《遺傳標(biāo)記》教學(xué)課件

第二章遺傳標(biāo)記第二章遺傳標(biāo)記1本章主要內(nèi)容形態(tài)標(biāo)記細(xì)胞學(xué)標(biāo)記生化標(biāo)記分子標(biāo)記本章主要內(nèi)容形態(tài)標(biāo)記2遺傳標(biāo)記的類型遺傳標(biāo)記〔geneticmarker〕:指可追蹤染色體、染色體某一節(jié)段、某個(gè)基因座在家系中傳遞的任何一種遺傳特性。它具有兩個(gè)根本特征，即可遺傳性和可識別性；因此生物的任何有差異表型的基因突變型均可作為遺傳標(biāo)記。遺傳標(biāo)記的類型遺傳標(biāo)記〔geneticmarker〕:指可3遺傳標(biāo)記的類型形態(tài)學(xué)標(biāo)記〔morphologicalmarker〕細(xì)胞學(xué)標(biāo)記(cytologicalmarker)生化標(biāo)記(biochemicalmarker)分子標(biāo)記(molecularmarker)：或DNA標(biāo)記。遺傳標(biāo)記的類型形態(tài)學(xué)標(biāo)記〔morphologicalmar4即植物的外部形態(tài)特征。主要包括肉眼可見的外部特征，如：矮稈、紫鞘、卷葉等；也包括色素、生理特性、生殖特性、抗病蟲性等有關(guān)的一些特性。優(yōu)點(diǎn)：形態(tài)標(biāo)記簡單直觀、經(jīng)濟(jì)方便；缺點(diǎn):(1)數(shù)量在多數(shù)植物中是很有限的;(2)且多態(tài)性較差，表現(xiàn)易受環(huán)境影響，(3)有一些標(biāo)記與不良性狀連鎖。(4)形態(tài)標(biāo)記的獲得需要通過誘變、別離純合的過程，周期較長。因此形態(tài)標(biāo)記在作物遺傳育種中的作用是有限的。一、形態(tài)標(biāo)記即植物的外部形態(tài)特征。主要包括肉眼可見的外部特征，如：矮稈、5〔一〕、形態(tài)標(biāo)記的應(yīng)用張慶勤等在對燕麥與節(jié)節(jié)麥、黑小麥的雜交的研究中，根據(jù)雜種后代小穗著生的部位，芒的生長位置，從形態(tài)上驗(yàn)證了在雜種F1植株中存在有燕麥的特征性狀。田崎通過對來自不同地方的120個(gè)小豆品種進(jìn)展的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，根據(jù)分枝性、主莖的堅(jiān)實(shí)度及柔軟度、主莖基部粗度、最長分枝的長度等4項(xiàng)指標(biāo)，可以把小豆株型按照其指數(shù)分成A、B、C、D這4個(gè)根本類型。任剛通過對黃瓜屬種間雜交新種的形態(tài)學(xué)研究說明，雜交新種自交一代各個(gè)單株除了在節(jié)間長和側(cè)枝數(shù)上有差異之外，其他方面均沒有差異?！惨弧?、形態(tài)標(biāo)記的應(yīng)用張慶勤等在對燕麥與節(jié)節(jié)麥、黑小麥的雜交6〔二〕應(yīng)用實(shí)例1〕具有代表性的三種錦雞兒的形態(tài)學(xué)觀察

