基于生物信息学的SNP候选位点搜寻方法

单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism,SNP)是人类基因组中最常见的遗传多态,在遗传学研究的很多方面具有重要的作用。它的搜寻正受到广泛关注。近年来,国际上出现了一种基于生物信息学的发掘SNP新方法。本文对该方法的两种策略及其各自所存在的问题作一介绍。Abstract：Single Nucleotide Polymorphism (SNP), the most common form of human genetic variation, represents a valuable resources for a variety of genetic research. There is considerable interest in the discovery of it. Recently, a new method based on bioinfomatics has been developed for the discovery of SNP. In this paper, the two strategy of this method and their respective problem are discussed.     

基于生物信息学的SNP候选位点搜寻方法

单核苷酸多态性（Single Nucleotide Polymorphism,SNP)是人类基因组中最常见的遗传多态,在遗传学研究的很多方面具有重要的作用。它的搜寻正受到广泛关注。近年来,国际上出现了一种基于生物信息学的发掘SNP新方法,本对方法的两种策略及其各自所存在的问题作一介绍。     

不同性别类型黄瓜ACC合酶基因的单核苷酸多态性标记和酶切扩增长度多态性标记

黄瓜的性别分化与乙烯密切相关,1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)合酶是乙烯生物合成过程中的关键酶.根据ACC合酶基因家族的保守序列设计PCR引物,从8个不同性别类型(雌雄同株、强雌性和全雌性)黄瓜品种中克隆了长度为1188bp的ACC合酶基因(CS-ACS2)片段(GenBank登记号为:DQ115884～DQ115886和DQ115875～DQ115879).经测序分析,3个雌雄同株性别类型品种的序列完全相同.与之相比,5个强雌性和全雌性品种中存在8个单核苷酸多态性(SNPs)标记,SNPs标记为4个A←→G和4个T←→C之间的转换.在8个SNPs中,有1个SNP位于内含子区域,其余7个SNPs都位于外显子区域.在7个位于外显子区域的SNPs中,有3个为非编码区的SNPs,4个为cSNPs.而在4个cSNPs中,有3个导致了编码的氨基酸序列改变.研究结果表明,与雌雄同株性别类型相比,雌性系中均存在单核苷酸的变异,这提示ACC合酶基因CS-ACS2的单核苷酸变异可能与黄瓜雌性系的发生形成有关.另一方面,根据SNP多态性还发展了一个酶切扩增长度多态性(CAPS)标记C-MT700.利用CAPS标记C-MT700能将强雌性优良品种MT-705与其他黄瓜品种相区别,该标记在黄瓜育种生产上具有一定的应用价值.此外,研究获得的SNPs标记和CAPS标记丰富了黄瓜的分子标记种类.     

纳米金在基因突变检测及SNP分析中的应用

对特异核苷酸序列的高选择性检测在生物医学研究和临床检测中日趋重要. 纳米金特殊的光学性质、电学性质、化学性质、以及良好的生物相容性,使之成为检测生物大分子的首选工具.本文介绍了几种典型的基因突变检测及单核苷酸多态性(SNP)分析系统：基因芯片、生物传感器和光学检测系统.综述了多种颇有新意的检测方法和原理,详细阐明了它们的检测机制和研究进展,分析并比较了纳米金不同的作用方式,为纳米金在突变检测上的进一步研究提供了一定思路和参考.     

山地虎耳草和棒腺虎耳草转录组SSR和SNP分析

利用Illumina HiSeqTM2000对山地虎耳草和棒腺虎耳草进行转录组测序,分析和比较其SSR和SNP特征。结果表明:山地虎耳草63 763条Unigene序列中含有4 622个SSR,发生频率为7.25%,有110种重复基元,平均每10.00kb出现一个SSR位点;棒腺虎耳草60 972条Unigene序列中含有4 542个SSR,发生频率为7.45%,有85种重复基元,平均每10.40kb出现一个SSR位点,略低于山地虎耳草。山地虎耳草和棒腺虎耳草转录组序列的SSR优势基元均为三核苷酸重复。2个物种的转录组SSR以5~10次的较低重复次数为主,长度主要集中于12~30bp,具有较高的多态性。山地虎耳草和棒腺虎耳草中分别获得118 424个和112 006个SNP位点,编码区的SNP位点分别占30.40%和28.59%,且在编码SNP中同义突变所占比例(30.27%、28.48%)远高于非同义突变(0.13%、0.11%)。比较发现,2个物种的各项检索结果基本一致,推测与选取的组织部位、组织的发育阶段以及物种的亲缘关系有关。     

新疆维吾尔族人2型糖尿病患者AMPK α2基因多态性的分析研究

目的:研究腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)单核苷酸多态性(SNPs)rs2143754位点与新疆地区维吾尔族人2型糖尿病之间的关系.方法:以聚合酶链式反应-限制性内切酶长度多态性(polymerase chain reaction-restriction frag-ment length polymorphism,PCR-RFLP)技术,对150例2型糖尿病和150例正常对照者AMPK-rs2143754位点进行基因分型.结果:AMPKα2位T/T、G/T和G/G基因型频率在病例组为(40%,51%和9%),正常对照组为(28%,49%和29%),两组基因型和等位基因频率分布差异有显著性(P<0.05).结论:AMPKα2多态性与新疆维吾尔族人2型糖尿病有明显相关性.     

