法通过测量多个标记位点上个体或群体的遗传差异来估计遗传多样性。
三、遗传多样性的生态学意义1、维护生态平衡遗传多样性是生物的适应和演化的基础,它可以提供物种的适应性和生物多样性的保障。
研究表明,一个物种的遗传多样性越高,它在生态系统中的角色就越具有代表性,它对环境的适应性也更强。
2、保障资源利用野生动植物资源是人类的重要经济资源,保护野生动植物的遗传多样性能够保障人类可持续地利用这些资源。
从红树林到高山草甸,从国产药材到果蔬粮食,都与遗传多样性有着密切联系。
对于重要经济野生动植物的保护,研究其遗传多样性和多样化利用至关重要。
3、调整生态环境生态系统是由各种生物体和它们的环境组成的,而生物的生境本质上也取决于基因。
研究遗传多样性还可以将物种的适应性与生境因子相关联,探究物种异质性适应策略的演化机制和后果,为调整生态环境提供科学依据。
四、结语遗传多样性的研究不仅关乎野生动植物的保护与利用,更对整个生态系统的平衡与稳定产生着重要的影响。
未来,我们需要借助先进的技术方法,深入研究各种生物的遗传多样性,保护生物多样性和维护生态平衡。
遗传多样性评估
遗传多样性评估遗传多样性是指在物种内不同个体之间遗传差异的程度。
评估遗传多样性对于了解物种的适应性、环境适应性和潜在威胁具有重要意义。
本文将通过介绍遗传多样性的意义和评估方法,来探讨如何准确评估遗传多样性。
一、遗传多样性的意义遗传多样性是生物进化和物种适应性的重要基础,对于物种的适应性、抗病能力、生殖力以及环境适应能力起着关键作用。
较高的遗传多样性有助于物种的长期存活和适应环境的能力,而低遗传多样性可能导致物种易受较小的环境变化和威胁。
二、遗传多样性的评估方法1. 分子标记技术分子标记技术是评估遗传多样性的常用方法之一。
通过采集物种个体的DNA样本,通过PCR扩增特定位点的DNA片段,然后通过测序、制作遗传图谱或分析DNA序列差异来确定物种遗传多样性。
2. 纯合度法纯合度法是通过测量物种个体的基因型频率和预期基因型频率之间的差异来评估遗传多样性。
该方法主要通过数学模型和遗传学信息计算得出个体的纯合度,并综合计算整体群体的遗传多样性。
3. 群体遗传结构分析群体遗传结构分析是一种通过评估不同遗传亚群之间的遗传差异来评估遗传多样性的方法。
该方法主要通过计算个体之间的基因频率和基因型频率差异,并通过群体遗传结构模型来确定不同亚群的遗传多样性。
三、遗传多样性评估案例研究以大熊猫为例,过去几十年来,由于栖息地的破坏和非法猎捕等原因,大熊猫的种群数量大幅减少,遗传多样性丧失严重。
通过运用分子标记技术,科学家们对大熊猫的遗传多样性进行了评估。
研究发现,目前大熊猫的遗传多样性较低,存在遗传瓶颈效应,这使得大熊猫面临更严峻的生存压力。
四、保护遗传多样性的重要性保护遗传多样性对于维持物种的生存和生态系统的稳定具有重要作用。
在面临环境变化和威胁时,较高的遗传多样性可以提供种群抗击疾病和适应环境的能力。
因此,保护遗传多样性需要采取多种措施,包括保护栖息地、防止非法捕杀和控制遗传疾病传播等。
结论遗传多样性评估是了解物种适应性和环境适应能力的重要手段。
遗传多样性分析
遗传多样性分析一、引言遗传多样性是指表现在个体、种群和物种层面上的遗传差异。
通过对遗传多样性的分析,可以帮助我们了解物种的演化历史、生态适应性以及种群的健康状况等重要信息。
本文将探讨遗传多样性的分析方法,以及它在生物学研究、自然保护和人类健康等领域的应用。
二、遗传多样性的分析方法1. 核酸序列分析核酸序列分析是研究遗传多样性的重要方法之一。
通过分析DNA或RNA的序列,可以揭示不同个体或群体之间的遗传差异。
常用的核酸测序技术包括Sanger测序、下一代测序等。
这些技术能够高效地产出大量的序列数据,为遗传多样性的分析提供了基础。
2. 分子标记技术分子标记技术是基于DNA片段的遗传标记,可以通过PCR扩增等方法来建立遗传图谱。
这些标记可以用来分析种群的结构、亲缘关系以及种群之间的迁移和遗传流动。
常用的分子标记技术包括RAPD、AFLP、SSR等。
这些技术具有高通量、高灵敏度和高可重复性的特点,适用于大规模的遗传多样性研究。
3. 表型分析除了分析遗传物质的差异,遗传多样性的研究还可以通过对个体的表型特征进行分析。
表型是个体对外界环境的适应性反应,它可以受到遗传和环境因素的影响。
通过对表型的测量和分析,可以更加全面地了解个体和种群的遗传多样性,并揭示其与环境因素之间的关系。
