DNA分子标记技术及其在水产动物遗传上的应用研究

随着DNA分子标记技术的发展,其在动物遗传上发挥了重大作用,使用DNA分子标记可以观察到整个基因组的遗传多样性。目前,在水产养殖种类中使用的遗传标记主要包括线粒体DNA、RFLP、RAPD、AFLP、微卫星、SNP和EST标记。DNA分子标记的应用使得人们对水产养殖动物的遗传多样性、近亲繁殖、种类和品系鉴定以及遗传连锁图谱建立的研究都取得了很大进展,也加快了数量性状位点(QTL)基因的鉴定作为分子标记辅助选择(MAS)的研究。将这些标记技术在水产动物上的应用进行了论述,以及如何从人类基因组工程和斑马鱼这种模式鱼的研究中得到启发,更好的应用于水产动物基因组学和遗传学研究做一讨论。     

桃基因组及全基因组关/联分析研究进展

桃(Prunus persica [L.] Batsch)是蔷薇科重要的核果类果树, 适应性强, 栽培范围广, 果实口感好, 深受消费者喜欢。提高桃果实品质及增加抗病、抗虫性一直是桃遗传育种者关注的焦点。文章对近年来桃遗传分子标记连锁图谱和物理图谱构建、分子标记开发应用、全基因组和转录组测序工作中所取得的最新成果进行综述, 同时阐述了高密度SNP芯片标记技术在桃以及其它作物上所开展的全基因组关联分析应用实例, 为桃进一步开展全基因组关联分析, 挖掘目标性状QTLs以及高效育种选择标记提供理论基础     

山羊基因组与遗传变异图谱研究进展

高通量测序技术和生物信息学的发展极大的促进了山羊分子生物学研究。山羊参考基因组的不断完善以及基因组重测序技术的应用,在全基因组水平上发现了大量的遗传变异信息(SNP、Indel和CNV),丰富了山羊分子群体遗传学研究利用的分子标记。综述了山羊参考基因组组装和全基因组变异图谱的构建及其在山羊上的研究进展,以期为进一步利用分子遗传标记进行山羊的各种性状的遗传基础研究和遗传资源保护利用提供科学依据和参考。     

AFLP分子标记技术在昆虫学研究中的应用

AFLP分子标记技术是一种建立在PCR技术和RFLP标记基础上的新的DNA指纹分析技术 ,具有多态性丰富、结果稳定可靠、重复性好、所需DNA量少、可以在不知道基因组序列的情况下进行研究等特点 ,现已广泛用于构建遗传图谱、遗传多样性研究、系统进化及分类学、遗传育种和品质鉴定以及基因定位等方面。该文介绍了AFLP标记技术的原理以及在昆虫学研究中的应用。     

SSR分子标记在烟草研究中的应用进展

SSR分子标记技术作为最常用的分子标记技术之一,该标记技术重复性好,结果可靠,近年来在烟草遗传育种中展示了广阔的应用前景,是应用潜力较大的分子标记技术。介绍了SSR分子标记的原理及其分布特征,对其在烟草基因定位及分子标记辅助选择、种质资源研究、遗传图谱构建及种子纯度及真伪鉴定研究中的应用等方面进行了综述,并探讨了SSR分子标记技术在烟草遗传育种中的应用前景,以期为烟草SSR分子标记技术的研究提供参考。     

微卫星DNA标记及其在鱼类遗传多样性研究中的应用

微卫星DNA作为第二代分子遗传标记是高等真核生物基因组中种类多、分布广、具有高度的多态性和杂合度的分子标记,由于其具有多态性检出率高、信息含量大、共显性标记、实验操作简单、结果稳定可靠等优点,已经成为种群遗传学研究中被广泛应用的分子遗传标记。微卫星DNA标记技术在鱼类的群体遗传结构的分析、物种遗传多样性的鉴定以及遗传基因连锁图谱的构建等方面已初步得到应用。该文就微卫星技术的原理方法,在鱼类遗传多样性研究中的应用概况以及应用范围和注意事项等方面进行综述。为微卫星技术在鱼类遗传多样性研究中应用提供了理论参考。     

新型分子标记的应用探讨

随着遗传科学的发展,分子标记技术也在不断发展。目前,遗传研究领域出现了多种新型分子标记技术,由于新型分子标记技术较之传统的分子标记技术有很多的优点,因此新型分子标记技术有着十分广泛的应用前景。     

微卫星DNA标记技术及其在植物研究中的应用

微卫星DNA(或简单重复序列,simplesequencerepeats,SSR)是继RFLP、RAPD等分子标记后出现的第二代分子标记技术。随着分子生物学的发展,微卫星标记技术在植物基因组中的应用越来越广泛。由于SSR具有多态性高,呈共显性遗传,遵守孟德尔式分离,在数量上没有生物学的限制,实验操作简单,对样品质量要求不高等特点,因此被广泛用于植物遗传图谱的构建、基因定位、构建指纹图谱、遗传多样性及物种进化与亲缘关系的研究等方面。     

