第三代分子標記SNP在不同領域的應用
第三代分子標記snp在不同領域的應用
基因檢測的目的是鑒定在基因組上對疾病或復雜性狀起作用的特殊因子，這種因子通常屬于堿基水平的變異，同時能穩定遺傳給下一代，久而久之成為了不同人群的“遺傳標志物”。在基因組學中，這種標志物被稱為“dna分子標記”，它們在人類基因組中數量頻密且功能特異。snp作為第三代分子標記，被廣泛應用于疾病診斷和治療、法醫物證檢驗以及動植物育種等眾多領域。上一篇文章（不同snp檢測技術的原理—arms、kasp、taqman、分子信標及hrm）我們介紹了snp分型檢測的幾種常用方法及其原理，今天我們就來了解一下snp的特點及基因分型在不同領域的應用情況吧！
snp的特點
01分布廣、數量多snp是人類可遺傳變異中最常見的一種，占所有已知多態性的90%以上。平均每五百到一千個堿基對就存在一個snp位點，估計其總數可達300萬個甚至更多。
02富有代表性當snp發生在基因編碼區或基因的調節區域時，有可能直接影響蛋白結構或者基因表達，它們可能是疾病遺傳機理中的某些作用因素，且遺傳穩定性高。
03易于分析snp所表現的多態性只涉及到單個堿基的變異，這種變異可由單個堿基的轉換或顛換所引起，也可由堿基的插入或缺失所致，所以一般認為snp是二態性，從而有利于其進行基因分型，而且可實現自動化。
snp應用領域
1、腫瘤伴隨診斷伴隨診斷（cdx）主要通過檢測人體內特異性蛋白或變異基因，結合藥物對在人體內的代謝特點或作用靶點，幫助醫生評估某種藥物對患者的功效和安全性，對癥下藥，根據腫瘤患者特質，使用靶向藥進行精準治療。
腫瘤伴隨診斷作為伴隨診斷領域的細分賽道之一，新產品及新技術層出不窮。腫瘤的根源可以歸結為腫瘤細胞的持續生長，相比正常細胞，其最重要的不同是產生了驅使腫瘤發生的突變基因。國內目前常見的腫瘤伴隨診斷相關的基因有12個：alk、egfr、kras、braf、pik3ca、ros1、her2、met、nras、ret、brca1、brca2，共計130＋款獲證產品。主要集中在肺癌、結直腸癌、乳腺癌等大癌種領域，以肺癌為例，egfr基因突變是最常見的，egfr 的熱點敏感突變包括 19 號外顯子缺失突變（19del）及 21號外顯子 l858r點突變 ，其他如 20 號外顯子 s768i 點突變亦為已知敏感突變。
從技術角度分析，cdx可采用分子診斷、免疫組學、核磁共振等技術，其中分子診斷是cdx的核心技術，目前已獲證試劑盒情況來看，主要檢測方法為熒光pcr法、熒光原位雜交、測序法等。
2、藥物基因組學藥物基因組學通過研究與藥物反應相關的基因變異、rna及蛋白質特征，尋找與藥物反應個體差異相關的基因多態性，闡明決定藥物反應個體差異的根本機制，為臨床基因導向個體化治療提供理論依據，實現個性化用藥。如維生素k氧化還原酶是抗凝藥物華法林的作用靶點。維生素k環氧化物還原酶復合物 1的編碼基因vkorc1的遺傳變異可通過影響vkorc1表達，從而影響華法林的敏感性。位于該基因啟動子區（-1639 g>a）的單核苷酸突變rs9923231可影響vkorc1的表達，是導致華法林用藥劑量個體差異的主要原因之一。
《藥物代謝酶和藥物作用靶點基因檢測技術指南》里面推薦的檢測方法包括pcr-直接測序法、pcr-焦磷酸測序法、熒光定量pcr法、 pcr-基因芯片法、pcr-電泳分析、pcr-高分辨率熔解曲線法、等位基因特異性pcr法、 pcr-限制性片段長度多態性方法、原位雜交（fish）等多種方法。從目前已獲證試劑盒情況來看，主流檢測方法為pcr熒光探針法、熒光pcr熔解曲線法等。
3、遺傳病檢測許多遺傳病是由點突變或者堿基片段插入缺失導致。研究數據表明，我國目前出生缺陷率為5.6%，約有22.2%的出生缺陷患兒是由單基因遺傳病導致，綜合發病率高達1/100，如臨床中常見的地中海貧血、先天性耳聾、白化病、家族性遺傳性腎炎、色盲、血友病等。
現有的出生缺陷防控體系可通過超聲等影像學手段篩查胎兒結構畸形、通過nipt等技術篩查染色體異常。但是單基因遺傳病由于在胎兒發育期常常不表現出結構畸形，影像學檢查亦不易發現。因此，在孕早期或是備孕期進行常見的單基因遺傳病調控基因的檢查，進而實施有效的妊娠風險評估與產前診斷，具有重要意義。
