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.
SSR
技术
1. SSR
简介
说明:
简单重复序列
(Simple
Sequence Repeat
,
SSR)
< br>,
简单重复序
(SSR)
也称微
卫星
DNA
,
其串联重复的核心序列为
1-6 bp
,
其中最常见是双核苷酸
重复,
即
(CA)
n
和
(TG) n
每个微卫
星
DNA
的核心序列结构相同,重复单位数目
p>
10-60
个,其高度多态性主要来源于串联数目
< br>的不同。
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。
在
真核生物中,存在许多
2-5bp
< br>简单重复序列,称为
“
微卫星
D
NA”
其两端的序列高度保守,
可设计双引物进行
PCR
扩增,揭示其多态性。
SSR
具有以下一些优点
:
(l)
一般检测到的是一个单一的多等位基因位点;
(2)
微卫星呈共
显性遗传,故可鉴别杂合子和纯合子;
(3)
所需
DNA
量少。显然,在采用
SSR
技术分析微
卫星
DNA
多态性时必须知道重复序列两端的
DNA
序列的信息。
如不能直接从
DNA
数据库
查寻则首先必须对其进行测序。
SSR
的分类
:
根据<
/p>
SSR
核心序列排列方式的不同,
可分为
3
种类型:
1
)
完全型
(perfect)
,
指核心序列以不间断的重复方式首尾相连构成的
DNA
。如:
ATATATATATATATATATAT
ATATATATATATAT
;
2
)
不完全型
(imperfect)
,<
/p>
指在
SSR
的
核
心序列之间有
3
个以下的非重复碱基
,
但两端的连续重复核心序列重复数大于
3
。如:
ATATATATGGATATATATATCGATATATATATAT
ATATGGATATATATAT
;
3
)
复
合型
(compound)
,指
2
个或
2
个以上的串联核心序列由
3
个或
3
个以上的连续的非重复碱
基分隔开
,
但这种连续性的核心序列重复数不少于
5
。如:
ATATATATATATATGGGATATATATATAT
A
。
3
种类型中完全型是
SSR
标记中应用较多
的一种类型。
SSR
在植物基因组中的分布
:
SSR
广泛分布于各种真核生物的基因组中,
大约每隔
10
~
50kb
就存在一个
SSR
。哺乳动物中的
p>
SSR
的数量大约为植物中的
5
~
6
倍。在植物中,平
均
23.3kb
就有一个
SSR
;
双子叶植物中的
SSR
数量大于单子叶植物,
前者两个
SSR
之间的
平均间距为
21.2kb
,后
者为
64.6kb
;核
DNA
中的
SSR
数量多于细胞质
DNA
中的
SSR
,绝
大多数单碱基重复型及
2
碱基重复型
SSR
存在于非编码区,
3
碱基重复型多位于编码区。
;.
.
微卫星的利用价值:
由于核心序列重复数的不同,等位的
SSR
位点可呈现出多态性
(
SSLP
,
simple sequence
length polymorphism
)。大多表现为共显性遗传,有的表现为显性
遗传。由于
SSR DNA
两侧序列(
离开
20bp
以上)表现出保守特征,所以可设计出上下游
p>
PCR
引物,扩增出包含
SSR
的
DNA
序列。微卫星分析常用于:遗传图谱构建
;种质鉴定;
遗传多样性分析;标记辅助选择(
MAS
,
marker- assistant
seletion
,
marker- aided selet
ion
);
基因定位;数量性状基因座(
QTL
)分析;系谱分析;亲源关系鉴定等。
SSR
引物的来源:
借鉴其他近缘种序列。
1
)通过筛选文库、
测序开发自己的
SSR
引物。
2
)通过核酸数据库查询,从已有序
列中搜寻包括
SSR
的序列并设计引物。
SSR
分析实验的主要技术环节:
提取
DNA
;
PCR
< br>扩增;电泳及显色;电泳胶板带型的
照相、记录;数据分析处理。其中,
PCR
产物分离的电泳方法主要有:高浓度琼脂糖电泳
< br>(
4%
胶只能分辨
4-6bp<
/p>
差异);变性聚丙烯酰胺序列胶电泳;非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳。
由于扩增的片段短
(
一般小于
300bp)
,基因间的差异小
(
一般为几个
bp)
,故通常使用分辨率
高的聚丙烯酰胺凝胶电泳。
在程序上,
变性胶虽然比非变性胶麻烦些,
但考虑到在
非变性胶
上会出现人为假象
—
异源双链
分子,
比如导致
SSR
杂合子中出现<
/p>
3-4
条带,
而不是正常的
2
条带,从而干扰等位位点统计,因此我们建议在
S
SR
分析中均采用变性胶电泳。
2.
