DNA指纹图谱技术知识讲解
DNA指纹技术PPT课件
三、DNA指纹的特点
• 多位点性 高分辨率的DNA指纹图谱通常由 15-30条带 组成，看上去就像挂号信上的条码签一样。DNA指纹区 中的绝大多数区带是独立遗传的，因此一个DNA指纹探 针能同时检测基因组中数十个位点的变异性。
• 简单的遗传方式 DNA指纹图中的区带是可以遗传的， 这不同于人的指纹。DNA指纹区带遵循简单的孟德尔遗 传方式。后代图中的每一条带都可以在双亲之一的图中找 到，只有0.004的可能性使子女中的一条带不能在其父 母中的图中找到。同一个体无病变的不同组织产生的 DNA指纹图完全相同，并能在培养的细胞株中维持下去 。需要说明的是，同卵双胞胎的DNA指纹图完全相同。
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第一个DNA指纹
• 早在1984年，英国莱斯特大学的遗传学家Jefferys及 其合作者首次通过DNA分子生物学实验方法获得了一系 列可以在胶片上看到的图纹，这些图纹极少有两个人完全 相同，故称为“DNA指纹”，意思是它与人的指纹一样是 每个人所特有的。
• 人类历史上第一个用DNA指纹破案的例子也是由 Jefferys参与完成的。在1986年的一起发生在英国列 斯特郡的奸杀案中，Jefferys使用DNA指纹成功的证明 了当时一名嫌疑男子并非真正凶手。
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• 高度变异性 不同的个体或群体有不同的DNA指 纹图。一般选用任何一种识别四个碱基的内切酶 来切DNA，经过电泳后，这种个体间差异性就能 表现出来。英国遗传学家杰弗里斯对白种人研究 表明，两个随机个体具有完全相同的DNA指纹图 的概率为3000亿分之一，两个同胞个体具有相 同图谱的概率也仅仅为200万分之一。7来自二、DNA指纹图谱的构建
• 国外在20世纪70年代发展起来的DNA片段分析技术—— 限制性片段长度多态性标记（RFLP）在许多领域都有成功 的应用，也常用于构建各种DNA指纹图谱。
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• 4、在胶板尺寸较长的凝胶电泳仪中，对酶解完 全后的DNA片段进行电泳，各酶切片段就会按其 长度大小在电场中进行分离。
• 5、先用碱性溶液使凝胶板中分离开的双链DNA 片段变性为单链片段，然后将凝胶板夹在尼龙膜 中，并永久性地固定在尼龙膜上。
• 6、让放射性DNA探针与尼龙膜上的单链DNA 片段进行杂交。
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三、DNA指纹的特点
• 多位点性 高分辨率的DNA指纹图谱通常由 15-30条带 组成，看上去就像挂号信上的条码签一样。DNA指纹区 中的绝大多数区带是独立遗传的，因此一个DNA指纹探 针能同时检测基因组中数十个位点的变异性。
• 简单的遗传方式 DNA指纹图中的区带是可以遗传的， 这不同于人的指纹。DNA指纹区带遵循简单的孟德尔遗 传方式。后代图中的每一条带都可以在双亲之一的图中找 到，只有0.004的可能性使子女中的一条带不能在其父 母中的图中找到。同一个体无病变的不同组织产生的 DNA指纹图完全相同，并能在培养的细胞株中维持下去 。需要说明的是，同卵双胞胎的DNA指纹图完全相同。
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• “小卫星DNA”具有高度的可变性，不同个体， 彼此不同。但“小卫星DNA”中有一小段序列则 在所有个体中都一样，称为“核心序列”。如果 把核心序列串联起来作为分子探针，与不同个体 的DNA 进行分子杂交，就会呈现出各自特有的 杂交图谱，它们与人的指纹一样，具有专一性和 特征性，因人而异，因此被称为“DNA指纹”。
DNA指纹
1
Contents
1
什么是DNA指纹
2
DNA指纹图谱的构建
3
DNA指纹的特点
4
DNA指纹技术的工作原理
2
一、什么是DNA指纹
DNA指纹图谱分析
DNA指纹图谱法的基本操作：从生物样品中提取DNA（DNA一般都有部分的降解），可运用PCR 技术扩增出高可变位点（如VNTR系统，串联重复的小卫星DNA等）或者完整的基因组DNA，然后将扩增出的DNA酶切成DNA片断，经琼脂糖凝胶电泳，按分子量大小分离后，转移至尼龙滤膜上，然后将已标记的小卫星DNA探针与膜上具有互补碱基序列的DNA片段杂交，用放射自显影便可获得DNA指纹图谱。
琼脂糖凝胶电泳是分离，鉴定和纯化DNA片段的常规方法。
利用低浓度的荧光嵌入染料-溴化乙锭进行染色，可确定DNA在凝胶中的位置。
如有必要，还可以从凝胶中回收DNA条带，用于各种克隆操作。
琼脂糖凝胶的分辨能力要比聚丙烯酰胺凝胶低，但其分离范围较广。
用各种浓度的琼脂糖凝胶可以分离长度为200bp至近50kbp的DNA。
长度100kb或更大的DNA，可以通过电场方向呈周期性变化的脉冲电场凝胶电泳进行分离。
在基因工程的常规操作中，琼脂糖凝胶电泳应用最为广泛。
它通常采用水平电泳装置，在强度和方向恒定的电场下进行电泳。
DNA分子在凝胶缓冲液（一般为碱性）中带负电荷，在电场中由负极向正极迁移。
DNA分子迁移的速率受分子大小，构象。