以地中海貧血為例，地中海貧血是一種單基因隱性遺傳病，是最常見的家族遺傳性疾病之一，輕型表現為貧血、脾大等，重型可導致妊娠婦女胎兒死亡、出生后死亡等。根據血紅蛋白中珠蛋白肽鏈受損的不同，地貧主要分為α地貧和β地貧兩類。目前地中海貧血基因檢測已獲證試劑盒30+個，以pcr技術為主，主流檢測方法為gap-pcr法、pcr+導流雜交法、熒光pcr溶解曲線法、pcr-熒光探針法等。
4、法醫snp分型snp由于其分布密度高、穩定遺傳等特點，適用于人類起源、進化、遷移的研究，也非常適用于法醫個體識別和親權鑒定，通過檢測這些遺傳標記可以獲得更多的物證信息，為偵破案件提供幫助。
司法鑒定技術規范《法醫snp分型與應用規范》指出snp分型結果可用于補充個人識別鑒定及輔助親緣關系鑒定。由于str片段長度相對較短，片段的退火溫度較為相似，便于實現多位點多重擴增，并可實現全自動化，當前的大型dna數據庫都是采用str技術建立起來的，所以str檢測技術仍是目前法醫dna檢測應用最為廣泛的技術，snp分型結果主要作為str結果的補充。
5、動物方向的應用我國畜禽品種資源非常豐富，但本土種質資源的開發利用率一直偏低。因此，開展遺傳資源基因組水平上的開發和利用是現代畜禽遺傳改良的重要方向之一。基于單核苷酸多態性（snp）的基因分型應用，在商業化家畜繁育中的重要性正在日益突顯，其在功能基因的檢測、分子標記輔助選擇及遺傳多樣性分析等方面發揮著重大作用。
由于過低的snp密度會影響性狀關聯標記的挖掘效率，所以目前在畜禽育種領域，50k以上的中高密度snp基因芯片應用較為廣泛，主要由illumina公司的infinium芯片技術平臺和thermo fisher公司的axiom芯片技術平臺定制生產。同時國內也涌現出了一批院企聯合開發的芯片成果，如牧醫所與康普森等企業聯合開發的國內款自主研發的肉雞基因組育種芯片“京芯一號”，打破了國外壟斷，推動國內批自主培育白羽肉雞品種之一“廣明2號”的誕生。
隨著測序技術的迅猛發展和測序成本的超摩爾速度降低，基于二代測序的snp分型技術在畜禽分子育種領域應用與日俱增。如簡化基因組測序分型技術已經廣泛應用于牛、豬、羊、雞、鴨等畜禽物種研究中，其中gbs (genotyping by sequencing)分型技術已經被廣東溫氏公司應用于杜洛克豬群體的基因組選擇育種研究，并取得了較為顯著的遺傳進展。
在動物方向的應用，涉及到的樣本量大、snp密度高，育種專家主要是借助基因組單核苷酸標記（snp）芯片，通過全基因組關聯研究（gwas），進而識別與復雜性狀和常見疾病關聯的遺傳標記，促進畜禽遺傳改良。
6、作物方向的應用隨著時代的發展，豐富的分子標記不斷被發現，先后出現了以rflp，ssr，snp為代表的三代dna分子標記。其中簡單重復序列（ssr，也被稱為微衛星）和單核苷酸多態性（snps）已成為用于研究生物群體中的遺傳變異的分子標記，被廣泛應用于種質資源遺傳多樣性分析、目標性狀基因的標記與定位、抗性育種、作物品種純度鑒定及品質鑒定等方面。
像玉米、小麥、稻等主要經濟作物都有相關國標推薦的標記物檢測方法，如gb/t 39914-2021《主要農作物品種真實性和純度ssr分子標記檢測 玉米》，目前國內植物育種技術，電泳檢測仍然為主流技術。
snp作為新一代分子標記物，在作物領域的應用也日漸增加。由于測序成本的大幅降低，基因芯片結合基因測序應用也越來越廣泛，生物育種基因芯片利用國際前沿的功能基因組研究成果，挖掘水稻、油菜里海量的全基因組序列，在幾百萬個遺傳標記中篩選出與抗病、抗蟲、抗旱、高肥效、優質、高產等密切相關的分子標記，經過反復研究和驗證決選出有代表性的、能夠精準檢測的單堿基多態性（snp）標記，助力分子育種。這些少量的snp可以在大量樣本中進行檢測，通常采用的技術如英國lgc（政府化學家實驗室）公司的kasp技術，由于其高性價比及可搭配成套自動化設備，在作物育種領域發揮著越來越重要的作用。
