SSR分子標(biāo)記簡介.doc

《SSR分子標(biāo)記簡介.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、微衛(wèi)星DNA標(biāo)記技術(shù)及其在遺傳多樣性研究中的應(yīng)用摘要微衛(wèi)星DNA的高突變率、中性、共顯性及其在真核基因組中的普遍性，使其成為居群遺傳學(xué)研究、種質(zhì)資源鑒定、親緣關(guān)系分析和圖譜構(gòu)建的優(yōu)越的分子標(biāo)記。本研究系統(tǒng)介紹了微衛(wèi)星DNA在結(jié)構(gòu)和功能上的特點，并對微衛(wèi)星DNA標(biāo)記技術(shù)應(yīng)用的遺傳學(xué)機理和一般方法進(jìn)行了扼要的闡述。另外，本研究還探討了微衛(wèi)星DNA標(biāo)記技術(shù)在遺傳多樣性研究中的應(yīng)用現(xiàn)狀，并進(jìn)一步提出其發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：微衛(wèi)星DNA；微衛(wèi)星DNA標(biāo)記；遺傳多樣性大量重復(fù)序列的存在是真核生物基因組的主要特點之一，而且這些重復(fù)序列的拷貝數(shù)可高達(dá)百萬份以上。真核生物的基因組中，重復(fù)序列占有很大比重

2、（＞50%）。按照重復(fù)序列在染色體上的分布方式，分為散布重復(fù)和串聯(lián)重復(fù)（VNTR）兩種類型。散布重復(fù)序列的拷貝數(shù)很多，在重復(fù)單位之間彼此常有序列的變化，難以用做分子標(biāo)記。串聯(lián)重復(fù)序列根據(jù)重復(fù)單元數(shù)目的大小又分為衛(wèi)星序列(satellites)、小衛(wèi)星序列(mini-satellites)和微衛(wèi)星序列(microsatellites)3種類型。其中，衛(wèi)星序列的重復(fù)單元大，一般分布在染色體的異染色質(zhì)區(qū)，采用分子標(biāo)記系統(tǒng)來揭示其多態(tài)性有一定的困難；小衛(wèi)星序列主要存在于染色體近端粒處，通常以15~75個核苷酸為核心序列，長度從幾十到幾千個堿基不等；微衛(wèi)星序列一般較短，屬于以1~6個核苷酸為

3、基本單元的簡單串聯(lián)重復(fù)。微衛(wèi)星DNA是真核生物基因組重復(fù)序列中的主要組成部分。微衛(wèi)星DNA也稱簡單串聯(lián)重復(fù)序列（SSRs）或簡單串聯(lián)重復(fù)序列多態(tài)性（STRP）。這些位點由非常短的串聯(lián)重復(fù)DNA片段（1-5個堿基）組成。微衛(wèi)星DNA最早是在人類基因組研究中發(fā)現(xiàn)的，它極其豐富，分布在整個基因組中[1]。人類基因組最普遍的微衛(wèi)星是那些含有A、AC、AAAN、AAN或AG（這里N代表G、C或T）的序列。這5組重復(fù)序列大約占到人類基因組微衛(wèi)星總量的75%。微衛(wèi)星DNA序列在大多數(shù)的其它動、植物基因組中也先后被發(fā)現(xiàn)，并且通過聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可以確定其類型[2]。（AT）n和（ATT）n是首先于大

4、豆中發(fā)現(xiàn)的在不同的株系中長度有所不同的重復(fù)序列，它們也是第一個被定位的植物微衛(wèi)星座位。Wang等[3]發(fā)現(xiàn)微衛(wèi)星序列中所有的單、雙和四核苷酸重復(fù)序列都分布在DNA非編碼區(qū)，而含G-C堿基對的三核苷酸重復(fù)序列有57%位于編碼區(qū)。微衛(wèi)星重復(fù)序列在植物中出現(xiàn)的幾率比動物中少得多。在植物中，約29kb中有20bp的微衛(wèi)星序列[4]，例如鷹嘴豆中（TAA）n、（GA）n和（CA）n序列在平均60kb的長度中出現(xiàn)于12000個位點上[5]；而動物中，約每6kb中就有20bp的微衛(wèi)星重復(fù)序列。另外，研究還發(fā)現(xiàn)植物中最豐富的微衛(wèi)星是（A）n，其次是（AT）n，再次是（GA）n。Weber[6]將微

5、衛(wèi)星分為3類：完全重復(fù)（無間隔）、不完全重復(fù)（有非重復(fù)單位的堿基間隔）和復(fù)合重復(fù)（2個或更多重復(fù)單位彼此毗鄰連續(xù)出現(xiàn)）。這些小的、串聯(lián)排列的重復(fù)序列經(jīng)常是通過核苷酸鏈的滑動錯配或者其他未知的過程來改變它們的長度，從而導(dǎo)致微衛(wèi)星在數(shù)量上的差異[7]。微衛(wèi)星的突變率高：每代每個配子的每個位點有2.5×10-5~1×10-2突變，因此造成了它們的多態(tài)性。但微衛(wèi)星周圍的單拷貝序列一般不受其影響。Davierwala等對水稻及其近緣種利用（GATA）n和（AC）n微衛(wèi)星兩側(cè)的序列合成的引物進(jìn)行PCR擴增，再通過克隆、測序獲得了大小不等的8個等位基因。測序分析的結(jié)果表明，不同等位基因的大小變異

6、是由于微衛(wèi)星重復(fù)數(shù)目的變異和微衛(wèi)星兩側(cè)區(qū)域的序列的變異。盡管目前對這些重復(fù)序列的功能和起源還不清楚，但許多研究已經(jīng)證明，重復(fù)序列可以作為種或基因組水平的遺傳標(biāo)記，是分子水平上研究遺傳多樣性的一個有力工具。微衛(wèi)星序列的重復(fù)單位小，而且這些重復(fù)單位的序列差異和數(shù)目變化能夠形成豐富的多態(tài)性，因此得到了廣泛的應(yīng)用。微衛(wèi)星通常是復(fù)等位的，代表每個微衛(wèi)星位點的等位基因數(shù)目高度可變。微衛(wèi)星寡聚核苷酸的重復(fù)次數(shù)在同一物種的不同基因型間差異很大。另一方面，在每個微衛(wèi)星DNA兩端的序列多是相對保守的單拷貝序列，尤其在親緣關(guān)系相近的物種間是保守的，因此可根據(jù)兩端的序列設(shè)計一對特異的引物，然后利用PCR擴

7、增每個位點的微衛(wèi)星序列，經(jīng)電泳比較擴增產(chǎn)物的長短變化，即可顯示不同基因型的個體在每個微衛(wèi)星DNA位點的多態(tài)性。進(jìn)一步研究還發(fā)現(xiàn)，微衛(wèi)星DNA是中性的，而且微衛(wèi)星DNA標(biāo)記呈共顯性的孟德爾式遺傳。它具有比其它分子標(biāo)記（如等位酶、RFLP、RAPD等）更多的可檢測等位基因，能夠提供更細(xì)致的基因變化分析范圍。該方法在居群遺傳學(xué)研究中表現(xiàn)出很大的潛力。微衛(wèi)星DNA具有高度多態(tài)性，同一遺傳位點數(shù)目變化很大，并能在群體中形成多達(dá)幾十種的等位基因，這是其他遺傳標(biāo)記所不能比擬的；此外