分子遗传学技术范文精选
分子遗传学技术范文第1篇
关键词：SRAP；分子标记；水生动物；应用
中图分类号：Q812；S917 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）17-4038-03
Application of SRAP Molecular Marker in Aquatic Animal Research
ZHOU Jian-hong1，ZHENG Jin-juan1，YANG Shou-bao1，WU Jian-xin1，YU Qin-qin1，WEI Min1，2， HU Feng1
（1.College of Life Sciences， Shaoxing College， Shaoxing 312000，Zhejiang，China；
2.College of Animal Sciences， Anhui Agricultural University，Hefei 230036，China）
Abstract： As a new molecular marker developed over the past decade， SRAP was widely used in germplasm identification， genetic map construction， tagging of important traits and gene cloning because of its convenience， stability， moderate yield， high codominance and easy-to-sequencing. But little is known about its application in aquatic animals. In this paper a summary was made on SRAP marker and its application including analysis of genetic diversity， molecular marker assisted selection and genetic map construction in aquatic animals， and the prospect of SRAP application was also put forward.
Key words： SRAP； molecular marker； aquatic animal； application
随着分子标记技术的发展，包括RFLP、RAPD、AFLP、SSR和SNP在内的越来越多的分子标记技术为人们所熟识。这些分子标记技术各有其特点，但都在遗传多样性研究、遗传图谱构建、基因定位与克隆等方面得到了十分广泛的应用[1-5]。近年来，一种新的分子标记技术——序列相关扩增多态性（Sequence-related amplified polymorphism， SRAP），因其操作简便、稳定性好、产率中等、成本低廉等特点逐渐引起国内外学者的重视[6，7]，被广泛应用于植物的遗传多样性分析、重要性状基因克隆、标记、定位以及遗传图谱构建等方面的研究[6-9]。但SRAP分子标记技术在动物，尤其是水生动物中的研究与应用方面的报道目前尚不多见。本文根据近年来的文献报道，对其在鱼类等水生动物遗传育种研究中的应用进行了简要综述，以便为该标记的进一步推广应用提供依据。
1 SRAP分子标记技术
序列相关扩增多态性又称基于序列扩增多态性（Sequence-based amplified polymorphism，SBAP），由美国加州大学Li等[6]于2001年首次提出，是一种基于PCR扩增的新型分子标记技术，具有简单、高效、高共显性、高重复率、易分离条带、易测序等优点，适合于遗传多样性、基因的克隆与定位等研究。
SRAP分子标记技术的原理是针对基因外显子富含GC，而启动子、内含子富含AT的特点，设计1对由核心序列和3个选择性碱基组成的引物对基因的开放阅读框进行PCR扩增[6]。该标记的上游和下游1对引物可以分别对基因的外显子、启动子和内含子区域进行扩增。由于启动子、内含子和间隔序列的长度在不同物种、甚至同一物种不同个体间通常不等，因而SRAP分子标记可扩增出基于外显子与内含子和启动子等序列的多态性标记。SRAP分子标记的扩增产物可用常规的聚丙烯酰胺凝胶电泳或琼脂糖凝胶电泳分离，检测其多态性[5，9]。
2 SRAP分子标记技术在水生动物中的应用
2.1 遗传多样性分析
周劲松等[10]首次将SRAP分子标记技术应用于罗氏沼虾中，分析了6个群体间的遗传差异，所得多态性位点比例和遗传多样性指数表明罗氏沼虾缅甸引进种的遗传多样性高于浙江本地种，且杂交会提高浙江本地种的遗传多样性。张志伟等[11]在研究解决草鱼养殖性状退化的问题时，也首次成功地将SRAP分子标记应用于1个草鱼野生群体和2个人工繁殖群体的遗传结构差异的比较中，其中相对于人工繁殖群体，野生群体较多的低频多态性位点数和更高的基因杂合度都表明草鱼野生群体的遗传多样性高于人工繁殖群体，遗传距离的比较同样说明了草鱼的人工繁殖群体遗传分化较为严重，遗传多样性下降。随后，越来越多的学者将SRAP分子标记技术应用于水生动物遗传多样性的研究，如冉玮等[12]对3个团头鲂自然群体、傅洪拓等[13]对5个海南沼虾群体、徐汗福等[14]对乌苏里拟鲿野生群体和人工养殖群体、赵丽媛等[15]对10个中华白海豚个体的遗传多样性进行了研究，上述研究都肯定了SRAP分子标记技术是遗传多样性评价、品种鉴定和系统发生的有效工具。
2.2 分子辅助育种
程宁宁等[16]首次应用SRAP分子标记技术对栉孔扇贝与虾夷扇贝杂交子一代及其双亲的遗传结构和杂种优势进行了分析，在其检测得到的107条多态性条带中，分析得到杂交子代多态位点的比例，Nei’s基因多样性指数（h）和Shannon信息指数（I）均表明其遗传多样性高于双亲，得出理论上栉孔扇贝（）×虾夷扇贝（）的远缘杂交可以产生杂种优势，从分子水平上为扇贝杂种优势研究提供了理论依据。贾永义等[17]也将该技术最先应用于翘嘴红鲌（）×团头鲂（）杂种F1及其双亲的遗传变异分析，表明了SRAP分子标记系统的可靠性和用于鱼类属间杂种真实性鉴定的可行性，为重要经济鱼类杂种优势的开发利用提供了依据。此外，许凌雪等[18]对哲罗鲑、细鳞鲑及杂交种（哲罗鲑×细鳞鲑）遗传结构的SRAP分析结果也表明了该标记技术在杂种鉴定和杂种优势分析方面的适用性。
但目前将SRAP分子标记技术应用于动物相关基因标定的研究尚不多见。丁炜东等[19]将SRAP分子标记运用于分析野生草鱼和家养草鱼，筛选出了与草鱼种质退化相关的分子遗传标记，再经克隆和测序，发现8个基因的序列和GenBank中的功能性基因有较高的相似性。随后，丁炜东等[20]进一步利用SRAP和SCAR技术对草鱼种质退化相关的分子遗传标记进行了筛选，发现SCAR分子标记技术可应用于野生草鱼和人工草鱼的种群鉴定，其研究成果为了解草鱼的种质退化、种质资源保护以及分子辅助育种等方面都提供了理论依据。辛文婷等[21]又将该标记运用于性别表达特征性序列的筛选研究，得到黄颡鱼的性别特征性DNA序列。结果表明此特征序列相对表达量（10%）可作为鉴别雌雄黄颡鱼的界定参考指标，低于10%判定为雌鱼，高于10%判定为雄鱼，使SRAP分子标记技术从分子水平上为黄颡鱼的性别鉴定提供了有效手段，有助于黄颡鱼的单性育种研究。吕耀平等[22]也利用SRAP与SCAR技术结合筛选出了与瓯江彩鲤体色相关的分子遗传标记SC-3标记，并发现该片段与瓯江彩鲤“全红”体色相关，为开发和选育体色艳丽、观赏性强的稳定遗传性状奠定了基础。
以上研究都表明SRAP分子标记系统为水生动物的种质鉴定、种质资源开发和保护、分子辅助育种等方面的研究提供了一定的技术支撑。
2.3 构建遗传图谱
SRAP标记具有操作简便、稳定、多态性高等特点，在构建遗传图谱方面具有很高的应用价值[9]。但利用SRAP分子标记技术构建动物遗传图谱尤其是水生动物遗传图谱目前报道甚少，张红玉等[23]将SRAP分子标记技术用于马氏珠母贝红色壳家系F1代中分离方式的研究，统计了符合孟德尔分离定律的多态位点数比例，验证了SRAP标记用于遗传分析的适用性，为马氏珠母贝红色壳家系的遗传连锁图谱的构建及分子标记辅助选育等方面的应用奠定了基础。葛学亮等[24]利用SRAP与SSR及TRAP 3种DNA分子标记技术构建了黄颡鱼的遗传连锁图谱，共有51个标记定位于框架图谱上，并得到了16个连锁群，图谱的长度为585.5 cM，连锁群的长度为8.2～127.4 cM，每个连锁群的标记个数为2～8个，再次验证了该思路的可行性。
