第二章 基因定位和遗传作图

分子标记的优点
（1）直接以DNA的形式表现，在生物体的各个组织、各发育时期均可检测。 （2）数量极高，遍及整个基因组。 （3）多态性高，等位基因变异随处可见。 （4）表现为“中性”，即不影响目标性状的表达。
分子标记的意义
第四节 分子标记
一、RFLP
限制性片段长度多态性（Restriction Fragment Length Polymorphism）： 1. 优点：RFLP是发展最早（Bosterin等1980）的分子标记技术。 ①无表型 效应；②一般表现为共显性；③具有种族特异性，它对分析一个分离群体中 来源不同的染色体片段具有重要价值；④标记范围遍及全基因组；⑤在不同 的物种之间具有通用性。 2. 缺点：操作复杂、成本高、费时等。
第二章
基因定位和遗传作图
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概述
细胞做图：利用三点测验法计算交换率或重组率，并以此作为基
因间连锁关系和相对距离绘制连锁图，常以mu为单位
染色体定位：利用同线法、缺失法、单体法、三体法把基因定位
到特定的染色体上。细胞水平上的基因图又称细胞遗传图
区域定位：利用染色体步行、FISH和基因克隆等方法从细胞遗

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第四节 分子标记
三、AFLP
扩增片段长度多态性（Amplified fragment length plymorphism） 优点：（ Zabeau和Vos，1992），(1) 可标记的数目是无限的； (2) 多数具 有共显性；(3) DNA用量少，而且对模板浓度的变化不敏感；(4)扩增片段较 短，分辨率高；(5)利用特定引物扩增，退火温度高，可靠性高。 缺陷：操作技术复杂，需要酶切、连接等步骤。

四、SSR标记
SSR，简单重复序列 （ Simple sequence repeat）又叫微卫星标记。 应用：多态性分析和新基因的发现、定位与作图。 特点：(1) 数量丰富，覆盖整个基因组；(2) 呈现多基因特点，信息含量高， 表现为共显性遗传；(3) 可采用PCR技术进行检测，且重复性好；(4) 对 DNA数量及纯度要求不高，即使是部分降解的样品也可；(5) 标记带型简单， 条带一致、客观、明确。
第五节 DNA芯片技术
二、DNA芯片技术的基本步骤
1. 芯片制备 （1）支持物的预处理：支持物(硅芯片、玻片或瓷片) 预处理，使其表面衍生出羟基、氨基活性基团。 （2）DNA芯片阵列的制备：将制备的基因探针（已克隆的基因片段PCR或 人工合成的DNA片段）、打印（喷墨打印或针式打印）
2. 准备样品:
突变体１ 8 0 7 + 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 1 0 ２ 0 + 0 0 0 0 0 ３ 0 + 0 0 0 0 ４ 0 + 0 0 0 ５ 0 + 0 0 ６ 0 + 0 7 + 0 8 0
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顺反子的测定
假如上题的8个突变体测试产生了下列结果，结论是什么？



2. 噬菌体突变型间的杂交 图 3. 连锁图
r47 r104 r101 r106 | r51 r102 —|—————|————|—————|—|———————|—————|——— 1.3 1.0 1.6 | 1.9 1.6 A区 | B区
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第一节 顺反子学说
二、互补试验和顺反子学说 1.顺反位置效应和互补试验

二、RAPD
随机扩增多态性DNA技术 （Random amplified polymorphic DNA) 优点：（Willians1990） ① 能反映整个基因组的变化； ②不需DNA探针， 无需合成特定序列引物； ③ 高效灵活，可在短期内获得大量的多态性DNA 片段，亲缘关系非常近的个体也能识别； ④操作简单易行，不需要接触放 射性物质，简便、快速、费用低、分子识别率高、对环境污染小等。 缺陷：重复性和稳定性较差



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顺反子的测定
E.coli 的8个用T4突变株都不能在没有组氨酸的培养基上生长(his-), 两两进行重组测验，发现所有的顺式杂合体都能在基本培养基上 生长。而反式杂合体中，有的能在基本培养基上生长(+)，有的 则不能(0)，如下表所示，确定这8个突变位点分属于几个不同的 顺反子？
分离纯化cDNA , mRNA→扩增→标记(荧光、生物素、放射性标记）
3.分子杂交
样品与DNA芯片上的探针阵列进行杂交(30min)
4. 检测分析
软件进行进行图象分析和数据处理
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第五节 DNA芯片技术
三、DNA芯片技术的应用

