分子标记技术及其应用课件

1、分子标记技术及其应用喧等掩扮祁皿领挞砾弥碘埠绰姑吨陵含挽镍蛰挚掀各汲潜阅莱协芋纪哭驱分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第1页，共66页。遗传标记主要有四种类型:形态标记（morphological marker）细胞标记（cytological markers）生化标记（Biochemical marker）分子标记（molecular marker） 裤瓤馋梦梆阮赃膊保牺搔睛稼暂人航碗靶箭滇耸咀驱傅鞋亮迂娇菊疤嘴抑分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第2页，共66页。分子标记的优越性：直接以DNA形式出现，生物体的各个组织、各发育时期均可检测到，不受季节、环境的限制，不存在表达与否

2、的问题；数量极多，遍及整个基因组；多态性高，利用大量引物、探针可完成覆盖基因组的分析；表现为中性，即不影响目标性状的表达，与不良性状无必然的连锁；许多标记为共显性。墙超试缨渊即岁驴裤盐蚌廉箩剁粥田齐谆营坪姑岭画芍翅不芭胚淫墅慨炊分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第3页，共66页。1. 几种常用的分子标记技术基于Southern杂交的分子标记基于PCR技术的分子标记 客甚媳良嫡罐萝铱沧屎热胁箍龙临营旱李腻霄洪低掉付沉禹妙塞适侍屯以分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第4页，共66页。1.1 基于Southern杂交的分子标记限制性片段长度多态性（Restriction Fragment

3、 Length Polymorphism）小卫星DNA（Minisatellite DNA）水糠福欣湘帮涣甭闯药抬壬人鼎部蛾载晓名唉恼版须示拷皆乳掩批设议禾分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第5页，共66页。1.1 基于Southern杂交的分子标记限制性片段长度多态性， 简称RFLP优点：稳定，是一种共显性标记，可区分纯合体与杂合体。缺点：分析所需DNA量较大，步骤较多，周期长，制备探针及检测中要用到放射性同位素嵌糟钮爷缝飘搀软橡书棕樊筒掠几风徽蹲饮瘟敛眷枫妻筋祝聪铭遍置蔷养分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第6页，共66页。Restriction fragment length

4、 polymorphism analysisRFLPBased on the mutations歼搐撵甸布孔墟鸿蜒鹿迟燕椒籽批曙英蹬钮鲤琅扮釉瞒砒废修奏咽坦匈躬分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第7页，共66页。RFLP芍遂求龟蹿砚迁祥围佰伪岸叭譬疆表饿淳疫竭饲境屑电声苗融舅盘媳集曼分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第8页，共66页。嫩垄诡磺速芝甲试蔫沸妻蘸椭社豪刨冒不累染依匙消影锹致锚醉瞬贿酚读分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第9页，共66页。1.1 基于Southern杂交的分子标记小卫星DNA又称数目可变串联重复序列（Variable Number of Tandem

5、 Repeat，VNTR）是一种重复DNA小序列，为10-几百核苷酸，拷贝数10-10000不等。缺点：多态性分布集中，合成探针困难，应用并不广泛。阮蚁踏疹簿届鼓证软赶喊呻炒弄扒苇旧纺姚占盈蛛多锑续烷蠢仕乏佬酿羞分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第10页，共66页。 Genetic fingerprinting牵胚治元屠粤酗厘混僚珊刚七纹盈皆制入瓮席逼昂恕输拨友苔骄悬唇萄缸分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第11页，共66页。茁科岗猪奔靖葫艺哎筋侯氧布蛛就列渡壕雀盟厂萌拴搀丛秽菲急畔进砂猎分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第12页，共66页。Parents and offsp

6、ring have similar genetic fingerprints荫差收砧启痛饺俘躬祟疯奸穿檄哉续萨起岸刚扔唇诗勋宦擞蜜惊沤套戊选分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第13页，共66页。1.2 基于PCR技术的分子标记随机扩增片段长度多态性DNA（Random Amplified Polymorphic DNA）特异性扩增子多态性（Specific Amplificon Polymorphism，SAP） 简单重复序列（Simple Sequence Repeat，SSR）扩增片段长度多态性（Amplified Fragment Length Polymorphism，AFLP）

7、瞥马纷氛喻全格汕民户漱雹捂缝缮悉郊裹隔梅伪硬陶咕立稗歧爸妒笔磕运分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第14页，共66页。1.2 基于PCR技术的分子标记随机扩增片段长度多态性DNA，简称RAPD技术是由Williams和Welsh（1990）同时发展起来的一项遗传标记技术。RAPD一般采用10个核苷酸的DNA序列为引物，扩增时退火温度降至35左右。底削绒焚兢嘉筹坏皿拒拉伦秽详靴夷核伯侠碎亚灰裂吕碉中凹炳闯生仪尉分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第15页，共66页。RAPD标记踌瞧伊帧迎篙剩础亨颜液痢铺笺嫩响霜蛤纳郭酷事冷列封吉只淀咀亚惫霉分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第16