分子标记技术在烟草遗传育种中的应用

本文综述了几种分子标记技术（RFLP、RAPD、AFLP、SRAP和SSR）在烟草遗传育种中的应用,包括分子标记在烟草种质资源、抗病育种等方面的研究进展。最后,分析了分子标记技术在烟草遗传育种研究中存在的问题及今后发展的方向。     

西瓜甜瓜质量性状的分子标记与定位研究进展

分子标记在作物育种、资源遗传多样性分析、遗传图谱构建等方面有着广泛的应用,常见的分子标记方法主要有RFLP、RAPD、SSR、AFLP、SCAR、CAPS、SNP等.迄今为止,国内外学者已经利用分子标记技术对西瓜和甜瓜的20多个质量性状进行了标记和定位.本文主要对西瓜和甜瓜质量性状的分子标记和定位研究进展进行了综述,发现RAPD标记使用最多,而更具优势的SSR标记使用较少;对抗病虫等育种相关的基因研究较多,且多数标记遗传距离偏大,达不到图位克隆的要求,而对西瓜和甜瓜遗传基础相关的基因研究较少.     

SNP markers: methods of analysis, ways of development, and comparison on an example of common wheat

SNPs (single nucleotide polymorphisms), which belong to the last-generation molecular markers, occur at high frequencies in both animal and plant genomes. The development of SNP markers allows to automatize and enhance tenfolds the effectiveness of genotype analysis. This review summarizes literature data on methods of SNP polymorphism analysis. Various methods of developing SNP markers are considered, taking common wheat Triticum aestivum L. as an example. These markers are compared to other DNA markers, in order to ensure adequate choice of marker type for solving various molecular genetic problems.     

植物功能基因组研究中出现的新型分子标记

随着功能基因组学的发展,表达序列标签(Expressed Sequence Tags, ESTs)已经成为开发以PCR为基础的新型分子标记的重要资源。本文综述了植物功能基因组研究中出现的EST-SSR、CAPS、SNP、SRAP和TRAP等新型分子标记的基本原理和特点。这些标记具有其显著的优势,如开发简便、信息量高和通用性好等,尤其是由于它们来源于基因编码区（ORFs),因此具有很高的物种间通用性,并且其多态性与基因功能变异相关联。目前,这些功能基因分子标记已广泛应用于遗传图谱构建、重要性状基因定位、比较作图、遗传多样性和品种鉴别、分子标记辅助选择育种等研究中。在文章最后简要介绍了作者所在实验室近年来所开展的功能基因分子标记工作,并说明了在使用这些功能基因分子标记时可能会出现的问题。     

SNP markers: Methods of analysis, ways of development, and comparison on an example of common wheat

SNPs (single nucleotide polymorphisms), which belong to the last-generation molecular markers, occur at high frequencies in both animal and plant genomes. The development of SNP markers allows to automatize and enhance tenfolds the effectiveness of genotype analysis. This review summarizes literature data on methods of SNP polymorphism analysis. Various methods of developing SNP markers are considered, taking common wheat Triticum aestivum L. as an example. These markers are compared to other DNA markers, in order to ensure adequate choice of marker type for solving various molecular genetic problems.     

Development and assessment of simple PCR markers for SNP genotyping in barley

Simple molecular marker assays underpin routine plant breeding and research activities in many laboratories worldwide. With the rapid growth of single nucleotide polymorphism (SNP) resources for many important crop plants, the availability of routine, low-tech marker assays for genotyping SNPs is of increased importance. In this study, we demonstrate that temperature-switch PCR (TSP) supports the rapid development of robust, allele-specific PCR markers for codominant SNP genotyping on agarose gel. A total of 87 TSP markers for assessing gene diversity in barley were developed and used to investigate the efficacy for marker development, assay reliably and genotyping accuracy. The TSP markers described provide good coverage of the barley genome, are simple to use, easy to interpret and score, and are amenable to assay automation. They provide a resource of informative SNP markers for assessing genetic relationships among individuals, populations and gene pools of cultivated barley (Hordeum vulgare L.) and its wild relative H. spontaneum K. Koch. TSP markers provide opportunities to use available SNP resources for marker-assisted breeding and plant genetic research, and to generate information that can be integrated with SNP data from different sources and studies. TSP markers are expected to provide similar advantages for any animal or plant species. M. J. Hayden and T. Tabone contributed equally to this work.     

中国植物遗传连锁图谱构建研究进展

遗传连锁图谱构建是基因组研究中的重要环节,是基因定位与克隆乃至基因组结构与功能研究的基础上。近十几年来,分子生物学特别是分子标记技术的飞速发展,为构建高饱和的植物遗传连锁图谱和利用分子标记进行辅助育种奠定了基础。综述了我国在植物遗传连锁图谱构建研究方面的进展及发展动态,列举了我国利用DNA分子标记构建的34张植物遗传连锁图谱实例,且讨论了当前我国在该领域研究中存在的问题并提出了解决途径。     

