Ⅰ 请问基因的拷贝数是怎么定义的,怎么计算啊
拷贝数就是指该基因在某一生物群体或个体中存在的个数. 单拷贝就是该基因在基因组中只有一个,多则指有多个,一般来讲研究基因的拷贝数要用southern blot来鉴定
Ⅱ 请问基因的拷贝数是怎么定义的,怎么计算啊
拷贝数就是指该基因在某一生物群体或个体中存在的个数.
单拷贝就是该基因在基因组中只有一个,多则指有多个,一般来讲研究基因的拷贝数要用southern
blot来鉴定
Ⅲ 什么是基因拷贝数
实时荧光定量 PCR技术用于检测插入的外源基因拷贝数
自 1994 年,第一例转基因植物产品 Flavr Savr TM 西红柿在美国上市,到 2003 年底,世界范围内转基因作物已遍布 18 个国家和地区,种植面积达 167.2 万英亩 (6770 万公顷 )( Ewen SWB,1999; 北国网 ) 。大量实践使得植物转基因技术已有了比较经典和成熟的技术路线。除了在商业领域内获得抗性植株外,植物转基因技术还延伸到植物生理学研究(生化反应途径、植物抗病、抗逆性)以及生物反应器研究(药物、疫苗等)中( Khachatourians 2002 )。
一般经过上游表达载体的设计构建以及下游转化体系的建立、转化品系的筛选鉴定等一系列步骤后,即获得 T 0 代转基因植物。在转化过程中,外源 DNA 随机插入植物基因组内,插入的拷贝数和位点都不固定。插入外源基因的拷贝数低( 1 或 2 个)能较好的表达,插入的拷贝数多则会导致表达的不稳定甚至基因沉默现象( Flavell 1994 , Vaucheret et al 1998 )。因此,检测 T 0 代转基因植物的外源基因的拷贝数是研究其分子特性的基础步骤之一。
Southern blot 是一种常用的 DNA 定量的分子生物学方法。其原理是将待测的 DNA 样品固定在固相载体(硝酸纤维膜或尼龙膜)上,与标记的核酸探针进行杂交,在与探针有同源序列的固相 DNA 的位置上显示出杂交信号,通过检测信号的有无、强弱可以对样品定性、定量,从而计算出转入的拷贝数。 Southern 法准确性高、特异性强,但存在费时费力的缺点。另外,由于 Southern 法检测不经过靶片段的扩增( PCR ),一般每个电泳通道需要 10-30 μ g 的 DNA ,在实际操作中就需要较大量的植物材料来提取 DNA ,而转基因植物的愈伤组织在无菌条件下经过筛选、重新分化后一般都比较细弱,不宜大量取样。如果外源基因在插入时发生基因重组,造成限制性酶切位点丢失, Southern 法也无法检测到。这些因素都制约了 Southern 法在 T 0 代转基因植物中检测外源基因拷贝数的应用。
实时荧光定量 PCR 技术是一种较新的 DNA 定量方法。其定量的基本原理是在 PCR 反应体系中加入非特异性的荧光染料(如: SYBR GREEN I )或特异性的荧光探针(如: Taqman 探针),实时检测荧光量的变化,获得不同样品达到一定的荧光信号(阈值)时所需的循环次数: CT 值( Cycle Threshold );通过将已知浓度标准品的 CT 值与其浓度的对数绘制标准曲线,就可以准确定量样品的浓度。荧光定量 PCR 技术具有简便、快捷的优点,能够有效扩增低拷贝的靶片段 DNA ,对每克样品中 20pg-10ng 的转基因成分进行有效检测。同时,与 Southern 法相比,荧光定量 PCR 技术可对 T-DNA 的不同序列进行扩增,因此能实现对转基因品系中的基因重组的检测( Giovanna 2002 )。
选择一种合适的阳性标准品来绘制标准曲线,是应用实时荧光定量 PCR 技术准确定量模板初始浓度的基础。近年来,国内外的科学家做了不同的尝试。
P Song ( 2002 )等人认为:理想的标准品应该是已插入外源基因的植物基因组 DNA ,并且用 Southern blot 准确测得插入的外源基因拷贝数。但是在实际研究中,很难得到这样一套标准品。因此,他提出替代方案,根据外源基因拷贝数和野生型植物基因组 DNA 的大小,按一定浓度比率混合,制成标准曲线。例如,在转基因玉米的外源基因拷贝数研究中他们发现:在加入荧光染料 SYBR GREEN I 的 20 μ L PCR 反应体系中,应以 6 ng 野生型玉米基因组 DNA 作为模板量。已知玉米基因组 DNA 大小为 2.5 × 10 9 bp ( Armuganathan and Earle 1999 ),相应于 6 ng 的玉米基因组 DNA ,即可计算出模拟 1 , 2 , 4 , 8 , 16 个外源基因拷贝时,应加入的质粒 DNA 的量。以这些梯度混合液作为标准品,就可绘制标准曲线,检测样品的浓度并计算插入的拷贝数了。实验表明,用这种方法获得的数据和 Southern blot 的结果相当一致。
