遗传标记与基因组作图
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3 基因组作图
一、 遗传图谱（genetic map）
2、遗传作图的基础
基因间交换（去连锁）的概率与它们在 染色体上的距离成正比例。因而重组频率是 衡量两个基因间距离的单位。
少数例外：重组热点区域
一、 遗传图谱（genetic map）
3、遗传作图的方法
有性杂交实验：小鼠、果蝇等 系谱分析：人、多年生植物 DNA转移：不发生减数分裂的细菌等
sc-cv 的重组值：17.3
sc 7.6
一、 遗传图谱（genetic map）
3、遗传作图的方法 之
家系连锁分析
遗传标记系谱连锁分析图
“1”片段与疾病基因连锁
一、 遗传图谱（genetic map）
3、遗传作图的方法 之
非减数分裂分析
一、 遗传图谱（genetic map）
3、遗传作图的方法 之
二、 物理图谱（physical map）
1、物理图作图方法 之 限制性酶切作图
1.1 限制性酶切作图的原理 一
用一种限制酶处理，电泳分离大小确定的DNA片 段。
用第二种限制酶处理，获得第二组片段。 用两种酶混合处理，获得第三组片段。 对三组片段进行比对组装，对于两种酶切位点 交替出现的区段，利用加减法即可确定酶切位点 的相对位置。
8 5 3 ＋ 5
2
2
YAC重 叠群 1000kb
cosmid 重叠群 40kb
质粒亚 克隆
限制酶作图、 测序分析
二、 物理图谱（physical map）
1.3 基因组限制性酶切作图的技术路线
酵母人工染色体（Yeast Artificial Chromosomes, YAC）
YAC载体是利用酿酒酵母的染色体 CEN4 ARS1 的复制元件构建的载体。 EcoRI TRP1 YAC载体必须含有以下元件： ①端粒重复序列（TEL） Apr pYAC4 URA3 ②着丝粒（CEN） ③自主复制序列（ARS） ori
基因组作图
双杂合子， 具有所有4 个等位基因
隐性配子对于 后代的基因型 不产生影响
后代的表型完全 由双杂合子配子 的基因型提供
测交实验可以对一次减数分裂进行直接分析，从 而计算出重组频率及所研究的两个基因间的间距
显隐性等位基因间的测交
外侧标记只需 一次重组事件 即可去连锁
两次重组的频率肯定低于一次重组，因此中间标记去连锁 发生的频率也就相对较低。所以利用三点测交则可以快速
生化标记
啤酒酵母遗传分析中使用的典型的生化标记
标记 ADE2 CAN1 CUP1 CYH1 LEU2 SUC2 URA3 表型 腺苷依赖性 刀豆氨酸抗性 耐受铜 耐受放线菌酮 亮氨酸依赖性 能发酵蔗糖 尿苷依赖性 确定细胞具有该标记的方法 只在含有腺苷的培养基中生长 可在刀豆氨酸存在下生长 可在铜存在下生长 可在放线菌酮存在下生长 只在含有亮氨酸的培养基中生长 可在蔗糖为唯一碳源的培养基中生长 只在含有尿苷的培养基中生长
微卫星（ 2、微卫星（Microsatellites) 微卫星 Microsatellites)或简单串联重复（Simple tandem repeats, STRs)：重复单位往往6bp或更短。
等位基因 814 Weissenbach J., et al. A second-generation linkage 标记 markers
Linkage analysis with different types of organism
• 果蝇、小鼠等:有计划的育种实验（planned breeding 果蝇、小鼠等 experiments) • 人类:系谱分析（family pedigree) 人类 • 细菌 细菌：DNA在细胞间的转移
直接配子分型：酵 母配子单倍体克隆 的生化判定；真核 生物DNA标记分型
遗传作图及基因定位
连锁分析的原理
遗传标记与疾病基因连锁
通过分析遗传标记在疾病家系中的传递 情况，判断遗传标记与疾病基因是否连 锁。
VS
遗传距离与重组率
利用遗传标记与疾病基因的相对位置关系 ，计算遗传距离和重组率，进一步定位疾 病基因。
连锁分析的应用
定位到特定的染色体 区域。
生物信息学方法
利用计算机技术对大量基因组数据进 行整合分析，确定基因位置。
03
遗传标记与连锁分析
遗传标记的种类
形态学标记
利用个体的形态差异进行标记，如身高、肤色等。
细胞学标记
利用细胞分裂和染色体变异进行标记，如染色体数目和结构异常。
分子遗传标记
利用DNA序列变异进行标记，如单核苷酸多态性（SNP）。
