DNA分子标记技术及其应用.docx
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DNA分子标记技术及其应用
DNA分子标记技术及其应用
（eecae是指可追踪染色体、Gnimrrtk）染色体某一
的遗传信息。
⑥DA分子标记技术简单、N快速、易于自动化。
⑦提取的DA样品，N在适宜条件下可长期保存，这对于进行追溯性或仲裁性鉴定非常有利。
节段或者某一个基因座在家系中传递的任何一种遗传特
性。
它具有2个基本特征，即可遗传性和可识别性。
因此，生物中任何有差异表型的基因突变型均可作为遗传标记。
随着遗传学的不断发展，遗传标记的种类和数量也不断增加。
目前，应用较为广泛的遗传标记有形态标记（ohliMrogpo.clae）细胞标记（ylilae）生化标记（ihmclamkr、Ctockr、ogamBoeica
因此，NDA分子标记可以弥补和克服在形态学鉴定及同工酶、白电泳鉴定中的许多缺陷和难题，蛋因而在品种鉴定方面展示了广阔的应用前景。
11第1.代分子标记
mkr和分子标记（lclae_。
ae）Mlurkrl0am）_e形态标记指植物的外部形态特征（矮秆、紫鞘、叶等）卷；细胞标记主要是染色体的核型（色体数目、染结构、随体有无、着丝粒位置等）带型（带、、等）生化标记主和CN带G带；要包
括同工酶和等位酶标记。
这3标记都是基因表达的种结果，是对基因的间接反映，记数目有限，标多态性较差，易受环境条件的影响。
而分子标记是直接在DA分子上检测N生物间的差异，在DA水平上遗传变异的直接反映。
分是N子标记是继形态标记、细胞标记和生化标记之后发展起来的一
1I1FP..RL标记技术。
18年Bti提出的限制性片段90osen长度多态性（ertnrete【plohm,FP可RsiianlgyrisRL）tcof￣nhomps
以作为遗传标记，开创了直接应用DA多态性的新阶段，N是最早应用的分子标记技术【。
RL是检测DA在限制性内4FPjN切酶酶切后形成的特定DA片段的大小，映DA分子上N反N
不同酶切位点的分布情况，因此DA序列上的微小变化，N甚至1个核苷酸的变化，能引起限制性内切酶切点的丢失或也产生，导致酶切片段长度的变化。
RL标记的等位基因具FP有共显性的特点，结果稳定可靠，重复性好，别适应于构建特遗传连锁图。
但是，在进行RL分析时，FP需要该位点的DAN片段做探针，放射性同位素及核酸杂交技术，用既不安全又不易自动化。
另外，FPDA多态性检出的灵敏度不高，RL对NRLFP连锁图上还有很多大的空间区E。
2j112RP..AD标记技术。
为了克服m1【术上的缺点，P技Wlm等于19年建立了随机扩增多态DA（admiasli90NRnoapfdomriDA,AD技术，mlelohNRP）ipypei由于其独特的检测DA多态性的方式使得RPNAD技术很快渗透于基因研究的各个领域。
RPAD是建立于PR基础之上的分子标记技术，E基本原理是利用一个随机引物（~1个碱基）过PR反应80通E非定点地扩增DA片段，后用凝胶电泳分离扩增片段来N然进行DA多态性研究jN6。
对任一特定引物而言，在基因它
种较为理想的遗传标记形式，以蛋白质、酸分子的突它核
变为基础，检测生物遗传结构与其变异。
分子标记技术从2本质上讲，是以检测生物个体在基因或
基因型上所产生的都变异来反映生物个体之间的差异。
DA分子标记能对不同N
发育时期的个体、任何组织器官甚至细胞作检测，数量极多，遍及整个基因组，多态性高，遗传稳定，不受环境及基因表达与否的限制。
1分子标记及其特点
分子标记是继形态标记、细胞标记和生化标记之后发展
起来的一种较为理想的遗传标记形式，以蛋白质、它核酸分子的突变为基础，检测生物遗传结构与其变异。
分子标记技术从本质上讲，以检测生物个体在基因或基因型上所产都是生的变异来反映生物个体之间的差异。
每一种分子标记都有其自身的特点和特定的应用范围，就一般意义而言，但DA分子标记与形态标记和生化标记等相比，有许多独特N具的优点：
受组织类别、育阶段等影响。
植株的任何3①不j发
组DA序列上有其特定的结合位点，旦基因组在这些区N一域发生DA片段插入、N缺失或碱基突变，可能导致这些特就
定结合位点的分布发生变化，从而导致扩增产物的数量和大小发生改变，出多态性。
与RL相比，AD技术简单，表现FPRP检测速度快，NDA用量少，实验设备简单，不需DA探针，N设
组织在任何发育时期均可用于分析。
②不受环境影响。
因为环境只影响基因表达（转录与翻译）,而不改变基因结构即DA的核苷酸序列。
③标记数量多，及整个基因组。
N遍