Giovanna ( 2002 )将农杆菌介导的转基因番茄作为研究材料,选择了双元载体 T-DNA 区上的两个外源基因: TSWV-N ( Tomato spotted wilt virus )、 npt Ⅱ ( neomycin phosphoril-transferase Ⅱ ) 和一个单拷贝的内源基因( endogenous gene )作为荧光定量 PCR 扩增的模板,检测外源基因拷贝数。他认为使用植物基因组 DNA 和一定比例质粒的混合液作为标准品,会累积许多无法避免的误差。比如使用这种标准品必需预先知道待测植物基因组 DNA 的精确分子量,并对植物基因组 DNA 和质粒准确定量,但在大多数情况下得到的数据都只是近似值,再以此混合液作为标准品检测每一转基因植株的外源基因拷贝数时,就会放大这些误差。
因此,他提出"相对 CT "或" δ-δCT "的方法,这个方法的优点是不需要为每次实验制作标准曲线,只需要一个优化步骤证明外源基因与内源基因有相同的,至少是相似的反应效率即可。使用实时荧光定量 PCR 技术先测得同一模板的目标基因和内源基因的相对比值:
R line = SQ trans /SQ end
其中 SQ trans 为样品中外源基因( TSWV-N 和 npt Ⅱ )的浓度; SQ end 为样品中内源基因( endogenous gene )的浓度。
C trans = ( SQ trans × V ) /M trans
C end = ( SQ end × V ) /M end
C trans : C end = ( SQ trans /SQ end )×( M end / M trans )
其中, C trans , C end 分别为外源基因和内源基因的拷贝数; M trans 和 M end 分别为外源基因和内源基因的分子量。因为内源基因为单拷贝, SQ trans /SQ end 的比值就与外源基因的拷贝数成正比。
δR line = R line [(δ SQ trans /SQ trans ) 2 + (δ SQ end / SQ end ) 2 ] 1/2
应用以上公式可计算出 R line 的标准偏差 δR line 。
最后,还需要知道单拷贝外源基因 R line 值,与每一个体的 R line 值做比较,计算出其准确拷贝数。即使用已知是单拷贝的转基因植株,计算出其 R lin e 作为校正参数 R cal ( calibrator ),然后将 R cal / R line 的比值作为该品系的拷贝数。可是这种方法会将 R cal 值计算过程中的得到的初始浓度的误差不可避免的带到以后每一个品系的计算中去,造成结果的集体偏差。为此,使用下面的公式计算出 R 1 值,即单拷贝外源基因的 R line 值来替代原先的 R cal :
F(R 1 ) = ∑ lines [R line /R 1 -N(R line /R 1 )] 2 / (δR line ) 2
其中, N(R line /R 1 ) 是最接近 R line /R 1 的整数。经计算, npt Ⅱ 基因的 R 1 值为 0.31 ; TSWV-N 基因的 R 1 值为 0.21 。将 R 1 /R line 代入公式即可知两个基因在该植株中的拷贝数。由于 npt Ⅱ 基因与 TSWV-N 基因都位于双元质粒的 T-DNA 区,若是同一植株的两个基因拷贝数不同,很可能就是在质粒整合的过程中发生了重组。 与 Southern blot 法相比,这种方法更为灵敏。
与其他检测方法相比, Giovanna 在实验中需要优化的条件少、误差小,可以得到有效、可靠的数据。另外,通过同时检测 T-DNA 上的两个外源基因: TSWV-N 和 npt Ⅱ 的拷贝数,还可以有效评估外源基因的重组情况。
参考文献
• Ewen SWB, Pusztai A. Effect of diets containing genetically modified potatoes expressing Galanthus Nivalis lectin in rat small intestine. (1999) The Lancet 354, 1353-1354.
• 北国网 http://economy.lnd.com.cn/economy/ZX/200401/1518220040115.htm
• Khachatourians GG, McHughen A, Scorza R . Transgenic plants and crops. ( 2002) New York (USA), Marcel Dekker .
• Flavell RB : Inactivation of gene expression in plants as a consequence of specific sequence plication . (1994) Proc Natl Acad Sci USA , 91 , 3490 3496 .
