分子育种
3、AFLP
基本原理:AFLP标记是选择性扩增基因组DNA酶切片段所
产生的扩增产物的多态性,其实质也是显示限制性内切酶酶 切片段的长度多态性,只不过这种多态性是以扩增片段的长 度不同被检测出来。
AFLP标记的特点有:(1)由于AFLP分析可以采用的限
制性内切酶及选择性碱基种类、数目很多,所以该技术所产 生的标记数目是无限多的;(2)典型的AFLP分析,每次反 应产物的谱带在50-100条之间,所以一次分析可以同时检测 到多个座位,且多态性极高;(3)表现共显性,呈典型孟德 尔式遗传;(4)分辩率高,结果可靠;(5)目前该技术受 专利保护,用于分析的试剂盒昂贵,实验条件要求较高。 。
现代育种新技术之
分子育种
(molecular breeding)
主要内容
第一节 分子育种的概念和方法
第二节 分子遗传标记
第三节 QTL的鉴别与定位 第四节 标记辅助选择
第五节 展 望
第一节
分子育种的概念和方法
分子育种的概念
指DNA分子标记辅助育种(简称DNA标记 辅助育种)。DNA标记辅助育种(DNA marker-assisted breeding)是一种利用 DNA 水平上的(非蛋白质水平上的)分子 标记(或称DNA标记)对生物群体进行遗 传改良的技术。
RFLP、DNA指纹技术(DNA Fingerprinting)、原位杂交 (in situ hybridization)等;
第二类是以PCR为核心的分子标记技术,包括RAPD、
简单序列重复标记SSR或简单序列长度多态性(Simple sequence length polymorphism, 简称SSLP标记)、扩展片段 长度多态性标记AFLP、序标位STS、序列特征化扩增区域 SCAR等;
分子遗传标记
(Molecular Genetic Marker)
什么是遗传标记?
遗传标记genetic marker:指可追踪染色体、染色 体某一节段、某个基因座在家系中传递的任何一 种遗传特性。 它具有两个基本特征,即可遗传性和可识别性; 因此生物的任何有差异表型的基因突变型均可作 为遗传标记。
水牛
CSSM033 CSSM038 CSSM043 CSSM047 CSSM036 CSSM019 CSRM060 CSSM029 CSSM041 CSSM057 BRN CSSM032 CSSM008 CSSM045 CSSM022 CSSM046 CSSM013 ETH003 CSSM061 BMC1013 DRB3 CSSM062 CSSME070 ETH121 ILSTS033 ILSTS005 ILSTS030 ILSTS008 RM099 HMH1R
2、RAPD
基本原理:用一个(有时用两个)随机引物(一般8-10个
碱基)非定点地扩增基因组DNA,然后用凝胶电泳分开扩增 片段。
RAPD标记的特点有:(1)不需DNA探针,设计引物也
无须知道序列信息;(2)显性遗传(极少数共显性),不能 鉴别杂合子和纯合子;(3)技术简便,不涉及分子杂交和放 射性自显影等技术;(4)DNA样品需要量少,引物价格便 宜,成本较低;(5)实验重复性较差,结果可靠性较低。
猪
S0026 S0155 S0005 Sw2410 Sw830 S0355 Sw24 Sw632 Swr1941 Sw936 S0218 S0228 Sw122 Sw857 S0097 Sw240 IGF1 Sw2406 Sw72 S0226 S0090 Sw2008 Sw1067 S0101 Sw1828 S0143 S0068 S0178 Sw911 S0002
DNA 标记辅助保种 (marker-assisted conservation)
就是利用与目标基因有紧密连锁的DNA 标记,对目标基因在保种过程中的分离和 重组进行跟踪,通过有意识地选留而加以 保护,使之不因遗传漂变而丢失。 DNA 标记辅助保种的方法主要有跟踪保 存目标基因法和控制近交程度。
第二节
组;(2)具有较多的等位性变异;(3)共显性标记,可鉴 别出杂合子和纯合子;(4)实验重复性好,结果可靠;(5) 由于创建新的标记时需知道重复序列两端的序列信息,因此 其开发有一定困难,费用也较高。
牛
INRA063 INRA005 ETH225 ILSTS005 HEL5 HEL1 INRA035 ETH152 INRA023 ETH10 HEL9 CSSM66 INRA032 ETH3 BM2113 BM1824 HEL13 INRA037 BM1818 ILSTS006 MM12 CSRM60 ETH185 HAUT24 HAUT27 TGLA227 TGLA126 TGLA122 TGLA53 SPS115
细胞遗传标记
