1. 遺傳多樣性的研究方法
PCR特異擴增ITS序列
這是目前鑒定物種和做分子分類研究的最主流的方法.原理是:ITS序列是中度重復序列,廣泛分布於基因組並且是同步進化的,而且不同物種間進化差異很大,它的鹼基序列同源性的程度決定生物之間的親源關系遠近,並可以以此來作為分類依據劃分物種.另外對於未知物種,可以通過與GENEBANK提供的序列比對來確定該物種的分類歸屬,達到鑒定的目的.ITS序列在核糖體大小亞基的rRNA之間,核糖體大小亞基的rRNA序列非常保守,便於設計PCR過程所需的兩端特異性引物,進行典型的錨定PCR.
差異顯示PCR
可以用來研究同一個體不同生長時段和不同組織(或分化結構)或者不同個體之間基因表達差異.原理是:根據中心法則,每一個閱讀框要表達必須先轉錄成mRNA.那麼在不同細胞內只要存在基因差異表達現象,肯定就會存在不同的mRNA.我們可以提取細胞的mRNA,然後將其反轉錄為cDNA,並以此來作為PCR模板.由於mRNA的3端具有polyA特殊結構,因此可以這樣設計引物:引物1與cDNA的polyT互補,引物2隨機合成大約10bp左右.PCR產物用1%的瓊脂糖凝膠電泳檢測.這樣通過PCR就可以顯示並放大出mRNA的差異,從而找到差異表達的基因.
RFLP(擴增片段長度多樣性)
基於RFLP(限制性酶切片段多樣性) 和PCR技術發展起來的一種用來研究分類的技術.原理是:不同物種的DNA序列不同,那麼用同種限制性內切酶酶切會得到不同的片段,這些不同的片段中,有很多長度也會有不同.通過同樣兩種限制性內切酶消化後,根據酶切位點序列設計互補序列並額外添加一段特異性序列,用T4連接酶補平,經過兩次PCR擴增(預擴增和二次擴增),產物用聚丙烯醯胺凝膠電泳檢測,銀染色後用專門的分析軟體分析,根據條帶分布差異的程度來劃分物種間的親緣關系.
2. 怎樣進行群體的遺傳多樣性分析
遺傳多樣性分析可以在基因型(如自交系、純系和無性繁殖系)、群體、種質材料和種等不同水平上進行,不同水平的遺傳多樣性分析取樣策略不同。這里著重提到的是群體(雜合的地方品種也可看作群體),因為在一個群體中的基因型可能並不處於Hardy-Weinberg平衡狀態(在一個大群體內,不論起始群體的基因頻率和基因型頻率是多少,在經過一代隨機交配之後,基因頻率和基因型頻率在世代間保持恆定,群體處於遺傳平衡狀態,這種群體叫做遺傳平衡群體,它所處的狀態叫做哈迪—溫伯格平衡)。遺傳多樣性估算的取樣方差與每個群體中取樣的個體數量、取樣的位點數目、群體的等位基因組成、繁育系統和有效群體大小有關。現在沒有一個推薦的標准取樣方案,但基本原則是在財力允許的情況下,取樣的個體越多、取樣的位點越多、取樣的群體越多越好。
3. 檢測種那種晨間遺傳多樣性的最簡便方法是
A、植物組織培養是指在無菌和人工控制的條件下,將離體的植物器官、組織、細胞,培養在人工配置的培養基上,給予適宜的培養條件,誘導其產生愈傷組織、叢芽,最終形成完整的植株.整個過程不能體現檢測遺傳多樣性,A錯誤;
B、對於每個個體而言其DNA中都有各自特定的鹼基序列,要進行遺傳多樣性檢測只需要對一些特定基因或序列進行比對即可,而不需要對基因組全序列測定,C錯誤;
C、基因工程是按照人們的意願,進行嚴格的設計,並通過體外DNA重組和轉基因等技術,從而創造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產品.整個過程不能體現檢測遺傳多樣性,C錯誤;
D、PCR技術就是體外大量擴增DNA的技術,即以少量DNA制備大量DNA的技術,其原理是DNA復制;通過運用PCR技術可以針對性地檢測遺傳多樣性,D正確.