LALBA基因SNP与内蒙古白绒山羊经济性状的关联

利用PCR-SSCP和DNA测序技术检测452份内蒙古白绒山羊α-乳白蛋白(LALBA)基因单核苷酸多态性(SNP), 并分析SNP与产绒量、绒厚、绒长和体重性状的关联。结果表明, 仅P2引物位点存在SSCP多态, 其外显子3区域存在1个突变位点: M63868:g.1897T>C。内蒙古白绒山羊群体LALBA基因M63868:g.1897位点以TT型为主, T等位基因频率为0.983, 且处于Hardy-Weinberg平衡状态(P>0.05)。方差分析表明, LALBA基因M63868:g.1897位点多态仅与产绒量存在显著相关(P=0.017); 1897位点TC基因型个体产绒量比TT基因型个体多产绒142.68 g, 高26.21%, 且差异显著(P<0.05)。因此, TC基因型可作为山羊产绒性状标记辅助选择的有效DNA标记。     

结构方程混合模型在SNP分析中的应用

采用结构方程混合模型(SEMM)对实际SNP数据进行分析,为遗传统计学提供一种新的有效的分析方法。本研究的数据是由GAW17提供的,包含697个个体的22条常染色体的上万个SNP和根据这些SNP所模拟的697个个体的性状特点。随机挑选了1号染色体上的4个SNP和3个定量性状作为研究变量,分别进行潜在类别分析和结构方程混合模型分析。根据4个SNP数据,人群被分为3个潜在类别,概率分别为0.53,0.34,0.13。潜在类别1、2和3中的因子均值Q分别为-4.029、-2.052和0,潜在类别1、2的因子均值均低于3(<0.001)。研究表明:结构方程混合模型(SEMM)综合了结构方程模型和潜在类别模型的思想,形成了自己的优势,可用于处理同时包含分类潜变量和连续潜变量的数据。     

基于PCR的SSR标记分离方法综述

SSR分子标记是目前应用最广泛的第二代共显性分子遗传标记。SSR标记具有物种特异性,要应用该方法需要提前开发相应物种的特异SSR标记,而获得微卫星标记的经典方法是通过构建基因组片段文库和特殊标记SSR探针杂交法获取,这些方法经济成本相对较高且耗时耗力。近年来,该领域的研究中积累了很多研究成果和技术改进,发展起来几种基于PCR简便易操作且节约成本的SSR标记分离方法,例如基于RAPD的微卫星分离方法、基于ISSR抑制PCR扩增法、序列标签微卫星分析法、选择性扩增微卫星分析法以及荧光ISSR-PCR分离微卫星和微卫星扩增文库法等。本文主要对这些方法逐一进行综述,旨在为各个物种SSR标记的开发提供参考。     

Positional cloning of rice semidwarfing gene, sd-1: rice "green revolution gene" encodes a mutant enzyme involved in gibberellin synthesis.

A rice semidwarfing gene, sd-1, known as the "green revolution gene," was isolated by positional cloning and revealed to encode gibberellin 20-oxidase, the key enzyme in the gibberellin biosynthesis pathway. Analysis of 3477 segregants using several PCR-based marker technologies, including cleaved amplified polymorphic sequence, derived-CAPS, and single nucleotide polymorphisms revealed 1 ORF in a 6-kb candidate interval. Normal-type rice cultivars have an identical sequence in this region, consisting of 3 exons (558, 318, and 291 bp) and 2 introns (105 and 1471 bp). Dee-Geo-Woo-Gen-type sd-1 mutants have a 383-bp deletion from the genome (278-bp deletion from the expressed sequence), from the middle of exon 1 to upstream of exon 2, including a 105-bp intron, resulting in a frame-shift that produces a termination codon after the deletion site. The radiation-induced sd-1 mutant Calrose 76 has a 1-bp substitution in exon 2, causing an amino acid substitution (Leu [CTC] to Phe [TTC]). Expression analysis suggests the existence of at least one more locus of gibberellin 20-oxidase which may prevent severe dwarfism from developing in sd-1 mutants.     

