1、第九章 動物基因組學(xué) （Animal Genomics）,第一節(jié) 人類基因組計劃 第二節(jié) 基因組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué) 第三節(jié) 基因圖譜 第四節(jié) 生物信息學(xué) 第五節(jié) 分子遺傳標(biāo)記,一、什么是人類基因組計劃？,人類基因組計劃（Human Genome Project , HGP)是指通過測定人類基因組DNA的3109對核苷酸的序列，探尋所有人類基因并確定他們在染色體上的位置，明確所在基因的結(jié)構(gòu)及功能，解讀人類的全部遺傳信息，使得人類第一次在分子水平上全面認(rèn)識自我。,第一節(jié) 人類基因組計劃 （Human Genome Project）,二、為什么啟動人類基因組計劃？,隨著研究的不斷深入，人們對DNA的認(rèn)識

2、越來越深，我們有必要對人類所有遺傳信息進(jìn)行測序，同時由于測定方法的完善，使得進(jìn)行人類基因組測序成為可能。,三、人類基因組計劃的研究進(jìn)展,1985年，美國的杜爾貝克“癌癥研究的轉(zhuǎn)折點-測定人類基因組序列”。 1988年，美國國會批準(zhǔn)，政府資助成立人類基因組，由多個國家籌集基金和科研力量，積極參與這一國際性研究計劃。 1990年10月，國際人類基因組計劃正式啟動，預(yù)計用15年的時間，投資30億美元，完成30億對堿基的測序，并對所有基因進(jìn)行繪圖和排序，全球人類基因組計劃有美國、英國、日本、法國、德國和中國六個國家負(fù)責(zé)，分別承擔(dān)54%，33%，7%，2.2%，2.8%和1%測序任務(wù)。,多國合作小組20

3、01年在Nature上公布結(jié)果 Craig Venter博士采用鳥槍法于Science上發(fā)表結(jié)果。 人基因組測序的完成可與人類登月媲美。,四、人類基因組計劃結(jié)果公布,耗時 10 載，耗費 30 億美元； 基因組大小 30億 堿基，其中中國承擔(dān) 1% 的測序任務(wù)。 1 %為外顯子， 99 %為內(nèi)含子和重復(fù)序列； 表達(dá)蛋白質(zhì)的基因組數(shù)量約為 3 萬； 約含 100百萬 個SNP標(biāo)記。,序列測定方法 1,全基因組鳥槍法： 在一定作圖信息基礎(chǔ)上，繞過大片段連續(xù)克隆系的構(gòu)建而直接將基因組分解成小片段隨機測序，利用超級計算機進(jìn)行組裝（美國Celera公司）。,序列測定方法 2,五、人類基因組計劃的意義,第

4、一：獲得人類全部基因序列將有助于人類認(rèn)識許多遺傳疾病以及癌癥等疾病的治病機理，為分子診斷、基因治療等新方法提供理論依據(jù)。 第二：破譯生命密碼的人類基因組計劃有助于人們對基因的表達(dá)調(diào)控有更深入的了解。 第三：人類基因圖譜對揭示人類發(fā)展，進(jìn)化的歷史具有重要意義。,基因組大小的比較（1）,基因組大小的比較（2）,六、其它物種基因組,2000年3月，“全基因組鳥槍法”獲得果蠅全基因組序列，發(fā)表在Science上。 2000年10月，美英等科學(xué)家宣布繪出擬南芥基因組的完全圖譜，這是人類首次破譯出一種基因的序列。 水稻基因組我國二十世紀(jì)的大事,第二節(jié) 基因組學(xué)及蛋白質(zhì)組學(xué),一、基因組與基因組學(xué) 基因組（G