三、遗传多样性的应用1. 生物学研究遗传多样性的分析在生物学研究中具有重要的应用价值。
它可以帮助我们了解物种的起源和演化历史,揭示了不同种群之间的亲缘关系和遗传交流情况。
此外,遗传多样性的研究还可以为物种的分类和鉴定提供依据,促进生物多样性的保护和管理。
2. 自然保护保护和维护物种的遗传多样性是自然保护的重要任务之一。
通过对物种的遗传多样性进行监测和评估,可以及时发现种群数量下降、遗传流动受限等问题,并采取相应的保护措施。
遗传多样性的保护还可以提高物种的适应性和生存能力,增加物种的抵御病害和环境变化的能力。
3. 人类健康遗传多样性的分析对于人类健康也具有重要的意义。
基于分子标记的遗传多样性分析与评估
基于分子标记的遗传多样性分析与评估随着科技的发展,基于分子标记的遗传多样性分析与评估被广泛应用于许多生物学领域,如生态学、进化生物学、农业、林业等。
研究遗传多样性可以揭示物种形成、群体演化、物种适应等一系列重要问题,对生物学的发展有着重要的意义。
1. 分子标记的概念及种类分子标记是指基因或DNA序列的特定区域,在多个个体之间具有遗传多样性的序列,被用于鉴定和区分物种或个体。
分子标记包括各种基因,如线粒体DNA (mtDNA)、核DNA、微卫星(microsatellite)、单核苷酸多态性(SNP)等。
其中,mtDNA通常用于研究种群遗传学、进化学及系统发育研究,因为它不受核基因的重组和杂交的影响,所以在物种或个体间保持更高的区分度。
微卫星是寻常的重复序列,广泛存在于生物基因组中,易于扩增和检测,因此被广泛应用于遗传多样性分析。
而SNP是单一的DNA碱基差异,通常出现在基因组某处,可以作为认证和鉴别身份的工具。
2. 遗传多样性分析的原理及应用遗传多样性分析主要是通过扩增、分离、测序等方法,对所选取的分子标记进行检测,统计和比较目标生物之间的遗传差异。
以mtDNA为例,通过PCR扩增、酶切等手段,得到想要研究的DNA片段,通过测序方法对样品进行分析,得到一组DNA序列。
利用这些序列的不同之处,可以对生物分类和亲缘关系进行判断和研究。
在生态学领域,基于分子标记的遗传多样性分析可以用于研究种群数量、分布、遗传连通性及基因漂移、迁移等遗传进化问题。
在农业、林业等领域,可以利用遗传多样性研究作物、森林资源的评估和保护。
同时,也被广泛应用于物种鉴定、疾病诊断、亲缘关系验证等方面。
3. 遗传多样性评价的意义和方法遗传多样性评价的主要目的是评估群体、种群或物种的遗传多样性水平,分析遗传多样性丧失的原因,制定和实施保护和管理措施。
因为遗传多样性水平是衡量物种或种群生存和适应性的一个重要指标,不同的遗传多样性水平会有不同的生态和进化变化。
分子生物学和遗传学方法鉴定菌株微生物多样性
分子生物学和遗传学方法鉴定菌株微生物多样性在生物学领域里,微生物多样性一直是个备受关注的话题。
微生物多样性对于环境保育、健康管理等方面都具有重要意义。
而要真正掌握微生物多样性,就需要用到分子生物学和遗传学方法来鉴定菌株。
本文将为您介绍这些方法的具体过程和应用场景。
一、分子生物学方法1.基因测序基因测序是用于鉴定微生物多样性的一种分子生物学方法。
通过对微生物的基因进行测序分析,可以更精确地确定不同微生物间的基因差异,并通过这些差异来识别不同的菌株。
同时,基因测序还可以用于分析微生物基因变异与突变的模式和机制,为微生物演化提供参考依据。
2.扩增子测序扩增子测序是最常用的鉴定菌株微生物多样性的方法之一。
它基于特定的PCR 扩增子,通过对微生物基因组DNA进行扩增,然后进行高通量测序来分析微生物结构的多样性。
该方法的优点是可以同时研究多种微生物,快速、准确地识别高丰度及低丰度的微生物,有利于探索微生物群落的组成和演变规律。
扩增子测序目前已成为研究社会、生态以及医学微生物领域的重要工具之一。
3.荧光原位杂交(FISH)荧光原位杂交是一种通过碱基互补结合、检测微生物群落DNA序列的技术。
在该技术中,使用荧光探针特异性识别微生物的16S rRNA来标记不同的微生物类型,从而达到高灵敏度、高分辨率、准确无误地检测微生物的目的。
此技术可广泛应用于环境微生物、食品微生物学研究以及临床诊断领域,为分子分类和建立微生物分类学提供了巨大的潜力。
二、遗传学方法1.重复序列多态性(REP-PCR)REP-PCR是一种无需PCR扩增的方法,可用于描述微生物基础级别多样性和微生物群落结构的快速和可重复性技术。
该技术基于特定长度的DNA序列重复系列,通过PCR扩增特异性的DNA序列,然后通过凝胶电泳及图像分析来判断微生物基因与菌株的距离。
