DNA分子水平上的多態(tài)性檢測(cè)技術(shù)是進(jìn)行基因組研究的基礎(chǔ)。運(yùn)用隨機(jī)引物擴(kuò)增尋找多態(tài)性DNA片段可作為分子標(biāo)記。這種方法即為RAPD(Random amplified polymorphic DNA ,隨機(jī)擴(kuò)增的多態(tài)性DNA)。盡管RAPD技術(shù)誕生的時(shí)間很短, 但由于其*的檢測(cè)DNA多態(tài)性的方式以及快速、簡(jiǎn)便的特點(diǎn),使這個(gè)技術(shù)已滲透于基因組研究的各個(gè)方面。該RAPD技術(shù)建立于PCR技術(shù)基礎(chǔ)上,它是利用一系列(通常數(shù)百個(gè))不同的隨機(jī)排列堿基順序的寡聚核苷酸單鏈(通常為10聚體)為引物,對(duì)所研究基因組DNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增.聚丙烯酰胺或瓊脂糖電泳分離,經(jīng)EB染色或放射性自顯影來檢測(cè)擴(kuò)增產(chǎn)物DNA片段的多態(tài)性,這些擴(kuò)增產(chǎn)物DNA片段的多態(tài)性反映了基因組相應(yīng)區(qū)域的DNA多態(tài)性。RAPD所用的一系列引物DNA序列各不相同,但對(duì)于任一特異的引物,它同基因組DNA序列有其特異的結(jié)合位點(diǎn).這些特異的結(jié)合位點(diǎn)在基因組某些區(qū)域內(nèi)的分布如符合PCR擴(kuò)增反應(yīng)的條件,即引物在模板的兩條鏈上有互補(bǔ)位置,且引物3"端相距在一定的長(zhǎng)度范圍之內(nèi),就可擴(kuò)增出DNA片段.因此如果基因組在這些區(qū)域發(fā)生DNA片段插入、缺失或堿基突變就可能導(dǎo)致這些特定結(jié)合位點(diǎn)分布發(fā)生相應(yīng)的變化,而使PCR產(chǎn)物增加、缺少或發(fā)生分子量的改變。通過對(duì)PCR產(chǎn)物檢測(cè)即可檢出基因組DNA的多態(tài)性。分析時(shí)可用的引物數(shù)很大,雖然對(duì)每一個(gè)引物而言其檢測(cè)基因組DNA多態(tài)性的區(qū)域是有限的,但是利用一系列引物則可以使檢測(cè)區(qū)域幾乎覆蓋整個(gè)基因組。因此RAPD可以對(duì)整個(gè)基因組DNA進(jìn)行多態(tài)性檢測(cè)。另外,RAPD片段克隆后可作為RFLP的分子標(biāo)記進(jìn)行作圖分析。
在真核生物基因組中均存在著由1~4個(gè)堿基對(duì)組成的簡(jiǎn)單重復(fù)序列(Simple Sequence Repeats)簡(jiǎn)稱SSR,又稱之為微衛(wèi)星(Microsalite),如(GA)n、(AC)n、(GAA)n等。同一類微衛(wèi)星DNA可分布在整個(gè)基因組不同位置上,由于其重復(fù)次數(shù)不同或重復(fù)程度不*而形成每個(gè)座位的多態(tài)性。SSR兩端有一段保守的DNA序列,通過這段序列可以設(shè)計(jì)一段互補(bǔ)序列的寡聚核苷酸引物,對(duì)SSR進(jìn)行PCR擴(kuò)增,由于SSR多態(tài)性僅由簡(jiǎn)單序列的重復(fù)次數(shù)的差異引起的,通常表現(xiàn)為共顯性。SSR擴(kuò)增產(chǎn)物通常采用高濃度的瓊脂糖膠或聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測(cè)。ISSR(Inter-Simple Sequence Repeats)是一種新型的分子標(biāo)記,是于1994年創(chuàng)建的一種簡(jiǎn)單序列重復(fù)區(qū)間擴(kuò)增多態(tài)性分子標(biāo)記。它的生物學(xué)基礎(chǔ)仍然是基因組中存在的SSR。ISSR標(biāo)記根據(jù)植物廣泛存在SSR的特點(diǎn),利用在植物基因組中常出現(xiàn)的SSR本身設(shè)計(jì)引物,無需預(yù)先克隆和測(cè)序。用于ISSR-PCR擴(kuò)增的引物通常為16~18個(gè)堿基序列,由1~4個(gè)堿基組成的串聯(lián)重復(fù)和幾個(gè)非重復(fù)的錨定堿基組成,從而保證了引物與基因組DNA中SSR的5’或3’末端結(jié)合,導(dǎo)致位于反向排列,間隔不太大的重復(fù)序列間的基因組節(jié)段進(jìn)行PCR擴(kuò)增。