DNA指纹图谱技术ppt课件
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DNA指纹技术PPT课件
11
• 4、在胶板尺寸较长的凝胶电泳仪中，对酶解完 全后的DNA片段进行电泳，各酶切片段就会按其 长度大小在电场中进行分离。
• 5、先用碱性溶液使凝胶板中分离开的双链DNA 片段变性为单链片段，然后将凝胶板夹在尼龙膜 中，并永久性地固定在尼龙膜上。
• 6、让放射性DNA探针与尼龙膜上的单链DNA 片段进行杂交。
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Байду номын сангаас
三、DNA指纹的特点
• 多位点性 高分辨率的DNA指纹图谱通常由 15-30条带 组成，看上去就像挂号信上的条码签一样。DNA指纹区 中的绝大多数区带是独立遗传的，因此一个DNA指纹探 针能同时检测基因组中数十个位点的变异性。
• 简单的遗传方式 DNA指纹图中的区带是可以遗传的， 这不同于人的指纹。DNA指纹区带遵循简单的孟德尔遗 传方式。后代图中的每一条带都可以在双亲之一的图中找 到，只有0.004的可能性使子女中的一条带不能在其父 母中的图中找到。同一个体无病变的不同组织产生的 DNA指纹图完全相同，并能在培养的细胞株中维持下去 。需要说明的是，同卵双胞胎的DNA指纹图完全相同。
6
• “小卫星DNA”具有高度的可变性，不同个体， 彼此不同。但“小卫星DNA”中有一小段序列则 在所有个体中都一样，称为“核心序列”。如果 把核心序列串联起来作为分子探针，与不同个体 的DNA 进行分子杂交，就会呈现出各自特有的 杂交图谱，它们与人的指纹一样，具有专一性和 特征性，因人而异，因此被称为“DNA指纹”。
DNA指纹
1
Contents
1
什么是DNA指纹
2
DNA指纹图谱的构建
3
DNA指纹的特点
4
DNA指纹技术的工作原理
2
一、什么是DNA指纹
• 4、在胶板尺寸较长的凝胶电泳仪中，对酶解完 全后的DNA片段进行电泳，各酶切片段就会按其 长度大小在电场中进行分离。
• 5、先用碱性溶液使凝胶板中分离开的双链DNA 片段变性为单链片段，然后将凝胶板夹在尼龙膜 中，并永久性地固定在尼龙膜上。
• 6、让放射性DNA探针与尼龙膜上的单链DNA 片段进行杂交。
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三、DNA指纹的特点
• 多位点性 高分辨率的DNA指纹图谱通常由 15-30条带 组成，看上去就像挂号信上的条码签一样。DNA指纹区 中的绝大多数区带是独立遗传的，因此一个DNA指纹探 针能同时检测基因组中数十个位点的变异性。
• 简单的遗传方式 DNA指纹图中的区带是可以遗传的， 这不同于人的指纹。DNA指纹区带遵循简单的孟德尔遗 传方式。后代图中的每一条带都可以在双亲之一的图中找 到，只有0.004的可能性使子女中的一条带不能在其父 母中的图中找到。同一个体无病变的不同组织产生的 DNA指纹图完全相同，并能在培养的细胞株中维持下去 。需要说明的是，同卵双胞胎的DNA指纹图完全相同。
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• “小卫星DNA”具有高度的可变性，不同个体， 彼此不同。但“小卫星DNA”中有一小段序列则 在所有个体中都一样，称为“核心序列”。如果 把核心序列串联起来作为分子探针，与不同个体 的DNA 进行分子杂交，就会呈现出各自特有的 杂交图谱，它们与人的指纹一样，具有专一性和 特征性，因人而异，因此被称为“DNA指纹”。
DNA指纹
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Contents
1
什么是DNA指纹
2
DNA指纹图谱的构建
3
DNA指纹的特点
