動(dòng)物基因組學(xué)基礎(chǔ)課件

第八章動(dòng)物基因組學(xué)基礎(chǔ)§1基因組學(xué)概述§2基因組圖譜的構(gòu)建§3基因組測(cè)序§4基因定位方法§5功能基因組學(xué)1ppt課件.第八章動(dòng)物基因組學(xué)基礎(chǔ)§1基因組學(xué)概述1ppt課件.第一節(jié)基因組學(xué)(genomics)概述基因組（genome）又稱染色體組，二倍體物種配子所含的染色體數(shù)目，物種全部遺傳信息的總和物種遺傳信息的“總詞典”控制發(fā)育的“總程序”生物進(jìn)化歷史的“總檔案”2ppt課件.第一節(jié)基因組學(xué)(genomics)概述基因組（genome基因組學(xué)1986年提出基因組學(xué)強(qiáng)調(diào)的是以基因組為單位，而不是以單個(gè)基因?yàn)閱挝蛔鳛檠芯繉?duì)象基因組學(xué)的重要組成部分是基因組計(jì)劃，如人類、水稻基因組計(jì)劃3ppt課件.基因組學(xué)1986年提出3ppt課件.人類基因組計(jì)劃1990，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究所和能源部投資＄30億，啟動(dòng)了被譽(yù)為“人體阿波羅計(jì)劃”的“人類基因組計(jì)劃”(humangenomeproject，HGP)，預(yù)計(jì)15年時(shí)間完成人類基因組全部序列的測(cè)定在美國(guó)提出人類基因組計(jì)劃后，英、法、日、前蘇聯(lián)、中等，也相繼啟動(dòng)了類似的研究項(xiàng)目2000，完成草圖2002，完成測(cè)序工作4ppt課件.人類基因組計(jì)劃1990，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究所和能源部投資＄30基因組計(jì)劃大體可分為：構(gòu)建基因組的遺傳圖譜構(gòu)建基因組的物理圖譜測(cè)定基因組DNA的全部序列構(gòu)建基因組的轉(zhuǎn)錄本圖譜分析基因組的功能5ppt課件.基因組計(jì)劃大體可分為：構(gòu)建基因組的遺傳圖譜5ppt課件.基因組學(xué)的研究?jī)?nèi)容

結(jié)構(gòu)基因組學(xué)（structuralgenomics）基因定位、基因組作圖、測(cè)定核苷酸序列功能基因組學(xué)（functionalgenomics），又稱后基因組學(xué)（postgenomics)基因的識(shí)別、鑒定、克隆基因結(jié)構(gòu)、功能及其相互關(guān)系基因表達(dá)調(diào)控的研究蛋白質(zhì)組學(xué)（proteomics）鑒定蛋白質(zhì)的產(chǎn)生過程、結(jié)構(gòu)、功能和相互作用方式6ppt課件.基因組學(xué)的研究?jī)?nèi)容結(jié)構(gòu)基因組學(xué)（structuralge第二節(jié)基因組圖譜的構(gòu)建基因組計(jì)劃的主要任務(wù)是獲得全基因組序列但是，現(xiàn)在的測(cè)序方法每次只能測(cè)800～1000bp大量的測(cè)序片段要拼接要知道序列在染色體上的位置才能正確拼接基因組計(jì)劃的第一個(gè)環(huán)節(jié)：構(gòu)建基因圖譜7ppt課件.第二節(jié)基因組圖譜的構(gòu)建基因組計(jì)劃的主要任務(wù)是獲得全基因組序基因組圖譜基因組圖譜：描述基因位點(diǎn)在染色體的線性排列順序及它們之間的相對(duì)距離遺傳圖譜（geneticmap）物理圖譜（physicalmap）8ppt課件.基因組圖譜基因組圖譜：描述基因位點(diǎn)在染色體的線性排列順序及它一、遺傳圖譜遺傳圖譜（geneticmap）：根據(jù)遺傳性狀（如已知基因位點(diǎn)、功能未知的DNA標(biāo)記、可鑒別的表型性狀）的分離比例→將其定位在基因組中，構(gòu)建相應(yīng)的連鎖圖譜。通常以交換過程中的分離頻率厘摩（cM）來表示。cM值越大，兩者之間距離越遠(yuǎn)9ppt課件.一、遺傳圖譜9ppt課件.（一）遺傳標(biāo)記

圖譜構(gòu)建中需要可以鑒別的標(biāo)記(marker)遺傳標(biāo)記（GeneticMarkers）：是指能夠用以區(qū)別生物個(gè)體或群體及其特定基因型，并能穩(wěn)定遺傳的物質(zhì)標(biāo)志基因標(biāo)記：用基因作為標(biāo)記，分析各基因間的連鎖關(guān)系及遺傳距離，繪制出連鎖遺傳圖譜DNA標(biāo)記：RFLP、SSLP、SNPs等包括形態(tài)標(biāo)記、細(xì)胞學(xué)標(biāo)記、生化標(biāo)記、DNA分子標(biāo)記10ppt課件.（一）遺傳標(biāo)記10ppt課件.形態(tài)標(biāo)記形態(tài)性狀：株高、顏色、白化癥等又稱表型標(biāo)記數(shù)量少很多突變是致死的受環(huán)境、生育期等因素的影響11ppt課件.形態(tài)標(biāo)記形態(tài)性狀：株高、顏色、白化癥等11ppt課件.最早建立的果蠅連鎖圖，就是利用控制果蠅眼睛的形狀、顏色，軀體的顏色、翅膀的形狀等形態(tài)性狀作為標(biāo)記，分析它們連鎖關(guān)系及遺傳距離，繪制而成的控制性狀的其實(shí)是基因，所以形態(tài)標(biāo)記實(shí)質(zhì)上就是基因標(biāo)記果蠅連鎖圖12ppt課件.最早建立的果蠅連鎖圖，就是利用控制果蠅眼睛的形狀、顏色，軀體細(xì)胞學(xué)標(biāo)記明確顯示遺傳多態(tài)性的染色體結(jié)構(gòu)特征和數(shù)量特征染色體的核型染色體的帶型染色體的結(jié)構(gòu)變異染色體的數(shù)目變異優(yōu)點(diǎn)：不受環(huán)境影響缺點(diǎn)：數(shù)量少、費(fèi)力、費(fèi)時(shí)、對(duì)生物體的生長(zhǎng)發(fā)育不利13ppt課件.細(xì)胞學(xué)標(biāo)記明確顯示遺傳多態(tài)性的染色體結(jié)構(gòu)特征和數(shù)量特征13p生化標(biāo)記又稱蛋白質(zhì)標(biāo)記，就是利用蛋白質(zhì)的多態(tài)性作為遺傳標(biāo)記

如：同工酶、等位酶優(yōu)點(diǎn)：數(shù)量較多，受環(huán)境影響小缺點(diǎn)：受發(fā)育時(shí)間的影響、有組織特異性、只反映基因編碼區(qū)的信息14ppt課件.生化標(biāo)記又稱蛋白質(zhì)標(biāo)記，就是利用蛋白質(zhì)的多態(tài)性作為遺傳標(biāo)記1DNA分子標(biāo)記簡(jiǎn)稱分子標(biāo)記，以DNA序列的多態(tài)性作為遺傳標(biāo)記優(yōu)點(diǎn)：不受時(shí)間和環(huán)境的限制遍布整個(gè)基因組，數(shù)量無限不影響性狀表達(dá)自然存在的變異豐富，多態(tài)性好共顯性，能鑒別純合體和雜合體15ppt課件.DNA分子標(biāo)記簡(jiǎn)稱分子標(biāo)記，以DNA序列的多態(tài)性作為遺傳標(biāo)記理想的分子遺傳標(biāo)記應(yīng)具備的特點(diǎn)遺傳多態(tài)性高檢測(cè)手段簡(jiǎn)單快捷易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化遺傳共顯性16ppt課件.理想的分子遺傳標(biāo)記應(yīng)具備的特點(diǎn)遺傳多態(tài)性高16ppt課件.1.限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性第一代DNA遺傳標(biāo)記

（restrictionfragmentlengthpolymorphism，RFLP）最早的DNA標(biāo)記限制性酶切位點(diǎn)：被特定的內(nèi)切酶所識(shí)別的4個(gè)或更多個(gè)堿基組成的特異性序列DNA序列能或不能被某一酶酶切，相當(dāng)于一對(duì)等位基因的差異可將RFLP作為標(biāo)記，定位在基因組中某一位置上人類基因組中有105個(gè)RFLP位點(diǎn)，每一位點(diǎn)只有兩個(gè)等位基因17ppt課件.1.限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性第一代DNA遺傳標(biāo)記

