第九章动物基因组基础

第九章动物基因组学基础基本概念

遗传标记（GeneticMarkers）：是指能够用以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。遗传多态性（GeneticPolymorphisms）：是指一个基因座位在群体中存在两个或更多类的等位基因的现象。标记辅助选择（Marker-assistedSelection,MAS）：就是对特定的主效基因（majorgene）或者数量性状位点（QuantitativeTraitLoci,QTL）在遗传标记的辅助下区分其基因型，并在此基础上应用于家畜的育种实践。第一节动物遗传标记一、遗传标记的发展形态学标记——毛色、冠型、体型细胞遗传标记——染色体核型、带型生化遗传标记——血型、蛋白质型分子遗传标记——基因、非基因二、分子遗传标记AABBBBABAAAABBRFLP——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DNA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于实现自动化遗传共显性1、RFLP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2、VNTR

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-1/10,000,000

DNA杂交过程3、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。4、RAPD

随机扩增多态性DNA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扩增过程5、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。6、SNP

单核苷酸多态性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、基因芯片等方法测序过程分子遗传学标记比较三、遗传标记在动物遗传育种中的应用

1、动物种质资源的遗传评估、保护和利用2、个体及亲缘关系的鉴定3、基因定位与遗传图谱的构建4、标记辅助选择（MAS）5、杂种优势预测6、遗传监测7、抗病育种

第二节基因图谱一、基因图谱类型基因图谱：描述基因位点在染色体的线性排列顺序及它们之间的相对距离。物理图谱——原位杂交、体细胞杂交遗传图谱——连锁分析转录图谱——由EST构成表达图谱——EST、蛋白质遗传图谱和物理图谱二、连锁图谱的构建

连锁分析(linkageanalysis)：以位于同一染色体上相邻的两个遗传标记或基因的重组率为基础，定位遗传标记或基因之间的相对位置关系。

连锁分析

进行连锁分析的三个要件

用于基因定位的作图群体

广泛分布的多态性遗传标记

适宜的定位分析方法和软件1、参考家系用于连锁分析的动物群体，也称为作图群体。可以是：回交群体F2群体半同胞家系作图群体的类型

2、分子遗传标记

第一代

RFLPs

第二代

STR

第三代

SNPsRFLPsP1P2O1O2O3O4O5O6probe1-----------13321232probe2---