人类基因组的微卫星作为新的遗传标记
微卫星标记
鳗及其近交后代微卫星分子标记研究RAPD指纹方面的初步研究，但采用微卫星分子标记进行分析的研究还相对较少。
而微卫星分子标记方法在动植物育种上己经作为一种育种辅助标记广泛应用。
2遗传标记的发展及应用遗传标记(GelleticMarkers)是指与目标性状紧密连锁，同该性状共同分离可以明确反映遗传多态性的生物特征，是基因型特殊的可识别的表现形式，它是生物分类学、育种学、遗传学和物种起源与进化等研究的主要技术指标之一。
广义的遗传标记是指可遗传的并可检测的DNA序列或蛋白质，狭义的遗传标记概念只是指DNA分子标记(Parke:。
tal.，1998)。
理想的遗传标记一般必须达到以下几个要求: (1)具有高度的多态性;(2)共显性遗传，即利用分子标记可鉴别二倍体中杂合和纯合基因型;(3)能明确辨别等位基因;(4)遍布整个基因组;(5)除特殊位点的标记外，要求分子标记的位点均匀分布于整个基因组;(6)选择中性，即无基因多效性;(7)检测片段简单、快速，实验程序易自动化;(8)开发成本和使用成本尽量低廉;(9)在实验室内和实验室间重复性好，便于数据交换。
但是，目前发现的任何一种分子标记均不能满足以上所有要求(贾继增，1996;邱芳等，1998;赵淑清等，2000)。
遗传标记已作为一种辅助育种标记广泛应用于动、植物及其它领域。
从不同层次水平上看，它可分为形态学标记、细胞学标记、生化标记、分子标记四种2.1形态学标记形态学标记(MO甲hologicalmarkers)是指那些从表型上看显示遗传多态性的特征，即生物特征，如鱼的体高、体长、体色等。
由于形态学标记易观察、识别，因此它一直是选种、育种的重要标记，也是孟德尔遗传学创立的重要基础。
由自发突变或物理化学诱变均可获得具有特定优良性状的形态特征，通过人工选育工作使那些优良胜状稳定遗传下来，从而达到选育的目的和效果，自上个世纪80年代，我国科研工作者就开始采用形态学方法对鱼类种质资源鉴定进行研究，李思发等(1990) 对长江、珠江、黑龙江鳞、墉、草鱼种质资源进行了调查和研究。
三代遗传标记
三代遗传标记分子标记是继形态标记、细胞标记和生化标记之后发展起来的一种较为理想的遗传标记形式,它以蛋白质、核酸分子的突变为基础,检测生物遗传结构与其变异.分子标记技术从本质上讲,都是以检测生物个体在基因或基因型上所产生的变异来反映生物个体之间的差异。
每一种分子标记都有其自身的特点和特定的应用范围，但就一般意义而言,DNA 分子标记与形态标记和生化标记等相比,具有许多独特的优点：①不受组织类别、发育阶段等影响。
植株的任何组织在任何发育时期均可用于分析。
②不受环境影响.因为环境只影响基因表达(转录与翻译），而不改变基因结构即DNA 的核苷酸序列。
③标记数量多,遍及整个基因组。
④多态性高,自然存在许多等位变异。
⑤有许多标记表现为共显性，能够鉴别纯合基因型和杂合基因型，提供完整的遗传信息。
⑥DNA 分子标记技术简单、快速、易于自动化.⑦提取的DNA 样品，在适宜条件下可长期保存,这对于进行追溯性或仲裁性鉴定非常有利。
因此,DNA 分子标记可以弥补和克服在形态学鉴定及同工酶、蛋白电泳鉴定中的许多缺陷和难题,因而在品种鉴定方面展示了广阔的应用前景。
1。
1 第1 代分子标记1。
1。
1 RFLP 标记技术。
1980 年Botesin提出的限制性片段长度多态性(Restriction fragment length polymorphisms ，RFLP）可以作为遗传标记，开创了直接应用DNA 多态性的新阶段,是最早应用的分子标记技术。
RFLP 是检测DNA 在限制性内切酶酶切后形成的特定DNA 片段的大小,反映DNA 分子上不同酶切位点的分布情况，因此DNA 序列上的微小变化，甚至1 个核苷酸的变化,也能引起限制性内切酶切点的丢失或产生，导致酶切片段长度的变化。
优点：RFLP 标记的等位基因具有共显性的特点,结果稳定可靠，重复性好，特别适应于构建遗传连锁图。
缺点：在进行RFLP 分析时，需要该位点的DNA片段做探针，用放射性同位素及核酸杂交技术，既不安全又不易自动化。
形态学标记
1997 年9 月,大肠杆菌的完整基因图谱已 绘制成功, 基因组全序列完成, 全长为 5Mb ,共有4 288 个基因,同时也搞清了所 有基因产物的氨基酸序列.
