Введение
Молекула, несущая информацию о своем происхождении.
В молекулярной биологии и других областях, молекулярный маркер – это молекула, полученная из какого-либо источника, предоставляющая информацию об этом источнике. Например, ДНК является молекулярным маркером, дающим информацию об организме, из которого она была получена. Другой пример: некоторые белки могут служить молекулярными маркерами болезни Альцгеймера у человека, из которого они были взяты. Молекулярные маркеры могут быть небиологическими. Небиологические маркеры часто используются в экологических исследованиях.
Генетические маркеры
В генетике молекулярный маркер (также известный как генетический маркер) — это фрагмент ДНК, связанный с определенным участком генома. Молекулярные маркеры используются в молекулярной биологии и биотехнологии для идентификации конкретной последовательности ДНК в наборе неизвестных образцов ДНК.
Картирование генетических маркеров
Молекулярное картирование помогает определить местоположение конкретных маркеров в геноме. Существуют два типа карт, которые могут быть созданы для анализа генетического материала. Первый – это физическая карта, которая позволяет определить местоположение участка на хромосоме и саму хромосому, на которой он находится. Второй – это карта генетических связей, которая определяет, как конкретные гены связаны с другими генами на хромосоме. Эта карта генетических связей может определять расстояния до других генов, используя сантиморган (cM) в качестве единицы измерения. Кодоминантные маркеры могут использоваться при картировании для определения конкретных участков в геноме и могут отражать различия в фенотипе. Связь маркеров может помочь выявить конкретные полиморфизмы в геноме. Эти полиморфизмы указывают на незначительные изменения в геноме, которые могут проявляться в виде нуклеотидных замен или перестройки последовательности. При создании карты полезно идентифицировать несколько полиморфных различий между двумя видами, а также выявлять сходные последовательности между ними.
Применение в растительных науках
При использовании молекулярных маркеров для изучения генетики конкретной культуры необходимо помнить об их ограничениях. Прежде всего, следует оценить генетическую изменчивость изучаемого организма. Необходимо проанализировать, насколько идентифицируема конкретная геномная последовательность, расположенная вблизи или внутри гена-кандидата. Можно создавать генетические карты для определения расстояний между генами и дифференциации между видами. Генетические маркеры могут способствовать разработке новых признаков, которые затем можно внедрить в массовое производство. Эти новые признаки можно идентифицировать с помощью молекулярных маркеров и генетических карт. Определенные признаки, такие как цвет, могут контролироваться лишь несколькими генами. Качественные признаки (требующие менее двух генов), например, цвет, можно идентифицировать с помощью MAS (маркер-ассоциированной селекции). Как только желаемый маркер обнаружен, его можно отслеживать в различных filial поколениях. Идентифицируемый маркер может помочь отслеживать интересующие признаки при скрещивании между разными родами или видами, с надеждой на передачу этих признаков потомству. Одним из примеров использования молекулярных маркеров для идентификации конкретного признака у растений является фузариоз колоса пшеницы. Фузариоз колоса может быть разрушительным заболеванием для зерновых культур, но некоторые сорта или потомство могут быть устойчивы к нему. Эта устойчивость обусловлена конкретным геном, который можно отслеживать с помощью MAS (маркер-ассоциированной селекции) и QTL (количественных признаков). QTL идентифицируют конкретные варианты в фенотипах или признаках и обычно указывают на местоположение GOI (гена интереса). После проведения скрещивания можно взять образцы потомства и оценить, какие особи унаследовали интересующие признаки, а какие – нет. Этот тип селекции становится все более выгодным для селекционеров и фермеров, поскольку он снижает потребность в гербицидах, фунгицидах и инсектицидах. Другой способ введения GOI – механическая или бактериальная трансформация. Это более сложный процесс, но он может сэкономить время и деньги.
Применение маркеров в зерноводстве
Оценка изменчивости генетических различий и признаков внутри вида. Идентификация и генотипирование. Оценка генетических расстояний между видами и потомством. Определение местоположения QTL. Идентификация последовательностей ДНК полезных генов-кандидатов.
Применение маркеров в аквакультуре
Идентификация видов. Исследование генетической изменчивости и популяционной структуры в природных популяциях. Сравнение диких и разводимых в искусственных условиях популяций. Оценка демографических "бутылочных эффектов" в природных популяциях. Селекция с использованием маркеров.