RFLP分析過程18ppt課件.RFLP分析過程18ppt課件.RFLP分析結(jié)果19ppt課件.RFLP分析結(jié)果19ppt課件.RFLP標(biāo)記的特點(diǎn)可靠——重現(xiàn)性好目的序列已知時(shí)才能檢測(cè)操作復(fù)雜——自動(dòng)化程度低耗時(shí)長(zhǎng)——至少需要2天，通常3-7天多態(tài)信息含量低20ppt課件.RFLP標(biāo)記的特點(diǎn)可靠——重現(xiàn)性好20ppt課件.PCR-RFLPPCR

電泳

酶切

基因型21ppt課件.PCR-RFLPPCR電泳酶切基因型212.VNTR

基因組中存在大量重復(fù)序列重復(fù)單位長(zhǎng)度在15-65個(gè)核苷酸左右的小衛(wèi)星DNA在酶切片段里邊核心序列重復(fù)次數(shù)不同導(dǎo)致酶切片段長(zhǎng)度的差異又稱為DNA指紋與RFLP分析方法類似，利用探針雜交檢測(cè)區(qū)別在于酶切位點(diǎn)不在可變重復(fù)區(qū)，而在側(cè)翼區(qū)VNTR分析過程VNTR檢測(cè)結(jié)果

22ppt課件.2.VNTR基因組中存在大量重復(fù)序列VNTR分析過程VVNTR標(biāo)記的特點(diǎn)多態(tài)性檢測(cè)率高——一個(gè)探針可以檢測(cè)出十幾個(gè)甚至幾十個(gè)位點(diǎn)的多態(tài)信息位點(diǎn)呈共顯性遺傳個(gè)體具有高度特異性技術(shù)復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)成本高有時(shí)譜帶過于復(fù)雜，難于分辨23ppt課件.VNTR標(biāo)記的特點(diǎn)多態(tài)性檢測(cè)率高——一個(gè)探針可以檢測(cè)出十幾VNTR應(yīng)用計(jì)算遺傳距離雜種優(yōu)勢(shì)預(yù)測(cè)親子鑒定-1/10000(99.99%likely)法醫(yī)鑒定-1/10,000,00024ppt課件.VNTR應(yīng)用計(jì)算遺傳距離24ppt課件.3.微衛(wèi)星第二代DNA遺傳標(biāo)記

（shorttandemrepeat,STR）重復(fù)單位長(zhǎng)度在2-6個(gè)核苷酸之間的微衛(wèi)星DNA（microsatelliteDNA），又稱為簡(jiǎn)短串聯(lián)重復(fù)（SSR、STRP或SSLP，shortsequencerepeatpolymorphism或者simplesequencelengthpolymorphism）STR有兩個(gè)最突出的優(yōu)點(diǎn)，即作為遺傳標(biāo)記的“多態(tài)性”與“高頻率”如一條染色體TCTGAGAGAGACGC

另一染色體TCTGAGAGAGAGAGAGAGACGC，就構(gòu)成了多態(tài)性25ppt課件.3.微衛(wèi)星第二代DNA遺傳標(biāo)記

（shortSTR標(biāo)記檢測(cè)方法需要根據(jù)保守的側(cè)翼序列設(shè)計(jì)特異性擴(kuò)增引物PCR反應(yīng)擴(kuò)增STR區(qū)域PCR產(chǎn)物用變性聚丙烯酰胺膠分離不同的核心序列重復(fù)數(shù)導(dǎo)致不同長(zhǎng)度的PCR產(chǎn)物26ppt課件.STR標(biāo)記檢測(cè)方法需要根據(jù)保守的側(cè)翼序列設(shè)計(jì)特異性擴(kuò)增引物STR標(biāo)記特點(diǎn)

核心重復(fù)單位為2-6個(gè)堿基在基因組中分布更加廣泛均勻多態(tài)信息含量豐富呈共顯性遺傳穩(wěn)定性好，分析技術(shù)易于自動(dòng)化比Southern雜法更快捷DNA用量少甚至部分降解的樣品也可用于檢測(cè)易受基因組污染的影響必須事先了解側(cè)翼序列才能設(shè)計(jì)引物標(biāo)記開發(fā)成本較高27ppt課件.STR標(biāo)記特點(diǎn)核心重復(fù)單位為2-6個(gè)堿基比Sou4.RAPD隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA應(yīng)用10bp的引物進(jìn)行PCR每個(gè)反應(yīng)只設(shè)單條引物短的引物隨機(jī)結(jié)合在染色體上當(dāng)引物結(jié)合在雙鏈1000bp左右的區(qū)域時(shí)，該片段被擴(kuò)增RAPD檢測(cè)結(jié)果

28ppt課件.4.RAPD隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA應(yīng)用10bp的RAPD標(biāo)記特點(diǎn)PCR反應(yīng)產(chǎn)物通過電泳分離：不同樣品間可能存在差異主要用于分析群體間的遺傳距離引物短，不同生物基因組可以共用一套引物實(shí)驗(yàn)快速簡(jiǎn)便，成本低，無需預(yù)先了解基因組DNA序列退火溫度低，實(shí)驗(yàn)重復(fù)性差，可比性不強(qiáng)標(biāo)記呈顯隱性遺傳，無法判定雜合子和顯性純合子

29ppt課件.RAPD標(biāo)記特點(diǎn)PCR反應(yīng)產(chǎn)物通過電泳分離：不同樣品間可能5.AFLP基于PCR技術(shù)擴(kuò)增基因組DNA的限制性片段結(jié)合了RFLP和PCR技術(shù)特點(diǎn)，具有RFLP技術(shù)的可靠性和PCR技術(shù)的高效性基因組DNA先用限制性內(nèi)切酶切割，然后將雙鏈接頭連接到DNA片段的末端，接頭序列和相鄰的限制性位點(diǎn)序列，作為引物結(jié)合位點(diǎn)，進(jìn)行擴(kuò)增AFLP可在一次單個(gè)反應(yīng)中檢測(cè)到大量的片段。所以是一種新的而且有很大功能的DNA指紋技術(shù)30ppt課件.5.AFLP基于PCR技術(shù)擴(kuò)增基因組DNA的限制性片段30p

是指染色體上的某個(gè)位點(diǎn)存在單個(gè)堿基的變化SNP不再以DNA片段的長(zhǎng)度變化作為檢測(cè)手段，直接以序列變異作為標(biāo)記。SNP遺傳標(biāo)記分析完全屏棄了經(jīng)典的凝膠電泳，代以最新的DNA芯片技術(shù)，是人類基因組“遺傳圖”發(fā)展方向6.單核苷酸的多態(tài)性第三代DNA遺傳標(biāo)記

（singlenucleotidepolymorphism，SNP）31ppt課件.是指染色體上的某個(gè)位點(diǎn)存在單個(gè)堿基的變化6.單核苷酸的多態(tài)SNPs標(biāo)記特點(diǎn)

高密度——1000bp左右出現(xiàn)1個(gè)SNP代表性——存在cSNP易于自動(dòng)化——測(cè)序、基因芯片等方法32ppt課件.SNPs標(biāo)記特點(diǎn)高密度——1000bp左右出現(xiàn)1個(gè)SNP（二）遺傳圖譜的構(gòu)建

理論基礎(chǔ):連鎖與交換基本方法:兩點(diǎn)測(cè)驗(yàn)法和三點(diǎn)測(cè)驗(yàn)法33ppt課件.（二）遺傳圖譜的構(gòu)建理論基礎(chǔ):連鎖與交換33ppt課件.連鎖分析

進(jìn)行連鎖分析的三個(gè)要件

用于基因定位的作圖群體

廣泛分布的多態(tài)性遺傳標(biāo)記

適宜的定位分析方法和軟件34ppt課件.連鎖分析進(jìn)行連鎖分析的三個(gè)要件34ppt課件.1.參考家系用于連鎖分析的動(dòng)物群體，也稱為作圖群體可以是：回交群體、F2群體、半同胞家系

35ppt課件.1.參考家系用于連鎖分析的動(dòng)物群體，也稱為作圖群體35ppt標(biāo)記間的連鎖分析利用在兩個(gè)親本間有多態(tài)性的標(biāo)記分析分離群體中所有個(gè)體的基因型根據(jù)連鎖交換的情況，確定標(biāo)記之間的連鎖關(guān)系和遺傳距離有計(jì)算機(jī)軟件可以應(yīng)用36ppt課件.標(biāo)記間的連鎖分析利用在兩個(gè)親本間有多態(tài)性的標(biāo)記分析分離群體中人類遺傳圖譜的構(gòu)建

不可能根據(jù)需要選擇親本，設(shè)計(jì)雜交組合，構(gòu)建分離群體只能檢測(cè)現(xiàn)存家庭連續(xù)幾代成員的基因型家系分析法資料有限、必須借助于統(tǒng)計(jì)學(xué)方法37ppt課件.人類遺傳圖譜的構(gòu)建不可能根據(jù)需要選擇親本，設(shè)計(jì)雜交組合，構(gòu)現(xiàn)有的人類遺傳圖譜1～22號(hào)染色體

