Ⅰ 遺傳多樣性是物種內基因的多樣性
A、遺傳多樣性是指生物的基因的多樣性,不是指同一個物種,A錯誤;
B、黑種人、黃種人、白種人為同一個物種,故其性狀差異屬於遺傳多樣性造成的,B正確;
C、檢驗遺傳多樣性的方法可用DNA分子雜交等方法,C錯誤;
D、某物種的遺傳多樣性越大,變異類型越多,越有利於該物種的進化,D錯誤.
故選:B.
Ⅱ 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.
Ⅲ issr技術為什麼能檢測遺傳多樣性
ISSR技術在生物學中最主要的應用是分析和評估種群的遺傳多樣性。由於ISSR技術能提供較大數目的DNA片段,可以掃描基因組內的多態位點,因而也是一種用於分析物種、種群、不同品系、甚至是個體間遺傳差異的理想方法。Gupta等用23個SSR單核苷酸引物對5種植物、大馬哈魚、雞、牛和人共計9種真核生物進行研究,結果表明擴增產物中的多態性條帶不僅能夠區分物種個體、品系和變種,同時還發現觀察到的多態性水平與物種內遺傳多樣性有關。
Ⅳ 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.
Ⅳ 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。
Ⅵ 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。
Ⅶ 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。
Ⅷ 度量作物遺傳多樣性有哪些指標
1.形態學標記
有多態性的、高度遺傳的形態學性狀是最早用於多樣性研究的遺傳標記類型。這些性狀的多樣性也稱為表型多樣性。形態學性狀的鑒定一般不需要復雜的設備和技術,少數基因控制的形態學性狀記錄簡單、快速和經濟,因此長期以來表型多樣性是研究作物起源和進化的重要度量指標。尤其是在把數量化分析技術如多變數分析和多樣性指數等引入之後,表型多樣性分析成為了作物起源和進化研究的重要手段。例如,Jain等(1975)對3000多份硬粒小麥材料進行了表型多樣性分析,發現來自衣索比亞和葡萄牙的材料多樣性最豐富,次之是來自義大利、匈牙利、希臘、波蘭、塞普勒斯、印度、突尼西亞和埃及的材料,總的來看,硬粒小麥在地中海地區和衣索比亞的多樣性最高,這與其起源中心相一致。Tolbert等(1979)對17000多份大麥材料進行了多樣性分析,發現衣索比亞並不是多樣性中心,大麥也沒有明顯的多樣性中心。但是,表型多樣性分析存在一些缺點,如少數基因控制的形態學標記少,而多基因控制的形態學標記常常遺傳力低、存在基因型與環境互作,這些缺點限制了形態學標記的廣泛利用。
2.次生代謝產物標記
色素和其他次生代謝產物也是最早利用的遺傳標記類型之一。色素是花青素和類黃酮化合物,一般是高度遺傳的,在種內和種間水平上具有多態性,在20世紀60年代和70年代作為遺傳標記被廣泛利用。例如,Frost等(1975)研究了大麥材料中的類黃酮類型的多樣性,發現類型A和B分布廣泛,而類型C只分布於衣索比亞,其多樣性分布與同工酶研究的結果非常一致。然而,與很多其他性狀一樣,色素在不同組織和器官上存在差異,基因型與環境互作也會影響到其數量上的表達,在選擇上不是中性的,不能用位點/等位基因模型來解釋,這些都限制了它的廣泛利用。在20世紀70至80年代,同工酶技術代替了這類標記,被廣泛用於研究作物的遺傳多樣性和起源問題。
3.蛋白質和同工酶標記
蛋白質標記和同工酶標記比前兩種標記數目多得多,可以認為它是分子標記的一種。蛋白質標記中主要有兩種類型:血清學標記和種子蛋白標記。同工酶標記有的也被認為是一種蛋白質標記。
血清學標記一般來說是高度遺傳的,基因型與環境互作小,但迄今還不太清楚其遺傳特點,難以確定同源性,或用位點/等位基因模型來解釋。由於動物試驗難度較大,這些年來利用血清學標記的例子越來越少,不過與此有關的酶聯免疫檢測技術(ELISA)在系統發育研究(Esen and Hilu,1989)、玉米種族多樣性研究(Yakoleff et al.,1982)和玉米自交系多樣性研究(Esen et al.,1989)中得到了很好的應用。
