分子生物学技术在遗传多样性研究中的应用-国际生物多样性计划中国.PDFVIP

68 分子生物学技术在遗传多样性研究中的应用 何文珊 陆键键 (华东师范大学河口海岸国家重点实验室，上海200062) 摘要摘要 本文分析、讨论了分子生物学技术，特别是电泳分析技术、限制片断长度多态性 摘要摘要 (RFLP)技术、聚合酶链式反应 (PCR技术、随机扩增多态DNA(RAPD))技术和DNA序列 分析技术在染色体多样性、蛋自质多样性和DNA多样性三个遗传多样性的主要研究领域中 的应用、进展和展望。 关键词关键词 mtDNA RFLP技术 PCR技术 RAPD技术 DNA序列分析 遗传多样性 关键词关键词 生物多样性是衡量可再生资源的一个重要量度。它可简单表述为“生物之间的多样化和 变异性及物种生境的生态复杂性”。它把生态系统、物种或基因的数量和频度这两方面包含在 一个组合之内(McNeely，1992；Kresovich等，1992)。对生物多样性进行广泛而深刻的研究是 生物多样性保护的重要基础。 生物多样性的概念不仅包括种的数目，更注重种与种之间的差异程度。遗传多样性正是 着力于从分子水平研究种与种之间的差异程度 (Williams等，1991)。它是指生物个体基因内 的遗传信息总和，反映了种内同一种群内及不同种群问的遗传变异，是物种以上水平生物多样 性的重要来源。 所有的遗传变异都发生在分子水平，所以，分子生物学技术的发展为遗传多样性研究提供 了大量的新工具。本文将从染色体多样性、蛋白质多样性和DNA多样性三个方面来探讨分 子生物学技术在遗传多样性研究中的应用。 1 染色体多样性1 染色体多样性 1 1 染色体多样性染色体多样性 研究染色体多样性的实验很早就见于对果蝇 (Drosphila sp．)，瓢虫(Harmonia sp．)研究 的报道，尤其是前者的倒位多态现象(葛颂等，1994；胡志昂等，1994)。对染色体多样性的研 究集中于对有丝分裂中期其形态和着丝点位置的观察。只要有动物机体的实验材料(血液、 骨髓、皮肤、精巢等)，再利用各种方法 (Q带法、C带法、G带法、R带法等)就能根据染色体上 的条纹形态的不同，以相当正确地判别每一条染色体。这个方法已用于大部分家畜的种间亲 缘关系的研究(如牛、羊、猪、马、鸡和雁科)(Ferguson-Smith，1995)。染色体变异的各种方式 在研究中受到了重视，因为倒位，重组等都会导致基因型的改变(Schimenti，1995)。Aswatha－ narayana等(1994)发现，由于罗伯逊易位与臂间倒位，使得印度蝗虫的种内多样性十分丰富。 Salvado等(1994)通过对蚊子染色体的研究，发现转座因子对昆虫种群的差异性和生物多样 性有重要作用。转座因子可通过单纯的DNA复制机制表现出来，对于出现频繁的还可通过 RNA转录表现出来。许多转座因子都有编码潜力，能进入染色体。但是，选择压力和进化已 经确定了原有染色体与这些DNA序列的关系。转座因子只能偶尔由于遗传或染色体突变等 原因得以表达。当它们一旦被表达，就会得到复制，编码，种内交配也有助于这种因子的扩散。 如在一种蚊子 (Juan retropsons)的染色体中,由干转座因子被复制而形成一个独特的种群而 69 且这个种群已扩散到了全世界。在另一种蚊子(Culex pipiens)中，这种事件导致了该种对杀 虫剂的抵抗力。由于转座因子可以影响该虫体的生物性，所以，它也可用于研究和控制害虫的 遗传多样性的发展。利用以上手段也可迅速观察到生物在受污染 (核污染和化学污染)环境 中所发生的染色体异常现象。 性染色体也被用于动物的染色体多样性研究 。Y染色体遵