分子標記技術在農(nóng)業(yè)中的應用

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1、湖南農(nóng)業(yè)大學課程論文學院：班級：姓名：學號：課程論文題目：分子標記技術在農(nóng)業(yè)中的應用課程名稱：分子生物學評閱成績：評閱意見：成績評定教師簽名：日期：年月日分子標記技術在農(nóng)業(yè)中的應用學生：劉結(jié)卯（動科院09級畜牧班學號：200940511227）摘要：自20世紀80年代以來，隨著分子生物學技術在各個領域的發(fā)展，產(chǎn)生了另一類重要的遺傳標記，即以直接檢測DNA分子堿基序列變異=為基礎的分子標記。植物在長期進化過程中產(chǎn)生的可遺傳變異都是由于DNA序列變異而照成的，其變已有單堿基和多堿基突變（包括DNA重排、堿基替換、插入、缺失、異位、

2、倒位等）和重復序列引起的變異。關鍵詞：基因、分子標記DNA、遺傳、變異、應用、鑒定、定位一、什么是分子標記技分子標記是以個體間遺傳物質(zhì)內(nèi)核苷酸序列變異為基礎的遺傳標記是DNA水平遺傳多態(tài)性的直接的反映DNA分子標記具有的優(yōu)越性有：大多數(shù)分子標記為共顯性，對隱性的性狀的選擇十分便 利；基因組變異極其豐富，分子標記的數(shù)量幾乎是無限的；在生物發(fā)育的不同階段，不同組織的DNA都可用于標記分析；分子標記揭示來自DNA的變異；表現(xiàn)為中性，不影響目標性狀的表達，與不良性狀無連鎖；檢測手段簡單、迅速。隨著分子生物學技術的發(fā)展，現(xiàn)在DNA分子標

3、記技術已有數(shù)十種，廣泛應用于遺傳育種、基因組作圖、基因定位、物種親緣關系鑒別、基因庫構(gòu)建、基因克隆等方面。廣義的分子標記是指可遺傳的并可檢測的DNA序列或蛋白質(zhì)。狹義分子標記是指能反映生物個體或種群間基因組中某種差異的特異性DNA片段。理想的分子標記必須達以下幾個要求：具有高的多態(tài)性；共顯性遺傳，即利用分子標記可鑒別二倍體中雜合和純合基因型；能明確辨別等位基因；遍布整個基因組；除特殊位點的標記外，要求分子標記均勻分布于整個基因組；選擇中性(即無基因多效性；檢測手段簡單、快速(如實驗程序易自動化)；開發(fā)成本和使用成本盡量低廉；在

4、實驗室內(nèi)和實驗室間重復性好（便于數(shù)據(jù)交換) 但是，目前發(fā)現(xiàn)的任何一種分子標記均不能滿足以所有要求。一、分子標記技術的分類（一）、基于分子雜交技術的分子標記技術此類標記技術是利用限制性內(nèi)切酶解及凝膠電泳分離不同的生物DNA分子，然后用經(jīng)標記的特異DNA探針與之進行雜交，通過放射自顯影或非同位素顯色技術來揭示DNA的多態(tài)性?！。ǘ┗赑CR技術的分子標記技術（1）隨機引物的PCR標記所用引物的核苷酸序列是隨機的，其擴增的DNA區(qū)域事先未知。隨機引物PCR擴增的DNA區(qū)段產(chǎn)生多態(tài)性的分子基礎是模板DNA擴增區(qū)段上引物結(jié)合位點的堿基

5、序列的突變，不同來源的基因組在該區(qū)段上表現(xiàn)為擴增產(chǎn)物有無差異或擴增片段大小的差異。隨機引物PCR標記表現(xiàn)為顯性或共顯性。（2）、特異引物的PCR標記　特異引物的PCR標記所用引物是針對已知序列的DNA區(qū)段而設計的，具有特定核苷酸序列（通常為18—24bp），可在常規(guī)PCR復性溫度下進行擴增，對基因組DNA的特定區(qū)域進行多態(tài)性分析。（三）基于限制性酶切和PCR技術的DNA標記?。?）擴增片段長度多態(tài)性(AmplifiedFragmentLengthPolymorphism，AFLP)　AFLP是1993年荷蘭科學家Zbaeau和

6、Vos發(fā)展起來的一種檢測DNA多態(tài)性的新方法。AFLP是RFLP與PCR相結(jié)合的產(chǎn)物，其基本原理是先利用限制性內(nèi)切酶水解基因組DNA產(chǎn)生不同大小的DNA片段，再使雙鏈人工接頭的酶切片段相邊接，作為擴增反應的模板DNA，然后以人工接頭的互補鏈為引物進行預擴增，最后在接頭互補鏈的基礎上添加1—3個選擇性核苷酸作引物對模板DNA基因再進行選擇性擴增，通過聚丙烯酰胺凝膠電泳分離檢測獲得的DNA擴增片段，根據(jù)擴增片段長度的不同檢測出多態(tài)性。引物由三部分組成：與人工接頭互心堿基序列、限制性內(nèi)切酶識別序列、引物3 ’端的選擇堿基序列（1—1

7、0bp）。接頭與接頭相鄰的酶切片段的幾個堿基序列為結(jié)合位點。該技術的獨特之處在于所用的專用引物可在知道DNA信息的前提下就可對酶切片段進行PCR擴增。為使酶切濃度大小分布均勻，一般采用兩個限制性內(nèi)切酶，一 個酶為多切點，另一個酶切點數(shù)較少，因而AFLP分析產(chǎn)生的主要是由兩個酶共同酶切的片段。AFLP結(jié)合了RFLP和RAPD兩種技術的優(yōu)點，具有分辨率高、穩(wěn)定性好、效率高的優(yōu)點。但它的技術費用昂貴，對DNA的純度和內(nèi)切酶的質(zhì)量要求很高。盡管AFLP技術誕生時間較短，但可稱之為分子標記技術的又一次重大突破，被認為是目前一種十分理想、

8、有效的分子標記?！。?）　酶切擴增多態(tài)性序列(CleavedAmplifiedPolymorphismSequences，CAPS)CAPS技術又稱為PCR—RFLP，它實質(zhì)上是PCR技術與RFLP技術結(jié)合的一種方法。CAPS的基本原理是利用己知位點的DNA序列資源設計出一套