什麼是多樣性陣列技術 (DArT)?


簡介

遺傳多樣性可以定義為一個物種內從一代傳到下一代的性狀變化。遺傳多樣性越高,性狀變異就越大。這種遺傳變異可用於確定個體的序列資訊。利用遺傳多樣性來分析和建立遺傳圖譜被稱為多樣性陣列技術 (DArT)。

DArT 是一種相對較新的評估多型性的方法,它是由於現有分子標記技術的侷限性而開發的。這項技術已成功應用於植物育種計劃。

什麼是多樣性陣列技術 (DArT)

DArT 是一種新技術,它不依賴於生物體的序列,是一種高通量技術,能夠在一個實驗中檢測許多標記。它提供了一種更便宜、更實用且對整個基因組進行指紋識別的途徑來研究和繪製個體之間的多樣性。這項技術由 Kaiman Peng、Andrzej Killian、David Feinstein 和 Damian Jaccoud 於 2001 年開發。

這項技術可以使用少量初始 DNA 來分析大量樣品。此外,與其他分子標記(如單核苷酸多型性 (SNP))相比,它更快且更具成本效益。

DArT 的步驟

DArT 主要涉及三個步驟,它們是:

  • 降低複雜性。

  • 基因組 DNA 的表達。

  • 檢測。

降低複雜性

在此步驟中,使用某些限制性內切酶將來自特定目標物種的大型基因組 DNA 裂解成許多較小的片段,因為基因組 DNA 相對複雜,難以輕鬆管理。

  • 由於要分析的樣本包含較高的多型性,因此所選限制性內切酶與用於退火的引物之間的偶聯變得至關重要。

  • 所使用的限制性內切酶應高度特異於物種的非重複序列、非甲基化基因組。具有這些特性的最常用的限制性內切酶之一是 PstI,它是一種 II 型限制性內切酶,已廣泛用於克隆、RFLP 和基因分型。

基因組 DNA 的表達

在使用特定限制性內切酶消化基因組 DNA 後,此步驟涉及選擇包含基因庫中最大數量多型性的消化產物,這具有重要意義。

  • 由於這些較小的片段充當了更大基因組 DNA 的代表,因此它們被稱為表達。

  • 還建議不要選擇重複序列,因為它們顯示出最低的多型性或變異。當非重複序列豐富時,可以獲得準確的結果。

DArT

在產生表達後,透過使用少量 T4 連線酶連線消化的片段來產生雙鏈 DNA,並使用聚合酶鏈式反應對其進行擴增。

  • 重要的是使用限制性位點互補引物和在聚合酶鏈式反應期間不會受到抑制的 Taq 聚合酶變體。

  • 然後將產物與表達混合,然後將其插入載體中。然後,透過化學方法或電擊方法將該載體轉化到合適的宿主中。

  • 然後將轉化的細胞在合適的培養基中培養並使其生長,並根據 X-gal 培養基中的抗生素抗性進行選擇。

  • 然後透過聚合酶鏈式反應擴增插入片段,然後將產物插入微陣列載玻片中。離心載玻片以分離插入片段,然後對其進行純化。

  • 另一種使用軟體和熒光探針檢測多型性的技術,該軟體被稱為 DArTsoft。

DArT 的優點

  • 這項技術最重要的優點是它不依賴於 DNA 序列,這使得它可用於許多物種。

  • 使用這項技術的使用者決定遺傳分析的範圍,它可以用於某些物種,並且可以擴充套件到野生品種。

  • 這項技術具有非常高的通量,這意味著它能夠並行識別大量多型性標記。與其他技術相比,這項技術的成本非常低,並且可以進一步降低。

DArT 的應用

  • 與 RFLP、SNP、AFLP 等一樣,它也可以用作遺傳標記。使用此技術,可以低成本獲得任何作物的基因組概況。

  • 它們還可以用於收集種質,可用於識別和管理生物多樣性。

  • 這種方法非常快,它允許植物育種者在較短的時間內繪製數量性狀基因座 (QTL),這使他們能夠更加重視植物育種中的更重要因素。例如,可靠且精確的表型分析。

  • 由於它在農業生物技術中具有廣泛的應用,因此它可用於發展中國家,以加快植物育種步伐並維護生物多樣性。

結論

DArT 是一種相對獨特的工具,有助於在無需基因組序列的情況下進行 DNA 分析。它是一種在植物育種領域經過驗證的工具,成本更低。DArT 已成功應用於一些穀物,如小麥、大麥和水稻,並且正在進行更多研究工作以將其開發應用到某些高粱、鷹嘴豆和鴿子豌豆品種中,這可能對發展中國家產生更大的影響。

更新於: 2023年5月17日

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