動物基因組學(xué)基礎(chǔ)課件

動物基因組學(xué)基礎(chǔ)9.1動物遺傳標(biāo)記1)遺傳標(biāo)記的概念

遺傳標(biāo)記是指能夠用以區(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)記。9.1.1遺傳標(biāo)記的發(fā)展

優(yōu)點：簡單直觀

缺點：標(biāo)記數(shù)目少，多態(tài)性低；容易受外界環(huán)境影響。

9.1.2、遺傳標(biāo)記的種類及評價（1）形態(tài)學(xué)標(biāo)記（morphologicalmarker）

主要包括動物的毛色、角形、冠形、耳形、體形、外貌等。（2）細(xì)胞遺傳標(biāo)記（cytologicalgeneticmarker）

主要指染色體的核型（染色體數(shù)目、大小、隨體、著絲粒位置、核仁組織區(qū)等）、帶型（Q、G、C、R帶）和數(shù)量特征的變異等，反映染色體在數(shù)目和結(jié)構(gòu)上的遺傳多態(tài)性。

優(yōu)點：不受環(huán)境的影響，呈孟德爾遺傳

缺點：往往對生物有害，可利用標(biāo)記數(shù)目少，多態(tài)性低；觀測鑒定困難（2）細(xì)胞遺傳標(biāo)記（3）生化免疫標(biāo)記

優(yōu)點：數(shù)量較豐富；受環(huán)境影響?。粰z測手段簡便，是一種較好的遺傳標(biāo)記

缺點：只能反映編碼區(qū)的遺傳信息；數(shù)量還不夠高，不能覆蓋整個基因組。

（4）分子遺傳標(biāo)記（moleculargeneticmarker）

優(yōu)點：無表型效應(yīng)；不受環(huán)境的影響；普遍存在于所有生物；數(shù)量豐富

缺點：檢測技術(shù)相對復(fù)雜一些

不同檢測技術(shù)的優(yōu)劣各不相同，理想的分子遺傳標(biāo)記應(yīng)該：①遺傳多態(tài)性高；②檢測手段簡便快捷，易于自動化；③遺傳共顯性。

理想的分子遺傳標(biāo)記9.1.3分子遺傳標(biāo)記主要檢測相關(guān)技術(shù)酶切分子雜交技術(shù)PCR擴增電泳DNA提取酶切

限制性內(nèi)切酶可特異地結(jié)合于一段被稱為限制酶識別序列的DNA序列位點上并在此切割雙鏈DNA。分子雜交目的序列探針雜交變性PCR變性復(fù)性引物結(jié)合鏈的延伸電泳1、RFLP

限制性片段長度多態(tài)性（restrictionfragmentlengthpolymorphism，RFLP）

操作技術(shù)路線：

探針雜交

基因組DNA酶切

電泳

SouthernblottingRFLP多態(tài)性產(chǎn)生機制：

檢測區(qū)域內(nèi)點突變、片段缺失、插入或重排等導(dǎo)致酶切位點相對改變。ABAAABBB優(yōu)點：

共顯性遺傳；

無表型效應(yīng)；不受年齡性別影響缺點：

多態(tài)性低；

摸板DNA需求量大；一個探針檢測一個位點；操作復(fù)雜，費時費力，成本高；改進：PCR-RFLP擴增產(chǎn)物2、小衛(wèi)星minisatelliteDNA操作技術(shù)路線：

基因組DNA酶切

以VNTR特異序列為探針進行Southern雜交

多態(tài)性產(chǎn)生機制：

不同個體的串聯(lián)重復(fù)序列的數(shù)目和位置不同，產(chǎn)生多態(tài)稱DFPABCDEF優(yōu)點：

共顯性遺傳；

無表型效應(yīng)；不受年齡性別影響；個體具有高度特異性；一個DFP探針可以檢測十幾個甚至幾十個位點缺點：

多態(tài)性低；

摸板DNA需求量大；

操作復(fù)雜，費時費力，成本高；

有時譜帶過于復(fù)雜

3、微衛(wèi)星

微衛(wèi)星（mirosatelliteDNA）又叫簡單序列重復(fù)（simplesequencerepeat，SSR）、短串聯(lián)重復(fù)序列（shorttandemrepeat，STR）