5、enome）就是指生物體染色體、細(xì)胞器中所含的全套遺傳物質(zhì)；一種生物全部基因的集合稱為“基因組”。 基因組學(xué)（Genomics）就是研究基因組結(jié)構(gòu)和功能的科學(xué)。,（一） 基因組學(xué)的分類,根據(jù)研究對象分為：腫瘤基因組學(xué) 、植物基因組學(xué)、藥物基因組學(xué)、環(huán)境基因組學(xué)等 根據(jù)研究重點基因組學(xué)可以分為結(jié)構(gòu)基因組學(xué)和功能基因組學(xué)。 結(jié)構(gòu)基因組學(xué) 功能基因組學(xué),結(jié)構(gòu)基因組學(xué),1、概念和目的 以全部基因組測序為目標(biāo)的基因結(jié)構(gòu)研究，弄清基因組中全部基因的位置和結(jié)構(gòu)，為基因功能的研究奠定基礎(chǔ)。其目的是建立高分辯的遺傳圖譜、物理圖譜、轉(zhuǎn)錄圖譜和序列圖譜。 2、結(jié)構(gòu)基因組研究常用方法 1 脈沖場凝膠電泳：改變電場方向

6、和調(diào)整脈沖時間，將長度不同的DNA分開。,2 毛細(xì)管電泳：可用于單核苷酸改變的尋找，短串聯(lián)重復(fù)序列的檢查，DNA測序，基因及其表達(dá)產(chǎn)物的分析。 3 基因芯片技術(shù)：可用于表達(dá)譜測定、突變檢測、多態(tài)性分析、基因組文庫作圖和雜交測序等。 4 全基因組隨機測序（全基因組鳥槍戰(zhàn)略）：先打斷DNA測序，然后作圖。,功能基因組學(xué),1、概念： 利用結(jié)構(gòu)基因組學(xué)提供的信息，以高通量，大規(guī)模試驗方法及統(tǒng)計與計算機分析為特征，全面系統(tǒng)的分析全部基因的功能。 2、基因功能從研究角度包括：生物學(xué)功能、細(xì)胞學(xué)功能、發(fā)育學(xué)功能等。,3、功能基因組學(xué)研究的方法,差異顯示反轉(zhuǎn)錄PCR 基因表達(dá)序列分析（SAGE） 基因芯片或微

7、點矩陣 RNA干涉技術(shù) 遺傳足跡法 發(fā)求遺傳學(xué) 蛋白質(zhì)組學(xué)和生物信息學(xué)方法,生物芯片,生物芯片,（二）比較基因組學(xué),利用生物在進(jìn)化上的親緣關(guān)系,來比較它們與人類之間的相似與相異,即比較基因組學(xué)。,（三）后基因組時代( Postgenome era),* 人類基因組計劃完成之后，生物學(xué)被重新劃分為前基因組和后基因組兩部分。 * 科學(xué)研究已開始進(jìn)入“后基因組時代”。主要是開展蛋白質(zhì)組的研究。 * 有科學(xué)家形象地說道：即使基因測序全部完成，也只好像是一本沒有姓名、只有號碼的電話簿。“后基因組時代”的最終目標(biāo)，是要把深奧的DNA語言變成一本基因大百科全書。,蛋白組（Proteome） 蛋白質(zhì)組是指“一

8、種基因組所表達(dá)的全套蛋白質(zhì)”。 蛋白組學(xué)（Proteomics） 一門在整體水平上研究細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的組成及其活動規(guī)律的新興學(xué)科。 蛋白組學(xué)與功能基因組學(xué)息息相關(guān)。,二、蛋白組與蛋白組學(xué),1.蛋白質(zhì)分離和鑒定：2.翻譯后修飾：翻譯后修飾是蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)功能的重要方式，因此對蛋白質(zhì)翻譯后修飾的研究對闡明蛋白質(zhì)的功能具有重要作用。3.蛋白質(zhì)功能確定：如分析酶活性和確定酶底物，細(xì)胞因子的生物分析/配基-受體結(jié)合分析?？梢岳没蚯贸头戳x技術(shù)分析基因表達(dá)產(chǎn)物-蛋白質(zhì)的功能。另外對蛋白質(zhì)表達(dá)出來后在細(xì)胞內(nèi)的定位研究也在一定程度上有助于蛋白質(zhì)功能的了解。4.對人類而言，蛋白質(zhì)組學(xué)的研究最終要服務(wù)于人類的健康，

