标记基因用于筛选画图
常用的选择标记基因
选择标记基因是在基因工程中用于追踪、筛选和识别转基因生物的基因。
常用的选择标记基因通常有以下几种：
1. 抗生素抗性基因：这是最常见的选择标记基因之一。
它包括对抗生素具有抗性的基因，如抗氨苄青霉素的ampicillin抗性基因（Amp^r）、抗卡那霉素的kanamycin抗性基因（Kan^r）等。
在转基因生物中，如果引入了这些抗生素抗性基因，通过培养在含有相应抗生素的培养基上，可以筛选出携带了外源基因的转基因生物。
2. 草除基因：草除基因包括对草甘膦（glyphosate）具有抗性的基因，如EPSPS （5-磷酸戊烯醇酸-3-磷酸基脱氢酶）基因。
转基因植物通过引入这一基因，可以在草甘膦存在的情况下生存，而普通植物则会被草甘膦杀死。
3. 草食动物抗性基因：一些转基因植物中也引入了草食动物抗性基因，如Bt（Bacillus thuringiensis）基因。
这种基因能够产生杀虫蛋白，使得植物对某些害虫具有抗性。
4. 荧光蛋白基因：荧光蛋白基因，如绿色荧光蛋白（GFP）基因，常用于研究中。
它可以使转基因生物的特定组织或细胞发出荧光，方便科学家观察和追踪。
5. 草果糖激酶基因：草果糖激酶（bar）基因是用于水稻等植物的一种选择标记基因，它提供了对草草除剂草甘膦的抗性。
在选择标记基因的应用中，有时也会考虑避免使用对人类和环境可能有不良影响的基因，因此在转基因技术的发展中，也在不断寻求更为安全和可持续的选择标记基因。
作物育种学总论第十四章分子标记辅助选择育种
PCR-based markers
PCR: polymerase chain reaction（多聚酶链式反应）
amplification of tracts of DNA defined by border sequences that hybridize to selected DNA polymerase primers
How to use a genetic marker for marker-assisted selection
Weaver Carrier Sire
M1
M2
W
+
M1
M3 M2
M3
W
++
+
W=Weaver +=Normal
目标基因的标记筛选（gene tagging）是 进行分子标记辅助选择（MAS）育种的基 础。用于MAS育种的分子标记须具备三个 条件：
生化标记
主要包括同工酶和等位酶标记。同工酶是：指结构 不同、功能相似的酶，也即具有同一底物专一性的 不同分子形式的酶。属于一个以上基因座位编码的 酶的不同形式；而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。
供体
M
R
受体
m
r
M
m
R
r
RR Rr rr
(1-r)2 2r(1-r) r2
目标基因与DNA标记间的遗传距离位p
亲本中DNA标记的带型
M—抗性标记 R—抗性基因 m—感病标记 r—感病基因
F1杂种中DNA标记的带型
在F2分离群体中分子标记类型 即MM,Mm,mm
分子标记与遗传图谱
分子标记与遗传图谱AFLP的原理是基于PCR技术扩增基因组DNA限制性片段，基因组DNA先用限制性内切酶切割，然后将双链接头连接到DNA片段的末端，接头序列和相邻的限制性位点序列作为引物结合位点。
限制性片段用二种酶切割产生，一种是罕见切割酶，一种是常用切割酶。
选择特定的片段进行PCR扩增，由于在所有的限制性片段两端加上带有特定序列的“接头”，用与接头互补的但3’端有几个随机选择的核苷酸的引物进行特异PCR扩增，只有那些与3’端严格配对的片段才能得到扩增。
再在有高分辨力的测序胶上分开这些扩增产物，用放射性法、荧光法或银染染色法均可检测之。
该技术包括三个步骤： DNA被限制性内切酶切割，然后与AFLP聚核苷酸接头 adapter 连接；利用PCR方法，通过变性、退火、延伸循环，选择性扩增成套的限制性片段，经过多次循环，可使目的序列扩增到0.5～1μg；利用聚丙烯酰胺凝胶电泳分离扩增的DNA片段。