电场强度和方向，碱基组成，温度和嵌入染料等因素的影响。
三. 实验材料和试剂1. DNA样品2.化学试剂和溶液（1）DNA样品反应缓冲液：100mM Tris，200mM NaCl，20mM MgCl2，2mM DTT，pH 8.0 （2）EcoRⅠ限制性内切酶（3）PstⅠ限制性内切酶（4）电泳缓冲液（50×TAE）Tris 242g冰醋酸57.1mlEDTA（0.5mol/L pH 8.0）100ml使用时用蒸馏水稀释50倍。
（5）样品缓冲液（DNA sample loading dye）0.25%溴酚蓝0.25%二甲苯青40%（W/V）蔗糖（6）溴化乙锭（EB）10mg/ml（7）琼脂糖agarose（电泳级）（8）DNA分子量标记物：Lambda HindⅢDNA markers3. 仪器设备和消耗品电泳仪、电泳槽、样品梳、微波炉、水浴锅、移液器（10μl，200μl，1000μl）、离心管、一次性枪头（200μl，1000μl）。
dna指纹法的原理及应用
DNA指纹法的原理及应用1. 简介DNA指纹法是一种通过比较个体之间的DNA序列差异来进行身份鉴定的技术。
它的原理是利用DNA序列的唯一性和稳定性来确定个体的身份，因为每个人的DNA序列都是独一无二的。
DNA指纹法经过多年的发展和改进，已经成为法医学、亲子鉴定、犯罪侦破等领域中最为可靠和有效的一种鉴定方法。
2. 原理2.1 核酸提取DNA指纹法的第一步是从样本中提取出目标个体的DNA。
通常使用的样本包括血液、口腔拭子、头发根等。
提取DNA的过程主要包括细胞破碎、溶解蛋白质、去除杂质等步骤，最终得到纯净的DNA。
2.2 PCR扩增提取到的DNA通常只有极少量，不足以进行分析。
因此，需要使用聚合酶链式反应（PCR）对DNA进行扩增。
PCR是一种能够在体外迅速扩增DNA片段的技术，可以将数量极少的DNA扩增至足够用于分析的数量。
2.3 DNA片段分析扩增后的DNA片段可以通过多种方法进行分析，如聚丙烯酰胺凝胶电泳、毛细管电泳、聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性（PCR-RFLP）等。
这些方法能够将DNA片段按照长度进行分离，生成DNA指纹图谱。
2.4 DNA指纹比对通过比对样本中的DNA指纹图谱，可以判断不同样本之间的相似性或差异性。
如果两个样本的DNA指纹图谱相同，那么它们很有可能来自同一个个体；如果两个样本的DNA指纹图谱不同，那么它们来自不同的个体。
3. 应用3.1 法医学在法医学中，DNA指纹法被广泛应用于犯罪侦破、鉴定遗骨、确认身份等方面。
通过对受害者、嫌疑犯等人体样本提取DNA，进行分析比对，可以帮助警方快速确认犯罪嫌疑人或者揭示未知身份的受害者。
3.2 亲子鉴定DNA指纹法在亲子鉴定中有着重要的应用。
通过对父母和子女的DNA进行比对，可以确定亲子关系。
这对于婴儿认养、亲属关系确认等方面具有重要作用。
3.3 医学研究DNA指纹法在医学研究中也有广泛的应用。
通过对不同人群的DNA指纹进行比对，可以研究不同基因型与特定疾病的关联性，探索遗传疾病的发病机制以及寻找新的治疗方法。
DNA指纹
3、简单而稳定的遗传性 Jeffreys 等（1985a）通过家系分析表明， DNA 指纹图谱中的谱带能够稳定地从上一代 遗传给下一代。子代DNA 指纹图谱中的每一 条带都能在其双亲之一的图带中找到，而产 生新带的概率（由基因突变产生）仅在 0.001～0.004 之间。
DNA指纹图谱中的杂合带遵守盂德尔遗传规 律，双亲的各图带平均传递给50%的子代。 DNA 指纹图谱还具有体细胞稳定性，即用同 一个体的不同组织如血液、肌肉、毛发、精 液等的DNA 做出的DNA 指纹图谱是一致的。
பைடு நூலகம்
3、在土壤微生物多样性研究中的应用 4、在中药研究中的应用 （1）名贵中药材鉴定、道地性研究 （2）药种质资源的研究和遗传育种 （3）活性成分基因表达调控研究
高变区后被叫做小卫星（minisatellite） 又称可变数目串联重复序列（variable number of tandem repeat，简称VNTR）1984年英国莱斯特大 学的遗传学家Jefferys及其合作者首次将分离的人源 小卫星DNA用作基因探针，同人体核DNA的酶切片 段杂交，获得了由多个位点上的等位基因组成的长 度不等的杂交带图纹，这种图纹极少有两个人完全 相同，故称为"DNA指纹"，意思是它同人的指纹一 样是每个人所特有的。
各种分析方法均以DNA 的多态性为基础，产 生具有高度个体特异性的DNA 指纹图谱，由 于DNA 指纹图谱具有高度的变异性和稳定的 遗传性，且仍按简单的孟德尔方式遗传，成 为目前最具吸引力的遗传标记。
三、DNA指纹图谱的操作
DNA 指纹图谱法： 从生物样品中提取DNA(DNA 一般都有部分的降解)； 运用PCR 技术扩增出高可变位点(如VNTR 系统， 串联重复的小卫星DNA 等)或者完整的基因组DNA ； 将扩增出的DNA 酶切成DNA 片断，琼脂糖凝胶电 泳后，按分子量大小分离，转移至尼龙滤膜上；将 已标记的小卫星DNA 探针与膜上具有互补碱基序列 的DNA 片段杂交，用放射自显影便可获得DNA 指 纹图谱。
DNA指纹图谱——辨别中药真伪的试金石
DNA指纹图谱——辨别中药真伪的试金石假如你花费几千甚至几万元购买的一根所谓“野山人参”经专家鉴定是伪品；假如你因中药材伪品的混入而发生有害的药物反应。