REP-PCR具有高通量、可自动化、灵敏度高等特点,可以在短时间内扩增大量基因。
2.随机扩增微卫星DNA(RAPD)RAPD是一种无需确定序列的多态性分析方法,用于检测微生物的变异情况。
SSR分析遗传多样性
SSR分析遗传多样性SSR(Simple Sequence Repeat,简称SSR),也称为微卫星分子标记,是一类单核苷酸序列的重复结构,广泛分布在基因组中。
SSR具有高度多态性、遗传稳定性好、易于分析和重复性高等优点,因此在遗传多样性研究中得到广泛应用。
首先,选择适当材料是进行SSR分析的基础。
一般来说,选择具有代表性的材料样本,包括不同种群、地理分布范围广等特点的样本,以最大程度地反映种群的遗传多样性。
样本采集时应注意确保样本的纯度,避免杂交或污染。
同时,还要保证样本数量足够,以提高分析的准确性与可靠性。
其次,进行实验方法。
SSR分析主要包括DNA的提取、PCR扩增和基因分型三个步骤。
DNA提取是获取样本基因组DNA的关键步骤,要注意选择适当的提取方法,以保证提取的DNA质量和纯度。
PCR扩增是从样本DNA中扩增出所需的微卫星DNA序列,需要根据相关文献选择适当的引物。
在PCR扩增过程中,要注意避免扩增偏倚,并进行质控措施以确保扩增产物的准确性。
基因分型是利用PCR扩增得到的扩增产物进行电泳分析,可以采用聚丙烯酰胺凝胶电泳或毛细管电泳等方法。
电泳分析结果可用于构建遗传图谱、计算遗传相似性和种群遗传结构等。
最后,进行数据分析。
根据电泳分析结果,我们可以计算各个样本的等位基因频率和遗传多样性指数等。
等位基因频率是指不同等位基因在样本中的占比,可以用于估计种群的遗传多样性和变异程度。
遗传多样性指数包括多态信息内容(PIC)、香农信息指数(I)和Weir&Cockerham's Fst等。
PIC是一种测量位点多态性的指标,I是一种描述群体内基因多样性的指标,Fst则是一种测量种群间基因流动程度的指标。
这些指标的计算可以借助计算机软件进行。
总结来说,SSR分析遗传多样性是一种重要的分子标记技术,其研究流程包括材料选择、实验方法和数据分析等步骤。
通过SSR分析,可以揭示不同种群之间的遗传多样性特征,为种质资源鉴定、基因组定位和保护物种等方面的研究提供重要依据。
基于分子标记的植物种群遗传多样性研究
基于分子标记的植物种群遗传多样性研究植物种群遗传多样性是种群进化和生态发展的基础,它反映出种群内遗传差异的程度和分布状况。
作为植物保育的重要指标之一,研究植物遗传多样性可以为种群保护和生态修复提供科学依据。
目前,随着生物信息学和分子生物学的发展,种群遗传多样性的研究方法也得到了大幅度提升。
分子标记是遗传学领域中的一种研究工具,通过对某一特定DNA序列进行研究,可以快速揭示出物种间遗传多样性的程度。
在植物学的研究中,常用的分子标记包括核酸序列和蛋白质序列。
其中,核酸序列分子标记的研究主要包括限制性片段长度多态性 (RFLP)、序列标记间隔法 (SSR)、随机扩增多态性DNA (RAPD)、DNA指纹图谱 (AFLP)、单倍型分析 (HAPLOTYPE)、SNP等等。
这些分子标记方法有不同的优缺点,可以根据实际需要选择适合的方法来深入研究植物物种间的遗传多样性。
限制性片段长度多态性(RFLP)法是一种可以对DNA特定部位进行定性、定量分析的方法。
它通过限制性内切酶的作用将DNA片段分割成若干不同长度的碎片,然后利用电泳法分离这些碎片,得到有相对特异性的DNA带谱图。
该方法优点在于能够研究复杂的基因多态性,可以避免PCR扩增过程中对GC含量和DNA质量的要求,缺点在于步骤繁琐、时间长、成本高。
序列标记间隔法 (SSR)是基于微卫星分子进化的一种分子标记方法。
这种方法依托细胞质基因组中的微卫星序列来构建一个高分辨率的多态性标记。
高度多态性的核酸片段不仅在植株自交系动态变化过程中具有稳定的遗传学特征,同时该标记还可以锁定一段DNA特定区域,避免了较复杂酶切和PCR扩增过程中的非特异性DNA等因素的干扰,因此使用范围广泛。
随机扩增多态性DNA (RAPD)是利用PCR扩增DNA片段,然后在EA界面上用电泳分离并可视化DNA片段,再把不同的PCR产物的可视化图谱进行比较,确定不同个体的分子特征。
由于RAPD标记在PCR反应扩增中对操作者、PCR反应条件、反应系统组成及质量等方面的要求较高,同时仅能分析0.5~10kb左右大小的DNA片断,因此被SSR和AFLP方法所替代。
