微卫星标记(microsatellite),又被称为短
串联重复序列(short tandem repeats,STRs)或
简单重复序列(simple sequence repeats,
SSR),是
均匀分布于
真核生物基因组中的简单重复序列,由2~6个
核苷酸的串联重复片段构成,由于重复单位的重复次数在个体间呈高度
变异性并且数量丰富,因此微卫星标记的应用非常广泛。
微卫星位点通常通过
PCR扩增,扩增产物通过
电泳分析并根据大小分离
等位基因进行检测。
微卫星DNA 是真核生物
基因组重复序列中的主要组成部分,主要由串联
重复单元组成,每单元长度在1-10
bp 之间,1 个SSR 的总长度可达几十到几百个bp。每个微卫星DNA 都由
核心序列和
侧翼序列组成,其核心序列呈串联
重复排列。侧翼DNA 序列位于核心序列的两端,为保守的特异
单拷贝序列,能使
微卫星特异地定位于染色体
常染色质区的特定部位。
PCR扩增后的等位微卫星可以用多种方法检测,如荧光标记、
银染。 微卫星存在于大多数生物的基因组中,被广泛的应用于遗传
杂交育种和绘制染色体
遗传图谱等领域。高度多态的微卫星还可以用来在人群进行
个体识别。
1. 客户收集标本(血液或组织等标本)并提取DNA。
2. 设计引物序列并扩增,琼脂糖电泳检测结果。
5. 分析测序仪器读出的数据,给结果图谱。
Weber 将
微卫星分为3 类:单纯(pure) SSR、复合(
compound) SSR,和间隔(
interrupted) SSR。所谓单纯SSR 是指由单一的
重复单元所组成的序列,如(AT) n;复合SSR 则是由2 个或多个重复单元组成的序列,如(GT)n(AT)m;间隔SSR 在
重复序列中有其它核苷酸夹杂其中,如(GT)nGG(GT)m。
SSR 操作简单,仅需微量组织,即可使
DNA 降解,进行有效地分析鉴定。其标记带型简单,记录条带一致,客观明确,
PCR 技术的利用,使微卫星标记技术实现操作自动化。
与其它
标记技术相比,具有以下特点:首先,在每个
微卫星DNA 两端的序列多是相对保守的
单拷贝序列,尤其在
亲缘关系相近的物种间是保守的,而且在一些紧密相关的物种中其重复单位和重复次数具有一定的
相似性。
其次,这些小的、
串联排列的
重复序列经常是通过
核苷酸链的滑动
错配或者其它未知的过程来改变它们的长度,从而导致
微卫星在数量上的差异。微卫星的
突变率高:每代每个
配子的每个位点有25×10-5~1×10-2 突变,因此造成了它们的
多态性。微卫星
寡聚核苷酸的重复次数在同一物种的不同
基因型间差异很大。微卫星通常是复等位的,代表每个微卫星位点的
等位基因数目高度可变。
微卫星DNA 的多态性比RFLP 显著增高,Russell 等对几种
分子生物学方法(
RFLP,
AFLP,
RAPD,SSR)进行了比较,分别检测18 个大麦品系的
遗传多样性水平的变化情况,发现所有这些方法都能鉴别每一个品系,但各自反映的多态性程度不同。其中利用微卫星标记的13 对
引物产物全部呈多态,平均每一对引物有5.7个等位基因。AFLP、RFLP 与RAPD 多态性片段分别为36.4%、83.2%和66.3%。进一步研究还发现,
微卫星DNA 是中性的,微卫星DNA 标记呈
共显性的
孟德尔式遗传,能够鉴别
杂合体,对
隐性性状的选择十分有利,而且SSR 标记没有上位性效应,不受
环境条件和其它因素的影响,表现为中性标记。与其它形态标记相比,具有极显著的优越性,且对
植株的表现无影响。它具有比其它
分子标记(如
等位酶、
RFLP、RAPD 等)更多的可检测
等位基因,能够提供更细致的基因变化分析范围。