你是否会想到，要是有一种能从本质上鉴别中药真伪的技术该有多好！是的，随着分子生物学的飞速发展，这种能从DNA分子水平上鉴别中药真伪的技术已经出现，这就是DNA指纹图谱技术。
一、溯流求源——追踪指纹图谱每个人的指纹都是各不相同的，根据指纹的不同，可以将不同的人区别开来。
如果能从不同种属的中药材中找出代表其自身特征的指纹，那么，就可以象鉴别人类的指纹一样，将不同种属的中药材区别开来。
怎样去寻找中药材的特征指纹呢？或者说怎样的指纹才能代表中药材自身本质的特征呢？绝大多数的中药材都是植物体、动物体和菌物体，而一切生命体都可以从基因水平或者说DNA水平上进行刻划，因此，最能从本质上表征中药材自身特征的就是DNA分子水平上的指纹。
十个手指非一般齐，这种现象说明十指的长度不同，也就是具有长度多态性。
最早的DNA指纹研究始于二十世纪八十年代初期，是一种称作限制性片段长度多态性（英文缩写RFLP）的技术。
在细胞中有一种特殊的酶——限制性核酸内切酶，它可以把DNA切割成长度不同的片段。
这种酶有一个特点，就是它只能在DNA的特定位点上进行切割，而且，只能识别这些特异的位点。
在长期的进化过程中，不同种属的生物体中DNA上的这些限制性核酸内切酶的切割位点是各不相同的，因此，当用一种限制性核酸内切酶对某种生物体DNA进行切割时，就会产生一系列长度不同的酶切片段，形成该种生物特异的DNA指纹图谱，这种指纹图谱就叫做RFLP图谱。
不同种生物的RFLP图谱是不同的，根据RFLP图谱就可以进行中药材的品种鉴定。
DNA是由四种不同的脱氧核苷酸相互连接而成的双螺旋长链。
在DNA中的许多部位上是由几个或几十个核苷酸序列片段重复串联而成的，这些部位的DNA就叫做微小卫星DNA。
不同种生物的串联重复序列的位置是不同的，而且，串联重复的长度也是不同的。
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三、DNA指纹技术主要特点——合作学习3
1．高度的特异性：研究表明，两个随机个体具有相同DNA图形的概率仅 3×10-11；如果同时用两种探针进行比较，两个个体完全相同的概率为 9×10-22。全世界人口约50亿中，因此，除非是 同卵双生 子女，否则几 乎不可能有两个人的DNA指纹的图形完全相同。 2．稳定的遗传性：DNA是人的遗传物质，其特征是由父母遗传的。分析 发现，DNA指纹图谱中几乎每一条带纹都能在其双亲之一的图谱中找到， 这种带纹符合经典的 孟德尔遗传 规律，即双方的特征平均传递50% 给子代。 3．体细胞稳定性：即同一个人的不同组织如血液、 肌肉、毛发、精液 等产生的DNA指纹图形 完全一致 。
（或DNA）
一、DNA指纹技术的基本原理——合作学习1 1、高等生物子代的每对 同源染色体 其形状和大小一般都相同，一条来 自父方，一条来自母方。
2、染色体是由 DNA和蛋白质组成，基因是有 遗传效应的DNA片段， 基因在染色体上呈 线性 排列。
3、同一生物不同体细胞的核DNA是 相同 的，因为体细胞是由受精卵直 接或间接通过 有丝分裂产生的。 4、DNA分子复制的方式是半保留复制，遵循 碱基互补配对 原则。亲 子代DNA的 脱氧核苷酸的排列顺序 是相同的。 5、将人体核DNA的限制性核酸内切酶的酶切片段杂交（碱基互补配对） 得到长度不等的杂交带图纹。
①下表所示分别为从尸体和死者生前的生活用品中提取的三条相同染色体同
一区段DNA单链的碱基序列，根据碱基配对情况判断．A、B、C三组DNA中
不是同一人的是 C 。
②为什么从尸体细胞与死者家属提供的死者生前的生活用品中分别提取的
DNA可以完全互补配对？
。
人体所有细胞均由一个受精卵分裂产生，细胞核中均含有相同的遗传物质
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假如决定脸型的一个基因 只有17个碱基对组成，那 么这种排列有多少种可能？
417种。大约为172亿种。
DNA的特点:多样性。
情境2：
你和你同桌长相相同的概率是多少？DNA 分子能像指纹一样用来鉴定身份吗？
在人类的DNA分子中，核苷酸序列多样性表现 为每个人的DNA几乎不可能完全相同，因此， DNA可以像指纹一样用来鉴别身份。
• DNA是人的遗传物质，其特征 是由父母遗传的。分析发现， DNA指纹图谱中几乎每一条带 纹都能在其双亲其一的图谱中 找到。
• 同一个人的不同组织如血液、 肌肉、毛发、精液等产生的 DNA指纹图形完全一致。
情境4： DNA指纹的应用
• 1.在刑事案件中的应用
• 在法医学上，如果确定某人是嫌 疑犯，可提取血样或毛发的DNA， 做出DNA指纹，再与犯罪现场残 留的血，精液，唾液，痰，毛发 等等成分中提取的DNA指纹相对 照。若两者一样，则称其指纹相 配，证明嫌疑犯就是作案的罪犯。 反之则否。
染色体是DNA的 主要载体
染色体
每个染色体上有一个 或两个DNA分子
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DNA是主要的 遗传物质
基因是有遗传效应 的DNA片断
DNA 基因
每个DNA分子 上有许多基因
每个基因由许多脱氧核苷 酸组成
基因中的脱氧核苷酸排 脱氧核苷
列顺序代表着遗传信息
酸
情境1：
DNA片段如何蕴藏遗传信息?
