SNP分型技术简介高遄
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SNP分型技术简介
SNP概念
SNP（single nucleotide polymorphisms ）单核苷酸多态性
是指在基因组水平上由单个核苷酸的改变所引起的DNA 序列多态性。
单 个 ？ 核苷酸 ？ 多态性 ？
突变 与 多态性
1. 多态性是一个群体概念，多态性指这个差异占群体的1%以 上。否则就叫突变（小于1%）。 2. SNP是多态性中的一种，只是进一步限定了差异只是单碱基。 3. SNP一般来说，是全部体细胞一样的基因型。 4. 突变一般不是一个个体全部体细胞的变化。 5. 如果突变发生在生殖细胞，则可以遗传，但是只要这个突 变群没有达到总群体的1%，它就只是一个突变株/系；达到 了1%就是多态性了。
编码区snp有同义和非同义2种非同义突变由于会导致氨基酸的变化从而影响蛋白质的功能特别是发生在结构功能区域的snp尤其重要非同义突变虽然没有明显的功能的分子机制但是在遗传学上可能因为与附近的其它致病基因的表达或者snp连锁因此在流行病学上形成阳性结果一般以此解释
SNP分型简介
单核苷酸多态性分型 SNP技术交流QQ群：107750067
SNP研究的优势 1. SNP在基因组中每500-1000个碱基就有一个标记。无论是比 较于RFLP还是SSR（6000一个标记），都要广泛得多； 2. SNP在人群中是等位基因性的，在任何人群中其等位基因 频率都可估计出来； 3. 与微卫星位点相比，SNP是高度稳定的，尤其是处于编码 区的SNP，而前者的高突变率容易引起对人群的遗传分析出 现困难； 4. 部分位于基因内部的SNP可能会直接影响产物蛋白质的结构 或基因表达水平，因此，它们本身可能就是疾病遗传机制 的候选位点； 5. 易于自动化、规模化分析，缩短了研究时间。
公开的SNP 数据库：
SNP及检测技术
1定义：单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP），主要是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性。
它是人类可遗传的变异中最常见的一种。
占所有已知多态性的90%以上。
SNP在人类基因组中广泛存在，平均每500～1000个碱基对中就有1个，估计其总数可达300万个甚至更多。
SNP所表现的多态性只涉及到单个碱基的变异，这种变异可由单个碱基的转换（transition）或颠换（transversion）所引起，也可由碱基的插入或缺失所致。
但通常所说的SNP并不包括后两种情况。
单核苷酸多态性（SNP）是指在基因组上单个核苷酸的变异，包括置换、颠换、缺失和插入。
所谓转换是指同型碱基之间的转换,如嘌呤与嘌呤( G2A) 、嘧啶与嘧啶( T2C) 间的替换;所谓颠换是指发生在嘌呤与嘧啶(A2T、A2C、C2G、G2T) 之间的替换。
从理论上来看每一个SNP 位点都可以有4 种不同的变异形式，但实际上发生的只有两种，即转换和颠换，二者之比为2：1。
SNP 在CG序列上出现最为频繁，而且多是C转换为T ，原因是CG中的C 常为甲基化的，自发地脱氨后即成为胸腺嘧啶。
一般而言，SNP 是指变异频率大于1 %的单核苷酸变异。
在人类基因组中大概每1000 个碱基就有一个SNP ，人类基因组上的SNP 总量大概是3 ×106个。
依据排列组合原理,SNP 一共可以有6种替换情况,即A/ G、A/ T、A/ C、C/ G、C/ T 和G/ T ,但事实上,转换的发生频率占多数,而且是C2T 转换为主,其原因是Cp G的C 是甲基化的,容易自发脱氨基形成胸腺嘧啶T , Cp G 也因此变为突变热点。
理论上讲，SNP既可能是二等位多态性，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都是二等位多态性的。
这种变异可能是转换（C T，在其互补链上则为G A），也可能是颠换（C A，G T，C G，A T）。
SNP分型技术简介
原理
质谱法是一种基于质谱技术的SNP分型方法。通过对PCR扩增产物进行
质谱分析，可以准确地确定SNP位点的碱基类型。
02
优点
质谱法具有高分辨率、高准确性和无需荧光标记的优点。该方法可以检
测多种类型的SNP，包括单核苷酸变异、插入/缺失等。
03
缺点
质谱法需要使用昂贵的质谱仪器，且对样本的纯度和质量要求较高。此
优点
