单核苷酸多态性及其应用优秀课件
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最新单核苷酸多态性SNP概念优点检测方法意义应用课件PPT
方法； ㈢食物中毒和其他食源性疾病的预防
方法；第二章 资 格•（四）食品加工经营场所环境、设 备以及食品采购、储存、加工、检 验、运输过程的卫生要求；
• （五）从业人员个人卫生要；（六） 其他与健康相关的食品卫生知识。
第二章 资 格
• 第七条 食品卫生管理员培训分为食 品生产加工、餐饮、食品流通三类。
3.目前几种筛选检测未知或已知SNP多态性的方法 :
1.基于杂交的方法 2.基于酶或PCR的方法 3.以构象为基础的方法 4.直接测序的方法 5.其他方法
3、目前几种筛选检测未知或已知SNP多态性的方
法
1.基于杂交的方法
• 原理:短的核苷酸探针在和互补的目的片段进行杂 交时，完全匹配和有错配两种情况下，根据杂交 复合体稳定性的不同而将SNP 位点检测出来。 （差异越大，检测的特异性就越好）
2)变性梯度凝胶电泳DGGE
3)单链构象多态性SSCP
4)变性高效液相色谱DHPLC
4直接测序:
DNA测序是最容易实施但目前费用仍较昂贵 SNPs检测方法。通过不同个体的同一基因或DNA 片段
的直接测序,然后进行简单的序列比对,SNP变异检 出率可达100%。采用直接测序法,还可以直观地得 到突变碱基的类型及其准确位置等SNPs分型的参 数。随着DNA测序自动化和测序成本的降低,直接测 序法将越来越多地用于未知SNPs的发掘和已SNPs 的检测与分型。
2）.基因芯片技术(Gene chips)
基因芯片是在一微小的基片(硅片、玻片、塑料片等)表面集成了 大量的分子识别探针,能够在同一时间内平行分析大量的基因,进行大 信息量的筛选和检测分析
3).探针技术(TaqMan)
4).动态等位基因特异杂交(Dynamic allelespecific hybridization,DASH)
方法；第二章 资 格•（四）食品加工经营场所环境、设 备以及食品采购、储存、加工、检 验、运输过程的卫生要求；
• （五）从业人员个人卫生要；（六） 其他与健康相关的食品卫生知识。
第二章 资 格
• 第七条 食品卫生管理员培训分为食 品生产加工、餐饮、食品流通三类。
3.目前几种筛选检测未知或已知SNP多态性的方法 :
1.基于杂交的方法 2.基于酶或PCR的方法 3.以构象为基础的方法 4.直接测序的方法 5.其他方法
3、目前几种筛选检测未知或已知SNP多态性的方
法
1.基于杂交的方法
• 原理:短的核苷酸探针在和互补的目的片段进行杂 交时，完全匹配和有错配两种情况下，根据杂交 复合体稳定性的不同而将SNP 位点检测出来。 （差异越大，检测的特异性就越好）
2)变性梯度凝胶电泳DGGE
3)单链构象多态性SSCP
4)变性高效液相色谱DHPLC
4直接测序:
DNA测序是最容易实施但目前费用仍较昂贵 SNPs检测方法。通过不同个体的同一基因或DNA 片段
的直接测序,然后进行简单的序列比对,SNP变异检 出率可达100%。采用直接测序法,还可以直观地得 到突变碱基的类型及其准确位置等SNPs分型的参 数。随着DNA测序自动化和测序成本的降低,直接测 序法将越来越多地用于未知SNPs的发掘和已SNPs 的检测与分型。
2）.基因芯片技术(Gene chips)
基因芯片是在一微小的基片(硅片、玻片、塑料片等)表面集成了 大量的分子识别探针,能够在同一时间内平行分析大量的基因,进行大 信息量的筛选和检测分析
3).探针技术(TaqMan)
4).动态等位基因特异杂交(Dynamic allelespecific hybridization,DASH)
胎球蛋白A基因单核苷酸多态性与冠状动脉钙化相关性研究演示课件
04
实验设计与方法
研究对象及样本来源
研究对象
具有冠状动脉钙化症状的患者和健康 人群。
样本来源
从合作医院收集冠状动脉钙化患者和 健康人群的血液样本。
实验试剂与仪器
实验试剂
胎球蛋白A基因特异性引物、dNTPs 、Taq DNA聚合酶等。
实验仪器
PCR仪、实时荧光定量PCR仪、电泳 仪、凝胶成像系统等。
国内外研究现状及发展趋势
要点一
国内外研究现状
要点二
发展趋势
目前，国内外已有大量关于胎球蛋白A基因单核苷酸多态性 与冠状动脉钙化相关性的研究报道。这些研究主要集中在 探讨不同胎球蛋白A基因单核苷酸多态性位点与冠状动脉钙 化程度、心血管疾病发病率和死亡率等方面的关系。然而 ，由于不同研究之间样本量、研究方法和评价标准等方面 存在差异，导致研究结果存在不一致性和争议性。
