分子标记技术分类

三、分子标记 技术分类

根据分子标记发展阶段和不同的检测DNA 多态性的手段,DNA 分子标记基本上可以分为四类(陈兆波,2009;刘学军等,2010):

第一类是基于DNA-DNA 杂交为基础的DNA标记。该标记技术是利用限制性内切酶酶解及凝胶电泳分离不同生物体的DNA 分子,然后用经过标记的特异DNA 探针与之进行杂交,通过放射自显影或非同位素显色技术来揭示DNA 的多态性。主要包括限制性片段长度多态性(RFLP)、可变数目串联重复(VNTR)、原位杂交(ISH)等,其中RFLP 是发现最早、最具代表性的一类分子标记,应用广泛。

第二类是以基于PCR 技术的DNA 标记。根据技术特点可分为随机引物PCR 标记和特异引物PCR 标记,二者的区别在于特异引物PCR 标记需要了解物种基因组信息,具有特异性。随机引物PCR 标记包括随机扩增多态性(RAPD)、简单重复序列间扩增(ISSR),RAPD 应用较为广泛;特异引物PCR 标记包括简单重复序列(SSR)、序列特异性扩增区域(SCAR)、序列标签位点(STS)等,其中SSR标记广泛应用于遗传图谱构建、基因定位等领域。

第三类是基于PCR 扩增与限制性酶切技术相结合的DNA 标记。根据酶切先后顺序可分为两种类型:一种是通过对限制性酶切片段的选择性扩增来显示限制性片段长度的多态性,称为扩增片段长度多态性(AFLP),应用范围广泛;另一种是通过对PCR 扩增片段的限制性酶切来揭示被扩增区段的多态性,称为酶切扩增多态性序列(CAPs)标记。

第四类是基于生物信息学和基因组序列信息的DNA 分子标记,如单核苷酸多态性(SNP),是由基因组核苷酸水平上的变异引起的DNA序列多态性,包括单碱基的转换、颠换以及单碱基的插入/缺失等;表达序列标签(EST)是在cDNA 文库中随机挑选克隆,并进行单边测序(sing lepass sequence)而产生的300~500 bp的核苷酸片段。

迄今开发的这些DNA 分子标记技术都有各自的优缺点,应视研究目的和实验室的条件选择适宜的方法。传统分子标记RFLP、RAPD、SSR、AFLP 等,程序复杂,工作烦琐,成本高,后期检测依赖电泳,一次分析位点数有限,通量低等。近年来出现的几种新型DNA 分子标记(刘昕,2011;张征锋,2009;王利思等,2010),如随机微卫星扩增多态DNA (random microsatellite amplify polymorphic DNA,RMAPD)、相关序列扩增多态性(sequence-related amplified polymorphism,SRAP)、靶位区域扩增多态性(target region amplified polymorphism,TRAP)、多样性芯片技术(diversity arrays technology,DArT)、限制性内切酶位点标签(restriction-site associated DNA,RAD)等,其解决的问题和传统分子标记基本一致,但具体操作上更加简便快捷,结果稳定可靠,并且在一定程度上降低了成本。目前,新型分子标记在植物分类学、遗传多样性、遗传图谱构建、辅助育种等研究方面广为应用。