第五章
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第五章 分子标记技术原理与应用 PowerPoint PPT Presentation


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第五章 分子标记技术原理与应用. 分子标记的种类及其原理和方法. 1 、 DNA 限制性片段长度多态性 (restriction fragment length polymorphism , RFLP) 2 、随机扩增片段的多态性 (random amplified polymorphismic DNA , RAPD) 3 、扩增片断长度多态性 (amplified fragment length polymorphism , AFLP) 4 、简单重复序列 (simple sequence repeats , SSR) 。.

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第五章 分子标记技术原理与应用

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Presentation Transcript


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第五章分子标记技术原理与应用


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分子标记的种类及其原理和方法

  • 1、DNA限制性片段长度多态性(restriction

  • fragment length polymorphism ,RFLP)

  • 2、随机扩增片段的多态性(random amplified

  • polymorphismic DNA,RAPD)

  • 3、扩增片断长度多态性(amplified fragment

  • length polymorphism,AFLP)

  • 4、简单重复序列(simple sequence repeats,

  • SSR)。


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一、限制性片段长度多态性技术(RFLP)

  • 限制性片段长度多态性技术(RFLP)是用已知的限制性内切酶消化目标

  • DNA,电泳印迹,再用DNA探针杂交并放射自显影,从而得到与探针同源

  • 的DNA序列酶切后在长度上的差异。

  • RFLP标记在正常的分离群体中都呈典型的孟德尔式遗传。PFLP的结果稳

  • 定,在作物基因图谱构建和QTL基因定位分析上使用较多。


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二、随机扩增多态性 RAPD

  • RAPD标记形成遗传学基础是引物靶序列发生点突变,使扩增子丢失,产

  • 生显性效应或因扩增子间发生序列的插入、缺失突变、产生共显性的标

  • 记,一般以前者居多。

  • RAPD 标记主要有三大优点:

  • 第一,RAPD分析所需模板DNA 量少,对DNA制备的纯度要求不高,可采

  • 用微量、快速提取法;

  • 第二,分析程序较简单,周期短,不涉及放射性同位素;

  • 第三,费用较低。


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三、简单重复序列SSR

  • 利用真核生物的基因组中普遍存在着二核苷酸、三核苷酸或四核苷酸的简

  • 单串联重复序列尤其是重复序列作为分子标记,重复序列的两侧往往有一

  • 小段保守的序列,根据重复序列两侧的保守序列设计特异引物进行PCR扩

  • 增,由于重复次数的差异而产生多态性。


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四、扩增限制性片段长度多态性(AFLP)

  • AFLP标记的基本原理是基于PCR技术扩增基因组DNA限制性片段,基因组

  • DNA先用限制性内切酶切割,然后将双链接头连接到DNA片段的末端,接

  • 头序列和相邻的限制性位点序列,作为引物结合位点。限制性片段用两种

  • 酶切割产生,一种是罕见切割酶,一种是常用切割酶。


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分子标记的应用

  • 一、种质评价和核心种质筛选

  • 目前分子标记在种质资源研究中的主要用途有以下几个:

  • 1.绘制品种的指纹图谱

  • 2 种质资源的遗传多样性及分类研究

  • 3种质资源的评价、鉴定与创新

  • 4物种的起源与演化。

  • 5绘制目标性状基因连锁图


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  • 二、杂种鉴定和早期辅助选择

  • 三、连锁遗传图的构建


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M小 F1杂交种 山M

双亲共有标记

非亲标记

山定子特有标记

小金特有标记

E-AAC~M-CTC产生的AFLP标记的分离

M:100 bp分子量标准 (700 bp—300 bp)


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500 bp

400 bp

300 bp

200 bp

BSA-AFLP分析结果


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黄化指数

E-ACT~M-CTCb

E-ACG~M-CAC

得到了与铁高效性状位于同一连锁群上的18个AFLP标记,其中两个与铁高效性状紧密连锁,分别位于性状的左右两侧,遗传距离皆是5.1 cM

苹果铁高效性状(黄化指数)的遗传连锁图


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分子标记鉴定流程

数量性状

质量性状

70-200个标记鉴定亲本多态性

70-300 lines F2、BC或RIL

确定育种性状

确定有极端差异的亲本

构建遗传群体

表型分析遗传群体

分子标记鉴定基因型

构建分子连锁图谱

获得与目标性状连锁的分子标记

BSA法

分子标记

MapMaker

JoinMap

Variance analysis

MapMaker/QTL


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分子标记辅助育种的经典例子

美国科学家将分子选择应用在玉米杂种优势遗传改良上,经过改良的B73 改良的Mo17的组合比原始的B73  Mo17组合和一个高产推广组合Pioneer hybrid 3165皆增产10%以上(Stuber and Sisco 1991; Stuber et al. 1995)。

通过分子标记技术将3个抗稻瘟病基因(Pi-2、Pi-1和Pi-4)在水稻第6、11和12号染色体上进行定位,然后利用连锁标记将这3个抗性基因聚合起来。基因聚合试验从3个分别带有Pi-2、Pi-1和Pi-4基因的近等基因系C101LAC、C101A51和C101PKT出发,已成功地获得聚合了这3个抗稻瘟病基因的植株,它们可以作为供体亲本在育种中加以利用,可同时提供数个抗性基因。 (Zheng et al. 1995)

以佳辐占RM169-RM516区间为主要的目标区间,该区间长度约为800kb。控制稻米外观性状:粒宽、长宽比、垩白和腹白;经3次回交,3次分子选择,获得19个中选个体,粒宽、垩白率和腹白率比珍汕97B分别减小了0.17mm、34.9%和34.5%,长宽比增加了0.19,轮回亲本基因组纯合度平均达98.22%。粒长和长宽比达部颁二级优质米标准,垩白率达一级优质米标准(NY122-86),保持性保持不变,具有广阔的应用前景。


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转基因育种和分子标记辅助育种比较


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转基因技术与分子标记辅助选择技术比较

分子标记辅助选择技术

转基因技术


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转基因育种与分子标记辅助育种的竞争性比较


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常规育种和分子育种比较


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分子育种与传统育种的关系

分子育种是传统育种的延伸和发展,二者是互补、嫁接、结合的关系,常规育种与分子育种形成了——现代作物育种

转基因育种

分子标记辅助育种

常规育种

现代育种


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