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KASP-基于已知SNP的高通量基因分型

一、什么是SNP？

SNP，即單核苷酸多態(tài)性，是指在基因組水平上由單個(gè)核苷酸的變異而引起的一種DNA序列多態(tài)性。

SNP研究具有廣泛意義，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中，可以進(jìn)行性狀基因的精細(xì)定位、分子輔助育種、種子資源鑒定等；在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，則主要是疾病的分子遺傳機(jī)制研究、疾病基因定位、藥物敏感或疾病易感性位點(diǎn)篩選等。

二、SNP研究?jī)?nèi)容有哪些？

SNP的研究主要分為SNP的發(fā)現(xiàn)及SNP的基因分型。

SNP的發(fā)現(xiàn)是應(yīng)用的基礎(chǔ)，需要在一定數(shù)量樣本的全基因組范圍內(nèi)，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析得到少量可能與疾病或性狀關(guān)聯(lián)的SNPs。這時(shí)基因芯片或NGS（Next Generation Sequencing，第二代測(cè)序技術(shù)）技術(shù)在單個(gè)樣品的大量SNP檢測(cè)中具有優(yōu)勢(shì)。

SNP的基因分型是應(yīng)用的技術(shù)手段。這一過(guò)程需要檢測(cè)大量樣本的少量SNPs，而基因芯片或NGS技術(shù)則由于其高成本不太適和此階段的研究。KASP（Kompetitive Allele Specific PCR，競(jìng)爭(zhēng)性等位基因特異性PCR）因其經(jīng)濟(jì)靈活的特點(diǎn)，作為國(guó)際上主流SNP檢測(cè)方法之一，替代傳統(tǒng)的高通量測(cè)序，在SNP分型研究中發(fā)揮重要作用。

三、KASP技術(shù)原理

便宜而準(zhǔn)確的基因SNP分型方法一直是遺傳學(xué)家追求的手段。KASP方法利用通用熒光探針，就可以通過(guò)簡(jiǎn)單的touch-down PCR的方法實(shí)現(xiàn)SNP分型。

圖 1

1、含有SNP的單位基因-1和單位基因-2作為模板；針對(duì)等位基因SNP位點(diǎn)設(shè)計(jì)的兩個(gè)正向引物和一個(gè)通用反向引物；每條正向引物尾部有特異性序列，可與熒光標(biāo)記結(jié)合。（圖1）

圖 2

2、第一輪PCR，能夠和模板互補(bǔ)的正向引物得到延伸，無(wú)法和模板互補(bǔ)的正向引物無(wú)法延伸；第二輪PCR，正向引物互補(bǔ)的特異性序列得以延伸，這步完成把通用標(biāo)簽序列引入與SNP對(duì)應(yīng)的PCR產(chǎn)物。（圖2）

圖 3

3、隨著PCR循環(huán)數(shù)增加，擴(kuò)增子數(shù)量呈指數(shù)增長(zhǎng)，熒光探針更多地退火到新合成的互補(bǔ)鏈上，發(fā)出熒光。不同顏色熒光即反映不同SNP類型，使用酶標(biāo)儀對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)就能夠達(dá)到我們的終實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。（圖3）

四、KASP檢測(cè)的意義

作為一項(xiàng)靈活、經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確的SNP檢測(cè)方法，KASP被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。常規(guī)科研客戶通量并沒(méi)有想象中的高，96、384即可滿足需求。因此KASP技術(shù)結(jié)合酶標(biāo)儀使用完全可以滿足絕大多數(shù)客戶需求。農(nóng)業(yè)方向，KASP有利于篩選出動(dòng)、植物有利性狀控制基因，并指導(dǎo)后續(xù)品種改良，也有利于對(duì)已改良品種進(jìn)行基因驗(yàn)證。醫(yī)學(xué)方面，KASP可用于先天性疾病篩查以及癌癥治療過(guò)程中的藥物毒性反應(yīng)、藥物敏感性反應(yīng)預(yù)測(cè)。

圖 4

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