利用一套特别的引物在不需要知道DNA序列的情况下，可在一次单个反应中检测到大量的片段。
由于AFLP扩增可使某一品种出现特定的DNA 谱带，而在另一品种中可能无此谱带产生；这种通过引物诱导及DNA扩增后得到的DNA多态性可作为一种分子标记；所以说AFLP技术是一种新的而且有很大功能的DNA指纹技术。
简单序列长度多态性 Simple Sequence Length Polymorphisms,SSLP 限制性片断长度或PCR产物长度因为小卫星或微卫星随机重复数量的变化形成的差异。
SSLP具有多等位性，有两种SSLP常用于作图：小卫星序列：又称可变串联重复，其重复单位为数十个核苷酸。
微卫星序列：或简单重复序列，其重复单位为1-6个核苷酸，由10-50个重复单位串联组成。
微卫星序列的应用比小卫星序列的应用普遍的多，原因有二：小卫星序列大多集中在染色体的端部；而微卫星序列在整个基因组中分布广密度高；微卫星序列PCR分析：PCR扩增的DNA长度少于300bp时，反应既快速又精确。
标记基因筛选原理
标记基因筛选原理标记基因筛选是一种常用的分子生物学技术，它通过引入特定的标记基因来筛选和鉴定转基因生物。
标记基因通常与目标基因共同转入宿主细胞，然后利用标记基因的特定性质对转基因生物进行筛选和鉴定。
本文将介绍标记基因筛选的原理及其在生物技术领域中的应用。
标记基因筛选的原理主要包括标记基因的选择、转基因生物的构建和筛选方法。
首先，标记基因的选择是标记基因筛选的关键。
常用的标记基因包括抗生素抗性基因和草除剂抗性基因等。
这些标记基因在转入宿主细胞后，能够使细胞对特定抗生素或草除剂产生抗性，从而实现对转基因生物的筛选。
其次，转基因生物的构建是标记基因筛选的基础。
通过基因工程技术，将目标基因和标记基因共同导入宿主细胞，并确保它们在细胞中能够稳定表达。
最后，筛选方法是标记基因筛选的关键环节。
常用的筛选方法包括对转基因植物进行抗生素或草除剂处理，对转基因动物进行PCR或Southern blotting等分子生物学方法。
标记基因筛选在生物技术领域中有着广泛的应用。
首先，它在转基因作物的培育中起着关键作用。
通过引入抗生素或草除剂抗性基因，可以实现对转基因作物的筛选和鉴定，从而加快转基因作物的培育进程。
其次，标记基因筛选也在基因治疗和基因编辑领域中得到广泛应用。
通过引入特定的标记基因，可以实现对基因治疗和基因编辑技术的筛选和鉴定，从而提高基因治疗和基因编辑的效率和准确性。
总之，标记基因筛选是一种重要的分子生物学技术，它通过引入特定的标记基因来实现对转基因生物的筛选和鉴定。
标记基因筛选的原理包括标记基因的选择、转基因生物的构建和筛选方法。
它在转基因作物的培育、基因治疗和基因编辑等领域有着广泛的应用前景。
随着生物技术的不断发展，标记基因筛选技术将进一步完善和应用，为生物技术领域的发展提供更多的可能性和机遇。
遗传标记与作图
（1）.Genetic mapping
Genes were the first markers DNA markers Biochemical markers
① Linkage analysis is the basis of genetic mapping ② Partial linkage is explained by the behavior of
Recombinants
1
39
39
(B)9RFLP analysis of plants in F2 population with RG214
Fig.1 The southern analysis of RFLP marker RG214.
（2 ）基于PCR的DNA标记： ①RAPD（random amplified polymorphic DNA）标记：
chromosomes during meiosis ③ Linkage analysis with different types of organism
fruit flies and mice---with which we can carry out planned breeding experiments.