02
开展多中心、大样本的验证研究：目 前的研究结果仍需要进一步的验证。 未来可以开展多中心、大样本的验证 研究，以确认胎球蛋白A基因单核苷 酸多态性与冠状动脉钙化之间的相关 性，并评估其在不同人群中的适用性 。
03
探索基于遗传信息的个性化诊疗策略 ：随着精准医学的发展，基于遗传信 息的个性化诊疗策略越来越受到关注 。未来的研究可以探索如何利用胎球 蛋白A基因单核苷酸多态性等遗传信 息，为冠状动脉钙化的预测、诊断和 治疗提供个性化的策略。
胎球蛋白A基因单核苷酸多态性分布与特点
胎球蛋白A基因单核苷酸多态性在人群中的分布具有种族和地 域差异性，不同人群中的SNP频率和类型可能存在显著差异 。
胎球蛋白A基因单核苷酸多态性的特点包括：高度稳定性、易 于检测和分析、与疾病表型关联性强等。这些特点使得SNP 成为研究基因与疾病关联性的重要遗传标记。
单核苷酸多态性
SNP 检测方法
• 第一类方法: 找寻未知的SNP 或确定某一未知SNP 与某遗传 病的关系。检测未知SNP 有许多种方法： 温度梯度凝胶电泳( TGGE) 、变性梯度凝胶电 泳(DGGE) 、单链构象多态性(SSCP) 、变性的高 效液相色谱检测(DHPLC) 、限制性片段长度多态 性(RFL P) 、随机扩增多态性DNA(RAPD) 等, 这些方法只能发现含有SNP 的DNA 链,不能 确知突变的位置和碱基类别,要想做到这一点,必须 对那些含有SNP 的DNA 链进行测序。
SNP 研究现状
• SNP 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,在群体中的发生频率不小于1 %。
多态性的形式
• 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。 • 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。
SNP 网上主要资源
• 由美国国立卫生研究院( National Institutes of Health ,NIH) 提供的主要是与癌症和肿瘤相关的候选 SNP 数据库: .ga/ 由NIH 开辟的适于生物医学研究的dbSNP 多态性数据 库: /snp 德国的HGBAS 网站的人类SNP 数据库: http://hgbas.cgr. ki. Sei /index 日本建立了J STSNP 数据库: http://snp.Ims.utolkyo.ac.jp
分子生物学第五章-分子生物学的常规技术(四)SNP及其应用
一个SNP表示在基因组某个位点上一个核苷酸的变 化， 作为一种碱基的替换，大多数为转换（C—T， G—A），也可能是颠换。
具有转换型变异的SNP约占SNP总量的2／3左右。
转换的发生率总是明显高于其它几种变异，而 且在CG序列上出现最为频繁，多是发生C—T的转换， 原因是CG中的C是甲基化的，它能自发的脱氨基而替 换为胸腺嘧啶。
一致。
ATP驱动萤光素酶介导的萤光素向氧化萤光素
(oxyluclferin)的转化，氧化萤光素发出与ATP含量成正
比的可见光信号。
光信号由CCD摄像机检测并通过相应的软件得到反映。
每个峰的高度(光信号）与反应中掺入的核苷酸数成正 比，ATP和未掺入的dNTP由双磷酸酶降解，猝灭光信号， 并再生反应体系，加入另一种dNTP进行下一轮反应。随着 以上过程的循环进行，互补DNA链合成，DNA序列信号峰确
SNP的检测方法
单链构象多态性(single-strand conformational polymorphism,SSCP)
原理： 单链DNA的折叠结构是由单核苷酸序列
决定的，当某一个碱基发生突变时，便会直 接影响该链的构象，非变性聚丙烯酰胺凝胶 电泳时迁移率会发生改变。
SNP的检测方法
变性梯度凝胶电泳（denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE) 原理:
基因调控区SNP(pSNP)
基因间随机编码区SNP(rSNP)
等三类。
因为编码区内的变异率占周围序列的 1/5，cRNP的总量显著少于其他两类SNPs。
cSNP又可分为2种：
同义cSNP(synonymous cSNP)： 非同义cSNP(non-synonymous cSNP)