啤酒酵母，1997年，第一个真核生物基 因组图谱公布。
秀丽线虫( caenorhabditis elegans) 1998 年12 月完成了基因组测序。基因组大小 100 Mb ,分布于6 条染色体,预测有19，099 个 基因。
分布广泛均匀 多态信息含量丰富 呈共显性遗传 稳定性好，可比性强 分析技术易于实现自动化 开发成本高
微卫星标记的应用领域
遗传图谱的构建 连锁分析特殊的基因（如致病基因） 姻亲分析样品鉴定（如父本分析、血缘分析、 等号样品分析、杂种分析） 物种和居群的遗传多样性 群体遗传学分析（如有效群体大小、群体遗传 结构、群体分化、迁移与基因流动） 保护生物学
(1) 小卫星 (minisatellite DNA)
小卫星重复单位的核心序列为15一76bp 近缘物种和个体间的小卫星核心序列有 着一定的同源性，在一定的条件下可以 相互杂交。
DNA指纹图谱原理
①选择在VNTR特异序列上没有酶切位点的限 制性内切酶将动物总基因组DNA切成不同长度 的片段 ②以VNTR中特异序列作为探针，进行 Southern杂交， ③由于不同个体的串联重复序列的数目和位置 不同，形成的杂交谱带具有个体的特异性，人 们称为DNA指纹图谱 (DNA fingerprinting, DFP)
single nucleotide polymorphism 是指染色体上的某个存在单个碱基的变 化，包括单碱基的转换、颠换、插入及 缺失等。
分子标记技术的类型原理及应用
分子标记1.分子标记技术及其定义1974年,Grozdicker等人在鉴定温度敏感表型的腺病毒DNA突变体时, 利用限制性内切酶酶解后得到的DNA片段的差异, 首创了DNA分子标记。
所谓分子标记是根据基因组DNA存在丰富的多态性而发展起来的可直接反映生物个体在DNA水平上的差异的一类新型的遗传标记,它是继形态学标记、细胞学标记、生化标记之后最为可靠的遗传标记技术。
广义的分子标记是指可遗传的并可检测的DNA序列或蛋白质分子。
通常所说的分子标记是指以DNA多态性为基础的遗传标记。
分子标记技术本质上都是以检测生物个体在基因或基因型上所产生的变异来反映基因组之间差异。
2.分子标记技术的类型分子标记从它诞生之日起, 就引起了生物科学家极大的兴趣,在经历了短短几十年的迅猛发展后, 分子标记技术日趋成熟, 现已出现的分子标记技术有几十种, 部分分子标记技术所属类型如下。
2.1 建立在Southern杂交基础上的分子标记技术(1) RFLP ( Rest rict ion Fragment Length Polymorphism)限制性内切酶片段长度多态性标记；(2) CISH ( Chromosome In Situ Hybridization) 染色体原位杂交。
2.2 以重复序列为基础的分子标记技术(1) ( Satellite DNA ) 卫星DNA；(2) ( Minisatellite DNA ) 小卫星DNA;(3) SSR( Simple Sequence Repeat ) 简单序列重复, 即微卫星DNA。
2.3 以PCR为基础的分子标记技术(1) RAPD ( Randomly Amplif ied Polymorphic DNA ) 随机扩增多态性DNA；(2) AFLP( Amplif ied Fragment Length Polymorphism) 扩增片段长度多态性；(3) SSCP( Single Strand Conformation Polymorphism) 单链构象多态性；(4) cDNA-AFLP( cDNA- AmplifiedFragment Length Polymorphism) cDNA -扩增片段长度多态性；(5) TRAP( Target Region Amplified Polymorphism) 靶位区域扩增多态性；(6) SCAR ( Sequence Char acterized Amplified Region) 序列特征化扩增区域；(7) SRAP ( Sequencerelated Amplified Polymorphism) 相关序列扩增多态性。