8個(gè)家系134個(gè)成員

X染色體，12個(gè)家系170個(gè)成員

5364個(gè)SSR標(biāo)記

2335個(gè)位點(diǎn)標(biāo)記間的平均距離599kb38ppt課件.現(xiàn)有的人類遺傳圖譜1～22號(hào)染色體38ppt課件.二、物理圖譜（physicalmap）用分子生物學(xué)方法直接檢測(cè)DNA標(biāo)記在染色體上的實(shí)際位置繪制成的圖譜稱為物理圖譜以堿基對(duì)（bp，kb，Mb）作為基本測(cè)量單位（圖距）的基因組圖有遺傳圖譜為什么還要構(gòu)建物理圖譜？

39ppt課件.二、物理圖譜（physicalmap）用分子生物學(xué)方法直接遺傳圖譜的缺陷分辨率有限人類只能研究少數(shù)減數(shù)分裂事件，不能獲得大量子代個(gè)體測(cè)序要求每個(gè)標(biāo)記的間隔小于100kb，實(shí)際是599kb精確性不夠經(jīng)典遺傳學(xué)認(rèn)為，交換是隨機(jī)發(fā)生的基因組中有些區(qū)域是重組熱點(diǎn)倒位、重復(fù)等染色體結(jié)構(gòu)變異會(huì)限制交換重組40ppt課件.遺傳圖譜的缺陷分辨率有限40ppt課件.物理作圖的方法基因組物理圖譜的構(gòu)建主要有三種途徑：①限制性酶圖譜②熒光原位雜交技術(shù)(FISH)③序列標(biāo)簽位點(diǎn)(STS)

如表達(dá)的序列標(biāo)簽(EST)，來自cDNA41ppt課件.物理作圖的方法基因組物理圖譜的構(gòu)建主要有三種途徑：41ppt限制酶作圖

（restrictionmapping）描述染色體上限制性內(nèi)切酶切割位點(diǎn)之間距離和順序的圖譜識(shí)別位點(diǎn)較多的內(nèi)切酶：如NotⅠ，其8個(gè)核苷酸出現(xiàn)的頻率為1/48=1/65536bp，而識(shí)別位點(diǎn)為6個(gè)核苷酸的出現(xiàn)頻率為1/46=1/4094bp42ppt課件.限制酶作圖

（restrictionmapping）描述染2）熒光原位雜交

（Fluorescentinsituhybridization,FISH)通過熒光標(biāo)記的探針與DNA分子雜交，雜交信號(hào)即探針DNA在染色體上的圖譜位點(diǎn)步驟：取處于有絲分裂中期的細(xì)胞制片，將染色體變性成單鏈，再將標(biāo)記的DNA探針變性后雜交到染色體上，保溫處理后，顯微鏡下直接觀察43ppt課件.2）熒光原位雜交

（Fluorescentinsitu3）序列標(biāo)簽位點(diǎn)

(sequenc-taggedsite，STS)STS是一段短的DNA序列（100—500）bp每個(gè)基因組只有一個(gè)拷貝通過PCR或分子雜交將小段DNA定位在基因組的DNA區(qū)段中44ppt課件.3）序列標(biāo)簽位點(diǎn)

(sequenc-taggedsite，STS作圖原理：當(dāng)兩個(gè)片段含有同一STS時(shí)，可確認(rèn)這兩個(gè)片段重疊兩個(gè)不同的STS出現(xiàn)在同一片段的機(jī)會(huì)取決于它們?cè)诨蚪M中的位置，彼此接近，同時(shí)出現(xiàn)在同一片段的機(jī)會(huì)就大，反之則小兩個(gè)標(biāo)記間的圖距根據(jù)分離頻率來計(jì)算圖用STS標(biāo)簽技術(shù)制作基因組的物理圖45ppt課件.STS作圖原理：當(dāng)兩個(gè)片段含有同一STS時(shí)，可確認(rèn)這兩個(gè)片段常用的兩大類型：表達(dá)的序列標(biāo)簽（expressedsequencetag,EST),該序列來自cDNA.DNA隨機(jī)片段測(cè)序后經(jīng)比較分析，其非重復(fù)序列可作為STSDNA片段輻射雜交系：嚙齒類動(dòng)物細(xì)胞中含有另一個(gè)生物染色體片段的細(xì)胞株46ppt課件.常用的兩大類型：表達(dá)的序列標(biāo)簽（expressedsequ人類基因組物理圖1987年，RFLP圖譜，403個(gè)標(biāo)記，10Mb1994年，5800個(gè)標(biāo)記，0.7Mb1996年，17000多個(gè)標(biāo)記，100kb

完全適應(yīng)全基因組測(cè)序的要求47ppt課件.人類基因組物理圖1987年，RFLP圖譜，403個(gè)標(biāo)記，1遺傳圖與物理圖的整合有些標(biāo)記既是遺傳標(biāo)記，又是物理標(biāo)記RFLP標(biāo)記SSR標(biāo)記某些基因序列借助這些標(biāo)記可以將遺傳圖和物理圖整合起來酵母遺傳圖與物理圖比較A遺傳圖B物理圖48ppt課件.遺傳圖與物理圖的整合有些標(biāo)記既是遺傳標(biāo)記，又是物理標(biāo)記三、轉(zhuǎn)錄圖人類的基因轉(zhuǎn)錄圖（expressionprofiling）（cDNA圖），或者基因的cDNA片段圖，即表達(dá)序列標(biāo)簽圖（EST，expressedsequencetag）是人類基因組圖的雛形分離純化mRNA（或cDNA），就是抓住了基因組的主要成分（可轉(zhuǎn)錄部分）人類基因組中，只有1%-5%的序列編碼了蛋白質(zhì)，最多可能有5-7萬個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因49ppt課件.三、轉(zhuǎn)錄圖人類的基因轉(zhuǎn)錄圖（expressionprofi四、人類基因組的序列圖人類基因組的核苷酸序列圖（humangenomesequence）是分子水平上最高層次的、最詳盡的物理圖。由30億個(gè)核苷酸組成的全序列是人類基因組計(jì)劃中最明確、最艱巨的任務(wù)50ppt課件.四、人類基因組的序列圖人類基因組的核苷酸序列圖（human五、基因組圖譜的應(yīng)用基因組序列測(cè)定基因定位基因組比較分析基因的克隆與分離分子標(biāo)記輔助選擇51ppt課件.五、基因組圖譜的應(yīng)用基因組序列測(cè)定51ppt課件.標(biāo)記輔助選擇

（Marker-assistedSelection,MAS）對(duì)特定的主效基因（majorgene）或者數(shù)量性狀位點(diǎn)（QuantitativeTraitLoci,QTL）在遺傳標(biāo)記的輔助下區(qū)分其基因型，并在此基礎(chǔ)上應(yīng)用于家畜的育種實(shí)踐52ppt課件.標(biāo)記輔助選擇

（Marker-assistedSelect第三節(jié)基因組測(cè)序有了高密度的基因組圖譜，就可以開始全基因組測(cè)序了測(cè)序的技術(shù)飛速發(fā)展，現(xiàn)在可以全自動(dòng)化測(cè)序的策略有兩個(gè)：

鳥槍法克隆重疊群法53ppt課件.第三節(jié)基因組測(cè)序有了高密度的基因組圖譜，就可以開始全基因組鳥槍法（shotgunsequencing）54ppt課件.鳥槍法（shotgunsequencing）54ppt課件鳥槍法的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：不需要高密度的圖譜速度快、簡(jiǎn)單、成本低缺點(diǎn)：拼接組裝困難，各個(gè)片段重疊成一個(gè)連續(xù)體的概率是2n2-2n，尤其在重復(fù)序列多的區(qū)域，導(dǎo)致判斷失誤主要用于重復(fù)序列少、相對(duì)簡(jiǎn)單的原核生物基因組55ppt課件.鳥槍法的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：55ppt課件.克隆重疊群法（clonecontig）