计引物也不需要预先克隆标记或进行序列分析，不依赖于种属特异性和基因组的结构，合成一套引物可以用于不同生物基因组分析，用一个引物就可扩增出许多片段，而且不需要
④多态性高，自然存在许多等位变异。
⑤有许多标记表现为共显性，够鉴别纯合基因型和杂合基因型，供完整能提作者简介收稿日期白￣（93）女，北邢台人，士研究生，究方向：
能18一，河硕研功基因组。
同位素，安全性好。
当然，AD技术受许多因素影响，RP实验的稳定性和重复性差_,7首先是显性遗传，能识别杂合子J不位点，这使得遗传分析相对复杂，8在基因定位、锁遗传j作连图时，因显性遮盖作用而使计算位点问遗传距离的准确性会
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DNA分子标记技术
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35卷24期
白玉
DA分子标记技术及其应用N
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下降；次，AD对反应条件相当敏感，其RP包括模板浓度、gM浓度，以实验的重复性差l。
所9j113FP标记技术。
扩增片段长度多态技术（兀P）又..ALA,
域l。
此外，Sl引SR标记不仅能够鉴定纯合体和杂合体，而且结果更加可靠，方法简单，省时省力。
1.IR标记技术。
IR即内部简单重复序列，一种.2S2SSS是
名限制片段选择扩增技术（ecvsiiaetml―SlteertnfgnapfeirtcormiictnSF,19ao,RA）于93年由荷兰KYEE公司的ZbaiEGNaen和Vso等发明u并已申请专利。
AL,FP是近年来迅速发展起来的一种分子标记技术，它将基因组DA用成对的限制性N内切酶双酶切后产生的片段用接头（酶切位点互补）接与连起来，并通过5端与接头互补的半特异性引物扩增得到大量
新兴的分子标记技术。
14Ztei等对SR技术进行9年ikwe9eizS了发展，立了加锚微卫星寡核苷酸（nodmcsei建Acriotleheralt
0gnc0dslDue【e）ili技术【l。
他们用加锚定的微卫星寡核苷酸作引物，即在SR的5端或3端加上24个随机选择的核苷S
酸，可引起特定位点退火，这从而导致与锚定引物互补的间隔不太大的重复序列问的基因组节段进行PR扩增。
这类C标记又被称为ISSR（It-mleunera）lASnespesecetlriqw、SR（nhripesqecpas[JAPPRJAcoesleuneret）1或M-C[。
在所用dme7
DA片段，而形成指纹图谱的分子标记技术。
ALN从FP指纹呈孟德尔式共显性和显隐性遗传。
它兼具RPAD与RL的FP优点，较高的稳定性，有用少量的选择性引物能在较短时间内检测到大量位点，每对引物所检测到的多个位点都或并且
的两翼引物中，可以一个是ASSR引物，另一个是随机引物。
如果一个是5端加锚的ASSR引物，一个是随机引物，
被另则称为RAP技术【』M1。
9
多或少地随机分布在多条染色体上，各染色体上ALFP标记的数目与染色体长度呈正相关（=.1,一对引物获得r05）而0的标记涉及的染色体数与标记数呈正相关（=.6。
因r08）2此，少量效率高的引物组合，获得覆盖整个基因组的通过可1标记【JPl。
目前，1PJ作为一种高效的指纹技术，已在遗传育种研究中发挥它的优势【l。
不过也有研究认为，
用于IRPR扩增的引物通常为1―1个碱基序列，S―CS68
由14―个碱基组成的串联重复和几个非重复的锚定碱基组成，从而保证了引物与基因组DA中SR的5或3NS末端结合，过PR反应扩增SR之间的DA片段。
SR在真核生通CSNs物中的分布是非常普遍的，且进化变异速度非常快，而并因锚定引物的IRPR可以检测基因组许多位点的差异。
与S―CSSRPR相比，于1S―CS-C用SRPR的引物不需要预先的DA测N序，也正因如此，有些IR引物可能在特定基因组DA中没SSN
1对基因组纯度和反应条件要求较高l另外用于遗传JPl,作图时，数的标记与图谱紧密度有出入。
此外，少在RPAD和RP技术基础上建立了SA（qechrtidnCRSunecacreeaez
apfdeis序列特异性扩增区域）CP（lvdap―mlegn,iroi、ASCaleemillohqne酶切fdomrlsec,扩增多态序列）DFDAa―epypceu和A（Nn/pfdnrn,NlegptDA扩增指纹）标记技术_。
这些技术ifersiii等l的出现，步丰富、进一完善了第1代分子标记技术，加了人增们对DA多态性的研究手段。
N12第2代分子标记.