小葉、中間、樹錦雞兒植物的照片〔二〕應(yīng)用實(shí)例1〕具有代表性的三種錦雞兒的形態(tài)學(xué)觀察小葉、中72〕不同棉花材料的形態(tài)學(xué)觀察亞洲棉〔A2〕2.比克氏棉〔G1〕3.亞洲棉×比克氏棉雙二倍體〔A2A2G1G1〕4.陸地棉〔[AADD]1〕5.海島棉〔[AADD]2〕6.〔[A2×G1]〕×[AD]1雜種F17.〔[A2×G1]〕×[AD]2雜種F12〕不同棉花材料的形態(tài)學(xué)觀察亞洲棉〔A2〕2.比克氏棉〔8〔亞比棉×陸地棉〕雜種F1與其親本的形態(tài)特征比較〔亞比棉×陸地棉〕雜種F1與其親本的形態(tài)特征比較9〔亞比棉×海島棉〕雜種F1與其親本的形態(tài)特征比較〔亞比棉×海島棉〕雜種F1與其親本的形態(tài)特征比較10《遺傳標(biāo)記》教學(xué)課件11即植物細(xì)胞染色體的變異：包括染色體核型〔染色體數(shù)目、構(gòu)造、隨體有無、著絲粒位置等〕和帶型〔C帶、N帶、G帶等〕的變化。與形態(tài)標(biāo)記相比，細(xì)胞學(xué)標(biāo)記的優(yōu)點(diǎn)是能進(jìn)展一些重要基因的染色體或染色體區(qū)域定位。但細(xì)胞學(xué)標(biāo)記材料需要花費(fèi)較大的人力和較長時(shí)間來培育，難度很大；同時(shí)某些物種對染色體變異反響敏感；還有些變異難以用細(xì)胞學(xué)方法進(jìn)展檢測。因此到目前為止，真正應(yīng)用于作物遺傳育種研究中的細(xì)胞學(xué)標(biāo)記還很少。二細(xì)胞學(xué)標(biāo)記即植物細(xì)胞染色體的變異：包括染色體核型〔12〔一〕核型和核型分析定義1核型----一般是指體細(xì)胞染色體在光學(xué)顯微鏡下所有可以測定的表型特征的總稱。主要包括染色體的數(shù)目與形態(tài)構(gòu)造特征兩大方面的內(nèi)容。染色體的數(shù)目包括染色體的基數(shù)、多倍體、非整倍體、B-染色體(B染色體)超數(shù)染色體,是存在于許多有機(jī)體中的額外染色體及染色體斷片)。染色體的形態(tài)主要包括染色體的絕對大小和相對大小、著絲點(diǎn)和次縊痕以及隨體的數(shù)目和位置等特征?！惨弧澈诵秃秃诵头治龆x132.核型分析：核型分析就是指對核型的各種特征進(jìn)展定量和定性的表述。核型分析是分析染色體數(shù)目和構(gòu)造變異的根本手段之一。它在雜種細(xì)胞的染色體研究和基因定位，單個(gè)染色體的識別等方面具有重要意義。2.核型分析：核型分析就是指對核型的各種特征進(jìn)展定量和14什么是染色體分帶技術(shù)特殊的染料、染色方法，使同一染色體的不同區(qū)段呈現(xiàn)不同的染色效果－帶型，各種分帶技術(shù)C、G、Q、R、N的出現(xiàn)，為染色體的準(zhǔn)確鑒別提供了一條嶄新的途徑。什么是染色體分帶技術(shù)15人類染色體核型分析〔Q帶〕人類染色體核型分析〔Q帶〕16女男女男17Eg蠶豆的核型分析2n=12，染色體長度：大小臂比：大小帶型：同源＋編號Eg蠶豆的核型分析2n=12，染色體長度：大小18(二〕核型分析的應(yīng)用1.核型分析應(yīng)用于植物的分類研究2.核型分析應(yīng)用于探討物種的起源3.核型分析應(yīng)用于外源染色體的檢測與驗(yàn)證雜種的真實(shí)性(二〕核型分析的應(yīng)用1.核型分析應(yīng)用于植物的分類研究19(三)核型分析內(nèi)容核型分析主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容:一個(gè)是染色體的數(shù)目，另一個(gè)是染色體的形態(tài)。(三)核型分析內(nèi)容核型分析主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容:20〔四〕核型分析的方法1.取材觀察染色體的適宜的材料的選?。旱材苓M(jìn)展細(xì)胞分裂的植物組織和單個(gè)細(xì)胞都可以作為觀察染色體的材料，比方像一些植物的頂端分生組織〔根尖和莖尖〕、居間分生組織、愈傷組織和胚乳、大小孢子母細(xì)胞的減數(shù)分裂時(shí)期等等。但是并不是隨時(shí)取來的材料都可以用。各類材料有自己的特點(diǎn)及取材操作的本卷須知?？梢圆捎梅N子萌發(fā)取根，鱗莖水培取根，扦插取根和植株上直接取根等等。一般常用根尖作為材料。對于那些難萌發(fā)的種子或有植株無種子的材料可以用莖尖進(jìn)展染色體壓片.〔四〕核型分析的方法1.取材212.預(yù)處理進(jìn)展預(yù)處理的目的主要是〔1〕防止紡錘體的形成，因?yàn)闆]有了紡錘體的牽引，就會使的細(xì)胞分裂被迫處于中期階段，從而能夠獲得很多的中期分裂相?！?〕材料經(jīng)過預(yù)處理后，就會引起染色體的收縮，使得染色體能夠縮短，這樣有利于通過壓片，使得染色體很好的分散開。2.預(yù)處理進(jìn)展預(yù)處理的目的主要是〔1〕防止紡錘體221〕固定目的：主要是利用化學(xué)藥物能迅速殺死細(xì)胞，從而使得蛋白質(zhì)變性和沉淀，并能盡量保持各種構(gòu)造的原有狀態(tài)。2〕固定液：主要使用的固定液是卡諾固定液〔1：3的冰乙酸和無水乙醇〕3.固定3.固定233〕固定所需要的時(shí)間：2—24小時(shí)，小材料，固定的時(shí)間應(yīng)短一些，而對于大一些的材料，那么固定的時(shí)間可以長一些。4〕固定所需要的溫度；一般固定是在低溫冰箱里，但這并不是必需的條件。5〕保存；經(jīng)過固定后的材料可以保存在70%的酒精中待用。3〕固定所需要的時(shí)間：2—24小時(shí)，小材料，固定的時(shí)間應(yīng)短一244.解離1〕解離的目的：為了方便壓片，對于根尖和莖尖等體細(xì)胞組織，需經(jīng)過某些處理，以除去細(xì)胞之間的果膠層并能使細(xì)胞壁軟化。2〕解離方法；〔1〕酸解離：固定后的材料經(jīng)50%酒精洗滌后，再轉(zhuǎn)入蒸餾水中清洗干凈后，轉(zhuǎn)入1N鹽酸于60℃恒溫處理5-20min。當(dāng)然，不同的作物需要解離的時(shí)間也會有所不同?！?〕酶解離：一般用果膠酶、纖維素酶來進(jìn)展。像做棉花的染色體，在用鹽酸解離之前先用2%的纖維素酶與果膠酶進(jìn)展解離，效果比較好4.解離1〕解離的目的：為了方便壓片，對于根尖和莖尖等體細(xì)胞255.染色

1〕常見的染色液(1)卡寶品紅(2)洋紅(3)地衣紅(4)樹脂藍(lán)(5)甲苯胺藍(lán)5.染色1〕常見的染色液266.壓片操作取出根尖，將根尖放在載玻片上，用鑷子或刀片切除根冠和伸長區(qū)局部，留2——3毫米的分生區(qū)，加約1/3的染色液，再用鑷子將材料分割成假設(shè)干小塊加蓋片，在蓋片的一角壓一硬紙，并用左手食指壓緊以免蓋片錯(cuò)動(dòng)，右手拿解剖針用針尖輕輕敲擊蓋片使材料均勻散開。6.壓片操作取出根尖，將根尖放在載玻片上，277.鏡檢