將基因組DNA切割長(zhǎng)度為0.1Mb－1Mb的大片段，克隆到Y(jié)AC或BAC載體上然后再進(jìn)行亞克隆，分別測(cè)定單個(gè)亞克隆的序列再裝配、連接成連續(xù)的DNA分子這是一種自上而下（uptodown）的測(cè)序策略

clone-by-clonemethod56ppt課件.克隆重疊群法（clonecontig）將基因組DNA切割第四節(jié)基因定位方法質(zhì)量性狀的基因定位數(shù)量性狀的基因定位57ppt課件.第四節(jié)基因定位方法57ppt課件.一、質(zhì)量性狀的基因定位二點(diǎn)測(cè)交三點(diǎn)測(cè)交連鎖不平衡分析遺傳定位物理定位原位雜交體細(xì)胞雜交定位58ppt課件.一、質(zhì)量性狀的基因定位二點(diǎn)測(cè)交遺傳定位物理定位原位雜交58p二、數(shù)量性狀的基因定位數(shù)量性狀基因座位（quantitativetraitlocus,QTL）：具有相同或相關(guān)功能的基因往往分布在某一染色體區(qū)域內(nèi)，從而形成基因群?？刂仆恍誀畹奈⑿Щ蚩赡艽嬖谟谟邢薜膸讉€(gè)基因群內(nèi)，而一基因群占據(jù)染色體的一定區(qū)域，稱作QTL59ppt課件.二、數(shù)量性狀的基因定位數(shù)量性狀基因座位（quantitatiQTL定位的概念確定一個(gè)數(shù)量性狀受到多少個(gè)QTL作用的控制，確定它們?cè)谌旧w上的位置，并估計(jì)出它們對(duì)數(shù)量性狀的效應(yīng)大小及其互作效應(yīng)，該過程稱為QTL定位(QTLmapping)。60ppt課件.60ppt課件.QTL作圖原理

利用特定遺傳分離群體中的遺傳標(biāo)記及相應(yīng)的數(shù)量性狀觀察值，分析遺傳標(biāo)記與性狀之間的連鎖關(guān)系。如果證明遺傳標(biāo)記與性狀連鎖，則可認(rèn)定標(biāo)記附近存在一個(gè)或幾個(gè)QTL

61ppt課件.QTL作圖原理利用特定遺傳分離群體中的遺傳標(biāo)記及相應(yīng)的數(shù)量

利用QTL與遺傳標(biāo)記之間的連鎖關(guān)系，在一個(gè)大群體中進(jìn)行標(biāo)記基因型和被測(cè)數(shù)量性狀表型值記錄，通過統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行連鎖分析，確定連鎖關(guān)系。

用于QTL定位的遺傳標(biāo)記是DNA分子標(biāo)記，目前常用的有：RFLP、RAPD、AFLP、SSR、SSCP以及DSCP等。QTL定位的策略62ppt課件.利用QTL與遺傳標(biāo)記之間的連鎖關(guān)系，在一個(gè)大群（1）選擇適宜的遺傳標(biāo)記；（2）選擇在所研究數(shù)量性狀上處于分離狀態(tài)的純系或高度近交系；（3）進(jìn)行系間雜交獲得分離世代的F2個(gè)體或者進(jìn)行回交獲得BC個(gè)體；（4）檢測(cè)各世代群個(gè)體的標(biāo)記基因型并記錄其數(shù)量性狀表型值；（5）分析標(biāo)記基因型與數(shù)量性狀表型值之間是否存在連鎖關(guān)系，確定QTL連鎖群，估計(jì)QTL效應(yīng)。QTL定位的基本步驟63ppt課件.（1）選擇適宜的遺傳標(biāo)記；QTL定位的基本步驟63ppt課件定位QTL主要有兩種方法基因組掃描——利用遺傳上差異較大的品種進(jìn)行雜交，跟蹤性狀和染色體上的標(biāo)記在多世代家系中的分離情況候選基因法——不需特定品種的雜交，只要發(fā)現(xiàn)一個(gè)候選基因位點(diǎn)上存在多態(tài)性，便可直接在商業(yè)品系中研究該多態(tài)性與目標(biāo)性狀之間的相關(guān)性64ppt課件.定位QTL主要有兩種方法基因組掃描——利用遺傳上差異較大的品數(shù)量性狀基因定位分析方法統(tǒng)計(jì)：回歸分析、最大似然分析、廣義最小二乘分析、貝葉斯方法軟件：MultiMapMAPMAKER65ppt課件.數(shù)量性狀基因定位分析方法65ppt課件.新基因的克隆主要克隆方法：

位置克隆（positionalcloning）功能克?。╢unctionalcloning）候選克?。╟andidateapproach）位置候選克?。╬ositionalcandidatecloning）66ppt課件.新基因的克隆主要克隆方法：66ppt課件.位置克隆gene67ppt課件.位置克隆gene67ppt課件.功能克隆蛋白質(zhì)——RNA——cDNA差異顯示技術(shù)，克隆差異帶68ppt課件.功能克隆蛋白質(zhì)——RNA——cDNA68ppt課件.候選克隆生理代謝途徑——推測(cè)候選基因——

結(jié)合性狀表型——性狀與基因的相關(guān)問題：許多相關(guān)候選基因尚未克隆69ppt課件.候選克隆生理代謝途徑——推測(cè)候選基因——69ppt課件.QTL定位的意義①可以利用分子遺傳標(biāo)記對(duì)數(shù)量性狀基因型進(jìn)行標(biāo)記輔助選擇（MAS）來提高家畜育種的效率，特別是對(duì)低遺傳力性狀和限性性狀而言；②將轉(zhuǎn)基因技術(shù)用于數(shù)量性狀的遺傳操作；③能夠鑒別由多因素引起的遺傳疾病，為基因治療和改進(jìn)預(yù)防措施提供依據(jù)；④對(duì)這些QTL基因的數(shù)目和特性有所了解后，可以使數(shù)量遺傳學(xué)理論建立在更加完善的基礎(chǔ)上，對(duì)家畜育種實(shí)踐的指導(dǎo)更為科學(xué)合理。70ppt課件.QTL定位的意義70ppt課件.第五節(jié)功能基因組學(xué)功能基因組學(xué)又稱后基因組學(xué)(post-genomics)，是在完成基因組圖譜構(gòu)建以及全部序列測(cè)定的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究全基因組的基因功能、基因之間的相互關(guān)系和調(diào)控機(jī)制為主要內(nèi)容的學(xué)科完成基因組測(cè)序后，更重要的工作在于弄清楚：①基因組序列中所包含的全部遺傳信息是什么；②基因組作為一個(gè)整體如何行使功能。即對(duì)基因組序列進(jìn)行詮釋71ppt課件.第五節(jié)功能基因組學(xué)功能基因組學(xué)又稱后基因組學(xué)(post-g（一）鑒定DNA序列中的基因（二）同源搜索設(shè)計(jì)基因功能（三）實(shí)驗(yàn)性設(shè)計(jì)基因功能（四）描述基因表達(dá)模式

主要具體內(nèi)容包括以下方面

72ppt課件.（一）鑒定DNA序列中的基因主要具體內(nèi)容包括以下方面72p（一）鑒定DNA序列中的基因

對(duì)基因組序列進(jìn)行注釋，包括鑒定和描述推測(cè)的基因、非基因序列及其功能73ppt課件.（一）鑒定DNA序列中的基因?qū)蚪M序列進(jìn)行注釋，包根據(jù)序列分析搜尋基因

查找開放閱讀框（openreadingframe,ORF）開放閱讀框都有一個(gè)起始密碼子，終止密碼子從ATG開始，然后向下游尋找終止密碼子起始密碼子和終止密碼子之間的堿基數(shù)目要能夠被3整除每一條鏈都有3種可能的閱讀框，2條連共計(jì)有6種可能的閱讀框計(jì)算機(jī)可以很快給出結(jié)果74ppt課件.根據(jù)序列分析搜尋基因查找開放閱讀框（openreadin同源基因在進(jìn)化中來自共同的祖先，通過核苷酸序列或氨基酸序列的同源性比較推測(cè)基因組內(nèi)相似功能的基因（二）同源搜索設(shè)計(jì)基因功能75ppt課件.同源基因在進(jìn)化中來自共同的祖先，通過核苷酸序列或氨基酸序列的同源查詢利用已經(jīng)存入數(shù)據(jù)庫(kù)的基因序列與待查的基因組序列比對(duì)，從中查找可以與之匹配的堿基序列及其比例，用于界定基因同源查詢可以部分彌補(bǔ)ORF掃描的不足76ppt課件.同源查詢利用已經(jīng)存入數(shù)據(jù)庫(kù)的基因序列與待查的基因組序列比對(duì)，同源查詢的依據(jù)有親緣關(guān)系的物種，基因組可能存在某種程度的相似性存在某些完全相同的序列ORF的排列相似，如等長(zhǎng)的外顯子ORF指令的氨基酸序列相似模擬的多肽鏈的高級(jí)結(jié)構(gòu)相似，等77ppt課件.同源查詢的依據(jù)有親緣關(guān)系的物種，基因組可能存在某種程度的相似（三）實(shí)驗(yàn)性設(shè)計(jì)基因功能對(duì)基因進(jìn)行缺失或剔除，觀察表型變化推測(cè)基因功能基因克隆基因敲除（knock-out）基因的超表達(dá)78ppt課件.（三）實(shí)驗(yàn)性設(shè)計(jì)基因功能對(duì)基因進(jìn)行缺失或剔除，觀察表型78p（四）描述基因表達(dá)模式轉(zhuǎn)錄組(transcriptome):