種子蛋白(如醇溶蛋白、谷蛋白、球蛋白等)標記多態性較高,並且高度遺傳,是一種良好的標記類型。所用的檢測技術包括高效液相色譜、SDS-PAGE、雙向電泳等。種子蛋白的多態性可以用位點/等位基因(共顯性)來解釋,但與同工酶標記相比,種子蛋白檢測速度較慢,並且種子蛋白基因往往是一些緊密連鎖的基因,因此難以在進化角度對其進行詮釋(Stegemann and Pietsch,1983)。
同工酶標記是DNA分子標記出現前應用最為廣泛的遺傳標記類型。其優點包括:多態性高、共顯性、單基因遺傳特點、基因型與環境互作非常小、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用(Soltis and Soltis,1989)。例如,Nevo等(1979)用等位酶研究了來自以色列不同生態區的28個野生大麥居群的1179個個體,發現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,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,發現不同國家的材料每種同工酶的發生頻率不同,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、越南和中國雲南等地區的材料酶譜類型十分豐富,這個區域也被認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、小麥和玉米上發現過無效同工酶、在玉米和高粱上發現過顯性同工酶、在玉米和番茄上發現過上位性同工酶,在某些情況下也存在基因型與環境互作。
然而,蛋白質標記也存在一些缺點,這包括:①蛋白質表型受到基因型、取樣組織類型、生育期、環境和翻譯後修飾等共同作用;②標記數目少,覆蓋的基因組區域很小,因為蛋白質標記只涉及到編碼區域,同時也並不是所有蛋白質都能檢測到;③在很多情況下,蛋白質標記在選擇上都不是中性的;④有些蛋白質具有物種特異性;⑤用標準的蛋白質分析技術可能檢測不到有些基因突變。這些缺點使蛋白質標記在20世紀80年代後慢慢讓位於DNA分子標記。
4.細胞學標記
細胞學標記需要特殊的顯微鏡設備來檢測,但相對來說檢測程序簡單、經濟。在研究多樣性時,主要利用的兩種細胞遺傳學標記是染色體數目和染色體形態特徵,除此之外,DNA含量也有利用價值(Price,1988)。染色體數目是高度遺傳的,但在一些特殊組織中會發生變化;染色體形態特徵包括染色體大小、著絲粒位置、減數分裂構型、隨體、次縊痕和B染色體等都是體現多樣性的良好標記(Dyer,1979)。在特殊的染色技術(如C帶和G帶技術等)和DNA探針的原位雜交技術得到廣泛應用後,細胞遺傳學標記比原先更為穩定和可靠。但由於染色體數目和形態特徵的變化有時有隨機性,並且這種變異也不能用位點/等位基因模型來解釋,在多樣性研究中實際應用不多。迄今為止,細胞學標記在變異研究中,最多的例子是在檢測離體培養後出現的染色體數目和結構變化。
5.DNA分子標記
20世紀80年代以來,DNA分子標記技術被廣泛用於植物的遺傳多樣性和遺傳關系研究。相對其他標記類型來說,DNA分子標記是一種較為理想的遺傳標記類型,其原因包括:①核苷酸序列變異一般在選擇上是中性的,至少對非編碼區域是這樣;②由於直接檢測的是DNA序列,標記本身不存在基因型與環境互作;③植物細胞中存在3種基因組類型(核基因組、葉綠體基因組和線粒體基因組),用DNA分子標記可以分別對它們進行分析。目前,DNA分子標記主要可以分為以下幾大類,即限制性片段長度多態性(RFLP)、隨機擴增多態性DNA(RAPD)、擴增片段長度多態性(AFLP)、微衛星或稱為簡單序列重復(SSR)、單核苷酸多態性(SNP)。每種DNA分子標記均有其內在的優缺點,它們的應用隨不同的具體情形而異。在遺傳多樣性研究方面,應用DNA分子標記技術的報道已不勝枚舉。
Ⅸ 遺傳多樣性的來源有哪些其常見的檢查方法有哪幾類各有何有特點
非同源染色體的自由組合;同源染色體非姐妹染色單體交叉互換;精子與卵細胞結合的隨機性;基因突變和染色體變異