4
DNA指纹技术的工作原理
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一、什么是DNA指纹
中药指纹图谱的原理与应用PPT课件
C联用。液相色谱可以起到脱盐和浓缩样品的作用，
减少盐或其它小分子对样品离子化的影响而降低样
品的损耗和污染。液相色谱与质谱在线联用使质谱
法与常规的蛋白质分析方法可以很好的联用，其精
确度和灵敏度都大大超过了常规方法。并且，快速
流动的在线分离技术是一种高效率的生物分析方法。
用LC/ESI/MS进行生物大分子的分析鉴定能获得满
第19页/共25页
• 现代分子生物学研究发现，核苷酸序列含有生命有机物构建、 维持和繁殖生命所必需的遗传信息，不同种生物体含有不同 的DNA序列，同种生物体既有相同的DNA序列，保持同种生 物体的遗传性状，又具有多态性，使同种生物各个体千差万 别。由于这种核苷酸序列是相对稳定的，因而可以利用现代 分子生物学技术构建DNA指纹图。其原理是：每个生物体个 体的DNA经酶切后，电泳分离，用标记的DNA探针杂交和放 射自显影后形成的带纹分布应该是有区别的，具有个体、群 体和物种的特异性(DNA fingerprintion，DNAfp)。如要了 解中药复方制剂中的某味药是否存在，通过对这种中药材的 分子遗传标记的研究，找到具有该种高度特异性的片段，便 可以此为基础，制备出对该种高度特异性的寡核苷酸探针， 再经分子杂交进行指纹分析，即可达到鉴别目的。DNA指纹 图具有高度的个体特异性。DNA指纹图谱技术包括AP-PCR (arbitrary primer PCR，任意引物聚合酶链式反应)和RAP D(随机扩增多态性DNA，randomly amplified polymorp hic DNA)两种指纹图谱技术。RFLP (限制性[内切酶]片段长 度多态性，restriction fragment length polymorphism) 是最常用的构建DNA指纹图的方法，但该法费时费力，使应 用受到限制。随机扩增多态DNA(RAPD)标记，可以在特异D NA序列尚不清楚的情况下，检测DNA的多态性，这是构建中 药指纹图谱的新方法，具有极好的应用前景。此外，还有SSR (简单重复序列，simple sequence repeat)、ISSR(简单重 复序列间区，inter s第im20p页l/共e 2s5e页quence repeat) 、AFLP(扩
高中生物《DNA指纹技术》优质教学课件
凯利老师的侦探课堂 —— DNA 指纹技术
DNA 指纹技术
DNA 指纹图上的黑色条带
是什么呢？
学以致用 请讨论这个重组家庭成员的血缘关系。
热身小练习 利用 EcoRI 酶，对 A 、 B 、 C 三个个体的 DNA 切割，再利 用电泳技术分离，完成三人的简易 DNA 指纹图。
任务：找出真凶。
线索 1 ：凶案现场被严重破坏，仅提取 到少量罪犯遗留的皮肤组织 DNA 。 线索 2 ： 警察提取到 6 名有重大作案动 机的 嫌疑 人血样。
小组配合：制作 6 名嫌疑人的 DNA 指纹，对比证据锁定真凶。
1. 2. 3. 4. 5. 6.
DNA 指纹图的构建
DNA 片段
DNA 上非基因片段的差异
（ STR)
工具酶
限制酶（专一性）
技术
利用电泳分离不同大小的 DNA 片
应用
段
DNA 指纹技术
DNA 指纹图上的黑色条带
是什么呢？
学以致用 请讨论这个重组家庭成员的血缘关系。
热身小练习 利用 EcoRI 酶，对 A 、 B 、 C 三个个体的 DNA 切割，再利 用电泳技术分离，完成三人的简易 DNA 指纹图。
任务：找出真凶。
线索 1 ：凶案现场被严重破坏，仅提取 到少量罪犯遗留的皮肤组织 DNA 。 线索 2 ： 警察提取到 6 名有重大作案动 机的 嫌疑 人血样。
小组配合：制作 6 名嫌疑人的 DNA 指纹，对比证据锁定真凶。
1. 2. 3. 4. 5. 6.