TaqMan探针法具有高灵敏度、高特异性和可定量分析的 优点。同时，该方法可以实现高通量SNP分型，适用于大 规模样本的筛查和研究。
缺点
TaqMan探针法需要使用特定的荧光标记探针，成本较高。 此外，对于某些复杂的SNP位点或多态性区域，可能需要 设计多个探针以覆盖所有可能的变异类型。
质谱法
01
实验对照
设置合适的实验对照，以验证实验结果的可 靠性和准确性。
重复实验
进行必要的重复实验，以确保结果的稳定性 和可重复性。
质量控制
在实验过程中实施严格的质量控制措施，包 括试剂、仪器和实验操作等方面。
数据分析流程和方法选择
数据预处理
对原始数据进行清洗、整理和标准化 处理，以便于后续分析。
统计分析
采用适当的统计方法对数据进行分析， 如描述性统计、假设检验和方差分析 等。
亲子关系鉴定
通过分析被鉴定人的SNP信息，可以确定亲子关系，为家庭纠纷、 遗产继承等问题提供解决方案。
法医物证分析
SNP分型技术可以用于法医物证的分析和鉴定，如血迹、毛发等生 物样本的基因分型，为刑事案件的侦破提供证据。
05
实验设计与数据分
析方法论述
实验设计原则及注意事项
样本选择
确保样本具有代表性，避免选择偏差，同时 考虑样本量和多样性。
最新SNP分型技术简介
SNP的影响
• 编码区SNP有同义和非同义2种，非同义突变由于会导致氨 基酸的变化，从而影响蛋白质的功能，特别是发生在结构功 能区域的SNP尤其重要
• 非同义突变，虽然没有明显的功能的分子机制，但是在遗传 学上可能因为与附近的其它致病基因的表达或者SNP连锁， 因此在流行病学上形成阳性结果一般以此解释。
长 的 时 间 隧 道，袅
SNP分型技术简介
SNP概念
SNP（single nucleotide polymorphisms ）单核苷酸多态性
是指在基因组水平上由单个核苷酸的改变所引起的DNA 序列多态性。
单个？ 核苷酸 ？ 多态性 ？
突变 与 多态性
1. 多态性是一个群体概念，多态性指这个差异占群体的1%以 上。否则就叫突变（小于1%）。
能是颠换 (C A ， G T ， C G ， A T) 。
AACGGATCGAC TTGCCTAGGTG
AACGAATCGAC TTGCTTAGGTG
SNP的发生形式
• 转换的发生率总是明显高于其它几种变异，具有转换型变异 的 SNP 约占 2/3
• 可能是因为 CpG 二核苷酸上的胞嘧啶残基C是人类基因组中 最易发生突变的位点，其中大多数是甲基化的，可自发地脱 去氨基而形成胸腺嘧啶T。
4. 部分位于基因内部的SNP可能会直接影响产物蛋白质的结构 或基因表达水平，因此，它们本身可能就是疾病遗传机制 的候选位点；
5. 易于自动化、规模化分析，缩短了研究时间。
功能研究发展与方向
➢ 通过测序手段对SNP的存在及频率信息进行确定,对不同人群 进行SNP的基因分型都需借助这些序列信息才能得以进行
对中就有 1 个，估计其总数可达 300 万个甚至更多。
snp分型
GoldenGate技术
1536 位点－ 384 DNA样品 实验数据
2020年3月
• 肿瘤相关 SNP 芯片（Cancer Panel） 选择约 400 个肿瘤相关基因的 >1400 个 SNP 标记，信息来源于美国 NIHSNP500 肿瘤数据库 / 。
几千个）检测
3 SnaPshot方法
单碱基延伸原理： 在一个含有测序酶，四种荧光标记的ddNTP,紧挨多态位点5’
端的不同长度延伸引物和PCR产物模板的反应体系中，引 物延伸一个碱基即终止。
• 同一位点不同等位基因的区分
根据峰的颜色可知掺入的碱基种类
• 不同位点之间的区分
根据峰移动的胶位置确定该延伸产物对应的SNP位 点。
• 确定超过一千万的人类基因组的SNPs，完成了约310万SNPs （≥5％）在270个样品中的分型。 – Yorubans-Ibadan, Nigeria, Africa (YRI) – Caucasian -North & West Europe ancestry; Utah, USA (CEU) – Japanese -Tokyo, Japan (JPT) – Chinese -Han Chinese; Beijing, China (CHB)
Allele Specific Extension & Ligation
Universal PCR Sequence 1
Universal PCR Sequence 2
Pol[yTme/rCase]
A G
Ligase
[T/A]
illumiCode’ Address
Universal PCR Sequence 3’
