分子标记技术的类型及其原理

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1、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。在遗传学发展过程屮，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）以核酸为研宂对象，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

2、，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來，短短的几十年时间屮得到突飞猛进的发展，至今被发展和利用的分子标记技术己有二十余种，为不同研究领域提供了有效的技术手段，冋吋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（restrictionf

3、ragmentlengthpolymorphism,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。其基木原理是：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,由于不同个体屮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

4、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。RFLP标记的等位基因是共显性的，能区分纯合基因型和杂合基因型，结果稳定可靠，重复性好，适合于连锁图谱的建立。但是对DNA要求较高，检测步骤多，操作复杂，耗时费资，而且需要放射性同位素等，这都在很人程度上限制了RFLP技术的应用。RAPD（randomlyamplifiedpolymorphicDNA,随机扩增多态性DNA）:1990年Williams等（1990）与Welsh和McClelland（1990）两个研究小组分别提出RAPD标记技术，该技术是建立在PCR基础上，对未知序列的全基因组进行多态性

5、分析的一种新型分子标记技术。其基本原理是利用一个人工合成的随机寡核苷酸（一般为8~10bp）为引物，通过PCR对基因组DNA进行体外扩增，产生大小不同的DNA片段，再经凝胶电泳分析扩增产物呈现DNA片段的多态性。与RFLP相比，RAPD技术的优点是技术简单，检测迅速，安全性好，DNA用量少，设计引物不需知道序列信息等，但RAPD标记为显性遗传，不能IX分纯合基因型与杂合基因型，且易受多种因素影响，结果的稳定性和重复性难以保证。AFLP（amplificationfragmentlengthpolymorphism,扩增片段长度多态性；又称选择性限制片段扩増：AFLP技术是199

6、3年由荷兰科学家Zabeau等创建的一种将限制性酶切和PCR技术相结合的检测DNA多态性的分子标记方法。其实质是对基因组DNA限制性酶切片段进行选择性扩增，具体过程为基因组DNA经两种或两种以上的限制性内切酶酶切，产生大小不等的随机片段，将人工双链接头连接到这些片段的末端，从而作为扩增反应的模板，再根据接头的序列和酶切位点设计引物实现选择性PCR扩增。AFLP技术可以说是集RFLP和RAH）技术与一身，兼备两者的优点，既有RFLP的可靠性，又具有RAPD的高效性，且重复性好，是一种十分理想的遗传标记，但与此冋吋也给试验带来了昂贵的费用和复杂的操作过程，尽管如此，该技术依然在遗传

7、多样性研究、遗传图谱的构建、基因定位和品质鉴定等方面己得到广泛的应用，经过人们近年来不断地改进和完善，AFPL被认为是迄今为止最有效的分子标记。1.2基于简单重复序列的分子标记SSR（simplesequencerepeat,简单序列重复，又称微卫星DNA）:—般是指基因组中存在的由2~6个核苷酸为重复单位组成的长达几十个核苷酸的串联重复序列。这种序列广泛分布于真核生物基因组，含量丰富，且随机均匀分布，其重复次数的不同产生了等位基因之间的多态性。微卫星由核心序列和两侧的保守侧翼序列构成，可以