具有转换型变异的SNP约占SNP总量的2／3左右。
转换的发生率总是明显高于其它几种变异，而 且在CG序列上出现最为频繁，多是发生C—T的转换， 原因是CG中的C是甲基化的，它能自发的脱氨基而替 换为胸腺嘧啶。
一致。
ATP驱动萤光素酶介导的萤光素向氧化萤光素
(oxyluclferin)的转化，氧化萤光素发出与ATP含量成正
比的可见光信号。
光信号由CCD摄像机检测并通过相应的软件得到反映。
每个峰的高度(光信号）与反应中掺入的核苷酸数成正 比，ATP和未掺入的dNTP由双磷酸酶降解，猝灭光信号， 并再生反应体系，加入另一种dNTP进行下一轮反应。随着 以上过程的循环进行，互补DNA链合成，DNA序列信号峰确
SNP的检测方法
单链构象多态性(single-strand conformational polymorphism,SSCP)
原理： 单链DNA的折叠结构是由单核苷酸序列
决定的，当某一个碱基发生突变时，便会直 接影响该链的构象，非变性聚丙烯酰胺凝胶 电泳时迁移率会发生改变。
SNP的检测方法
变性梯度凝胶电泳（denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE) 原理:
基因调控区SNP(pSNP)
基因间随机编码区SNP(rSNP)
等三类。
因为编码区内的变异率占周围序列的 1/5，cRNP的总量显著少于其他两类SNPs。
cSNP又可分为2种：
同义cSNP(synonymous cSNP)： 非同义cSNP(non-synonymous cSNP)
单核苷酸多态性理论及应用
• 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.
• 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.
单核苷酸多态性理论及应用27页PPT
单核苷酸多态性理论及应用
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
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2.端粒酶逆转录酶基因 单核苷酸部分位点多态性可能增加罹患 肝癌和肝癌转移的风险
端粒酶逆转录酶（hTERT）基因是端粒酶的核心组成， 已经证实其在癌症的发生发展过程中具有重要作用。许多 研究认为SNP与疾病发病风险相关。hTERT 基因单核苷 酸多态性（SNP）与多种疾病有关，如膀胱癌，肺腺癌, 乳腺癌等等，甚至增加了肺癌的易感性. hTERT启动子区域的SNP可能与非小细胞肺癌的形成 有关。Park 等发现肝癌形成过程中有端粒酶激活表达。 但hTERTSNP在肝癌转移中是否具有作用尚不明确。通 过对原发性肝癌及肝癌转移患者hTERT单核苷酸多态性 的分布进行调查，探索其在肝癌转移中的潜在作用。
• 从对生物的遗传性状的影响上来看，cSNP又可 分为2种：一种是同义cSNP (synonymous cSNP),即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 变碱基的含义相同； • 另一种是 非同义 cSNP(non-synonymous cSNP),指碱基序列的改变可使以其为蓝本翻译的 蛋白质序列发生改变，从而影响了蛋白质的功能。 这种改变常是导致生物性状改变的直接原因。 cSNP中约有一半为非同义cSNP。
损伤DNA修复。如果修复失败，p53蛋白则引发细胞凋亡，现在已 知p53在很多细胞凋亡信号通路中都扮演着十分重要的作用.
4.宿主基因单核苷酸多态性与幽门螺 杆菌相关胃癌
•东亚人群绝大多数胃癌与幽门螺杆菌 (Helicobacter pylori, Hp)感染有关, 其流行病学 和生物学行为与非Hp 相关胃癌是截然不同的。目前 普遍认为Hp 相关胃癌的发生发展过程主发现谷胱甘肽-S-转移酶P1( GSTP1）、 髓过氧化物酶（MPO）、细胞色素P450（CYP450）酶 系等基因的 多态性影响了烟草致癌物的代谢. •目前开展的肿瘤代谢酶基因的研究主要集中在 CYP450、谷胱甘肽转硫（ GST）酶系。 •充分研究并认为与肺癌易感性相关的CYP450酶 系有CYP1A1、CYP2A6、CYP2D6、CYP2A13、 CYP2E1等。其中CYP2A13被认为是人呼吸系统中 最常见的CYP450酶.