Jefferys(1985年)等用Southern杂交的方法检测到人类基因组 中存在一类多态现象。这类多态性主要表现为等位片段(基因)内 在的串联重复核苷酸单元的拷贝数不同，从而使得等位片段(基 因)的长度呈现多态性。这类多态现象因此被称为可变数串联重 复多态。每个特定位点的VNTR由两部分组成：中间的核心区和外 围的侧翼区，核心区含有至少一个以上“重复”的短顺序。由于 这类多态在结构上与卫星DNA相似，故又可根据重复单元中的核 苷酸数目多少，将其分为小卫星DNA和微卫星DNA。
筛选marker基因的方法
筛选marker基因的方法在生物信息学和分子生物学领域，marker基因的筛选对于理解生物过程和疾病机制至关重要。
本文将详细介绍筛选marker基因的方法，以帮助研究人员在探索生物学奥秘的道路上迈出坚实的步伐。
一、什么是marker基因？Marker基因，即标记基因，是指在特定生物过程中具有代表性的基因，通常用于指示生物体的某种生理或病理状态。
通过研究marker基因，我们可以更好地理解生物过程，揭示疾病发生发展的奥秘。
二、筛选marker基因的方法1.数据库筛选法数据库筛选法是利用已有的生物信息学数据库，如GeneCards、OMIM、UniProt等，通过关键词搜索、功能注释和表达谱分析等方法，筛选出与特定生物过程或疾病相关的marker基因。
2.生物信息学分析（1）差异表达分析：通过高通量测序技术（如RNA-seq）获得不同样本的基因表达数据，利用DESeq2、EdgeR等差异表达分析软件，筛选出显著差异表达的基因。
（2）共表达网络分析：基于基因表达数据，构建共表达网络，利用Cytoscape等软件进行可视化分析，筛选出与目标基因紧密相关的核心基因。
（3）功能富集分析：利用DAVID、GOA等工具，对差异表达基因进行功能富集分析，找出与特定生物过程或通路相关的基因。
3.实验验证（1）qPCR：通过实时荧光定量PCR技术，验证候选marker基因在不同样本中的表达水平。
（2）免疫组化：利用免疫组化技术，检测候选marker基因在组织中的表达和分布情况。
（3）细胞功能实验：通过基因敲除或过表达技术，观察候选marker基因对细胞生物学功能的影响。
三、总结筛选marker基因的方法多种多样，研究者可以根据具体研究背景和需求，选择合适的方法进行筛选。
需要注意的是，筛选出的marker基因需经过严格的实验验证，以确保其可靠性和准确性。
基因组作图ppt课件
➢ 遗传标记可用于连锁分析、基因定位、遗传作图、基因转 移、辅助选择育种等；
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形态标记 (morphological markers)
细胞学标记 (cytological markers)
➢ 用具染色体变异的材料与正常材料杂交，特定染色体上的 基因在减数分裂过程中的分离和重组发生偏离，由此可测 定基因所在染色体及其位置；
➢ 克服了形态标记易受环境影响的缺点，但标记材料的产生 需大量的人力物力进行培养选择；
➢ 有些物种对染色体变异的耐受性差，难以获得相应的标19 记 材料。
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➢ 形态标记简单直观、经济方便， 容易观察记载。
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形态标记的不足
➢ 可以观察到的标记非常有限，难以建立饱和的遗传图谱； ➢ 许多形态标记受环境、生育期等因素的影响； ➢ 复等位基因位点很难全部鉴定、标记出来。
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2.1.2 细胞学标记
➢ 指能明确显示遗传多态性的细胞学特征。染色体的结构和 数量特征是常见的细胞学标记；
20世纪80年代后期,人们开始应用微卫星序列(microsatellite,MS)绘制图谱。1994
年底，美、法完成了以RFLP及微卫星ＤＮＡ为标志的遗传图谱.图谱包含了
5826位点，覆盖4000cM，分辨率高达0.7cM．1996年法国报道了完全以微卫星