在顯微鏡下觀察染色體，可以從低倍到高倍，選染色清晰而又分散很好的中期分裂相，然后可以制作永久封片。7.鏡檢在顯微鏡下觀察染色體，可以從低倍到高倍，選288.永久封片

做出的染色體片子，可以把其放在培養(yǎng)皿里臨時(shí)保存。具體的做法是在培養(yǎng)皿里放一張濾紙，把濾紙浸濕，然后把做好的染色體制片放進(jìn)去，這樣可以臨時(shí)保存好所做出的染色體片子，但是這種方法只能是作為臨時(shí)保存用，因?yàn)殡S著時(shí)間的延長，染色體也會由于逐漸的縮水而收縮，最后就不能很清晰的看見染色體。8.永久封片做出的染色體片子，可以把其放在培養(yǎng)皿里臨29為了把好的染色體制片長久的保存下來，可以制作永久封片。作永久封片可以用冰凍脫片封片法，具體的做法如下：先把制好的染色體制片用冰凍制冷器進(jìn)展冷凍，待冷凍后，用刀片把蓋波片掀開，這個(gè)過程應(yīng)該在沒有解凍之前完成。然后分別把蓋波片和載玻片放在37℃的烘箱中，將其烘干，等到烘干后，再在二甲苯中浸泡10-20min，最后用中性樹膠進(jìn)展封片。在這應(yīng)該注意的一點(diǎn)是進(jìn)展封片的時(shí)候應(yīng)該把載玻片和蓋波片分別進(jìn)展封。當(dāng)然，還有其他的方法也能進(jìn)展制作永久制片。永久封片的制作

為了把好的染色體制片長久的保存下來，可以制作永久封片30亞比棉的染色體形態(tài)圖、核型圖及核型模式圖

亞比棉的染色體形態(tài)圖、核型圖及核型模式圖31圖2-4三種雜種〔亞洲棉×比克氏棉〕×陸地棉雜種F1的染色體形態(tài)圖、核型圖及核型模式圖402423571012468911121314151617181920212223242526圖2-4三種雜種〔亞洲棉×比克氏棉〕×陸地棉雜種F1的染色32圖2-4三種雜種〔亞洲棉×比克氏棉〕×海島棉雜種F1的染色體形態(tài)圖、核型圖及核型模式圖402423571012468911121314151617181920212223242526圖2-4三種雜種〔亞洲棉×比克氏棉〕×海島棉雜種F1的染33生化標(biāo)記就是利用電泳技術(shù)對蛋白質(zhì)、酶等生物大分子進(jìn)展鑒定。主要包括同工酶和等位酶標(biāo)記。同工酶是：指構(gòu)造不同、功能相似的酶，也即具有同一底物專一性的不同分子形式的酶。屬于一個(gè)以上基因座位編碼的酶的不同形式；等位酶是指由一個(gè)基因座位的不同等位基因編碼的酶的不同分子形式。分析方法是從植物組織的蛋白粗提物中通過電泳和組織化學(xué)染色法將酶的多種形式轉(zhuǎn)變成肉眼可辯的酶譜帶型。

三

生化標(biāo)記生化標(biāo)記就是利用電泳技術(shù)對蛋白質(zhì)、酶等生物大分子進(jìn)展鑒定341,3,5,7,9分別為晉A不育系的葉片、苞葉、花蕾(造孢細(xì)胞增殖時(shí)期、小孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)期、小孢子形成時(shí)期),2,4,6,8,10分別為保持系的葉片、苞葉、花蕾(造孢細(xì)胞增殖時(shí)期、小孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)期、小孢子形成時(shí)期)。圖1棉花晉A及其保持系酯酶酶譜及模式圖。三

生化標(biāo)記實(shí)例1,3,5,7,9分別為晉A不育系的葉片、苞葉351,3,5,7,9分別為晉A不育系的葉片、苞葉、花蕾(造孢細(xì)胞增殖時(shí)期、小孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)期、小孢子形成時(shí)期),2,4,6,8,10分別為保持系的葉片、苞葉、花蕾(造孢細(xì)胞增殖時(shí)期、小孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)期、小孢子形成時(shí)期)。圖2

棉花晉A及其保持系過氧化物酶譜及模式圖。1,3,5,7,9分別為晉A不育系的葉片、苞葉36生化標(biāo)記具兩個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：一是表現(xiàn)近中性，對植物經(jīng)濟(jì)性狀一般沒有大的不良影響；二是直接反映了基因產(chǎn)物差異，受環(huán)境影響較小。但目前可使用的生化標(biāo)記數(shù)量還相當(dāng)有限，且有些酶的染色方法和電泳技術(shù)有一定難度，因此其實(shí)際應(yīng)用受到一定限制。生化標(biāo)記具兩個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：一是表現(xiàn)近中性，37(一)生化標(biāo)記的應(yīng)用1.生化標(biāo)記在品種純度和真實(shí)性鑒定上的應(yīng)用2.生化標(biāo)記在品種的親緣關(guān)系和分類研究上的應(yīng)用3.生化標(biāo)記在雜種優(yōu)勢的預(yù)測上的應(yīng)用4.生化標(biāo)記在抗性鑒定上的應(yīng)用5.生化標(biāo)記在品種鑒定上的應(yīng)用(一)生化標(biāo)記的應(yīng)用1.生化標(biāo)記在品種純度和真實(shí)性鑒定上的應(yīng)38四