4种碱基的排列顺序蕴 藏着遗传信息.
•
实施DNA指纹鉴别时，首先要 从人的血液或其他组织中提取 DNA，用特定的方法把DNA切 割成很多长短不等的片段，再 通过电泳的方法按长短分开， 然后转移、固定和杂交。这些 杂交的片段再经过显影或染色 处理显示出来，形成图谱。不 同个体的图谱是不同的，就像 人的指纹互不相同，因此被称 为“DNA指纹”。
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本PPT课件将介绍DNA指纹技术的定义、原理、应用和局限性。通过本次课 件，您将更深入地了解DNA指纹技术的实际应用。
定义和背景
定义
DNA指纹技术是一种通过鉴定DNA序列中的 多态性位点，将不同DNA样本进行区分和鉴 定的技术。
背景
DNA指纹技术最初是用于研究物种遗传分化 和亲缘关系的一种分子生物学方法。
原理
DNA提取和纯化
通过一系列的化学、物理和生 物学方法，从生物样本中提取 并纯化DNA。
PCR扩增和基因分型技术
利用PCR扩增提取的DNA片段， 进行基因分型分析。
DNA指纹图谱的分析与解 读
对基因分型的结果进行电泳分 析，并生成DNA指纹图谱，进 行结果分析与解读。
应用领域
1
刑事案件中的身份确认问题
通过对 crime scene DNA 和罪犯的
遗传关系的鉴定和亲子鉴定
2
DNA 进行比对来解决身份确认问题。
通过对儿童、父母和其他亲属的 DNA
进行比对，来确定两人之间的亲缘关
系。
3
基因疾病的诊断和治疗
通过对人们的 DNA 进行基因测序， 来确定是否存在某些基因疾病或患病 风险，并为疾病的预防和治疗提供依 据。
民事鉴定
用于亲子关系的确定
具有相当的精确度，可以为 亲子关系的鉴定提供科、种源及其繁殖 途径等进行追溯分析和识别。
具有很高的可靠性和精确度， 是遗传保护的重要手段之一。
结论
DNA指纹技术是现代生物医学领域的一项重要技术，而且具有广泛的应用前景。同时，我们也需要认识 到DNA指纹技术的局限性，合理应用DNA指纹技术。
局限性
1 自然变异和基因突变的影响
dna指纹名词解释
DNA指纹名词解释1. 引言DNA指纹是一种针对个体的特定DNA序列进行分析的技术，可用于识别个人身份、确定亲子关系、破解罪案等。
本文将详细解释DNA指纹的定义、原理、应用以及优缺点等相关内容。
2. DNA指纹的定义DNA指纹是DNA序列的一种特征模式，通过分析DNA的多态性位点来进行识别和比对。
DNA指纹是个体间DNA序列的差异性，与人类每个个体具有唯一的DNA序列一样。
DNA指纹通常由DNA分析技术得出，其结果以特定的字符串表示，被称为DNA 指纹图谱。
3. DNA指纹的原理DNA指纹的原理基于DNA的两个特征：遗传稳定性和多态性。
遗传稳定性指的是个体DNA序列在遗传传递过程中基本保持不变，因此DNA指纹可用于确定亲子关系。
多态性指的是DNA序列中存在大量变异位点，这些位点的差异可以用于个体识别。
DNA指纹分析的步骤主要包括DNA提取、DNA扩增、PCR产物分析和电泳分析。
首先，从样本中提取DNA，通常使用血液、唾液或者毛发等。
然后，使用聚合酶链反应（PCR）技术对DNA进行扩增，选择特定的位点进行扩增。
接下来，通过电泳技术将扩增产物进行分离，并通过染色剂对不同长度的DNA片段进行染色。
最后，通过与基因座库中的DNA指纹图谱进行比对，确定个体的DNA指纹。
4. DNA指纹的应用4.1 个体识别DNA指纹是一种有效的个体识别方式，可用于刑事调查、人员鉴定等领域。
通过与数据库中的DNA指纹图谱进行比对，可以确定个体的身份，从而为司法系统提供准确的证据。
4.2 亲子鉴定DNA指纹在亲子鉴定中发挥着重要作用。
通过比对儿童与父母的DNA指纹，可以确定亲子关系。
这对于解决争议的亲子鉴定案件、调解家庭纠纷等具有重要意义。
4.3 疾病诊断和预测DNA指纹也可用于疾病的诊断和预测。
某些遗传病和病态突变与特定的DNA序列有关，通过分析DNA指纹，可以帮助医生确定疾病的患病风险，提供个性化的治疗方案。
4.4 品种鉴定和物种鉴别DNA指纹不仅可以用于个体识别，还可以用于品种鉴定和物种鉴别。
DNA指纹图谱在农作物品种鉴定中的应用
DNA(脱氧核糖核酸)是细胞染色体中的遗传基因,其分子各个片段就代表各个遗传信息。
由于DNA指纹图谱直接反映DNA水平上的差异,它成为当今最先进的遗传标记系统。
DNA指纹图谱技术主要有:限制性片段长度多态性(Restriction fragment length polym or2 phism,简称RF LP)、随机扩增多态性(Random am plified polym orphic DNA,简称RAPD)、小卫星DNA (Mini2satellite DNA)、微卫星DNA (Microsatellite DNA)、内部简单重复序列(ISSR)、扩增片段长度多态性(Am plified fragment length polym or2 phism,简称AF LP)等等。
一、DNA指纹图谱的方法11RF LP方法RF LP方法是G rodzicker等人于1974年发明的。
它是一种利用限制性酶切片段长度差异来检测生物个体之间差异的分子标记技术。
