动物基因组学基础

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1、第八章动物基因组学基础第一节动物遗传标记一遗传标记的概念及其发展（一）遗传标记的概念遗传标记是指能够用以区别生物个体或群体及其特定基因型、并能稳定遗传的物质标志。遗传标记是一些等位基因或遗传物质，能在生物体上以各种形式表现出各种变异。遗传标记的概念经历了从宏观到微观、从外部到内部、从蛋白质到DNA的发展过程。1（二）遗传标记概念的发展□形态学标记能用肉眼观察和识别的外部性状。例如，动物的毛色、角形、耳型、体型、外貌等。此法简单直观，但标记数目少、多态性低、易受环境影响。□细胞遗传标记主要是指染色体核型（染色体的数目、大小、随体、着丝粒位置、核仁组织区等）

2、、带型和数量的变异。此法能反映出染色体结构和数目的多态性，但由于这些变异往往带来有害的表型效应，生物难以忍受。2□免疫遗传标记以动物的免疫学特征为标记，主要是红细胞抗原多态性和白细胞抗原多态性。·红细胞抗原多态性——血型，以细胞表面的抗原而定·白细胞抗原多态性——主要组织兼容性复合体（MHC），以白细胞表面的抗原而定。□生化遗传标记（蛋白质多态性标记）同一种动物中，具有相同功能的蛋白质存在两种以上的变异体，有些可以用电泳方法区分其中的差异。3□分子遗传标记○分子遗传标记是以DNA多态性为基础的遗传标记，又称DNA分子标记或多态性DNA标记。○自20世纪7

3、0年代以来，随着分子生物学的发展，相继建立了多种分子遗传标记检测技术，例如，RFLP、VNTR、RAPD、AFLP、SNP等。○分子遗传标记的特点：遗传多态性高；检测方法简单快捷；遗传共显性，能分离出等位基因的三种基因型。4二、分子遗传标记（一）限制性片段长度多态性（restictionfragmentlengthpolymorphism,RFLP）○RFLPRFLP是1980年建立的第一代分子遗传标记。原理：用限制性内切酶切割不同个体的DNA时，如果存在酶切位点的变化，就会产生长度不同的DNA片段，电泳后用克隆探针检测时，就会出现泳动行为的改变。基本过

4、程：取得DNA样本——酶切——电泳——转移至硝酸纤维膜上——DNA探针杂交——放射自显影5图7-1Southern杂交过程6图7-2RFLP检测7○聚合酶链式反应（polymerasechainreaction,PCR）PCR是1985年建立的一种体外快速扩增特定基因或DNA序列的方法。原理：在反应温度为90—95℃时，DNA变性成为单链；反应温度降至45—65℃时，两种引物与两条单链DNA退火而配对结合；反应温度升至72℃左右时，在TaqDNA聚合酶作用下，引物以单链DNA为模板逐步延伸成新的单链。“变性——退火——延伸”这一循环完成后，DNA复制了一

5、次，由一个DNA分子成为两个DNA分子。8图7-3DNA扩增原理9○PCR—RFLP如果已知多态性位点周围的DNA序列，则可用PCR快速而简单地进行RFLP分析。首先根据多态位点两侧序列设计和合成引物；以基因组DNA为模板进行PCR扩增；用相应的内切酶进行消化；再进行电泳，分析PCR区带判断多态性。10图7-4PCR—RFLP11（二）串联重复序列标记（tandemrepeatedsequence,TRS）○真核基因组序列单一序列短片段重复序列（正向重复、反向重复、回文序列）长片段重复序列（轻度重复、中度重复、高度重复）12高度重复序列卫星DNA（sat

6、elliteDNA）序列中G-C含量约30%，远低于基因组中主体DNA（G-C含量约42%）。将DNA切成片段进行氯化铯密度梯度离心时，由于富含A-T浮力密度小，形成一条窄带在主体DNA外面，故称卫星DNA。小卫星DNA（minisatelliteDNA）微卫星DNA（microsatelliteDNA）13图7-6卫星DNA14○小卫星标记小卫星DNA是一种可变数量的串联重复（variblenumberoftandemrepeats,VNTR），在不同个体和基因组的不同位点上数目都不同。用内切酶把总DNA切成不同长度的片段（VNTR上没有酶切位点），再

7、以VNTR中的特殊序列为探针进行Southern杂交，由于不同个体的这种串联重复的数目及位置不同，所以VNTR的Southern杂交谱带具有高度的个体特异性，故又称其为DNA指纹（DNAfingerprints）。15○微卫星标记微卫星DNA又称短串联重复序列（STR），重复单位的核心序列为2—6bp。以微卫星DNA两侧特异性序列设计探针，用PCR技术扩增微卫星片段，扩增产物经电泳分离，不同个体因核心序列重复次数不同而产生DNA多态性。16真核生物基因组序列17一个家系的微卫星PCR检测结果18（三）单核苷酸多态性标记（singlenucleotidep

8、olymorphism,SNP）SNP与RFLP、STR等标记不同之处在于不以“