遗传标记及其在林木研究中的应用

遗传标记经历了形态标记、细胞学标记、生化标记和分子标记等4个阶段,其中分子标记的发展最为迅猛和有效。本文比较了几种主要分子标记方法的特点,为更好地利用分子标记提供了理论依据,并对分子标记在林木遗传多样性研究、遗传育种、DNA指纹图谱的构建、亲缘关系鉴定及分类研究等方面的应用做了介绍。     

单核苷酸多态性检测方法的新进展

单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）是第三代遗传标记,在基因定位、遗传疾病和人类起源等理论研究中具有重大意义, 在抗药性或药物过敏反应中扮演着极其重要的角色,正逐步成为分子诊断、临床检验、新药研发的重要手段。随着人类基因组测序的完成,SNP分型和发现成为遗传和生命医学领域研究的热点之一。近年来,SNP的检测方法层出不穷,发展很快。文章综述和分析了几种新建立的SNP检测方法,包括基因芯片、分子探针、荧光偏振、荧光共振、质谱和磁性颗粒分析。在生物化学、工程学和分析软件等方面取得突破的基础上,有望建立灵敏准确、简便易行、高通量、低费用的SNP技术。Abstract: Single nucleotide polymorphism (SNP) is the third generation genetic marker. SNP detection now is becoming increasingly important means in molecular diagnostics, clinical assay and novel drug development. It plays an essential role in drug resistance and anaphylactic reaction and has the importamce in theoretical studies of gene location, hereditary diseases and human origin. With the accomplishment of human genome sequencing, the genotyping and discovering of SNP are becoming hot subjects in genetics and biomedicine researches. The methods for SNP detection were renewed rapidly and developed fast in past few years. In this review, several newly established detection methods including gene chip, molecular probe, fluorescence polarization and resonance, mass spectrometry, and bacterial magnetic particle are discussed. It could be expected that an accurate and sensitive, simple and easy-to-handle SNP technology with low cost and high throughput will be available on the basis of research breakthroughs of biochemistry, engineering and analytic software.     

Construction of a high-density genetic map for grape using next generation restriction-site associated DNA sequencing

ABSTRACT: BACKGROUND: Genetic mapping and QTL detection are powerful methodologies in plant improvement and breeding. Construction of a high-density and high-quality genetic map would be of great benefit in the production of superior grapes to meet human demand. High throughput and low cost of the recently developed next generation sequencing (NGS) technology have resulted in its wide application in genome research. Sequencing restriction-site associated DNA (RAD) might be an efficient strategy to simplify genotyping. Combining NGS with RAD has proven to be powerful for single nucleotide polymorphism (SNP) marker development. RESULTS: An F1 population of 100 individual plants was developed. In-silico digestion-site prediction was used to select an appropriate restriction enzyme for construction of a RAD sequencing library. Next generation RAD sequencing was applied to genotype the F1 population and its parents. Applying a cluster strategy for SNP modulation, a total of 1,814 high-quality SNP markers were developed: 1,121 of these were mapped to the female genetic map, 759 to the male map, and 1,646 to the integrated map. A comparison of the genetic maps to the published Vitis vinifera genome revealed both conservation and variations. CONCLUSIONS: The applicability of next generation RAD sequencing for genotyping a grape F1 population was demonstrated, leading to the successful development of a genetic map with high density and quality using our designed SNP markers. Detailed analysis revealed that this newly developed genetic map can be used for a variety of genome investigations, such as QTL detection, sequence assembly and genome comparison. KEYWORDS: Grape; Genetic map; Next generation sequencing (NGS); Restriction-site associated DNA (RAD).     

梁山慈竹体细胞突变体No.30的SLAF-seq特异分子标记分析

梁山慈竹体细胞突变体No.30具有纤维素含量高、木质素含量高、纤维细胞长度长、纤维细胞长宽比大等特点,但由于梁山慈竹主要进行无性繁殖,不易获得纯合植株,突变体No.30的分子水平鉴定一直无法进行,严重阻碍了该突变体的推广利用。对梁山慈竹体细胞突变体No.30进行特异分子标记分析,并初步确定其性状变异来源。本研究利用SLAF-seq技术分别对突变体No.30以及同地区野生型梁山慈竹群体（CK）的基因组进行了简化基因组测序。经过了测序、建库、多态位点开发、特异多态性位点筛选等过程,最后对特异多态性位点筛选结果进行注释分析。结果发现突变体No.30的GC含量、纯合InDel数低于野生型梁山慈竹,而检测到的InDel总数以及杂合InDel数却高于野生群体。对SLAF-seq得到的InDel、SNP位点进行特异性筛选,获得了突变体No.30中稳定存在的特异InDel/SNP标签,包括特异C-T转换9381个、特异A-G转换9472个、特异InDel 329个。通过对这些特异SLAF标签进行注释,发现有6个特异SNP标签和1个特异InDel与纤维素合成相关,3个特异SNP标签与木质素合成相关,以及4个特异SNP标签和1个特异InDel与纤维细胞形态建成有关。这些结果表明突变体No.30在体细胞培养的过程中在基因组水平上发生了突变,并初步确定了其性状变异来源。但这些特异SLAF标签与突变体No.30在纤维素含量和木质素含量,以及纤维细胞发育等性状方面的相关性仍需进一步验证。