• 根据曲线可以准确区分野生型纯合子、杂合子和 突变性纯合子。
YESLAB_SNP_基因分型芯片
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2X2列联表检验
• 2X2列联表检验
– 检验主体是两个等位基因 – 用于判断两个等位基因在病人和对照组中的频率分布有 没有显著性差异
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SNP的作用
• SNPs in genes
– – – – – – – – – In coding regions (possible protein structure changes) ⎯ Synonymous substitutions (同义) ⎯ Missense substitutions (错义) ⎯ Nonsense substitutions (终止) In coding and non-coding regions ⎯ Change of gene expression (by diverse binding various factors) Yield Timing Alternative splicing
Definition: Association analysis performed with a panel of polymorphic markers adequately spaced to capture most of the linkage disequilibrium information in the entire genome in the study population. Usually: 100,000 SNPs and more Human Genome
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Affymetrix SNP
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Workflow
250 ng Genomic DNA
Nsp Nsp Nsp
SNP分型技术简介3(高遄)
fragment length polymporphism, RFLP）。 该技术应用的前提是SNP的位点必须含有该限制内切酶 的识别位点，它是SNP筛查中最经典的方法之一。
5.1.1限制性片段长度多态性法 PCR- RFLP
原理： 利用限制性内切酶的酶切位点的特异性，用两种 或两种以上的限制性内切酶作用于同一DNA片断， 如果存在SNP位点，酶切片断的长度和数量则会 出现差异，根据电泳的结果就可以判断是否SNP 位点。
4.2疾病的关联分析
心脏病、癌症、糖尿病、精神病等的遗传变异是 人类遗传学家面临的一个主要挑战。 这类疾病通常隔代遗传，结果使曾经成功运用于 孟德尔疾病的传统的家系连锁分析在此使用受限， 复杂性疾病是遗传和环境综合作用的结果。 目前，发现这些多基因疾病微效基因最有力的方 法是利用与疾病基因关联的DNA 标记，对病例 组和对照组的标记的等位基因频率进行统计学比 较，SNP是这种分析很好的一种标记。
5.2基于PCR 的方法
5.2.1等位基因特异性PCR ( AS-PCR) 序列特异PCR ( PCR-SSP )
单管双向等位基因专一性扩增(SB - ASA)
5.2.1等位基因特异 PCR ( AS-PCR)
原理： 根据 SNP位点设计特异引物。 其中一条链(特异链)的3′末端与 SNP位点的碱 基互补(或相同) ，另一条链(普通链)按常规方法 进行设计，因此，AS-PCR技术是一种基于SNP 的PCR标记。 因为特异引物在一种基因型中有扩增产物，在另 一种基因型中没有扩增产物，用凝胶电泳就能够 很容易地分辨出扩增产物的有无，从而确定基因 型的 SNP。
5.2.1等位基因特异 PCR ( AS-PCR)
5.2.1等位基因特异 PCR ( AS-PCR)
5.1.1限制性片段长度多态性法 PCR- RFLP
原理： 利用限制性内切酶的酶切位点的特异性，用两种 或两种以上的限制性内切酶作用于同一DNA片断， 如果存在SNP位点，酶切片断的长度和数量则会 出现差异，根据电泳的结果就可以判断是否SNP 位点。
4.2疾病的关联分析