单核苷酸多态性及其应用45页
▪ cSNP又可分为2种：
▪ 同义cSNP(synonymous cSNP)： ▪ 非同义cSNP(non-synonymous cSNP)
▪ 同义cSNP：
▪
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
基的含义相同；
▪ 非同义cSNP：
▪ 指碱基序列的改变可使以其为蓝本翻译的蛋 白质序列发生改变，从而影响蛋白质的功能。这 种改变常常是导致生物性状改变的直接原因。
SNP的检测方法
Taqman法
以荧光共振能量传递(fluorescent resonance energy transfer,FRET)为基础的检测方法。
在PCR反应中，将供者-受者染料对分别结合到Taqman探 针的两端，探针未与目标序列结合时，通过FRET作用使供者 不发荧光；完全互补配对后，由于Taq DNA聚合酶具有5‘核 酸酶的活性，可将供者从探针上切下来从而发出荧光。如果 探针与目标序列中存在错配碱基，就会减少探针与目标序列 结合的紧密程度及Taq DNA聚合酶切割供者的活性，也就影 响了供者的荧光释放量，从而使碱基突变链和正常链得以区 分。
▪
掺入的dNTP和释放的焦磷酸的物质的量相等，反应时
dATP由deoxyadenosine alfa-thio triphosphale(dATPaS)
替代．
▪
因为DNA聚合酶对dATPaS的催化效率比对dATP的催化效
率高，且dATP是萤光素酶的底物，dATPctS不是。
▪
硫酸化酶催化APS和PPi形成ATP，其物质的量和焦磷酸
一致。
▪
ATP驱动萤光素酶介导的萤光素向氧化萤光素
(oxyluclferin)的转化，氧化萤光素发出与ATP含量成正
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一致。
▪
ATP驱动萤光素酶介导的萤光素向氧化萤光素
(oxyluclferin)的转化，氧化萤光素发出与ATP含量成正
比的可见光信号。
▪ 光信号由CCD摄像机检测并通过相应的软件得到反映。
▪ 每个峰的高度(光信号）与反应中掺入的核苷酸数成正 比，ATP和未掺入的dNTP由双磷酸酶降解，猝灭光信号， 并再生反应体系，加入另一种dNTP进行下一轮反应。随着 以上过程的循环进行，互补DNA链合成，DNA序列信号峰确 定。
▪
基因调控区SNP(pSNP)
▪
基因间随机编码区SNP(rSNP)
▪
等三类。
▪ 因为编码区内的变异率占周围序列的 1/5，cRNP的总量显著少于其他两类SNPs。
▪ cSNP又可分为2种：
▪ 同义cSNP(synonymous cSNP)： ▪ 非同义cSNP(non-synonymous cSNP)
▪ 一个SNP表示在基因组某个位点上一个核苷酸的变 化， 作为一种碱基的替换，大多数为转换（C—T， G—A），也可能是颠换。
▪ 具有转换型变异的SNP约占SNP总量的2／3左右。
▪ 转换的发生率总是明显高于其它几种变异，而 且在CG序列上出现最为频繁，多是发生C—T的转换， 原因是CG中的C是甲基化的，它能自发的脱氨基而替 换为胸腺嘧啶。
▪ 同义cSNP：
▪
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
基的含义相同；
▪ 非同义cSNP：
▪ 指碱基序列的改变可使以其为蓝本翻译的蛋 白质序列发生改变，从而影响蛋白质的功能。这 种改变常常是导致生物性状改变的直接原因。
▪ 位于基因调控区的SNP则会影响基因表达量 的多少，因此，这两类SNP在功能和疾病发生发 展方面具有更重要的意义。
▪
掺入的dNTP和释放的焦磷酸的物质的量相等，反应时
dATP由deoxyadenosine alfa-thio triphosphale(dATPaS)
替代．
▪
因为DNA聚合酶对dATPaS的催化效率比对dATP的催化效
率高，且dATP是萤光素酶的底物，dATPctS不是。
▪
硫酸化酶催化APS和PPi形成ATP，其物质的量和焦磷酸