遗传信息传递
生物体的遗传信息通过DNA分 子传递给后代，基因型的不同
会导致表型的不同。
连锁分析
利用基因型和表型之间的连锁 关系，通过统计分析确定基因 在染色体上的位置。
分子标记技术
利用DNA分子的多态性，通过比较 不同个体间的基因型差异，构建基 因型和表型之间的对应关系。
全基因组测序
通过对全基因组进行测序和分析，确 定基因在染色体上的位置和功能，进
疾病风险预测
基因定位可以帮助预测个体患某种疾病的风险，为预防措施提供指 导。
生物进化研究
01
物种起源与演化
基因定位有助于揭示物种的起源 和演化过程，了解生物多样性的 形成机制。
02
适应性进化研究
03
系统发生学研究
通过基因定位技术，可以研究生 物对环境变化的适应性进化过程。
基因定位有助于构建物种之间的 系统发生关系，为生物分类提供 依据。
基因组学课件遗传图绘制
处于染色体上的位置相对固定 同一亲本及其子代相同位点上的多态 性片段特征不变 同一凝胶电泳可显示不同多态性片段， 具有共显性特点
Mechanism of DNA cleavage by the restriction
enzyme BamHI
In a RFLP, alleles may differ in the presence or absence of a cleavage site in the DNA
+ 长毛耳男人 ：患者的耳廓上长有长而硬的毛。这种病在印 第安人中发现的较多，高加利索人，澳大利亚土人、日本 人、尼日利亚人中也有少数发现
体细胞杂交定位法
+ 体细胞杂交定位法(somatic cell hybridization) + 应用不同物种的细胞培养获 得 杂种细胞系
(hybrid cell line)，根据不同杂种细胞中保留 的极少数人的染色体与某些相关基因的对 应关系进行基因定位的方法
+ DNA标记
DNA标记
RFLP (Restriction fragment length polymorphisms, 限制性片段长度多态 性) 简单序列长度多态性（Simple sequence length polymorphisrns, SSLPs） 单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms, SNPs）
（1）限制性片段长度多态性(RFLP)
+ RFLP是指不同个体基因 组内的核苷酸序列因某 种原因产生碱基突变后 ，改变了某种限制性内 切酶的剪切位点，形成 了长度不等的限制性片 段
+ 限制性片段在人类不同 个体间呈现的多态性现 象称为限制片段长度多
Mechanism of DNA cleavage by the restriction
enzyme BamHI
In a RFLP, alleles may differ in the presence or absence of a cleavage site in the DNA
+ 长毛耳男人 ：患者的耳廓上长有长而硬的毛。这种病在印 第安人中发现的较多，高加利索人，澳大利亚土人、日本 人、尼日利亚人中也有少数发现
体细胞杂交定位法
+ 体细胞杂交定位法(somatic cell hybridization) + 应用不同物种的细胞培养获 得 杂种细胞系
(hybrid cell line)，根据不同杂种细胞中保留 的极少数人的染色体与某些相关基因的对 应关系进行基因定位的方法
+ DNA标记
DNA标记
RFLP (Restriction fragment length polymorphisms, 限制性片段长度多态 性) 简单序列长度多态性（Simple sequence length polymorphisrns, SSLPs） 单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms, SNPs）
（1）限制性片段长度多态性(RFLP)
+ RFLP是指不同个体基因 组内的核苷酸序列因某 种原因产生碱基突变后 ，改变了某种限制性内 切酶的剪切位点，形成 了长度不等的限制性片 段
+ 限制性片段在人类不同 个体间呈现的多态性现 象称为限制片段长度多
遗传课件 3基因连锁与遗传作图
♀ 灰色常翅 × ＋b＋vg 测交后代 ↓
♂ 黑色残翅（双隐性个体） bbvgvg
灰色残翅 灰色常翅 黑色常翅 黑色常翅 ＋bvgvg ＋b＋vg bb＋vg bbvgvg 20 3 19 4 亲组合 重组合 亲组合 重组合