RF LP方法于上个世纪80年代开始应用于植物,在水稻、小麦、玉米、蕃茄和马铃薯等作物上的研究都已有报道。
但RF LP的多态信息含量是相对而言的,在一些作物上RF LP探针可进行品种间及种间的鉴别,而在小麦、马铃薯、大豆等作物上的多态性较低。
特别是小麦,它是严格的自花授粉作物,基因组较大,多态性很低(即使在相当分散的品种间也是如此)。
因而,RF LP方法在指纹图谱中的应用受到限制。
21RAPD方法RAPD方法是Willams等人于1990年发明的。
它是利用扩增DNA片段长度差异来检测生物个体的分子标记技术。
它可在对物种没有任何分子生物学研究的情况下,对其进行基因组指纹图谱的构建。
其相对于RF LP方法较简便,DNA用量也较少,且省去了使用放射性同位素,受到了许多学者的重视。
Welth1991年曾用RAPD分析玉米杂交种的品种纯度,He等人1992年曾用RAPD识别小麦品种,在花生、小麦、水稻等作物上也曾进行过深入研究。
DNA指纹图谱技术
DNA指纹图谱技术在土壤微生物多样性研究中的应用pace等于1986年首次利用rrna基因确定环境样品中的微生物，通过对5s rrna基因的序列分析来研究微生物的生态和进化。
该方法很快被用于微生物多样性研究领域。
由于5s rrna基因相对较小，携带信息相对较少，因而揭示微生物群落多样性的能力有限。
相比之下，随后开展的16s rrna基因序列分析为微生物多样性研究提供了更多信息，且效率更高。
目前16s rrna基因序列分析已广泛应用于微生物多样性的研究。
16s rrna基因序列分析是主要基于已建立的微生物16s rrna基因序列数据库，用以确定细菌的系统发育关系，并使序列探针用于识别未知菌成为可能。
当然序列探针的确定也可根据分子标记方法，如rapd方法进行。
利用16s rrna基因序列研究微生物多样性可采用不同的策略。
目前一般常用以下几种方法。
一、变性梯度凝胶电泳（dgge）和温度梯度凝胶电泳（tgge ）1993年muyzer等将dgge技术引入环境微生物学多样性的研究。
随后该技术被广泛用于比较不同生态系统中的微生物群落的多样性及监测特定微生物种群的动态变化，dgge和tgge的原理是根据含有不同序列的dna片段（16s rrna基因扩增产物）在具有变性剂梯度或温度梯度的凝胶上由于其解链行为的不同而导致迁移率的不同，部分解链的dna片段在凝胶中的迁移速率低于完全螺旋形式的dna分子，从而含有不同碱基序列的dna片段就得到有效分离。
结合pcr扩增标记基因或其转录物（rrna和mrna）的dgge方法能直接显示微生物群落中优势组成成分。
由于它可同时对多个样品进行分析，使之非常适合研究微生物群落的时空变化，而且可以通过对酶切条带进行序列分析，或通过与独特的探针杂交鉴定群落组成，可以方便地了解环境被干扰后的微生物群落变化或某种指示微生物的命运。
oliver等用dgge方法考察了农田微生物的变化情况，认为环境变化对农田微生物的多样性有很大影响。
家养鸟类DNA指纹图谱的建立和遗传学分析
家养鸟类DNA指纹图谱的建立和遗传学分析随着人们对自然科学的研究越来越深入，遗传学作为一门新兴的学科已经受到越来越多人的重视。
家养鸟类的DNA指纹图谱的建立和遗传学分析也成为了人们的研究重点。
一、DNA指纹图谱的建立DNA指纹是一种基于DNA序列的个体识别技术。
在建立DNA指纹图谱时，首先需要提取鸟类的DNA样本，可以采用血液、羽毛或口腔粘液等样品提取方式。
提取好的DNA样本需要进行PCR扩增以获得足够数量的DNA。
PCR扩增的产物会在凝胶电泳中形成DNA带，根据DNA带的大小和数量，可以建立DNA指纹图谱，并记录下每只鸟类的DNA指纹。
二、家养鸟类DNA指纹图谱的遗传学分析家养鸟类的DNA指纹图谱能够为遗传学分析提供重要的依据。
首先可以利用DNA指纹图谱判断家养鸟类的亲缘关系，如子代与亲本之间的亲缘关系、同一亲本子代之间的亲缘关系等。
此外，还可以分析鸟类的种群结构和群体历史。
通过比对不同个体之间的DNA指纹图谱，可以发现遗传多样性和基因频率等信息，从而研究鸟类的遗传演化、进化和分化等问题。
三、家养鸟类DNA指纹辨识技术的应用前景家养鸟类DNA指纹辨识技术的应用前景十分广泛。
首先，可以用于宠物鸟类的识别和管理，帮助养鸟人员快速精准地辨认不同的宠物鸟类。
其次，家养鸟类DNA指纹辨识技术还可以用于繁殖管理。
通过对配种鸟类的DNA指纹进行分析，可以评估配种的情况和效果，为繁殖管理提供科学依据。
四、家养鸟类DNA指纹图谱建立及分析中需要注意的问题在家养鸟类DNA指纹图谱的建立和遗传学分析过程中，需要注意以下几个问题。
首先是鸟类样本的选择问题。
要保证DNA样本的质量和数量，选择合适的样品非常重要。
其次是PCR扩增反应体系的优化问题，这是影响扩增效果和质量的重要因素。
还需要掌握准确的分析方法，如如何分辨不同长度的DNA带和如何验证DNA指纹图谱的可重复性等。
总之，家养鸟类DNA指纹图谱的建立和遗传学分析在研究鸟类遗传特征、品种鉴定、繁殖管理等方面都具有重要作用，并且应用前景广阔。
DNA指纹图谱课件
基因身份证为孤儿寻亲提供科技支持
用DNA指纹图谱作 为证据对当事罪犯的 指控，已在警方和法 庭采用。
Rodman Dam 谋杀案, 1988
稳定的遗传性
*DNA指纹图谱同样严格遵守孟
