同工酶与等位酶
✍同工酶与等位酶
电泳可区分的同一种酶（系统）的不同变化。
同工酶(isozyme)：广义是指生物体内催化相同反应而
分子结构不同的酶。催化相同的化学反应，但其蛋白 质分子结构、理化性质和免疫性能等方面都存在明显 差异的一组酶 。
等位酶(allozyme)：由同一个位点的不同等位基因编码
染色体显带（chromosome banding）：借助于特殊的处理程序，
使染色体显出深浅不同的带纹。染色体的数目、位置、宽窄与浓 淡具有相对的稳定性。
染色体带型分析：通过蛋白酶或酸、碱、盐等化学因素或温度变
化等物理因素处理染色体，然后用Giemsa、芥子喹吖因等染料进 行染色，可使各对染色体上表现出不同的染色带型或荧光域，因 而可以在经典的核型分析的基础上，进一步根据染色体的带型更 精细地分析染色体。
达能力。
第一章 绪论
1.1 遗传标记的类型及发展 1.2 遗传物质——DNA 1.3 聚合酶链式反应——PCR 1.4 分子标记常用技术概述
1.1 遗传标记的类型及发展
A genetic marker is any difference in DNA, no matter how it is detected, whose pattern of transmission from generation to generation can be detected. Genetic marker that are detected by direct analysis of the DNA are called DNA markers.
在个体发育中，从胚胎到出生，再到成年，随着组织的分化和发
育，各种同工酶谱也有一个分化转变的过程。
酶是基因表达的直接产物，同工酶谱的器官组织特异性也反映了基
因表达的特异性。
目前与性别分化有关的同工酶研究大多集中在过氧化物酶同工酶在
雌雄器官中的差异研究。
早在1972年，Penel等就注意到菠菜的性别差异与过氧化物酶同工酶
分子标记技术
（Techniques of Molecular Markers）
课程基本情况:

教学目的: 使学生了解以Souther blot 、 PCR为基础,能用于遗传多样性 研究的分子标记技术,包括RFLP、RAPD、AFLP、SSR、ISH、 DDRT-PCR、SNP 等. 教学内容及基本要求: DNA结构与功能；PCR技术；各种分子标记技术 基本原理；各种分子标记技术基本操作方法；分子标记技术的应用； 实验中经常遇到的问题及解决方法。 教学目标：使学生掌握常见分子标记技术使用的基本技能。 学习本课程的前期课程要求: 遗传学、细胞生物学、分子生物学.
✍分子标记的种类与历史
蛋白质：同工酶(等位酶)上世纪六十年代以来 核苷酸序列和片段：tRNA（1965） 1980年以来：RFLP 1984年以来：SSR 1990年以来：RAPD 1993年以来：AFLP 1996年以来：DDRT-PCR
1.2 遗传物质——DNA
✍ DNA结构原理 ✍ DNA分子的结构与功能 ✍ DNA的理化性质及应用
形态标记简单直观、经济方便；但其数量在多
数植物中是很有限的，且多态性较差，表现易 受环境影响，并且有一些标记与不良性状连锁。 此外形态标记的获得需要通过诱变、分离纯合 的过程，周期较长。因此,形态标记在作物遗 传育种中的作用是有限的。
❷ 细胞学标记（cytological markers）
☛ 细胞学标记即植物细胞染色体的变异。各个物种的染色 体都有特定的特征。 包括染色体核型（染色体数目、结构、随体有无、 着丝粒位置等）和带型（C带、N带、G带等）的变化 与形态标记相比，细胞学标记的优点是能进行一些 重要基因的染色体或染色体区域定位。但细胞学标记材 料需要花费较大的人力和较长时间来培育，难度很大； 同时某些物种对染色体变异反应敏感；还有些变异难以 用细胞学方法进行检测。 因此，到目前为止，真正应用于作物遗传育种研究 中的细胞学标记还很少。
1.2.1 DNA结构原理
✍ DNA双螺旋的发现
✍ 典型双螺旋结构
DNA双螺旋的发现
✍ 1943年Avery证明DNA携带遗传信息
Oswald Avery (1877-1955) Microbiologist Avery led the team that showed that DNA is the unit of inheritance. One Nobel laureate has called the discovery "the historical platform of modern DNA research", and his work inspired Watson and Crick to seek DNA's structure.
