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植物生物技术：第十二章植物遗传标记与分子标记图谱构建（265页）

花匠小妙招
2024-11-02 14:55

第十二章植物遗传标记与分子标记图谱构建本章重难点遗传标记的发展 DNA标记多态性的分子基础各类分子标记的原理及分析流程遗传图谱的构建分子标记与遗传连锁图谱的应用第一节遗传标记 (Genetic marker) 是指可以稳定遗传的、易于识别的特殊的遗传多态性形式在经典遗传学中，指等位基因的变（差）异在现代遗传学中，指基因组中任何座位上的相对差异或者是DNA序列的差异一、遗传标记的作用在遗传学研究中，遗传标记作为染色体上的界标，主要应用于连锁分析、染色体变异、基因定位、遗传作图及基因转移等在作物育种中，通常把与育种目标性状紧密连锁的遗传标记用于对目标性状进行追踪选择、辅助选择以及基因型鉴定二、理想的遗传标记应具备的条件多态性高表现共显性(只有共显性才能鉴定纯合和杂合基因型) 对主要农艺性状影响小显现标记需要的经费少便于识别和记载（一）形态标记Morphological Markers 优点：形态标记简单直观，经济方便，容易观察记载缺点：数量少，难以建立饱和的遗传图受环境影响大有些标记与发育不良性状连锁（二）细胞学标记 Cytological Markers 主要包括贮藏蛋白、同工酶等标记优点：基因表达的产物，可以直接反映基因产物的差异，受环境影响较小缺点：标记数量有限，不能满足遗传和育种的需要每一种同工酶标记都需特殊的显色方法和技术某些酶的活性具有发育和组织特异性（四）分子标记Molecular Marker 概念：指在分子水平上可标识的遗传多态性转换、颠换插入/缺失重排 1、理想的分子标记应具有的特点高水平的多态性共显性遗传（可区分某一位点的纯合或杂合状态）在基因组中出现的频率高在基因组中均匀分布具有中性选择特征容易获得而且可快速分析重复性好分离标记所需的费用低 2、分子标记分析的关键技术显带琼脂糖凝胶－－－EB染色聚丙烯酰胺凝胶－－－硝酸银染色带荧光分子的引物－－－荧光捕获 3、分子标记多态性的原理 4、分子标记的分类基于DNA-DNA杂交 RFLP 基于PCRISSR, SSR, RAPD,SRAP… 基于PCR和RE酶切 AFLP 基于DNA测序 SNP，EST， Retro-transposon 应用最普遍的是RFLP、RAPD、AFLP和SSR标记第二节分子标记技术一、基于分子杂交技术的分子标记Molecular Hybridization (核酸分子杂交)：不同来源的单链DNA与单链DNA间，在长于20bp的同源区域内，以氢键连接方式互补配对，形成稳定的双链结构的过程基于DNA-DNA杂交（southern blotting) 的标记 RFLP:Restriction Fragment Length Polymorphism (限制性片段长度多态性标记） VNTR:Variable Number Tandem Repeats (minisatellites) （可变数目串联重复序列标记）限制性片段长度多态性 (RFLP) RFLP是利用特定的限制性内切酶识别并切割（消化）不同生物个体的基因组DNA，由于不同个体等位基因之间碱基的互换、重排、缺失等变化导致限制性内切酶识别位点发生改变，从而造成基因型间限制性片段长度的差异 RFLP: single-locus probe（单位点探针）核DNA 基因组文库 cDNA文库细胞质DNA 叶绿体和线粒体DNA文库特点位点特异性，共显性大多数是物种特异性的 DNA探针标记可用放射性同位素 3H，32P，33P 非放射性物质生物素荧光染料 RFLP基本特点：共显性缺点：探针必须是单拷贝或寡拷贝的检测所需样本DNA量大(5~15ug) 实验操作较繁琐，成本较高，探针制备较麻烦，检测中如要利用放射性同位素，易造成环境污染，检测周期长可以用非放射性物质杂交信号相对较弱，灵敏度较同位素标记低且相对价格较高二、基于PCR技术的分子标记短核苷酸序列引物耐高温的DNA聚合酶（Taq酶）扩增目标DNA序列快捷、简易、灵敏等优点 RAPD: Randomly Amplified Polymorphic DNA（随机扩增多态性） SSR: Simple Sequence Repeats (Microsatellites)（简单序列重复） ISSR: Inter-simple sequence repeat（简单序列重复间区） SCAR: Sequence Characterized Amplified Region （序列特征化扩增） STS: Seque