遗传多样性的分类和评估方法研究
遗传多样性的分类和评估方法研究遗传多样性是指一个物种内不同个体在基因组水平上的差异,是自然选择和进化的基础。
遗传多样性的保护和利用对于生物多样性的保护和可持续发展具有重要意义。
因此,了解遗传多样性的分类和评估方法对于保护和利用生物多样性至关重要。
一、遗传多样性的分类在遗传学领域,常用的遗传多样性分类方法主要有以下三种:1.染色体水平的遗传多样性染色体水平的遗传多样性指的是染色体数量和结构的变异。
亿万年的进化过程中,生物的染色体发生了各种各样的变异,染色体数量和结构的变化对物种的发生和演化具有极其重要的影响。
染色体数量的变化主要由染色体重组、聚合和裂解引起。
染色体结构的变化主要由染色体内部基因重组、染色体交换和染色体断裂重组引起。
常见的染色体数量和结构变异有核型多样性、多倍化和染色体畸变等。
2.分子水平的遗传多样性分子水平的遗传多样性指的是基因和基因组水平上的变异。
分子水平的遗传多样性是指相同物种内各型的基因类型和基因频率的分布情况。
遗传多样性的定量研究通常考虑分子水平的位点在全体基因组中的分布情况,例如研究基因座的单倍型和基因分型,以及基因型频率和基因类型的差异等。
常用的分子水平遗传多样性评估方法包括RAPD、AFLP、SSR/STR、SNP、NGS、CpG等分子标记技术,这些技术不仅可以对遗传多样性进行分类和评估,还可以为DNA指纹和基因定位等提供依据。
3.群体水平的遗传多样性群体水平的遗传多样性是指某一物种内不同个体间的遗传多样性差异。
在遗传多样性评估中,常通过测量不同基因型间的遗传距离来反映群体水平的遗传多样性。
常用的遗传距离包括匀性指数、F统计量、Mantel-样本关联系数等,其中最常使用的距离是匀性指数(Nei's standard genetic distance)。
二、遗传多样性的评估方法遗传多样性的评估方法应该考虑不同的分类方法,和不同的评估指标及其作用。
组合使用染色体、分子及其群体水平的评估指标,可以建立遗传多样性框架图,进一步研究遗传多样性的演化和单倍型组成情况。
遗传多样性研究的新技术和新方法
遗传多样性研究的新技术和新方法遗传多样性是指在一定范围内,某一群体个体间基因的差异程度。
这些基因差异会影响生物的体型、生理特征、行为、免疫系统等方面。
遗传多样性的研究是生物学领域中的一个重要分支,不仅可以理解生物进化的规律,还可以帮助保护生物多样性和开展植物及动物品种改良等。
随着现代技术的发展,遗传多样性研究的方法也在不断创新。
下面将介绍一些新兴的遗传多样性研究技术和方法。
一、高通量测序技术随着高通量测序技术的出现,人们可以更深入、更全面地了解生物的遗传多样性。
高通量测序技术可以一次性对大量DNA样本进行分析,甚至可以同时识别千万级别的碱基。
因此,该技术被广泛应用于基因组、转录组、蛋白组、卡片组等方面的研究中。
高通量测序技术对于遗传多样性研究具有重要的意义。
首先,它能够挖掘出更多的遗传变异信息,增强了遗传多样性研究的深度和广度。
其次,高通量测序技术可以帮助鉴定物种、发掘同源性和分子进化等方面的信息。
最后,它可以揭示人类的演化历史和遗传病的发生机制等。
二、单细胞测序技术单细胞测序技术是一种针对单个细胞进行基因组、转录组和表观遗传组学等方面分析的技术。
相对于传统的大样本测序技术,单细胞测序技术可以实现样本相对较小的的深入研究,提高了遗传多样性研究的精细度和准确度。
近年来,单细胞测序技术在生物领域中受到越来越多的关注。
这一技术可以帮助人们更好地了解单个细胞内的基因变异情况,从而了解其在生物过程中的作用。
同时,单细胞测序技术还可以帮助了解细胞种类的分化过程、肿瘤细胞的异质性以及神经细胞的功能差异等。
三、人工智能技术近年来,人工智能技术的快速发展和广泛应用对生物领域的遗传多样性研究也产生了重要的影响。
借助机器学习和深度学习等技术,人工智能技术可以处理大型准确的基因组数据、帮助了解基因变异与生物状态之间的关系等。
此外,人工智能技术还可以分析遗传多样性数据,预测未知特征、种类或物种的信息等。
同时,它可以提供预测模型、辅助分类、构建基因网络等方面的工具,进一步加强了遗传多样性研究的综合性和深入性。
进化学中的遗传多样性指数研究方法和评价指标
进化学中的遗传多样性指数研究方法和评价指标遗传多样性是指在一个种群中所有个体之间的遗传差异。
这些差异可能来自于不同个体之间的基因型变异,也可能来自于环境因素的影响。