3 问题与展望
综上所述，SRAP分子标记技术因其具有高多态性、高共显性、操作简便等特点，已成为目前遗传多样性、目的基因标定、遗传图谱构建等众多研究领域的重要技术手段之一。但在实际应用过程中，SRAP分子标记技术也显示出了一定的局限性，主要包括：①该标记技术仅能对基因的开放阅读框序列进行PCR扩增，而对端粒等其他区域的扩增不足；②针对不同的物种需要开发不同的SRAP引物；③SRAP-PCR的标准化问题。作为一项基于PCR扩增的分子标记技术，SRAP分子标记技术以其显著的特点和优势已经成功应用于多种动植物的遗传多样性等研究中，具有十分广阔的发展空间，必将在包括水生动物在内的生命科学研究与应用中发挥更为重要的作用。
参考文献：
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分子遗传学技术范文第2篇
【关键词】数量遗传学；分子遗传学；动物育种；研究进展
自20世纪80年代以来，随着现代分子生物技术和信息技术的迅速发展，动物育种计划和动物分子遗传学研究取得了大量的突破性成果，国际上的动物育种已逐渐进入分子水平，从传统的育种方法朝着快速改变动物基因型甚至是单倍体型的方向发展。
1．数量遗传学与动物育种
数量遗传学选择原理充分考虑了环境因素对微效多基因控制的数量性状的影响力，从表型方差中剖分出基因型方差，通过运用资料设计和统计模型估计有关的遗传参数，最后达到选种的目的。数量遗传学主要应用于估计遗传参数、通径分析和动物育种估计的模型方法等几个方面。
1.1遗传参数估计
从统计学上讲，遗传参数的估计可归结为方差或协方差组分估计。从亲子回归、同胞分析到方差分析法；到了20世纪50年代，C R Henderson提出了针对非均衡资料的Henderson方法Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ；之后出现了极大似然法约束极大似然法、最小范数二次无偏估计法和最小方差二次无偏估计法以及贝叶斯估计等方法。目前，约束最大似然法是世界各国育种学家采用的主要方法。
1.2育种值估计
畜禽遗传评定即评估畜禽种用价值的高低，是畜禽育种工作的中心任务。畜禽种用价值的高低是用育种值来衡量的，影响数量性状表型值的是微效多基因的加性效应值(A)、等位基因之间的显性效应值(D)和非等位基因间的上位效应值(I)。其中，只有基因的加性效应值即育种值能够稳定的遗传给后代，但是育种值不能直接测量，只能使用一定的统计学方法通过表型值对其间接加以估计，所以遗传评定的主要工作就是对育种值的估计。畜禽的估计育种值是选择种畜的主要依据，育种值估计的准确性在很大程度上影响着畜禽育种效果的好坏。用于育种值估计的方法概括起来主要有选择指数法、群体比较法和混合线性模型法。
2.分子数量遗传学与动物育种
分子数量遗传学是分子生物技术与数量遗传学相结合的一门发展中的新的交叉学科，目前仍属于数量遗传学范畴。现代分子生物技术的发展，使得从分子水平上研究数量性状的基因成为可能。
2.1对QTL作出遗传标记
目前对决定数量性状的多基因还不能准确定位，但如果能找到一个可以识别的基因或基因组的DNA多态，或是一个染色体片段与这一目标性状有密切的关联，就可作为对目标性状选择的遗传标记。遗传标记还可应用于基因转移、基因定位和基因作图等研究。
2.2 QTL的分离和克隆
分子数量遗传学的目标是要分离和克隆决定数量性状的基因，研究其结构和功能，最终达到从分子水平上改良数量性状的目的。虽然在理论上可以将分子生物学领域发展的各种基因克隆技术用于QTL，但是数量性状的遗传表达一般涉及多个基因座位。例如，奶牛的产奶量既受繁殖和泌乳的内分泌系统基因的控制，又受消化酶系统基因的控制，情况相当复杂，很难把这些基因一一分离和克隆。但也可以根据已有的知识，通过对候选基因的筛选找出一个或几个对某个数量性状有较大效应的QTL，就可以对这个QTL用一般的基因克隆方法进行克隆，作为数量性状的一个重要基因来研究。例如，有资料报道猪的雌激素受体基因可影响产仔数。
3.动物育种方法前景
动物分子育种是依据分子数量遗传学理论，利用分子生物学技术来改良畜禽品种的一门新型学科，是传统的动物育种理论和方法的新发展。从目前发展状况来看，它应包含两方面内容:以基因组分析为基础的标记辅助选择和以转基因技术为基础的转基因育种。由于动物分子育种是直接在水平上对性状DNA的基因型进行选择，因此其选种的准确性会大大提高;同时转基因技术的应用还能根据人们的需求创造出一些非常规性的畜牧产品[7-8]。可以说，动物分子育种是动物遗传育种学科发展的必然，它将是21世纪动物育种的一种重要方法，对21世纪世界畜牧业产生巨大的影响。
【参考文献】
［1］俞英，张沅.畜禽遗传评定方法的研究进展[J].遗传.
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分子遗传学技术范文第3篇
摘 要：常规辣椒育种方法已经取得了巨大的成就，为辣椒种植和培育奠定了良好的基础。但是近年来种质资源的利用程度不断增加，越来越需要挖掘全新的育种手段培育新品种，以满足创造辣椒新品种的需求。辣椒分子遗传育种的研究和应用均获得良好的成效，同时也取得巨大的进展。本文介绍分子标记的种类和应用，介绍遗传转化技术和实际应用，分析当前辣椒分子遗传育种中存在的问题，并提出针对性建议。
关键词：辣椒；分子遗传；育种；建议
中图分类号：S641.3 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170230012
作为一种重要的蔬菜作物，辣椒的市场需求量不断增长，给农民带经济利益的同时也促进了我国农业的发展和进步。据统计，在我国蔬菜作物中，辣椒的栽培面积位居第2位，在常规育种中已经取得了巨大的成就，并且得到普及和推广[1]。辣椒分子遗传育种技术的兴起和应用为辣椒种植和培育提供了一种更为先进的选择。探究辣椒分子遗传育种中现存问题有利于提出针对性建议、改善辣椒分子遗传育种成效。
1 辣椒分子标记的种类和应用概述
作为辣椒分子遗传育种过程中最为重要的育种技术之一，辣椒分子标记在育种中起着不可或缺的作用。了解辣椒分子标记技术的种类和应用对研究辣椒分子遗传育种技术有积极作用。
辣椒分子标记包括分子遗传图谱构建、质量性状的分子标记、数量性状的QTL分析和分子标记辅助选择共4项内容。质量性状的分子标记中主要包括抗病性、抗病毒性、抗TMV性、抗疮痂病性、抗根结线虫性等，对于辣椒生长、培育和产量均具有决定性作用；果实性状主要包括辣味、果色、果实质地和果实着生方式等，分别在不同的染色体上存在有基因编码决定上述性状，最终决定辣椒的产量和特性。数量性状的QTL分析和分子标记辅助选择在辣椒分子标记技术中占据重要地位，对于育苗、种植、管理均具有重要作用。
2 遗传转化技术和实际应用
遗传转化技术是辣椒分子遗传育种中所用的重要技术之一。随着人类对于基因工程研究的逐渐深入，在辣椒胞中许多目的基因已经被分离出来，且在市场上转基因辣椒也越来越多。在辣椒分子遗传育种中遗传转化技术主要包括抗病性（分为抗病毒性、抗真菌性、抗细菌病害）、抗虫性及抗除草剂基因工程，另外还有耐盐和雄性不育基因工程，均得到广泛的应用。将经过转基因安全评价的某园艺作为实例，通过分析遗传转化技术在辣椒分子遗传育种中的应用，发现可以将抗病毒蛋白基因导至辣椒中，增强抗病毒性，最终可以获得具有较强抗病毒特性的转基因辣椒株。
3 当前辣椒分子遗传育种中存在的问题
当前辣椒分子遗传育种中存在的问题较多，尽管分子遗传育种技术的研究已经不断深入，并且在实践操作中得到应用。但是由于辣椒分子遗传育种技术较为复杂，且操作繁琐、对设备和环境的要求较高，因此应用成功的实例并不多见。因此观察和分析当前辣椒分子遗传育种中存在的问题，对于遗传育种技术的改进和推广应用具有重要的指导意义。
当前辣椒分子遗传育种中存在的最为明显的问题便是分子标记与目的基因距离较远，可在较大程度上影响选择效率。另一个较为明显的问题是辅助选择技术应用成本比较高，并且操作繁琐复杂，需要专业性强和实践经验丰富的研究人员才有可能完成分子遗传育种研究。此外辣椒分子遗传育种过程中对于设备的要求较高，大多单位均不能满足设备需求，尽管存在有较高的标记物，也不能保证研究的顺利进行。此外，遗传转化技术制度和体系不够完善，目前辣椒的器官和结构容易产生分化，尤其是在幼苗时期对于基因型的依赖比较严重，再加上优良品种的辣椒生命周期一般相对较短，使得分子遗传育种技术的研究受到一定限制。
4 针对性建议