DNA 指纹图的构建
DNA 片段
DNA 上非基因片段的差异
（ STR)
工具酶
限制酶（专一性）
技术
利用电泳分离不同大小的 DNA 片
应用
段
科学技术社会DNA指纹技术.pptx
三、DNA指纹技术主要特点——合作学习3
1．高度的特异性：研究表明，两个随机个体具有相同DNA图形的概率仅 3×10-11；如果同时用两种探针进行比较，两个个体完全相同的概率为 9×10-22。全世界人口约50亿中，因此，除非是 同卵双生 子女，否则几 乎不可能有两个人的DNA指纹的图形完全相同。 2．稳定的遗传性：DNA是人的遗传物质，其特征是由父母遗传的。分析 发现，DNA指纹图谱中几乎每一条带纹都能在其双亲之一的图谱中找到， 这种带纹符合经典的 孟德尔遗传 规律，即双方的特征平均传递50% 给子代。 3．体细胞稳定性：即同一个人的不同组织如血液、 肌肉、毛发、精液 等产生的DNA指纹图形 完全一致 。
（或DNA）
一、DNA指纹技术的基本原理——合作学习1 1、高等生物子代的每对 同源染色体 其形状和大小一般都相同，一条来 自父方，一条来自母方。
2、染色体是由 DNA和蛋白质组成，基因是有 遗传效应的DNA片段， 基因在染色体上呈 线性 排列。
3、同一生物不同体细胞的核DNA是 相同 的，因为体细胞是由受精卵直 接或间接通过 有丝分裂产生的。 4、DNA分子复制的方式是半保留复制，遵循 碱基互补配对 原则。亲 子代DNA的 脱氧核苷酸的排列顺序 是相同的。 5、将人体核DNA的限制性核酸内切酶的酶切片段杂交（碱基互补配对） 得到长度不等的杂交带图纹。
①下表所示分别为从尸体和死者生前的生活用品中提取的三条相同染色体同
一区段DNA单链的碱基序列，根据碱基配对情况判断．A、B、C三组DNA中
不是同一人的是 C 。
②为什么从尸体细胞与死者家属提供的死者生前的生活用品中分别提取的
DNA可以完全互补配对？
。
人体所有细胞均由一个受精卵分裂产生，细胞核中均含有相同的遗传物质
DNA指纹技术课件
假如决定脸型的一个基因 只有17个碱基对组成，那 么这种排列有多少种可能？
417种。大约为172亿种。
DNA的特点:多样性。
情境2：
你和你同桌长相相同的概率是多少？DNA 分子能像指纹一样用来鉴定身份吗？
在人类的DNA分子中，核苷酸序列多样性表现 为每个人的DNA几乎不可能完全相同，因此， DNA可以像指纹一样用来鉴别身份。
• DNA是人的遗传物质，其特征 是由父母遗传的。分析发现， DNA指纹图谱中几乎每一条带 纹都能在其双亲其一的图谱中 找到。
• 同一个人的不同组织如血液、 肌肉、毛发、精液等产生的 DNA指纹图形完全一致。
情境4： DNA指纹的应用
• 1.在刑事案件中的应用
• 在法医学上，如果确定某人是嫌 疑犯，可提取血样或毛发的DNA， 做出DNA指纹，再与犯罪现场残 留的血，精液，唾液，痰，毛发 等等成分中提取的DNA指纹相对 照。若两者一样，则称其指纹相 配，证明嫌疑犯就是作案的罪犯。 反之则否。
染色体是DNA的 主要载体
染色体
每个染色体上有一个 或两个DNA分子
Байду номын сангаас
DNA是主要的 遗传物质
基因是有遗传效应 的DNA片断
DNA 基因
每个DNA分子 上有许多基因
每个基因由许多脱氧核苷 酸组成
基因中的脱氧核苷酸排 脱氧核苷
列顺序代表着遗传信息
酸
情境1：
DNA片段如何蕴藏遗传信息?
4种碱基的排列顺序蕴 藏着遗传信息.