目前也有一些國內廠家在開發相應的基因分型自動化設備，如瀚辰光翼的genematrix系統是目前擁有自主知識產權的高通量基因分型系統，四川杰萊美自主開發的qx 基因分型系統適用于kasp擴增等。這些自動化設備的出現，也必將使得snp分型在作物領域的應用越來越廣泛。
snp分型原料分享翌圣生物作為上游原料企業，在分子酶領域深耕多年，目前已開發了arms-pcr法及taqman探針法的snp分型檢測通用原料，已被下游廠家應用于腫瘤伴隨診斷、藥物基因組學、遺傳病檢測、疾病易感性研究等多個領域。
原料選擇指南
產品名稱
貨號
備注
2×hieff unicon®taqman snp genotyping master mix
13152es
taqman探針法
2×hieff®blood direct taqman qpcr master mix(low rox)
13095es
2×hieff unicon®multiplex arms qpcr mix
13755es
arms-pcr法
2×hieff unicon® multiplex arms qpcr kit
13229es
hieff unicon® hotstart super specific taq dna polymerase
14318es
單酶
10×taq pcr buffer(with mgcl2)
11373es
通用buffer
高精度鹵素水分儀的諸多優勢分析
生物安全柜質量檢測儀的維護保養方法分享
提高球磨機產量和質量的幾個關鍵問題
吸音軟包系列,營口酒店吸音軟包廠家
低溫制冷循環器詳細介紹
第三代分子標記SNP在不同領域的應用
TURB-3B高精密濁度儀0～1000NTU
二沖程挖坑機使用注意事項
脈沖濾筒式除塵器的性能特點和檢修注意事項有哪些？
施工防塵用綠網子
一體化污水處理設備的影響
GDL立式多級泵的工作原理和結構特點是怎樣的？
粉末冶金密度計主要應用于粉末冶金材料的制備和性能評估中
（水里安裝管道）施工單位輸水管道水下安裝
濟南美容醫院無塵室安裝與凈化工程報價
砼維勃稠度儀技術參數
小金井電磁閥就是的保養有哪些
PCA-6120P18-0A2E研華工控機底板研華工控底板
雙桿杠安全閥的工作原理及對結構的確定
TQ41F彈簧自動歸位球閥的主要特點和工作原理
基因檢測的目的是鑒定在基因組上對疾病或復雜性狀起作用的特殊因子，這種因子通常屬于堿基水平的變異，同時能穩定遺傳給下一代，久而久之成為了不同人群的“遺傳標志物”。在基因組學中，這種標志物被稱為“dna分子標記”，它們在人類基因組中數量頻密且功能特異。snp作為第三代分子標記，被廣泛應用于疾病診斷和治療、法醫物證檢驗以及動植物育種等眾多領域。上一篇文章（不同snp檢測技術的原理—arms、kasp、taqman、分子信標及hrm）我們介紹了snp分型檢測的幾種常用方法及其原理，今天我們就來了解一下snp的特點及基因分型在不同領域的應用情況吧！
snp的特點
01分布廣、數量多snp是人類可遺傳變異中最常見的一種，占所有已知多態性的90%以上。平均每五百到一千個堿基對就存在一個snp位點，估計其總數可達300萬個甚至更多。
02富有代表性當snp發生在基因編碼區或基因的調節區域時，有可能直接影響蛋白結構或者基因表達，它們可能是疾病遺傳機理中的某些作用因素，且遺傳穩定性高。
03易于分析snp所表現的多態性只涉及到單個堿基的變異，這種變異可由單個堿基的轉換或顛換所引起，也可由堿基的插入或缺失所致，所以一般認為snp是二態性，從而有利于其進行基因分型，而且可實現自動化。
snp應用領域
1、腫瘤伴隨診斷伴隨診斷（cdx）主要通過檢測人體內特異性蛋白或變異基因，結合藥物對在人體內的代謝特點或作用靶點，幫助醫生評估某種藥物對患者的功效和安全性，對癥下藥，根據腫瘤患者特質，使用靶向藥進行精準治療。
腫瘤伴隨診斷作為伴隨診斷領域的細分賽道之一，新產品及新技術層出不窮。腫瘤的根源可以歸結為腫瘤細胞的持續生長，相比正常細胞，其最重要的不同是產生了驅使腫瘤發生的突變基因。國內目前常見的腫瘤伴隨診斷相關的基因有12個：alk、egfr、kras、braf、pik3ca、ros1、her2、met、nras、ret、brca1、brca2，共計130＋款獲證產品。主要集中在肺癌、結直腸癌、乳腺癌等大癌種領域，以肺癌為例，egfr基因突變是最常見的，egfr 的熱點敏感突變包括 19 號外顯子缺失突變（19del）及 21號外顯子 l858r點突變 ，其他如 20 號外顯子 s768i 點突變亦為已知敏感突變。