1. 2. 3. 4.
DNA测序 基因表达分析 基因组研究：作图、测序、基因鉴定、基因功能分析 基因诊断：寻找和检测与疾病相关的基因

（1）同一顺反子中的突变位点（等位） 基因型 —|———|———|— 顺式 —|———|———|— + + —|———|———|— 反式 —|———|———|— + m2
m1 + m1 m2



表型 野生型
是否互补 —

突变型
无


（2）不同顺反子中的突变位点（非等位）
基因型 表型

2.原位杂交的步骤 图
三、基因克隆 1. 功能克隆(functional cloning) 2. 定位克隆(positional cloning)：也叫图位克隆(Map-based cloning)
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第四节 分子标记
分子标记的类型： （1） 基于杂交的分子标记：RFLP标记，小卫星DNA标记（SSR） （2）基于PCR的分子标记：①单引物PCR标记，如RAPD、ISSR标记；②双 引物PCR标记，如AFLP标记；③双引物特异PCR标记，如SSR标记 （3） 其他一些新型分子标记：如SNP标记、STS标记、EST标记
第一节 顺反子学说
三、基因内互补intragenic complementation
1 .概念和机理
机制：可能是由于两个突变基因所产生的失活产物结合，成为具有活性的蛋 白质。 如果将两个有关纯合体的抽提物混合时看到互补现象，叫离体互补或体外互 补。

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第一节 顺反子学说
2 基因内互补与基因间互补的区别

九、基因与氨基酸同源序列比对图
（蛋白质分子标记）
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第五节 DNA芯片技术
一、概述 1. 基本概念
DNA芯片（DNA Chip Technology） 、DNA微阵列（DNAmicroarray）、寡核苷 酸阵列（oligonucleotide array）。 生物芯片包括：DNA芯片、蛋白质芯片
基因间互补 发生机率 缺失突变 酶活性 互补结果 普遍存在 能发生互补 同野生型
基因内互补 只少数能发生 不能发生 明显低于野生型（仅25%）
可完全恢复野 最多只能使表型恢复到野生型的 生型表型 25％，而且突变位点相距愈近则 互补程度愈弱 在任何两个非 同一基因内的若干不同的突变型 等位基因之间 之间

2. DNA芯片的主要类型 （1） 根据探针的来源分 ①原位合成芯片：采用显微光蚀刻等技术在特定部位原位合成寡核苷酸 而制备的芯片。探针较短 ②DNA微集阵列：将预先制备的DNA片段以显微打印的方式有序地固化 于支持物表面而制成的芯片。探针的来源较灵活 （2）根据探针的大小分 ① Oligo-Chip 8 n or 20 n → expression ②cDNA-Chip < 2,000 n → expression 14 ③Genomic Chip> 50,000 n → genomic analysis
六、STS
序列标签位点 （Sequence-tagged site，M.Olson，1989) 1. 类型：（1）特异DNA序列；（2）无序的DNA片段：未知片段序列标签 2. 特点：产生的信息十分可靠。对基因的研究、新基因的克隆以及基因图谱 向物理图谱的转化研究具有重要意义。

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第四节 分子标记
反式杂合体在基本培养基上的生长情况 突变体 1 ２ ３ ４ ５ ６ 7 8 8 + + + + + + 0 0 7 + + + + + + 0 6 + + + + 0 0 5 + + + + 0 4 + + 0 0 3 + 0 2 0 0 1 0
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例题
普通生物的基因定位 ABC42
abc42 ABc92 abC92 细菌基因定位
Abc8 aBC8 AbC358 aBc358 1000
某杂交：Hfr ABC strs × F－ abc strr → 经检测后代的基因
型和菌落数分别是： ABC ABc AbC Abc 800 30 80 40

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第四节 分子标记
五、 SNP

SNP（single nucleotide polymorphism单核苷酸多态性） 优点：(1) SNP分布广泛，多态性丰富；(2) 易于实现自动化分析；(3) 具有 稳定的遗传特性。 (4) SNP基因座的片段更短，更适合PCR扩增；(5) 易于对 复杂性状进行关联分析。 SNP标记可与DNA芯片技术结合：将不同的寡核苷酸固定在芯片上，标记 待测DNA，一次就可检测很多SNP标记。
传学水平，将基因定位到染色体的具体区带。
分子定位：利用分子标记、DNA芯片技术，将基因确切定位在
DNA上的具体位置上。
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