隨善明

中圖分類號：G72 文獻標識碼：B 文章編號：1672-1578（2017）04-0197-01

DNA指紋技術是一種在單一實驗中可以檢出大量DNA位點差異性的分子生物學技術。1980年Wyman和White首先在人類基因文庫的DNA隨機片段中分離出高度多態(tài)的重復序列區(qū)域。1982年，Bell等人又在人胰島素基因附近發(fā)現(xiàn)高度重復序列。1985年，英國遺傳學家Jeffreys等合成了2個小衛(wèi)星探針（λ33 15和λ33 6），通過Southern雜交得到一系列高度變異的譜帶，這種譜帶的帶型在不同種屬、甚至在不同品系的個體之間存在顯著差異，如同人類指紋可達到完全個體特異的水平（同卵雙生子除外）， Jeffreys稱之為DNA指紋（DNA fringer print）。同年，他首次將DNA分析技術應用于法科學領域并獲得成功。之后，隨著分子生物學的發(fā)展，DNA指紋技術也在不斷發(fā)展，并在遺傳學、醫(yī)學、法醫(yī)學、生物學等多個領域得到廣泛應用。本文主要對DNA指紋技術的特點、原理及其在動物遺傳育種中的應用現(xiàn)狀作一綜述。

1.DNA指紋技術的特點

1.1 簡單的遺傳方式 DNA指紋圖中的圖帶可以遺傳，這不同于人的指紋，DNA指紋圖帶遵循簡單的孟德爾遺傳方式。后代圖中的每一條帶都可以在雙親之一的圖中找到，除非是因為基因突變而產生個別新帶。

1.2 體細胞穩(wěn)定性 DNA指紋是分子水平上進行的監(jiān)測，其分析結果不受環(huán)境和發(fā)育階段的影響，同一個體的不同組織（無病變）、不同年齡階段產生的DNA指紋圖完全相同。

1.3 多位點性 高分辨率的DNA指紋圖譜常有15～30條組成，一個DNA指紋探針能夠同時監(jiān)測基因組中數(shù)十個位點的變異型。

1.4 高度變異性 DNA指紋圖在個體或群體之間表現(xiàn)高度的變異性，即不同的個體或群體有不同的DNA指紋圖。

1.5 一定的物種特異性和個體識別性 同一探針在不同的種（品種）動物上產生的DFP圖，在帶數(shù)、帶的深淺和分布上具有不同特點。用不同的探針獲得同一個體的DFP圖有很大差異，其信息量可以累加。

2.DNA指紋技術原理

DNA指紋是基于生物DNA序列多態(tài)性的差異。某些DNA序列的差異可通過限制性內切酶酶切片段長度的改變反映出來，即限制性片段長度多態(tài)性（RFLP）。其主要原因是由于DNA序列個別位點堿基的突變而引起某個限制性內切酶識別位點的獲得或丟失，表現(xiàn)為不同長度的酶切片段。DNA指紋技術的一般過程是：將DNA用限制性內切酶消化，電泳分離，再轉移至膜，用小衛(wèi)星、微衛(wèi)星或合成的寡核苷酸探針以及其他探針予以探測，形成個體特異性雜交圖譜。

3.DNA指紋技術的應用

3.1 應用于親子鑒定。Kashi Y，LipkinE等分析了DNA指紋在牛的雙親中鑒別的幾種情況。認為DNA指紋鑒定雙親比傳統(tǒng)的血型（紅細胞血型）和生化多態(tài)性（白細胞抗原類型、血液蛋白型、酶、激素和代謝物）鑒定具有更大的優(yōu)越性，DNA指紋技術是家畜雙親鑒定的最有效工具。因此，利用DNA指紋我們可以鑒別個體來源，并可作為畜禽品種（品系）的特征證明。