亲组合类型：39/46＝84.8％ 重组合类型：7/46＝15.2％
亲组合类型远远大于重组合类型
5、基因定位（gene mapping）
（gene location/localization）
用一定的方法，确定基因或遗传标记在染色 体上的相对位置和排列次序。
1910年，Morgen：果蝇白眼基因→X染色体； 1911年，Wilson：人红绿色盲基因→X染色体；
1968年，Donahue：人Duffy血型基因→1号染色体
ppll 比率d =1338/6952×100%=19.2%。 1/2 则: pl 配子频率d=(0.192) = 0.44 即44% 亲本型pl与PL配子的频率应相等 故PL为44%； 重组型配子(Pl ，pL)的频率各为 (50 –44)%=6% F1 形成的四种配子比例为： 44PL∶6pl∶6pL∶44pl
pl配子的频率d=
交换值=（1-2
交换值=2
）×100% F2双隐性个体的频率 同理可证，在相斥相中，
F2双隐性个体的频率 ×100%
自交法举例
香豌豆
12 %
紫花、长花粉粒 红花、圆花粉粒 PPLL ppll F1 紫花、长花粉粒 PpLl F2 紫长 紫圆 红长 红圆 总数 P_L_ P_ll ppL_ ppll 实际个体数 4831 390 393 1338 6952 P
C C Sh Sh c sh
c
sh
基因组作图ppt课件
➢ 经典遗传学中，遗传多态性指等位基因的变异；现代遗传 学中，遗传多态性指基因组中任何座位上的相对差异或 DNA序列的差异；
➢ 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；
15
ppt课件.
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。
ppt课件.
➢ 形态标记简单直观、经济方便， 容易观察记载。
17
ppt课件.
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。
18
ppt课件.
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
29
ppt课件.
30
RFLP标记的特征
ppt课件.
➢ 同一亲本及其子代相同位点上的多态性不变；
➢ 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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ppt课件.
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。
ppt课件.
➢ 形态标记简单直观、经济方便， 容易观察记载。
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ppt课件.
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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ppt课件.
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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ppt课件.
30
RFLP标记的特征
ppt课件.
➢ 同一亲本及其子代相同位点上的多态性不变；
第三章基因组作图
人类基因组单体型图。
样品将分别取自亚、欧、非裔人群，我国将提供一半的亚裔样品，
占到研究样品总数的1／6。这意味着我国虽然只做10％的构建工作，
但可以得到几十份全基因组规模的单体型图，并且获得与其它族裔
的比对结果。我国样品将在北京师范大学进行采集。
（4）中国10％单体型图计划
O 北京、香港和台湾地区的科学家将共同参加这一重大国际合作科研项目，
进行国际交流，并统一向国际中心提交数据。
O 中国协调组由杨焕明院士任组长。香港大学、香港科技大学和香港中文大
学计划共同承担单体型图2％的任务，台湾中研院下属的生物医学科学研
究所计划承担约1.5％左右的工作。其余6.5%任务由大陆科学家承担。
（5）基因组单体型图的意义
①是人类基因组的遗传整合图，将对基因组的研究更为全面、有效、准
筛查后进行结构学和功能学验证
物理图构建