针对上述分析和叙述中辣椒分子遗传育种技术研究和推广应用中存在的问题，特实施以下有效举措，旨在改善辣椒分子遗传育种现状，更好地为农户服务，获取更高的经济和社会利益。将不同性质的举措进行总结和概述，可以归结为以下几点：将研究任务进行合理分流；选择合理的基因进行标记；构建更为理想的分子标记遗传图谱；对功能标记进行全面的开发和利用；建立并完善遗传转化技术体系。
5 结束语
随着辣椒种植面积的不断增多和市场上对于辣椒的需要不断提升，辣椒的种植规模尽管也在不断扩增，但是并不能完全满足市场的需求。因此需要不断增强辣椒分子遗传育种技术的研究力度，争取早日普及应用此项技术，获得良好的成效，更好地为市场服务。
参考文献
分子遗传学技术范文第4篇
关键词：瓜类蔬菜；分子标记技术；辅助育种；研究进展
中图分类号：S642.036 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2014）04-0136-04
瓜类蔬菜在我国蔬菜生产中占有重要地位。分子标记是以个体间遗传物质核苷酸序列变异为基础的遗传标记，是DNA水平上遗传多态性的直接反映[1]。分子标记技术的出现，使植物育种的“间接选择”成为可能，大大提高了遗传分析的准确性和选育品种的有效性[2]。近年来，随着分子生物学的迅猛发展，分子标记技术在蔬菜育种中的作用越来越受到重视[3]。本文综述了几种常见的分子标记技术在瓜类蔬菜育种中的研究进展，以期为瓜类蔬菜高效分子育种体系的建立提供参考。
1 分子标记技术种类
Bostein等（1980）最早利用限制性长度片段多态性 （Restriction fragment length polymorphism， RFLP）作为遗传标记构建了遗传连锁图谱，开创了直接利用DNA多态性发展遗传标记的新阶段[4]。DNA分子标记技术简单、快速、易于自动化[9]，与传统的遗传标记相比具有许多特殊优点，如不受环境、季节限制，不受个体发育阶段影响，不存在基因表达与否的问题等[5～8]。现已发展出十几种DNA标记技术，概括起来主要包括以下3种类型：
①基于杂交的分子标记技术，如 RFLP。
②基于PCR扩增的分子标记技术，它又分为两类。一是仅基于PCR的扩增方法。它包括使用随机引物（Arbitrary primer） 进行扩增的随机扩增多态性DNA技术（Random amplified polymorphic DNA， RAPD），和采用特定引物或引物对扩增的标记技术，主要有序列特异性扩增区 （Sequence characterized amplified region， SCAR）、微卫星DNA （ Microsatellite DNA），又称简单重复序列 （Simple sequence repeat， SSR）和ISSR（Inter simple sequence repeat）等。其中SCAR属于位点特异的PCR标记方法，其他则属于多位点标记方法，检测区域均与微卫星序列有关。二是PCR与酶切相结合的方法。主要指扩增片段长度多态性（Amplified fragment length polymorphism， AFLP）和酶切扩增多态性序列（Cleaved amplified polymorphic sequence， CAPS）两类。其中AFLP 是先酶切，再用特殊设计的引物进行扩增；而CAPS是先扩增，再酶切扩增片段，检测酶切片段的长度多态性。
③基于DNA序列和芯片的分子标记技术，如单核苷酸多态性 （Single nucleotide polymorphism， SNP）。
每种DNA 分子标记技术都具有各自的优缺点和适用性，需要研究者结合实际加以选择。
2 分子标记技术在瓜类蔬菜育种中的应用
分子标记技术主要涉及分子遗传图谱的构建、遗传多样性研究、品种纯度鉴定、亲缘关系鉴定、重要基因的标记与定位、分子标记辅助选择、基因的图位克隆等许多领域，其在瓜类蔬菜育种中的应用，提高了瓜类蔬菜作物的育种效率[10]。
2.1 种质资源亲缘关系和遗传多样性的研究
随着生物学尤其是遗传学和分子生物学的发展，植物遗传多样性的检测水平获得了显著提高，从形态学、细胞学（染色体）、生理生化水平逐步发展到分子水平，为物种起源、品种分类的研究提供了理论依据。分子标记技术检测的是基因组水平上的差异，非常稳定，不受外界环境影响，并且通过对遗传图谱的分析，可以准确区分品种间的差异，为种质资源亲缘关系和遗传多样性的分析提供可靠、有效的工具[11～13]。
赵娜等[14]采用61对SSR特异引物对46份厚皮甜瓜进行UPGMA聚类分析，结果显示，供试材料的遗传相似系数达到了0.62，说明这46份厚皮甜瓜材料的亲缘关系非常近。盛云燕等[15]在甜瓜SSR标记遗传多样性研究中，采用50对SSR特异引物对46份甜瓜栽培品种（系）进行分析，有48对引物扩增出谱带，其中46对具有多样性，结果显示，运用分子标记技术可以提高甜瓜栽培品种多样性分析的准确性。尚建立等[16]以我国西瓜、甜瓜种质资源中期库内1 200份西瓜种质为材料，对果实重量、果肉颜色、中心糖、种子千粒重等12项主要植物学性状进行遗传多样性和相关性分析。高山等[17]采用RAPD和ISSR分子标记技术对38份苦瓜种质进行遗传多样性分析，两种标记技术都能扩增出各自的多态性谱带，反应了苦瓜种质丰富的遗传多样性；其中RAPD标记将供试苦瓜种质划分为3个类群6组，与张长远等[18]对苦瓜亲缘关系的RAPD分析结论基本一致。杨衍等[19]对36份苦瓜种质资源利用AFLP技术进行遗传多样性和亲缘关系评价分析，将供试材料分为2个类群。Gaikwad等[20]也做过类似的相关研究。李晓慧等[21]利用SRAP分子标记对西瓜品种的多态性进行分析，探讨了西瓜的遗传多样性。段会军等[22]对50个西瓜枯萎病菌株的RAPD、ISSR和AFLP分子标记的研究揭示了西瓜枯萎病菌株分子水平上的遗传多样性，同时也说明了西瓜枯萎病遗传分化较大，存在着比较丰富的遗传变异，为西瓜抗病育种和西瓜枯萎病的综合防治提供理论依据。Paris等[23]利用AFLP、ISSR、SSR标记对45个南瓜品种进行研究，将其分为3个亚种。黄秀丽[24]利用种子蛋白质与几种同工酶电泳及RAPD标记对南瓜属4个栽培种间的亲缘关系进行探讨，结果表明中国南瓜与美洲南瓜亲缘关系最近，与印度南瓜关系较远。
2.2 分子标记辅助选择
传统的育种主要依赖于植株的表现型进行选择，环境条件、基因间的互作、基因型与环境互作等多种因素都会影响表现型选择效率，一个优良品种的培育往往需花费7～8年甚至十几年时间。如何提高选择效率，是育种工作的关键。分子标记辅助选择育种可以对作物在早期进行快速、准确的选择，减少育种过程的盲目性和周期性，提高育种效率，加速育种进程[25，26]。
王怀松等[27]以抗病的7-2和感病的7-1、7-3杂交组合与分离群体为试材进行了甜瓜抗白粉病连锁分子标记研究，建立了甜瓜抗白粉病AFLP标记技术体系，找到了一个与甜瓜白粉病抗病基因紧密连锁的AFLP标记：M60/E25-520。马鸿艳[28]利用获得的2对SSR标记结合田间接种鉴定对101份甜瓜种质资源进行抗白粉病筛选，结果显示，引物SSR04816平均符合率为81.4%，引物SSR01498平均符合率为68.6%，引物SSR04816鉴定结果符合率大于80%，可用于分子标记辅助选择育种。张晓波等[29]对甜瓜雌雄异花同株和雄全同株材料间杂交后代及回交后代的花性型分离进行研究，在F2代中利用SSR技术对单性花基因进行了分子标记筛选并找到了与该基因连锁的标记，遗传距离分别为7.0 cM和29.5 cM。孙晓丹等[30]利用形态学观察、经典遗传性状分析、AFLP分子标记等技术在形态学和分子标记水平上研究了黄瓜嫩果白色果皮颜色遗传规律，开发出实用有效的分子标记，提高了黄瓜育种工作效率。为了加速培育出人们青睐的优质黄皮西瓜，王日升等[31]以西瓜黑皮母本（H97）和黄皮父本（2605）构建的BC1分离群体为材料，利用RAPD技术筛选出一个与黄皮性状基因连锁的RAPD标记AI09-1500，重组率为17.2%。
2.3 品种纯度鉴定
种子质量的高低影响农作物产量及品质，在种子质量检验的各个指标中，品种纯度检验尤为重要。传统的品种纯度鉴定费时费力且受环境、人为等多方面影响。分子标记技术以种子的DNA作为检测对象，在植物体的各个组织、各个发育时期均可检测，且不受季节、环境限制，不存在是否表达的问题[32]。
羊杏平等[33]利用RAPD和ISSR两种分子标记技术鉴定西瓜杂交种抗病苏蜜和苏蜜5号的遗传纯度，成功发现了能用于纯度检测的7个RAPD母本特异引物、4个RAPD父本特异引物、2个ISSR母本特异引物及2个RAPD父母本特异标记共显性引物，对于西瓜杂交种的遗传纯度检测具有重要意义。李菊芬等[34]应用RAPD、ISSR和SSR三种分子标记技术对西瓜杂交种“东方红1号”和“8424”纯度的快速鉴定进行了研究，在73对SSR引物中，各筛选到3对多态性引物能够用于杂交种纯度鉴定，且SSR鉴定结果与大田形态鉴定结果一致。李菊芬等[35]研究还显示，应用筛选出的SSR引物组合，能够有效地检测出混杂在杂交种中的母本自交系种子，也能检测出其它不明来源花粉所导致的生物性混杂，提高了甜瓜杂交种纯度检测结果的准确度。