一個(gè)細(xì)胞內(nèi)的一套mRNA轉(zhuǎn)錄物，包含了某一環(huán)境條件、某一生命階段、某一生理或病理(功能)狀態(tài)下，生命體的細(xì)胞或組織所表達(dá)的基因種類和水平。這一研究領(lǐng)域叫轉(zhuǎn)錄組學(xué)(transcriptomics)79ppt課件.（四）描述基因表達(dá)模式轉(zhuǎn)錄組(transcriptome):轉(zhuǎn)錄組學(xué)的研究方法－DNA芯片技術(shù)同時(shí)進(jìn)行大量分子雜交，以分析比較不同組織或器官的基因表達(dá)水平，篩選突變基因，從核酸水平分析基因表達(dá)模式面積不大的基片表面分成不同小格→有序的點(diǎn)陣排列核苷酸分子→將待分析的核苷酸分子標(biāo)記變性成單鏈，與芯片上的核苷酸分子雜交→洗掉芯片上序列不同的核苷酸分子→利用高精度的激光掃描儀記錄已雜交分子的熒光信號(hào)→計(jì)算機(jī)分析80ppt課件.轉(zhuǎn)錄組學(xué)的研究方法－DNA芯片技術(shù)同時(shí)進(jìn)行大量分子雜交，以分81ppt課件.81ppt課件.蛋白質(zhì)組學(xué)(proteomics)蛋白質(zhì)組(proteom)：一個(gè)細(xì)胞內(nèi)的全套蛋白質(zhì)。反映了特殊階段、環(huán)境、狀態(tài)下細(xì)胞或組織在翻譯水平的蛋白質(zhì)的表達(dá)譜這一研究領(lǐng)域叫蛋白質(zhì)組學(xué)(proteomics)82ppt課件.蛋白質(zhì)組學(xué)(proteomics)蛋白質(zhì)組(proteom)

蛋白質(zhì)具有等電點(diǎn)和分子量的特異性，將蛋白質(zhì)混合物在電荷（等電聚焦，IEF）和分子量（變性聚丙烯酰胺凝膠電泳，SDS）兩個(gè)水平上進(jìn)行分離蛋白質(zhì)組學(xué)的研究方法雙向電泳（twodimensionelectrophoresis,2-DE）：83ppt課件.蛋白質(zhì)具有等電點(diǎn)和分子量的特異性，將蛋白質(zhì)混合酵母菌雙雜交系統(tǒng)(twohybrid-systems)

利用在酵母菌的同一個(gè)細(xì)胞中共同表達(dá)不同蛋白質(zhì)，以鑒定蛋白質(zhì)之間互作的一種分析方法圖酵母菌雙雜交系統(tǒng)A、雙雜交系統(tǒng)組成B、將A中的構(gòu)建體混合，轉(zhuǎn)化酵母菌84ppt課件.酵母菌雙雜交系統(tǒng)(twohybrid-systems)生物信息學(xué)(bioinformatics)生物信息學(xué)是利用計(jì)算機(jī)貯存原始資料，分析生物信息，將DNA芯片以及蛋白質(zhì)雙向電泳結(jié)果轉(zhuǎn)變成為可讀的遺傳學(xué)信息的學(xué)科。生物信息學(xué)是將現(xiàn)代生物技術(shù)與計(jì)算機(jī)科學(xué)結(jié)合，收集、加工和處理生物資料85ppt課件.生物信息學(xué)(bioinformatics)生物信息學(xué)是利用計(jì)比較基因組學(xué)(comparativegenomics)比較基因組學(xué)涉及比較不同物種的整個(gè)基因組，以便深入理解每個(gè)基因組的功能和進(jìn)化關(guān)系不僅可以揭示生命的起源、進(jìn)化等重大生物學(xué)問題，還具有潛在的實(shí)用價(jià)值如通過細(xì)菌和人類的基因組比較研究，有可能篩選出只在細(xì)菌中存在的基因，成為新的抗菌素的藥靶86ppt課件.比較基因組學(xué)(comparativegenomics)比較此課件下載可自行編輯修改，供參考！感謝您的支持，我們努力做得更好！此課件下載可自行編輯修改，供參考！第八章動(dòng)物基因組學(xué)基礎(chǔ)§1基因組學(xué)概述§2基因組圖譜的構(gòu)建§3基因組測(cè)序§4基因定位方法§5功能基因組學(xué)88ppt課件.第八章動(dòng)物基因組學(xué)基礎(chǔ)§1基因組學(xué)概述1ppt課件.第一節(jié)基因組學(xué)(genomics)概述基因組（genome）又稱染色體組，二倍體物種配子所含的染色體數(shù)目，物種全部遺傳信息的總和物種遺傳信息的“總詞典”控制發(fā)育的“總程序”生物進(jìn)化歷史的“總檔案”89ppt課件.第一節(jié)基因組學(xué)(genomics)概述基因組（genome基因組學(xué)1986年提出基因組學(xué)強(qiáng)調(diào)的是以基因組為單位，而不是以單個(gè)基因?yàn)閱挝蛔鳛檠芯繉?duì)象基因組學(xué)的重要組成部分是基因組計(jì)劃，如人類、水稻基因組計(jì)劃90ppt課件.基因組學(xué)1986年提出3ppt課件.人類基因組計(jì)劃1990，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究所和能源部投資＄30億，啟動(dòng)了被譽(yù)為“人體阿波羅計(jì)劃”的“人類基因組計(jì)劃”(humangenomeproject，HGP)，預(yù)計(jì)15年時(shí)間完成人類基因組全部序列的測(cè)定在美國(guó)提出人類基因組計(jì)劃后，英、法、日、前蘇聯(lián)、中等，也相繼啟動(dòng)了類似的研究項(xiàng)目2000，完成草圖2002，完成測(cè)序工作91ppt課件.人類基因組計(jì)劃1990，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究所和能源部投資＄30基因組計(jì)劃大體可分為：構(gòu)建基因組的遺傳圖譜構(gòu)建基因組的物理圖譜測(cè)定基因組DNA的全部序列構(gòu)建基因組的轉(zhuǎn)錄本圖譜分析基因組的功能92ppt課件.基因組計(jì)劃大體可分為：構(gòu)建基因組的遺傳圖譜5ppt課件.基因組學(xué)的研究?jī)?nèi)容

結(jié)構(gòu)基因組學(xué)（structuralgenomics）基因定位、基因組作圖、測(cè)定核苷酸序列功能基因組學(xué)（functionalgenomics），又稱后基因組學(xué)（postgenomics)基因的識(shí)別、鑒定、克隆基因結(jié)構(gòu)、功能及其相互關(guān)系基因表達(dá)調(diào)控的研究蛋白質(zhì)組學(xué)（proteomics）鑒定蛋白質(zhì)的產(chǎn)生過程、結(jié)構(gòu)、功能和相互作用方式93ppt課件.基因組學(xué)的研究?jī)?nèi)容結(jié)構(gòu)基因組學(xué)（structuralge第二節(jié)基因組圖譜的構(gòu)建基因組計(jì)劃的主要任務(wù)是獲得全基因組序列但是，現(xiàn)在的測(cè)序方法每次只能測(cè)800～1000bp大量的測(cè)序片段要拼接要知道序列在染色體上的位置才能正確拼接基因組計(jì)劃的第一個(gè)環(huán)節(jié)：構(gòu)建基因圖譜94ppt課件.第二節(jié)基因組圖譜的構(gòu)建基因組計(jì)劃的主要任務(wù)是獲得全基因組序基因組圖譜基因組圖譜：描述基因位點(diǎn)在染色體的線性排列順序及它們之間的相對(duì)距離遺傳圖譜（geneticmap）物理圖譜（physicalmap）95ppt課件.基因組圖譜基因組圖譜：描述基因位點(diǎn)在染色體的線性排列順序及它一、遺傳圖譜遺傳圖譜（geneticmap）：根據(jù)遺傳性狀（如已知基因位點(diǎn)、功能未知的DNA標(biāo)記、可鑒別的表型性狀）的分離比例→將其定位在基因組中，構(gòu)建相應(yīng)的連鎖圖譜。通常以交換過程中的分離頻率厘摩（cM）來表示。cM值越大，兩者之間距離越遠(yuǎn)96ppt課件.一、遺傳圖譜9ppt課件.（一）遺傳標(biāo)記