• Vaucheret H, Béclin C, Elmayan T, Feuerbach F, Godon C, Morel JB, Mourrain P, Palauqui JC, Vernhetters S : Transgene-inced gene silencing in plants ( 1998) Plant J , 16 , 651 659 .
• Giovanna Mason, Paolo Provero, Anna Maria Vaira, Gian Paolo Accotto. Estimating the number of integrations in transformed plants by quantitative real-time PCR. (2002) BMC Biotechnol 2 (1), 20
• P Song, C Q Ca, M. Skokut, B D Kosegi, J F Petolino. Quantitative real-time PCR as a screening tool for estimatingtransgene number in WHISKERS?-derived transgenic maize. (2002) Plant Cell Rep 20, 948–954
Ⅳ 利用Southern怎么测定基因拷贝
Southern Blot是一种常用的DNA定量的分子生物学方法。
其原理是将待测的 DNA 样品固定在固相载体(硝酸纤维膜或尼龙膜)上,与标记的核酸探针进行杂交,在与探针有同源序列的固相 DNA 的位置上显示出杂交信号,通过检测信号的有无、强弱可以对样品定性、定量,从而计算出转入的拷贝数。Southern法准确性高、特异性强,但存在费时费力的缺点。另外,由于Southern法检测不经过靶片段的扩增(PCR),一般每个电泳通道需要10-30 μg的DNA ,在实际操作中就需要较大量的植物材料来提取DNA ,而转基因植物的愈伤组织在无菌条件下经过筛选、重新分化后一般都比较细弱,不宜大量取样。如果外源基因在插入时发生基因重组,造成限制性酶切位点丢失,Southern 法也无法检测到。这些因素都制约了Southern法在T0代植物中检测外源基因拷贝数的应用。
Ⅳ 怎么鉴定拟南芥转基因植物拷贝数单拷贝和多拷贝插入与基因的转化效率有什么关系
和鉴定 T-DNA插入 拷贝数一样的吧,用 southern-blot。基因组DNA 用限制性酶切后,用特异的探针(比如 载体上的序列为探针?或者抗性基因的探针?)杂交后,看杂交信号有多少 ,就是多少个拷贝。
Ⅵ 请问哪位能给我关于植物基因的信息,或哪个网站上能找到关于植物基因的信息,英文网站也没关系
http://www.plantcell.org/site/teachingtools/teaching.xhtml
看看这些PPT,你就知道现在绝大多数植物学家在研究哪些基因,以及这些基因功能研究的最新进展
Ⅶ 如何知道一段基因在一个物种基因组中的拷贝数想通过生物信息学查找,比如NCBI上有没有类似的版块。
可以在NCBI上查到,在gege数据库中搜索,可以看到基因在染色体上的定位信息,自然可以知道其拷贝数。
Ⅷ 如何用qpcr计算转基因植物拷贝数
鉴定转基植物第步要确定转基已经稳定整合染色体第二步任务评估少转基拷贝及每转基表达水平何般经游表达载体设计构建及游转化体系建立、转化品系筛选鉴定等系列步骤即获 T 0 代转基植物转化程外源 DNA 随机插入植物基组内插入拷贝数位点都固定插入外源基拷贝数低(1或2)能较表达插入拷贝数则导致表达稳定甚至基沉默现象检测T0代转基植物外源基拷贝数研究其特性基础步骤
其原理待测 DNA 品固定固相载体(硝酸纤维膜或尼龙膜)与标记核酸探针进行杂交与探针同源序列固相 DNA 位置显示杂交信号通检测信号、强弱品定性、定量计算转入拷贝数Southern准确性高、特异性强存费费力缺点另外由于Southern检测经靶片段扩增(PCR)般每电泳通道需要10-30 μgDNA实际操作需要较量植物材料提取DNA转基植物愈伤组织菌条件经筛选、重新化般都比较细弱宜量取外源基插入发基重组造限制性酶切位点丢失Southern 检测些素都制约SouthernT0代转基植物检测外源基拷贝数应用
2、荧光定量PCR