细胞学标记即植物细胞染色体的变异。
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。
第三类是一些新型的分子标记,如:SNP标记、表达序
列标签EST标记等。
1、RFLP
基本原理:特定生物类型的基因组DNA经限制性内切酶切
后,产生分子量不同的同源等位片段,再通过电泳的方法分 离和检测这些片段。
特点:(1)遍布于整个基因组,数量几乎是无限的;(2)
无表型效应,不受发育阶段及器官特异性限制;(3)共显性, 可区分纯合子和杂合子;(4)结果稳定、可靠;(5)DNA 需要量大,检测技术繁杂,难以用于大规模的育种实践中。
标记辅助选择
(marker assisted selected ,MAS)
是指与特定的数量性状相关的遗传标记 为工具,以标记信息作为辅助信息,对 该数量性状进行选择,以在育种中获得 较大的遗传进展。
标记辅助导入 (marker-assisted introgression)
将供体群中少数优良目的基因(QTL) 导 入到受体群,MAS既可用于跟踪鉴别目的 基因,又可加速受体基因组( 背景基因) 的 恢复, 这种方法称为标记辅助导入(MAI) 。 MAI实质上是在标记QTL 辅助下进行的 杂交,可使受体群在目标性状得到提高的 同时,尽量保留原有的遗传背景。
遗传标记的类型
形态学标记(morphological marker)
细胞学标记(cytological marker)
生化标记(biochemical marker) 分子标记(molecular marker):DNA分子遗
传标记,或DNA标记。
形态学标记
形态标记即个体的外部形态特征。
形态标记简单直观、经济方便;但其数量在多数 有限、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。 主要在早期使用。
主要方法
标记辅助选择(marker-assisted selection) 标记辅助导入(marker-assisted introgression) 标记辅助预测(marker-assisted prediction) 标记辅助杂种优势优化(marker-assisted heterosis maximization) 标记辅助保种(marker-assisted conservation)
分子标记的三个阶段
随着分子生物学技术发展和研究水平的深入,分 子标记的发展经历了三个阶段,也称为三代DNA 分子标记。
第一代分子标记:RFLP和DNA指纹;
第二代分子标记:微卫星(ms);
第三代分子标记:SNP;
目前的分子标记类型
目前的分子标记有三类: 第一类是以分子杂交为核心的分子标记技术,包括
4、微卫星标记ms
基本原理:ms是一类由几个(多为1-5个)碱基组成的基序
串联重复而成的DNA序列,其长度一般较短,广泛分布于基 因组的不同位置,如(CA)n、(AT)n、(GGC)n等重复。 不同遗传材料重复次数的可变性,导致了SSR长度的高度变 异性,这一变异性正是SSR标记产生的基础。
ms标记的特点有:(1)数量丰富,广泛分布于整个基因
山羊
SRCRSP5 MAF065 MAF70 SRCRSP23 OarFCB48 INRA023 SRCRSP9 OarAE54 SRCRSP8 SPS113 INRABERN172 OarFCB20 CSRD247 McM527 ILSTS087 INRA063 ILSTS011 SRCRSP7 ILSTS005 SRCRSP15 SRCRSP3 ILSTS029 TGLA53 ETH10 MAF209 INRABERN185 BM6444 P19(DYA) TCRVB6 DRBP1
马
HMS07 HMS06 HTG07 AHT05 HTG04 HMS02 ASB02 HMS03 HTG06 HTG10 AHT04 VHL20 ASB17 ASB23 LEX33 UCDEQ425 LEX34 SGCV28 COR058 COR069 VHL209 COR007 LEX54 LEX73 COR022 LEX63 COR018 COR071 HMS45 COR082
牦牛
AGLA293 BM1824 BM2113 CSSM066 ETH152 ETH225 HEL1 HEL5 HEL13 ILSTS008 ILSTS028 INRA005 MGTG4B MGTG7 TGLA53 TGLA57 TGLA73 TGLA122 TGLA126 TGLA227 ETH185 ILSTS013 ILSTS050 SPS115 BM861 BYM-1 INRA189
生化标记
生化标记包括同工酶和等位酶标记。同工酶是指一个以上