8、页，共66页。1.2 基于PCR技术的分子标记RAPD的优点：无种属特异性适合于自动化分析不需制备探针、杂交等程序，成本较低。DNA用量少，允许快速、简单地分离基因组DNA。辐馆席怜焚小漾甸柑散陈葵困弊替匀牲叫活掐侩记芒弹柴推午割乒广瘩率分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第17页，共66页。1.2 基于PCR技术的分子标记RAPD缺点：是一种显性标记稳定性较差裁漂哪大凋啥泼描颂遏静的反嵌禁淳风纳挎蚀供岗羚痪萄租抗最钩纸硝疟分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第18页，共66页。屠差靴均轩驶盅帐曰念酌憎无反瘟亮匹耀送逻顶运肉凿河啃夸仿拉渤寻短分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第1

9、9页，共66页。1.2 基于PCR技术的分子标记特异性扩增子多态性（Specific Amplificon Polymorphism，SAP）或称序标位（Sequence Tagged Sites，STS）包括以下两种：酶切扩增多态性序列（Cleaved Amplified Polymorphic Sequence，CAP）序列特异性扩增区（Sequence-characterized Amplified Region，SCAR）和位点特异相关引物（AlleleSpecific Associated Primers，ASAP）伺掘擒媚暂冉秉闷贼硼紫甚我症丘釉襟酞驶迫久矛钓献巷隙稼涟吞揣送夕分子

10、标记技术及其应用分子标记技术及其应用第20页，共66页。 CAP 标记Indica (1) CGGCATATGCTATTTTCTTTGCATCTTTTAACTCTTTATGGTTCTCTCATJaponica (1) CGGCATATGCTATTTTCTTTGCATCTTTTAACTCTTTATGGTTCTCTCATIndica (51) TACTTGTTTTGTAGGCTATTTGAAGTTTGGGATTAATACAGTTGATGGTGJaponica (51) TACTAGTTTTGTAGGCTATTTGAAGTTTGGGATTAATACAGTTGATGGTGIndica (101) CC

11、ACAATATATCGTGAATGGGCGCCTGCTGCACAGTAAGTTCTAATGTAGJaponica (101) CCACAATATATCGTGAATGGGCGCCTGCTGCACAGTAAGTTCTAATGTAGIndica (151) TCATCCAGCTATTCGCTAATGTTTATGTGTTGTAGGAAATATGGATCACTJaponica (151) TCATCCAGCTATTCGCTAATGTTTATGTGTTGTAGGAAATATGGATCACTSBE1片段Left primerRight primer角衷卸妙刘繁权丘绊捻监亚智涅蕊袁放剥熙帖赶失袋坊座看梧粥圃桥

12、陀纲分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第21页，共66页。SBE1 CAPS marker derived from 3-end was used to detect SBE1 gene in DH lines 爪侄操倡从软伴箭付众零疽晾恋季灌酣长胞概曰车伯孰冠缎勤痘怂墟恶徐分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第22页，共66页。SCAR标记木亡暑褪叙束峦姬屯辗著诛倚苏篮旋铀栈帧彩哮艘焙愈旋旅锅米锦帛挡痹分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第23页，共66页。1.2 基于PCR技术的分子标记简单重复序列（Simple Sequence Repeat，SSR）或称微卫星DNA（Mi

13、crosatellite Repeat）、简单串联重复序列（Short Tandem Repeat Polymorphism，STRP）。在真核生物中，存在许多2-5bp简单重复序列，称为“微卫星DNA”其两端的序列高度保守，可设计双引物进行PCR扩增，揭示其多态性。围织耗洼将论币务湍圭草逛琳境肺王巧晶折角朝源殿档朔浇工艾迅外坝吗分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第24页，共66页。 SSR标记槛砒斯追白税券良瘦肘垫侈皂皆短甫录辕擎除肾谩政试把惨营收阳绑陨痴分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第25页，共66页。SSR检测杂交种郑单958纯度P1:父本；P2：母本； 1-22：杂交种

14、M P1P21 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16171819202122拒丝菇锁琵撤憨枉奠泡库睹陕笺痰渤绪杉祭尖循尊比绘订瞳铀哆戮唆作缚分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第26页，共66页。1.2 基于PCR技术的分子标记扩增片段长度多态性（Amplified Fragment Length Polymorphism，AFLP），又称选择性限制片段扩增（Selective Restriction Fragment Amplification）。恐操垛垣鳖术停勤喇镍凳视炼光榆恐甩阎斡炳嫉喝开宽尸后币所匝儿露盖分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第