•
实施DNA指纹鉴别时，首先要 从人的血液或其他组织中提取 DNA，用特定的方法把DNA切 割成很多长短不等的片段，再 通过电泳的方法按长短分开， 然后转移、固定和杂交。这些 杂交的片段再经过显影或染色 处理显示出来，形成图谱。不 同个体的图谱是不同的，就像 人的指纹互不相同，因此被称 为“DNA指纹”。
《DNA指纹技术》课件
深入了解DNA指纹技术
本PPT课件将介绍DNA指纹技术的定义、原理、应用和局限性。通过本次课 件，您将更深入地了解DNA指纹技术的实际应用。
定义和背景
定义
DNA指纹技术是一种通过鉴定DNA序列中的 多态性位点，将不同DNA样本进行区分和鉴 定的技术。
背景
DNA指纹技术最初是用于研究物种遗传分化 和亲缘关系的一种分子生物学方法。
原理
DNA提取和纯化
通过一系列的化学、物理和生 物学方法，从生物样本中提取 并纯化DNA。
PCR扩增和基因分型技术
利用PCR扩增提取的DNA片段， 进行基因分型分析。
DNA指纹图谱的分析与解 读
对基因分型的结果进行电泳分 析，并生成DNA指纹图谱，进 行结果分析与解读。
应用领域
1
刑事案件中的身份确认问题
通过对 crime scene DNA 和罪犯的
遗传关系的鉴定和亲子鉴定
2
DNA 进行比对来解决身份确认问题。
通过对儿童、父母和其他亲属的 DNA
进行比对，来确定两人之间的亲缘关
系。
3
基因疾病的诊断和治疗
通过对人们的 DNA 进行基因测序， 来确定是否存在某些基因疾病或患病 风险，并为疾病的预防和治疗提供依 据。
民事鉴定
用于亲子关系的确定
具有相当的精确度，可以为 亲子关系的鉴定提供科、种源及其繁殖 途径等进行追溯分析和识别。
具有很高的可靠性和精确度， 是遗传保护的重要手段之一。
结论
DNA指纹技术是现代生物医学领域的一项重要技术，而且具有广泛的应用前景。同时，我们也需要认识 到DNA指纹技术的局限性，合理应用DNA指纹技术。
局限性
1 自然变异和基因突变的影响
本PPT课件将介绍DNA指纹技术的定义、原理、应用和局限性。通过本次课 件，您将更深入地了解DNA指纹技术的实际应用。
定义和背景
定义
DNA指纹技术是一种通过鉴定DNA序列中的 多态性位点，将不同DNA样本进行区分和鉴 定的技术。
背景
DNA指纹技术最初是用于研究物种遗传分化 和亲缘关系的一种分子生物学方法。
原理
DNA提取和纯化
通过一系列的化学、物理和生 物学方法，从生物样本中提取 并纯化DNA。
PCR扩增和基因分型技术
利用PCR扩增提取的DNA片段， 进行基因分型分析。
DNA指纹图谱的分析与解 读
对基因分型的结果进行电泳分 析，并生成DNA指纹图谱，进 行结果分析与解读。
应用领域
1
刑事案件中的身份确认问题
通过对 crime scene DNA 和罪犯的
遗传关系的鉴定和亲子鉴定
2
DNA 进行比对来解决身份确认问题。
通过对儿童、父母和其他亲属的 DNA
进行比对，来确定两人之间的亲缘关
系。
3
基因疾病的诊断和治疗
通过对人们的 DNA 进行基因测序， 来确定是否存在某些基因疾病或患病 风险，并为疾病的预防和治疗提供依 据。
民事鉴定
用于亲子关系的确定
具有相当的精确度，可以为 亲子关系的鉴定提供科、种源及其繁殖 途径等进行追溯分析和识别。
具有很高的可靠性和精确度， 是遗传保护的重要手段之一。
结论
DNA指纹技术是现代生物医学领域的一项重要技术，而且具有广泛的应用前景。同时，我们也需要认识 到DNA指纹技术的局限性，合理应用DNA指纹技术。
局限性
1 自然变异和基因突变的影响
指纹图谱(PPT)
分布：主产云南文山、砚山、马关等地，广西 靖西、百色以及广东部分地区有产。
1年生
2年生
3年生
4年生
5年生
6年生
三七主根
其中云南省文山州占80%以上， 种植面积约5万亩，分布于文山 砚山、马关、麻栗坡、西畴等
三七药材资源分布图
三七GAP种植基地
化学成分研究：
已分离成分： 人参皂苷（ginsenoside）-Rb1、Rd、Re、
HO
O glc
20(S) 20( R)
notoginsenoside 8 notoginsenoside 9
glcO OH
OOH
HO
Oglc
notoginsenoside R10
HO
O glcO
OH
Oglc
glcO OH
notoginsenoside R1
OCH3
HO
HO Oglc
notoginsenoside R12
第三部分、三七系列中药注射剂指纹图谱研究及 相似度计算软件的试用。
研究单位：