圖譜構(gòu)建中需要可以鑒別的標(biāo)記(marker)遺傳標(biāo)記（GeneticMarkers）：是指能夠用以區(qū)別生物個(gè)體或群體及其特定基因型，并能穩(wěn)定遺傳的物質(zhì)標(biāo)志基因標(biāo)記：用基因作為標(biāo)記，分析各基因間的連鎖關(guān)系及遺傳距離，繪制出連鎖遺傳圖譜DNA標(biāo)記：RFLP、SSLP、SNPs等包括形態(tài)標(biāo)記、細(xì)胞學(xué)標(biāo)記、生化標(biāo)記、DNA分子標(biāo)記97ppt課件.（一）遺傳標(biāo)記10ppt課件.形態(tài)標(biāo)記形態(tài)性狀：株高、顏色、白化癥等又稱表型標(biāo)記數(shù)量少很多突變是致死的受環(huán)境、生育期等因素的影響98ppt課件.形態(tài)標(biāo)記形態(tài)性狀：株高、顏色、白化癥等11ppt課件.最早建立的果蠅連鎖圖，就是利用控制果蠅眼睛的形狀、顏色，軀體的顏色、翅膀的形狀等形態(tài)性狀作為標(biāo)記，分析它們連鎖關(guān)系及遺傳距離，繪制而成的控制性狀的其實(shí)是基因，所以形態(tài)標(biāo)記實(shí)質(zhì)上就是基因標(biāo)記果蠅連鎖圖99ppt課件.最早建立的果蠅連鎖圖，就是利用控制果蠅眼睛的形狀、顏色，軀體細(xì)胞學(xué)標(biāo)記明確顯示遺傳多態(tài)性的染色體結(jié)構(gòu)特征和數(shù)量特征染色體的核型染色體的帶型染色體的結(jié)構(gòu)變異染色體的數(shù)目變異優(yōu)點(diǎn)：不受環(huán)境影響缺點(diǎn)：數(shù)量少、費(fèi)力、費(fèi)時(shí)、對(duì)生物體的生長(zhǎng)發(fā)育不利100ppt課件.細(xì)胞學(xué)標(biāo)記明確顯示遺傳多態(tài)性的染色體結(jié)構(gòu)特征和數(shù)量特征13p生化標(biāo)記又稱蛋白質(zhì)標(biāo)記，就是利用蛋白質(zhì)的多態(tài)性作為遺傳標(biāo)記

如：同工酶、等位酶優(yōu)點(diǎn)：數(shù)量較多，受環(huán)境影響小缺點(diǎn)：受發(fā)育時(shí)間的影響、有組織特異性、只反映基因編碼區(qū)的信息101ppt課件.生化標(biāo)記又稱蛋白質(zhì)標(biāo)記，就是利用蛋白質(zhì)的多態(tài)性作為遺傳標(biāo)記1DNA分子標(biāo)記簡(jiǎn)稱分子標(biāo)記，以DNA序列的多態(tài)性作為遺傳標(biāo)記優(yōu)點(diǎn)：不受時(shí)間和環(huán)境的限制遍布整個(gè)基因組，數(shù)量無限不影響性狀表達(dá)自然存在的變異豐富，多態(tài)性好共顯性，能鑒別純合體和雜合體102ppt課件.DNA分子標(biāo)記簡(jiǎn)稱分子標(biāo)記，以DNA序列的多態(tài)性作為遺傳標(biāo)記理想的分子遺傳標(biāo)記應(yīng)具備的特點(diǎn)遺傳多態(tài)性高檢測(cè)手段簡(jiǎn)單快捷易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化遺傳共顯性103ppt課件.理想的分子遺傳標(biāo)記應(yīng)具備的特點(diǎn)遺傳多態(tài)性高16ppt課件.1.限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性第一代DNA遺傳標(biāo)記

（restrictionfragmentlengthpolymorphism，RFLP）最早的DNA標(biāo)記限制性酶切位點(diǎn)：被特定的內(nèi)切酶所識(shí)別的4個(gè)或更多個(gè)堿基組成的特異性序列DNA序列能或不能被某一酶酶切，相當(dāng)于一對(duì)等位基因的差異可將RFLP作為標(biāo)記，定位在基因組中某一位置上人類基因組中有105個(gè)RFLP位點(diǎn)，每一位點(diǎn)只有兩個(gè)等位基因104ppt課件.1.限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性第一代DNA遺傳標(biāo)記

RFLP分析過程105ppt課件.RFLP分析過程18ppt課件.RFLP分析結(jié)果106ppt課件.RFLP分析結(jié)果19ppt課件.RFLP標(biāo)記的特點(diǎn)可靠——重現(xiàn)性好目的序列已知時(shí)才能檢測(cè)操作復(fù)雜——自動(dòng)化程度低耗時(shí)長(zhǎng)——至少需要2天，通常3-7天多態(tài)信息含量低107ppt課件.RFLP標(biāo)記的特點(diǎn)可靠——重現(xiàn)性好20ppt課件.PCR-RFLPPCR

電泳

酶切

基因型108ppt課件.PCR-RFLPPCR電泳酶切基因型212.VNTR

基因組中存在大量重復(fù)序列重復(fù)單位長(zhǎng)度在15-65個(gè)核苷酸左右的小衛(wèi)星DNA在酶切片段里邊核心序列重復(fù)次數(shù)不同導(dǎo)致酶切片段長(zhǎng)度的差異又稱為DNA指紋與RFLP分析方法類似，利用探針雜交檢測(cè)區(qū)別在于酶切位點(diǎn)不在可變重復(fù)區(qū)，而在側(cè)翼區(qū)VNTR分析過程VNTR檢測(cè)結(jié)果

109ppt課件.2.VNTR基因組中存在大量重復(fù)序列VNTR分析過程VVNTR標(biāo)記的特點(diǎn)多態(tài)性檢測(cè)率高——一個(gè)探針可以檢測(cè)出十幾個(gè)甚至幾十個(gè)位點(diǎn)的多態(tài)信息位點(diǎn)呈共顯性遺傳個(gè)體具有高度特異性技術(shù)復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)成本高有時(shí)譜帶過于復(fù)雜，難于分辨110ppt課件.VNTR標(biāo)記的特點(diǎn)多態(tài)性檢測(cè)率高——一個(gè)探針可以檢測(cè)出十幾VNTR應(yīng)用計(jì)算遺傳距離雜種優(yōu)勢(shì)預(yù)測(cè)親子鑒定-1/10000(99.99%likely)法醫(yī)鑒定-1/10,000,000111ppt課件.VNTR應(yīng)用計(jì)算遺傳距離24ppt課件.3.微衛(wèi)星第二代DNA遺傳標(biāo)記

（shorttandemrepeat,STR）重復(fù)單位長(zhǎng)度在2-6個(gè)核苷酸之間的微衛(wèi)星DNA（microsatelliteDNA），又稱為簡(jiǎn)短串聯(lián)重復(fù)（SSR、STRP或SSLP，shortsequencerepeatpolymorphism或者simplesequencelengthpolymorphism）STR有兩個(gè)最突出的優(yōu)點(diǎn)，即作為遺傳標(biāo)記的“多態(tài)性”與“高頻率”如一條染色體TCTGAGAGAGACGC

另一染色體TCTGAGAGAGAGAGAGAGACGC，就構(gòu)成了多態(tài)性112ppt課件.3.微衛(wèi)星第二代DNA遺傳標(biāo)記

（shortSTR標(biāo)記檢測(cè)方法需要根據(jù)保守的側(cè)翼序列設(shè)計(jì)特異性擴(kuò)增引物PCR反應(yīng)擴(kuò)增STR區(qū)域PCR產(chǎn)物用變性聚丙烯酰胺膠分離不同的核心序列重復(fù)數(shù)導(dǎo)致不同長(zhǎng)度的PCR產(chǎn)物113ppt課件.STR標(biāo)記檢測(cè)方法需要根據(jù)保守的側(cè)翼序列設(shè)計(jì)特異性擴(kuò)增引物STR標(biāo)記特點(diǎn)

核心重復(fù)單位為2-6個(gè)堿基在基因組中分布更加廣泛均勻多態(tài)信息含量豐富呈共顯性遺傳穩(wěn)定性好，分析技術(shù)易于自動(dòng)化比Southern雜法更快捷DNA用量少甚至部分降解的樣品也可用于檢測(cè)易受基因組污染的影響必須事先了解側(cè)翼序列才能設(shè)計(jì)引物標(biāo)記開發(fā)成本較高114ppt課件.STR標(biāo)記特點(diǎn)核心重復(fù)單位為2-6個(gè)堿基比Sou4.RAPD隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA應(yīng)用10bp的引物進(jìn)行PCR每個(gè)反應(yīng)只設(shè)單條引物短的引物隨機(jī)結(jié)合在染色體上當(dāng)引物結(jié)合在雙鏈1000bp左右的區(qū)域時(shí)，該片段被擴(kuò)增RAPD檢測(cè)結(jié)果

115ppt課件.4.RAPD隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA應(yīng)用10bp的RAPD標(biāo)記特點(diǎn)PCR反應(yīng)產(chǎn)物通過電泳分離：不同樣品間可能存在差異主要用于分析群體間的遺傳距離引物短，不同生物基因組可以共用一套引物實(shí)驗(yàn)快速簡(jiǎn)便，成本低，無需預(yù)先了解基因組DNA序列退火溫度低，實(shí)驗(yàn)重復(fù)性差，可比性不強(qiáng)標(biāo)記呈顯隱性遺傳，無法判定雜合子和顯性純合子

