特異引物的PCR標記所用引物是針對已知序列的 DNA 區段而設計的,具有特定核苷酸序列(通常為 18—24 bp),可在常規PCR復性溫度下進行擴增,對基因組 DNA 的特定區域進行多態性分析。
①序列標志位點
(Sequence Tagged Sites,STS)
STS是對以特定對引物序進行PCR特異擴增的一類分子標記的統稱。通過設計特定的引物,使其與基因組DNA序列中特定結合位點結合,從而可用來擴增基因組中特定區域,分析其多態性。利用特異PCR技術的最大優點是它產生信息非常可靠,而不像RFLP和RAPD那樣存在某種模糊性。
②簡單重復序列
(Simple Sequence Repeat,SSR)
簡單重復序(SSR)也稱微衛星DNA,其串聯重復的核心序列為1一6 bp,其中最常見是雙核苷酸重復,即(CA) n和(TG) n每個微衛星DNA的核心序列結構相同,重復單位數目10一60個,其高度多態性主要來源于串聯數目的不同。SSR標記的基本原理:根據微衛星序列兩端互補序列設計引物,通過PCR反應擴增微衛星片段,由于核心序列串聯重復數目不同,因而能夠用PCR的方法擴增出不同長度的PCR產物,將擴增產物進行凝膠電泳,根據分離片段的大小決定基因型并計算等位基因頻率。
SSR具有以下一些優點:(l)一般檢測到的是一個單一的多等位基因位點;⑵微衛星呈共顯性遺傳,故可鑒別雜合子和純合子;⑶所需DNA量少。顯然,在采用SSR技術分析微衛星DNA多態性時必須知道重復序列兩端的DNA序列的信息。如不能直接從DNA數據庫查尋則首先必須對其進行測序。
③序列特異性擴增區
(Sequence—characterized Amplified Region,SCAR)
SCAR標記是在RAPD技術基礎上發展起來的。SCAR標記是將目標 RAPD 片段進行克隆并對其末端測序,根據 RAPD 片段兩端序列設計特異引物,對基因DNA 片段再進行PCR特異擴增,把與原RAPD片段相對應的單一位點鑒別出來。SCAR標記是顯性遺傳,待檢 DNA 間的差異可直接通過有無擴增產物來顯示。SCAR標記方便、快捷、可靠,可以快速檢測大量個體,結果穩定性好,重現性高。
④單引物擴增反應
(Single Primer Amplification Reaction,SPAR)
SPAR技術是與RAPD技術相似的一種標記技術,SPAR也只用一個引物,但所用的引物是在SSR的基礎上設計的。這些引物能與SSR之間的間隔序列進行特異性結合,然后通過PCR技術擴增SSR之間的DNA序列,凝膠電泳分離擴增產物,分析其多態性。另外,還有一種與SPAR技術非常相似的標記技術,即ISTR (Inverse Sequence—tagged Repeat)技術,ISTR所用的引物是在反向重復序列基礎上設計的,PCR擴增的是反向重復序列之間的DⅣA序列。
⑤DNA單鏈構象多態性
(Single Strand Conformation Polymorphism,SSCP)
SSCP是指等長的單鏈DNA因核昔酸序列的差異而產生構象變異,在非變性聚丙烯酞胺中的表現為電泳遷移率的差別。單鏈DNA構象分析對DNA序列的改變非常敏感,常常一個堿基差別都能顯示出來。在SSCP分析中,利用PCR技術定點擴增基因組DNA中某一目的片段,將擴增產物進行變性處理,雙鏈DNA分開成單鏈,再用非變性聚丙烯酞胺凝膠電泳分離,根據條帶位置變化來判斷目的片段中是否存在突變。SSCP結果判定是通過多個樣品之間對比,觀察條帶之間位置改變,從而顯示出不同生物個體的DNA特異性,達到指紋分析目的。為了進一步提高SSCP的檢出率,可將SSCP分析與其它突變檢測方法相結合。其中與雜交雙鏈分析(Heterocluplex analysis,Het)法結合可以大大提高檢出率。Het法是用探針與要檢測的單鏈DNA或RNA進行雜交,含有一對堿基對錯配的雜交鏈可以和完全互補的雜交鏈在非變性PAG凝膠上通過電泳被分離開。對同一靶序列分別進行SSCP和Het分析可以使點突變的檢出率接近100%,而且實驗簡便。
⑥雙脫氧化指紋法
(Dideoxy Fingerprints,ddF)
ddF是將雙脫氧末端終止測序法與SSCP結合起來的分析技術,對由雙脫氧末端終止的長短不一的單鏈DNA進行SSCP分析。如果目的片段存在一個突變,則所有大于某一大小對應于突主變位置的雙脫氧終止片段無野生型系統,對于每一個突有多次機會檢測其遷移率改變,提高了檢測突變的效率。ddF方法克服了SSCP分析時因DNA長度影響SSCP顯示的困難,通過一種雙脫氧核昔酸生產特異性的單鏈DNA,使其中長度合適的DNA片段顯示SSCP改變。