動(dòng)物基因組學(xué)基礎(chǔ)課件

動(dòng)物基因組學(xué)基礎(chǔ)9.1動(dòng)物遺傳標(biāo)記1)遺傳標(biāo)記的概念

遺傳標(biāo)記是指能夠用以區(qū)別生物個(gè)體或群體及其特定基因型、并能穩(wěn)定遺傳的物質(zhì)標(biāo)記。9.1.1遺傳標(biāo)記的發(fā)展

優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單直觀

缺點(diǎn)：標(biāo)記數(shù)目少，多態(tài)性低；容易受外界環(huán)境影響。

9.1.2、遺傳標(biāo)記的種類及評(píng)價(jià)（1）形態(tài)學(xué)標(biāo)記（morphologicalmarker）

主要包括動(dòng)物的毛色、角形、冠形、耳形、體形、外貌等。（2）細(xì)胞遺傳標(biāo)記（cytologicalgeneticmarker）

主要指染色體的核型（染色體數(shù)目、大小、隨體、著絲粒位置、核仁組織區(qū)等）、帶型（Q、G、C、R帶）和數(shù)量特征的變異等，反映染色體在數(shù)目和結(jié)構(gòu)上的遺傳多態(tài)性。

優(yōu)點(diǎn)：不受環(huán)境的影響，呈孟德爾遺傳

缺點(diǎn)：往往對(duì)生物有害，可利用標(biāo)記數(shù)目少，多態(tài)性低；觀測(cè)鑒定困難（2）細(xì)胞遺傳標(biāo)記（3）生化免疫標(biāo)記

優(yōu)點(diǎn)：數(shù)量較豐富；受環(huán)境影響??；檢測(cè)手段簡(jiǎn)便，是一種較好的遺傳標(biāo)記

缺點(diǎn)：只能反映編碼區(qū)的遺傳信息；數(shù)量還不夠高，不能覆蓋整個(gè)基因組。

（4）分子遺傳標(biāo)記（moleculargeneticmarker）

優(yōu)點(diǎn)：無表型效應(yīng)；不受環(huán)境的影響；普遍存在于所有生物；數(shù)量豐富

缺點(diǎn)：檢測(cè)技術(shù)相對(duì)復(fù)雜一些

不同檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)劣各不相同，理想的分子遺傳標(biāo)記應(yīng)該：①遺傳多態(tài)性高；②檢測(cè)手段簡(jiǎn)便快捷，易于自動(dòng)化；③遺傳共顯性。

理想的分子遺傳標(biāo)記9.1.3分子遺傳標(biāo)記主要檢測(cè)相關(guān)技術(shù)酶切分子雜交技術(shù)PCR擴(kuò)增電泳DNA提取酶切

限制性內(nèi)切酶可特異地結(jié)合于一段被稱為限制酶識(shí)別序列的DNA序列位點(diǎn)上并在此切割雙鏈DNA。分子雜交目的序列探針雜交變性PCR變性復(fù)性引物結(jié)合鏈的延伸電泳1、RFLP

限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性（restrictionfragmentlengthpolymorphism，RFLP）

操作技術(shù)路線：

探針雜交

基因組DNA酶切

電泳

SouthernblottingRFLP多態(tài)性產(chǎn)生機(jī)制：

檢測(cè)區(qū)域內(nèi)點(diǎn)突變、片段缺失、插入或重排等導(dǎo)致酶切位點(diǎn)相對(duì)改變。ABAAABBB優(yōu)點(diǎn)：

共顯性遺傳；

無表型效應(yīng)；不受年齡性別影響缺點(diǎn)：

多態(tài)性低；

摸板DNA需求量大；一個(gè)探針檢測(cè)一個(gè)位點(diǎn)；操作復(fù)雜，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，成本高；改進(jìn)：PCR-RFLP擴(kuò)增產(chǎn)物2、小衛(wèi)星minisatelliteDNA操作技術(shù)路線：

基因組DNA酶切

以VNTR特異序列為探針進(jìn)行Southern雜交

多態(tài)性產(chǎn)生機(jī)制：

不同個(gè)體的串聯(lián)重復(fù)序列的數(shù)目和位置不同，產(chǎn)生多態(tài)稱DFPABCDEF優(yōu)點(diǎn)：

共顯性遺傳；

無表型效應(yīng)；不受年齡性別影響；個(gè)體具有高度特異性；一個(gè)DFP探針可以檢測(cè)十幾個(gè)甚至幾十個(gè)位點(diǎn)缺點(diǎn)：

多態(tài)性低；

摸板DNA需求量大；

操作復(fù)雜，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，成本高；

有時(shí)譜帶過于復(fù)雜

3、微衛(wèi)星

微衛(wèi)星（mirosatelliteDNA）又叫簡(jiǎn)單序列重復(fù)（simplesequencerepeat，SSR）、短串聯(lián)重復(fù)序列（shorttandemrepeat，STR）