分子標(biāo)記四分子標(biāo)記39〔一〕分子標(biāo)記的定義：

分子標(biāo)記：在生物系統(tǒng)和進(jìn)化研究中，每個(gè)能反響遺傳變異的，能提供系統(tǒng)學(xué)信息的多態(tài)位點(diǎn)稱為一個(gè)分子標(biāo)記，在遺傳育種研究中每個(gè)與感興趣的性狀或目的基因連鎖的多態(tài)性位點(diǎn)也稱為一個(gè)分子標(biāo)記?！惨弧撤肿訕?biāo)記的定義：分子標(biāo)記：在生物系統(tǒng)和進(jìn)40(二)目前的分子標(biāo)記類型第一類是以分子雜交為核心的分子標(biāo)記技術(shù)，包括RFLP、DNA指紋技術(shù)〔DNAFingerprinting〕等；第二類是以PCR為核心的分子標(biāo)記技術(shù)，包括RAPD、簡單序列重復(fù)標(biāo)記SSR、序標(biāo)位STS、序列特征化擴(kuò)增區(qū)域SCAR等；第三類是一些新型的分子標(biāo)記，如：SNP標(biāo)記、表達(dá)序列標(biāo)簽EST標(biāo)記等。(二)目前的分子標(biāo)記類型第一類是以分子雜交為核心的分子標(biāo)記技41〔三〕分子標(biāo)記的特點(diǎn)1.直接以DNA的形式表現(xiàn)，表現(xiàn)穩(wěn)定2.數(shù)量多3.多態(tài)性高4.表現(xiàn)為中性，不影響目標(biāo)性狀的表達(dá)；5.許多標(biāo)記表現(xiàn)為共顯性的特點(diǎn)，能區(qū)別純合體和雜合體。6.本錢不太高〔三〕分子標(biāo)記的特點(diǎn)1.直接以DNA的形式表現(xiàn)，表現(xiàn)穩(wěn)42(四)分子標(biāo)記技術(shù)的定義1.分子標(biāo)記技術(shù)：能提供分子標(biāo)記的分子生物學(xué)技術(shù)稱為分子標(biāo)記技術(shù)。(四)分子標(biāo)記技術(shù)的定義1.分子標(biāo)記技術(shù)：能提供分432.分子標(biāo)記技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)1)分子標(biāo)記技術(shù)選用的分子信息比較穩(wěn)定采用常規(guī)的形態(tài)標(biāo)記或細(xì)胞學(xué)標(biāo)記進(jìn)展分類時(shí)，一些表型特征是不穩(wěn)定的，很容易受環(huán)境因素的影響。有些物種在自然選擇的作用下，為適應(yīng)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，某些表型特征會發(fā)生變化，形成適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的特殊生態(tài)類群，相應(yīng)的，野生物種或栽培品種會獲得相異的分子信息，但其持有的分子信息是可以穩(wěn)定遺傳的，不會因環(huán)境或栽培條件的改變而發(fā)生變化。2.分子標(biāo)記技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)1)分子標(biāo)記技術(shù)選用的分子信44分子標(biāo)記技術(shù)可提供植物有關(guān)的任何基因〔或DNA片段〕或它們編碼的蛋白質(zhì)的直接或間接的構(gòu)造證據(jù)，并可以應(yīng)用到任何大小、任何地區(qū)的生物。植物基因組所包含的信息量是巨大的，就好似百科全書一樣，是個(gè)巨大的信息庫，它不僅與植物的生長發(fā)育密切相關(guān)，而且在它的核酸序列中記錄了物種的起源和進(jìn)化。在許多物種內(nèi)，僅種內(nèi)的遺傳變異就很驚人，種間的遺傳變異就更為龐大。2)分子標(biāo)記技術(shù)所提供的遺傳信息量是無限的分子標(biāo)記技術(shù)可提供植物有關(guān)的任何基因〔或DNA片45相似性(similarity)和同源性(homology)是兩個(gè)完全不同的概念。相似性是指序列比對過程中用來描述檢測序列和目標(biāo)序列之間一樣DNA堿基或氨基酸殘基順序所占比例的上下。當(dāng)相似程度高于50%時(shí)，比較容易推測檢測序列和目標(biāo)序列可能是同源序列；而當(dāng)相似性程度低于20%時(shí)，就難以確定或者根本無法確定其是否具有同源性?？傊荒馨严嗨菩院屯葱曰鞛橐徽?。所謂“具有50%同源性〞，或“這些序列高度同源〞等說法，都是不確切的，應(yīng)該防止使用。3)分子標(biāo)記技術(shù)能很好的區(qū)分同源性和相似性相似性(similarity)和同源性(h46傳統(tǒng)主要根據(jù)形態(tài)性狀的經(jīng)典遺傳學(xué)的分類方法有明顯的局限性，在自然選擇和人工選擇的作用下，有時(shí)毫不相干的物種由于長期生活在共同的環(huán)境中會形成相似的形態(tài)性狀，有時(shí)沒有親緣關(guān)系的物種由于長期生活在共同的環(huán)境中，為適應(yīng)環(huán)境的需要，會生成一些相似的形態(tài)性狀，這種相似性給分類造成混亂。傳統(tǒng)的遺傳學(xué)分類方法無能為力，但分子標(biāo)記技術(shù)能到達(dá)很好的別離目的。在分子生物學(xué)技術(shù)中可以用DNA雜交的方法來區(qū)分同源性和相似性。