遗传多样性指数是一个用来衡量种群内遗传多样性的数值。
在进化生物学中,遗传多样性指数是非常重要的,因为它可以帮助我们了解一个种群的基因组结构,以及可能发生在该种群内的外部变化所可能引起的影响。
在本文中,我们将讨论遗传多样性指数的一些主要研究方法和评价指标,以帮助我们更好地理解它们的意义和用途。
一、研究方法1. 手段标准手段标准是一种简单直观的遗传多样性指数研究方法。
该方法基于对群体内每个个体的基因型进行测量和分析。
通过比较每个个体的基因型,我们可以计算出每个基因座的多态性,然后将这些多态性相加,得到整个种群对应基因座的总多态性。
手段标准是一种简单的方法,但它忽略了群体结构、推迟生殖等人类因素,这些因素也会对遗传多样性造成影响。
因此,该方法很少在实践中使用。
2. 变异系数变异系数是另一种用于衡量遗传多样性的指数。
变异系数通过简单地计算个体基因型之间的差异来衡量遗传多样性。
这个指标可以通过一个称为稳定性指数的公式来计算,该公式可以同时考虑各种基因座之间的多态性和基因座数量的不同。
变异系数相对于手段标准来说更具有代表性,因为它可以反映出群体性质的影响。
3. 分子标记技术分子标记技术是一种常用于刻画遗传多样性的现代方法之一。
该方法基于使用某些特殊的DNA序列(例如受限酶切片段长度多态性或微卫星)来标记并比较群体内个体的DNA序列。
通过比较多态性对的数量和类型,可以计算出一组遗传多样性指数。
分子标记技术比起手段标准或变异系数来说更具有准确性和可靠性,并可以快速高效地计算出多样性指数。
然而,使用分子标记技术的成本较高,需要一定的技术和设施支持。
二、评价指标1. 同质程度同质程度是一种用于衡量种群内基因型相似性的指标。
同质程度可以通过计算种群内每个个体基因型的相似性来计算。
基于分子标记的植物品种鉴定和遗传多样性研究
基于分子标记的植物品种鉴定和遗传多样性研究植物是地球上最重要的生物资源之一,它们可以提供食物、药品、材料以及保持生态平衡。
而植物品种鉴定和遗传多样性研究则是保护植物资源、促进植物遗传改良等领域非常重要的一环。
基于分子标记的技术已经成为当今最具前景和实用的辨认和分类植物品种以及研究遗传多样性的方法之一。
一、基于分子标记的植物品种鉴定方法植物品种是通过对植物形态、生物学、化学性状以及遗传特征的综合研究,确定其不同的品种和种属。
而传统的植物鉴定方法通常是基于形态学、生理和生化特征等进行的。
但这种方法存在很多局限性,如同种植物因地理环境等原因会产生一定的变异性,有时不利于明确鉴别。
而基于分子标记的植物品种鉴定方法,主要是利用分子生物学技术,运用多样的分子标记鉴定不同的植物品种。
现代分子标记技术为鉴定植物提供了一个新的角度,常用的分子标记主要包括核酸序列标记、蛋白质标记和DNA指纹图谱。
其中,核酸序列标记是现代分子生物学技术中最常用的技术之一。
它通过分析DNA序列的变异性和多样性,鉴定出不同品种之间的区别。
DNA指纹图谱则是对核酸序列基本特征与区别进行简化分析,建立一个可见的标记图谱,帮助准确辨认不同的品种和种属。
目前,基于分子标记的植物品种鉴定方法已经成功推广应用于许多植物学研究领域。
二、基于分子标记的植物遗传多样性研究植物遗传多样性研究是指通过对植物的遗传多样性进行系统、全面的观测、调查、分析和评价,以了解不同植物品种的基因组成、遗传变异特征等信息,评估植物资源的遗传多样性和遗传结构变化,以及制定有效的保护和利用策略等。
基于分子标记的植物遗传多样性研究是通过对植物基因组中的某些特定基因序列的变异聚类进行分析,来研究物种分化、育种和遗传演化等问题。
在分子标记方面,最常用的是RAPD、AFLP、SSR和SNP等技术。
这些分子标记通过对植物DNA序列特定的保守区域进行密集的扫描分析,从而揭示出其中存在的多态性位点和变异性系列。
分子遗传学研究大熊猫的遗传多样性
分子遗传学研究大熊猫的遗传多样性大熊猫一直是中国的国宝,也是全球公认的濒危物种之一。
作为在地球上存在时间最为久远的哺乳动物家族之一,它们的生存面临着空前的挑战。
为了更好地保护大熊猫,我们需要对其遗传多样性进行深入的研究。
分子遗传学是一种研究遗传变异的科学方法,可以通过分析分子水平上的遗传信息,探索物种遗传多样性的历史和现状。
在大熊猫的遗传多样性研究中,分子遗传学技术尤为重要。
例如,基于PCR扩增、DNA序列技术和核酸杂交等高精度分子水平的研究手段可以对大熊猫的基因组进行分析和比较。
目前,大熊猫的主要分布区为中国西南部的四川、陕西和甘肃三个省份。