ISSR
分子标记的实验原理及操作流程
原理:
ISSR
(
inter-
simple sequence repeat
)标记是一种类似
RAPD
,但利用包含重复序
列并在
3’
或
5’
锚定的单寡聚核酸引物对
基因组进行扩增的标记系统,即用
SSR
引物来扩增
重复序列之间的区域。其原理具体是,
ISSR
标
记根据生物广泛存在
SSR
的特点,利用在生
< br>物基因组常出现的
SSR
本身设计引物,
无需预先克隆和测序。
用于扩增的引物一般为
16-1
8
个碱基序列,
由
1-4
个碱基组成的串联重复和几个非重复的锚定碱基组成,
从而保证了引物
与基因组
DNA
中
S
SR
的
5’
或
3’
末端结合,导致位于反向排列、间隔不太大的重复序列间
的
基因组节段进行
PCR
扩增。
一、实验材料
不同来
源的
DNA(30-50ng/ul)
。
二、实验设备
PCR
仪,
PCR
管或硅化的
0.5ml
eppendorf
管,电泳装置,凝胶成像仪。
三、试剂
1
、
p>
ISSR
引物:
购买成品或根据加拿大
p>
British Columbia
大学设计的
ISSR
引物序列
(见
附录)自己
合成
;.
.
2
、
Taq
酶
3
、
10xPCR
缓冲液
4
、
MgCl
2
:
25mmol/L
5
、
dNTP
p>
:
2.5mmol/L
。
< br>
四、操作步骤
:
1.
在
25ul
反应体系中,加入
模板
DNA 1ul (30-50ng)
ISSR
引物
1ul (
约
5pmol)
10xPCR Buffer 2.5ul
MgCl
2
2ul
dNTP 2ul
Taq
酶
1
单位(
U
)
加
ddH
2
O
至
25ul
混匀稍离心
,
加一滴(约
20
ul
)矿物油。
2.
在
PCR
仪中预变性
94
℃
2
分钟
,
然后循环
:
94
℃
1
分钟,
45
℃
-68
℃
40
秒,
72
℃
1-2
分钟,共
40
轮循环。
3.
循环结束后
,
72
℃
10
分钟,
< br>4
℃保存。
4.
取
PCR
产物
15ul
< br>加
3ul
上样缓冲液
(6x)<
/p>
于
1.6%
或
1.8%
琼脂糖胶上电泳
,
稳压
50-100
V(电压低带型整齐,
分辨率高)。
5.
电
泳结束,溴化乙锭染色
20
分钟。
6.
用凝胶成像仪观察、拍照。
操作流程简图:
3. SSR GEL and Silver
Staining Protocol
Paula Marquardt &
Craig Echt
Published in: Echt CS, May-
Marquardt P, Hseih M, Zahorchak R. 1996.
Characterization of
microsatellite
markers in eastern white pine.
Genome
39:1102-1108
.
Comments can
be directed to Paula Marquardt at:
USDA
Forest Service Research
5985 Highway K
;.
.
Rhinelander,
WI 54501
USA
Phone: 715-362-1121
Fax: 715-362-1166
e-mail: pmarquar@
I. EQUIPMENT:
DNA sequencing
unit (35 x 45 cm) & 2000V power supply
Clamps
Lg. plastic trays
(4), about 43 x 50 x 8 cm, and one lid
Two rocking platforms
Heat
block for microtiter plates. A microplate vortexer
is helpful.
II.
MOLD
ASSEMBLY:
Notes:
Bind silane is toxic and should be used in a
chemical fume hood. Wear gloves when
handling this solution. Use a small
piece of vinyl tape on a lower outside corner of
the acrylease
treated glass gel plate
to mark the untreated side and also help
distinguish the plates. This helps
avoid confusion between plates when
using offset plates. The tape can remain in place
through
several electrophoresis /
washing cycles.
1.
Wash
inner
and
outer
plates
well
with
alconox
cleanser.
Rinse
well
with
tap
water,
deionized or distilled water, and
ethanol, air dry. Use dedicated sponges for each
treatment.
2.
Using
a
kimwipe
tissue,
coat
the
inner
side
of
notched
or
offset
plate
with
acrylease
(Stratagene)
and
allow
to
dry--I
do
not
treat
the
top
2
inches
of
the
plate
since
I
feel
that
the
nonstick coating promotes leaking
between wells behind the teeth of the comb. Buff
well with a
kimwipe soaked in ethanol
for a clean finish; this takes some elbow grease
to get the streaks off of
the plate.
Change gloves before working with bind silane and
take care not to cross contaminate
the
plates with the two treatments. The acrylease
treatment only needs to be repeated every four
gels or so.
3.
Prepare
fresh
1
ml
binding
solution
by
making
a
solution
0.0005-0.001%
bind
silane
(Sigma #M-6514) in
95% ethanol, 0.5% glacial acetic acid. Apply with
a kimwipe and coat the
inner
side
of
the
larger
plate
with
one
ml
and
allow
to
dry
4-5
minutes.
Wipe
the
plate
with
;.
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