基因定位与克隆New
SNP作为遗传标记的优势
• 迄今已发现的SNP约900～1,000万个，相关的文章约 4000余篇。 • 特点： • 数量丰富 • 双等位标记，简单的+/-分析 • 根据结果可以估算出某个等位基因在一个群体中的频 率 • 易于实现自动化，快速筛查
疾病基因定位分析方法
• 连锁分析 • 关联分析
力的改变如弱视、斜视和散光。 • 皮样瘤由外胚层包括角化的上皮、毛发、皮脂腺 和中胚层包括纤维组织、脂肪组织、血管组成
中国湖南角膜环状皮样瘤家系图
I:1 I:2
II:1
II:2
II:3
II:4
第二代标记:STRP (short tandem repeat polymorphism)。是基因组中两个或两个以上的核 苷酸短串联重复序列(CA)n，又称为微卫星标记， 在不同个体中重复单位的数目变异非常大。
微卫星标记荧光电泳图
• STR广泛存在于人基因组，占约5%，基本单 位是2bp-6bp的串联重复，其中以(CA)n ， (GT)n常见。 • 1996年建立了以6000多个STR为主体的遗 传图谱，目前有10000个左右的位点。 • 主要用于个体识别 • 优点：信息量大；易实现自动化。 • 缺点：标记数量不够多
连锁分析原理
生殖细胞在减数分裂时发生交换，一对同源染色体上存在
着两两相邻的基因座位，若两者之间距离较远，发生交换的 机会较多，则出现重组次数就多；若两者之间距离较近，则 重组机会较少。
连锁分析就是根据基因在染色体上呈线性排列，不同基因
相互连锁成连锁群的原理，即应用被定位的基因与同一染色 体上另一基因或遗传标记相连锁的特点进行定位。
医学遗传学讨论的基因定位与克隆实 质上不是广泛意义上的基因定位与克 隆，主要针对致病基因的鉴定，即将 某一特定基因的突变与某一特定的疾 病联系起来，确定基因突变与某一疾 病之间的因果关系，了解其致病机理， 为疾病的诊断、预防和治疗提供理论 依据。
遗传学标记技术在生物技术中的应用
遗传学标记技术在生物技术中的应用随着科学技术的不断进步，生物技术的发展也越来越迅速。
在生物技术领域，遗传学标记技术是一项不可或缺的重要工具，它为我们研究基因的表达、进化和遗传变异提供了一种有效的手段，也为生物警示、遗传评估和物种保护等方面提供了重要的支持。
本文将重点探讨遗传学标记技术在生物技术中的应用。
一、遗传学标记技术的基本概念及分类遗传学标记技术是指利用生物体中特定的DNA序列或其他分子指标来揭示个体间的遗传差异性的技术。
通常将DNA序列分子标记分为两类：限制性片段长度多态性（RFLP）标记和重复序列标记（也称为微卫星标记，SSR）。
其中，RFLP常采用核糖核酸（RNA）酶切割酶与细胞核DNA片段结合的方法进行分析，而SSR则通过分析DNA序列中短重复元件的长度差异，来实现遗传学标记的检测和应用。
二、遗传学标记技术在物种鉴别和物种鉴定中的应用生物多样性的保护一直是生物技术中的重点研究方向之一。
作为生物多样性保护的一个重要方向，物种鉴别和物种鉴定涉及到特定物种识别和分类的技术，而同时也可以为清晰地识别和界定物种提供关键支持。
利用遗传学标记技术进行物种鉴别和物种鉴定已经成为一种广泛认可的有效方法。