O
低精度物理作图：构建覆盖每条染色体的数百kb的大
片段的图谱。
O
高精度物理作图：构建覆盖每条染色体的几十个kb的
图谱。
物理图作图方法Ⅱ：荧光原位杂交（FISH）作图
O
将一组不同颜色的荧光标记探针与单个变性的染色体杂交，
分辨出每种杂交信号，从而测定出各探针序列的相对位置。
O
缺点：最终排序结果的拼接组装比较困难，尤其在部分重复序列较
高的地方难度较大。
2、逐个克隆法
O 对连续克隆系中排定的YAC克隆逐个进行亚克隆测序并进行组装：
O 遗传图-物理图-亚克隆测序-计算机拼装。
O 理想状况下，整条染色体就是由一个完整的重叠群构成。
基因组“草图”和“完成图
O
草图绘制的是整个基因组的框架，完成图则是基因组序列
样品将分别取自亚、欧、非裔人群，我国将提供一半的亚裔样品，
占到研究样品总数的1／6。这意味着我国虽然只做10％的构建工作，
但可以得到几十份全基因组规模的单体型图，并且获得与其它族裔
的比对结果。我国样品将在北京师范大学进行采集。
（4）中国10％单体型图计划
O 北京、香港和台湾地区的科学家将共同参加这一重大国际合作科研项目，
进行国际交流，并统一向国际中心提交数据。
O 中国协调组由杨焕明院士任组长。香港大学、香港科技大学和香港中文大
学计划共同承担单体型图2％的任务，台湾中研院下属的生物医学科学研
究所计划承担约1.5％左右的工作。其余6.5%任务由大陆科学家承担。
（5）基因组单体型图的意义
①是人类基因组的遗传整合图，将对基因组的研究更为全面、有效、准
筛查后进行结构学和功能学验证
物理图构建
O
低精度物理作图：构建覆盖每条染色体的数百kb的大
片段的图谱。
O
高精度物理作图：构建覆盖每条染色体的几十个kb的
图谱。
物理图作图方法Ⅱ：荧光原位杂交（FISH）作图
O
将一组不同颜色的荧光标记探针与单个变性的染色体杂交，
分辨出每种杂交信号，从而测定出各探针序列的相对位置。
O
缺点：最终排序结果的拼接组装比较困难，尤其在部分重复序列较
高的地方难度较大。
2、逐个克隆法
O 对连续克隆系中排定的YAC克隆逐个进行亚克隆测序并进行组装：
O 遗传图-物理图-亚克隆测序-计算机拼装。
O 理想状况下，整条染色体就是由一个完整的重叠群构成。
基因组“草图”和“完成图
O
草图绘制的是整个基因组的框架，完成图则是基因组序列
遗传标记与作图课件
对RFLP的检测主要是用Southern杂交的方法进行，即利用限 制酶酶解及凝胶电泳分离不同生物体的DNA分子，然后用经标记 的特异DNA探针与之杂交，通过放射自显影或非同位素显色技术 来揭示DNA的多态性。( 图 Southern )
1234
ZCL ZZA
(A1) The polymorphism of RFLP marker RG214 between 2 parents and 2 bulks
随机引物PCR标记，随机扩增多态性DNA，用随机短引物（人工合成 的十核苷酸）进行DNA的PCR扩增。所扩增的DNA区段是事先未知的， 具有随机性和任意性，因此随机引物PCR标记技术可用于对任何未 知基因组的研究。（RAPD 原理）
② ISSR (Inter-simple sequence repeats)标记:简单序列重复 区间扩增多态性。利用基因组中常出现的SSR本身设计引物，无需 预先克隆和测序。
功能相似、催化同样的生化反应的酶。
同工酶标记是利用编码同工酶的等位基因与同工酶酶谱
的相关性及其共显性的特点进行染色体定位和遗传连锁分析。 2.DNA分子标记:
(1)基于DNA-DNA杂交的DNA标记
RFLP标记 (restriction fragment length polymorphism)：
DNA某一位点上的变异有可能引起该位点特异性的限制性内切 酶识别位点的改变，包括原有位点的消失或出现新的酶切位点， 致使酶切片段长度随之发生变化。这种变化引起的多态现象即为 限制性片段长度多态性（RFLP)。
3.蛋白质标记：非酶蛋白质和酶蛋白质 在非酶蛋白质中，用得较多的是种子贮藏蛋白； 酶蛋白质主要是同功酶。
4.DNA 标 记： 也称DNA多态性标记、 DNA分子标记， 是 DNA水平上遗传多态性的直接反映。
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ZCL ZZA
(A1) The polymorphism of RFLP marker RG214 between 2 parents and 2 bulks
