• 犬类的全基因组SNP和单体型分析
• To understand the process of dog diversification better, we conducted an extensive genome-wide survey of more than 48,000 single nucleotide polymorphisms in dogs and their wild progenitor, the grey wolf. Here we show that dog breeds share a higher proportion of multi-locus haplotypes unique to grey wolves from the Middle East, indicating that they are a dominant source of genetic diversity for dogs rather than wolves from east Asia, as suggested by mitochondrial DNA sequence data. Furthermore, we find a surprising correspondence between genetic and phenotypic/functional breed groupings but there are exceptions that suggest phenotypic diversification depended in part on the repeated crossing of individuals with novel phenotypes. Our results show that Middle Eastern wolves were a critical source of genome diversity, although interbreeding with local wolf populations clearly occurred elsewhere in the early history of specific lineages. More recently, the evolution of modern dog breeds seems to have been an iterative process that drew on a limited genetic toolkit to create remarkable phenotypic diversity.
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分子信标技术
• 分子信标是一种新型的发卡结构的 寡核苷酸探针,是在样品PCR过程中 因和样品DNA 杂交后而使自身荧光 构象改变从而实现对SNP的检测。
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焦磷酸测序法
• 四种酶催化同一反应体系中的酶级联 反应，包括DNA 聚合酶、ATP 硫酸 化酶(ATP sulfurylase) 、荧光素酶 (luciferase) 和三磷酸腺苷双磷酸酶 ( apyrase) 。 • 原理：DNA 聚合酶在一种dNTP的存 在下进行引物延伸反应,而引物的成 功延伸将伴随焦磷酸的释放,焦磷酸 在荧光素酶的存在下能引一种发化学 发光反应,通过发光计的实时监测来 达到检测的目的。
单核苷酸多态性 SNP 理 论 及 应 用
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Contents
• 1. • 2. • 3. • 4. • 5. SNP概述 常用SNP检测技术 SNP的应用 科研进展 存在的问题
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SNP概述
有的人吸烟喝酒却长寿，也有人自幼就病痛缠身；同 一种治疗肿瘤的药物对一些人非常有效，对另一些人则 完全无效。这是为什么？答案是他们基因组中存在的差 异。这种差异很多表现为单个碱基上的变异，也就是单 核苷酸的多态性（SNP）。
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基因芯片技术
• 基因芯片技术是 在固相支持介质 上进行分子杂交 和原位荧光检测 的一种高通量 SNP分析方法。

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Taqman技术
• 这种方法也称为核酸外切 酶法(5’-nuclease assay) ,是在PCR过程中 实现等位特异性杂交,而不 需以往等位特异性杂交中 样品PCR后分离及洗涤等步 骤。
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单倍型(Haplotype)
• 在描述SNP时，当前的一致意见是用术 语“ haplotype”（ 单倍型）代替术语 “allele”（ 等位基因）。 • 单倍型的定义为在给定的一条染色体的 紧密连锁的位点上多个等位基因的集合， 通常3-4个相邻等位基因彼此靠近而构成 的单倍型可作为一个整体而遗传（ 称为 单倍型块，haploblock）（ Edwards et al.,2001;Rafaski,2002），见表1。
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SNP概述
SNP的发展历史
通常，基因组DNA序列存在三种类型的天 • 生命世界存在着极其丰富的多样性， 然变异：单个核苷酸替换、一段核苷酸的 这是人类早就认识到但迄今仍在试图 插入或缺失以及卫星 解释的现象。 DNA重复次数的差异 。1994 年，单核苷酸多态性（ Single • 如今，随着分子生物学的不断发展， Nucleotide Polymorphisms简称SNP） 来自分子水平的信息，尤其是海量的 DNA序列数据为人们进一步认识和解 这个术语第一次出现在人类分子遗传杂志 释生命多样性提供了前所未有的机会。 上，随后 Lander(1996)第一次正式提出 SNPs为新一代分子标记。1998-2002年 ，每年召开一次“ “SNPs与复杂基因组 ”国际会议，其宗旨是探讨SNPs在复杂 基因组研究中应用的可能性，其内容包括 方法、应用与伦理。
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什么是SNP
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从理论上来看每一个SNP 位 点都可以有 4 种不同的变异 SNP全称Single Nucleotide 形式 ,但实际上发生的只有两 Polymorphisms ，是指在基 种 ,即转换(为主)：以一种嘧 因组上单个核苷酸的变异 ,包 啶置换另一种嘧啶 CT 或 括置换、颠换、缺失和插入。 一种嘌呤置换另一种嘌呤 一般而言,SNP 是指变异频 A G 和颠换：嘌呤与嘧啶 率大于 1 %的单核苷酸变异。 互换 CG,CG,A1000 T。 在人类基因组中大概每 SNP 在CG序列上出现最为 个碱基就有一个 SNP ,人类 频繁 ,而且多是 C转换为 T ,原 基因组上的 SNP 总量大概是 因是 中的 3 ×CG 106 个C 。 常为甲基化的, 自发地脱氨后即成为胸腺嘧 啶。
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SNP的应用
SNP的应用
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遗传图谱的构建
• Cereon Ginomics公司（2001）公开 的信息指出，在拟南芥的两个生态型序 列中，平均每3.3kb有1个SNP，对这个 拥有130Mb的基因组而言，这种碱基转 换的变异大约为40,000 个SNPs。Cho et al.（1999）用一种抗真菌病基因 Eds16 序列中的237个SNPs 标记在拟 南芥中构建了分辨率为3.5cm 的二等位 基因遗传图谱。这是第一次在二倍体植 物中构建的二等位基因标记的遗传图谱， 它所确立的一系列方法也可用于其他植 物的SNPs遗传图谱构建。在F2代收获 以后，这个二等位基因图谱构建的整个 过程花了不到两天的时间，而要用 ONF8 标记得到同样的结果须花几个月 时间。
SNP的分类
• 根据SNP在基因组中的分布位置可将其分为基因 编码区SNP(cSNP)，基因调控区SNP(pSNP)，基 因间随机非编码区SNP(rSNP)等三类。因为编码 区内的变异率仅占周围序列的1/5，SNP的总量 显著小于其他两类SNP。 • 从对生物遗传性状影响上看，cSNP又可以分为2 种，一种是同义cSNP(synonymous cSNP)，即 SNP所导致的编码序列改变并不影响其所翻译的 蛋白质的氨基酸序列，突变碱基与未突变碱基 含义相同；另一种是非同义cSNP(nonsynonymous cSNP)，指碱基序列的改变可使以 其为蓝本翻译的但标准序列发生改变，从而影 响蛋白质的功能。这种改变通常是导致生物性 状发生改变的直接原因。 • 位于基因调控区的SNP则会影响基因表达量的多 少。
• 通过在南洋楹上采用多路复用的单核苷酸引物延伸技术开发 SNP标记和DNA分型。 • We developed SNPs in Paraserianthes falcataria and arranged them for multiplexed DNA typing using single nucleotide primer extension (SNuPE). Seventeen sequence characterized amplified regions (SCARs) were developed from random amplified polymorphic DNA (RAPD). In 12 SCARs of them, a SNP which possessed high heterozygosity was selected, and three sets of multiplexed SNuPE analysis system with 4 SNPs were constructed. Estimating the discrimination power (DP) revealed that set A had the highest DP (0.968), followed by set B and set C. The ability to discriminate could be almost 100% (1.000 of DP) when all sets were used. This SNuPE system provides a practicable method for individual identification of this forest tree species.
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DNA指纹的确立