故選D.
4. 如何用PCR方法檢測基因的多樣性
如何用PCR方法檢測基因的多樣性多態性(polymorphism)是指處於隨機婚配的群體中,同一基因位點可存在2種以上的基因型.在人群中,個體間基因的核苷酸序列存在著差異性稱為基因(DNA)的多態性(genepolymorphism).這種多態性可以分為兩類,即DNA位
5. 檢測遺傳多樣性的大多數方法,如測定不同亞種、不同種群間的基因組全序列,這些方法十分可靠,但工作量很
檢測遺傳多樣性最簡單的方法是聚合酶鏈反應(簡稱PCR),最可靠的方法是測定不同亞種、不同種群的基因組全序列.
故選:D.
6. 檢測遺傳多樣性最可靠的方法
檢測遺傳多樣性最簡單的方法是聚合酶鏈反應(簡稱PCR),最可靠的方法是測定不同亞種、不同種群的基因組全序列.
故選:D.
7. 生物多樣性監測方法有哪些
檢測遺傳多樣性的方法隨生物學尤其是遺傳學和分子生物學的發展而不斷提高和完善。 從形態學水平、細胞學(染色體)水平、生理生化水平、逐漸發展到分子水平。然而不管研究是在什麼層次上進行,其宗旨都在於揭示遺傳物質的變異。
8. PCR怎麼檢測遺傳的多樣性
遺傳多樣性可以通過檢測基因多態性來獲得信息。
檢測基因多態性的方法有很多,包括你所說的PCR方法。以下是介紹。
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1.限制性片段長度多態性(Restriction Fragment Length Polymorphism,RFLP):由DNA 的多態性,致使DNA 分子的限制酶切位點及數目發生改變,用限制酶切割基因組時,所產生的片段數目和每個片段的長度就不同,即所謂的限制性片段長度多態性,導致限製片段長度發生改變的酶切位點,又稱為多態性位點。最早是用Southern Blot/RFLP方法檢測,後來採用聚合酶鏈反應(PCR)與限制酶酶切相結合的方法。現在多採用PCR-RFLP法進行研究基因的限制性片段長度多態性。
2.單鏈構象多態性(SSCP):是一種基於單鏈DNA構象差別的點突變檢測方法。相同長度的單鏈DNA如果順序不同,甚至單個鹼基不同,就會形成不同的構象。在電泳時泳動的速度不同。將PCR產物經變性後,進行單鏈DNA凝膠電泳時,靶DNA中若發生單個鹼基替換等改變時,就會出現泳動變位(mobility shift),多用於鑒定是否存在突變及診斷未知突變。
3.PCR-ASO探針法(PCR-allele specific oligonucleotide, ASO):即等位基因特異性寡核苷酸探針法。在PCR擴增DNA片段後,直接與相應的寡核苷酸探雜交,即可明確診斷是否有突變及突變是純合子還是雜合子。其原理是:用PCR擴增後,產物進行斑點雜交或狹縫雜交,針對每種突變分別合成一對寡核苷酸片段作為探針,其中一個具有正常序列,另一個則具有突變鹼基。突變鹼基及對應的正常鹼 基勻位於寡核苷酸片段的中央,嚴格控制雜交及洗脫條件,使只有與探針序列完全互補的等位基因片段才顯示雜交信號,而與探針中央鹼基不同的等位基因片段不顯示雜交信號,如果正常和突變探針都可雜交,說明突變基因是雜合子,如只有突變探針可以雜交,說明突變基因為純合子,若不能與含有突變序列的寡核苷探針雜交,但能與相應的正常的寡核苷探針雜交,則表示受檢者不存在這種突變基因。若與已知的突變基因的寡核苷探針勻不能雜交,提示可能為一種新的突變類型。