3.2 預測雜種優(yōu)勢。商品畜禽的生產，通常采用優(yōu)化的雜交模式來進行。但是篩選最佳的雜交模式需要花費大量的人力、物力和財力。在現(xiàn)代遺傳育種中，一般通過雜種優(yōu)勢來預測雜交模式。在已有的幾種方法：（1）通過線粒體混合實驗法預測雜種優(yōu)勢；（2）根據(jù)蛋白質的多態(tài)性預測雜種優(yōu)勢；（3）利用分子標記預測雜種優(yōu)勢等，從不同角度對雜種優(yōu)勢進行了研究，取得了一定的成就，但是這些方法并不完善，預測的結果不穩(wěn)定，有時相互矛盾，而且常規(guī)進行雜交組合實驗，由于受到各種條件的限制，一般局限于少數(shù)幾個品種間進行。利用DNA指紋技術，通過品種（系）混合DNA指紋圖譜分析品種間遺傳距離大小，在完全相同的實驗條件下，同一塊凝膠上可以進行20～30個品種（系）分析，分析方法成熟，分析結果可靠，對預測一個品種（系）與其它多個品種（系）雜種優(yōu)勢有重要意義。DNA指紋技術分析品種（系）間遺傳距離是指品種（系）間基因組結構的差異，所分析的是雜交組合間所有主要指標性狀雜種優(yōu)勢大小。對于一個具體經濟性雜種優(yōu)勢大小，需要考慮品種（系）具體性狀的基因在品種間差異和品種自身特點，減少預測的盲目性。uhnlein U，dawe Y，Zadworny D等研究了4個品系雞的遺傳結構，通過DNA指紋技術估計的品系之間的遺傳距離與實際育成的歷史一致，并且可以作為鑒別雞品系的一種方法和預測最佳的雜交組合。梁永紅，劉平華等利用人源小衛(wèi)星探針分析了湖北白豬Ⅲ（Ⅳ系）與長白、杜洛克品種的遺傳距離，通過與雜交組合試驗資料表明，當湖北白豬Ⅲ系（Ⅳ系）與交配品種之間距離大時，即雜交組合間遺傳結構差異大時，日增重、飼料轉化率、瘦肉率、產子數(shù)、斷奶頭數(shù)這些主要經濟性狀雜種優(yōu)勢較大，反之則較小。因此，根據(jù)雜交組合間的遺傳距離可以預測雜交組合的雜種優(yōu)勢。

3.3 用于遺傳結構分析、物種起源分化等研究應用。DNA指紋技術可分析品種或品系間的遺傳距離和起源分化關系，從而可以研究不同地域、不同表型的品種或品系的遺傳和分化關系，從而對物種資源進行合理利用和保護。李祥龍等2000年研究我國主要地方山羊品種及國外品種共23個品種的251個個體。結果表明，總群體遺傳多樣性指數(shù)較高，遺傳多樣性豐富，但群體內變異較小，85%的變異存在于群體間，以此提出對我國部分遺傳變異較小的山羊品種資源要加強保護。同年，李祥龍等對波爾山羊雜交后代及親本進行多態(tài)性研究，發(fā)現(xiàn)唐山奶山羊和波爾山羊具有較近的親緣關系，并繪制了幾種山羊的聚類關系圖。史憲偉等1998年研究云南矮型馬等4個馬品種，發(fā)現(xiàn)在群體內的遺傳變異大于群體間的遺傳變異，從而探討了我國馬品種的分類和起源問題。李祥龍等1999年研究我國12個省、自治區(qū)18個山羊品種，結果表明供試山羊品種具有兩個不同的母系來源，推測在進化過程中可能起源于兩個不同的野生祖先。任軍等2000年對江西6個地方黑豬進行了DNA多態(tài)性分析，結果表明，玉山黑豬和鉛山黑豬有著較近的親緣關系，可劃分為同一豬種，而南城黑豬則與二者關系較遠。

綜上所述，DNA指紋技術自從20世紀80年代創(chuàng)立以來已經廣泛應用于動物的遺傳育種學等多個領域，如親緣關系分析、起源分化研究、動物分類和親子鑒定、雜交優(yōu)勢預測、品系純度鑒定等。隨著分子生物學的發(fā)展和技術進步，DNA指紋技術已經成為篩選某些重要經濟性狀和輔助標記選擇的重要手段，在未來的基因定位和基因操作以及分子育種中必將發(fā)揮越來越大的作用。