心脏病、癌症、糖尿病、精神病等的遗传变异是 人类遗传学家面临的一个主要挑战。 这类疾病通常隔代遗传，结果使曾经成功运用于 孟德尔疾病的传统的家系连锁分析在此使用受限， 复杂性疾病是遗传和环境综合作用的结果。 目前，发现这些多基因疾病微效基因最有力的方 法是利用与疾病基因关联的DNA 标记，对病例 组和对照组的标记的等位基因频率进行统计学比 较，SNP是这种分析很好的一种标记。
5.2基于PCR 的方法
5.2.1等位基因特异性PCR ( AS-PCR) 序列特异PCR ( PCR-SSP )
单管双向等位基因专一性扩增(SB - ASA)
5.2.1等位基因特异 PCR ( AS-PCR)
原理： 根据 SNP位点设计特异引物。 其中一条链(特异链)的3′末端与 SNP位点的碱 基互补(或相同) ，另一条链(普通链)按常规方法 进行设计，因此，AS-PCR技术是一种基于SNP 的PCR标记。 因为特异引物在一种基因型中有扩增产物，在另 一种基因型中没有扩增产物，用凝胶电泳就能够 很容易地分辨出扩增产物的有无，从而确定基因 型的 SNP。
5.2.1等位基因特异 PCR ( AS-PCR)
5.2.1等位基因特异 PCR ( AS-PCR)
SNP标记遗传图谱建立及作物遗传改良效果评估
SNP标记遗传图谱建立及作物遗传改良效果评估摘要：SNP标记遗传图谱的建立对于作物遗传改良具有重要意义。
本文将介绍SNP标记的定义和特点，以及建立SNP标记遗传图谱的方法和作物遗传改良效果的评估。
通过对SNP标记遗传图谱的建立和作物遗传改良效果的评估，可以为作物的遗传改良提供科学依据。
引言：随着生物技术的发展，SNP（单核苷酸多态性）标记成为了研究遗传变异和作物遗传改良的重要工具。
SNP标记是通过检测基因组中单个碱基的变异实现的，具有高度多态性和分辨率高的特点。
通过建立SNP标记遗传图谱并评估其作物遗传改良效果，可以加快作物遗传改良的进程。
一、SNP标记的定义和特点SNP标记是一种广泛存在于生物基因组中的遗传变异，它是由单个碱基的变异引起的。
相比于传统的遗传标记，如SSR和AFLP，SNP标记具有以下几个特点：1. 高度多态性：由于SNP标记是基因组中单个碱基的变异，因此它在物种中的分布广泛，具有高度多态性。
2. 分辨率高：SNP标记对于基因组的定位能力较强，可以实现较高的分辨率，能够精确地检测基因组中的变异。
3. 定量表达：SNP标记的变异是定量的，可以用于评估基因表达量和表达差异。
二、SNP标记遗传图谱的建立方法建立SNP标记遗传图谱是通过对大量的个体进行SNP标记的检测和分析而实现的。
目前常用的SNP标记遗传图谱建立方法主要包括：1. SNP芯片技术：SNP芯片是一种高通量的基因检测平台，可以同时检测和分析大量的SNP标记。
通过对样品中的DNA进行杂交反应，可以获得样品中SNP标记的基因型信息。
2. 基于测序技术的SNP标记检测：随着测序技术的发展，现在可以通过测序对个体的基因组进行全面的SNP标记检测。
这种方法可以获得更全面、更详细的SNP标记信息。
3. 关联分析方法：通过对大规模群体中的SNP标记和表型数据进行关联分析，可以确定SNP标记与某个表型特征之间的关系。
这种方法可以帮助我们确定与某个性状相关的SNP标记。
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1.SNP概念
依据排列组合原理一共可以有6种替换情况： A-G、A-T、A-C、C-G、C-T 和G-T 但事实上，转换的发生频率占多数，而且是C-T 转换为主。 其原因是CpG的C是甲基化的，容易自发脱氨基 形成T SNP在单个基因或整个基因组的分布是不均匀的： （1）非转录序列要多于转录序列 （2）在转录区非同义突变的频率，比其他方式突 变的频率低得多。
4.SNP研究意义
SNPs作为第三代遗传标记-路标的作用。 传统研究策略（表征、蛋白、基因） 逆向遗传学（表型、基因、蛋白）
4.1 4.2
基因组制图 疾病的关联分析
4.3 4.4
药物设计和应用 个体识别和亲权鉴定
4.1基因组制图
“遗传图谱”、“物理图谱”、“放射杂交图谱” 将SNP与人类基因组序列、物理和遗传图谱结合 起来以期在序列变异、疾病关联基因、种族遗传 和基因组扫描等方面作出进一步研究，将会对疾 病的深入了解、诊断方法和新型有效的治疗方法 的发展产生深远的影响。 2000年，SNP图谱，2730个SNPs 定位和作 图。 2001年，国际SNP图谱工作组124万个SNP的 图谱。
3.SNP特性ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