随机引物PCR标记，随机扩增多态性DNA，用随机短引物（人工合成 的十核苷酸）进行DNA的PCR扩增。所扩增的DNA区段是事先未知的， 具有随机性和任意性，因此随机引物PCR标记技术可用于对任何未 知基因组的研究。（RAPD 原理）
② ISSR (Inter-simple sequence repeats)标记:简单序列重复 区间扩增多态性。利用基因组中常出现的SSR本身设计引物，无需 预先克隆和测序。
功能相似、催化同样的生化反应的酶。
同工酶标记是利用编码同工酶的等位基因与同工酶酶谱
的相关性及其共显性的特点进行染色体定位和遗传连锁分析。 2.DNA分子标记:
(1)基于DNA-DNA杂交的DNA标记
RFLP标记 (restriction fragment length polymorphism)：
DNA某一位点上的变异有可能引起该位点特异性的限制性内切 酶识别位点的改变，包括原有位点的消失或出现新的酶切位点， 致使酶切片段长度随之发生变化。这种变化引起的多态现象即为 限制性片段长度多态性（RFLP)。
3.蛋白质标记：非酶蛋白质和酶蛋白质 在非酶蛋白质中，用得较多的是种子贮藏蛋白； 酶蛋白质主要是同功酶。
4.DNA 标 记： 也称DNA多态性标记、 DNA分子标记， 是 DNA水平上遗传多态性的直接反映。
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这里仅介绍遗传的分子标记中的几种重要的分子标记:
1.同工酶标记: 同工酶（Isozyme）是一类分子结构不同、 功能相似、催化同样
的生化反应的酶。 同工酶标记是利用编码同工酶的等位基因与同工酶酶谱的相关性及其共显性的特
点进行染色体定位和遗传连锁分析。
2.DNA分子标记: (1)基于DNA-DNA杂交的DNA标记
变，包括原有位点的消失或出现新的酶切位点，致使酶切片段长度随之发生变化。
1 2 3 4
1 The polymorphism of RFLP marker RG214 between 2 parents and 2 bulks (A)
ZCL ZZA
1 39
Recombinants
39
9RFLP analysis of plants in F2 population with RG214 (B)
2)．散在重复的DNA顺序多态性
Alu I顺序 在多态性。 哺乳动物基因组中的散在重复DNA顺序，研究发现人类的AluI顺序也存
人类Ⅲ型胶原纤维基因的第8个内含子存在一类种族特异性的Alu I顺序: 35％的美国黑人
含有这种序列
1％的高加索人
而印第安人、东南亚人中则不含有这种顺序。 人类Y染色体中有一类特有的Alu I顺序，称为YAP(Y Alu polymorphism)，其在不同
个体遗传物质DNA的多态性 个体呈现出多态现象 例如人类个体在身高、血型、肤纹等表型 DNA多态现象以孟德尔共显性遗传方式传递riable number of tandem repeat， VNTR)多态性
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。
Sbjct 671
Query 359 Sbjct 731 Query 419 Sbjct 791 Query 478 Sbjct 850 Query 538 Sbjct 910 Query 598 Sbjct 970
第二节、遗传标记 （Genetic marker)
遗传学中通常将可识别的等位基因称为遗传标记。 但随着遗传学和基因概念的发展其内涵也发展。 除基因标记外遗传标记主要包括：
RFLP标记 (restriction fragment length polymorphism)：
DNA某一位点上的变异有可能引起该位点特异性的限制性内切酶识别位点的改 这种变化引起的多态现象即为限制性片段长度多态性（RFLP)。 对RFLP的检测主要是用Southern杂交的方法进行，即利用限制酶酶解及凝胶 电泳分离不同生物体的DNA分子，然后用经标记的特异DNA探针与之杂交，通过放 射自显影或非同位素显色技术来揭示DNA的多态性。( 图 Southern )
人群中存在明显不同的多态分布。
3）．单核苷酸多态性 (single nucleotide polymorphism，SNP)