中国药科大学 中国药品与生物制品检定所 中科院昆明植物研究所 广西药品检验所 上海市药品检验所 云南省药品检验所 广东省药品检验所 黑龙江省药品检验所 北京禾普康天然药物技术开发有限公司
研究的主要内容
➢ 三七药材GAP情况 ➢ 指纹图谱方法学研究 ➢ 三七药材指纹图谱研究、三七总皂甙生
500 400 300 200 100
0 0
10
20
mAU 500
VWD1
A,
(SANQI\A2112502.D)
Wavelength=203
nm
400
300
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1年生
2年生
3年生
4年生
5年生
6年生
三七主根
其中云南省文山州占80%以上， 种植面积约5万亩，分布于文山 砚山、马关、麻栗坡、西畴等
三七药材资源分布图
三七GAP种植基地
化学成分研究：
已分离成分： 人参皂苷（ginsenoside）-Rb1、Rd、Re、
HO
O glc
20(S) 20( R)
notoginsenoside 8 notoginsenoside 9
glcO OH
OOH
HO
Oglc
notoginsenoside R10
HO
O glcO
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Oglc
glcO OH
notoginsenoside R1
OCH3
HO
HO Oglc
notoginsenoside R12
第三部分、三七系列中药注射剂指纹图谱研究及 相似度计算软件的试用。
研究单位：
中国药科大学 中国药品与生物制品检定所 中科院昆明植物研究所 广西药品检验所 上海市药品检验所 云南省药品检验所 广东省药品检验所 黑龙江省药品检验所 北京禾普康天然药物技术开发有限公司
研究的主要内容
➢ 三七药材GAP情况 ➢ 指纹图谱方法学研究 ➢ 三七药材指纹图谱研究、三七总皂甙生
500 400 300 200 100
0 0
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mAU 500
VWD1
A,
(SANQI\A2112502.D)
Wavelength=203
nm
400
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指纹识别ppt课件
指纹识别在门禁系统中的 应用
将指纹识别技术应用于门禁系统，可以实现 进出人员的身份识别和权限控制，提高了门 禁系统的安全性和智能化水平。
指纹识别在考勤管理中的 应用
通过指纹识别技术，可以实现员工考勤的自 动化管理，有效避免了代打卡等作弊行为，
提高了考勤管理的准确性和公正性。
身份认证和权限控制
指纹识别在身份认证中的应用
基于电容、电感等半导体 技术，通过感应手指表面 电荷分布来捕捉指纹图像 。
超声波指纹采集器
利用超声波穿透性强、方 向性好等特点，捕捉手指 内部的指纹信息。
图像处理算法
预处理算法
包括去噪、增强、二值化等操作，用 于提高指纹图像的质量和可识别度。
特征提取算法
匹配算法
将提取出的特征点与数据库中的指纹 特征进行比对，找出相似的指纹信息 。
细节点匹配
通过比较两枚指纹图像中细节点 的类型和位置信息进行匹配，具
有较高的准确性和鲁棒性。
纹理匹配
利用指纹图像中脊线和谷线形成 的纹理特征进行匹配，对于质量 较差的指纹图像具有一定的优势
。
深度学习匹配
通过训练深度学习模型学习指纹 图像中的特征表示，并进行相似 度计算，具有自适应性强、性能
稳定等优点。
随着科技的不断进步和创新，指纹识别技术将不断升级和完善， 提高识别精度、速度和安全性。
应用领域拓展
指纹识别技术将广泛应用于金融、安防、智能家居、医疗等领域， 为人们提供更加便捷、安全的身份认证和访问控制服务。
产业链不断完善
随着指纹识别技术的不断发展和应用，相关产业链也将不断完善和 成熟，形成更加完整的产业生态体系。
细化
对二值化后的指纹图像进行细化操作，将指纹的纹路细化为单像素宽度，便于后续的指纹特征分析和处理。常用 的细化算法包括OPTA算法、Hilditch算法等。这些算法通过不断去除图像边缘的像素点，最终得到细化后的指纹 图像。
将指纹识别技术应用于门禁系统，可以实现 进出人员的身份识别和权限控制，提高了门 禁系统的安全性和智能化水平。
指纹识别在考勤管理中的 应用
通过指纹识别技术，可以实现员工考勤的自 动化管理，有效避免了代打卡等作弊行为，
提高了考勤管理的准确性和公正性。
身份认证和权限控制
指纹识别在身份认证中的应用
基于电容、电感等半导体 技术，通过感应手指表面 电荷分布来捕捉指纹图像 。