從技術角度分析，cdx可采用分子診斷、免疫組學、核磁共振等技術，其中分子診斷是cdx的核心技術，目前已獲證試劑盒情況來看，主要檢測方法為熒光pcr法、熒光原位雜交、測序法等。
2、藥物基因組學藥物基因組學通過研究與藥物反應相關的基因變異、rna及蛋白質特征，尋找與藥物反應個體差異相關的基因多態性，闡明決定藥物反應個體差異的根本機制，為臨床基因導向個體化治療提供理論依據，實現個性化用藥。如維生素k氧化還原酶是抗凝藥物華法林的作用靶點。維生素k環氧化物還原酶復合物 1的編碼基因vkorc1的遺傳變異可通過影響vkorc1表達，從而影響華法林的敏感性。位于該基因啟動子區（-1639 g>a）的單核苷酸突變rs9923231可影響vkorc1的表達，是導致華法林用藥劑量個體差異的主要原因之一。
《藥物代謝酶和藥物作用靶點基因檢測技術指南》里面推薦的檢測方法包括pcr-直接測序法、pcr-焦磷酸測序法、熒光定量pcr法、 pcr-基因芯片法、pcr-電泳分析、pcr-高分辨率熔解曲線法、等位基因特異性pcr法、 pcr-限制性片段長度多態性方法、原位雜交（fish）等多種方法。從目前已獲證試劑盒情況來看，主流檢測方法為pcr熒光探針法、熒光pcr熔解曲線法等。
3、遺傳病檢測許多遺傳病是由點突變或者堿基片段插入缺失導致。研究數據表明，我國目前出生缺陷率為5.6%，約有22.2%的出生缺陷患兒是由單基因遺傳病導致，綜合發病率高達1/100，如臨床中常見的地中海貧血、先天性耳聾、白化病、家族性遺傳性腎炎、色盲、血友病等。
現有的出生缺陷防控體系可通過超聲等影像學手段篩查胎兒結構畸形、通過nipt等技術篩查染色體異常。但是單基因遺傳病由于在胎兒發育期常常不表現出結構畸形，影像學檢查亦不易發現。因此，在孕早期或是備孕期進行常見的單基因遺傳病調控基因的檢查，進而實施有效的妊娠風險評估與產前診斷，具有重要意義。
以地中海貧血為例，地中海貧血是一種單基因隱性遺傳病，是最常見的家族遺傳性疾病之一，輕型表現為貧血、脾大等，重型可導致妊娠婦女胎兒死亡、出生后死亡等。根據血紅蛋白中珠蛋白肽鏈受損的不同，地貧主要分為α地貧和β地貧兩類。目前地中海貧血基因檢測已獲證試劑盒30+個，以pcr技術為主，主流檢測方法為gap-pcr法、pcr+導流雜交法、熒光pcr溶解曲線法、pcr-熒光探針法等。
4、法醫snp分型snp由于其分布密度高、穩定遺傳等特點，適用于人類起源、進化、遷移的研究，也非常適用于法醫個體識別和親權鑒定，通過檢測這些遺傳標記可以獲得更多的物證信息，為偵破案件提供幫助。
司法鑒定技術規范《法醫snp分型與應用規范》指出snp分型結果可用于補充個人識別鑒定及輔助親緣關系鑒定。由于str片段長度相對較短，片段的退火溫度較為相似，便于實現多位點多重擴增，并可實現全自動化，當前的大型dna數據庫都是采用str技術建立起來的，所以str檢測技術仍是目前法醫dna檢測應用最為廣泛的技術，snp分型結果主要作為str結果的補充。
5、動物方向的應用我國畜禽品種資源非常豐富，但本土種質資源的開發利用率一直偏低。因此，開展遺傳資源基因組水平上的開發和利用是現代畜禽遺傳改良的重要方向之一。基于單核苷酸多態性（snp）的基因分型應用，在商業化家畜繁育中的重要性正在日益突顯，其在功能基因的檢測、分子標記輔助選擇及遺傳多樣性分析等方面發揮著重大作用。
由于過低的snp密度會影響性狀關聯標記的挖掘效率，所以目前在畜禽育種領域，50k以上的中高密度snp基因芯片應用較為廣泛，主要由illumina公司的infinium芯片技術平臺和thermo fisher公司的axiom芯片技術平臺定制生產。同時國內也涌現出了一批院企聯合開發的芯片成果，如牧醫所與康普森等企業聯合開發的國內款自主研發的肉雞基因組育種芯片“京芯一號”，打破了國外壟斷，推動國內批自主培育白羽肉雞品種之一“廣明2號”的誕生。