单核苷酸多态性，主要是指基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA顺序 多态性。它是人类可遗传变异中最常见的一种，占所有已知多态性的90％以上。估计 人类基因组中有300万个，平均1个SNP/500—1 000个碱基。理论上讲，SNP既可能是 双等位多态性，也可能是3个或4个等位多态性，但实际上，后两者非常少见，几乎可 以忽略。因此，通常所说的SNP都是双等位多态性的。SNP既可存在于基因顺序内，也 可存在一基因以外的非编码顺序中。存在于编码顺序中的SNP虽然较少，但其在遗传 疾病研究中却具有重要意义。相当一部分SNP直接或间接地与个体间的表型差异、人 类对疾病的易感性和抵抗能力有关，因此，对SNP的研究越来越受到人们的关注。
1.形 态 标记： 是指那些能够明确显示遗传多态的外 观性状，如株高、粒色等的相对差异
2.细胞学标记 ：是指能够明确显示遗传多态的细胞学特征。
如染色体结构上和数量上的遗传多态性等。 3.蛋白质标记：非酶蛋白质和酶蛋白质 在非酶蛋白质中，用得较多的是种子贮藏蛋白；
酶蛋白质主要是同功酶。
4.DNA 标 记： 也称DNA多态性标记、 DNA分子标记， 是 DNA水平上遗传多态性的直接反映。
Fig.1 The southern analysis of RFLP marker RG214.
（2 ）基于PCR的DNA标记： ①RAPD（random amplified polymorphic DNA ）标记： 随机引物PCR标记，随机扩增多态性DNA，用随机短引物（人工合成 的十核苷酸）进行DNA的PCR扩增。所扩增的DNA区段是事先未知的， 具有随机性和任意性，因此随机引物PCR标记技术可用于对任何未 知基因组的研究。（RAPD 原理） ② ISSR (Inter-simple sequence repeats) 标记:简单序列重复 区间扩增多态性。利用基因组中常出现的SSR本身设计引物，无需
SNP（single nucleotide polymorphism ）标记:
单核苷酸多态性。不同个体基因组DNA序列同一位置上的 单个核苷酸的差别。其比较的不是DNA的片段长度，而是相同 序列长度里的单个碱基的差别。 (SNP_)
(5)主要类型的DNA分子标记的技术特点比较
②CAPS（Cleaved amplified polymorphic sequence）标记: 是特异引物PCR与限制性酶切相结合而产生的一种DNA标记,当 SCAR（sequence characterized amplified regions)或STS的特异 扩增产物的电泳谱带不表现多态性时，一种补救办法就是用限制性 内切酶对扩增产物进行酶切，然后再通过琼脂糖或聚丙烯胺凝胶电 泳检测其多态性,这种多态性称为CAPS标记。它揭示的是特异PCR产 物DNA序列内限制性酶切位点变异的信息，也表现为限制性片段长度 的多态性。 （4）单核苷酸多态性的DNA标记
1 tagagcaggt ctagaccgta atgtttataa tacaatttac ttagacccaa caaatcccac
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这里仅介绍遗传的分子标记中的几种重要的分子标记:
1.同工酶标记: 同工酶（Isozyme）是一类分子结构不同、 功能相似、催化同样
的生化反应的酶。 同工酶标记是利用编码同工酶的等位基因与同工酶酶谱的相关性及其共显性的特
点进行染色体定位和遗传连锁分析。
2.DNA分子标记: (1)基于DNA-DNA杂交的DNA标记
变，包括原有位点的消失或出现新的酶切位点，致使酶切片段长度随之发生变化。
1 2 3 4
1 The polymorphism of RFLP marker RG214 between 2 parents and 2 bulks (A)
ZCL ZZA
1 39
Recombinants
39
9RFLP analysis of plants in F2 population with RG214 (B)
2)．散在重复的DNA顺序多态性
Alu I顺序 在多态性。 哺乳动物基因组中的散在重复DNA顺序，研究发现人类的AluI顺序也存
人类Ⅲ型胶原纤维基因的第8个内含子存在一类种族特异性的Alu I顺序: 35％的美国黑人
含有这种序列
1％的高加索人
而印第安人、东南亚人中则不含有这种顺序。 人类Y染色体中有一类特有的Alu I顺序，称为YAP(Y Alu polymorphism)，其在不同