例如；兩個(gè)DNA樣品用RAPD-PCR得到的一樣分子量的多態(tài)性片段可能是同源的但也不一定是同源的，將該片段切下來作為探針與原來的RAPD帶譜進(jìn)展雜交，有雜交信號的那么是同源的性狀，無雜交信號的那么是相似性狀。傳統(tǒng)主要根據(jù)形態(tài)性狀的經(jīng)典遺傳學(xué)的分類方474)分子標(biāo)記能提供物種間比較共同的尺度分子標(biāo)記技術(shù)中以物種的DNA作為研究的最初樣本，它具有任何生物有機(jī)體包括動(dòng)物、植物和微生物所具有的分子屬性，因此，分子標(biāo)記技術(shù)所獲得的分子數(shù)據(jù)，可以作為共同尺度來直接比較任何有機(jī)體任何分類層次之間相對水平的遺傳變異。4)分子標(biāo)記能提供物種間比較共同的尺度分子標(biāo)記技485)分子標(biāo)記技術(shù)翻開了遺傳學(xué)研究的大門在還沒有分子技術(shù)之前，經(jīng)典遺傳學(xué)的研究范圍是比較有限的，很多的研究主要局限于幾個(gè)模式類群，比方說像孟德爾的豌豆、大腸桿菌及噬菌體、玉米、果蠅和家鼠等等，并且大多數(shù)還是在可控制的實(shí)驗(yàn)體搜集下進(jìn)展的雜交試驗(yàn)。而且大多數(shù)是從一些的遺傳模式來推測另些形態(tài)和生理學(xué)性狀的遺傳根底，這樣，不可能獲得基因組內(nèi)各遺傳組分間的多樣性。與當(dāng)今的科學(xué)家已經(jīng)越來越多地將分子標(biāo)記技術(shù)已用于各個(gè)方面。5)分子標(biāo)記技術(shù)翻開了遺傳學(xué)研究的大門在還49分子標(biāo)記的重要研究領(lǐng)域1遺傳圖譜構(gòu)建與基因定位2種質(zhì)資源的遺傳多樣性分析3數(shù)量性狀的分子標(biāo)記輔助選擇4基于圖譜圖位克隆分子標(biāo)記的重要研究領(lǐng)域1遺傳圖譜構(gòu)建與基因定位50本章知識點(diǎn)1、遺傳標(biāo)記2、形態(tài)標(biāo)記及其優(yōu)缺點(diǎn)3、細(xì)胞標(biāo)記及其優(yōu)缺點(diǎn)4、生化標(biāo)記及其優(yōu)缺點(diǎn)5、分子標(biāo)記及其特點(diǎn)6、分子標(biāo)記技術(shù)及其優(yōu)點(diǎn)。本章知識點(diǎn)1、遺傳標(biāo)記51第二章遺傳標(biāo)記第二章遺傳標(biāo)記52本章主要內(nèi)容形態(tài)標(biāo)記細(xì)胞學(xué)標(biāo)記生化標(biāo)記分子標(biāo)記本章主要內(nèi)容形態(tài)標(biāo)記53遺傳標(biāo)記的類型遺傳標(biāo)記〔geneticmarker〕:指可追蹤染色體、染色體某一節(jié)段、某個(gè)基因座在家系中傳遞的任何一種遺傳特性。它具有兩個(gè)根本特征，即可遺傳性和可識別性；因此生物的任何有差異表型的基因突變型均可作為遺傳標(biāo)記。遺傳標(biāo)記的類型遺傳標(biāo)記〔geneticmarker〕:指可54遺傳標(biāo)記的類型形態(tài)學(xué)標(biāo)記〔morphologicalmarker〕細(xì)胞學(xué)標(biāo)記(cytologicalmarker)生化標(biāo)記(biochemicalmarker)分子標(biāo)記(molecularmarker)：或DNA標(biāo)記。遺傳標(biāo)記的類型形態(tài)學(xué)標(biāo)記〔morphologicalmar55即植物的外部形態(tài)特征。主要包括肉眼可見的外部特征，如：矮稈、紫鞘、卷葉等；也包括色素、生理特性、生殖特性、抗病蟲性等有關(guān)的一些特性。優(yōu)點(diǎn)：形態(tài)標(biāo)記簡單直觀、經(jīng)濟(jì)方便；缺點(diǎn):(1)數(shù)量在多數(shù)植物中是很有限的;(2)且多態(tài)性較差，表現(xiàn)易受環(huán)境影響，(3)有一些標(biāo)記與不良性狀連鎖。(4)形態(tài)標(biāo)記的獲得需要通過誘變、別離純合的過程，周期較長。因此形態(tài)標(biāo)記在作物遺傳育種中的作用是有限的。一、形態(tài)標(biāo)記即植物的外部形態(tài)特征。主要包括肉眼可見的外部特征，如：矮稈、56〔一〕、形態(tài)標(biāo)記的應(yīng)用張慶勤等在對燕麥與節(jié)節(jié)麥、黑小麥的雜交的研究中，根據(jù)雜種后代小穗著生的部位，芒的生長位置，從形態(tài)上驗(yàn)證了在雜種F1植株中存在有燕麥的特征性狀。田崎通過對來自不同地方的120個(gè)小豆品種進(jìn)展的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，根據(jù)分枝性、主莖的堅(jiān)實(shí)度及柔軟度、主莖基部粗度、最長分枝的長度等4項(xiàng)指標(biāo)，可以把小豆株型按照其指數(shù)分成A、B、C、D這4個(gè)根本類型。任剛通過對黃瓜屬種間雜交新種的形態(tài)學(xué)研究說明，雜交新種自交一代各個(gè)單株除了在節(jié)間長和側(cè)枝數(shù)上有差異之外，其他方面均沒有差異?！惨弧场⑿螒B(tài)標(biāo)記的應(yīng)用張慶勤等在對燕麥與節(jié)節(jié)麥、黑小麥的雜交57〔二〕應(yīng)用實(shí)例1〕具有代表性的三種錦雞兒的形態(tài)學(xué)觀察