SSR在真核生物中的分布是非常普遍的,并且進(jìn)化變異速度非???因而錨定引物的ISSR-PCR可以檢測(cè)基因組許多位點(diǎn)的差異。有時(shí)為了增加多態(tài)性,常常采用一個(gè)SSR序列和一個(gè)隨機(jī)引物組成的引物對(duì),這樣就又獲得了另一種與SSR相關(guān)的標(biāo)記,這種標(biāo)記一端可以錨定在SSR序列中,另一端則可以通過隨機(jī)引物來篩選,同一個(gè)SSR序列引物與不同的隨機(jī)引物組合,可以獲得各種各樣的組合,從而得到更多的多態(tài)性。
RAPD
一、 材料 不同來源的DNA(50ng/ul)。
二、設(shè)備
PCR儀,PCR管或硅化的0.5ml eppendorf管,電泳裝置。
三、試劑
1、隨機(jī)引物(10mer) (5umol/L):購買成品。
2、taq酶(5U/ul):購買成品。
3、10xPCR 緩沖液:500mmol/L KCl, 100mmol/L Tris•Cl, 在25℃下, pH9.0, 1.0% Triton X-100。
4、MgCl2 :25mmol/L。
5、dNTP(1mmol/L):每種2.5mmol/L。
6、5*TBE buffer
注意:槍頭和Epp管要滅菌
四、操作前準(zhǔn)備
1.dNTP工作液處理:
dATP(100Mm)+ dGTP(100Mm)+ dTTP(100Mm)+ dCTP(100Mm)各取出10ul混合,再從中取出4ul+96ulH2O ,配成1mM
dNTP過夜凍融會(huì)降解,各取4種dNTP各10ul混合后作為儲(chǔ)液
2.DNA模板的處理:
DNA不能反復(fù)凍融,取DNA提取液5ul與H20 45ul混合,即將模板稀釋10倍,大約20ng/ul
3.引物(0.2OD)
室溫平衡2min,離心機(jī)zui高速度離心2min,加入400ul H20,充分溶解,成為5Um
4.Taq酶處理
Taq母液5u/ul稀釋5倍成為1u/ul
5.Maker處理
1ul(50ug)Maker+1ul Loading buffer+4ul ddH20
6.5×TBE buffer(5L)
27g Tris-base+13.75g硼酸+10ml 0.5mol/l EDTA(PH8.0) +ddH2O
五、操作步驟:
1. 在25ul反應(yīng)體系中,加入(1tube)(可以混合多管后分裝)
模板DNA(5Um) 4ul (50ng)
隨機(jī)引物(5Um) 2ul (約5pmol)
10xPCR Buffer(1*) 2.5ul
MgCl2 (25Mm) 2.5ul
dNTP(1Mm) 2.5ul
Taq酶 1單位(U) 0.2ul
加ddH2O 至 25ul ()為原濃度
混勻稍離心, 加一滴礦物油。
2. 在加熱至90℃以上的PCR儀中預(yù)變性94℃ 2分鐘, 然后循環(huán): 94℃ 1分鐘, 36℃ 1分鐘, 72℃ 2分鐘,共40輪循環(huán)。
3. 循環(huán)結(jié)束后, 72℃ 7分鐘,4℃保存。
4. 取PCR產(chǎn)物20ul加4ul上樣緩沖液 (6x)(1:5)于1.4% 瓊脂糖膠上電泳(可以不換槍頭,于緩沖液中沖洗),高壓200V 2min使樣品離孔,穩(wěn)壓60V2h(電壓低帶型整齊, 分辨率高)(小板)。
5. Maker 4ul
6. 電泳結(jié)束,觀察、拍照。
[注意] 1、電泳時(shí)一般RAPD帶有5-15條, 大小0.1-2.0kb。
2、 特異性的DNA帶可以克隆作為一個(gè)新的分子標(biāo)記應(yīng)用。
ISSR
反應(yīng)體系:10xPCR Buffer 2ul
模板DNA(5Um) 4ul (50ng)
引物(5Um) 2ul (約5pmol)
MgCl2 (25Mm) 2.5ul
dNTP(1Mm) 2.5ul
Taq酶 1單位(U) 0.2ul
加ddH2O 至 20ul
ISSR-PCR設(shè)置: 94℃變性5min后,94℃變性30sec,52℃退火45sec,72℃延伸2min,共45個(gè)循環(huán),然后72℃延伸7min,zui后將結(jié)果置于4℃冰箱中。擴(kuò)增產(chǎn)物在用5×TBE配制的2.0%的瓊脂糖凝膠中電泳分離