2.4 遗传图谱构建及基因定位
分子遗传图谱是指以遗传标记为基础的染色体或基因位点的相对位置的线性排列图[36]。遗传图谱的构建是瓜类蔬菜分子研究的重要内容之一，是基因定位与图位克隆及基因组结构与功能研究的基础，为分子标记辅助育种提供依据。
路绪强等[37]利用甜瓜全雌系W1998（无雄花）与雌雄异花同株品系3-2-2（有雄花）杂交，F1代全部为雌雄异花同株，以F2代为试材，采用SSR分子标记构建甜瓜遗传图谱，并定位了甜瓜控制雄花分化基因（An），进一步完善了甜瓜性别分化的表达机制。王军辉等[38]利用抗黄瓜花叶病毒（CMV）的黄瓜材料F-3和感CMV的黄瓜材料HZL04-1为亲本，构建了包含190个F2代的遗传作物群体，采用SSR、EST-SSR、SCAR三种分子标记技术进行遗传连锁分析，构建了黄瓜遗传连锁图谱，该图谱为黄瓜抗CMV的QTL定位奠定了基础。易克等[39]以野生西瓜种质PI296341为父本，普通西瓜97103为母本，获得F8的重组自交系群体，通过16个SSR引物和5个ISSR引物组成的48个标记构建了一个包括11个连锁群的分子图谱，总长度为558.1 cM，平均图距为11.9 cM。Yeboah等[40]利用SRAP和ISSR标记技术对黄瓜F2代群体进行标记分析，共获得109个多态性标记，构建了包含7个连锁群的连锁图谱，基因位点平均间距为16 cM。尽管分子标记在瓜类作物的遗传图谱和基因定位方面取得了很大进展，但是饱和度高且能满足育种需求的遗传图谱尚未见报道。
3 问题与展望
近几年来，分子标记技术不断发展、完善，但是利用分子标记大规模培育瓜类蔬菜作物优良品系或品种的愿望仍未实现。多数研究仍处在起步阶段，缺乏合理有效的试验依据；瓜类作物的遗传图谱饱和度较低，无法满足育种的需求[41]；与传统的形态鉴别方法相比，DNA分子标记技术所需仪器精密、药品昂贵、程序复杂，难以普及和应用[26]。因此，今后应充分利用不同分子标记技术加快遗传图谱的整合工作，提高其饱和度，完善高密度遗传标记连锁图谱的构建，同时开展新型分子标记的研究，寻求经济实用的新性状标记，并与常规育种有效结合起来，为瓜类蔬菜育种提供更好的服务。
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分子遗传学技术范文第5篇
[关键词] 林木 遗传多样性 研究方法 保护措施
一、林木遗传多样性研究方法
生物多样性的基础是遗传多样性，遗传多样性是指种内基因的变化，也称为基因多样性[1]。对于林木遗传多样性的研究，首先注意到的是林木遗传变异的研究。其研究包括地理种源、林分、个体、个体内变异四个方面。这些变异体现在表型、细胞、生化、DNA 分子等不同水平上[2]，一个种群遗传多样性越高或越丰富，适应环境的能力就越强。多样性的测定对研究物种起源、基因资源分布和进化潜力等具有重要意义[3，4]。
表型标记是最初的遗传标记，用表型标记检测遗传多样性是最直接、最简便易行的方法。植物群体在长期适应环境过程中，个体和群体之间存在着不同的形态变异。同一树种分布在不同环境中，受环境和基因交流的限制，表型性状也存在着一定的差别[5]。遗传性状稳定、多态性好的表型至今在分类学和遗传学中广泛应用。其中叶形态是一个重要的表型特征[6]。表型标记虽然具有直观易辨、造价低廉等优点，但在揭示品种间的差异上，存在着一定的局限。
染色体是遗传物质的载体，是基因的携带者，与形态学变异不同，染色体变异（畸变）必然导致遗传变异的发生，是林木遗传变异的重要来源[7]，染色体的变异主要表现为染色体形态与结构的变异和染色体数目的变异两种类型，染色体研究技术的发展，如细胞原位杂交技术的应用，在染色体水平上将揭示出更加丰富的遗传多样性[8]。由于某些林木物种对染色体数目和结构变异反应敏感，有些则适应变异的能力较差。到目前为止，可利用的细胞学标记仍屈指可数[9]。
生化标记主要包括同工酶和贮藏蛋白，20世纪50年代以后出现的蛋白质电泳技术[10]，使根据具有的相同生物功能但蛋白质组成不同的酶来反映个体或群体之间差异的同工酶标记发展起来了[11]。同工酶遗传变异多存在于林木群体内或种源内，群体多样性程度也与地理距离存在一定的关系。然而，由于同工酶电泳技术只能检测编码酶蛋白的基因位点，对非结构基因则无能为力，限制了这种技术的广泛应用[8]。
近年来， 生物化学和分子生物学技术迅猛地发展，一些相对简便且花费不高的分子生物学方法为更好地组织群体内部有用的遗传变异提供信息。以DNA多态性为基础的遗传标记，可代表物种本身遗传特性，不受环境条件和发育时期等因素的影响[12]，目前应用与林木遗传多样性研究最普遍的DNA分子标记技术主要有RFLP、RAPD、AFLP、SSR、EST和SNP等。分子标记技术的发展，使准确评价林木群体遗传多样性和遗传变异成为可能[13]。利用这种技术，可以从本质上揭示不同林木物种遗传变异规律[14]，探讨林木种群的亲缘关系和基因流向，这为育种学家选育新品种提供有力的技术支撑，也为种植资源的保护和物种分化研究提供基础资料。
二、保护林木遗传多样性的措施
我国有3万多种高等植物， 其中15～20%处于或临近濒危状态[15]。由于外地种群的引入和新品种的推广，当地遗传资源有可能遭受严重污染。加之对自然资源的开发利用和环境污染，使得林木的遗传多样性受到了较大威胁。如果遗传多样性得不到应有的保护，一个物种的灭绝就意味着将有难以数计的遗传多样性的消失。
为保护林木的遗传多样性，首先要了解一个地区某一树种的遗传多样性水平，同时还要加强树种遗传多样性水平、繁殖特点及其与环境互作关系等方面的研究，以便能针对树种的不同情况采取相应的保护措施；结合林木改良育种工作，通过建立基因库、标本园，甚至测定林等进行异境保存；还要注意把遗传多样性的保持同造林结合起来，生长周期长的树种以采用多样性较丰富的实生苗造林最好，而生长周期短的树种可采用多无性系混合造林，这样即可以保持一定的树种遗传多样性，又可以防止因遗传基础窄化可能带来的不必要损失[16]。与此同时，行政部门也要积极保护林木遗传多样性，可以通过制定一系列有关的政策、规则，加强宣传，不断提高全体公民对保持林木遗传多样性的认识，为遗传多样性保持工作的顺利开展创造一个优良的社会环境。
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分子遗传学技术范文第6篇
关键词：遗传工程 医学领域 应用现状 发展前景
中图分类号：Q78 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）05-0222-01
遗传工程除了在农业有着较好的应用价值外，在医学领域也有广泛的应用空间。目前临床医学中采用遗传工程技术来治疗遗传性疾病人体中有许多不同种类的蛋白质，每一种蛋白质都是受到一个或多个基因所控制[1]。若基因出现变化，无论多么小的变化，也可能导致蛋白质或酶的异变。蛋白质异变往往会导致功能异常，从而出现相应的病理变化，这就是人们常说的遗传病。过去很长一段时间认为遗传病是无法治疗的，随着对其研究的深入，发现许多遗传性疾病都是能够治愈的，其遗传工程在其中发挥了重要的作用。
一、遗传工程在医学制药中具有重要作用
早在1970板仓等人利用促性腺激素释放抑制因子在治疗肢端肥大症中取得了较好的成效，后来有利用大肠杆菌制造了人胰岛素、人生长激素以及人干扰素等药物，使得临床医疗水平得到提升[2]。白细胞介素（IL）是一种免疫细胞因子，在免疫介导过程中起到重要作用，对于肿瘤或感染患者具有重要的作用。目前国内以及研发出成人白细胞介素大肠杆菌中具有较好的应用效果。此外，还能够根据部分细胞因子的特点制成的药物在临床治疗中具有积极的意义，例如抗贫血药、击落刺激因子以及肿瘤坏死因子等。
为了以防各种传染性疾病的出现，卫生部门通常会组织大范围疫苗的种植，若采用常规手段来预防该病，无法起到较好的效果。1988年末美国默克公司利用遗传工程研发出了乙肝疫苗，能够用于预防乙肝感染，并且现在在临床成为婴幼儿必须种植的疫苗之一，在控制乙肝感染中起到了重要作用[3]。目前仍有不少正在研发的遗传工程药物，在抗衰老和部分心血管疾病、皮肤疾病中起到了重要的作用。此外，通过遗传工程动物的培养能够推动药物试验水平的提高，例如首例出现的转基因小白鼠为药物研发提供了新的方向，此类动物为药物实验带来新的研究方向。