小葉、中間、樹錦雞兒植物的照片〔二〕應(yīng)用實(shí)例1〕具有代表性的三種錦雞兒的形態(tài)學(xué)觀察小葉、中582〕不同棉花材料的形態(tài)學(xué)觀察亞洲棉〔A2〕2.比克氏棉〔G1〕3.亞洲棉×比克氏棉雙二倍體〔A2A2G1G1〕4.陸地棉〔[AADD]1〕5.海島棉〔[AADD]2〕6.〔[A2×G1]〕×[AD]1雜種F17.〔[A2×G1]〕×[AD]2雜種F12〕不同棉花材料的形態(tài)學(xué)觀察亞洲棉〔A2〕2.比克氏棉〔59〔亞比棉×陸地棉〕雜種F1與其親本的形態(tài)特征比較〔亞比棉×陸地棉〕雜種F1與其親本的形態(tài)特征比較60〔亞比棉×海島棉〕雜種F1與其親本的形態(tài)特征比較〔亞比棉×海島棉〕雜種F1與其親本的形態(tài)特征比較61《遺傳標(biāo)記》教學(xué)課件62即植物細(xì)胞染色體的變異：包括染色體核型〔染色體數(shù)目、構(gòu)造、隨體有無、著絲粒位置等〕和帶型〔C帶、N帶、G帶等〕的變化。與形態(tài)標(biāo)記相比，細(xì)胞學(xué)標(biāo)記的優(yōu)點(diǎn)是能進(jìn)展一些重要基因的染色體或染色體區(qū)域定位。但細(xì)胞學(xué)標(biāo)記材料需要花費(fèi)較大的人力和較長時(shí)間來培育，難度很大；同時(shí)某些物種對染色體變異反響敏感；還有些變異難以用細(xì)胞學(xué)方法進(jìn)展檢測。因此到目前為止，真正應(yīng)用于作物遺傳育種研究中的細(xì)胞學(xué)標(biāo)記還很少。二細(xì)胞學(xué)標(biāo)記即植物細(xì)胞染色體的變異：包括染色體核型〔63〔一〕核型和核型分析定義1核型----一般是指體細(xì)胞染色體在光學(xué)顯微鏡下所有可以測定的表型特征的總稱。主要包括染色體的數(shù)目與形態(tài)構(gòu)造特征兩大方面的內(nèi)容。染色體的數(shù)目包括染色體的基數(shù)、多倍體、非整倍體、B-染色體(B染色體)超數(shù)染色體,是存在于許多有機(jī)體中的額外染色體及染色體斷片)。染色體的形態(tài)主要包括染色體的絕對大小和相對大小、著絲點(diǎn)和次縊痕以及隨體的數(shù)目和位置等特征?！惨弧澈诵秃秃诵头治龆x642.核型分析：核型分析就是指對核型的各種特征進(jìn)展定量和定性的表述。核型分析是分析染色體數(shù)目和構(gòu)造變異的根本手段之一。它在雜種細(xì)胞的染色體研究和基因定位，單個(gè)染色體的識別等方面具有重要意義。2.核型分析：核型分析就是指對核型的各種特征進(jìn)展定量和65什么是染色體分帶技術(shù)特殊的染料、染色方法，使同一染色體的不同區(qū)段呈現(xiàn)不同的染色效果－帶型，各種分帶技術(shù)C、G、Q、R、N的出現(xiàn)，為染色體的準(zhǔn)確鑒別提供了一條嶄新的途徑。什么是染色體分帶技術(shù)66人類染色體核型分析〔Q帶〕人類染色體核型分析〔Q帶〕67女男女男68Eg蠶豆的核型分析2n=12，染色體長度：大小臂比：大小帶型：同源＋編號Eg蠶豆的核型分析2n=12，染色體長度：大小69(二〕核型分析的應(yīng)用1.核型分析應(yīng)用于植物的分類研究2.核型分析應(yīng)用于探討物種的起源3.核型分析應(yīng)用于外源染色體的檢測與驗(yàn)證雜種的真實(shí)性(二〕核型分析的應(yīng)用1.核型分析應(yīng)用于植物的分類研究70(三)核型分析內(nèi)容核型分析主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容:一個(gè)是染色體的數(shù)目，另一個(gè)是染色體的形態(tài)。(三)核型分析內(nèi)容核型分析主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容:71〔四〕核型分析的方法1.取材觀察染色體的適宜的材料的選?。旱材苓M(jìn)展細(xì)胞分裂的植物組織和單個(gè)細(xì)胞都可以作為觀察染色體的材料，比方像一些植物的頂端分生組織〔根尖和莖尖〕、居間分生組織、愈傷組織和胚乳、大小孢子母細(xì)胞的減數(shù)分裂時(shí)期等等。但是并不是隨時(shí)取來的材料都可以用。各類材料有自己的特點(diǎn)及取材操作的本卷須知?？梢圆捎梅N子萌發(fā)取根，鱗莖水培取根，扦插取根和植株上直接取根等等。一般常用根尖作為材料。對于那些難萌發(fā)的種子或有植株無種子的材料可以用莖尖進(jìn)展染色體壓片.〔四〕核型分析的方法1.取材722.預(yù)處理進(jìn)展預(yù)處理的目的主要是〔1〕防止紡錘體的形成，因?yàn)闆]有了紡錘體的牽引，就會使的細(xì)胞分裂被迫處于中期階段，從而能夠獲得很多的中期分裂相?！?〕材料經(jīng)過預(yù)處理后，就會引起染色體的收縮，使得染色體能夠縮短，這樣有利于通過壓片，使得染色體很好的分散開。2.預(yù)處理進(jìn)展預(yù)處理的目的主要是〔1〕防止紡錘體731〕固定目的：主要是利用化學(xué)藥物能迅速殺死細(xì)胞，從而使得蛋白質(zhì)變性和沉淀，并能盡量保持各種構(gòu)造的原有狀態(tài)。2〕固定液：主要使用的固定液是卡諾固定液〔1：3的冰乙酸和無水乙醇〕3.固定3.固定743〕固定所需要的時(shí)間：2—24小時(shí)，小材料，固定的時(shí)間應(yīng)短一些，而對于大一些的材料，那么固定的時(shí)間可以長一些。4〕固定所需要的溫度；一般固定是在低溫冰箱里，但這并不是必需的條件。5〕保存；經(jīng)過固定后的材料可以保存在70%的酒精中待用。3〕固定所需要的時(shí)間：2—24小時(shí)，小材料，固定的時(shí)間應(yīng)短一754.解離1〕解離的目的：為了方便壓片，對于根尖和莖尖等體細(xì)胞組織，需經(jīng)過某些處理，以除去細(xì)胞之間的果膠層并能使細(xì)胞壁軟化。2〕解離方法；〔1〕酸解離：固定后的材料經(jīng)50%酒精洗滌后，再轉(zhuǎn)入蒸餾水中清洗干凈后，轉(zhuǎn)入1N鹽酸于60℃恒溫處理5-20min。當(dāng)然，不同的作物需要解離的時(shí)間也會有所不同。〔2〕酶解離：一般用果膠酶、纖維素酶來進(jìn)展。像做棉花的染色體，在用鹽酸解離之前先用2%的纖維素酶與果膠酶進(jìn)展解離，效果比較好4.解離1〕解離的目的：為了方便壓片，對于根尖和莖尖等體細(xì)胞765.染色