9、主要指促進(jìn)分子醫(yī)學(xué)的發(fā)展。如尋找藥物的靶分子，很多藥物本身就是蛋白質(zhì)，而很多藥物的靶分子也是蛋白質(zhì)。藥物也可以干預(yù)蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用。,蛋白質(zhì)組學(xué)的研究內(nèi)容,蛋白質(zhì)組學(xué)研究方法,1 用于蛋白質(zhì)分離技術(shù)方面的如雙向凝膠電泳，雙向“高效”柱層析等 2 用于蛋白質(zhì)鑒定技術(shù)如質(zhì)譜技術(shù)，凝膠圖像分析，蛋白質(zhì)和多肽的N端，C端測序及氨基酸組成分析 3 用于蛋白質(zhì)相互作用及作用方式研究的雙雜交系統(tǒng) 4 用于分析大量數(shù)據(jù)的生物工程信息學(xué)等,第三節(jié) 基因圖譜 （gene map）,一、遺傳圖譜：又稱連鎖圖譜(linkage map)，,應(yīng)用遺傳學(xué)技術(shù)構(gòu)建能顯示基因以及其它序列特征在基因組上位置的圖。 方法是

10、以多態(tài)的遺傳標(biāo)記作為界標(biāo)，計算細(xì)胞減數(shù)分裂過程中遺傳標(biāo)記之間發(fā)生重組的頻率，來確定兩個遺傳標(biāo)記在染色體上的相對位置。 遺傳標(biāo)記之間的相對距離即圖距以厘摩（cM，厘摩爾根，centi-Morgan）為單位。當(dāng)兩個遺傳標(biāo)記之間的重組值為1%時，圖距即為1cM。,現(xiàn)代遺傳圖的概念是于1980年提出的，就是將單純的表型多態(tài)性界標(biāo)改變?yōu)橐訢NA序列的多態(tài)作為作圖界標(biāo)。 各種遺傳界標(biāo)可在國際互聯(lián)網(wǎng)上可以查閱（）。 當(dāng)用DNA序列多態(tài)作為界標(biāo)的遺傳圖時，一但確定該DNA界標(biāo)與某一基因的具體位置，便可分離克隆這個基因。 人類第一張以RFLP為界標(biāo)的遺傳圖發(fā)表于1987年。,經(jīng)

11、典遺傳圖的作圖最常用的是三點測交法。,遺傳圖的局限性,1.分辨率有限 高等真核生物子代數(shù)量有限，只有少數(shù)的減數(shù)分裂事件可供研究，連鎖分析的分辨率受很大限制 2.精確度較低 假設(shè)交換是隨機發(fā)生的，但由于交換熱點的存在使某一區(qū)段的交換頻率遠(yuǎn)高于其它區(qū)段，無法繪制精確的遺傳圖。,二、物理圖譜（physical map),是指有關(guān)構(gòu)成基因組的全部基因的排列和間距的信息，它是通過對構(gòu)成基因組的DNA分子進(jìn)行測定而繪制的。繪制物理圖譜的目的是把有關(guān)基因的遺傳信息及其在每條染色體上的相對位置線性而系統(tǒng)地排列出來。,隨著遺傳圖譜和物理圖譜的完成，測序就成為重中之重的工作。DNA序列分析技術(shù)是一個包括DNA片段