4. PCR-SSO法:SSO技術即是順序特異寡核苷酸法(Sequence Specific Oligonucleotide, SSO)。原理是PCR基因片段擴增後利用序列特異性寡核苷酸探針,通過雜交的方法進行擴增片段的分析鑒定。探針與PCR產物在一定條件下雜交具有高度的特異性,嚴格遵循鹼基互補的原則。探針可用放射性同位素標記,通過放射自顯影的方法檢測,也可以用非放射性標記如地高辛、生物素、過氧化物酶等進行相應的標記物檢測。
5. PCR-SSP法:序列特異性引物分析即根據各等位基因的核苷酸序列,設計出一套針對每一等位基因特異性的(allele-specific)、或組特異性 (group-specific)的引物,此即為序列特異性引物(SSP)。SSP只能與某一等位基因特異性片段的鹼基序列互補性結合,通過PCR特異性地擴增該基因片段,從而達到分析基因多態性的目的。
6. PCR-熒光法:用熒游標記PCR引物的5』端,熒光染料FAM和JOE呈綠色熒光,TAMRA呈紅色熒光,COUM 呈蘭色熒光,不同熒游標記的多種引物同時參加反應,PCR擴增待檢測的DNA,合成的產物分別帶有引物5』端的染料,很容易發現目的基因存在與否。
7. PCR-DNA測序:是診斷未知突變基因最直接的方法,由於PCR技術的應用,使得DNA 測序技術從過去的分子克隆後測序進入PCR直接測序。PCR產物在自動測序儀上電泳後測序。常用方法有:Sanger雙脫氧末端終止法;Maxam-Gilbert化學裂解法;DNA測序的自動化。目前DNA順序全自動激光測定法是最先進的方法。
8. PCR指紋圖法(PCR-fingerprints):實用於快速的同種異型DR/Dw配型。在DR/DW純合子及雜合子個體中,每種DR單倍型及每種單倍型組合所產生的單鏈環狀結構的大小、數目和位置各異,由於同質雙鏈和異質雙鏈之間的分子構象不同。因此,在非變性聚丙烯醯胺凝膠電泳時,它們的遷移率各不相同,從而獲得單倍型特異的電泳帶格局即PCR指紋。也有人用人工合成的短寡核苷酸片段作為探針,同經過酶切的人體DNA作Southern blot,可以得出長度不等的雜交帶,雜交帶的數目和分子量的大小具有個體特異性,除非同卵雙生,幾乎沒有兩個人是完全相同的,就象人的 指紋一樣,人們把這種雜交帶圖形稱為基因指紋(gene finger-printing)。
9. 基因晶元法:又稱為DNA 微探針陣列(Micro array)。它是集成了大量的密集排列的大量已知的序列探針,通過與被標記的若干靶核酸序列互補匹配,與晶元特定位點上的探針雜交,利用基因晶元雜交圖象,確定雜交探針的位置,便可根據鹼基互補匹配的原理確定靶基因的序列。這一技術已用於基因多態性的檢測。對多態性和突變檢測型基因晶元採用多色熒光探針雜交技術可以大大提高晶元的准確性、定量及檢測范圍。應用高密度基因晶元檢測單鹼基多態性,為分析SNPs提供了便捷的方法。
10. AFLP(Amplication Fragment Length Polymorphism)法
AFLP技術是一項新的分子標記技術,是基於PCR技術擴增基因組DNA限制性片段,基因組DNA先用限制性內切酶切割,然後將雙鏈接頭連接到DNA片段的末端,接頭序列和相鄰的限制性位點序列,作為引物結合位點。限制性片段用二種酶切割產生,一種是罕見切割酶,一種是常用切割酶。它結合了RFLP和PCR技術特點,具有RFLP技術的可靠性和PCR技術的高效性。由於AFLP擴增可使某一品種出現特定的DNA譜帶,而在另一品種中可能無此譜帶產生,因此,這種通過引物誘導及DNA擴增後得到的DNA多態性可做為一種分子標記。AFLP可在一次單個反應中檢測到大量的片段。以說AFLP技術是一種新的而且有很大功能的DNA指紋技術。