有配对区域而无扩增产物，常为显性标记，通呈孟德尔式遗传，且具有很好的稳定性和多态性。
13第3代分子标记.
131SP标记技术。
单核苷酸多态性（iencod..Nsueteliplohm,P被称为第3DA分子标记，
指同一omriS）ypsN代N是位点的不同等位基因之间个别核苷酸的差异，种差异包括这
121S..SR标记技术。
在真核生物基因组中存在许多非编
单个碱基的缺失或插入[J更常见的是单个核苷酸的替换，2.0且常发生在嘌呤碱基（与G和嘧啶碱基（A）C与T之间。
）SP记可帮助区分两个个体遗传物质的差异，N标被认为是应
码的重复序列，如重复单位长度在1556个核苷酸的小卫星DAMnaleN）重复单位长度在26核苷酸的微N（iseiA,itlDt个卫星DAMestleDAl。
小卫星和微卫星DA分布N（iraeiN）3oltJN
用前景最好的遗传标记。
目前，已有21300多个标记定位于人类染色体上，在拟南芥上也已发展出26SP3个N标记。
在这些SPN标记中大约有3%包含限制性位点的多态性。
检0测SPN的最佳方法是DA芯片技术，新报道的微芯片电N最泳（iohetpos）可以高速度地检测临床样品的Mecierhri,rploescSP它比毛细管电泳和板电泳的速度可分别提高15N,0和0
于整个基因组的不同位点。
由于重复单位的大小和序列不同以及拷贝数不同，而构成丰富的长度多态性。
Mo等从ore
于119年结合PR技术创立了SRSpqecre。
9CS（ilsneea简meuept单重复序列）标记技术。
SR也称微卫星DA是一类由几SN,个（多为15）基组成的基序串联重复而成的DA序个碱N
列，其中最常见的是双核苷酸重复，C）和（G每个微即（AT）,卫星DA的核心序列结构相同，N重复单位数目1―o,06个其高度多态性主要来源于串联数目的不同。
不同遗传材料重复次数不同，致了SR长度的高度变异性，导S这一变异性正是SR标记产生的基础。
SR标记的基本原理：
SS根据微卫星重复序列两端的特定短序列设计引物，通过PR反应扩增微C
倍_。
SP2N与第1代的RL及第2FP代的SR标记的不同有S2个方面：
N其一SP不再以DA片段的长度变化作为
检测N手段，而直接以序列变异作为标记；二，N标记分析完全其SP摒弃了经典的凝胶电泳，代之以最新的DA芯片技术。
N132EI标记技术。
表达序列标签（xrsdsune..S“EpseeceeqTgS）a,ET是美国国立卫生研究院（aoaItuefel,NtnlnitoahitsHts
卫星片段。
由于核心序列重复数目不同，因而扩增出不同长度的PR产物，是检测DA多态性的一种有效方法。
微C这N
NH的生物学家Vnr11I）et于9年提出的Je9。
随着人类基因组计划的开展，S术首先被广泛应用于寻找人类新基ET技
卫星序列在群体中通常具有很高的多态性，且一般为共显而性，因此是一类很好的分子标记。
目前已利用微卫星标记构
因，绘制人类基因组图谱，识别基因组序列编码区等研究领域，之后又被广泛应用于植物基因组研究jS。
ET是指在来
建了人类、鼠、鼠、小大水稻、小麦、等物种的染色体遗传玉米图谱。
这些微卫星标记已被广泛应用于基因定位及克隆、疾
源于不同组织的eNDA文库中随机挑选克隆、,测序得到部分eNDA序列，一个EY对应于某一种rdA的eNSn￣PDA克隆的一
病诊断、缘分析或品种鉴定、作物育种、化研究等领亲农进
段序列，长度一般为1―0,550o只含有基因编码区域。
ET0bS
DNA分子标记技术
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安徽农业科学l（）492:
5―4.8
20亟173
可代表生物体某种组织某一时间的一个表达基因，以被称所
之为“表达序列标鉴”而EF;S的数目则显示出其代表的基因表达的拷贝数，一个基因的表达次数越多，其相应的cNDA克隆越多，以通过对cN所DA克隆的测序分析可以了解基因的表达丰度J目前构建cN。
DA文库一般都使用试剂盒，法方成熟。
而且飞速发展的DA测序技术，使得进一步降低大N也
[]4朱玉贤，.李毅现代分子生物学[]版.M.北京：
2高等教育出版社，t.31021JWHJMCKBLKALVKKJDApl斑lnapfdb5lASJK,UEI
R,IA.N0r叩I1mleyyiisiaiarersfeecmrelJNdiAde,901:
rtrrmaeuelntaktJ.uedsRs1,8brylugi'sc963一63.5l57
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8―9
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―4.Ol2（）329
规模DA序列测定成本成为可能JN。
2分子标记在品种鉴定中的应用DA分子标记从它诞生之日起，引起了生物科学家极N就大的兴趣，经历了短短几十年的迅猛发展后，子标记技在分术日趋成熟【J2。
早期，6人们采用形态学方法对品种进行识
[]8杨慧珍.ADRP标记在林木育种中的应用[]山西农业科学，0,J.273O5（）7―61:
37.
