DNA分子标记研究进展

DNA分子标记研究进展

第 7 卷第 1 期天津农学院学报 17, 11 N o V o l, 20002000 年 3 月 Jo u rna l o f T ian jin A g r icu ltu ra l Co llege M a rch () 文章编号: 1008- 5394 200001- 0021- 04

Ξ

分子标记研究进展 DN A

1 2 王晓梅杨秀荣 ( )1 天津农学院水产科学系, 天津 300384; 2 天津市植保所, 天津 300112

摘要: 分子标记是继形态标记、细胞标记和生化标记之后发展起来的一种新的较为理想的遗传标记。

本文概述了几种主要的 DN A 分子标记的基本原理和特点, 同时对它们的优缺点进行了比较。

关键词: 分子标记原理特点

中图分类号: Q 75 文献标识码: A

遗传标记是基因型的特殊的易于识别的表现形式, 它是生物分类学、育种学、遗传学和物种起源与 1 进化等研究的主要技术指标之一。理想的遗传标记主要应具备以下几条标准: ?具有较强的多态性;

() ?表现为共显性, 因而能鉴别出纯合基因型和杂合基因型; ?选择中性即无基因多效性; ?对主要的农艺性状无影响; ?经济方便和易于观察记载。传统上一直沿用形态标记, 生物学研究进入细胞水帄后,

() 人们开始利用细胞标记作为遗传标记, 该标记是指染色体核型染色体的数目、大小、着丝粒位置等和

()带型带、带、带等。随着同工酶技术的发展, 又广泛应用了从蛋白质水帄反映生物遗传差异的生 C G N

化标记。这三种标记的数目有限, 往往不能满足研究的需要, 并且它们有些是基因表达加工后的产物, 其标记易受环境条件和发育阶段等因素的影响。进入80 年代, 随着分子生物学及分子克隆技术的发展和完善, 诞生了直接从水帄上进行遗传分析的分子标记, 在人类基因组计划的推动下, 分子标记的 DN A 研究与应用得到了迅猛的发展。分子标记直接以的形式表现, 不受环境条件和发育阶段的影响, DN A

标记的数目多, 多态性高。并且有许多分子标记表现为共显性, 能提供完整的遗传信息, 当前分子标记已广泛应用于基因组研究的各个方面。

()1 限制性片段长度多态性 , R FL P R e st r ic t io n F ragm en t L en g th Po lym o rp h ism

R FL P 是 80 年代中期发展起来的一种最早的分子标记。1980 年 Bo ste in 首先提出了利用 R FL P 作

为标记构建遗传图谱, 直到 1987 年 D o n is K e lle r 等人才构建出第一张人的 R FL P 图谱。R FL P 是由于

分子中限制性内切酶酶切识别序列中出现碱基的插入、缺失、置换、倒位而导致酶切位点的增减所 DN A

2, 3 引起的基因型间限制性片段长度的差异。它的基本原理是: 不同材料的用已知的限制性内切 DN A 酶消化后, 产生许多大小不等的片段, 电泳分离、印迹转移到硝酸纤维膜上, 用放射性标 DN A So u th e rn

记的探针与膜上变性的酶切进行杂交, 放射自显影, 即可显示出不同材料的多态性图谱, 即显示 DN A

出所分析的序列间的。目前, 有 2 种方法可进行的分析。一是上述原理

所述, DN A R FL PDN A R FL P

其中用作的探针可以是特殊基因的克隆、克隆、随机的基因组克隆和合成

的 R FL P DN A cDN A DN A

() 低聚核苷酸克隆。二是对那些分子量较小的样本如线粒体、核糖体等, 可在酶切后 DN A DN A DN A 4 对其产物直接电泳, 将不同大小的限制性酶切片

段分离, 从而得到该的图谱。DN A DN A R FL P

R FL P 标记呈孟德尔式遗传, 大多数 R FL P 的等位基因为共显性, 在任何

分离群体中能区分纯合基

Ξ 收稿日期: 1999211229 ( ) ) ( , 女汉族, 讲师, 硕士, 主要从事分子

生物学、组织学等方面的研究工作。作者简介: 王晓梅 1962-

因型与杂合基因型。标记的数目多且稳定, 可用于构建高密度的遗传图谱。但

该技术在操作过程中涉及了的提取、酶切、电泳分离、探针的制备和杂交等一

系列分子生物学技术, 步骤繁杂, 工 DN A So u th e rn

() 作量大, 且分析中需要的量大 2, 10 , 因此在很大程度上限制了技术的

应用。DN A ΛgR FL P

()2 随机扩增多态 , RA PD R an dom A m p lif ied Po lym o rp h ic DN

A DN A

是 1990 年由和领导的 2 个研究小组几乎同时发展起来的建立在基 RA PD W illiam s W e lsh PCR 5, 6 () 础上的一种新型的分子标记技术。它的基本原理是: 采用随机合成的寡核苷酸通常 10 作 DN A bp

反应的引物, 对所研究生物基因组进行扩增。一般说某一引物在真核基因

组中可能有 PCR DN A PCR

很多的结合位点, 但只有在 4 000 之内, 存在反向帄行的与该引物互补的双

链才能将合成的新 , bp DN A 链作下一次合成的模板, 经 35, 40 个循环, 即可得到大量的片段, 扩增产物经琼脂糖凝胶电泳、 DN A

染色, 紫外下显示带纹。EB RA PD

探针; ?使用随机引物, 合成引物时无需预知 RA PD 技术具有其自身独特的优点: ?不需要 DN A

被研究的生物的基因组序列, 一套引物可用于不同生物的研究; ?RA PD 技术

操作简便、快速, 可免去

中的克隆制备、同位素标记、杂交等步骤; ?分析所需量少, 每个反应仅需R FL P So u th e rn RA PD DN A

样本受限制的情几十纳克的 DN A , 仅为 R FL P 的1ƒ1 000, 1ƒ200, 这对生物早期取样鉴定或在 DN A 况下大有益处。但 RA PD 技术也有自身的局限性, 主要表现在两个方面。第一, RA PD 标记为显性分子标记, 因此不能在代区分纯合体与杂合体, 必须进行分析; 第二, 扩增中退火温度较常规的 F 2 F 3 RA PD 反应低, 一般为 36 ?左右, 这样能保证短核苷酸引物与模板的稳定配对并允

许适当的错配, 增大 PCR

了引物在基因组中配对的随机性, 提高了对基因组的分析效率, 但是由于采

用的引物短, 值DN A Tm

低, 扩增结果易受外界因素的影响, 实验的重复性较差, 因此在实验中要严格控制实验条件, 才能得到可

重复、理想的扩增效果。

()3 扩增片段长度多态性 , A FL P A m p lif ied F ragm en t L en g th Po lym o rh ism 7 是 1993 年由荷兰公司科学家等人发明的一种分子标记技术, 该技 A FL P k eygen e Zab eau DN A