德尔遗传定律。子代全部谱带 中，必然有一部分来自父亲， 一部分来自母亲。因此在亲子 鉴定中被广泛的使用。
人的血液，毛发唾液等都可以 用于亲子鉴定。一个人有23对 染色体，同一对染色体同一位 置上的一对基因称为等位基因， 一个来自父亲，一个来自母亲。 如果检测到某个DNA位点的等 位基因，一个与母亲相同，另 一个就应与父亲相同，否则就 存在疑问了。
Ghana Immigration Case,1985
Ghana Immigration Case,1985
Ghana Immigration Case,1985
Ghana Immigration Case,1985
Ghana Immigration Case,1985
Ghana Immigration Case,1985
高度的个体特异性同卵双胞胎除外在家族系统中具有稳定的遗传性对于生物个体水平上体细胞的稳定性高度的个体特异性这种图纹几乎没有两个人完全相同它同人的指纹一样是每个人所特有的故称为dna指纹
DNA指纹 图谱PPT讲
座
一、实验目的
1. 掌握DNA指纹图谱技术的概念、原 理和基本操作过程； 2. 掌握琼脂糖凝胶电泳的基本操作技 术，学习利用琼脂糖凝胶电泳测定 DNA片段的长度。 3.掌握对DNA指纹数据进行基本统计 分析方法。
1
DNA指纹图谱的制作过程
基因组(Genome)DNA经过：
2
1、限制性内切酶消化
2、电泳(Electrophoresis)
DNA指纹
三、PCR反应条件 （一）PCR的基本成分
PCR包括7种基本成分：模板DNA、特异性引 物、热稳定DNA聚合酶、dNTP、二价阳离子、缓冲 液和一价阳离子。 （1）模板DNA 模板DNA是待扩增序列的核酸。几 乎所有形式的DNA和RNA都能作为PCR反应的模板。 （2）特异性引物 引物是PCR特异性反应的关键， PCR产物的特异性取决于引物与模板DNA互补的程 度。 （3）热稳定性DNA聚合酶 目前有两种Tap DNA聚 合酶供应，一种是从栖热水生杆菌中提取的天然 酶，另一种为大肠杆菌合成的基因工程酶。 （4）脱氧核苷三磷酸（ dNTP ） dNTP要有一定 的浓度，在常规PCR反应液中，每种dNTP的浓度一 般在200-250μ mol/L之间。在PCR反应中尤其要注
（三）DNA指纹的特点 1、多位点性 高分辨率的DNA指纹图谱通 常由15～30条带组成，且区种的绝大多数区 带是独立遗传的，因此一个DNA指纹探针 可以同时检测基因组中数十个位点的变异 性。 2、简单的遗传方式 DNA指纹图中的区带 是可以遗传的，且遵循简单的孟德尔遗传 方式。 3、高度变异性 不同的个体或群体有不同的 DNA指纹图，有差异。
六、PCR引物 设计引物应遵循以下原则： （1）引物长度：15～30bp,常用为20bp左右。 （2）引物扩增跨度：以200～500bp为宜，特定的条 件下可扩增至10kb的片断。 （3）引物碱基：G+C量以40%～60%为宜，G+C太少则 扩增效果不佳。G+C过多则易出现非特异条带。 ATGC最好随机分布，避免5个以上的嘌呤或嘧啶核 苷酸的成串排列。 （4）避免引物内部出现二级结构，避免两条引物间 互补，特别是3’端的互补，否则会形成引物二聚 体，产生非特异的扩增条带。 （5）引物3’端的碱基,特别是最末及倒数第二个碱 基，应严格要求配对，以避免因末端碱基不配对 而导致PCR失败。
DNA指纹图谱技术ppt课件
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
4、末端限制性片段长度多态性（T-RFLP）
此法与RFLP原理相同，只是在 PCR引物的一端用荧光染料进 行标记，这样使得限制片段长 度多态性图谱更为简化，只需 检测被标记的末端限制性片段， 就可以分析复杂群落。
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
1、变性梯度凝胶电泳（DGGE）和温度梯度 凝胶电泳（TGGE）
步骤
（1）样品总DNA提取； （2）样品16S或18SrDNA片段的PCR扩增及纯化； （3）制取变性梯度聚丙烯酰胺凝胶； （4）染色； （5）样品的DGGE分析； （6）割胶测序。
DGGE
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二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
其中16S、18S rRNA基因大小适中，不但含 有高度保守的基因片段，而且在不同的菌株间 也含有变异的核酸片段，因此其应用最为普遍。
一、核糖体RNA基因的介绍
利用rDNA测量细菌进化和亲缘关系
分析时可利用恒定区序列设计引物，将 16S rDNA进行PCR 扩增，产生长度相同但序 列有异的DNA片段混合物，然后利用可变区 序列的差异对不同菌属、菌种的细菌进行分 离。
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
变性梯度凝胶电泳（DGGE）和温度梯度凝胶 电泳（TGGE）
原理 在聚丙烯酰胺中加入甲酰胺，从正极到负
极梯度递加，或是形成温度梯度，电泳中的 DNA到达它的变性甲酰胺浓度或温度时，双链 部分解开，造成泳动速度发生变化，从而达到 分离效果。