12、堿基分析、DNA信息翻譯的多階段的過程。通過測序得到基因組的序列圖譜。 四、基因圖譜 基因圖譜（轉(zhuǎn)錄圖譜）是在識別基因組所包含的蛋白質(zhì)編碼序列的基礎(chǔ)上繪制的結(jié)合有關(guān)基因序列、位置及表達(dá)模式等信息的圖譜。在人類基因組中鑒別出占具2%5%長度的全部基因的位置、結(jié)構(gòu)與功能，最主要的方法是通過基因的表達(dá)產(chǎn)物mRNA反追到染色體的位置。,三、序列圖譜,第三節(jié) 生物信息學(xué) （Bioinformatics）,背景知識,包括人、雞、水稻等動植物以及大腸桿菌等原核生物的數(shù)十種模式生物的基因組序列的成功獲得，以及更多生物基因組序列的即將獲得。 生物信息學(xué)是在此背景下發(fā)展起來的綜合運用生物學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、信息科學(xué)

13、以及計算機科學(xué)等諸多學(xué)科的理論方法的嶄新交叉學(xué)科。生物信息學(xué)是內(nèi)涵非常豐富的學(xué)科，其核心是基因組信息學(xué)，包括基因組信息的獲取、處理、存儲、分配和解釋。,生物信息學(xué)是以生物大分子為研究對象，以計算機為工具，運用數(shù)學(xué)和信息科學(xué)的觀點、理論和方法去研究生命現(xiàn)象、組織和分析呈指數(shù)級增長的生物信息數(shù)據(jù)的一門科學(xué).,什么是生物信息學(xué)？,主要研究內(nèi)容,1、生物信息的收集、存儲、管理與提供 包括建立國際基本生物信息庫和生物信息傳輸?shù)膰H聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)；建立生物信息數(shù)據(jù)質(zhì)量的評估與檢測系統(tǒng)；生物信息的在線服務(wù)；生物信息可視化和專家系統(tǒng)。 2、基因組序列信息的提取和分析 包括基因的發(fā)現(xiàn)與鑒定；基因組中非編碼區(qū)的信息結(jié)構(gòu)

14、分析，提出理論模型，闡明該區(qū)域的重要生物學(xué)功能；進(jìn)行模式生物完整基因組的信息結(jié)構(gòu)分析和比較研究；利用生物信息研究遺傳密碼起源、基因組結(jié)構(gòu)的演化、基因組空間結(jié)構(gòu)與DNA折疊的關(guān)系以及基因組信息與生物進(jìn)化關(guān)系等生物學(xué)的重大問題。,3、功能基因組相關(guān)信息分析 包括與大規(guī)?；虮磉_(dá)譜分析相關(guān)的算法、軟件研究，基因表達(dá)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的研究；與基因組信息相關(guān)的核酸、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的預(yù)測和模擬，以及蛋白質(zhì)功能預(yù)測的研究。 4、生物大分子結(jié)構(gòu)模擬和藥物設(shè)計 包括RNA(核糖核酸)的結(jié)構(gòu)模擬和反義RNA的分子設(shè)計；蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)模擬和分子設(shè)計；具有不同功能域的復(fù)合蛋白質(zhì)以及連接肽的設(shè)計；生物活性分子的電子結(jié)構(gòu)計算和設(shè)

15、計；納米生物材料的模擬與設(shè)計；基于酶和功能蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)、細(xì)胞表面受體結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計；基于DNA結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計等。,5、生物信息分析的技術(shù)與方法研究 包括發(fā)展軟件、數(shù)據(jù)庫工具；改進(jìn)現(xiàn)有的理論分析方法；創(chuàng)建一切適用于基因組信息分析的新方法、新技術(shù)。包括引入復(fù)雜系統(tǒng)分析技術(shù)、信息系統(tǒng)分析技術(shù)等；建立嚴(yán)格的多序列比較方法；發(fā)展與應(yīng)用密碼學(xué)方法以及其他算法和分析技術(shù)；發(fā)展研究基因組完整信息結(jié)構(gòu)和信息網(wǎng)絡(luò)的研究方法等；發(fā)展生物大分子空間結(jié)構(gòu)模擬、電子結(jié)構(gòu)模擬和藥物設(shè)計的新方法與新技術(shù)。 6、應(yīng)用與發(fā)展研究 匯集與疾病相關(guān)的人類基因信息，發(fā)展患者樣品序列信息檢測技術(shù)和基于序列信息選擇表達(dá)載體、引物的技術(shù)，建立

