微衛(wèi)星dna分子標記

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1、微衛(wèi)星DNA分子標記及其應用唐開宇(20096798)生物科學09-1(四川農(nóng)業(yè)大學生命科學與理學院生物科學09-2雅安625014)摘要:文章綜述了微衛(wèi)星DNA的概念及其標記的原理和在群體遺傳學結(jié)構(gòu)分析、構(gòu)建遺傳連鎖圖譜等諸多領域的應用,并作出了展望。關鍵詞:微衛(wèi)星DNA分子標記微衛(wèi)星DNA(MicrosatelliteDNA)[1],又稱SSR(SimpleSequenceRepeat)即簡單重復序列[2],短串聯(lián)重復(ShortTandemRepeatSTR)[3]或簡單重復序列長度多態(tài)性(SimpleSequenceL

2、engthPolymorphism,SSLP)是以少數(shù)幾個(一般為1~6bp)核苷酸為重復單位的首尾串聯(lián)重復DNA序列,如(CA)n,(TG)n,(GGC)n等,其中n代表重復次數(shù),重復次數(shù)從幾個到幾十個不等。SSR在原核和真核生物基因組中均有分布[4].一般說來,微衛(wèi)星DNA的重復序列兩側(cè)都有物種特異性的保守序列,所以,通過設計引物對基因組DNA進行PCR擴增、瓊脂糖凝膠電泳(或聚丙烯酰胺凝膠電泳)和放射自顯影(或銀染),就可以檢測到在簡單重復序列重復單位數(shù)不同的DNA區(qū)域的多態(tài)性,這就是微衛(wèi)星DNA分子標記。1.微衛(wèi)星DN

3、A的分類及其分子標記原理1.1微衛(wèi)星DNA的分類及優(yōu)點大量重復序列的存在是真核生物基因組的主要特點之一,而且這些重復序列的拷貝數(shù)可高達百萬份以上,植物基因組中一般含有50%以上的重復序列,如小麥基因組的重復序列多達80%,重復序列按其在染色體上的分布方式,可分為散布重復序列(DispersedRepeatsSequence,簡稱DRS)和串聯(lián)重復序列(TandemRepeatSequence,簡稱TRS)前者的重復單位與其它無關重復序列和單拷貝序列相間排列,而后者的重復單位則首尾相連,成串排列。按照重復單位的大小又可以將串聯(lián)重

4、復序列分為衛(wèi)星序列(Satellite)、小衛(wèi)星序列(Minisatellite)和微衛(wèi)星序列(Microsatellite)三種。根據(jù)重復結(jié)構(gòu)的不同可將微衛(wèi)星DNA分為三類:完全重復型(perfect),單一序列單元無中斷或無顛倒;不完全重復型(imperfect),單一序列單元有中斷或有顛倒;混合型(compound),多個序列中單位有或無中斷和有或無顛倒的混合。與其它分子標記相比,SSR具有許多優(yōu)點。它具有等位基因變異多、單基因座、信息含量高、多態(tài)性高;穩(wěn)定性好、重復性好;種族特異性強、進化所受選擇壓??;以孟德爾方式分離

5、、呈共顯性遺傳等等[5]1.2微衛(wèi)星DNA標記原理微衛(wèi)星標記的基本原理是根據(jù)微衛(wèi)星序列兩端互補序列設計引物,由于核心序列串聯(lián)重復數(shù)目不同,則通過PCR反應擴增出不同長度的PCR產(chǎn)物,將擴增產(chǎn)物進行聚丙烯酰胺凝膠電泳,根據(jù)擴增分離片段的大小決定基因型,并計算等位基因頻率。保守的側(cè)翼序列使微衛(wèi)星特異地定位于染色體某一區(qū)域,核心序列重復數(shù)的差異則形成微衛(wèi)星的高度多態(tài)性。微衛(wèi)星側(cè)翼序列在相近的物種中具有一定的保守性。因此,某一物種的微衛(wèi)星引物可以在其相近的物種中得以使用,這就使微衛(wèi)星位點的檢測丁作大幅度減少,從而加快對不同物種間比較基

6、因圖譜的制作速度。為此,常利用微衛(wèi)星標記來檢測個體基因型,統(tǒng)計群體中等位基因的數(shù)目和頻率,結(jié)合分子遺傳學和數(shù)量分類學原理,計算各個品種的遺傳變異程度、生存穩(wěn)定性,從而初步評估品種的遺傳多樣性及品種間的親緣關系與分化關系。[6]3.微衛(wèi)星分子標記技術的應用微衛(wèi)星DNA標記在遺傳多樣性的技術研究始于19世紀。早期的遺傳變異研究主要集中在表型性狀和染色體水平上,包括了染色體結(jié)構(gòu)的變異(Stebbins等,1953)。20世紀80年代以來,分子生物學技術迅速發(fā)展,由于避免了根據(jù)表型性狀來推測基因型時可能產(chǎn)生的各種問題,DNA遺傳標記法

7、成為目前最有效的遺傳多樣性分析方法。DNA多態(tài)性分析常用的分子遺傳標記體系有限制性內(nèi)切酶片段長度多態(tài)性(RFLP)、隨機引物擴增DNA多態(tài)性(RAPD)、擴增片段長度多態(tài)(AFLP)、微衛(wèi)星DNA多態(tài)性等?,F(xiàn)在,微衛(wèi)星DNA技術在豬、牛、綿羊、山羊、海洋動植物等群體結(jié)構(gòu)、遺傳學分析、基因鑒定、生物多態(tài)性分析等方面已經(jīng)廣泛的運用。微衛(wèi)星DNA作為遺傳標記具有很大的優(yōu)越性。近年來隨著研究的不斷深入,對微衛(wèi)星標記的研究不僅具有重要的理論意義,而且還具有較好的應用前景。3.1微衛(wèi)星多態(tài)性分析在自然界中,生物個體表現(xiàn)出來的各種遺傳變異,

8、在本質(zhì)上就是DNA的差異,因此通過研究DNA的變異來分析群體的遺傳結(jié)構(gòu)及遺傳多樣性更為直接。微衛(wèi)星其重復單位數(shù)量可能不完全相同,因而形成多態(tài)性,即SSR分子標記,這可能是由于有絲分裂過程中同源微衛(wèi)星間的不等交換或復制過程“鏈滑”(strandslippage)作用造成的。微衛(wèi)

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