超声波指纹采集器
利用超声波穿透性强、方 向性好等特点，捕捉手指 内部的指纹信息。
图像处理算法
预处理算法
包括去噪、增强、二值化等操作，用 于提高指纹图像的质量和可识别度。
特征提取算法
匹配算法
将提取出的特征点与数据库中的指纹 特征进行比对，找出相似的指纹信息 。
细节点匹配
通过比较两枚指纹图像中细节点 的类型和位置信息进行匹配，具
有较高的准确性和鲁棒性。
纹理匹配
利用指纹图像中脊线和谷线形成 的纹理特征进行匹配，对于质量 较差的指纹图像具有一定的优势
。
深度学习匹配
通过训练深度学习模型学习指纹 图像中的特征表示，并进行相似 度计算，具有自适应性强、性能
稳定等优点。
随着科技的不断进步和创新，指纹识别技术将不断升级和完善， 提高识别精度、速度和安全性。
应用领域拓展
指纹识别技术将广泛应用于金融、安防、智能家居、医疗等领域， 为人们提供更加便捷、安全的身份认证和访问控制服务。
产业链不断完善
随着指纹识别技术的不断发展和应用，相关产业链也将不断完善和 成熟，形成更加完整的产业生态体系。
细化
对二值化后的指纹图像进行细化操作，将指纹的纹路细化为单像素宽度，便于后续的指纹特征分析和处理。常用 的细化算法包括OPTA算法、Hilditch算法等。这些算法通过不断去除图像边缘的像素点，最终得到细化后的指纹 图像。
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3、限制性片段长度多态性（RFLP）
(1)选用rDNA的恒定区序列设计引物； (2)选择性扩增rDNA片断； (3)对扩增产物用适当的限制性内切酶 进行酶切； (4)琼脂凝胶电泳分离产生限制性片断； (5)用所得到的指纹图谱进行分析，根 据片段的大小以及标记片断种类和数 量的不同，分析群落的结构及组成多 样性。
1、变性梯度凝胶电泳（DGGE）和温度梯度 凝胶电泳（TGGE）
步骤
（1）样品总DNA提取； （2）样品16S或18SrDNA片段的PCR扩增及纯化； （3）制取变性梯度聚丙烯酰胺凝胶； （4）染色； （5）样品的DGGE分析； （6）割胶测序。
DGGE
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二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
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1
DNA指纹图谱技术在土壤微生 物多样性研究中的应用
2
主要内容
核糖体RNA基因的介绍
以DNA指纹图谱技术为基 础的微生物多样性研究方法
一、核糖体RNA基因的介绍
目前在微生物分类学及菌种鉴定研究中最 有用和最常用的分子是rRNA，rRNA约占细胞中 RNA总量的75%~80%。 真核生物：5S、5.8S、18S、28S四种rRNA基因 原核生物： 5S、16S、23S三种rRNA基因
由于16S rDNA及18S rDNA的序列，每年 都以很快的速度补充到GenBank中去，这使 得能够比较方便地利用这一数据库进行微生 物群体多样性的研究。
一、核糖体RNA基因的介绍
利用rDNA测量细菌进化和亲缘关系 • 首先， 16S rDNA 普遍存在于原核生物中，参
与生物蛋白质的合成过程，并在生物进化的漫 长历程中保持不变，是生物演变的时间钟。 • 其次，在 16S rDNA 分子中，既含有高度保守 区域，又有中度保守和高度变化的区域，适用 于进化距离不同的各类细菌亲缘关系的研究。 • 第三， 16S rDNA 的相对分子量大小适中，约 1 540 个核苷酸，便于序列分析。
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
6、扩增rDNA限制性酶切片段分析（ARDRA）
ARDRA 是用特定引物进行 rDNA的扩增，再对 扩增产物进行RFLP分析，这项技术可以为土壤细菌 群落水平上提供可靠的基因型特征，这项技术常被 用来了解各种样品的群落结构。
ARDRA方法最大的缺点是工作量大，目前，应 用该方法进行微生物群落结构分析，还没有人设置 重复。
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
变性梯度凝胶电泳（DGGE）和温度梯度凝胶 电泳（TGGE）
原理 在聚丙烯酰胺中加入甲酰胺，从正极到负
极梯度递加，或是形成温度梯度，电泳中的 DNA到达它的变性甲酰胺浓度或温度时，双链 部分解开，造成泳动速度发生变化，从而达到 分离效果。