1〕常見的染色液(1)卡寶品紅(2)洋紅(3)地衣紅(4)樹脂藍(lán)(5)甲苯胺藍(lán)5.染色1〕常見的染色液776.壓片操作取出根尖，將根尖放在載玻片上，用鑷子或刀片切除根冠和伸長區(qū)局部，留2——3毫米的分生區(qū)，加約1/3的染色液，再用鑷子將材料分割成假設(shè)干小塊加蓋片，在蓋片的一角壓一硬紙，并用左手食指壓緊以免蓋片錯(cuò)動(dòng)，右手拿解剖針用針尖輕輕敲擊蓋片使材料均勻散開。6.壓片操作取出根尖，將根尖放在載玻片上，787.鏡檢

在顯微鏡下觀察染色體，可以從低倍到高倍，選染色清晰而又分散很好的中期分裂相，然后可以制作永久封片。7.鏡檢在顯微鏡下觀察染色體，可以從低倍到高倍，選798.永久封片

做出的染色體片子，可以把其放在培養(yǎng)皿里臨時(shí)保存。具體的做法是在培養(yǎng)皿里放一張濾紙，把濾紙浸濕，然后把做好的染色體制片放進(jìn)去，這樣可以臨時(shí)保存好所做出的染色體片子，但是這種方法只能是作為臨時(shí)保存用，因?yàn)殡S著時(shí)間的延長，染色體也會由于逐漸的縮水而收縮，最后就不能很清晰的看見染色體。8.永久封片做出的染色體片子，可以把其放在培養(yǎng)皿里臨80為了把好的染色體制片長久的保存下來，可以制作永久封片。作永久封片可以用冰凍脫片封片法，具體的做法如下：先把制好的染色體制片用冰凍制冷器進(jìn)展冷凍，待冷凍后，用刀片把蓋波片掀開，這個(gè)過程應(yīng)該在沒有解凍之前完成。然后分別把蓋波片和載玻片放在37℃的烘箱中，將其烘干，等到烘干后，再在二甲苯中浸泡10-20min，最后用中性樹膠進(jìn)展封片。在這應(yīng)該注意的一點(diǎn)是進(jìn)展封片的時(shí)候應(yīng)該把載玻片和蓋波片分別進(jìn)展封。當(dāng)然，還有其他的方法也能進(jìn)展制作永久制片。永久封片的制作

為了把好的染色體制片長久的保存下來，可以制作永久封片81亞比棉的染色體形態(tài)圖、核型圖及核型模式圖

亞比棉的染色體形態(tài)圖、核型圖及核型模式圖82圖2-4三種雜種〔亞洲棉×比克氏棉〕×陸地棉雜種F1的染色體形態(tài)圖、核型圖及核型模式圖402423571012468911121314151617181920212223242526圖2-4三種雜種〔亞洲棉×比克氏棉〕×陸地棉雜種F1的染色83圖2-4三種雜種〔亞洲棉×比克氏棉〕×海島棉雜種F1的染色體形態(tài)圖、核型圖及核型模式圖402423571012468911121314151617181920212223242526圖2-4三種雜種〔亞洲棉×比克氏棉〕×海島棉雜種F1的染84生化標(biāo)記就是利用電泳技術(shù)對蛋白質(zhì)、酶等生物大分子進(jìn)展鑒定。主要包括同工酶和等位酶標(biāo)記。同工酶是：指構(gòu)造不同、功能相似的酶，也即具有同一底物專一性的不同分子形式的酶。屬于一個(gè)以上基因座位編碼的酶的不同形式；等位酶是指由一個(gè)基因座位的不同等位基因編碼的酶的不同分子形式。分析方法是從植物組織的蛋白粗提物中通過電泳和組織化學(xué)染色法將酶的多種形式轉(zhuǎn)變成肉眼可辯的酶譜帶型。