DNA标志构建的遗传连锁图，包含2335位点，分辩率为1.6cM
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RFLP标记的特征
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➢ 同一亲本及其子代相同位点上的多态性不变；
如何利用遗传标记技术进行植物品种鉴定和选育
如何利用遗传标记技术进行植物品种鉴定和选育遗传标记技术在植物品种鉴定和选育中的应用人工选择和培育植物品种是提高农作物产量和质量的重要手段之一，而遗传标记技术则为植物品种鉴定和选育提供了一种更为准确和高效的方法。
本文将介绍遗传标记技术的原理、常见的鉴定和选育方法，并探讨其在农业生产中的应用前景。
一、遗传标记技术的原理遗传标记技术是一种基于遗传物质中特定DNA序列的变异来进行鉴定和选择的方法。
其原理基于不同个体间的遗传差异，通过检测DNA中的特定位点，从而确定个体之间的遗传关系，并进一步对个体进行鉴定和选育。
遗传标记可分为分子标记和形态标记两种类型，分子标记以DNA序列上的遗传变异为依据，形态标记则以植物个体的形态特征为依据。
本文主要介绍基于分子标记的遗传标记技术。
二、植物品种鉴定中的遗传标记技术1. RAPD分子标记技术RAPD（Random Amplified Polymorphic DNA）是一种常用的分子标记技术，它通过PCR扩增特定位点上的DNA片段，从而区分不同个体之间的遗传差异。
该技术简便易行，无需事先了解待分析物种的基因组信息，因此在植物品种鉴定中得到广泛应用。
2. SSR分子标记技术SSR（Simple Sequence Repeat）是一种以重复单元为基础的分子标记技术，它通过PCR扩增具有特定重复序列的DNA片段，从而实现对植物品种进行鉴定。
相比于RAPD技术，SSR技术具有更高的位点稳定性和遗传信息丰富性，因此在植物品种鉴定和亲本筛选中被广泛应用。
三、植物品种选育中的遗传标记技术1. QTL定位QTL（Quantitative Trait Locus）即数量性状基因座，是影响植物数量性状的基因所在的特定位点。
通过遗传标记技术，可以对数量性状与遗传标记之间的关系进行研究，进而定位QTL，从而为植物品种的选育提供依据。
QTL定位技术在提高农作物产量、抗病虫害性等方面具有重要应用价值。
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标记基因用于筛选画图
作为一种标记基因必须具备以下4个条件：
①编码一种不存在于正常植物细胞中的酶；
②基因较小，可构成嵌合基因；
③能在转化体中得到充分表达；
④检测容易，并且能定量分析。
为了有利于转化植物细胞的筛选，无论是一元载体系统还是双元载体系统，除目的基因外，植物表达载体通常携带有选择标记基因（selectable marker gene）。
选择标记基因在转基因细胞中表达后，转化的植株由于具有抗性能够在相应的筛选压力下正常生长，而没有转化的植株则不能在筛选压力下正常生长。
在植物转基因过程中，外源基因对于植物受体细胞的转化频率相当低，因此，为了从数量庞大的受体细胞群中得到真正转化细胞，必须使用合适的特异性选择标记基因。
选择标记基因的安全性问题是转基因植物安全性的首要问题，因此提高转基因植物标记基因的安全性已成为研究热点。
目前提高转基因植物中选择标记基因安全性的策略主要有：
①采用非抗性的、无争议的生物安全标记基因或对抗性基因进行一定修饰；
②在转化时使用标记基因，但获得转基因植株后采取措施将其剔除；
③利用无选择标记基因的直接转化系统。
基因组学技术在分子育种领域主要应用方向是分子标记辅助育种，传统的育种存在周期长，盲目性大等劣势，而通过基因组学技术可以大大改善这些劣势，育种中伴随着研究标记数量的发现、筛选、验证的过程，我们针对每个阶段介绍了相应的基因组学技术和平台，包括10X Genomics基因组测序、SNP定制芯片、AgriSeq靶向测序、IMAP等。
目前可以说是生物技术飞速发展的时代，单细胞测序技术、基因编辑技术和人工智能技术等都推动着分子育种向分子设计育种阶段
跨越。
博奥晶典也会不断地研发和引进最新的科学技术，为分子育种事业助力。