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
4、末端限制性片段长度多态性（T-RFLP）
此法与RFLP原理相同，只是在 PCR引物的一端用荧光染料进 行标记，这样使得限制片段长 度多态性图谱更为简化，只需 检测被标记的末端限制性片段， 就可以分析复杂群落。
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
除此以外，还有重复基因外回文序列PCR、核糖体间隔分析、编码蛋白质的基 因推测、质粒指纹图谱分析等现代分子生 物学技术研究方法，不需要对微生物进行 分离培养，克服了传统微生物培养技术的 局限性，能够客观分析，精确解释微生物 种类的多样性，给微生物生态学的研究带 来了光明前景。
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
利用rRNA 基因序列研究微生物多样性可采用 不同的策略，目前一般常用以下几种方法：
1、变性梯度凝胶电泳和温度梯度凝胶电泳 2、单链构象多态性 3、限制性片段长度多态性 4、末端限制性片段长度多态性 5、随机引物扩增多态性 6、扩增rDNA限制性酶切片段分析 。。。 。。。
3、限制性片段长度多态性（RFLP）
根据不同生物个体或种群之间DNA片段酶 切位点有所差异的特点，利用限制性内切酶进 行消化，产生长短、种类、数目不同的限制性 片段，然后对这些特定DNA片段的限制性内切 酶产物进行分析，根据特定的限制性酶谱图可 对群落中的微生物加以区分。
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
2、单链构象多态性（SSCP）
不同碱基序列的单链 DNA 分子构象不同， DNA片段变性成单链后受到凝胶分子筛不同作 用力，最终使不同DNA片段得到分离。电泳结 束后可以将不同的条带切下并测序，或采用特 异性探针进行杂交，进而显示该特定微生物类 群的动态变化。
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
5、随机引物扩增多态性 DNA（RAPD）
对整个基因组的DNA分子而言，某一引物 可能会与单链DNA的许多位点结合，然后对扩 增产物进行电泳，用溴化乙锭染色，就可以直 接检验出被扩增的DNA多态性。
该技术以随机寡核苷酸作为引物，扩增得 到的多态性片段较短，更方便检测两个同源或 异源等位基因的有无，适用于种内和亚种更为 细致的分类。
其中16S、18S rRNA基因大小适中，不但含 有高度保守的基因片段，而且在不同的菌株间 也含有变异的核酸片段，因此其应用最为普遍。
一、核糖体RNA基因的介绍
利用rDNA测量细菌进化和亲缘关系
分析时可利用恒定区序列设计引物，将 16S rDNA进行PCR 扩增，产生长度相同但序 列有异的DNA片段混合物，然后利用可变区 序列的差异对不同菌属、菌种的细菌进行分 离。
(1)选用rDNA的恒定区序列设计引物； (2)选择性扩增rDNA片断； (3)对扩增产物用适当的限制性内切酶 进行酶切； (4)琼脂凝胶电泳分离产生限制性片断； (5)用所得到的指纹图谱进行分析，根 据片段的大小以及标记片断种类和数 量的不同，分析群落的结构及组成多 样性。
1、变性梯度凝胶电泳（DGGE）和温度梯度 凝胶电泳（TGGE）
步骤
（1）样品总DNA提取； （2）样品16S或18SrDNA片段的PCR扩增及纯化； （3）制取变性梯度聚丙烯酰胺凝胶； （4）染色； （5）样品的DGGE分析； （6）割胶测序。
DGGE
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二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
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DNA指纹图谱技术在土壤微生 物多样性研究中的应用
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主要内容
核糖体RNA基因的介绍
以DNA指纹图谱技术为基 础的微生物多样性研究方法
一、核糖体RNA基因的介绍
目前在微生物分类学及菌种鉴定研究中最 有用和最常用的分子是rRNA，rRNA约占细胞中 RNA总量的75%~80%。 真核生物：5S、5.8S、18S、28S四种rRNA基因 原核生物： 5S、16S、23S三种rRNA基因