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―2
[0EAPMN,ODASJLHKVtAJRRpdnfao1]VLPASNRS,AOI_.aiitctnWdeiiiptgniatrysl-nympieaheocbceibieezmealdangif【蛐lntoyI_egplmm￣mh
别，方法简便、济，是由于许多形态学性状鉴定周期其经但长，受环境影响大，并且随着育种亲本的利用集中化，得所使选育的新品种在许多性状上更加相似，难以区分，而品种鉴定愈来愈困难。
2世纪后期，子生物学技术得到迅猛发0分展，而使从DA分子的角度准确可靠地对品种进行基因鉴N定和纯度分析成为可能。
与传统的田间形态鉴定相比较，DA分子标记的应用为品种鉴定和纯度分析提供了客观、N准
aas[]Daoiitioynnetnia,013:
/3nliJ.inscMe￣ogdIfisss20,T一8.ysgtrlacoDee9[]1熊立仲，1王石平，刘克德，.等微卫星和AI
FP标记在水稻分子标记连锁图上的分布[]植物学报，9,（）65―1.J.1847:
90064[]OSNM,1TE即州MApd岛tego,2D.m￣entplrlhy￣msdsueteechrcraofairasC/Poehgntatitnornesi[]/r￣eicaezitbdtnctloiyfAiaGlt【..:
sI,9.ictonmlee￣.s1j【.J14daSerli19
2tIe-4nmaht
[3祝军.M系1]苹果矮化砧木AIFP指纹图谱的构建与分析[]J.农业生物技术学报，OO1:
922O（）5―6.[]1黎裕，4贾继增，王天宇.分子己的种类及其发展Ⅲ.生物技术通报，19,54:
―2.991（）129
[]1罗文永，,5胡骏李小方.微卫星序列及其应用[]J.,∞,（）6遗传25:
1O55―
确、的渠道，快速是一项革命性的技术进步。
分子标记广泛存在于基因组DA的各个区域，量巨N数大，通过对随机分布于整个基因组的分子标记的多态性进行
69.1
比较，就能够全面评估研究对象的多样性，并揭示其遗传本质。
利用遗传多样性的结果可以对物种进行聚类分析，进而了解其系统发育与亲缘关系。
分子标记的发展为研究物J种亲缘关系和系统分类提供了有力的手段。
3展望
[6ZEIWC,AASI,AUAD.日￡1]1E/ZERFLKLBDGⅫTKA6bipe。
ysl培msqeepaSRnhr0丑ehircopiao[]eulereS）acodplscaatnalcfJ.let（erneimlilnGnnc,9,02:
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535.lpirlsiotliJ.ulccRs14237―28honeds9210H耐，/ORNM,IR￣DRea.elwtpiwt2jCOMNI￣RCMA/,t1C'eke№pih,m-blla￣mipithmlJNteGiliml1iAbosaaJ.ar∞,992:
1―aec￣“nsdshu19,2331270.
DA分子标记技术的开发是近年来分子生物学领域研N
究的热点。
随着分子生物学理论与技术的迅猛发展，必将不断地开发出分析速度更快、成本更低、信息量更大的分子标记。
而分子标记技术与DA提取程序化、N电泳胶片分析自
[1C-AZIGD,EEK,OONMAea.cdpdc2]SkMINBLNYANVTY,t1M/ofe.Iritpos:
ehf】seNecol.uede,rhriartoirdSPdttJNciAdRs￣esr￣r}-￣einJlcs2O,89:
.OO2（）431JDMSMKHEGCYEJDea.op￣etyDAs.2AD,E.YJM,OAN,t1Cml'naNAnreqen:
peselltsadhnngnmecJ.cneuuieresqe￣antaeoegxsdlqgrcl]Sic,e112251）15―169,（03:
616.955
动化、信息（数据）处理计算机化的结合，必将加速遗传图谱的构建、因的定位及克隆、基物种亲缘关系
鉴别及与人类相
[骆蒙，]贾继增.国际麦类基因组EST计划研究进展[.J中国农业科学，]20,（）101.O036:
1―123
关的致病基因的诊断和分析。
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