谱带的数目有关。
沈德绪认为葡萄和中华猕猴桃中雌株酶带数也比雄株多。 范双喜等对芦笋雌雄株过氧化物酶同工酶(POD)进行了研究，结果
表明雄株均比相应的雌株少一条酶带，说明芦笋性别差异与过氧化 物酶同工酶谱带的数目有关，过氧化物酶同工酶谱的差异可以作为 性别鉴定的指标。
另外在杨梅、猕猴桃等中也有过类似的报道。
✍广义的分子标记是指可遗传并可检测的特异 DNA序列或蛋白质。
狭义的分子标记仅指DNA或(RNA)标记，而这 个界定现在被广泛采纳。 ✍目前，分子标记技术（这里指DNA或cDNA分 ion Fragment Length Polymorphisms)、 RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA)、 AFLP (Amplified fragment length polymorphisms)、 SSR (Simple sequence repeats)、 GISH (Genomic in situ hybridization) 、 mRNA DD (mRNA Differential Display) 、 SSH (Suppression Subtraction Hybridization) 、 AP-PCR (Arbitray-primer PCR)、 DAF (DNA amplified fingprinting)、 SPARs (Single primer amplification reactions) 、
❸ 生化标记（biochemical markers）
☛ 生化标记主要包括同工酶和等位酶标记, 同工酶是指一个以上基因座位编码的酶的不同形式;
等位酶是指由一个基因座位的不同等位基因编码的酶的不同分子 形式。
分析方法是从植物组织的蛋白粗提物中通过电泳和组织化学染色 法将酶的多种形式转变成肉眼可辩的酶谱带型。 与形态标记、细胞学标记相比，生化标记具两个方面的优点： 一是表现近中性，对植物经济性状一般没有大的不良影响； 二是直接反映了基因产物差异，受环境影响较小。 但目前可使用的生化标记数量还相当有限，同时有组织特异性和 发育时期特异性。且有些酶的染色方法和电泳技术有一定难度，因此 其实际应用受到一定限制。
❶ 形态标记（morphological markers）
☛形态标记即植物的外部形态特征。
主要包括肉眼可见的外部特征，如：株高、穗长、 粒色、花色、粒重等；
也包括色素、生理特性、生殖特性、抗病虫性等 有关的一些特性。 1864年，孟德尔以豌豆的花色、种子形状、子叶颜色、 豆荚形状、豆荚颜色、花序着生部位和株高7个不同的 形态标记为对象，进行豌豆杂交试验，对杂交后代进 行分析研究，得出了著名的分离和独立分配规律。
1.1 遗传标记的类型及发展
✍遗传标记(genetic markers)是研究生物遗传变异规律及其 物质基础的重要手段。遗传标记主要有4种类型: ❶ 形态标记（morphological markers） ❷ 细胞学标记（cytological markers） ❸ 生化标记（biochemical markers） ❹ 分子标记（molecular markers） 在植物遗传育种研究中可被利用的遗传标记应具备 以下几个条件：
别、免疫调节和对异体移植物排斥反应。 HLA-DRB1基因是最具多态 性的基因，存在106个等位基因，尤其是外显子2处含有多达40个等位 基因，最常见的有16个等位基因位点，此处含有与某些疾病的易感基 因和保护基因。
共显性：杂合子的一对等位基因各自都具有自己的表型效
应，当这一对等位基因杂合时，两种表现型共存。便于鉴 别基因的 纯合或杂合。
（1）多态性高； （2）表现共显性； （3）对农艺性状影响小； （4）经济方便，容易观察记载。
多态性：群体内存在着和等位基因相关的若干种表现型，
是单一基因座等位基因变异性在群体水平的体现。
遗传多态性发生于基因组群体内，表现出由于等位基因受
影响而产生不同的基因型，由此产生个体之间的多态性。
HLA基因多态性：人类白细胞抗原（HLA）的主要功能是参与自我识
SCARs (Sequenced characteried amplified regions)、
AMO (Anchored Microsatellite Oligonucleotides) 、 STS (Sequenc-tagged Site) 、
SNP (Single Nucleotide Polymorphism) .



教
材: 郑成木 主编.《植物分子标记原理与方法》. 湖南科技出版社,
2002年5月
考核：写一份读书报告，并做成PPT进行讲解。
何谓读书报告，就是读完书之后的心得报告， 是阅读者系统的收集、统整、研读与创作主题相 关的各种材料，经分析、归纳、提炼等思维活动，提 出个人见解和观点的文字作品。 写读书报告的目的在于增加新知、提升研究和表
应振士等分析认为，过氧化物同工酶与雌性相关性的原因可能与其