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sNP分子标记在昆虫学中的应用前景 郭晓军。罗晨，张帆 (北京市农林科学院植保环保所。北京 100089) 摘要：单核苷酸多态性(sNP)的研究讵受到广泛关注，随着模式动物果蝇基因组全长序列的测定，以 时位点为重要信息构建遗传图谱。对重要资源昆虫生物多样性研究具有十分重要的意义。刚P是继A订P、 ssl{标记之后的第三代遗传标记，具有：态性，高频率、稳定遗传和高丰富度的特点。sNP分子栝记在昆 虫学研究中具有广泛的应用前景。 关键词：单棱昔酸多态性；遗传标记；昆虫学；应用 nucleotjde +单核苷酸多态性(single poly|mphi％，sNP)，主要是指在基因组水平上由单个 核苷酸的变异所引起的DNA序列的多态性…。自l卯7年获得对物种DNA进行测序的技术手 段后。科学研究者认识到基因序列的羞异性是部分碱基的替换所引起的。随着基因芯片技术 的发展和应用，sNP分子标记在动、植物基因缀研究和遗传学的研究中逐步广泛使用。特别 是在人类基因组和重要模式生物基因组研究当中，以sNP分子标记为技术手段，构建了染 色体遗传图谱，并发现了一些重要的功能基因。sⅣP作为第三代遗传标记，具有二态性、高 频率、稳定遗传和丰富的多态性，以及易于自动检测等优点，且可以揭示其他分子标记所不 能检测到的遗传多态性．其研究应用前景十分广泛。 l SNP原理及特点 单核苷酸多态性一般是指基因组内某一特定核苷酸位置上的碱基由于转换、颠换、插 人、缺失等变化所造成的突变。尽管碱基突变通常是4种碱基随机性的，但SNP大多为二等 位多态性，且转换发生的机率大于颠换等其他几种突变啦j。转换的机率之所以高。可能是因 为cpG二核菅酸上的胞嘧啶残基是基因序列中最易发生突变的位点，其中大多数是甲基化 的。可以自发地脱去氨基形成胸腺嘧啶【3J。 在基因组中。任何碱基均有可能发生变异。因此，sNP既町以发生在基因序列内，也可 以发生在基因以外的非编码序列上，但是总体来说位于编码区内的SNP(cSNP)比较少。从 对生物的遗传性状的影响上来看，编码区sNP又可以分为两种：一种是同义cSNP(synony． mus csNP)，SNP所致的编码序列的改变并不影响其所翻译的蛋白质的氨基酸序列。另一种 生改变，从而影响了蛋白质的功能。这种改变常是导致生物性状改变的直接原因14j。 SNP在基因组中分布非常广泛，据科学推算，纂因组中平均每l000个碱基中就可能出 现一个SNP位点。但在一些生物物种中。可能达到平均每2f)0—500个碱基就会有一个SNP 位点。而在玉米、水稻等植物中，sNP出现的频率会更高。可能是选择压力不同造成的数量 差异口J。此外，SNP在生物体单个基因组或者整个基因组中分布是不均匀的。 自Lander在1996年第一次提出sNP作为新一代的分予标记后，国际上先后在1998年和 2000年召开“SNP与复杂基因缛”国际会议，其宗旨是探讨刚P在复杂基因组研究中应用 的可能性，其内容包括方法、应用与开发【6J。科学家近几年先后用sNP构建了密度为2cM 以及含142万个sNP、密度达lsNP／1．9kb的人类遗传图谱。井且已开展了人类重大疾病相关 昆虫学研究进展 功能基因的SNP研究[”。美国国立生物技术信息中心(NcBI)已建立了SNP公用数据库． 截至到2002年2月，注册数已达412万“J。 20世纪80年代以来，科学研究者通过对线粒体DNA序列的研究，开始了生物种群生态 学和进化方面的分子研究。到目前为止，遗传标记已经发展到了第三代，从第一代的扩增片 段长度多态性图谱(AnP)，列第二代的微卫星标记图谱(ssR)，再到必威体育精装版的单核苷酸多态 性标记(sNP)。Ant和SSR已经在种群遗传学研究当中应用，并且取得了很好的研究成 果。AfIP基于PcR，不需要知道扩增DNA的序列，同时其结果可靠重复性高．有较高的分 辨率和最高的信息量。但AFLP的标记多为显性标记，在同源性较高的不同种群问得到差异 条带将十分困难。同时。对技术方法上仍比较复杂，技术条件严格伸J。SsR则一般为单一的 多等位基因位点。并且一个位点包括多个等位基因。因此具有高度多态性。同时，ssR呈孟 德尔共显性遗传模式，检测手段简单，规模小。但sSR大多数存在于基因序列的非编码区， 在一些重要的功能基因编码区内ssR则无法体现出应有的遗传信息}9’1…。 s