因此,针对这些地区的野生大熊猫进行分子遗传学研究可以更好地探究大熊猫的遗传多样性。
一项研究表明,野生大熊猫的线粒体DNA具有较高的遗传多样性,而核基因座的遗传多样性则较低。
这说明大熊猫的遗传多样性存在一定的地理分布特征。
另外,由于大熊猫是一种受到极高关注度的保护动物,许多大熊猫都生活在保护中心或人工圈养状态下。
这导致了野生大熊猫个体和人工圈养大熊猫个体之间的遗传差异。
目前的研究表明,受人为干扰的圈养大熊猫的遗传多样性显著下降,这提示我们需要更好地保护野生大熊猫的栖息地和野生种群。
为了更好地保护大熊猫的遗传多样性,我们需要继续开展深入的分子遗传学研究。
首先,我们可以开展更广泛的野生大熊猫遗传多样性调查,包括在更广泛的地理范围内研究野生大熊猫的遗传多样性,同时还要研究不同野生种群之间的遗传关系和进化过程。
其次,我们需要更加重视人工圈养大熊猫的遗传多样性问题,开展全面的基于分子遗传学的调查研究,寻找解决圈养大熊猫遗传多样性下降的途径,例如人工交配、基因流动等。
总之,大熊猫是一种珍稀而独特的动物物种,我们需要继续加强对其遗传多样性的研究,寻找更好的保护措施,以确保这个迷人的动物家族在地球上继续繁衍生息。
分子数据的遗传多样性分析方法(综述)
f q ec )相等 ,则表现 为对称性分布 .符音二项式分布 如果 等位基 因频率不相等 ( r u ny e 一般不相等) ,其表 型比例 二聚 体为 ( + 口 三聚体为 ( ), +目 ! 如此类推一 等位基 因频率理论上是由指定 等位基 因的数 目除 以基 因总数 , ), 任何座位 上 全部等位 基因频率之和等 于 1 实际计算中往往通 过基因型数 目或基因型频率来计算等位基 因的频率 。 按照 N i 的定义, e
遗传多样性研究所完成的前提工作 ,对于群体遗传结 构 . 遗传分化 基因流动 、系统发育等 规律 及现 象的解释和揭示 ,还
必 须借 助 于充 分 而 可 靠 的 数 学 分 析 ,获 得不 同 的 指标 以说 明 问题 。不 同 的 研 究 目的 、不 同 的 研 究 方 法所 得 到 的 不 同数 据 , 应 有 不 同 的分 析 方 法 :
二倍体群体中指定座位 ( 等位基因的频率 ( 的计 算公式 为: = (n + >:,/N, ≠J 。 . ) ) 2. . . 2 ( ) ) 具有纯合a . . 基因型的 a
个 体数 ,具 有 杂 音 “ 基 因型 的 个 体 数 ; , 体总 数 ; 表 示凡 不 同于 i . . 个 J 的等 位 基 因 等 1 基 因频 率 与 电泳 谱 带 频 率 之 间 有下 列 关 系 : 立
王成 树 .李 增 智
( 徽 农 业 大 学 经 济 昆 虫 菌 物 研 究所 , 音肥 2 0 3 ) 安 3 06
摘
要 : 蛋 白质 和 D 以 NA ( NA)作遗 传 标 记是 进 行 遗 传 多样 性 研 究的 主要 方 法 由 实验 所 得 的 等 位 基 因 R
频 率 、蛋 白质 序 列 、DN ( NA)序 刊 、带 型 等 定 量或 定性 敷 据 ,经 不 同敷 学 分析 处理 ,可 获 得基 因 多样 性 、 A R 基 因 型 多样 性 、棱 苷 酸 多样 性 、遗 传 距 离 、遗 传 相似 性 、遗 传 变异 系数 等指 标 ,从 而 为进 一 步分 析 种 群 遗 传 结 枷 、群体 遗传 分化 、基 因流 动 曩 系境 发 育 等提 供 了可 能
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RAPD
局限性: ①它呈显性遗传标记(极少数共显性),不能有效区分杂合子 和纯合子。 ②易受反应条件的影响,某些情况下,重复性较差,可靠性较
低,对反应的微小变化十分敏感。如聚合酶的来源,DNA不同
提取方法,Mg2+离子浓度等都需要严格控制。
扩增片段长度多态性(AFLP)标记
AFLP是1993年荷兰科学家Zbaeau和Vos发展起来的一种检 测DNA多态性的新方法。
的变异称为多样性。随着孟德尔遗传定律的重新发现,摩 尔根染色体遗传学及后来发展的细胞遗传学的诞生为群体 遗传理论的发现奠定了基础并提供了科学的实验依据,充 分证实了自然界中确实存在大量的遗传变异。
随着生物学理论和技术的不断进步,以及实验条件和方
法的不断改进,检测遗传多样性的方法日益成熟和多样化,