16、與動植物良種繁育相關(guān)的數(shù)據(jù)庫以及與大分子設(shè)計和藥物設(shè)計相關(guān)的數(shù)據(jù)庫。,EMBL、GenBank和DDBJ是國際上三大主要核酸序列數(shù)據(jù)庫。 EMBL是由EuropeanMolecularBiology Laboratory于1982年創(chuàng)建的，目前由歐洲生物信息學(xué)研究所負(fù)責(zé)管理。數(shù)據(jù)庫網(wǎng)址是：http:/www.ebi.ac.uk/embl/。,基因和基因組數(shù)據(jù)庫,GenBank 美國國家健康研究院NIH也于80年代初委托洛斯阿拉莫斯國家實驗室建立GenBank，后移交給國家生物技術(shù)信息中心NCBI，隸屬于NIH下設(shè)的國家醫(yī)學(xué)圖書館。NCBI的網(wǎng)址是：http:/www.ncbi.nlm.nih.

17、gov。,DDBJ是DNADataBaseofJapan的簡稱，創(chuàng)建于1986年，由日本國家遺傳學(xué)研究所負(fù)責(zé)管理。DDBJ的網(wǎng)址是：http:/www.ddbj.nig.ac.jp/。 1988年，EMBL、GenBank與DDBJ共同成立了國際核酸序列聯(lián)合數(shù)據(jù)庫中心，建立了合作關(guān)系。,蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫,1. PIR和PSD PIR國際蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫(PSD)是由蛋白質(zhì)信息資源(PIR)、慕尼黑蛋白質(zhì)序列信息中心(MIPS)和日本國際蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫(JIPID)共同維護(hù)的國際上最大的公共蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫。PIR和PSD的網(wǎng)址是：/。 2. SWI

18、SS-PROT SWISS-PROT是經(jīng)過注釋的蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫，由歐洲生物信息學(xué)研究所(EBI)維護(hù)。SWISS-PROT的網(wǎng)址是：http:/www.ebi.ac.uk/swissprot/。,3. PROSITE PROSITE數(shù)據(jù)庫收集了生物學(xué)有顯著意義的蛋白質(zhì)位點和序列模式，并能根據(jù)這些位點和模式快速和可靠地鑒別一個未知功能的蛋白質(zhì)序列應(yīng)該屬于哪一個蛋白質(zhì)家族。PROSITE的網(wǎng)址是：http:/www.expasy.ch/prosite/。 4. PDB 蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)倉庫(PDB)是國際上唯一的生物大分子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)檔案庫，由美國Brookhaven國家實驗室建立。 RCSB的PDB數(shù)據(jù)

19、庫網(wǎng)址是：/pdb/。,功能數(shù)據(jù)庫,1. KEGG 京都基因和基因組百科全書(KEGG)是系統(tǒng)分析基因功能，聯(lián)系基因組信息和功能信息的知識庫。http:/www.genome.ad.jp/kegg/。 2. DIP 相互作用的蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(DIP)收集了由實驗驗證的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)相互作用。/。,3. ASDB 可變剪接數(shù)據(jù)庫(ASDB)包括蛋白質(zhì)庫和核酸庫兩部分。ASDB的網(wǎng)址是：/asdb。 4. TRRD 轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)數(shù)據(jù)庫(TRRD)是在不斷積累的真核生物基因調(diào)控區(qū)

