什么是多样性阵列技术 (DArT)?


简介

遗传多样性可以定义为一个物种内从一代传到下一代的性状变化。遗传多样性越高,性状变异就越大。这种遗传变异可用于确定个体的序列信息。利用遗传多样性来分析和创建遗传图谱被称为多样性阵列技术 (DArT)。

DArT 是一种相对较新的评估多态性的方法,它是由于现有分子标记技术的局限性而开发的。这项技术已成功应用于植物育种计划。

什么是多样性阵列技术 (DArT)

DArT 是一种新技术,它不依赖于生物体的序列,是一种高通量技术,能够在一个实验中检测许多标记。它提供了一种更便宜、更实用且对整个基因组进行指纹识别的途径来研究和绘制个体之间的多样性。这项技术由 Kaiman Peng、Andrzej Killian、David Feinstein 和 Damian Jaccoud 于 2001 年开发。

这项技术可以使用少量初始 DNA 来分析大量样品。此外,与其他分子标记(如单核苷酸多态性 (SNP))相比,它更快且更具成本效益。

DArT 的步骤

DArT 主要涉及三个步骤,它们是:

  • 降低复杂性。

  • 基因组 DNA 的表达。

  • 检测。

降低复杂性

在此步骤中,使用某些限制性内切酶将来自特定目标物种的大型基因组 DNA 裂解成许多较小的片段,因为基因组 DNA 相对复杂,难以轻松管理。

  • 由于要分析的样本包含较高的多态性,因此所选限制性内切酶与用于退火的引物之间的偶联变得至关重要。

  • 所使用的限制性内切酶应高度特异于物种的非重复序列、非甲基化基因组。具有这些特性的最常用的限制性内切酶之一是 PstI,它是一种 II 型限制性内切酶,已广泛用于克隆、RFLP 和基因分型。

基因组 DNA 的表达

在使用特定限制性内切酶消化基因组 DNA 后,此步骤涉及选择包含基因库中最大数量多态性的消化产物,这具有重要意义。

  • 由于这些较小的片段充当了更大基因组 DNA 的代表,因此它们被称为表达。

  • 还建议不要选择重复序列,因为它们显示出最低的多态性或变异。当非重复序列丰富时,可以获得准确的结果。

DArT

在产生表达后,通过使用少量 T4 连接酶连接消化的片段来产生双链 DNA,并使用聚合酶链式反应对其进行扩增。

  • 重要的是使用限制性位点互补引物和在聚合酶链式反应期间不会受到抑制的 Taq 聚合酶变体。

  • 然后将产物与表达混合,然后将其插入载体中。然后,通过化学方法或电击方法将该载体转化到合适的宿主中。

  • 然后将转化的细胞在合适的培养基中培养并使其生长,并根据 X-gal 培养基中的抗生素抗性进行选择。

  • 然后通过聚合酶链式反应扩增插入片段,然后将产物插入微阵列载玻片中。离心载玻片以分离插入片段,然后对其进行纯化。

  • 另一种使用软件和荧光探针检测多态性的技术,该软件被称为 DArTsoft。

DArT 的优点

  • 这项技术最重要的优点是它不依赖于 DNA 序列,这使得它可用于许多物种。

  • 使用这项技术的使用者决定遗传分析的范围,它可以用于某些物种,并且可以扩展到野生品种。

  • 这项技术具有非常高的通量,这意味着它能够并行识别大量多态性标记。与其他技术相比,这项技术的成本非常低,并且可以进一步降低。

DArT 的应用

  • 与 RFLP、SNP、AFLP 等一样,它也可以用作遗传标记。使用此技术,可以低成本获得任何作物的基因组概况。

  • 它们还可以用于收集种质,可用于识别和管理生物多样性。

  • 这种方法非常快,它允许植物育种者在较短的时间内绘制数量性状基因座 (QTL),这使他们能够更加重视植物育种中的更重要因素。例如,可靠且精确的表型分析。

  • 由于它在农业生物技术中具有广泛的应用,因此它可用于发展中国家,以加快植物育种步伐并维护生物多样性。

结论

DArT 是一种相对独特的工具,有助于在无需基因组序列的情况下进行 DNA 分析。它是一种在植物育种领域经过验证的工具,成本更低。DArT 已成功应用于一些谷物,如小麦、大麦和水稻,并且正在进行更多研究工作以将其开发应用到某些高粱、鹰嘴豆和鸽子豌豆品种中,这可能对发展中国家产生更大的影响。

更新于: 2023年5月17日

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