可以从不同的角度和层次来揭示物种的变异。 遗传标记( genetic markers )的发展经历了形态学标记 ( morphological markers ) 、 细 胞 学 标 记 ( cytological markers )、生物化学标记( biochemical markers )和分 子标记(molecular markers)4各阶段。
DNA的质量影响酶切、连接扩增反应的顺利进行。
AFLP技术的应用:AFLP具有可靠性好,重复性强,可信度高
等优点,近年来广泛应用于遗传育种研究,在动物遗传育种、
动物基因组研究中有着广泛的应用前景,如: ① 构建遗传连锁图谱; ② 利用AFLP快速鉴别与目的基因紧密连锁的分子标记; ③ AFLP辅助的轮回选择育种;
EST作为表达基因所在区域的分子标签因编码DNA 序列高度
保守而具有自身的特殊性质,与来自非表达序列的标记(如AFLP、 RAPD、SSR 等) 相比更可能穿越家系与种的限制,因此EST标 记在亲缘关系较远的物种间比较基因组连锁图和比较质量性状信 息是特别有用。同样,对于一个DNA 序列缺乏的目标物种,来
随机扩增多态性DNA(RAPD)标记 RAPD技术是由Williams和Welsh领导的两个小组同 时提出的,Williams称之为RAPD,Welsh称之为APPCR。 它是利用一个随机序列的寡核苷酸引物,通常为10 个核苷酸,以基因组DNA作为模板进行PCR扩增反应, 经琼脂糖凝胶电泳来检测DNA序列的多态性。
根据重复单元的构成与分布,微卫星被分为3类:
① 单纯(pure)SSR:指由单一的重复单元所组成的序列,如
(AT) n;
② 复合(compound)SSR:是由2个或多个重复单元组成的
序列,如(GT)n(AT)m; ③ 间隔(interrupted)SSR:在重复序列中有其它核苷酸夹杂 其中,如(GT)nGG(GT)m。
EST构建的技术路线: ① 提取样品的总RNA或带有polyA的mRNA ② 构建cDNA,随机挑取大量克隆进行 ③ EST测序
④ 对测得的EST进行组装、拼接
⑤ 对网上已有的EST数据库进行同源性比较 ⑥ 确定EST代表的是已知基因还是未知基因 ⑦ 对基因进行定位、结构、功能检测分析
EST的应用:
单核苷酸多态性(SNP)标记
SNP全称Single Nucleotide Polymorphisms,是指在基因组
上单个核苷酸的变异形成的遗传标记,其数量很多,多态性
丰富。 从理论上来看每一个SNP 位点都可以有4 种不同的变异形式, 但实际上发生的只有两种,即转换和颠换,二者之比为1 :2。 SNP 在CG序列上出现最为频繁,而且多是C转换为T ,原因是
AFLP 是RFLP与PCR相结合的产物,其基本原理是先利用限
制性内切酶水解基因组DNA产生不同大小的DNA片段,再使双 链人工接头的酶切片段相边接,作为扩增反应的模板DNA,然 后以人工接头的互补链为引物进行预扩增,最后在接头互补链 的基础上添加1-3个选择性核苷酸作引物对模板DNA基因再进行
选择性扩增,通过聚丙烯酰胺凝胶电泳分离检测获得的DNA扩
微卫星标记的基本原理:
根据微卫星序列两端互补序列设计引物,通过PCR反应扩增
微卫星片段,由于核心序列串联重复数目不同,因而能够用 PCR的方法扩增出不同长度的PCR产物,将扩增产物进行凝胶 电泳,根据分离片段的大小决定基因型并计算等位基因频率。
SSR标记
优点: ①一般检测到的是一个单一的多等位基因位点; ②微卫星呈共显性遗传,故可鉴别杂合子和纯合子; ③所需DNA量少。 缺点: ①微卫星引物的通用性还不够高,一个物种的特异微卫星引物
遗传多样性的表现层次 遗传多样性的表现形式是多层次的,可以从形 态特征、细胞学特征、生理特征、基因位点及 DNA序列等不同的方面来体现,其中DNA多样性 是遗传多样性的本质。
遗传多样性的研究
对遗传多样性的系统研究始于十九世纪,达尔文在《物 种起源》中用大量资料和证据揭示出生物中普遍存在的变
异现象,并发现大部分变异有遗传现象,他把这种可遗传
源于其他物种的EST也能用于该物种有益基因的遗传作图,加速
物种间相关信息的迅速转化。
EST作用具体表现在:
① 用于构建基因组的遗传图谱与物理图谱; ② 作为探针用于放射性杂交; ③ 用于定位克隆; ④ 借以寻找新的基因; ⑤ 作为分子标记; ⑥ 用于研究生物群体多态性;
⑦ 用于研究基因的功能;
⑧ 有助于药物的开发、品种的改良; ⑨ 促进基因芯片的发展等方面。