甜橙与酸橙体细胞杂种核质组成鉴定

采用流式细胞术(flow cytometry,FCM)、简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)和酶切扩增多型性序列(cleaved amplifiedpolymorphic sequence,CAPS)等技术分析酸橙(Citrus aurantium L.)叶肉原生质体和甜橙(C.sinenis Osbeck cv.Shamouti)胚性愈伤组织原生质体电融合再生的体细胞杂种.FCM研究结果表明,所有的体细胞杂种植株荧光强度是二倍体对照的2倍,说明所分析的植株为四倍体.用SSR和CAPS分析了体细胞杂种的核质遗传组成,在试验的4对SSR引物中,有2对能区分开融合亲本.在2对引物中,体细胞杂种植株包含双亲的全部特异带,表明它们为异核杂种.通用引物扩增结合限制性内切酶酶切能鉴别融合亲本,在具有多型性的引物/酶组合中,所有体细胞杂种的线粒体和叶绿体DNA带型与胚性亲本(甜橙)完全一样.结果表明体细胞杂种核基因组来自双亲,而胞质基因组来自悬浮系亲本.讨论了所用技术的特点、柑橘四倍体体细胞杂种核质遗传规律及本组合体细胞杂种的应用.     

甜橙与酸橙体细胞杂种核质组成鉴定(英文)

采用流式细胞术(flow cytometry, FCM)、简单重复序列(simple sequence repeat, SSR)和酶切扩增多型性序列(cleaved amplified polymorphic sequence, CAPS)等技术分析酸橙(Citrus aurantium L. )叶肉原生质体和甜橙(C. sinenis Osbeck cv. Shamouti)胚性愈伤组织原生质体电融合再生的体细胞杂种。FCM研究结果表明,所有的体细胞杂种植株荧光强度是二倍体对照的2倍,说明所分析的植株为四倍体。用SSR和CAPS分析了体细胞杂种的核质遗传组成,在试验的4对SSR引物中,有2对能区分开融合亲本。在2对引物中,体细胞杂种植株包含双亲的全部特异带,表明它们为异核杂种。通用引物扩增结合限制性内切酶酶切能鉴别融合亲本,在具有多型性的引物/酶组合中,所有体细胞杂种的线粒体和叶绿体DNA带型与胚性亲本(甜橙)完全一样。结果表明体细胞杂种核基因组来自双亲,而胞质基因组来自悬浮系亲本。讨论了所用技术的特点、柑橘四倍体体细胞杂种核质遗传规律及本组合体细胞杂种的应用。     

高通量飞行时间质谱基因分型方法的研究

为了考察飞行时间质谱基因分型方法 (MALDI-TOF) 的位点分型成功率和分型结果质量的关系,分析了 96 个 SNPs 位点的近 10 000 个基因分型数据 (用 MALDI-TOF “4 重”实验方法检测 ). 结果显示,位点分型成功率和分型结果的质量显著正相关 . 分型成功率低于 82% 的 SNP 位点,其高质量结果占的比例开始逐渐降低 . 提示 82% 的分型成功率可以作为衡量分型结果质量的数据点 . 为了进一步提高通量并降低成本,在 MALDI-TOF “ 4 重”实验方法的基础上,发展了两种“准 8 重”实验方法 . 用新的实验方法检测了 95 个样本的 32 个 SNPs 位点 . 结果显示“混合准 8 重”实验方法与“ 4 重”实验方法相比无显著差异,而“复点准 8 重”的结果差于“ 4 重”分型方法 .     

单核苷酸多态性在作物遗传及改良中的应用

单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）是等位基因间序列差异最为普遍的类型,可作为一种高通量的遗传标记。已建立了PCR扩增目标序列及其产物测序和电子SNP（eSNP）等多种发现和检测SNP的方法。玉米和大豆等作物也已开展了SNP分析。一些栽培作物种质的多样性不断减少,其结果使连锁不平衡（linkage disequilibrium,LD）增加,这有利于目的基因座上SNP单元型（haplotype）与表型的相关性分析。SNP已在作物基因作图及其整合、分子标记辅助育种和功能基因组学等领域展示了广泛的应用价值。Abstract:Single nucleotide polymorphism(SNP) is the most common type of sequence difference between alleles,which can be used as a kind of high-throughput genetic marker.Several different routes have been developed to discover and identify SNP.These include the direct sequencing of PCR amplicons,electronic SNP(eSNP) and so on.SNP assays have been made in many crop species such as maize and soybean.The elite germplasm of some crops have been narrowed in genetic diversity,increasing the amount of linkage disequilibrium(LD) present and facilitating the association of SNP haplotypes at candidate gene loci with phenotypes.SNP analysis has been broadly used in the field of plant gene mapping,integration of genetic and physical maps,DNA marker-assisted breeding and functional genomics.