、簡單序列長度多態(tài)性（simplesequencelengthpolymorphism，SSLP）。

高度重復(fù)序列常含有異常的高/低的GC含量，進行密度梯度離心時常在主要DNA帶前/后形成次要的DNA帶，稱衛(wèi)星DNA。15~76核苷酸為核心序列的為小衛(wèi)星，2~6個核苷酸為核心序列的為微衛(wèi)星。設(shè)計專一引物

操作技術(shù)路線：

PCR擴增微衛(wèi)星片段

電泳

多態(tài)性產(chǎn)生機制：

不同個體的核心序列重復(fù)的數(shù)目不同，產(chǎn)生多態(tài)。

ABAAABBB4、隨機擴增多態(tài)性DNA

利用一系列堿基順序隨機排列的寡核苷酸單鏈（一般10聚體）為引物，對靶基因組DNA進行擴增，產(chǎn)物電泳顯色。

檢測的是引物結(jié)合位點或結(jié)合位點間的堿基突變、缺失、插入、序列重排等引起的DNA多態(tài)性。213123RAPD評價優(yōu)點操作簡單快速，成本低模板少，引物易得不用事先了解DNA序列標(biāo)記覆蓋全基因組，多態(tài)信息含量中等缺點重復(fù)性差標(biāo)記為顯隱性遺傳5、擴增片段多態(tài)性

選擇性擴增基因組的酶切片段，用特定接頭連接在酶切片段兩端，在通過接頭序列和PCR引物3‘端識別，進行擴增，產(chǎn)物電泳顯帶。擴增片段多態(tài)性AFLPAFLP的評價優(yōu)點

兼RFLP與RAPD之長，比前者簡單，比后者重復(fù)性好。缺點

大部分標(biāo)記顯性遺傳

不如RAPD簡便6、單核苷酸多態(tài)性

SNP（singlenucleotidepolymorphism:）染色體上的某個位點存在單個堿基的變化，包括堿基的轉(zhuǎn)換、顛換、插入及缺失。標(biāo)記密度高位于基因內(nèi)的SNP可能直接與蛋白/性狀相關(guān)檢測容易實現(xiàn)自動化9.1.4分子遺傳標(biāo)記的應(yīng)用個體及親緣關(guān)系的鑒定種質(zhì)資源的評估、檢測、保護利用基因定位與遺傳圖譜的構(gòu)建標(biāo)記輔助選擇(marker-assistedselection,MAS)9.2基因圖譜9.2.1基本概念

基因圖譜描述基因位點在染色體的線性排列順序及他們之間的相對距離。

物理圖譜(physicalmap)用細(xì)胞與分子原位雜交建立，基因距離用bp表示。

遺傳圖譜(geneticmap)用連鎖分析建立，基因距離用cM表示。

廣義基因圖譜還包括表達圖譜(expressionmap)和轉(zhuǎn)錄圖譜(translationmap)。9.2.2連鎖圖譜構(gòu)建參考家系遺傳標(biāo)記基礎(chǔ)材料圖距函數(shù)

將重組率轉(zhuǎn)換為圖距的公式，最簡單的是摩爾根圖距。連鎖分析法雙回交卡方檢驗2基因F2群體卡方檢驗直接分析已知連鎖相的LOD值多位點連鎖分析9.2.3物理圖譜體細(xì)胞雜交克隆嵌板法原位雜交如FISH9.3基因定位方法9.3.1質(zhì)量性狀基因定位家系分析——性染色體連鎖基因遺傳重組值定位——三點定位細(xì)胞學(xué)/體細(xì)胞雜交定位物理定位

變性定位、轉(zhuǎn)錄R-環(huán)定位、異源雙鏈定位、限制酶切定位、插入失活、原位雜交等9.3.2QTL定位主效基因majorgene

某一基因位點的等位基因?qū)δ骋粩?shù)量性狀的效應(yīng)具有足夠大的作用，通常以引起1個/0.5個表型標(biāo)準(zhǔn)差的效應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)。

目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的主基因數(shù)量有限，且多為偶然發(fā)現(xiàn)。主效基因檢測統(tǒng)計分析方法與試驗設(shè)計方法侯選基因法9.4動物基因組學(xué)9.4.1基本概念

基因組學(xué)（genomics）是以基因組分析為手段，研究基因組的結(jié)構(gòu)組成、時序表達模式和功能，并提供有關(guān)生物物種及其細(xì)胞功能的進化信息。當(dāng)研究對象為動物時即為動物基因組學(xué)。

9.4.2基因組計劃