三

生化標(biāo)記生化標(biāo)記就是利用電泳技術(shù)對蛋白質(zhì)、酶等生物大分子進(jìn)展鑒定851,3,5,7,9分別為晉A不育系的葉片、苞葉、花蕾(造孢細(xì)胞增殖時(shí)期、小孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)期、小孢子形成時(shí)期),2,4,6,8,10分別為保持系的葉片、苞葉、花蕾(造孢細(xì)胞增殖時(shí)期、小孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)期、小孢子形成時(shí)期)。圖1棉花晉A及其保持系酯酶酶譜及模式圖。三

生化標(biāo)記實(shí)例1,3,5,7,9分別為晉A不育系的葉片、苞葉861,3,5,7,9分別為晉A不育系的葉片、苞葉、花蕾(造孢細(xì)胞增殖時(shí)期、小孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)期、小孢子形成時(shí)期),2,4,6,8,10分別為保持系的葉片、苞葉、花蕾(造孢細(xì)胞增殖時(shí)期、小孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)期、小孢子形成時(shí)期)。圖2

棉花晉A及其保持系過氧化物酶譜及模式圖。1,3,5,7,9分別為晉A不育系的葉片、苞葉87生化標(biāo)記具兩個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：一是表現(xiàn)近中性，對植物經(jīng)濟(jì)性狀一般沒有大的不良影響；二是直接反映了基因產(chǎn)物差異，受環(huán)境影響較小。但目前可使用的生化標(biāo)記數(shù)量還相當(dāng)有限，且有些酶的染色方法和電泳技術(shù)有一定難度，因此其實(shí)際應(yīng)用受到一定限制。生化標(biāo)記具兩個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：一是表現(xiàn)近中性，88(一)生化標(biāo)記的應(yīng)用1.生化標(biāo)記在品種純度和真實(shí)性鑒定上的應(yīng)用2.生化標(biāo)記在品種的親緣關(guān)系和分類研究上的應(yīng)用3.生化標(biāo)記在雜種優(yōu)勢的預(yù)測上的應(yīng)用4.生化標(biāo)記在抗性鑒定上的應(yīng)用5.生化標(biāo)記在品種鑒定上的應(yīng)用(一)生化標(biāo)記的應(yīng)用1.生化標(biāo)記在品種純度和真實(shí)性鑒定上的應(yīng)89四

分子標(biāo)記四分子標(biāo)記90〔一〕分子標(biāo)記的定義：

分子標(biāo)記：在生物系統(tǒng)和進(jìn)化研究中，每個(gè)能反響遺傳變異的，能提供系統(tǒng)學(xué)信息的多態(tài)位點(diǎn)稱為一個(gè)分子標(biāo)記，在遺傳育種研究中每個(gè)與感興趣的性狀或目的基因連鎖的多態(tài)性位點(diǎn)也稱為一個(gè)分子標(biāo)記?！惨弧撤肿訕?biāo)記的定義：分子標(biāo)記：在生物系統(tǒng)和進(jìn)91(二)目前的分子標(biāo)記類型第一類是以分子雜交為核心的分子標(biāo)記技術(shù)，包括RFLP、DNA指紋技術(shù)〔DNAFingerprinting〕等；第二類是以PCR為核心的分子標(biāo)記技術(shù)，包括RAPD、簡單序列重復(fù)標(biāo)記SSR、序標(biāo)位STS、序列特征化擴(kuò)增區(qū)域SCAR等；第三類是一些新型的分子標(biāo)記，如：SNP標(biāo)記、表達(dá)序列標(biāo)簽EST標(biāo)記等。(二)目前的分子標(biāo)記類型第一類是以分子雜交為核心的分子標(biāo)記技92〔三〕分子標(biāo)記的特點(diǎn)1.直接以DNA的形式表現(xiàn)，表現(xiàn)穩(wěn)定2.數(shù)量多3.多態(tài)性高4.表現(xiàn)為中性，不影響目標(biāo)性狀的表達(dá)；5.許多標(biāo)記表現(xiàn)為共顯性的特點(diǎn)，能區(qū)別純合體和雜合體。6.本錢不太高〔三〕分子標(biāo)記的特點(diǎn)1.直接以DNA的形式表現(xiàn)，表現(xiàn)穩(wěn)93(四)分子標(biāo)記技術(shù)的定義1.分子標(biāo)記技術(shù)：能提供分子標(biāo)記的分子生物學(xué)技術(shù)稱為分子標(biāo)記技術(shù)。(四)分子標(biāo)記技術(shù)的定義1.分子標(biāo)記技術(shù)：能提供分942.分子標(biāo)記技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)1)分子標(biāo)記技術(shù)選用的分子信息比較穩(wěn)定采用常規(guī)的形態(tài)標(biāo)記或細(xì)胞學(xué)標(biāo)記進(jìn)展分類時(shí)，一些表型特征是不穩(wěn)定的，很容易受環(huán)境因素的影響。有些物種在自然選擇的作用下，為適應(yīng)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，某些表型特征會發(fā)生變化，形成適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的特殊生態(tài)類群，相應(yīng)的，野生物種或栽培品種會獲得相異的分子信息，但其持有的分子信息是可以穩(wěn)定