根据依赖的技术手段的不同,DNA分子标记可分为3大类:
第一类是以杂交技术为基础的分子标记,如限制性片段长度多
态性(RFLP)标记、数目可变串联重复多态性(VNTR)标记; 第二类是基于PCR技术为基础的分子标记,如随机扩增多态性 DNA(RAPD)标记、任意RCP(AP-PCR)标记、DNA指纹 (DAF)标记、序列特征化扩增区域(SCAR)标记、扩增片段
第三章 遗传多样性的分子检测
遗传多样性的概念
遗传多样性(genetic diversity)是生物多样性的重要组
成部分,是生态系统多样性和物种多样性的基础,任何物
种都有其独特的基因库或遗传组织形式。 广义的遗传多样性是指地球上所有生物携带的遗传信息 的总和,但通常所说的遗传多样性是指种内的遗传多样性, 即种内不同种群之间或一个种群内不同个体的遗传变异。
RFLP标记特点:呈孟德尔遗传,不受环境影响;RFLP标记等位
基因之间呈共显性;非等位的RFLP标记之间不存在上位效应及
其它形式的基因互作;结果稳定可靠,重复性好。 RFLP标记的缺点:分析程序复杂,技术难度大,费时,成本高, 需要适合的探针和放射性同位素,而且每次反应需要的DNA量较 大,多态性位点数目有限,所以应用受一定的限制。
分辨能力。
AFLP分子标记的特点
③ 可靠性好,重复性高。AFLP分析采用特定引物扩增,退火
温度高,使假阳性降低,可靠性增高。AFLP标记在后代中 的遗传和分离中遵守孟德尔定律;种群中的AFLP标记位点 遵循Hardy-Weinberg平衡。 ④ 对DNA模板质量要求高,对其浓度变化不敏感。AFLP反应 对模板浓度要求不高,在浓度相差1000倍的范围内仍可得到 基本一致的结果。但该反应对模板DNA的质量要求较为严格,
品种、品系乃至无性系间的差异。
DNA标记的优越性
①较高的可靠性,直接以DAN的形式表现,不受环境因素、取样 部位和发育阶段的影响,不存在基因表达与否的问题; ②数量多,遍及整个基因组; ③多态性高,自然存在着许多变异; ④表现为“中性”,不影响目的基因的表达,与不良性状无必然 的连锁; ⑤有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。
DNA分子标记
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。 狭义的分子标记是指以DNA多态性为基础的遗传标记。 形态学标记、细胞学标记和同工酶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、多态性差。
DNA分子标记是以个体间核苷酸序列差异为基础的遗传标记,
是DNA水平上遗传变异的直接反映,能更准确的揭示种、变种、
RAPD
优点:
1)不需要了解研究对象基因组的任何序列,只需很少纯度不高的模板,就可
以检测出大量的信息。 2)无需专门设计反应引物,随机设计长度为8-10个碱基的核苷酸序列就可应
用。
3)操作简便,不涉及分子杂交、放射自显影等技术。 4)需要很少的DNA样本。
5)不受环境、发育、数量性状遗传等的影响,能够客观地提示供试材料之间
SNP的特性 ① SNP数量多,分布广泛 ② SNP适于快速、规模化筛查 ③ SNP等位基因的频率容易估计 ④ 易于基因分型
从对生物的遗传性状的影响上来看,cSNP又可分为2种: ① 同义cSNP(synonymous cSNP),即SNP所致的编码序列的改
变并不影响其所翻译的蛋白质的氨基酸序列,突变碱基与未
突变碱基的含义相同;
② 同义cSNP(non-synonymous cSNP),指碱基序列的改变可使
以其为蓝本翻译的蛋白质序列发生改变,从而影响了蛋白质 的功能。这种改变常是导致生物性状改变的直接原因。 cSNP中约有一半为非同义cSNP。
④ 利用AFLP技术研究基因表达与调控;
⑤ 分类和进化研究; ⑥ 甲基化研究,等。
微卫星标记
微卫星标记(microsatellite),又称为短串联重复序列
(simple tandem repeats,STRs)或简单重复序列(simple
sequence repeats),是均匀分布于真核生物基因组中的简单 重复序列,由2~6个核苷酸的串联重复片段构成,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。
CG中的C 常为甲基化的,自发地脱氨后即成为胸腺嘧啶。
一般而言,SNP 是指变异频率大于1 %的单核苷酸变异。