11. DGGE(denaturing gradinent electrophoresis,DGGE)法
變性梯度凝膠電泳法 DGGE法分析PCR產物,如果突變發生在最先解鏈的DNA區域,檢出率可達100%,檢測片段可達1kb,最適圍為100bp-500bp。基本原理基於當雙鏈DNA在變性梯度凝膠中進行到與DNA變性濕度一致的凝膠位置時,DNA發生部分解鏈,電泳適移率下降,當解鏈的DNA鏈中有一個鹼基改變時,會在不同的時間發生解鏈,因影響電泳速度變化的程度而被分離。由於本法是利用溫度和梯度凝膠遷移率來檢測,需要一套專用的電泳裝置,合成的PCR引物最好在5`末端加一段40bp-50bp的GC夾,以利於檢測發生於高熔點區的突變。在DGGE的基礎上,又發展了用濕度梯度代替化學變性劑的TGGE法(溫度梯度凝膠電泳temperature gradient gelelectrophoresis,TGGE)。DGGE和TGGE均有商品化的電泳裝置,該法一經建立,操作也較簡便,適合於大樣本的檢測篩選。
12. RAPD(Random amplified polymorphic DNA)法
運用隨機引物擴增尋找多態性DNA片段可作為分子標記。這種方法即為RAPD( Random amplified polymorphic DNA,隨機擴增的多態性DNA)。盡管RAPD技術誕生的時間很短, 但由於其獨特的檢測DNA多態性的方式以及快速、簡便的特點,使這個技術已滲透於基因組研究的各個方面。該RAPD技術建立於PCR技術基礎上,它是利用一系列(通常數百個)不同的隨機排列鹼基順序的寡聚核苷酸單鏈(通常為10聚體)為引物,對所研究基因組DNA進行PCR擴增.聚丙烯醯胺或瓊脂糖電泳分離,經EB染色或放射性自顯影來檢測擴增產物DNA片段的多態性,這些擴增產物DNA片段的多態性反映了基因組相應區域的DNA多態性。RAPD所用的一系列引物DNA序列各不相同,但對於任一特異的引物,它同基因組DNA序列有其特異的結合位點.這些特異的結合位點在基因組某些區域內的分布如符合PCR擴增反應的條件,即引物在模板的兩條鏈上有互補位置,且引物3'端相距在一定的長度范圍之內,就可擴增出DNA片段.因此如果基因組在這些區域發生DNA片段插入、缺失或鹼基突變就可能導致這些特定結合位點分布發生相應的變化,而使PCR產物增加、缺少或發生分子量的改變。通過對PCR產物檢測即可檢出基因組DNA的多態性。分析時可用的引物數很大,雖然對每一個引物而言其檢測基因組DNA多態性的區域是有限的,但是利用一系列引物則可以使檢測區域幾乎覆蓋整個基因組。因此RAPD可以對整個基因組DNA進行多態性檢測。另外,RAPD片段克隆後可作為RFLP的分子標記進行作圖分析。
9. 怎樣從分子水平上檢測遺傳多樣性