20、結(jié)構(gòu)功能特性信息基礎(chǔ)上構(gòu)建的。http:/wwwmgs.bionet.nsc.ru/mgs/dbases/trrd4/。 5. TRANSFAC TRANSFAC數(shù)據(jù)庫是關(guān)于轉(zhuǎn)錄因子、它們在基因組上的結(jié)合位點和與DNA結(jié)合的profiles的數(shù)據(jù)庫。 http:/transfac.gbf.de/TRANSFAC/。,常用操作舉例,基因組序列信息分析 序列比對和數(shù)據(jù)庫搜索（BLAST） 核酸與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的預(yù)測分析(DNAMAN/DNAStar) 蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)預(yù)測 分子進(jìn)化分析/序列進(jìn)化樹(DNAMAN/DNAStar) 功能基因組相關(guān)信息分析,第四節(jié) 分子遺傳標(biāo)記 （Molecular

21、 Genetic Marker）,一、什么是遺傳標(biāo)記？,遺傳標(biāo)記(genetic marker):指能夠用以區(qū)別生物個體或群體及其特定基因型、并能穩(wěn)定遺傳的物質(zhì)標(biāo)記。 它具有兩個基本特征，即可遺傳性和可識別性； 因此生物的任何有差異表型的基因突變型均可作為遺傳標(biāo)記。,二、遺傳標(biāo)記的類型,形態(tài)學(xué)標(biāo)記（morphological marker） 細(xì)胞學(xué)標(biāo)記(cytological marker) 生化標(biāo)記(biochemical marker) 分子標(biāo)記(molecular marker)：DNA分子遺傳標(biāo)記，或DNA標(biāo)記。,(一）形態(tài)學(xué)標(biāo)記（第一代遺傳標(biāo)記）：,形態(tài)標(biāo)記指肉眼可見的或儀器測量生物

22、的外部特征（如毛色、體型、皮膚結(jié)構(gòu)、生理特征、地理分布等），即個體的外部形態(tài)特征。 優(yōu)點： 形態(tài)標(biāo)記簡單、直觀、經(jīng)濟方便； 是早期使用的一種遺傳標(biāo)記，也是現(xiàn)在也常用的一種方法。,缺點： 1.標(biāo)記數(shù)量有限、多態(tài)性較差 2.表現(xiàn)易受環(huán)境影響，并且有一些標(biāo)記與不良性狀連鎖。 3.形態(tài)標(biāo)記的獲得需要通過誘變、分離純合的過程，周期較長。 4.形態(tài)標(biāo)記在遺傳育種中的作用有限。,（二）細(xì)胞遺傳標(biāo)記（第一代遺傳標(biāo)記）,細(xì)胞學(xué)標(biāo)記即細(xì)胞染色體的變異。 包括染色體核型（染色體數(shù)目、結(jié)構(gòu)、隨體有無、著絲粒位置等）和帶型（C帶、N帶、G帶等）的變化。 優(yōu)點： 與形態(tài)標(biāo)記相比，細(xì)胞學(xué)標(biāo)記的優(yōu)點是能進(jìn)行一些重要基因的染色

23、體或染色體區(qū)域定位。,缺點 需要花費較大的人力和較長時間來培育，難度很大 某些物種對染色體變異反應(yīng)敏感； 變異難以用細(xì)胞學(xué)方法進(jìn)行檢測。 真正用于遺傳育種研究中的細(xì)胞學(xué)標(biāo)記較少,（三）生化標(biāo)記（第二代遺傳標(biāo)記）,以同工酶和貯藏蛋白的電泳譜帶作為特征的遺傳標(biāo)記。反應(yīng)的是基因表達(dá)產(chǎn)物蛋白質(zhì)水平上的差異?？捎糜阼b別不同物種或品種。 優(yōu)點： 與形態(tài)標(biāo)記、細(xì)胞標(biāo)記相比，經(jīng)濟方便。 表現(xiàn)近中性，對生物經(jīng)濟性狀一般沒有大的不良影響；直接反映了基因產(chǎn)物差異，受環(huán)境影響較小。 缺點： 可用標(biāo)記數(shù)量少 有些酶的染色方法和電泳技術(shù)有一定難度。 不能直接反應(yīng)基因的情況,（四）分子標(biāo)記（第三代遺傳標(biāo)記）,分子標(biāo)記（又叫