二、遗传诊断应用范围扩展
遗传诊断技术是1970年简约威利用遗传基因分子杂交手段在贫血患者临床诊断中发现的新技术，利用该技术制作了基因探针，能够用于筛查遗传性疾病患者。通过遗传诊断技术的应用，又有学者发现横厅式舞蹈症的病原体，随即又发现了许多疾病的病原体。利用该技术能够筛查出有遗传性疾病的人群，从而使得临床治疗具有更高的精度和效率。随着遗传诊断技术与荧光酶联免疫测试技术的结合，使得基因DNA检测技术在临床诊断中得到了广泛的应用，提高了临床诊断的速度与准确率，成为临床诊断的一种重要方法。
三、遗传工程在临床治疗中的应用
遗传工程在遗传疾病中的应用主要是通过将正常基因导入患者体内，从而使细胞功能恢复正常，从而起到较好的治疗效果，尤其是各种遗传疾病。该治疗方法是临床医学针对遗传性疾病常用的治疗方法之一，其对人体细胞功能和作用具有一定的影响，包括生长、分化、老化、死亡等功能。目前研究发现造成人体生病的基因有4900多个，并且在研究中已得到论治。科学家利用该技术治愈了许多遗传性疾病。
1.遗传性疾病
将已经重组并修复过的基因重新导入患者体内，是遗传工程治疗遗传性疾病的主要方法。目前发现的遗传性疾病超过2900多种，且许多疾病的出现都是由于人体中各种酶含量不足而引发的，酶含量的不足容易引发基因突变，从而产生各种遗传性疾病。1970年德国在分析一例先天性智力发育迟缓患者的临床资料时，发现其体内精氨酸酶含量远超过正常水平，导致体内代谢系统异常，医生将精氨酸酶DN段植入患者体内后发现其临床症状得到改善。1990年美国学者通过实验发现，通过人工植入腺苷脱氨酶能够有效改善腺苷脱氨酶异常的先天性免疫系统疾病患者的临床症状，从而改善患者的免疫系统功能。1999年美国罗森博格学者将肿瘤坏死因子（TNF）进行转换，并引入肿瘤浸润区域，然后将其重新植入患者体内，转换后的基因能够有效清除患者体内的癌细胞，之后又通过在黑色素瘤患者进行试验并取得了一定的成效。
2.心血管疾病
目前在治疗冠心病中，仍采取药物治疗和介入手术。而美国学者认为通过植入血管内皮生长因子（VEGF）能够有效治疗冠心病，帮助患者重构心血管，从而改善心脏功能，获得较好的治疗效果。随着临床医学的不断发展，遗传工程能够帮助更多的心血管疾病患者。我国屈正学者在研究中发现，遗传工程联合激光能够有效治疗冠心病，并研发了基因搭桥术。
3.传染病和恶性肿瘤
随着生活环境的变化，传染病和恶性肿瘤发生率呈逐年增长的趋势，因此需要采取有效的方法来干预。遗传工程能够有效阐述病原体的基因结构、表达方式、分子流行病学以及分子结构，从而采取有效的干预措施。其同时还能够阐明基因多态性的目的及其与生理功能之间的关系，并从中发现恶性肿瘤形成的介质，同时预测某一功能的原理等。
四、遗传工程在医学中的发展前景
随着遗传工程研究的深入发展，发现其在临床医学中的诊断、治疗和制药等方面都有较好的应用效果。且通^学者的深入探究，能够不断的创新遗传工程技术的应用途径和方法，能够为临床医学带来更好的技术支持，从而提高我国的医疗水平，满足我国人民的医疗需求。
结束语
遗传工程在医学中具有重要的作用，因此需要加强对其的研究，从而提高其在医学中的应用价值，充分发挥该技术的作用，提高我国的医疗水平。
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分子遗传学技术范文第7篇
关键词：动物育种方法；现代生物技术；研究进展
随着遗传学理论的不断发展，动物遗传育种技术经历了表型和表型值选种技术育种、DNA重组技术育种、分子技术育种3个阶段。其中，在20世纪80年代国际上动物育种已进入分子水平，朝着快速改变动物基因型的方向发展，即开始分子育种技术阶段。国内也紧跟国际步伐，主要研究畜禽遗传育种的分子生物学基础，为我国21世纪畜牧业的发展提供理论基础和先进技术。现在，动物分子育种仍占据着动物育种大部分的领地，并将主导21世纪动物遗传育种的发展趋势。
一、数量遗传学与动物育种
数量遗传学是遗传学原理与统计学方法相结合，研究群体数量性状的一门科学，在动物育种实践中起着主导作用。数量遗传学原理应用于育种实践，是在选择时通过提高群体中有利基因的频率，降低不利或有害基因的频率，进而使群体的生产性能得到大幅度提高。它通过提高在遗传参数和育种值估计准确性上来提高畜禽整体生产性能。重复率、遗传力和遗传相关构成了数量遗传学的三个基本参数，是数量遗传学的核心。三个遗传参数对于实际育种工作的重要性在于借助遗传参数可以从表型值估计推断育种值，从而定量化地作出育种决。因此，估计遗传参数便成了动物育种中最基本的一项工作。
二、现代生物技术与动物育种
现代分子生物技术的发展，给动物育种带来了新的活力。通过各种现代生物技术的综合应用，结合传统的育种方法，可大大加快育种进展。
（一）基因芯片技术与动物育种
基因芯片技术是2O世纪90年代初发展起来的一门新兴技术，已被美国科学促进会列1998年自然科学领域十大进展之一。目前基因芯片技术在动植物的遗传育种中发挥着重大的作用。
1、基因的表达水平的检测。由于基因芯片可以固定成千上万个探针，使众多基因同时检测成为可能，不仅可以比较一个基因组在不同条件下的转录水平差异，也可以比较不同基因组中对应的基因的转录水平差异。如果将基因芯片技术应用于畜禽基因组研究，将大大加快其研究进程，为畜禽经济性状基因定位提供一个基础技术平台，为新品种的育成提供基因水平的依据。如它可识别动物的脂肪基因，通过人为引人突变使之发生变异，来减少肌肉中脂肪的含量。
2、基因多态性的检测。基因芯片用于基因再测序将加快DNA多态性鉴定，促进新品种的产生。虽然PCR技术进展使得有用的目标序列加速简单的扩增成为可能，但用全手工操作的凝胶方法来分析PCR结果就限制了多态性分析；而基因芯片能平行分析数百个或数千个多态性问题，可用于快速、定量、非放射性获得所期望的基因信息。这对于通过各种技术选出优质、高产、抗病、抗不利环境的畜禽得到了有效而不可缺少的信息支持。这将转而促进动物育种和高产种群的选育、剖析和保持。
（二）遗传标记辅助选择与动物育种
遗传评定的准确性直接影响选种的准确性和育种效率。表型选择和指数选择都只是利用表型和系谱信息来推断个体育种价值，对控制该性状基因的作用效应和传递行为，以及在染色体上的位置都不了解。分子生物学技术的发展，使控制数量性状基因的结构、作用效应、传递行为以及在染色体上的位置的研究成为可能。人们可以同时利用表型信息、系谱信息和分子标记信息来进行更为准确的遗传评定，实施标记辅助选择，加快动物育种进程。
（三）转基因技术与动物育种
转基因技术就是将外源基因转移到动物受精卵内组成一个新的融合基因，使其在动物体内融合和表达，产生具有新的遗传特性的动物。
1、抗病育种。用DNA重组技术，在体外构建编码期望的有疾病抗性的嵌合基因，导入受精卵，使之在染色体上正确整合，在组织细胞中适当表达，培养出具有期望性状表型的转基因动物新品系。2、生产性能的改良我们可以通过转基因给畜禽引入新的生产途径或通过转基因的产物调整动物的生长发育，以改良动物的生产性能。对于奶牛产奶来说，目前转基因的主要途径是改变乳的主要成分、提高产乳量和生长速度。
（四）生物信息学与遗传育种
1、建立与动物良种繁育相关的基因组数据库。可根据不同物质间的进化距离和功能基因的同源性，比较容易地找到与畜禽经济性状相关的基因，在此基础上利用相关的DNA标记，开展分子育种，从而加快育种的进程和速度，按照人们的愿望加以改造。由于畜禽的经济性状大多都是由微效多基因控制的，在此基础上又存在着主效基因，所以，我们可以利用序列的对比和同源分析，在已有的生物数据库中寻找与畜禽经济性状相关的主效基因的同源序列区和同源基因，并对其进行定位，从而建立起与动物良种繁育相关的基因组数据库，并以此来改良畜禽品种。
2、比较基因组学的应用。因为DNA序列上的差异反映了物种亲缘关系的远近程度，所以完整基因组间的比较研究可在动物性状的选择、筛选杂交组合以及预测杂种优势等方面得到应用。另外，通过比较不同物种基因中DNA或氨基酸序列的异同可以研究生物的分子进化，同时也可对处于不同进化阶段动物物种的基因组结构和功能进行比较分析，从而弄清动物基因的起源和进化、结构和功能的演变，发现其间的亲缘关系，为动物育种提供科学的参考依据。
三、结语
在未来的动物育种中，不同学科技术间的交叉和联系将更加紧密，动物育种将是遗传学理论、生物理论、计算机技术和育种学家实践经验的集合。利用分子生物技术，依据分子数量遗传学理论来改良畜禽品种，这样就产生了动物分子育种。它是传统的动物育种理论和方法的新发展，动物分子育种将是未来动物育种的一重要方法。
参考文献：
[1]王东劲，侯冠.动物育种方法的研究进展[J].安徽农学通报，2006，12（8）：123―124.