由于16S rDNA及18S rDNA的序列，每年 都以很快的速度补充到GenBank中去，这使 得能够比较方便地利用这一数据库进行微生 物群体多样性的研究。
一、核糖体RNA基因的介绍
利用rDNA测量细菌进化和亲缘关系 • 首先， 16S rDNA 普遍存在于原核生物中，参
与生物蛋白质的合成过程，并在生物进化的漫 长历程中保持不变，是生物演变的时间钟。 • 其次，在 16S rDNA 分子中，既含有高度保守 区域，又有中度保守和高度变化的区域，适用 于进化距离不同的各类细菌亲缘关系的研究。 • 第三， 16S rDNA 的相对分子量大小适中，约 1 540 个核苷酸，便于序列分析。
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
6、扩增rDNA限制性酶切片段分析（ARDRA）
ARDRA 是用特定引物进行 rDNA的扩增，再对 扩增产物进行RFLP分析，这项技术可以为土壤细菌 群落水平上提供可靠的基因型特征，这项技术常被 用来了解各种样品的群落结构。
ARDRA方法最大的缺点是工作量大，目前，应 用该方法进行微生物群落结构分析，还没有人设置 重复。
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
变性梯度凝胶电泳（DGGE）和温度梯度凝胶 电泳（TGGE）
原理 在聚丙烯酰胺中加入甲酰胺，从正极到负
极梯度递加，或是形成温度梯度，电泳中的 DNA到达它的变性甲酰胺浓度或温度时，双链 部分解开，造成泳动速度发生变化，从而达到 分离效果。
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
4、末端限制性片段长度多态性（T-RFLP）
此法与RFLP原理相同，只是在 PCR引物的一端用荧光染料进 行标记，这样使得限制片段长 度多态性图谱更为简化，只需 检测被标记的末端限制性片段， 就可以分析复杂群落。
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
除此以外，还有重复基因外回文序列PCR、核糖体间隔分析、编码蛋白质的基 因推测、质粒指纹图谱分析等现代分子生 物学技术研究方法，不需要对微生物进行 分离培养，克服了传统微生物培养技术的 局限性，能够客观分析，精确解释微生物 种类的多样性，给微生物生态学的研究带 来了光明前景。
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
利用rRNA 基因序列研究微生物多样性可采用 不同的策略，目前一般常用以下几种方法：
1、变性梯度凝胶电泳和温度梯度凝胶电泳 2、单链构象多态性 3、限制性片段长度多态性 4、末端限制性片段长度多态性 5、随机引物扩增多态性 6、扩增rDNA限制性酶切片段分析 。。。 。。。
3、限制性片段长度多态性（RFLP）
根据不同生物个体或种群之间DNA片段酶 切位点有所差异的特点，利用限制性内切酶进 行消化，产生长短、种类、数目不同的限制性 片段，然后对这些特定DNA片段的限制性内切 酶产物进行分析，根据特定的限制性酶谱图可 对群落中的微生物加以区分。
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
2、单链构象多态性（SSCP）
不同碱基序列的单链 DNA 分子构象不同， DNA片段变性成单链后受到凝胶分子筛不同作 用力，最终使不同DNA片段得到分离。电泳结 束后可以将不同的条带切下并测序，或采用特 异性探针进行杂交，进而显示该特定微生物类 群的动态变化。
二、以DNA指纹图谱技术为基础的微生物多样性研究方法
5、随机引物扩增多态性 DNA（RAPD）
对整个基因组的DNA分子而言，某一引物 可能会与单链DNA的许多位点结合，然后对扩 增产物进行电泳，用溴化乙锭染色，就可以直 接检验出被扩增的DNA多态性。
该技术以随机寡核苷酸作为引物，扩增得 到的多态性片段较短，更方便检测两个同源或 异源等位基因的有无，适用于种内和亚种更为 细致的分类。
其中16S、18S rRNA基因大小适中，不但含 有高度保守的基因片段，而且在不同的菌株间 也含有变异的核酸片段，因此其应用最为普遍。
一、核糖体RNA基因的介绍
利用rDNA测量细菌进化和亲缘关系
分析时可利用恒定区序列设计引物，将 16S rDNA进行PCR 扩增，产生长度相同但序 列有异的DNA片段混合物，然后利用可变区 序列的差异对不同菌属、菌种的细菌进行分 离。