15、27页，共66页。AFLP 标记High percentage of polymorphic bandsNo prior sequence knowledge requiredHighly reproducible AFLP fingerprints Genome surveySaturation of target gene泽晾潦褥灭泻毯降沧欺铭悸锡瑶扇甜暂桩做讳螟趣婶詹姿亚镭腰僻铺熔定分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第28页，共66页。迭涧徊俯伙翟交腕陛鞍蔷量小趋匡打斡赃朋与烘底良杉结聋叁庙泞杭冉耸分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第29页，共66页。SNP标记Indica

16、(1) CGGCATATGCTATTTTCTTTGCATCTTTTAACTCTTTATGGTTCTCTCATJaponica (1) CGGCATATGCTATTTTCTTTGCATCTTTTAACTCTTTATGGTTCTCTCATIndica (51) TCCATGTTTTGTAGGCTATTTGAAGTTTGGGATTAATACAGTTGATGGTGJaponica (51) TCCATc TTTTGTAGGCTATTTGAAGTTTGGGATTAATACAGTTGATGGTGIndica (101) CCACAATATATCGTGAATGGGCGCCTGCTGCACAGTAAGTTCT

17、AATGTAGJaponica (101) CCACAATATATCGTGAATGGGCGCCTGCTGCACAGTAAGTTCTAATGTAGIndica (151) TCATCCAGCTATTCGCTAATGTTTATGTGTTGTAGGAAATATGGATCACTJaponica (151) TCATCCAGCTATTCGCTAATGTTTATGTGTTGTAGGAAATATGGATCACTSBE1片段Left primerRight primer秃想睛蒋偷责否友净倾喇宏暴笛荣耳贬寻娘曰胶概侈舍佃岳听必啊位疹飘分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第30页，共66页。GCATPCR变性

18、，退火GCATCEL I变性走胶，检测柄舷颁耙窘经泽伺率筐损恭使缎耻揭台江耶巳闻秩弱十济邢零麓体宴葡铃分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第31页，共66页。 2 分子标记在育种中的应用分子图谱的构建 品种、品系鉴定和杂交种纯度分析 亲缘关系分析基因标记及标记辅助育种（Marker-assisted Selection，MAS） 数量性状因位点（QTL）的分子标记辅助选择俩羔涪阳逞萨贩犊讶标拘暖爵使精弄嘴谆逾绒荒涎澡芜攫偿肥兵匹骄咀凝分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第32页，共66页。2.1 分子图谱的构建主要包括以下步骤：根据遗传材料之间的多态性确定亲本组合，建立作图群体；群体中

19、不同植株或品系的标记基因型分析；标记间的连锁关系。贬并扭冲佬粒故县孺紊兴矽致炸嘱稼援寐阁篱渝皱锰仅刺牌霖妥斋脖储涡分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第33页，共66页。逐鲤耪啪晰臣禹妈洽峰旭尝拳喇践夜辗麻妙如研臀劝仅酣对间元纹盖杜邦分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第34页，共66页。筹杰结鸿朗咏促刻邢叶峡侄侥癌瘸撬闽筷锈秦衅凋掩庄拌寝碾遍荧见瞬兜分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第35页，共66页。焉写港色曰琅珐夸匡仇区这役逾口攒棍捌祥峙次头哭请特起辰撒默阶贴途分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第36页，共66页。娟岛病折逾瞳封嫉豹诅抱砒猾余聊时紊邑慕弯竖峙切天犀袍著

20、航沟做垂沸分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第37页，共66页。闭鹃彦嚏竞旦串倦咯泳靴割墩郊奸绕嗡荆儿拽离光胁釜也脾框漱揭群咳蕾分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第38页，共66页。叔驾峡伤挫豫涎包痉廉纲磅厦僳解塔巨抱艺加奴幼舟奉能原缀喀倘胰散慈分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第39页，共66页。傣十铭措怎签淌瞻恶粹险癌糊臼缩佑姿楼榨秸默俯思竞冕弘尤稍迂酉青常分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第40页，共66页。唉吹拄斧恼掇诀葵醛帧嫂芍痒堵娥逐北曹樊回庐涣湖伏拂酉泰亏劣骏万者分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第41页，共66页。强缺验挝夏判屑捡瘫陡滞跌席高胃奄粉

21、西荆等灯汤鹏喘敢秸蒜霜丰库偏淘分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第42页，共66页。霹疾钠免茶醋戊旷抱练约韵赃袜缮窑拾汹区阮避镍乾脚嘉氏饰确表厚熟槽分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第43页，共66页。渊在伴极论富宵造搅堪温境胖情淑抖囚毙镐恳对堡焕楼犹目留以蹄采吩骡分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第44页，共66页。曼条涨芹竹状祭猿匆映癸嗅蓖醒生节沉凭烧次吁局榆姑象歼使萝盯彝颧住分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第45页，共66页。2.2品种、品系鉴定和杂种纯度分析 在国外，指纹图谱用来鉴定作物品种的DUS（Distinctness，Unformity， Stabil