分子遗传学技术范文第8篇
然而，现实的情况是，根据不同作物种类，中国植物分子遗传育种研究水平与国际先进水平相差10年到30年。分子育种在产业化方面也处在相对低的发展水平。因此，中国分子遗传育种要走出目前的困境，需要做大量具体细致的工作。
分子生物技术育种优势显著
过去，人们依靠传统育种方法获取作物新品种，其根据选择的特性确定植物亲本，然后通过杂交、回交或者直系筛选程序来完成。传统育种方法存在着极大的盲目性、经验性、不确定因素和长周期的问题。
目前，世界遗传育种研究已从传统的常规育种技术进入依靠生物技术育种阶段。科学家已从单个基因的测序转为有计划、大规模地检测水稻等重要生物体的基因图谱，全世界已有6000多项农作物方面的生物技术研究成果进入田间试验。所有这些都表明，未来世界种子产业竞争的焦点主要是生物技术，尤其是DNA（脱氧核糖核酸）标记辅助育种和基因工程。生物技术向人类展示了种业的巨大发展潜力，创造着农业革命的未来。许多发达国家已明确提出了“向生物技术要产量”的口号。
植物的分子遗传育种可谓系统的分子生物学工程，它是植物细胞学、植物生理学、传统分子生物学、生物统计学以及传统遗传育种的综合体，是高通量分子遗传育种和传统遗传育种相结合的系统工程。分子育种简单地说就是在作物育种领域应用分子生物学技术，其可概括为数量性状位点图谱或基因测序发现特殊基因位点、分子标记辅助育种、基因组筛选以及基因工程几个部分。
要实现作物分子遗传育种的目标，首要任务是了解选择群体细胞的生理生化特性以及与之相对应的表型现象，也就是要确定植物群体实际基因或基因片段的表达与表型现象的内在关联程度。而这种关系的确立过程即是获得基因表达的数量性状位点图谱或相关图谱的过程。为获得数量性状位点图谱，需要经过选择那些遗传上有着明显分离的作物亲本品系、获取能够区别不同品系的基因标记、借助先进的第二代测序技术进行DNA测序和利用统计技术确定可用来预测作物特性表现型的DNA标记。
确定预测作物特性表现型的DNA标记后，人们便可用此DNA标记进行相关特性的育种选择，即作物育种的标记辅助选育。这种选育过程相对于传统的表现型筛选要简单，它可以为我们节约大量的时间、精力和资源。这种选育过程的优势表现在人们能在苗期进行选择以及可以进行单株选择。
分子水平植物遗传育种的实施可帮助人们在最短的时间里实现下列目标：1.大大缩短半野生群体转化为商业用新作物品种的时间和空间；2.让现存的作物品种尽快适应新的环境压力，如抗病虫害，以及满足人们对其营养成分和形态学的需求；3.迅速地让那些来自相同种类的野生家系的、有价值的特性载入到现存作物中去；4.容许植物育种家直接操作那些高度复杂的植物特性，如杂种优势和花卉类特性;5.能够对那些常常被忽略的孤生作物，如小米、山药、根类和块茎类作物等进行有效的遗传选育。
建立高通量分子遗传育种技术平台
中国迫切需要建立多个大规模、高效率的分子遗传育种技术服务平台。这个服务平台应该由国家统筹建立，实行企业化管理。引进和吸收国际先进的技术和设备（包括第二代和第三代测序技术设备，可进行全自动化用于单株筛选培育的温室设备等），并建有能进行常规育种的繁育基地。这个平台的建立应该能够为植物遗传育种科研机构和种子企业等，根据不同作物、品种、品系以及相对应的特性，提供全方位高通量分子遗传育种服务。这些服务包括：基因标记物的筛选、标记亲本筛选、高通量测序以及与之对应的作物分子遗传育种项目、高统量分子标记辅助育种、遗传数据分析、种质基因库的建立、品种亲本筛选、种子品质鉴定和常规的品种比较试验等。除此之外，企业本身还能够承担国家重大科研项目。
这种高科技服务平台的建立，能够有效地利用现有的与农业生物技术研究相关的以及已经建立起来的与传统植物遗传育种有关的人才和技术设施，同时有能力满足中国制种业在高科技生物制种方面的需求，从某种程度上解决目前中国种业至今不具备高科技研发能力的问题。采取企业化的管理机制，如果操作得当，有国家政策层面上的支持，3年至5年内完全有可能达到上市企业的水平。
农业的作物分子遗传育种是一个系统工程，其重要性和社会影响力绝不亚于航空航天工程。考虑到中国的实际情况，有必要成立一个国家级别的作物遗传育种专家委员会，其由中国科技部、农业部和农科院牵头，组织国内外从事作物分子遗传学研究的专家组成专家委员会，针对中国现有的主要农作物（大约300种），逐个就目前该种作物相关的分子遗传育种水平进行调研，针对不同作物种类，提出未来5年至10年分子遗传育种的详细规划，并拟定出详细的系统研究方向、策略和研究方案；同时根据不同作物种类及其重要的筛选特性，推选出适合中国国情的分子遗传育种专项课题，通过类似于国家863计划的形式，在全国范围内实行竞争申请项目课题，由专家委员会在整个课题实行过程中监督指导具体课题的执行和落实情况。
分子生物育种高通量技术是关键
确定正确的发展方向需基于中国国情和世界种业发展趋势。当今中国种业最重要的和首要的发展方向是对传统育种技术进行改造，利用生物技术向传统育种技术进行渗透，提高农作物的育种效率，向以生物技术为代表的高新育种技术转变。传统的品种间杂交选育新品种周期较长、效率较低，以生物技术为代表的高新技术与传统的育种技术相结合，则可以快捷高效地培育农作物新品种，因此，实施常规育种和生物技术育种相结合的科技创新战略，可逐步提高中国种业的科技含量。建立不同作物种类的分子水平的种植资源库，把高科技分子育种技术以及分子水平的亲本选育和种质鉴定贯穿到我们种业发展的各个环节中去，将是种业今天和未来发展最重要的方向和目的。
分子育种仪器设备的自动化操作是实施农业高通量作物分子育种的基本保证。然而，实现高通量作物分子育种必须有能力在高通量的前提下对不同作物种类提取和分离高纯度DNA/RNA，以实现在苗期短的生长期限内对单株进行选育的可能。这也是中国目前实施农业高通量分子育种的技术瓶颈。与此同时，中国科研机构技术不全面，与农业有关的科研机构分散和多为小型试验室，这些造成了中国目前分子水平育种技术落后，基础研究水平低的情况。即使有些已经鉴定的基因标记和数量性状位点图谱也因为不理想，而无法直接应用于分子标记辅助育种实现。
培训、培养和引进分子遗传育种人才
当今世界作物育种业甚至世界农业竞争的焦点就是科学技术和掌握科学技术的人才。谁抓住了技术和人才，谁就在竞争中占据了主动。近年来，中央和地方政府出台了一系列引进高科技项目和人才的计划，并从过去的“招商引资”转变为今天的“招才引智”。但是，在不少各地高科技项目和人才招聘活动中，很难找到与农业生物技术有关的人才和项目。这种现象也许意味着在农业生物技术领域，中国缺乏能让生物技术人才施展才华的技术平台。
中国农业分子生物学家黎裕等专家分析了中国分子遗传育种存在的问题，认为中国作物分子育种新技术新方法创新能力弱、分子育种高效化和规模化没有得到根本解决，以及分子手段与传统育种技术尚需有机结合。然而，或许存在另外一个问题，那就是中国缺乏农业分子遗传育种方面的系统设计师。正如一家想成功开发出具有市场潜力计算机软件的公司，重要的不是公司有多少计算机软件工程师，而是需要有一个具有市场观念、能进行全方位思维的系统软件设计师。
分子遗传学技术范文第9篇
【摘要】系统介绍了遗传标记从形态学标记到分子遗传标记的发展过程,着重介绍了DNA分子标记RFLP、RAPD、AFLP、SSR、SNP ;SSCP;DDF;CAPS等及其研究进展与应用.