通过建立物种特有的遗传学标记资料库，可以快速、准确地鉴别出特定物种，同时也可以通过比较多个物种的DNA遗传学标记以推断它们之间的亲缘关系，进而促进物种分化和演化的研究。
三、遗传学标记技术在基因组分析中的应用基因组分析是指通过对DNA和RNA序列的分析，研究基因组组成和结构的一种手段。
由于遗传学标记技术在基因组分析中有着重要的应用价值，因此在基因组研究领域如同一把“金钥匙”。
基于遗传学标记技术分析的基因组数据极大地促进了人类和其他生物体的基因组序列的研究，包括提高了基因组测序的效率、减少了碱基读错的概率、加快了遗传图谱的构建速度等。
同时，将遗传学标记与单倍型、关联分析等技术相结合，可以更加准确地定位和识别与常见人类疾病相关的基因，进而有效地开发和治疗罕见和常见疾病等。
DNA标记及其在动物遗传育种中的应用
DNA标记及其在动物遗传育种中的应用DNA标记及其在动物遗传育种中的应用西南民族学院畜牧兽医系钟金城摘要DNA标记是近年来出现的一种新的遗传标记,它在动植物育种中具有广泛的应用前景。
本文讨论了DNA标记的发展现状及其在动物育种中的应用。
关键词DNA标记动物育种遗传标记(genetical marker)是基因型的一种特殊表现形式。
主要有形态标记、生化遗传标记、细胞遗传标记和DNA标记4种类型。
而应用于动物遗传育种中的理想遗传标记应具备以下几个条件:(1)具有丰富的遗传多态性;(2)与目标性状有紧密的连锁;(3)经济方便,简单的遗传方式,容易检测,能鉴别出纯合基因型与杂合基因型,或是高遗传力的数量性状;(4)能在生命的早期表现出来,且终身不变。
比较而言,在4种遗传标记中DNA标记是最能满足这些条件的一种。
自1980年以来,在人类基因组计划(HGP)的影响下,DNA标记技术发展迅速,相继建立了限制性片段长度多态性(RFLP)、DNA指纹图谱、位点特异小卫星和微卫星、随机扩增DNA多态性(RAPD)、等位基因DNA序列分析等专门技术。
并且已开始应用于动植物育种中,即所谓的分子育种(molecular breeding)。
1 DNA标记及其发展DNA标记是以DNA分子多态性为基础的反映基因组某种变异特征的一种遗传标记。
生物的遗传信息储存于染色体和细胞器基因组的DNA 序列中。
虽然生物能快速、准确地复制自己的DNA,把遗传信息一代一代地遗传下去,保持遗传性状的稳定性,但有许多内外因素能影响DNA复制的准确性,使DNA分子产生多种多样的变化,小的可能是一个碱基的变化,大的可能由于倒位、易位、缺失或转座而引起DNA分子多个碱基对的变化。
因此,DNA分子中,具有极其丰富的遗传多态性,以这种多态性为基础的DNA标记有可能达到生物遗传标记数的最大极限。
1953年沃森(Watson,J.D.)和克里克(Crick, F.H.C)提出了DNA分子双螺旋结构模型,预言了DNA的遗传特性,宣布了分子遗传学时代的到来。
人类遗传学中多态性位点鉴定方法
人类遗传学中多态性位点鉴定方法人类遗传学是研究人类基因组中的遗传变异并探索其对个体表型和疾病形成的影响的学科。
其中，多态性位点（polymorphic loci）鉴定方法是人类遗传学研究中的重要工具之一。
本文将介绍多态性位点的概念及其在人类遗传学中的应用，包括多态性位点的鉴定方法、应用领域和意义。
多态性位点是指基因组中存在的具有多种等位基因（alleles）的位点。
这些位点上的等位基因频率在人群中存在显著差异，即具有多态性。
多态性位点的发现和鉴定可以用于遗传多样性的研究、群体遗传结构的分析、人类进化的推断以及疾病易感性的评估等方面。
多态性位点的鉴定方法主要有遗传标记法、DNA测序法和基因芯片技术。