遗传稳定性 与微卫星等重复序列多态性标记相 比，SNP具有更高的遗传稳定性。 分布不均匀 由于选择压力的存在，SNP在整个 基因组中的分布不均匀，在3’表达序列标签 (express sequence tags, ESTs)中的分布 比在其他基因组区域中的少，在非编码区的数目 远远大于编码区。 易实现分析的自动化 由于每个SNP位点通常仅 含两个等位基因—双等位基因(biallele)，在检 测时能通过一个简单的“+/-”分析进行基因型 分型，而无需分析片段的长度，因而易于自动化。
5.SNP分型技术
5.1
经典检测方法
5.2
基于PCR 的方法
5.3
基于杂交荧光检测
5.4
光谱或电子信号
基因分型（Genotyping）：利用生物学检测方法测定个体基因型 （Genotype）的技术。
5.1经典检测方法
5.1.1限制性片段长度多态性法（PCR- RFLP） 5.1.2单链构象多态性法（ PCR- SSCP）
2.SNP分类
一是遍布于基因组的大量单碱基变异； 二是分布在基因编码区(coding region)内， 称其为cSNP，属功能性突变。 从对生物的遗传性状上来看，cSNP又可分为两 种： （1）同义cSNP，SNP所致的编码序列的改变 并不影响其所翻译的蛋白质的氨基酸序列，突变 碱基与未突变的含义相同。 （2）非同义cSNP，指碱基序列的改变可以使 其为蓝本翻译的蛋白质序列发生改变，从而影响 了蛋白质的功能。
4.4个体识别和亲权鉴定
虽然SNPs 位点提供的信息相对较少，但分布的 高密度弥补了信息量的不足。 3～4 个相邻的SNPs 位点构成的单倍型可达 8～16 种，相当于一个STR 位点的多态性， 1000 个SNPs 与400 个STR 扫描得出的连锁 信息量等同。 SNPs 较STR 等多态标记具有更高的遗传稳定 性。 已有许多SNPs 用于法医学： polymarker 系统用于亲子鉴定个体识别。
4.2疾病的关联分析
心脏病、癌症、糖尿病、精神病等的遗传变异是 人类遗传学家面临的一个主要挑战。 这类疾病通常隔代遗传，结果使曾经成功运用于 孟德尔疾病的传统的家系连锁分析在此使用受限， 复杂性疾病是遗传和环境综合作用的结果。 目前，发现这些多基因疾病微效基因最有力的方 法是利用与疾病基因关联的DNA 标记，对病例 组和对照组的标记的等位基因频率进行统计学比 较，SNP是这种分析很好的一种标记。
SNP
1. SNP概念
2. SNP分类 4. SNP特性 5. SNP研究意义 6. SNP分型技术
1.SNP概念
SNP，single nucleotide polymorphism，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 序列多态性。 一个SNP 的含义是给定的一个群体中，超过1 %的个体 在给定的遗传区域内发生一次核苷酸改变，是一个物种中 不同个体表型的主要遗传来源。 包括单个碱基的转换、颠换、插入和缺失等 转换是指同型碱基之间 G-A，T-C 颠换是指发生在嘌呤与嘧啶之间A-T、A-C、C-G、G-T
3.SNP特性
密度高 SNP在人类基因组的平均密度估计为 1/1000 bp ，在整个基因组的分布达 3×106 个，遗传距离为 2～3CM ，其中约有2×105个 存在于编码区。密度比微卫星标记更高，可以在 任何一个待研究基因的内部或附近提供一系列标 记。 具有代表性 虽然SNP在编码区的分布要低于其 他位置，某些位于基因内部的SNP有可能直接影 响蛋白质结构或表达水平，因此，它们可能代表 疾病遗传机理中的某些作用因素。
fragment length polymporphism, RFLP）。 该技术应用的前提是SNP的位点必须含有该限制内切酶 的识别位点，它是SNP筛查中最经典的方法之一。
4.3药物设计和应用
SNP 多态性的研究,表明遗传多态性与个体对药物 的敏感性或反应性之间存在关联 药物基因组学 (Pharmacogenomics) 。 通过比较服药后副作用严重个体与无此反应的对照 的DNA ，确立一个易感个体的SNP 简图，在通过 比较具有良好作用个体与无作用个体的DNA，建立 一个正效应个体cSNP 简图。两者共同组成一个综 合的药物反应模型，有助于患者选取有效而副作用 少的疗法。
变性梯度凝胶电泳 （DGGE）
5.1.1限制性片段长度多态性法 PCR- RFLP
定义：
由于碱基的变异可能导致酶切点的消失或新的切点出现，
从而引起不同个体在用同一限制酶切时，DNA片段长度 出现差异，这种因内切酶切点变化所导致的DNA片段长
度的差异，称限制性片段长度多态性（restriction