Taqman 探针
5‘
3‘
供者
受者
Taqman 探针
5‘
3‘
供者
受者
引物 目标序列
供者 5‘
受者 3‘
引物 目标序列
供者 5‘
受者 3‘
SNP的检测方法
分子信标(molecular beacon)法
分子信标是一个U型的单链核苷酸探针（探针序列内 部可有一定程度的互补配对），在探针两端也加上供者受者染料对，U型探针使两染料靠近，通过FRET作用使供 者不发荧光。当探针与目标序列完全互补配对后，两染料 分离，使得供者的荧光亮增加，如果目标序列中存在错配 碱基，就会影响探针与其结合，从而影响到供者的荧光亮， 使碱基突变链和正常链得以区分。
SNP的检测方法
单链构象多态性(single-strand conformational polymorphism,SSCP)
原理： 单链DNA的折叠结构是由单核苷酸序列
决定的，当某一个碱基发生突变时，便会直 接影响该链的构象，非变性聚丙烯酰胺凝胶 电泳时迁移率会发生改变。
SNP的检测方法
变性梯度凝胶电泳（denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE) 原理:
▪ Single nucleotide polymorphism
▪ SNP的特征
▪
SNP是人类可遗传的变异中最常出现的一种，
占所有已知多态性的90%以上，在人类基因组中广
泛存在，人类DNA中每300-1000bp就有一个SNP.
▪ 因此，一个人类个体大约携带300万-1000万个 SNPs。
SNP的特征
▪
包括DNA聚合酶、硫酸化酶、萤光素酶和双磷
酸酶;
▪ 反应底物为adenosine 5‘phosphosulfate(APS) 和萤光素。
▪ 反应体系还包括待测序的DNA单链和测序引物。
▪ 在每一轮测序反应中，加入一种dNTP。 ▪ 如该dNTP与模板配对，聚合酶就可以催化该dNTP掺入到
引物链中并释放焦磷酸基团(PPi)。
当双链DNA在变性梯度凝胶中进行到与DNA变性 温度一致的凝胶位置时，DNA发生部分解链，电泳 迁移率下降，DNA链中有一个碱基改变时，会在不 同的时间发生解链，因影响电泳速度变化的程度 而被分离。
SNP的检测方法
Taqman法
以荧光共振能量传递(fluorescent resonance energy transfer,FRET)为基础的检测方法。
单核苷酸多态性及其应用 优秀课件
SNP的概念
单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP)
是指基因组DNA序列中由于单个核苷酸的突变 而引起的多态性。
同一物种不同个体间染色体上遗传密码单个碱 基的变化，主要表现为基因组核苷酸水平上的变异 引起的DNA序列多态性 。
▪ SNP大都表现为二等位基因（bialletic)多 态性,即在该位置只存在两种不同的碱基。
▪ 位于染色体上某一区域的一组相关联的SNP等 位位点被称作单倍型(haplotype)，相邻SNPs的 等位位点倾向于以一个整体遗传给后代.
▪ 根据SNP在基因组中的分布位置可分为:
▪
基因编码区SNP(cSNP)
在PCR反应中，将供者-受者染料对分别结合到Taqman探 针的两端，探针未与目标序列结合时，通过FRET作用使供者 不发荧光；完全互补配对后，由于Taq DNA聚合酶具有5‘核 酸酶的活性，可将供者从探针上切下来从而发出荧光。如果 探针与目标序列中存在错配碱基，就会减少探针与目标序列 结合的紧密程度及Taq DNA聚合酶切割供者的活性，也就影 响了供者的荧光释放量，从而使碱基突变链和正常链得以区 分。
供者
受者
供者
受者
▪ 焦磷酸测序法
▪ 焦磷酸测序法(pyrosequencing)是一种不依 赖平板胶或毛细管电泳，不依赖DNA的荧光标记 激发/检测体系的序列分析技术，适用于已知序列 的DNA片段进行验证分析，适用于已知SNP的序列 验证及基因分型。
▪ 焦磷酸测序法主要是由四种酶催化同一反应体 系中的酶级联反应: