什么是等位酶 isr分別代表什么
請問,雙假測交理論是什么?能說詳細點最好?同工酶和等位酶的聯(lián)系和區(qū)別是什么啊?同工酶標(biāo)記有什么優(yōu)點?什么是issr?等位酶的底物是什么?
本文導(dǎo)航
單檢驗和雙檢驗公式
分子標(biāo)記指可遺傳并可檢測到的DNA序列或蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)標(biāo)記主要是指同工酶、等位酶、貯藏蛋白等等,本文主要介紹DNA標(biāo)記。理想的分子標(biāo)記應(yīng)具有以下幾個條件:①以孟德爾方式遺傳。②多態(tài)性好,自然條件下存在許多變異位點。③遍布整個基因組,能夠檢測到整個基因組的變異。④共顯性遺傳,即可以區(qū)別純合體和雜合體。⑤表現(xiàn)“中性”,即不影響目標(biāo)性狀的表達。⑥重復(fù)性好,便于資源共享。⑦自動化程度高。近年來,關(guān)于分子標(biāo)記的研究進展很快,本文僅就分子標(biāo)記在果樹研究中的應(yīng)用及存在問題做一介紹,并對應(yīng)用前景做一展望。
一、分子標(biāo)記在果樹研究中的應(yīng)用:
1.分子標(biāo)記在種質(zhì)資源研究中的應(yīng)用。
(1)系譜分析和分類。物種在進化過程中,其DNA是一個漸變的過程。遺傳關(guān)系越近,基因組DNA的差異越小,反之,差異越大。HARADA T等用RAPD標(biāo)記對兩個三倍體蘋果品種“喬納金”和“陸奧”進行了分析,結(jié)果表明,作為母本的金冠提供了減數(shù)的二倍體配子。沈向等對杏進行了RAPD分析,將41個品種分為5類。
(2)種質(zhì)保存和核心種質(zhì)的建立。如何事理有效地管理和利用種質(zhì)資源,當(dāng)今世界出現(xiàn)了兩種趨勢,其中之一就是建立核心種質(zhì)。目的是以最少的種質(zhì)樣品重復(fù)而最大地包含一個種及其野生種的遺傳多樣性。分子標(biāo)記為人們提供了一個有效、快速的途徑。目前已建立的核心種質(zhì)涉及到谷物、豆類、牧草、蔬菜和果樹等。AMY K SZEWC-MCFADDEN等用SSR結(jié)合園藝性狀建立了蘋果的核心種質(zhì),HOKANSON等也建立了蘋果核心種質(zhì)。
(3)構(gòu)建指紋圖譜和品種鑒別。高質(zhì)量的指紋圖譜可作為新品種登記、注冊和產(chǎn)權(quán)保護的重要依據(jù)。特別是對于無性繁殖的果樹來說,同物異名、同名異物現(xiàn)象很嚴(yán)重,利用分子標(biāo)忘本中高效、準(zhǔn)確地建立指紋圖譜、鑒別果樹品種。張潞生利用AFLPs建立了清晰的狒猴桃的指紋圖譜,宋婉建立了棗優(yōu)良品種的DNA指紋圖譜。祝軍對蘋果進行了AFLP分析,得到了蘋果的DNA指紋圖譜,劉孟軍對棗和酸棗進行了FRAPD分析,將親緣關(guān)系極近的金絲小棗和無核小棗區(qū)分開。
(4)體細胞雜種和外源基因滲入的鑒定。利用分子標(biāo)記可在試管苗期快速、準(zhǔn)確地對體細胞雜種進行鑒定。史永忠對柑橘進行了體細胞雜種鑒定,認(rèn)為體細胞雜種表現(xiàn)為雙親譜帶之和。另外,珠心胚現(xiàn)象使柑橘合子苗與珠心苗在苗期很難鑒別,嚴(yán)重陰礙柑橘的雜交育種,LURO對檸檬的實生后代RAPD分析指出,雜交合子苗由于有外源基因的滲入,譜帶比珠心苗多。
2.構(gòu)建分子遺傳圖譜。
在人類基因組計劃的推動下,新西蘭和歐洲的兩個“蘋果基因組”計劃已經(jīng)啟動,同時美國、歐洲也啟動了李屬植物的基因組作圖工程。目前已經(jīng)建立或初步建立了基因組圖譜(險人類基因組圖譜為物理圖譜外,最近中科院基因研究中心構(gòu)建了高分辨率的水稻基因組物理圖譜,其它絕大多數(shù)為遺傳連鎖圖譜)的果樹有蘋果、桃、櫻桃、扁桃、核桃、草莓、葡萄、柑橘、香蕉等十幾種。
建立遺傳連鎖圖譜,首先要有一個作圖群體。作圖的群體主要有F2、F3、BC等。除此之外,單倍體也可應(yīng)用于果樹基因組作圖。“單模標(biāo)本”策略最初來源于對人的精子的研究,后來用于對針葉松(用大配子群體)和斑馬魚的胚胎研究上。STOCKINGER等以孢子來源的愈傷培養(yǎng)群體為試材,做了甜櫻桃的遺傳連鎖圖譜。他認(rèn)為,以單倍體為試材,大多數(shù)隨機引物擴增中不能標(biāo)記的雜和位點不會發(fā)生,可以促進連鎖圖譜的建立。陳洪、李平等利用雙單倍體(DH)進行水稻基因組作圖,指出:F2代或BC1群體,不能通過種子傳代維持,所以難以進一步發(fā)展已建成的圖譜,而DH株系為一個永久性的作圖群體,而且RAPD特別適于DH群體作圖。
HEMMAT M等針對蘋果和其他異型雜交的物種,因無性繁殖而且種內(nèi)雜交受抑以至于很難有可利用的自交或回交群體用于作圖這一事實,提出了“雙假測交”(Double pseudotestcross)的構(gòu)想?!半p假測交”設(shè)想最初應(yīng)用于同工酶上,HEMMAT將之?dāng)U展至RFLP和RAPD技術(shù),利用蘋果“Rome Beauty”與“White Angel”雜交,獲得F1代,為父、母本分別作圖,獲得兩張遺傳連鎖圖譜。PATRICK J C等利用“雙假測交”的構(gòu)想做了三張連鎖圖譜,其中“Wijcik Mclntosh”的圖譜包括238標(biāo)記,分布于19個連鎖群,覆蓋基因組1206 cM;“NY75441—67”的圖譜有110個標(biāo)記,分布于16個連鎖群,“NY 75441—58”的圖譜有183個標(biāo)記,分布于18個連鎖群。主要為RAPD標(biāo)記,另外還有6個同工酶標(biāo)記,4個形態(tài)學(xué)標(biāo)記(Rf:果皮顏色;Vf:黑星?。籆o:柱狀生長習(xí)性;Ma:蘋果酸),標(biāo)記之間的平均距離為5.0cM。
作圖群體確定后,采用分子標(biāo)記對作圖群體進行分析。對于獲得的標(biāo)記進行“適合性測驗”,不符合孟德爾遺傳的標(biāo)記不能用于作圖。劉孟軍以蘋果為試材研究了種間雜交一代的分離方式,結(jié)果表明有8.0%的標(biāo)記偏離孟德爾分離比例,1.5%的標(biāo)記屬異常分離(雙親有而后代沒有的標(biāo)記或隔代遺傳的標(biāo)記)。類似的結(jié)果在桃、核桃上也有報道,這種分離異常的原因可能與受粉、受精異常有關(guān),另一解釋是群體太小或取樣有誤差。所以作圖群體一般為50~200個。
“雙假測交”構(gòu)想中,對于父本表現(xiàn)為雜合而對母本表現(xiàn)為純合隱性的標(biāo)記用于父本作圖,對于母本表現(xiàn)為雜合而對父本表現(xiàn)為純合隱性的標(biāo)記用于母本作圖。對于父、母本均表現(xiàn)為雜合的標(biāo)記可用以確定雙親連鎖圖中的同源連鎖群。對于以共顯性RFLP和等位酶為作圖手段時,符合1∶2∶1和1∶1分離比例的標(biāo)記用于作圖以RAPD為作圖手段時,符合3∶1和1∶1分離比例的標(biāo)記用于作圖。用RAPD技術(shù)以單倍體群體為作圖群體時,符合1∶1或1∶2或2∶1的分離比例,標(biāo)記用于作圖。因為較高比值的標(biāo)記可能是由于分離異?;蚍沁B鎖片段的共遷移而形成的,所以不作為可遺傳的標(biāo)記,對于只在一親本中為雜合而在另一親本為純合的位點,其F1代按1∶1分離,此時RAPD能提供與共顯性標(biāo)記RFLP一樣的信息量。采用的標(biāo)記種類對作圖有一定影響,POWELL等提出了MI(Marker index)值的概念,指每個反應(yīng)的多態(tài)性產(chǎn)物的數(shù)量。即MI值越大,多態(tài)性越好。就MI值而言,幾種分子標(biāo)記按MI值由大到小依次為AFLPs、SSRs、RAPDs、RFLPs。故此可利用幾種分子標(biāo)記結(jié)合起來用于建立高密度的連鎖圖譜。
3.基因連鎖標(biāo)記的尋找與基因定位。
基因定位是獲得有利基因的重要條件,對于大多數(shù)果樹來說,目前還不能進行準(zhǔn)確的基因定位,所以當(dāng)務(wù)之急是尋找與基因連鎖緊密的分子標(biāo)記。標(biāo)記目標(biāo)性狀基因,可以用的群體主要有兩種:一是利用近等基因系(NIL,near-isogenic line),二是利用分離群體分組分析(BSA,Bulk segregant analysis)。近等基因系是指只有目標(biāo)性狀基因有差異,其它性狀基因相同的兩個群體。近等基因系是通過不平衡雜交獲得的。所以在果樹上是很難獲得的。目前果樹上主要是利用BSA法,BSA法的具體做法是:將分離群體中研究的目標(biāo)性狀根據(jù)其類型(如抗病、感病)分成兩組,將每組內(nèi)一定數(shù)量的植株DNA等量混合,形成兩個池,這兩個池除在目標(biāo)性狀(抗病性)上有差異外,其余遺傳背景均相同。利用分子標(biāo)記技術(shù)尋找兩個池的擴增譜帶的差異,這種多態(tài)性極可能與目標(biāo)基因連鎖。再用所有的分離后代單株,驗證該多態(tài)性是否真正與目標(biāo)基因連鎖及連鎖距離的確定。如果分離群體不易獲得,可采取混合樣品法。以抗病性為例,即盡可能地把所有的抗病品種的DNA等量混合,作為一個基因池;把所有的感病品種的DNA等量混合,作為一個基因池,對兩個基因池的DNA多態(tài)性進行分析,但是這種方法不能進行遺傳距離的計算,彭建營利用混合樣品法找出了一個可能與棗無核性狀相關(guān)的DNA片段。另外,果樹上很多性狀為數(shù)量性狀,對于控制數(shù)量性狀的QTLs(Quan-titative trait loci)的尋找,分子標(biāo)記提供了非常方便快捷的方法。NANDIS等人利用AFLP和選擇基因型(Se-lective genotyping),為控制水稻抗?jié)车腝TLs定位。并指出選擇基因型對于QTLs的定位提供了一條快速容易的途徑。選擇基因型指在RIL群體中,選擇目標(biāo)性狀是兩極(如特抗?jié)?、對澇極敏感)的個體來進行DNA多態(tài)性分析。除了選擇基因型外,間隔作圖(Interval mapping),后代測定和同時搜尋(Progeny testing and simul-taneous search),均有利于提高QTLs作圖的準(zhǔn)確度和效率。另外,還可以利用已有的連鎖圖進行標(biāo)記,一旦發(fā)現(xiàn)某一目標(biāo)基因被定位在某一染色體上,就可以選擇分散在染色體不同位點上的標(biāo)記,進行染色體滑步(Chromosomewalking),直至找到目標(biāo)基因。
日前,已在各種果樹上找到了與主要性狀基因連鎖的標(biāo)記。
4.MAS(Marker-assisted selection)。MAS是分子標(biāo)記在育種上的一個重要應(yīng)用。當(dāng)與目標(biāo)基因相連鎖的分子標(biāo)記和 目標(biāo)基因相距5cM之內(nèi)時,即可用于MAS。目前果樹上可用做MAS的標(biāo)記不是很多。MAS可以跟蹤、檢測外源基因、進行全基因組選擇,輔助選擇同效基因的累加,尤其是在抗病性選擇上,MAS提供了一個準(zhǔn)確、快速的方法。利用與抗病基因緊密連鎖的分子標(biāo)記,可在無病侵染條件下,進行早期抗病性鑒定,無須后代測定即可進行重疊抗性基因的組建。有關(guān)MAS的效率有人作過研究,指出:用與互斥相(Kepulsion-phase)連鎖的標(biāo)記可提高MAS的效率。另外以純合互斥相和互引相的RAPD標(biāo)記的表現(xiàn)型為基礎(chǔ)的個體選擇與以共顯性的標(biāo)記(RFLPs)為基礎(chǔ)的選擇、僅用互斥相標(biāo)記的選擇是相似的。再有,當(dāng)用于重組近交系上時,以連鎖的RAPD標(biāo)記為基礎(chǔ)的MAS與以RFLP標(biāo)記為基礎(chǔ)的MAS的效率相似,因為重組近交系的雜合水平最小。
雖然MAS在理論上對植物改良有益,但在實踐上還未見成功報道。限制應(yīng)用的因素主要有以下幾個方面:①連鎖群中探測到的與目標(biāo)性狀緊密連鎖的分子標(biāo)記位點的數(shù)目;②探測低遺傳率的數(shù)量性狀所需群體的大??;③由確定多個分子標(biāo)記位點的權(quán)重而帶來的取樣誤差;④表型信息和獲得每單位信息量的費用。
5.雜種優(yōu)勢預(yù)測。
雜種優(yōu)勢來源于親本有利基因的雜合性。由于在某種程度上,兩親本品系具有與雜種優(yōu)勢有關(guān)的DNA區(qū)域純合度較高,其F1代雜種優(yōu)勢就可能越大。所以可以根據(jù)各品系在這些可能與雜種優(yōu)勢有關(guān)的DNA區(qū)域上的多態(tài)性,構(gòu)建雜種優(yōu)勢群,指導(dǎo)雜交組合的選配和雜種優(yōu)勢的分析和預(yù)測。ZHANG等用RFLP和SSR標(biāo)記對水稻的雜種優(yōu)勢作了雙列分析,在果樹上尚未見有這方面的報道。除以上用途外,分子標(biāo)記還可用于基因的克隆,即根據(jù)重要農(nóng)藝性狀的標(biāo)記及基因組圖譜,采用染色體滑步法(Chromosome walking)等手段克隆基因。目前,果樹上已克隆的基因至少有蘋果、獼猴桃的ACC氧化酶基因,藍莓的抗旱抗低溫蛋白基因,葡萄的控制果實顏色的基因。蘋果抗性基因的克隆研究較多,一旦抗性基因被克隆,這些基因就可能轉(zhuǎn)到其他的品質(zhì)優(yōu)良但抗性差的品種中去,這對蘋果的抗性育種無疑將是一次革命。
二、存在問題及前景展望:
果樹研究的一個主要目標(biāo)就是培育優(yōu)質(zhì)抗病的優(yōu)良品種,對于多年生果樹來說,由于其高度雜合、自交不親和、育種周期長等特點,傳統(tǒng)的育種方法盲目性很大。獲得控制主要經(jīng)濟性狀的基因,進而能調(diào)控這些基因的表達,成為幾代果樹育種工作者的夢想。而分子標(biāo)記的應(yīng)用給果樹育種注入了新的活力。在蘋果基因組計劃和李屬植物基因組計劃的有力推動下,一系列的分子連鎖圖譜已經(jīng)建成。高密度的分子連鎖圖譜對于基因定位、基因克隆及MAS意義重大。然而同其它農(nóng)作物相比,果樹的遺傳連鎖圖譜飽和度及可用于MAS的標(biāo)記數(shù)目還有待于增加。
以基因組作圖為中心的基因組學(xué)發(fā)展很快。近幾年又出現(xiàn)了一門新的學(xué)科——比較基因組學(xué)(Compar-ative mapping)。經(jīng)研究證明:禾谷類物種之間基因組較保守,染色體上的基因順序和含量有一定相似性,比較基因組學(xué)正是基于這樣一種事實而發(fā)展起來的。比較基因組學(xué)為進化研究、飽和遺傳圖譜的建立、直向同源基因(Orthologus genes)基于圖譜的克隆提供了有力手段,一旦某同源基因被克隆和測序,信息可很快用于其它植物上同源基因的克隆。隨著不同實驗室李屬植物遺傳連鎖圖譜的初步建立,作圖的下一步要涉及到各圖譜的比較和統(tǒng)一,目的在于產(chǎn)生該物種的較為完整的圖譜。目前以桃的基因組克隆做探針在歐洲酸櫻桃上研究表明:50%的桃的基因組克隆導(dǎo)致了歐洲酸櫻桃RFLPs的產(chǎn)生,另外,桃第三個連鎖群上緊密連鎖的兩個RFLP標(biāo)記B4A9和B7A5在歐洲酸櫻桃上也緊密連鎖。以上研究結(jié)果無疑對李屬乃至整個果樹比較基因組的研究提供了良好的開端。
隨著分子標(biāo)記手段的不斷更新和基因組圖譜的日趨飽和,其應(yīng)用也隨之向深度和廣度推進,分子生物學(xué)又出現(xiàn)了“功能基因組學(xué)”(Function genomics)和后基因組學(xué)(Post genomics),主要是研究基因結(jié)構(gòu)、表達和調(diào)控。隨之而產(chǎn)生的DNA芯片技術(shù)(DNA chip)和信使RNA差異顯示技術(shù)(Messenger RNA differentialdisplay,mRNA DD)為基因的定位、表達研究提供了嶄新工具,相信在人類基因組計劃的強大推動下,在水稻、小麥等農(nóng)作物基因組研究的影響下,分子標(biāo)記在果樹的應(yīng)用研究必將迎來一個迅速發(fā)展的時代。
同工酶結(jié)構(gòu)和功能均相同嗎
生化標(biāo)記主要包括同工酶和等位酶標(biāo)記。同工酶是指一個以上基因座位編碼的酶的不同形式,而等位酶是指由一個基因座位的不同等位基因編碼的酶的不同分子形式。
同工酶舉例說明什么
同工酶標(biāo)記是DNA分子標(biāo)記出現(xiàn)前應(yīng)用最為廣泛的遺傳標(biāo)記類型。其優(yōu)點包括:多態(tài)性高、共顯性、單基因遺傳特點、基因型與環(huán)境互作非常小、檢測快速簡單、分布廣泛等,因此在多樣性研究中得到了廣泛應(yīng)用。例如,Nevo等(1979)用等位酶研究了來自以色列不同生態(tài)區(qū)的28個野生大麥居群的1179個個體,發(fā)現(xiàn)野生大麥具有豐富的等位酶變異,其變異類型與氣候和土壤密切相關(guān),說明自然選擇在野生大麥的進化中非常重要。Nakagahra等(1978)用酯酶同工酶研究了776份亞洲稻材料,發(fā)現(xiàn)不同國家的材料每種同工酶的發(fā)生頻率不同,存在地理類型,越往北或越往南類型越簡單,而在包括尼泊爾、不丹、印度Assam、緬甸、越南和中國云南等地區(qū)的材料酶譜類型十分豐富,這個區(qū)域也被認(rèn)定為水稻的起源中心。然而,也需要注意到存在一些特點上的例外,如在番茄、小麥和玉米上發(fā)現(xiàn)過無效同工酶、在玉米和高粱上發(fā)現(xiàn)過顯性同工酶、在玉米和番茄上發(fā)現(xiàn)過上位性同工酶,在某些情況下也存在基因型與環(huán)境互作。
isr分別代表什么
一種分子標(biāo)識技術(shù)
廣義的分子標(biāo)記(molecular
marker)是指可遺傳的并可檢測的DNA序列或蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)標(biāo)記包括種子貯藏蛋白和同工酶(指由一個以上基因位點編碼的酶的不同分子形式)及等位酶(指由同一基因位點的不同等位基因編碼的酶的不同分子形式)。狹義的分子標(biāo)記概念只是指DNA標(biāo)記,而這個界定現(xiàn)在被廣泛采納。本文中也將分子標(biāo)記概念限定在DNA標(biāo)記范疇。
固相酶是啥意思
等位酶的底物是在生物化學(xué)領(lǐng)域指參與生化反應(yīng)的物質(zhì),可為化學(xué)元素、分子或化合物,經(jīng)酶作用可形成產(chǎn)物。一個生化反應(yīng)的底物往往同時也是另一個化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物。掃描二維碼推送至手機訪問。
版權(quán)聲明:本文由尚恩教育網(wǎng)發(fā)布,如需轉(zhuǎn)載請注明出處。