利用新型、灵敏、高通量实荧光定量PCR用于测定原始品系转基绝拷贝数实荧光定量PCR技术种较新DNA定量其定量基本原理PCR反应体系加入非特异性荧光染料(:SYBR GREEN I)或特异性荧光探针(:Taqman 探针)实检测荧光量变化获同品达定荧光信号(阈值)所需循环数:CT值(Cycle Threshold);通已知浓度标准品CT值与其浓度数绘制标准曲线准确定量品浓度荧光定量 PCR 技术具简便、快捷优点能够效扩增低拷贝靶片段DNA每克品20 pg-10 ng转基进行效检测同与Southern相比荧光定量PCR技术T-DNA 同序列进行扩增能实现转基品系基重组检测
选择种合适阳性标准品绘制标准曲线应用实荧光定量 PCR 技术准确定量模板初始浓度基础近内外科家做同尝试Song(2002)等认理想标准品应该已插入外源基植物基组DNA并且用Southern blot准确测插入外源基拷贝数实际研究难套标准品提替代案根据外源基拷贝数野型植物基组 DNA 按定浓度比率混合制标准曲线例转基玉米外源基拷贝数研究发现加入荧光染料SYBR GREEN I20 μL PCR反应体系应6 ng野型玉米基组DNA作模板量已知玉米基组DNA2.5 × 10.9 bp(ArmuganathanEarle 1999)相应于6 ng玉米基组DNA即计算模拟1、2、4、8、16外源基拷贝应加入质粒 DNA 量
些梯度混合液作标准品绘制标准曲线检测品浓度并计算插入拷贝数实验表明用种获数据 Southern blot 结相致Giovanna(2002)农杆菌介导转基番茄作研究材料选择双元载体T-DNA区两外源基TSWV-N(Tomato spotted wilt virus)、nptⅡ(neomycin phosphoril-transferaseⅡ)单拷贝内源基(endogenous gene)作荧光定量PCR扩增模板检测外源基拷贝数认使用植物基组 DNA 定比例质粒混合液作标准品累积许避免误差比使用种标准品必需预先知道待测植物基组 DNA 精确量并植物基组 DNA 质粒准确定量数情况数据都近似值再混合液作标准品检测每转基植株外源基拷贝数放些误差
提相CT或δ-δCT优点需要每实验制作标准曲线需要优化步骤证明外源基与内源基相同至少相似反应效率即与其定量技术 Southern Blot 相比实定量 PCR 技术特异性高信嗓比特性转基拷贝数定量提供些便与实定量 PCR 相比 DNA 点杂交技术要花费菲
Ⅸ 基因测序基因拷贝数变异图怎么看
拷贝数变异(Copy number variation, CNV)是由基因组发生重排而导致的, 一般指长度为1 kb 以上的基因
组大片段的拷贝数增加或者减少, 主要表现为亚显微水平的缺失和重复。CNV 是基因组结构变异(Structural
variation, SV) 的重要组成部分。CNV位点的突变率远高于SNP(Single nucleotide polymorphism), 是人类疾病的重要致病因素之一。
目前, 用来进行全基因组范围的 CNV 研究的方法有: 基于芯片的比较基因组杂交技术(array-based comparative genomic hybridization, aCGH)、SNP 分型芯片技术和新一代测序技术。CNV的形成机制有多种, 并可分为DNA重组和DNA错误复制两大类。CNV可以导致呈孟德尔遗传的单基因病与罕见疾病, 同时与复杂疾病也相关。其致病的可能机制有基因剂量效应、基因断裂、基因融合和位置效应等。对 CNV的深入研究, 可以使我们对人类基因组的构成、个体间的遗传差异、以及遗传致病因素有新的认识。
Ⅹ 如何通过非实验方法得知某个基因在指定基因组里的拷贝数
基因(遗传因子)是具有遗传效应的DNA片段(部分病毒如烟草花叶病毒、HIV的遗传物质是RNA)。基因支持着生命的基本构造和性能。储存着生命的种族、血型、孕育、生长、凋亡等过程的全部信息。环境和遗传的互相依赖,演绎着生命的繁衍、细胞分裂和蛋白质合成等重要生理过程。生物体的生、长、衰、病、老、死等一切生命现象都与基因有关。它也是决定生命健康的内在因素。因此,基因具有双重属性:物质性(存在方式)和信息性(根本属性)。
先要把基因组提取出来,然后把基因组做模板,对那个基因进行RT-PCR,如果所研究的某一基因的所有拷贝数都包含在基因组内的话,那么就可以确定原始的拷贝数,当然需要制作一个标准曲线的,(可以把那段基因当做定量的工具,先要准确定量好,浓度大一点的,就是说先定量一个ng级以上的标准模板,可以用紫外分光光度计或是nanodrop等仪器能够检测出的,然后梯度稀释,这样先制作成一个标准的曲线)这样可以根据RT-PCR的扩增Ct值代入到标准曲线里去求出拷贝数,当然模板要全部包含在基因组内。不知道我说的对不对,也就是你所说的实际上就是检测模板的浓度。