遗传标记法是通过利用已知的多态性位点进行间接鉴定，常用的方法包括限制性片段长度多态性（Restriction Fragment Length Polymorphism，RFLP）、微卫星标记法（Microsatellite Marker）和单核苷酸多态性（Single Nucleotide Polymorphism，SNP）等。
这些方法通过PCR扩增等技术手段，测定位点上等位基因的特定序列或长度，从而实现位点的鉴定。
DNA测序法是直接测定多态性位点的等位基因序列，其中Sanger测序法和下一代测序技术是最常用的方法。
Sanger测序法是通过链终止法将DNA片段逐个碱基测序，并最终确定等位基因序列。
下一代测序技术包括Illumina测序、Ion Torrent 测序和454测序等，具有高通量、高灵敏度和低成本等优点，广泛应用于多态性位点的鉴定与研究。
基因芯片技术是通过将大量特异性探针固定在芯片表面，检测样品中目标序列的方法。
其中，DNA芯片和SNP芯片是最常用的两种类型。
DNA芯片通过比较样品与探针之间的杂交情况，从而确定目标序列的等位基因分布情况。
SNP芯片利用探针固定在芯片上的SNP位点，通过鉴定样品中SNP位点上的等位基因，实现多态性位点的鉴定。
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人类基因组的微卫星作为新的遗传标记
人类基因组是由数十亿个核苷酸序列组成的，这种巨大的复杂
性使得科学家们不得不一点点地破译其中的谜团。
而微卫星是其
中的一类，这种微小的DNA序列可以作为新的遗传标记，帮助领
域内的研究者更好地探索人类遗传编码的奥秘。
什么是微卫星？
微卫星，也称为SSR（simple sequence repeat），是由若干个核苷酸重复组成的DNA序列。
其中，重复的核苷酸数量通常不超过
6-10个，因此微卫星通常只有几十个碱基长度。
微卫星分布在整
个基因组中，并在不同的物种之间表现出明显的差异。
微卫星如何作为遗传标记？
微卫星不仅具有高度的遗传可变性，而且在基因组中分布广泛，因此被视为一种很好的遗传标记。
以前的遗传标记通常是单倍型
标记，这些标记不但分辨率低，而且不利于精细分析，因为它们
属于整个染色体的一部分。
相比而言，微卫星既具有高度遗传性
和遗传可变性，同时又有明确的分离性和适度的多态性，因此眼
下微卫星越来越成为研究人类基因组方面的新趋势。
微卫星在人类基因组中有何应用？
基于PCR技术的微卫星扩增和分析，可以广泛应用于人类基因组学领域，比如人类种群遗传学、疾病遗传学、DNA指纹鉴定、
隐性基因检测等等。
在亲属DNA分析方面，微卫星定量扩增法广
泛应用于亲属的鉴定和认定中。
同时，微卫星的复杂性也使其成
为疾病研究的理想标记，许多遗传性疾病往往与特定的微卫星长
度相关。
除此之外，微卫星也被用于研究分子进化、基因测序、
遗传多样性等领域。
微卫星的局限性和发展趋势
虽然微卫星具有许多的优势，但是它也有着一些局限性。
其中
最显着的是微卫星本身的特性能破坏PCR反应，导致PCR扩增的假阴性。
在研究中有时还会出现相同长度微卫星之间的同质性，
因此在实际操作中，需要选择合适的微卫星进行区分。
不过，随
着研究的不断深入和技术的进步，人们相信这些问题会逐渐消失，未来微卫星必将成为基因组研究最为重要的标记之一。
总结
微卫星是基因组中一个重要的DNA序列片段，随着技术的不断进步，微卫星逐渐被应用于人类基因组领域的研究中。
微卫星作为新的遗传标记，成为研究人类遗传编码和疾病遗传学的新趋势。
同时，随着技术的发展和问题的解决，相信微卫星的作用会不断被发掘和扩大。