动物遗传标记

第四章动物遗传标记遗传标记(geneticmarker)：是指能够用于区别生物个体或群体及其特定基因型、并能稳定遗传的物质标志。遗传标记类型：形态学标记细胞遗传标记生化遗传标记免疫遗传标记分子遗传标记1、形态学标记形态学标记（morphologicalmarker):能够用肉眼识别和观察、明确显示遗传多样性的外观性状。动物毛色、角形、冠形、耳型、体型、外貌。1、形态学标记主要用于动物品种和优良个体鉴定。伯乐相马、家畜外貌鉴定。优点：简单直观缺点：标记数目少，多态性低，受环境影响大，选择准确性差、时间长、选择效率低。2、细胞遗传标记细胞遗传标记（cytologicalgeneticmarker）：染色体核型（染色体数目、大小、随梯、着丝点位置、核仁组织区）、带型（Q、G、C、R）和数量特征的变异。反映了染色体结构和数量的遗传多态性。2、细胞遗传标记优点：不受环境影响，孟德尔方式遗传，多态性主要集中在染色体DNA高度重复的异染色体区。缺点：培育和选择费用大，获得标记困难，难以观测和鉴定，带有的标记对生物有害（动物忍受染色体结构、数目变化的能力差）。3、生化遗传标记生化遗传标记（biochemicalgeneticmarker）：同一动物个体中具有相同功能蛋白质存在两种以上的变异体。主要用淀粉凝胶电泳对蛋白质分型。常用于对血液蛋白质进行分型。4、免疫遗传标记免疫遗传标记（immunogeneticalmarker):以动物的免疫特性为标记，包括红细胞抗原多态性和白细胞抗原多态性。动物红细胞表面存在可区分的复杂的血型特异抗原，是划分血型的基本因子，受基因支配。4、免疫遗传标记白细胞表面抗原中主要组织相容性复合体（majorhis-compatibilitycomplex,MHC)是最复杂、最具遗传多样性的体系。MHC遗传结构独特，连锁基因呈单倍性遗传，多态性复杂。MHC编码组织相容性抗原，控制移植排斥反应，调节免疫应答和支配免疫细胞亚群的协同作用。免疫遗传标记和生化遗传标记优点：（与形态标记血、细胞遗传标记）数量更丰富，受环境影响小，检测简便。缺点：血液蛋白型、血型抗原都是基因表达的产物，仅反映基因组编码区的遗传信息，标记数量有限，不能很好的覆盖整个基因组。5、分子遗传标记分子遗传标记（moleculargeneticmarker)：是以DNA多态性为基础的遗传标记。无表型效应、不受环境影响；理想的分子遗传标记应具备的特点遗传多态性高；检测手段简单快捷，易实现自动化；遗传共显性。5、分子遗传标记RFLP——限制性片段长度多态性VNTR——可变串联重复序列STR——短串联重复序列RAPD——随机扩增多态性DNAAFLP——扩增片段长度多态性SNP——单核苷酸多态性mtDNA——线粒体DNARFLP限制性片段长度多态性（restrictionfragmentlengthpolymorphismRFLP)最早的DNA标记两个个体间由于序列的变异造成增加或缺失一个限制性酶切位点，从而产生不同的酶切结果限制性酶切位点：被特定的内切酶所识别的4个或更多个碱基组成的特异性序列。RFLP除了某些病毒以外，限制性内切酶只在原核生物中被发现限制性内切酶的主要功能是保护细菌不受噬菌体的感染。甲基化酶修饰可保护细胞自身的DNA不被限制性内切酶破坏。RFLP标记鉴定方法提取不同个体或群体的DNA酶切，基因组被切成大小不等的DNA片段电泳，将大小不等的DNA片段分离Southern杂交探针必须含有酶切位点的区域RFLP分析过程RFLP分析结果RFLP标记的特点可靠——重现性好目的序列已知时才能检测操作复杂——自动化程度低耗时长——至少需要2天，通常3-7天多态信息含量低——人类基因组大约含有60,000RFLPsPCR-RFLP

PCR电泳酶切基因型VNTR可变串联重复序列（variablenumberrandomrepeatedsequence,VNTR),也称小卫星。在酶切片段里边核心序列重复次数不同导致酶切片段长度的差异又称为DNA指纹与RFLP分析方法类似，利用探针杂交检测区别在于酶切位点不在可变重复区，而在侧翼区VNTR分析过程VNTR检测结果

VNTR标记的特点多态性检测率高——一个探针可以检测出十几个甚至几十个位点的多态信息位点呈共显性遗传个体具有高度特异性技术复杂，实验成本高有时谱带过于复杂，难于分辨VNTR应用计算遗传距离杂种优势预测亲子鉴定-1/10000(99.99%likely)法医鉴定-1/10,000,000DNA杂交过程DNA杂交过程STR短串联重复序列（variablenumberrandomrepeatedsequence，STR）以PCR为基础的DNA标记要求重复片段侧翼区的序列已知侧翼区序列往往高度保守可以用测序加以证实也叫微卫星标记STR标记检测方法需要根据保守的侧翼序列设计特异性扩增引物PCR反应扩增STR区域PCR产物用变性聚丙烯酰胺胶分离不同的核心序列重复数导致不同长度的PCR产物.STR分析STR分析STR标记特点核心重复单位为2-6个碱基;在基因组中分布更加广泛均匀;多态信息含量丰富;呈共显性遗传;稳定性好，分析技术易于自动化.STR标记特点比Southern杂法更快捷;DNA用量少;甚至部分降解的样品也可用于检测;易受基因组污染的影响;必须事先了解侧翼序列才能设计引物;标记开发成本较高。RAPD随机扩增多态性DNA(randomamplifiedpolymorphismDNA,RAPD)应用10bp的引物进行PCR;每个反应只设单条引物;短的引物随机结合在染色体上;当引物结合在双链1000bp左右的区域时，该片段被扩增.RAPD检测结果RAPD标记特点PCR反应产物通过电泳分离：不同样品间可能存在差异;主要用于分析群体间的遗传距离;引物短，不同生物基因组可以共用一套引物;实验快速简便，成本低，无需预先了解基因组DNA序列;退火温度低，实验重复性差，可比性不强;标记呈显隐性遗传，无法判定杂合子和显性纯合子.AFLP扩增片段长度多态性（amplifiedfragmentlengthpolymorphism,AFLP),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，进行扩增。它结合了RFLP和PCR技术特点，具有RFLP技术的可靠性和PCR技术的高效性。AFLP可在一次单个反应中检测到大量的片段。所以是一种新的而且有很大功能的DNA指纹技术。SNP单核苷酸多态性(singlenucleotidepolymorphism,SNP)是指染色体上的某个位点存在单个碱基的变化，包括单碱基的转换、颠换、插入及缺失等。SNPs

标记特点高密度——1000bp左右出现1个SNP;代表性——存在cSNP;易于自动化——测序、基因芯片等方法.mtDNA线粒体DNA(mitochondrialDNA)位于细胞质内，呈母系遗传。每个细胞有数百个线粒体，每个线粒体2-10个mtDNA分子，突变率高，是核DNA的10倍，多态性检出率高。其D-Loop是唯一的非编码区，碱基歧变率比mtDNA高5-10，是