24、DNA分子標(biāo)記，DNA標(biāo)記）指能個體間遺傳物質(zhì)內(nèi)核苷酸序列變異為基礎(chǔ)的遺傳標(biāo)記，是DNA水平遺傳多態(tài)性的直接反應(yīng)。 優(yōu)點： 直接以DNA的形式表現(xiàn)，在生物體的各個組織、各個發(fā)育階段均可檢測到，不受季節(jié)、環(huán)境限制，不存在表達(dá)與否等問題 數(shù)量極多，遍布整個基因組，可檢測座位幾乎無限 多態(tài)性高，自然界存在許多等位變異，無須人為創(chuàng)造 表現(xiàn)為中性，不影響目標(biāo)性狀的表達(dá)； 許多標(biāo)記表現(xiàn)為共顯性的特點，能區(qū)別純合體和雜合體。,分子標(biāo)記的三個階段,隨著分子生物學(xué)技術(shù)發(fā)展和研究水平的深入，分子標(biāo)記的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段，也稱為三代DNA分子標(biāo)記。 第一代分子標(biāo)記：RFLP； 第二代分子標(biāo)記：微衛(wèi)星（ms）； 第三

25、代分子標(biāo)記：SNP；,分子標(biāo)記的種類和原理,1. RFLP,restriction fragment length polymotphism:限制性片段長度多態(tài)性 原理：限制性內(nèi)切酶能識別和切割特異核苷酸序列。由于DNA某一位點的變異有可能引起該位點特異性的酶切位點的改變，當(dāng)用限制性內(nèi)切酶處理不能生物個體的DNA時，致使酶切片段的長度發(fā)生變化，個體間出現(xiàn)限制性片段長度的差異。DNA序列能或不能被某一酶酶切，實際上相當(dāng)于一對等位基因的差異。,基本過程：取得DNA樣本酶切電泳轉(zhuǎn)移至硝酸纖維膜上DNA探針雜交放射自顯影,Southern雜交過程,RFLP檢測,優(yōu)點： 遍布于整個基因組，數(shù)量幾乎是無限

26、的 無表型效應(yīng)，不受發(fā)育階段及器官特異性限制 共顯性，可區(qū)分純合子和雜合子 結(jié)果穩(wěn)定、可靠,缺點： 檢測技術(shù)繁雜，成本較高，難以用于大規(guī)模的育種實踐中 分析對樣品純度要求較高，樣品需要量大 RFLP多態(tài)信息含量低 多態(tài)性水平過分依賴于限制性內(nèi)切酶的種類和量,2. 可變串聯(lián)重復(fù)多態(tài)性（varible number of tandem repeats, VNTR）,小衛(wèi)星DNA（minisatellite DNA），第一代指紋技術(shù)（DNA fingeiprinting) 原理： 重復(fù)DNA小序列，10-70nt（核苷酸），拷貝10-1000，主要存在于染色體靠近端粒處。 多態(tài)性的原因 由于重復(fù)單位間不等交換，個體間存在串聯(lián)數(shù)目的差異拷貝數(shù)多態(tài)性 個體間在序列長度上差異長度多態(tài)性，人群中的分布表現(xiàn)高度的個體特異性。,標(biāo)記特點,與RFLP大致相同，但對限制性內(nèi)切酶和探針有特殊的要求。 限制性內(nèi)切酶的切點必須不在重復(fù)序列中，以保證小衛(wèi)星序列的完整性。 內(nèi)切酶在基因組的其他部位有較多的酶切位點，通過電泳檢測多態(tài)性。 可充分顯示長度重復(fù)序列片段的多態(tài)性。分子雜交所用DNA探針核苷酸序列必須是小衛(wèi)星序列通過分子雜交