、簡(jiǎn)單序列長(zhǎng)度多態(tài)性（simplesequencelengthpolymorphism，SSLP）。

高度重復(fù)序列常含有異常的高/低的GC含量，進(jìn)行密度梯度離心時(shí)常在主要DNA帶前/后形成次要的DNA帶，稱衛(wèi)星DNA。15~76核苷酸為核心序列的為小衛(wèi)星，2~6個(gè)核苷酸為核心序列的為微衛(wèi)星。設(shè)計(jì)專一引物

操作技術(shù)路線：

PCR擴(kuò)增微衛(wèi)星片段

電泳

多態(tài)性產(chǎn)生機(jī)制：

不同個(gè)體的核心序列重復(fù)的數(shù)目不同，產(chǎn)生多態(tài)。

ABAAABBB4、隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA

利用一系列堿基順序隨機(jī)排列的寡核苷酸單鏈（一般10聚體）為引物，對(duì)靶基因組DNA進(jìn)行擴(kuò)增，產(chǎn)物電泳顯色。

檢測(cè)的是引物結(jié)合位點(diǎn)或結(jié)合位點(diǎn)間的堿基突變、缺失、插入、序列重排等引起的DNA多態(tài)性。213123RAPD評(píng)價(jià)優(yōu)點(diǎn)操作簡(jiǎn)單快速，成本低模板少，引物易得不用事先了解DNA序列標(biāo)記覆蓋全基因組，多態(tài)信息含量中等缺點(diǎn)重復(fù)性差標(biāo)記為顯隱性遺傳5、擴(kuò)增片段多態(tài)性

選擇性擴(kuò)增基因組的酶切片段，用特定接頭連接在酶切片段兩端，在通過接頭序列和PCR引物3‘端識(shí)別，進(jìn)行擴(kuò)增，產(chǎn)物電泳顯帶。擴(kuò)增片段多態(tài)性AFLPAFLP的評(píng)價(jià)優(yōu)點(diǎn)

兼RFLP與RAPD之長(zhǎng)，比前者簡(jiǎn)單，比后者重復(fù)性好。缺點(diǎn)

大部分標(biāo)記顯性遺傳

不如RAPD簡(jiǎn)便6、單核苷酸多態(tài)性

SNP（singlenucleotidepolymorphism:）染色體上的某個(gè)位點(diǎn)存在單個(gè)堿基的變化，包括堿基的轉(zhuǎn)換、顛換、插入及缺失。標(biāo)記密度高位于基因內(nèi)的SNP可能直接與蛋白/性狀相關(guān)檢測(cè)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化9.1.4分子遺傳標(biāo)記的應(yīng)用個(gè)體及親緣關(guān)系的鑒定種質(zhì)資源的評(píng)估、檢測(cè)、保護(hù)利用基因定位與遺傳圖譜的構(gòu)建標(biāo)記輔助選擇(marker-assistedselection,MAS)9.2基因圖譜9.2.1基本概念

基因圖譜描述基因位點(diǎn)在染色體的線性排列順序及他們之間的相對(duì)距離。

物理圖譜(physicalmap)用細(xì)胞與分子原位雜交建立，基因距離用bp表示。

遺傳圖譜(geneticmap)用連鎖分析建立，基因距離用cM表示。

廣義基因圖譜還包括表達(dá)圖譜(expressionmap)和轉(zhuǎn)錄圖譜(translationmap)。9.2.2連鎖圖譜構(gòu)建參考家系遺傳標(biāo)記基礎(chǔ)材料圖距函數(shù)

將重組率轉(zhuǎn)換為圖距的公式，最簡(jiǎn)單的是摩爾根圖距。連鎖分析法雙回交卡方檢驗(yàn)2基因F2群體卡方檢驗(yàn)直接分析已知連鎖相的LOD值多位點(diǎn)連鎖分析9.2.3物理圖譜體細(xì)胞雜交克隆嵌板法原位雜交如FISH9.3基因定位方法9.3.1質(zhì)量性狀基因定位家系分析——性染色體連鎖基因遺傳重組值定位——三點(diǎn)定位細(xì)胞學(xué)/體細(xì)胞雜交定位物理定位

變性定位、轉(zhuǎn)錄R-環(huán)定位、異源雙鏈定位、限制酶切定位、插入失活、原位雜交等9.3.2QTL定位主效基因majorgene

某一基因位點(diǎn)的等位基因?qū)δ骋粩?shù)量性狀的效應(yīng)具有足夠大的作用，通常以引起1個(gè)/0.5個(gè)表型標(biāo)準(zhǔn)差的效應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)。

目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的主基因數(shù)量有限，且多為偶然發(fā)現(xiàn)。主效基因檢測(cè)統(tǒng)計(jì)分析方法與試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法侯選基因法9.4動(dòng)物基因組學(xué)9.4.1基本概念

基因組學(xué)（genomics）是以基因組分析為手段，研究基因組的結(jié)構(gòu)組成、時(shí)序表達(dá)模式和功能，并提供有關(guān)生物物種及其細(xì)胞功能的進(jìn)化信息。當(dāng)研究對(duì)象為動(dòng)物時(shí)即為動(dòng)物基因組學(xué)。

9.4.2基因組計(jì)劃