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第五章 分子标记技术原理与应用

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

  1. 第五章分子标记技术原理与应用

  2. 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)。

  3. 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。

  4. 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。

  5. 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。

  6. 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。

  7. 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

  8. 二、杂种鉴定和早期辅助选择 • 三、连锁遗传图的构建

  9. 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)

  10. 500 bp 400 bp 300 bp 200 bp BSA-AFLP分析结果

  11. 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

  12. 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

  13. 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。

  14. 转基因育种和分子标记辅助育种比较

  15. 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

  16. 转基因育种与分子标记辅助育种的竞争性比较

  17. 常规育种和分子育种比较

  18. 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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