DNA分子标记的主要类型有哪些(至少写4种)?各自有什么特点?
1 RFLP
这项技术是Grodzicker在1974年创立的。特定生物类型的基因组DNA被某种限制性内切酶完全消化后,会产生不同分子量的同源等位基因片段,或者说RFLP标记技术的基本原理就是通过电泳分离检测这些片段的突变。例如,点突变(酶切位点的新一代和去除)和一段DNA的重组(如插入和缺失引起的酶切位点之间长度的变化)可导致酶切等位基因的变化,从而产生RFLP。该技术包括以下基本步骤:DNA提取;用DNA限制酶消化;凝胶电泳分离限制性片段;将这些碎片按照原来的顺序和位置转移到易操作的滤膜上;用放射性同位素或非放射性物质标记的DNA作为探针与膜上的DNA杂交(称为Southern杂交);放射自显影或酶检测显示不同材料在探针的限制性片段中具有多态性。
RFLP标记的主要特点是:(1)分布于整个基因组,数量几乎是无限的;(2)无表型效应,不受发育阶段和器官特异性的限制;(3)***显性,可以区分纯合子和杂合子;(4)结果稳定可靠;(5)DNA需要量大,检测技术复杂,难以用于大规模育种实践。
2 RAPD
由Williams = 1990创立,其基本原理与PCR技术一致。
PCR技术是一种在体外快速扩增特定基因或DNA序列的方法。Mullis第一个在试管中建立了反应系统。几个小时后,极少量的目标基因或特定的DNA片段可以被扩增数百万倍。其原理类似于细胞中的DNA复制过程。首先,当在接近沸点的温度下加热时,双链DNA分子被分离成两个单链DNA分子。然后,DNA聚合酶以单链DNA为模板,利用反应混合物中的四种脱氧核苷三磷酸(dNTPs)合成新的互补DNA链。以上过程是一个循环,每个循环的产物都可以作为下一个循环的模板。经过20-30个循环后,两个引物之间的特异性DNA片段能以几何数大量复制。
RAPD标记技术是用一个(有时是两个)随机引物(通常是8-10个碱基)随机扩增基因组DNA,然后用凝胶电泳分离扩增的遗传物质的基因组DNA。如果特定引物结合区发生DNA片段插入缺失或碱基突变,可能导致引物结合位点分布发生相应变化,导致PCR产物增多或缺失或分子量变化。如果PCR产物增加或缺乏,就会产生RAPD标记。
RAPD标记的主要特点是:(1)不需要DNA探针,不需要序列信息来设计引物;(2)显性遗传(极少数* * *显性),分不清杂合子和纯合子;(3)技术简单,不涉及分子杂交和放射自显影;(4)4)DNA样本需求量小,引物价格便宜,成本低;(5)实验重复性差,结果可靠性低。
3 AFLP
Zabeau和Vos在1993发明的AFLP标记是基因组DNA限制性片段选择性扩增产生的扩增产物的多态性,其本质是显示限制性内切酶限制性片段的长度多态性,但这种多态性是通过扩增片段长度的不同来检测的。这项技术结合了RFLP的稳定性和PCR技术的简单高效。同时可以克服RFLP带和RAPD技术不稳定的缺点。基本技术原理和操作步骤如下:首先用限制性内切酶消化基因组DNA,形成许多大小不同的随机限制性片段;然后将这些片段的两端与特异性寡核苷酸接头连接;然后根据接头序列设计引物。因为限制性片段太多,所有扩增后的产物在凝胶上很难分离。因此,在引物的第三端增加了1-3个选择性碱基,这样只有那些能与选择性碱基配对的片段才能与引物结合并作为模板扩增,从而达到选择性扩增限制性片段的目的。最后,用聚丙烯酰胺凝胶电泳分离这些特异性扩增产物。
AFLP标记的主要特点是:(1)由于AFLP分析中可使用的限制性内切酶和选择性碱基类型较多,因此该技术产生的标记数是无限的;(2)典型的AFLP分析,每个反应产物的条带都在50-100之间,所以一次分析可以同时检测多个位点,多态性极高;(3) * *显性,典型的孟德尔遗传;(4)分辨率高,结果可靠;(5)目前这项技术受专利保护,分析用的试剂盒价格昂贵,实验条件苛刻。
4次SSR(SSLP)
SSR(微卫星DNA),由Moore于1991年发现,是一类由若干(多为1-5)个碱基组成的DNA序列,一般长度较短,广泛分布于基因组的不同部位,如(CA) N (AT) N (GGC)。这就导致了SSR长度的高度变异性,而这正是SSR标记的基础。微卫星DNA虽然分布在整个基因组的不同位置,但其两端多为保守的单拷贝序列,因此可以根据这两端的序列设计一对特异性引物,通过PCR技术扩增出它们之间的核心微卫星DNA序列,并通过电泳分析技术获得其长度多态性,即SSR标记。
SSR标记的主要特点是:(1)丰富,广泛分布于全基因组;(2)等位基因变异多;(3)***显性标记,可以鉴别杂合子和纯合子;(4)实验重复性好,结果可靠;(5)由于创建新标签时需要知道重复序列两端的序列信息,因此开发难度大,成本高。
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