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
除此以外，还有重复基因外回文序列PCR、核糖体间隔分析、编码蛋白质的基 因推测、质粒指纹图谱分析等现代分子生 物学技术研究方法，不需要对微生物进行 分离培养，克服了传统微生物培养技术的 局限性，能够客观分析，精确解释微生物 种类的多样性，给微生物生态学的研究带 来了光明前景。
DNA指纹图谱
Sarbah vs.the home office 加纳移民案例，1985
加纳移民案中人物关系：
Christiana：母亲 Joyce：Christiana在英国的亲生子女 Diana： Christiana在英国的亲生子女 David： Christiana在英国的亲生子女
Andrew：在加纳生活的男孩，被质疑是Christiana的亲生子女
Ghana Immigration Case,1985
Ghana Immigration Case,1985
Ghana Immigration Case,1985
Ghana Immigration Case,1985
Ghana Immigration Case,1985
Ghana Immigration Case,1985
Rodman Dam 谋杀案, 1988
*DNA指纹图谱同样严格遵守孟
德尔遗传定律。子代全部谱带 中，必然有一部分来自父亲， 一部分来自母亲。因此在亲子 鉴定中被广泛的使用。
人的血液，毛发唾液等都可以 用于亲子鉴定。一个人有23对 染色体，同一对染色体同一位 置上的一对基因称为等位基因， 一个来自父亲，一个来自母亲。 如果检测到某个DNA位点的等 位基因，一个与母亲相同，另 一个就应与父亲相同，否则就 存在疑问了。
Goldview
三、实验步骤
（一）DNA样品的提取和酶切 （二）制胶(同学操作开始)
（每组4人共用一块胶）
（三）点样
（四）电泳 （五）观察
手按住两边支点，打开电泳漕
用力
禁止
下压推杆至设 定量程，将枪 头伸到液面下
缓慢松开推 杆，液体吸 入枪头
下压推杆至 底，挤出所 有液体
DNA指纹图谱分析方法101DNA指纹图谱产生的原理
第10章 DNA指纹图谱分析方法10.1 DNA指纹图谱产生的原理10.1.1 高变异DNA序列的发现1980年，Wyman 和 White在进行人体DNA 基因文库的研究中，筛选到一个随机DNA片 段，以其为探针进行RFLPs分析，检测到8个等位基因，平均杂合率超过75％，因此推测该 位点的多态性来源于DNA重排而非碱基突变，这是人类基因组中发现的第一个高变区（hyper variable regions，简称HVRs）。
此后，人们在人类基因组中又陆续发现了其他一些高变区， 如α-珠蛋白基因（Higgs等 1981，1986）、胰岛素基因（Bell等 1982）、脂蛋白基因（Knott 等 1986）、D-Ha-ras癌基因（Capon等 1983）、Zata-珠蛋白基因（Goodbourm等 1983）等基 因的侧翼及肌红蛋白基因（Weller等1984）的第一个内含子区域，都含有这种HVRs。
这些高 变区的共同特点为：都是由一短序列（即重复单位）首尾相连、多次重复而成，其多态性来源 于重复单位的重复次数不同。
同一高变区的这些重复单位还具有高度的保守性，但因重复单位 的重复数目不同，形成了众多的等位基因。
这些高变区后来被叫做小卫星（minisatellite）（Jeffreys等 1985a），有的人又称其为可变数目串联重复序列（variable number of tandem repeat，简称VNTR）（Nakmura等1987）。
在小卫星DNA内，重复单位数目的高度变异是由于不 等交换所造成的，换言之，即在有丝分裂时的姊妹染色单体（sister chromatids）或减数分裂 时的同源染色体间互换所致。
有时候，发现DNA链架突变的发生频率高于点突变，其频率为每 世代每千个核苷酸对在10－5～10－2。
虽然不等互换导致重复单位数目增加或减少，但不同重复 的形成却是由于点突变造成的。
此外，基因转换（gene conversion）与重组似乎在同源性的维 持上扮演着重要的角色。
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二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
6、扩增rDNA限制性酶切片段分析（ARDRA）
ARDRA 是用特定引物进行 rDNA的扩增， 再对扩增产物进行RFLP分析，这项技术可以为土壤 细菌群落水平上提供可靠的基因型特征，这项技术 常被用来了解各种样品的群落结构。
ARDRA方法最大的缺点是工作量大，目 前，应用该方法进行微生物群落结构分析，还没有 人设置重复。
3、限制性片段长度多态性（RFLP）
根据不同生物个体或种群之间DNA 片段酶切位点有所差异的特点，利用限制性内 切酶进行消化，产生长短、种类、数目不同的 限制性片段，然后对这些特定DNA片段的限制 性内切酶产物进行分析，根据特定的限制性酶 谱图可对群落中的微生物加以区分。