分子生態學是微生物學的一個領域,利用分子生物學方法研究微生物生態學。比如研究某些基因在環境中的存在和分布。 由於很多微生物不能很容易地在實驗室中培養(海水中的0.001~0.1%,土壤中的0.3%左右,活性污泥中1~15%可被分離培養),因此不能用傳統的鑒別和描述菌株的辦法研究它們。另外,隨著聚合酶鏈式反應(PCR)技術的發展,人們可以快速擴增遺傳物質DNA。 環境樣品中DNA的擴增通常需要一組用於特定微生物的引物,而得到遺傳物質的混合物,將其分離,隨後進行測序和鑒別。經典的分離辦法是通過克隆,將擴增的DNA片段插入到細菌質粒上實現的。較新的方法包括變性梯度凝膠電泳(DGGE),可以更快地得到結果。 分子生態學的發展也和DNA晶元的使用緊密相關,該技術可以高通量檢測環境中的特定生物或基因。 分子生態學中可以使用很多基因進行研究,在分類學角度,最常應用的基因是核糖體小亞基RNA(SSU rRNA)。而功能性基因的研究有助於判斷微生物在該環境中的活動。 微生物生態學中和分子技術相關的一個重要問題就是,這些生物以主動(進行正常代謝和繁殖)還是被動(靜息休眠)的方式存在。這可以用幾種方式來解決:
- 利用逆轉錄酶擴增活躍的基因
- 用熒光原位雜交(FISH)對環境中包含特定基因的細胞進行檢測和計數。 Category:微生物學 Category:生態學
分子生態學是應用分子生物學的原理和方法來研究生命系統與環境系統相互作用的生態機理及其分子機制的科學。它是生態學與分子生物學相互滲透的形成的一門新興交叉學科,其研究內容包括種群在分子水平的遺傳多樣性及遺傳結構,生物器官變異的分子機制,生物體內有機大分子對環境因子變化的響應,生物大分子結構、功能演變與環境長期變化的關系以及其他生命層次生態現象的分子機理等。分子生態學理論和方法對傳統學科有巨大促進作用,同時,對解決諸如轉基因,克隆技術應用中的生態安全、環境與人類健康等重大問題,產生深刻影響。
隨著分子技術和其他傳統學科的越來越緊密的聯系和滲透,分子生態學在各個學科也越來越成熟。下面就環境微生物方面,談談幾點看法:就現在看來,微生物在分子生態學方面主要應用DGGE,FISH,PCR等分子技術研究微生物群落的種群組成和他們的空間分布以及對環境物質和能量的流動的影響。DGGE是一種用來分析微生物特別是細菌的生物多樣性的新技術。一般是利用甲醯胺和尿素作為變性劑,溫度恆定進行變性梯度凝膠電泳。我們都知道,細菌總DNA中的16S rDNA是比較保守的一段約1.5kb長的DNA序列。利用一對16S通用引物進行PCR擴增,再以產物為模板,擴增其中的約210bp的一段序列進行電泳。因為鹼基的組成不同,所以同樣長度相同的DNA序列在凝膠的位置不同,合適的條件下,該技術能檢測出一個鹼基的差異。所以利用該技術我們可以知道一個區域內,微生物(特別是細菌)生物組成的變化,哪些優勢種群。針對優勢種群,我們可以進一步鑒定其種類,確定其理化性質,再進一步轉接到需要該菌種的微生物種群中,改變它的組成(例如利用活性污泥發酵等)更好的解決環境污染問題,提高環境的抗污染能力。FISH是一種基因定位技術,利用該技術我們也可以用改變微生物的組成和它們之間的關系,以及同環境之間的關系,更好的為人類服務。
10. 遺傳多樣性的檢測方法
檢測遺傳多樣性的方法隨生物學尤其是遺傳學和分子生物學的發展而不斷提高和完善。從形態學水平、細胞學(染色體)水平、生理生化水平、逐漸發展到分子水平。然而不管研究是在什麼層次上進行,其宗旨都在於揭示遺傳物質的變異。任何檢測遺傳多樣性的方法,或在理論上或在實際研究中都有各自的優點和局限,還找不到一種能完全取代其它方法的技術。因此,包括傳統的形態學、細胞學以及同工酶和DNA 技術在內,各種方法都能提供有價值的資料,都有助於我們認識遺傳多樣性及其中的生物學意義。