【关键词 】分子标记； RFLP； RAPD； AFLP； SSR； SNP；SSCP;DDF;CAPS
根据Kinnaird(1983)等学者的定义，遗传标记是指一些具有简单遗传方式的等位基因或遗传物质。纵观用于多样性检测的标记包括早期易于鉴定的形态和生理性状，50年代中期开始研究的血型(红细胞抗原和白细胞抗原类型等免疫性状)和蛋白质变异等生化性状及80年代开始发展起来的多种DNA分子标记。遗传标记主要分为形态学标记、细胞学标记、生化标记、免疫学标记和DNA分子标记5种类型。理想的遗传标记应具备多态性高、遗传稳定、遗传行为简单、能检测整个基因组、不受内外环境影响、开发成本和使用成本尽量低廉、在实验室内和实验室间重复性好等基本特征。DNA分子标记是DNA水平上遗传变异的直接反映，最能稳定遗传且信息量大，许多多态性标记在非编码区表现选择“中性”不受内外环境影响，与基因表达与否无关，检测迅速，操作也方便，因此DNA 分子标记是最理想的遗传标记。［5］
1 形态学标记 (Morphological Markers)形态学标记是人们最早利用的遗传标记，早在19世纪中期孟德尔在著名的豌豆实验，就首次将豌豆形态形状作为遗传标记应用，是生物特定的肉眼可见的特征特性，由于简单直观易于观察，长期以来用于物种的分类及鉴定。［5］
2 细胞学标记 (Cytological Genetic Markers )细胞遗传标记是指对处理过的动物个体染色体数目和形态进行分析，主要包括：染色体核型和带型及缺失、重复、易位、倒位等。［1］
3 生物化学标记 (Biochemical Genetic Markers )生化遗传标记是以动物体内的某些生化性状为遗传标记，主要指血清蛋白、血型及同工酶。［3］
4 免疫学标记(Immune Genetic Markers)免疫学标记是以动物的免疫学特征为遗传标记，主要指：红细胞抗原、白细胞抗原、胸腺细胞抗原等。［4］
5 DNA分子标记(DNA Molecular Genetic Markers)
DNA分子作为遗传信息的载体,除具有较高遗传稳定性外,在诸多的生物大分子中,较蛋白同功酶等还有较高的化学稳定性。由于DNA分子所载信息量巨大,并且相对稳定,PCR术具有高效和特异性强等特点。以下是DNA分子遗传标记技术的几种常用方法。［6］
5、1 限制性片段长度多态性（RFLP）：1974年Grodzicker等创立了 (RFLP)技术，它是一种以DNA―DNA杂交为基础的第一代遗传标记。RFLP的基本原理是物种的基因组DNA在限制性内切酶的作用下在特定的核苷酸顺序上切割，得到大小不等的DN段，用DNA探针检测，构成多态性图谱，这种多态可以反映种内及种间的变异从而达到鉴别的目的。RFLP标记位点数量不受限制，通常可检测到的基因座位数为1―4个。克隆可表现基因组DNA多态性的探针较为困难这是RFLP技术也受到限制的一个因素，另外，实验操作较繁锁，成本费用很高，检测周期长，也限制了此技术的发展。自RFLP问世以来，已经在基因定位及分型、遗传连锁图谱的构建、疾病的基因诊断等研究中仍得到了广泛的应用。已报道的关于药用植物的RFLP研究主要选用新鲜的动植物材料，因为RFLP 要求DNA分子保存完整，使用新鲜材料便于 DNA 的提取和研究。［7］数目可变串联重复多态性(Variable Number of Tandem Repeats，VNTR)基本原理与RFLP大体相同，只是对DNA探针和限制性内切酶有特殊要求。数目可变串联重复序列又称小卫星DNA(Minisatellite DNA)，是一种重复DNA小序列，为10到几百核苷酸。其对DNA探针和限制性内切酶的有很特殊要求。
5、2随机扩增多态性（RAPD或AP-PCR）RAPD技术是1990年由Wiliam和Welsh等人利用PCR技术发展的检测DNA多态性的方法。RAPD或AP-PCR 的原理是采用合成的较短的单个随机引物（一般为8―10bp），利用基因组DNA为模板，在DNA聚合酶的作用下，在一定的复性温度条件下进行非特异性的PCR扩增，扩增片段多态性便反映了基因组相应区域的DNA多态性。RAPD所使用的引物各不相同，但对任一特定引物，它在基因组DNA序列上有其特定的结合位点，一旦基因组在这些区域发生DAN片段插人、缺失或碱基突变，就可能导致这些特定结合位点的分布发生变化，从而导致扩增产物数量和大小发生改变，表现出多态性。RAPD可用于对整个基因组DNA进行多态性检测，也可用于构建基因组指纹图谱。RAPD技术简单，检测速度快；成本较低；不依赖于种属特异性和基因组结构，一套引物可用于不同生物基因组分析。但RAPD标记是一个显性标记，不能鉴别杂合子和纯合子；存在共迁移问题， RAPD技术中实验的稳定性和重复性差。
DNA扩增指纹印迹(DNA Amplification Fingerprinting DAF) DAF是一种改进的RAPD分析技术， DAF分析中所使用的引物浓度更高，长度更短(一般为5一8 bp)，因此它能提供更多的的谱带信息。
序列特异性扩增区(Sequence―characterized Amplified Region，SCAR) 是在RAPD技术基础上发展起来的一种技术，是将目标片段进行克隆并对其末端测序，根据 RAPD 片段两端序列设计特异的引物，对待检基因 DNA 片段再进行PCR特异扩增，把与原RAPD片段相对应的单一位点鉴别出来。SCAR标记是共显性遗传，待检 DNA 间的差异可通过有无扩增产物直接显示。SCAR标记方便、快捷、可靠，可以快速检测大量个体，结果稳定性好，重现性高。单引物扩增反应(Single Primer Amplificatipn Reaction，SPAR) 是与RAPD技术相似的一种标记技术，只用一个引物，但所用的引物是在SSR的基础上设计的。这些引物能与SSR之间的间隔序列进行特异性结合，然后通过PCR技术扩增SSR之间的DNA序列，凝胶电泳分离扩增产物，分析其多态性。另外，还有一种与SPAR技术非常相似的标记技术，即ISTR ( Inverse Sequence―tagged Repeat)技术，ISTR所用的引物是在反向重复序列基础上设计的，PCR扩增的是反向重复序列之间的序列。
5、3扩增片段长度多态性（AFLP）是1993年荷兰科学家Zbaeau和Vos发展起来的一种检测DN A多态性的一项新技术 ，是 RFLP 与PCR相结合的产物，它既有RFLP 的可靠性，又有RAPD 的方便性. 是新一代分子标记技术, ,只需极少量的DNA材料,不需要Southern杂交,不需要预知DNA的顺序信息,实验结果稳定可靠。其基本原理是基因组DNA先用限制性内切酶酶切后的限制性片段两端在T5连接酶作用下与特定的接头连接,形成一个带接头的特异片段,通过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PCR扩增，由于引物的合成具有特异性,从而使扩增产物也具有特异性，PCR产物变性后,含尿素的聚丙烯酰胺变性胶上电泳,分离扩增的DN段,经放射自显影(X线片感光)或银染或荧光技术,得到被扩增的DN段谱带,通过比较,即可找出不同样品DNA谱带的差异。 ［8］
5、4 微卫星简单重复顺序标记(SSR) 由Moore等于1991年创立微卫星DNA，又称微卫星标记。SSR标记的基本原理：根据微卫星序列两端互补序列设计引物，通过PCR反应扩增微卫星片段，由于核心序列串联重复数目不同，因而能够用PCR的方法扩增出不同长度的PCR产物，将扩增产物进行凝胶电泳，根据分离片段的大小决定基因型并计算等位基因频率。［10］