隨著測序技術的迅猛發展和測序成本的超摩爾速度降低，基于二代測序的snp分型技術在畜禽分子育種領域應用與日俱增。如簡化基因組測序分型技術已經廣泛應用于牛、豬、羊、雞、鴨等畜禽物種研究中，其中gbs (genotyping by sequencing)分型技術已經被廣東溫氏公司應用于杜洛克豬群體的基因組選擇育種研究，并取得了較為顯著的遺傳進展。
在動物方向的應用，涉及到的樣本量大、snp密度高，育種專家主要是借助基因組單核苷酸標記（snp）芯片，通過全基因組關聯研究（gwas），進而識別與復雜性狀和常見疾病關聯的遺傳標記，促進畜禽遺傳改良。
6、作物方向的應用隨著時代的發展，豐富的分子標記不斷被發現，先后出現了以rflp，ssr，snp為代表的三代dna分子標記。其中簡單重復序列（ssr，也被稱為微衛星）和單核苷酸多態性（snps）已成為用于研究生物群體中的遺傳變異的分子標記，被廣泛應用于種質資源遺傳多樣性分析、目標性狀基因的標記與定位、抗性育種、作物品種純度鑒定及品質鑒定等方面。
像玉米、小麥、稻等主要經濟作物都有相關國標推薦的標記物檢測方法，如gb/t 39914-2021《主要農作物品種真實性和純度ssr分子標記檢測 玉米》，目前國內植物育種技術，電泳檢測仍然為主流技術。
snp作為新一代分子標記物，在作物領域的應用也日漸增加。由于測序成本的大幅降低，基因芯片結合基因測序應用也越來越廣泛，生物育種基因芯片利用國際前沿的功能基因組研究成果，挖掘水稻、油菜里海量的全基因組序列，在幾百萬個遺傳標記中篩選出與抗病、抗蟲、抗旱、高肥效、優質、高產等密切相關的分子標記，經過反復研究和驗證決選出有代表性的、能夠精準檢測的單堿基多態性（snp）標記，助力分子育種。這些少量的snp可以在大量樣本中進行檢測，通常采用的技術如英國lgc（政府化學家實驗室）公司的kasp技術，由于其高性價比及可搭配成套自動化設備，在作物育種領域發揮著越來越重要的作用。
目前也有一些國內廠家在開發相應的基因分型自動化設備，如瀚辰光翼的genematrix系統是目前擁有自主知識產權的高通量基因分型系統，四川杰萊美自主開發的qx 基因分型系統適用于kasp擴增等。這些自動化設備的出現，也必將使得snp分型在作物領域的應用越來越廣泛。
snp分型原料分享翌圣生物作為上游原料企業，在分子酶領域深耕多年，目前已開發了arms-pcr法及taqman探針法的snp分型檢測通用原料，已被下游廠家應用于腫瘤伴隨診斷、藥物基因組學、遺傳病檢測、疾病易感性研究等多個領域。
原料選擇指南
產品名稱
貨號
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2×hieff unicon®taqman snp genotyping master mix
13152es
taqman探針法
2×hieff®blood direct taqman qpcr master mix(low rox)
13095es
2×hieff unicon®multiplex arms qpcr mix
13755es
arms-pcr法
2×hieff unicon® multiplex arms qpcr kit
13229es
hieff unicon® hotstart super specific taq dna polymerase
14318es
單酶
10×taq pcr buffer(with mgcl2)
11373es
通用buffer
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粉末冶金密度計主要應用于粉末冶金材料的制備和性能評估中
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小金井電磁閥就是的保養有哪些
PCA-6120P18-0A2E研華工控機底板研華工控底板
雙桿杠安全閥的工作原理及對結構的確定
TQ41F彈簧自動歸位球閥的主要特點和工作原理