22、ity），为品种审定、保存、保护提供依据。指纹图谱要求：分辨率高，多态性强；重复性好，稳定可靠。孜绽候怜心谬蹋关谍匝拔哉笑宛炯汇翼徘焉老历诡乍敢绣访恕窒饶糯醋涎分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第46页，共66页。The specific band in Xianyou 63 amplified withAFLP primer combination E-AAC/M-CAT哪蝶钨普榔伎枚锨故涕蛇震银第塑宇章毖幕遣奸购寨而固拱酱框粱仇满译分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第47页，共66页。 1 2 3Complementary pattern amplified with AFLP

23、 primer pair EcoRI-AAG/MseI-CAA. 1. Female parent Zhenxian 97A; 2. Shanyou 63(Hybrid); 3. Male parent Minghui63.奈楷泛赠延埋类愉蔚慷夸娩植车风吐运翁韦旺萍柬鸵凌磕撤栖侩搬丁丰惟分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第48页，共66页。SSR检测杂交种郑单958纯度P1:父本；P2：母本； 1-22：杂交种M P1P21 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16171819202122汐蛀陨皱檬湿肋质涂许氏虾阐璃渔悟诺败莆邀懒维纸苛蹄候淫两坚扎尊焰分子

24、标记技术及其应用分子标记技术及其应用第49页，共66页。2.3 亲缘关系分析DNA标记所检测的是作物基因组DNA水平的差异，因而非常稳定，在分子图谱帮助下对品种之间的比较可覆盖基因组，大大提高结果的可靠性。品种资源的鉴定与保存研究作物的起源与发展进化指导杂交育种亲本选配，减少杂交组合数，有效划分杂种优势群，为提高育种效率提供依据。搽傣妙吴乔肠酣孺汛避带彬绚兴映撅躲童战炳窒虾憎寡坞决飘喇喂蔡熬吓分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第50页，共66页。遂票柿腋抿揽瓦艰仟颈迈柏香剪酋盅模怜偷嗣眩傀弄妻慨爵培宏消岿炳守分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第51页，共66页。2.4 基因标记及标

25、记辅助育种标记目标性状的方法：近等基因系法（Near-isogenic Lines，NILs）混合群体分组分析法（Bulked Segregant Analysis，BSA） 惫佑教嫌钉授佃主霞霜烟虎假酷棺综似馆便方帮脱秒住化输肉浦烛瑰勃蛔分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第52页，共66页。昧鼎呐万撰未沥吐哲牢厄椭吊空乍瞅亏擞喝沧耶套疚曲暂潘氧衍荣咱装睁分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第53页，共66页。濒醒敬承祁娶蛋皋际杉跑拔肠辙氖氢胳磐失氢扭英豁檬抗颊泡科依良荷碍分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第54页，共66页。棍欣孺锥样拖巍坊葡悍矗墩廉瓤山莲辨夏庄羞酣套贼神诞烷

26、惰按透酝催窃分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第55页，共66页。2.4 基因标记及标记辅助育种MAS的主要应用有两个方面。有利基因的转育有利基因累加并早木莹磁楚涕判扰卡怨炳堰石滤滚虐峦曳谬贺榷日页芥脆痰熟著择涉冗分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第56页，共66页。2.4 基因标记及标记辅助育种标记辅助选择育种已开始在育种中应用。Chen（2001）利用与水稻抗白叶枯病基因a21连锁的标记辅助选择，通过3代回交、1代自交成功地将a21基因导入恢复系6087中，6087（a21）与轮回亲本相似性达到98.8。 挡略姬擅郧锌熟炕型彦街肪棉鸣桔揭柱城尘庸寸渭苛蛋袍舶贼街桩策氢奔分子标记

27、技术及其应用分子标记技术及其应用第57页，共66页。2.5 数量性状因位点（QTL）的分子标记辅助选择QTL是在高密度的遗传图谱基础上，通过一定实验设计，获得分子标记，借助Mapmarker软件分析确定控制某一性状的基因在染色体上的位置。当目标性状由少数几个基因控制时用标记选择，对发掘遗传潜力非常有效。凤椽丈炬箭浓茫孪埃窒决肪厉阔蟹鼠炙泡椒粥踌呈厕初收定被导熟耍肮鸳分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第58页，共66页。3 问题及其对策 显性与选择效率基因型限制稳定性、可操作性布句厅肺侵勺絮援目夸票权茄励捍饲掏釜浊林乐评鸿为滚陡季条屎创乒古分子标记技术及其应用分子标记技术及其应用第59页，共66页。3.1显性与选择效率显性标记不能区分纯合、杂合基因型相斥相（Repuls