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
变性梯度凝胶电泳（DGGE）和温度梯度凝胶 电泳（TGGE）
原理 在聚丙烯酰胺中加入甲酰胺，从正极
到负极梯度递加，或是形成温度梯度，电泳中 的DNA到达它的变性甲酰胺浓度或温度时，双 链部分解开，造成泳动速度发生变化，从而达 到分离效果。
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
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由于16S rDNA及18S rDNA的序列， 每年都以很快的速度补充到GenBank中去， 这使得能够比较方便地利用这一数据库进行 微生物群体多样性的研究。
一、核糖体RNA基因的介绍
利用rDNA测量细菌进化和亲缘关系 • 首先， 16S rDNA 普遍存在于原核生物中，参
与生物蛋白质的合成过程，并在生物进化的漫 长历程中保持不变，是生物演变的时间钟。 • 其次，在 16S rDNA 分子中，既含有高度保守 区域，又有中度保守和高度变化的区域，适用 于进化距离不同的各类细菌亲缘关系的研究。 • 第三， 16S rDNA 的相对分子量大小适中，约 1 540 个核苷酸，便于序列分析。
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
利用rRNA 基因序列研究微生物多样性可采用 不同的策略，目前一般常用以下几种方法：
1、变性梯度凝胶电泳和温度梯度凝胶电泳 2、单链构象多态性 3、限制性片段长度多态性 4、末端限制性片段长度多态性 5、随机引物扩增多态性 6、扩增rDNA限制性酶切片段分析 。。。 。。。
其中16S、18S rRNA基因大小适中，不但含 有高度保守的基因片段，而且在不同的菌株间 也含有变异的核酸片段，因此其应用最为普遍。
一、核糖体RNA基因的介绍
利用rDNA测量细菌进化和亲缘关系
分析时可利用恒定区序列设计引物， 将16S rDNA进行PCR 扩增，产生长度相同但 序列有异的DNA片段混合物，然后利用可变 区序列的差异对不同菌属、菌种的细菌进行 分离。
3、限制性片段长度多态性（RFLP）
(1)选用rDNA的恒定区序列设计引物； (2)选择性扩增rDNA片断； (3)对扩增产物用适当的限制性内切酶 进行酶切； (4)琼脂凝胶电泳分离产生限制性片断； (5)用所得到的指纹图谱进行分析，根 据片段的大小以及标记片断种类和数 量的不同，分析群落的结构及组成多 样性。
2、单链构象多态性（SSCP）
不同碱基序列的单链 DNA 分子构象 不同，DNA片段变性成单链后受到凝胶分子筛 不同作用力，最终使不同DNA片段得到分离。 电泳结束后可以将不同的条带切下并测序，或 采用特异性探针进行杂交，进而显示该特定微 生物类群的动态变化。
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
5、随机引物扩增多态性 DNA（RAPD）
对整个基因组的DNA分子而言，某一 引物可能会与单链DNA的许多位点结合，然后 对扩增产物进行电泳，用溴化乙锭染色，就可 以直接检验出被扩增的DNA多态性。
该技术以随机寡核苷酸作为引物， 扩增得到的多态性片段较短，更方便检测两个 同源或异源等位基因的有无，适用于种内和亚 种更为细致的分类。
DNA指纹图谱技术
DNA指纹图谱技术在土壤微生 物多样性研究中的应用
主要内容
核糖体RNA基因的介绍
以DNA指纹图谱技术为基 础的微生物多样性研究方法来自一、核糖体RNA基因的介绍
目前在微生物分类学及菌种鉴定研究 中最有用和最常用的分子是rRNA，rRNA约占细 胞中RNA总量的75%~80%。 真核生物：5S、5.8S、18S、28S四种rRNA基因 原核生物： 5S、16S、23S三种rRNA基因
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
除此以外，还有重复基因外回文 序列-PCR、核糖体间隔分析、编码蛋白质 的基因推测、质粒指纹图谱分析等现代分 子生物学技术研究方法，不需要对微生物 进行分离培养，克服了传统微生物培养技 术的局限性，能够客观分析，精确解释微 生物种类的多样性，给微生物生态学的研 究带来了光明前景。
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
4、末端限制性片段长度多态性（T-RFLP）
此法与RFLP原理相同，只是在 PCR引物的一端用荧光染料进 行标记，这样使得限制片段长 度多态性图谱更为简化，只需 检测被标记的末端限制性片段， 就可以分析复杂群落。
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
1、变性梯度凝胶电泳（DGGE）和温度梯度 凝胶电泳（TGGE）
步骤 （1）样品总DNA提取； （2）样品16S或18SrDNA片段的PCR扩增及纯化； （3）制取变性梯度聚丙烯酰胺凝胶； （4）染色； （5）样品的DGGE分析； （6）割胶测序。
DGGE
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法