第九章動物基因組基礎(chǔ)

第九章動物基因組學(xué)基礎(chǔ)基本概念

遺傳標(biāo)記（GeneticMarkers）：是指能夠用以區(qū)別生物個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。遺傳多態(tài)性（GeneticPolymorphisms）：是指一個基因座位在群體中存在兩個或更多類的等位基因的現(xiàn)象。標(biāo)記輔助選擇（Marker-assistedSelection,MAS）：就是對特定的主效基因（majorgene）或者數(shù)量性狀位點（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)用于家畜的育種實踐。第一節(jié)動物遺傳標(biāo)記一、遺傳標(biāo)記的發(fā)展形態(tài)學(xué)標(biāo)記——毛色、冠型、體型細胞遺傳標(biāo)記——染色體核型、帶型生化遺傳標(biāo)記——血型、蛋白質(zhì)型分子遺傳標(biāo)記——基因、非基因二、分子遺傳標(biāo)記AABBBBABAAAABBRFLP——限制性片段長度多態(tài)性VNTR——可變串聯(lián)重復(fù)序列STR——短串聯(lián)重復(fù)序列RAPD——隨機擴增多態(tài)性DNAAFLP——擴增片段長度多態(tài)性SNP——單核苷酸多態(tài)性mtDNA——線粒體DNA理想的分子遺傳標(biāo)記應(yīng)具備的特點遺傳多態(tài)性高檢測手段簡單快捷易于實現(xiàn)自動化遺傳共顯性1、RFLP最早的DNA標(biāo)記兩個個體間由于序列的變異造成增加或缺失一個限制性酶切位點，從而產(chǎn)生不同的酶切結(jié)果限制性酶切位點：被特定的內(nèi)切酶所識別的4個或更多個堿基組成的特異性序列除了某些病毒以外，限制性內(nèi)切酶只在原核生物中被發(fā)現(xiàn)限制性內(nèi)切酶的主要功能是保護細菌不受噬菌體的感染。甲基化酶修飾可保護細胞自身的DNA不被限制性內(nèi)切酶破壞。RFLP標(biāo)記鑒定方法提取不同個體或群體的DNA酶切，基因組被切成大小不等的DNA片段電泳，將大小不等的DNA片段分離Southern雜交探針必須含有酶切位點的區(qū)域RFLP分析過程RFLP分析結(jié)果RFLP標(biāo)記的特點可靠——重現(xiàn)性好目的序列已知時才能檢測操作復(fù)雜——自動化程度低耗時長——至少需要2天，通常3-7天多態(tài)信息含量低——人類基因組大約含有60,000RFLPsPCR-RFLP

PCR電泳酶切基因型2、VNTR

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，利用探針雜交檢測區(qū)別在于酶切位點不在可變重復(fù)區(qū)，而在側(cè)翼區(qū)VNTR分析過程VNTR檢測結(jié)果

VNTR標(biāo)記的特點多態(tài)性檢測率高——一個探針可以檢測出十幾個甚至幾十個位點的多態(tài)信息位點呈共顯性遺傳個體具有高度特異性技術(shù)復(fù)雜，實驗成本高有時譜帶過于復(fù)雜，難于分辨VNTR應(yīng)用計算遺傳距離雜種優(yōu)勢預(yù)測親子鑒定-1/10000(99.99%likely)法醫(yī)鑒定-1/10,000,000

DNA雜交過程3、STR

以PCR為基礎(chǔ)的DNA標(biāo)記要求重復(fù)片段側(cè)翼區(qū)的序列已知側(cè)翼區(qū)序列往往高度保守可以用測序加以證實也叫微衛(wèi)星標(biāo)記STR標(biāo)記檢測方法需要根據(jù)保守的側(cè)翼序列設(shè)計特異性擴增引物PCR反應(yīng)擴增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)致不同長度的PCR產(chǎn)物STR分析STR分析STR標(biāo)記特點

核心重復(fù)單位為2-6個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)易于自動化STR標(biāo)記特點比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)計引物標(biāo)記開發(fā)成本較高。4、RAPD

隨機擴增多態(tài)性DNA應(yīng)用10bp的引物進行PCR每個反應(yīng)只設(shè)單條引物短的引物隨機結(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，該片段被擴增RAPD檢測結(jié)果

RAPD標(biāo)記特點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驗快速簡便，成本低，無需預(yù)先了解基因組DNA序列退火溫度低，實驗重復(fù)性差，可比性不強標(biāo)記呈顯隱性遺傳，無法判定雜合子和顯性純合子擴增過程5、AFLP基于PCR技術(shù)擴增基因組DNA限制性片段?；蚪MDNA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序列，作為引物結(jié)合位點，進行擴增。它結(jié)合了RFLP和PCR技術(shù)特點，具有RFLP技術(shù)的可靠性和PCR技術(shù)的高效性。AFLP可在一次單個反應(yīng)中檢測到大量的片段。所以是一種新的而且有很大功能的DNA指紋技術(shù)。6、SNP

單核苷酸多態(tài)性是指染色體上的某個位點存在單個堿基的變化，包括單堿基的轉(zhuǎn)換、顛換、插入及缺失等。SNPs

標(biāo)記特點

高密度——1000bp左右出現(xiàn)1個SNP代表性——存在cSNP易于自動化——測序、基因芯片等方法測序過程分子遺傳學(xué)標(biāo)記比較三、遺傳標(biāo)記在動物遺傳育種中的應(yīng)用

1、動物種質(zhì)資源的遺傳評估、保護和利用2、個體及親緣關(guān)系的鑒定3、基因定位與遺傳圖譜的構(gòu)建4、標(biāo)記輔助選擇（MAS）5、雜種優(yōu)勢預(yù)測6、遺傳監(jiān)測7、抗病育種

第二節(jié)基因圖譜一、基因圖譜類型基因圖譜：描述基因位點在染色體的線性排列順序及它們之間的相對距離。物理圖譜——原位雜交、體細胞雜交遺傳圖譜——連鎖分析轉(zhuǎn)錄圖譜——由EST構(gòu)成表達圖譜——EST、蛋白質(zhì)遺傳圖譜和物理圖譜二、連鎖圖譜的構(gòu)建

連鎖分析(linkageanalysis)：以位于同一染色體上相鄰的兩個遺傳標(biāo)記或基因的重組率為基礎(chǔ)，定位遺傳標(biāo)記或基因之間的相對位置關(guān)系。

連鎖分析

進行連鎖分析的三個要件

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1、參考家系用于連鎖分析的動物群體，也稱為作圖群體?？梢允牵夯亟蝗后wF2群體半同胞家系作圖群體的類型

2、分子遺傳標(biāo)記

第一代

RFLPs

第二代

STR

第三代

SNPsRFLPsP1P2O1O2O3O4O5O6probe1-----------13321232probe2---