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SNP分子标记的原理及其分型方法的比较

2020.5.11

美国学者Eric S. Lander于1996年正式提出单核苷酸多态性(SNP)为第三代分子标记以后,SNP已经广泛应用于经济性状关联分析、生物遗传连锁图谱构建、人类致病基因筛选、致病风险诊断及预测、个体化药物筛选等生物、医学研究领域。在经济作物育种领域,检测SNP可实现对所需性状的早期选择。这种选择具有准确性高的特点,能够有效避免形态学和环境因素的干扰,从而极大的缩短育种进程。因此,SNP在基础研究领域发挥着巨大作用。

单核苷酸多态性

单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism,SNP)是指相同或不同物种的个体DNA 序列同一位置上存在单核苷酸差异的现象。单个碱基的插入、缺失、转换和颠倒均可以造成这种差异。在过去,SNP 的定义有别于突变。一个变异位点需要其中一个等位基因在群体中的频率大于1%才能被定义为SNP位点。但随着现代生物学理论拓展和技术应用的需要,等位基因频率已不再是限制SNP定义的必要条件。根据National Center for Biotechnology Information (NCBI)下的Single Nucleotide Polymorphisms (dbSNP)数据库所收录的单核苷酸变异数据,低频插入/删除、微卫星变异等也被记入在内。

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SNP发生频率和位置

在人体中,SNP 发生频率为0.1%。换言之,平均每1000个碱基对中就有可能出现一个SNP位点。虽然出现的频率较高,但并非所有的SNP位点都能成为性状相关候选标记。这主要与SNP 发生的位置有关。

理论上,SNP可以发生在基因组序列任何位置。发生在编码区的SNP可以产生同义突变和非同义突变,即突变前后氨基酸改变或不改变。出现改变的氨基酸通常会使肽链丧失原有功能(错义突变),也可能导致翻译中止(无义突变)。发生在非编码区和基因间隔区的SNP则可能影响mRNA剪切、非编码RNA序列构成、转录因子与DNA 结合效率等。具体关系如图所示:

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几种常见SNP 分型方法及其比较

根据原理的不同,将常见的SNP检测方法分为如下几类:

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注:表中所列为目前使用比较常见的SNP检测方法,其他检测方法如特异位点杂交(ASH)、特异位点引物延伸(ASPE)、单碱基延伸(SBCE)、特异位点切割(ASC)、基因芯片技术、质谱技术等未进行归类比较。

以上几种常见SNP检测方法中核酸纯化的成本和时间都是无法避免的。但是,基于Foregene直接PCR技术的相关试剂盒可实现直接将未经纯化的样本进行PCR或qPCR扩增,为SNP检测带来了前所未有的便捷。

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Foregene开发了针对各种样本类型直接PCR/qPCR试剂盒,如:动物组织(鼠尾、斑马鱼等),植物叶片、种子(包括多糖多酚样本)等。


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