5、5 单核苷酸多态性（SNP）是美国学者Lander E于1996年提出的第三代DNA遗传标记。指在基因组内DNA中某一特定核苷酸在位置上存在置换、插入、缺失等变化，从分子水平上对单个核苷酸的差异进行检测，而其中最少有一种等位基因在群体中突变频率不小于1%，人类基因组大约每 1250 bp SNP 出现一次，已有2000多个标记定位于人类染色体，其标记在人群中只有两种等位型，故亦称双等位标记。SNP作为第三代分子标记，使用前景十分广泛。检测 SNP 的最佳方法是 DNA 芯片技术。随着 DNA 芯片技术的发展，其有望成为最重要最有效的分子标记技。［14］
5．6DNA单链构象多态性(Single Strand Conformation Polymorphism，SSCP)首先由Lee 等用于研究自然微生物群体的多样性。在低温条件下，单链DNA呈现一种由内部分子相互作用形成的三维构象，它影响了DNA在非变性凝胶中的迁移率。相同长度但不同核苷酸序列的DNA由于在凝胶中的不同迁移率而被分离。根据条带位置变化来判断目的片段中是否存在突变。迁移率不同的条带可被银染或者荧光标记引物检测，然后用DNA自动测序进行分析。［11］
5．7 双脱氧化指纹法(Dideoxy Fingerprints，ddF)是将双脱氧末端终止测序法与SSCP结合起来的分析技术，对由双脱氧末端终止的长短不一的单链DNA进行SSCP分析。［16］此方法克服了SSCP分析时因DNA长度影响SSCP显示的困难，通过一种双脱氧核昔酸生产特异性的单链DNA，使其中长度合适的DN段显示SSCP改变。如果目的片段存在一个突变，则所有大于某一大小对应于突主变位置的双脱氧终止片段无野生型系统，对于每一个突变有多次机会检测其迁移率改变，提高了检测突变的效率。
5．8 酶切扩增多态性序列(Cleaved Amplified Polymorphism Sequences，CAPS)又称为PCR―RFLP，它实质上是PCR技术与RFLP技术结合的一种方法。［12］基本原理是利用己知位点的DNA序列资源设计出一套特异性的PCR引物(19―27bp），然后用这些引物扩增该位点上的某一DN段，接着用一种专一性的限制性内切酶切割所得扩增产物，凝胶电泳分离酶切片段，染色并进行RFLP分析。［15］
目前，分子标记技术已飞速发展，并被广泛应用于动植物的遗传研究中,取得了很多应用成果。分子标记技术的开发与研究是近年来分子生物学领域研究的热点。随着分子生物学理论与技术的迅猛发展，必将研发出信息量更大、成本更低、分析速度更快的分子标记技术。与此同时分子标记技术与电泳胶片分析自动化、提取程序化、信息(数据)处理计算机化的结合，必将加速遗传图谱的构建、基因克隆、基因定位、物种亲缘关系鉴别及与人类相关的致病基因的分析和诊断。
总结
遗传标记在遗传育种和遗传研究中有着重要的应用价值．随着分子生物技术的介人，特别是分子标记技术的发展和应用，对遗传学研究和遗传育种起到了巨大的推动作用，随着科学研究的不断进展，一些新型分子标记也将不断的出现并得到更好的应用［5］。
参考文献
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分子遗传学技术范文第10篇
论文关键词:分子标记,苹果,应用
1DNA分子标记技术
随着人类对基因从现象到本质的认识,遗传标记逐步从形态标记、细胞学标记和生化标记发展到能直接反应DNA水平上遗传多态性的DNA分子标记。与经典的遗传标记相比较,DNA分子标记具有不受材料来源和环境的限制,遗传稳定、多态性高、标记位点多、共显性、选择中性、重复性好、检测迅速、操作简便等优势,所以DNA分子标记被视为理想的遗传标记技术,而且迅速得到发展。目前,已有20多种分子标记技术被发展和利用。基于DNA多态性的分子标记技术主要可以分为三类:第一类以传统的Southern杂交为基础,RFLP(RestrictionFragmentLengthPolymorphism)为代表;第二类以PCR技术为基础,RAPD(RandomlyAmplifiedPolymorphicDNA)、STS(SequenceTaggedSite)、SCAR(SequenceCharacterizedAmplifiedRegion)和AFLP(AmplifiedFragmentLengthPolymorphism)为代表;第三类以重复序列为基础,SSR(SmipleSequenceRepeat)为代表。
随着分子生物学、遗传学、生物化学等学科理论研究的不断深入和实践应用的不断成功,DNA分子标记技术已被广泛的应用于遗传育种、种质资源鉴定、植物抗病基因定位、植物分类等诸多研究领域。经常应用于果树研究的DNA分子标记有RFLP、RAPD、AFLP、SSR和SCAR等。
2DNA分子标记技术在苹果研究中应用
2.1品种的鉴定
苹果是多年生木本植物,栽培历史悠久,不同地域间的种质交流频繁,导致种质混乱,同名异种现象普遍。传统的形态和同工酶分析方法误差大、效率低,难于对相似的品种进行准确的鉴定。DNA分子标记技术直接从DNA分子水平上对果树品种(系)进行鉴定和分类,准确性更强,效率更高,信息量更大,近几年已得到广泛应用。
Koller等用引物P2(5’ACGAGGGACT3’)成功地区分了11个苹果品种。Tancred等将澳大利亚选育的特早熟品种GB-63-43与其余3个相似品种区分开。祝军等应利用AFLP技术区分了25个苹果品种,用RAPD技术区分了16个苹果品种。周爱琴等用RAPD分析绘制了19个苹果生产上主要砧木的DNA指纹图谱,为苹果砧木的鉴定提供了新的依据。
2.2亲缘关系的确定
苹果中存在许多天然杂种,对一些经实生选种或采用混合花粉杂交选育的品种的亲本无法确定,在品种DNA指纹图谱建立的基础上对其进行聚类分析,可将品种进行分类以鉴定物种起源的亲缘关系。苹果品种津轻是日本1936年以金冠为母本杂交育成,经RAPD结合RFLP分析确认其父本为红玉。乔纳金和陆奥是两个三倍体品种,是金冠分别与红玉、印度杂交而成,RAPD分析表明二者都含有金冠的2n配子。王涛等利用AFLP分析了20个重要苹果砧木间的亲缘关系,聚类分析表明苹果属(MalusMill.)中的两个亚属的砧木被分别聚成两个大组,即花楸苹果亚属(SorbomalusZabel)大组和真苹果亚属(Eu-malusZabel)大组。
2.3种质资源的保存
果树种质资源是为生产提供优良品种的源泉,是果树育种和品种改良的物质基础,因此果树种质资源是人类的宝贵财富。遗传资源的长期保存需要消耗巨大的人力物力,核心种质(corecollection)的概念就是为了尽可能降低消耗而被提出的,利用核心种质理论来长期保存种质资源是提高种质资源管理质量和效率的重要途径,它不但要求对种质的农艺性状进行研究,还要研究它们的遗传变异,以避免重复、减少缺失。Mcferson认为分子标记可以用于核心种质的确定。HokansonS.C.等用SSR结合园艺性状建立了苹果的核心种质。
2.4遗传多样性的检测
遗传多样性一般是指种内的差异水平,它反映着一个物种适应环境的能力及其被改造和利用的潜力。遗传多样性是生命系统的基本特征,也是物种适应自然和发生进化的遗传基础。分子标记产物的多态性反映了被测材料的多样性。分子标记是检测种质资源遗传多样性的有效工具。张开春等用38个随机引物进行RAPD分析,在DNA水平上说明了我国的苹果无融合生殖资源平邑甜茶(Malushupehensis)具有丰富的遗传多样性。