116ppt課件.RAPD標(biāo)記特點(diǎn)PCR反應(yīng)產(chǎn)物通過電泳分離：不同樣品間可能5.AFLP基于PCR技術(shù)擴(kuò)增基因組DNA的限制性片段結(jié)合了RFLP和PCR技術(shù)特點(diǎn)，具有RFLP技術(shù)的可靠性和PCR技術(shù)的高效性基因組DNA先用限制性內(nèi)切酶切割，然后將雙鏈接頭連接到DNA片段的末端，接頭序列和相鄰的限制性位點(diǎn)序列，作為引物結(jié)合位點(diǎn)，進(jìn)行擴(kuò)增AFLP可在一次單個(gè)反應(yīng)中檢測(cè)到大量的片段。所以是一種新的而且有很大功能的DNA指紋技術(shù)117ppt課件.5.AFLP基于PCR技術(shù)擴(kuò)增基因組DNA的限制性片段30p

是指染色體上的某個(gè)位點(diǎn)存在單個(gè)堿基的變化SNP不再以DNA片段的長(zhǎng)度變化作為檢測(cè)手段，直接以序列變異作為標(biāo)記。SNP遺傳標(biāo)記分析完全屏棄了經(jīng)典的凝膠電泳，代以最新的DNA芯片技術(shù)，是人類基因組“遺傳圖”發(fā)展方向6.單核苷酸的多態(tài)性第三代DNA遺傳標(biāo)記

（singlenucleotidepolymorphism，SNP）118ppt課件.是指染色體上的某個(gè)位點(diǎn)存在單個(gè)堿基的變化6.單核苷酸的多態(tài)SNPs標(biāo)記特點(diǎn)

高密度——1000bp左右出現(xiàn)1個(gè)SNP代表性——存在cSNP易于自動(dòng)化——測(cè)序、基因芯片等方法119ppt課件.SNPs標(biāo)記特點(diǎn)高密度——1000bp左右出現(xiàn)1個(gè)SNP（二）遺傳圖譜的構(gòu)建

理論基礎(chǔ):連鎖與交換基本方法:兩點(diǎn)測(cè)驗(yàn)法和三點(diǎn)測(cè)驗(yàn)法120ppt課件.（二）遺傳圖譜的構(gòu)建理論基礎(chǔ):連鎖與交換33ppt課件.連鎖分析

進(jìn)行連鎖分析的三個(gè)要件

用于基因定位的作圖群體

廣泛分布的多態(tài)性遺傳標(biāo)記

適宜的定位分析方法和軟件121ppt課件.連鎖分析進(jìn)行連鎖分析的三個(gè)要件34ppt課件.1.參考家系用于連鎖分析的動(dòng)物群體，也稱為作圖群體可以是：回交群體、F2群體、半同胞家系

122ppt課件.1.參考家系用于連鎖分析的動(dòng)物群體，也稱為作圖群體35ppt標(biāo)記間的連鎖分析利用在兩個(gè)親本間有多態(tài)性的標(biāo)記分析分離群體中所有個(gè)體的基因型根據(jù)連鎖交換的情況，確定標(biāo)記之間的連鎖關(guān)系和遺傳距離有計(jì)算機(jī)軟件可以應(yīng)用123ppt課件.標(biāo)記間的連鎖分析利用在兩個(gè)親本間有多態(tài)性的標(biāo)記分析分離群體中人類遺傳圖譜的構(gòu)建

不可能根據(jù)需要選擇親本，設(shè)計(jì)雜交組合，構(gòu)建分離群體只能檢測(cè)現(xiàn)存家庭連續(xù)幾代成員的基因型家系分析法資料有限、必須借助于統(tǒng)計(jì)學(xué)方法124ppt課件.人類遺傳圖譜的構(gòu)建不可能根據(jù)需要選擇親本，設(shè)計(jì)雜交組合，構(gòu)現(xiàn)有的人類遺傳圖譜1～22號(hào)染色體

8個(gè)家系134個(gè)成員

X染色體，12個(gè)家系170個(gè)成員

5364個(gè)SSR標(biāo)記

2335個(gè)位點(diǎn)標(biāo)記間的平均距離599kb125ppt課件.現(xiàn)有的人類遺傳圖譜1～22號(hào)染色體38ppt課件.二、物理圖譜（physicalmap）用分子生物學(xué)方法直接檢測(cè)DNA標(biāo)記在染色體上的實(shí)際位置繪制成的圖譜稱為物理圖譜以堿基對(duì)（bp，kb，Mb）作為基本測(cè)量單位（圖距）的基因組圖有遺傳圖譜為什么還要構(gòu)建物理圖譜？

126ppt課件.二、物理圖譜（physicalmap）用分子生物學(xué)方法直接遺傳圖譜的缺陷分辨率有限人類只能研究少數(shù)減數(shù)分裂事件，不能獲得大量子代個(gè)體測(cè)序要求每個(gè)標(biāo)記的間隔小于100kb，實(shí)際是599kb精確性不夠經(jīng)典遺傳學(xué)認(rèn)為，交換是隨機(jī)發(fā)生的基因組中有些區(qū)域是重組熱點(diǎn)倒位、重復(fù)等染色體結(jié)構(gòu)變異會(huì)限制交換重組127ppt課件.遺傳圖譜的缺陷分辨率有限40ppt課件.物理作圖的方法基因組物理圖譜的構(gòu)建主要有三種途徑：①限制性酶圖譜②熒光原位雜交技術(shù)(FISH)③序列標(biāo)簽位點(diǎn)(STS)

如表達(dá)的序列標(biāo)簽(EST)，來自cDNA128ppt課件.物理作圖的方法基因組物理圖譜的構(gòu)建主要有三種途徑：41ppt限制酶作圖

（restrictionmapping）描述染色體上限制性內(nèi)切酶切割位點(diǎn)之間距離和順序的圖譜識(shí)別位點(diǎn)較多的內(nèi)切酶：如NotⅠ，其8個(gè)核苷酸出現(xiàn)的頻率為1/48=1/65536bp，而識(shí)別位點(diǎn)為6個(gè)核苷酸的出現(xiàn)頻率為1/46=1/4094bp129ppt課件.限制酶作圖

（restrictionmapping）描述染2）熒光原位雜交

（Fluorescentinsituhybridization,FISH)通過熒光標(biāo)記的探針與DNA分子雜交，雜交信號(hào)即探針DNA在染色體上的圖譜位點(diǎn)步驟：取處于有絲分裂中期的細(xì)胞制片，將染色體變性成單鏈，再將標(biāo)記的DNA探針變性后雜交到染色體上，保溫處理后，顯微鏡下直接觀察130ppt課件.2）熒光原位雜交

（Fluorescentinsitu3）序列標(biāo)簽位點(diǎn)

(sequenc-taggedsite，STS)STS是一段短的DNA序列（100—500）bp每個(gè)基因組只有一個(gè)拷貝通過PCR或分子雜交將小段DNA定位在基因組的DNA區(qū)段中131ppt課件.3）序列標(biāo)簽位點(diǎn)

(sequenc-taggedsite，STS作圖原理：當(dāng)兩個(gè)片段含有同一STS時(shí)，可確認(rèn)這兩個(gè)片段重疊兩個(gè)不同的STS出現(xiàn)在同一片段的機(jī)會(huì)取決于它們?cè)诨蚪M中的位置，彼此接近，同時(shí)出現(xiàn)在同一片段的機(jī)會(huì)就大，反之則小兩個(gè)標(biāo)記間的圖距根據(jù)分離頻率來計(jì)算圖用STS標(biāo)簽技術(shù)制作基因組的物理圖132ppt課件.STS作圖原理：當(dāng)兩個(gè)片段含有同一STS時(shí)，可確認(rèn)這兩個(gè)片段常用的兩大類型：表達(dá)的序列標(biāo)簽（expressedsequencetag,EST),該序列來自cDNA.DNA隨機(jī)片段測(cè)序后經(jīng)比較分析，其非重復(fù)序列可作為STSDNA片段輻射雜交系：嚙齒類動(dòng)物細(xì)胞中含有另一個(gè)生物染色體片段的細(xì)胞株133ppt課件.常用的兩大類型：表達(dá)的序列標(biāo)簽（expressedsequ人類基因組物理圖1987年，RFLP圖譜，403個(gè)標(biāo)記，10Mb1994年，5800個(gè)標(biāo)記，0.7Mb1996年，17000多個(gè)標(biāo)記，100kb