个体遗传物质DNA的多态性 个体呈现出多态现象 例如人类个体在身高、血型、肤纹等表型 DNA多态现象以孟德尔共显性遗传方式传递riable number of tandem repeat， VNTR)多态性
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。
Sbjct 671
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第二节、遗传标记 （Genetic marker)
遗传学中通常将可识别的等位基因称为遗传标记。 但随着遗传学和基因概念的发展其内涵也发展。 除基因标记外遗传标记主要包括：
RFLP标记 (restriction fragment length polymorphism)：
DNA某一位点上的变异有可能引起该位点特异性的限制性内切酶识别位点的改 这种变化引起的多态现象即为限制性片段长度多态性（RFLP)。 对RFLP的检测主要是用Southern杂交的方法进行，即利用限制酶酶解及凝胶 电泳分离不同生物体的DNA分子，然后用经标记的特异DNA探针与之杂交，通过放 射自显影或非同位素显色技术来揭示DNA的多态性。( 图 Southern )
人群中存在明显不同的多态分布。
3）．单核苷酸多态性 (single nucleotide polymorphism，SNP)
单核苷酸多态性，主要是指基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA顺序 多态性。它是人类可遗传变异中最常见的一种，占所有已知多态性的90％以上。估计 人类基因组中有300万个，平均1个SNP/500—1 000个碱基。理论上讲，SNP既可能是 双等位多态性，也可能是3个或4个等位多态性，但实际上，后两者非常少见，几乎可 以忽略。因此，通常所说的SNP都是双等位多态性的。SNP既可存在于基因顺序内，也 可存在一基因以外的非编码顺序中。存在于编码顺序中的SNP虽然较少，但其在遗传 疾病研究中却具有重要意义。相当一部分SNP直接或间接地与个体间的表型差异、人 类对疾病的易感性和抵抗能力有关，因此，对SNP的研究越来越受到人们的关注。
1.形 态 标记： 是指那些能够明确显示遗传多态的外 观性状，如株高、粒色等的相对差异
2.细胞学标记 ：是指能够明确显示遗传多态的细胞学特征。
如染色体结构上和数量上的遗传多态性等。 3.蛋白质标记：非酶蛋白质和酶蛋白质 在非酶蛋白质中，用得较多的是种子贮藏蛋白；
酶蛋白质主要是同功酶。
4.DNA 标 记： 也称DNA多态性标记、 DNA分子标记， 是 DNA水平上遗传多态性的直接反映。
Fig.1 The southern analysis of RFLP marker RG214.
（2 ）基于PCR的DNA标记： ①RAPD（random amplified polymorphic DNA ）标记： 随机引物PCR标记，随机扩增多态性DNA，用随机短引物（人工合成 的十核苷酸）进行DNA的PCR扩增。所扩增的DNA区段是事先未知的， 具有随机性和任意性，因此随机引物PCR标记技术可用于对任何未 知基因组的研究。（RAPD 原理） ② ISSR (Inter-simple sequence repeats) 标记:简单序列重复 区间扩增多态性。利用基因组中常出现的SSR本身设计引物，无需
SNP（single nucleotide polymorphism ）标记:
单核苷酸多态性。不同个体基因组DNA序列同一位置上的 单个核苷酸的差别。其比较的不是DNA的片段长度，而是相同 序列长度里的单个碱基的差别。 (SNP_)
(5)主要类型的DNA分子标记的技术特点比较
②CAPS（Cleaved amplified polymorphic sequence）标记: 是特异引物PCR与限制性酶切相结合而产生的一种DNA标记,当 SCAR（sequence characterized amplified regions)或STS的特异 扩增产物的电泳谱带不表现多态性时，一种补救办法就是用限制性 内切酶对扩增产物进行酶切，然后再通过琼脂糖或聚丙烯胺凝胶电 泳检测其多态性,这种多态性称为CAPS标记。它揭示的是特异PCR产 物DNA序列内限制性酶切位点变异的信息，也表现为限制性片段长度 的多态性。 （4）单核苷酸多态性的DNA标记
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