《等位酶标记》word版

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1、等位酶标记403等位酶标记及其在交配系统研究中的应用植物的存活、生育力、基因流等方面的变异经常导致种群内和种群间等位基因频率发生改变。同时，要理解对特定生态环境的适应过程就必须对植物的交配系统、传粉机制、基因流等进行深入的研究。对这些问题的研究往往需要利用一些不影响生物表型性状的遗传标记。等位酶标记在研究种群机制方面做出了很大的贡献。最近20多年来，各种各样的DNA分子标记技术的迅速发展更是为植物进化生态学中诸多问题的研究提供了技术平台，在确定个体繁殖成效、测定自交率和基因流、度量遗传分化程度等方面得到了广泛的

2、应用。交配系统和基因流研究是植物进化生态学研究的两个重要课题。植物的交配系统不仅决定了种群未来世代的基因型频率，对植物种群的有效大小、基因流和进化等因素也有重要的影响（葛颂1998）。通过对基因流的研究，我们就可能对种群分化等种群遗传学内容和植物的繁殖过程进行深入的研究。近来，通过分子标记，估计种群自交率、确定种群内的交配格局、借助亲本分析的方法直接测量基因流、或者借助种群遗传学模型间接推导基因流以及进行克隆鉴定等方面的工作正在逐渐增多。面对各种各样的分子标记，如何针对特定的问题选择恰当的分子标记，是亟待解决的

3、问题。这就需要我们弄清各种分子标记的基本原理、实验流程是否繁杂、有无成熟的数据处理方法、各种分子标记的优缺点以及它们的适用范围。选择好了分子标记之后，还必须确定如何根据分子标记获得的数据解决具体的问题，如交配系统和基因流的研究。首先要确定解决某一特定问题需要测量的参数及其依附的理论模型，有时甚至包括模型假设，然后根据各种分子标记在这方面的优缺点进行取舍，最终找到既能解决问题又最有效的分子标记。等位酶标记遗传标记作为检测个体间遗传差异的方法在进化生态学中有着非常重要的作用。早期的植物种群生物学研究一般都采用形态上

4、的多态性状来检测个体间遗传差异。这些形态标记在早期的一些研究中（Epling&Dobzhansky1942,Faberge1943）起到了积极的作用，但是基于表型变异的形态标记通常只受一个位点控制，许多表型性状（如花色等）必须在生活史后期才能度量，而且对大多数植物而言都很难找到合适的形态变异，所以，形态标记有很明显的局限性（Cruzan1998）。随着电泳技术的发展，在蛋白质和DNA多态性的基础上相继发展了蛋白质标记（如，等位酶）和DNA分子标记（如，RFLP、RAPD、AFLP、SSR、ISSR、SNPs等）

5、。等位酶（allozyme）是指同一基因位点的不同等位基因所编码的一种酶的不同形式（Prakashetal.1969）。同源染色体上不同的等位基因实际上是一段不同核苷酸序列的DNA链，经过转录和翻译过程，最后将编码具有不同构象和大小的蛋白质亚基，在电场中，不同的蛋白质亚基由于带电量和半径不同其迁移率也不同，表现在酶谱上，将有不同的迁移距离，从而分辨出不同类型的亚基。反过来，根据酶谱上分离出来的各个亚基的不同表现（迁移距离相等或者不等），就可以确定该个体在该位点上是纯合体还是杂合体（图1）。403等位酶标记第一次

6、用比较简单而直观的方法识别出了大量的基因位点和每个位点的等位基因，能够定量地考察遗传变异。等位酶标记是一个共显性标记（codominance,即能够区分杂合子Aa和显性纯合子AA），从酶谱上可以直接确定编码该等位酶的等位基因，而且等位酶的遗传和表达都遵循孟德尔定律。等位酶分析的成本相对较低，方法也比较简单。等位酶分析方法有着较广的应用范围。等位酶作为一种稳定的基因组标记，它所揭示的酶蛋白质的多态性可以看作是对整个基因组的随机取样，从而对种群的遗传学结构做出估计，测量种群的遗传多样性以及各种群间的遗传距离。进行等

7、位酶分析首先要把各种有功能的可溶性酶蛋白质从植物细胞中提取出来，并保证这些酶提取出来以后活性基本不变。通常使用的提取缓冲液（extractingbuffer）有简单磷酸提取缓冲液、复杂磷酸提取缓冲液、Tris-马来酸提取缓冲液和Tris-HCl提取缓冲液四种。多数食用植物和花粉可以用简单缓冲液提取，而大多数野生植物由于含有较多的酚类等有害于酶蛋白质的物质，一般需要用复杂的提取缓冲液。所以，等位酶分析的第一步就是针对具体的实验材料确定合适的提取缓冲液（详见王中仁1996）。然后进行电泳分离。现在经常使用的有水平切

8、片淀粉凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳、醋酸纤维素膜电泳等等，这一过程相对简单，要注意的是在整个过程中要防止酶失去活性。电泳结束后应立即进行染色。等位酶染色分为胶染和液染两种，到底采用哪一种染色方法，主要取决于各自实验室的条件、染色效果以及染色的成本等等。许多研究都提供了各种不同酶系统染色的详细配方(Soltisetal.1983,Werth1985,Pasteuretal.1988,We