完全適應(yīng)全基因組測(cè)序的要求134ppt課件.人類基因組物理圖1987年，RFLP圖譜，403個(gè)標(biāo)記，1遺傳圖與物理圖的整合有些標(biāo)記既是遺傳標(biāo)記，又是物理標(biāo)記RFLP標(biāo)記SSR標(biāo)記某些基因序列借助這些標(biāo)記可以將遺傳圖和物理圖整合起來酵母遺傳圖與物理圖比較A遺傳圖B物理圖135ppt課件.遺傳圖與物理圖的整合有些標(biāo)記既是遺傳標(biāo)記，又是物理標(biāo)記三、轉(zhuǎn)錄圖人類的基因轉(zhuǎn)錄圖（expressionprofiling）（cDNA圖），或者基因的cDNA片段圖，即表達(dá)序列標(biāo)簽圖（EST，expressedsequencetag）是人類基因組圖的雛形分離純化mRNA（或cDNA），就是抓住了基因組的主要成分（可轉(zhuǎn)錄部分）人類基因組中，只有1%-5%的序列編碼了蛋白質(zhì)，最多可能有5-7萬個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因136ppt課件.三、轉(zhuǎn)錄圖人類的基因轉(zhuǎn)錄圖（expressionprofi四、人類基因組的序列圖人類基因組的核苷酸序列圖（humangenomesequence）是分子水平上最高層次的、最詳盡的物理圖。由30億個(gè)核苷酸組成的全序列是人類基因組計(jì)劃中最明確、最艱巨的任務(wù)137ppt課件.四、人類基因組的序列圖人類基因組的核苷酸序列圖（human五、基因組圖譜的應(yīng)用基因組序列測(cè)定基因定位基因組比較分析基因的克隆與分離分子標(biāo)記輔助選擇138ppt課件.五、基因組圖譜的應(yīng)用基因組序列測(cè)定51ppt課件.標(biāo)記輔助選擇

（Marker-assistedSelection,MAS）對(duì)特定的主效基因（majorgene）或者數(shù)量性狀位點(diǎn)（QuantitativeTraitLoci,QTL）在遺傳標(biāo)記的輔助下區(qū)分其基因型，并在此基礎(chǔ)上應(yīng)用于家畜的育種實(shí)踐139ppt課件.標(biāo)記輔助選擇

（Marker-assistedSelect第三節(jié)基因組測(cè)序有了高密度的基因組圖譜，就可以開始全基因組測(cè)序了測(cè)序的技術(shù)飛速發(fā)展，現(xiàn)在可以全自動(dòng)化測(cè)序的策略有兩個(gè)：

鳥槍法克隆重疊群法140ppt課件.第三節(jié)基因組測(cè)序有了高密度的基因組圖譜，就可以開始全基因組鳥槍法（shotgunsequencing）141ppt課件.鳥槍法（shotgunsequencing）54ppt課件鳥槍法的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：不需要高密度的圖譜速度快、簡(jiǎn)單、成本低缺點(diǎn)：拼接組裝困難，各個(gè)片段重疊成一個(gè)連續(xù)體的概率是2n2-2n，尤其在重復(fù)序列多的區(qū)域，導(dǎo)致判斷失誤主要用于重復(fù)序列少、相對(duì)簡(jiǎn)單的原核生物基因組142ppt課件.鳥槍法的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：55ppt課件.克隆重疊群法（clonecontig）

將基因組DNA切割長(zhǎng)度為0.1Mb－1Mb的大片段，克隆到Y(jié)AC或BAC載體上然后再進(jìn)行亞克隆，分別測(cè)定單個(gè)亞克隆的序列再裝配、連接成連續(xù)的DNA分子這是一種自上而下（uptodown）的測(cè)序策略

clone-by-clonemethod143ppt課件.克隆重疊群法（clonecontig）將基因組DNA切割第四節(jié)基因定位方法質(zhì)量性狀的基因定位數(shù)量性狀的基因定位144ppt課件.第四節(jié)基因定位方法57ppt課件.一、質(zhì)量性狀的基因定位二點(diǎn)測(cè)交三點(diǎn)測(cè)交連鎖不平衡分析遺傳定位物理定位原位雜交體細(xì)胞雜交定位145ppt課件.一、質(zhì)量性狀的基因定位二點(diǎn)測(cè)交遺傳定位物理定位原位雜交58p二、數(shù)量性狀的基因定位數(shù)量性狀基因座位（quantitativetraitlocus,QTL）：具有相同或相關(guān)功能的基因往往分布在某一染色體區(qū)域內(nèi)，從而形成基因群?？刂仆恍誀畹奈⑿Щ蚩赡艽嬖谟谟邢薜膸讉€(gè)基因群內(nèi)，而一基因群占據(jù)染色體的一定區(qū)域，稱作QTL146ppt課件.二、數(shù)量性狀的基因定位數(shù)量性狀基因座位（quantitatiQTL定位的概念確定一個(gè)數(shù)量性狀受到多少個(gè)QTL作用的控制，確定它們?cè)谌旧w上的位置，并估計(jì)出它們對(duì)數(shù)量性狀的效應(yīng)大小及其互作效應(yīng)，該過程稱為QTL定位(QTLmapping)。147ppt課件.60ppt課件.QTL作圖原理

利用特定遺傳分離群體中的遺傳標(biāo)記及相應(yīng)的數(shù)量性狀觀察值，分析遺傳標(biāo)記與性狀之間的連鎖關(guān)系。如果證明遺傳標(biāo)記與性狀連鎖，則可認(rèn)定標(biāo)記附近存在一個(gè)或幾個(gè)QTL

148ppt課件.QTL作圖原理利用特定遺傳分離群體中的遺傳標(biāo)記及相應(yīng)的數(shù)量

利用QTL與遺傳標(biāo)記之間的連鎖關(guān)系，在一個(gè)大群體中進(jìn)行標(biāo)記基因型和被測(cè)數(shù)量性狀表型值記錄，通過統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行連鎖分析，確定連鎖關(guān)系。

用于QTL定位的遺傳標(biāo)記是DNA分子標(biāo)記，目前常用的有：RFLP、RAPD、AFLP、SSR、SSCP以及DSCP等。QTL定位的策略149ppt課件.利用QTL與遺傳標(biāo)記之間的連鎖關(guān)系，在一個(gè)大群（1）選擇適宜的遺傳標(biāo)記；（2）選擇在所研究數(shù)量性狀上處于分離狀態(tài)的純系或高度近交系；（3）進(jìn)行系間雜交獲得分離世代的F2個(gè)體或者進(jìn)行回交獲得BC個(gè)體；（4）檢測(cè)各世代群個(gè)體的標(biāo)記基因型并記錄其數(shù)量性狀表型值；（5）分析標(biāo)記基因型與數(shù)量性狀表型值之間是否存在連鎖關(guān)系，確定QTL連鎖群，估計(jì)QTL效應(yīng)。QTL定位的基本步驟150ppt課件.（1）選擇適宜的遺傳標(biāo)記；QTL定位的基本步驟63ppt課件定位QTL主要有兩種方法基因組掃描——利用遺傳上差異較大的品種進(jìn)行雜交，跟蹤性狀和染色體上的標(biāo)記在多世代家系中的分離情況候選基因法——不需特定品種的雜交，只要發(fā)現(xiàn)一個(gè)候選基因位點(diǎn)上存在多態(tài)性，便可直接在商業(yè)品系中研究該多態(tài)性與目標(biāo)性狀之間的相關(guān)性151ppt課件.定位QTL主要有兩種方法基因組掃描——利用遺傳上差異較大的品數(shù)量性狀基因定位分析方法統(tǒng)計(jì)：回歸分析、最大似然分析、廣義最小二乘分析、貝葉斯方法軟件：MultiMapMAPMAKER152ppt課件.數(shù)量性狀基因定位分析方法65ppt課件.新基因的克隆主要克隆方法：

位置克?。╬ositionalcloning）功能克?。╢unctionalcloning）候選克?。╟andidateapproach）位置候選克?。╬ositionalcandidatecloning）153ppt課件.新基因的克隆主要克隆方法：66ppt課件.位置克隆gene154ppt課件.位置克隆gene67ppt課件.功能克隆蛋白質(zhì)——RNA——cDNA差異顯示技術(shù)，克隆差異帶155ppt課件.功能克隆蛋白質(zhì)——RNA——cDNA68ppt課件.候選克隆生理代謝途徑——推測(cè)候選基因——

結(jié)合性狀表型——性狀與基因的相關(guān)問題：許多相關(guān)候選基因尚未克隆156ppt課件.候選克隆生理代謝途徑——推測(cè)候選基因——69ppt課件.QTL定位的意義①可以利用分子遺傳標(biāo)記對(duì)數(shù)量性狀基因型進(jìn)行標(biāo)記輔助選擇（MAS）來提高家畜育種的效率，特別是對(duì)低遺傳力性狀和限性性狀而言；②將轉(zhuǎn)基因技術(shù)用于數(shù)量性