SNP,即单 核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism,SNP),主要是指在基因组水平上由单个核苷酸(A/T/C/G)的替换所引起的DNA序列多态性。与其它分子标记相比,SNP 分辨率较高也较为丰富,覆盖基因组范围大,遗传上比较稳定,是继微卫星之后的第三代遗传标记[1]。
SNP 分布不均匀,在非转录序列中要多于转录序列,绝大多数位于蛋白的非编码区。通常情况下是一种二等位基因的变异,多为转换,即一种嘧啶碱基换为另一种嘧啶碱基,或一种嘌呤碱基换为另一种嘌呤碱基,转换与颠换之比为2:1。SNP 在CG 序列上出现较为频繁,而且多是C→T,因为CG 中C 即胞嘧啶常被甲基化,自发脱氨后即变为胸腺嘧啶[1]。
估计平均每500~1000个碱基对就有1 个SNP估计其总数可达900 万个甚至更多。
某些位于基因内部的SNP有可能直接影响蛋白结构或者表达,它们可能为疾病遗传机理中的某些作用因素。
SNP是一种二态标记,由单个核苷酸(A/T/C/G)替换所引起,也可由于碱基的插入或缺失所导致,SNPs的二态性有利于其进行基因分型,而且可实现自动化。
基因分型方法 |
方法 |
PCR |
Taqman-MGB探针、分子信标、PCR-RFLP、HRM、ARMS-PCR、KASP |
芯片法 |
微反应孔、探针杂交、探针延伸 |
测序法 |
Minisequencing微测序、Sanger测序、二代测序、焦磷酸测序 |
质谱法 |
酶切法、连接反应、iPLEX单碱基延伸 |
毛细管电泳 |
多重连接探针扩增技术(MLPA)、酶切法、连接酶检测反应(LDR)、单碱基延伸 |
注:不同技术与方法可相互交叉使用 |
技术 |
原理 |
优势 |
劣势 |
Taqman-MGB探针法 |
匹配探针在扩增延伸过程中被切割释放荧光 |
1.方法成熟 2.体系/平台开放 3.门槛低 |
1.需设计筛选引探 2.近距离SNP位点探针设计困难 3.单位点需要2条特异性MGB探针,成本高 |
ARMS-PCR 扩增阻滞突变 |
上游引物3′端与模板匹配,延伸过程切割探针释放荧光 |
1.方法成熟 2.体系/平台开放 3.门槛低 |
1.上游引物在SNP处,存在部 分为点扩增效果不佳 2.单碱基错配仍存在延伸可能 |
HRM-PCR 高分辨率溶解曲线 |
1.Tm值存在差异 2.引入饱和双链荧光染料,可用于检测单个碱基变化所带来的曲线差异 |
1.方法成熟 2.体系/平台开放 3.门槛低 4.引物设计灵活, 无需修饰探针 |
1.对仪器温控精度、耗材传热效率要求高 2.部分位点曲线差异不大,判读易出错 |
固相芯片+单碱基延伸探针 |
芯片表面固定SNP检测探针,加入待测靶标和反应体系,含四种ddNTP,根据碱基延伸荧光进行分型 |
可实现超多重检测 |
1.芯片成本高 2.需要多色荧光检测系统,平台封闭 3.灵活性低 |
Sanger测序 |
1.四个PCR反应体系加入4种标记的双脱氧核苷酸 2.扩增产物电泳 |
1.方法成熟 2.准确度高,可进 行相邻位点分析 |
1.实验复杂 2.需配备Sanger测序仪 |
二代测序 |
通过靶向扩增建库或全基因组建库 |
可进行大规模SNP分型和新位点发现 |
1.仪器试剂成本高, 2.周期长, 3.门槛高 |
质谱分析+单碱基延 伸引物 |
1.对分析区域进行PCR扩增 2.使用引物对PCR产物进行单碱基延伸 3.质谱分析 |
可进行多位点多样本分析 |
1.额外仪器设备,单次投入成本高 2.样本制备繁琐 3.多位点判读难 |
毛细管电泳+连接反 应 |
1.紧邻SNP位点左右两侧设计探针 2.退火后匹配的两条探针可以连接 3.连接产物进行毛细管电泳 |
成本低 |
1.位点数及样本数量有限 2.上下游探针位置固定,可筛选优化空间有限 |
植物领域应用[2]:
-
分子标记辅助育种
-
作物经济性状基因检测
动物领域应用[3]:
-
功能基因检测加速育种进程
-
遗传多样性分析
人类疾病检测应用:
-
遗传病检测
-
药物基因组学
-
疾病易感性检测
生工拥有多SNP 技术服务平台可以提供测序分型、PCR-RFLP 分型、Taqman 探针分型、Multiplex SNaPshot 分型、飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)分型、LDR(高温连接酶法)分型、焦磷酸测序分型等技术平台。生工SNP技术平台涵盖了从低通量、中等通量到高通量的完整SNP 分型平台,能满足不同规模项目的需求,能够为您量身打造个性化的服务,如下表所示:
服务项目 |
服务内容 |
测序法筛查基因突变位点 |
设计引物PCR 扩增外显子测序 |
测序法SNP分型 |
设计引物PCR扩增SNP位点测序 |
PCR-RFLP SNP分型 |
设计方案、PCR、 酶切、电泳、基因型统计 |
MGB探针SNP分型 |
荧光定量PCR仪检测、 数据处理、基因型统 |
ABI MGB探针订制 |
荧光定量PCR仪检测、 数据处理、基因型统计 |
Multiplex SNaPshot SNP分型 |
设计引物、多重PCR、毛细管电泳、 数据处理、基因型统计 |
MALDI-TOF MS质谱法SNP分型检测 |
设计引物、多重PCR、质谱检测、 数据处理、基因型统计及分析 |
LDR SNP分型 |
设计引物、多重PCR、连接反应、 毛细管电泳、数据处理、基因型 |
多重PCR&NGS法 SNP分型(定制SNP或外显子捕获测序) |
多重PCR引物设计及合成、多重PCR体系优化、多重扩增及文库构建、高通量测序、生物信息分析 |
如果各位老师对我们SNP技术服务项目感兴趣的话,欢迎来电与我们技术支持沟通交流,
技术支持联系方式:021-5707 2163
参考文献
1. 邢冉冉, 王佳雯, 张九凯,等. SNP检测技术在动植物源性成分鉴定中的应用[J]. 质量安全与检验检测, 2023, 33(1):6.
2. Santana R , et al. On the application of estimation of distribution algorithms to multi-marker tagging SNP selection[J]. 2022.
3. Sumaiya, K., & Natarajaseenivasan, K. (2022). Macrophage migration inhibitory factor gene promoter polymorphism (-173G/C SNP) determines host susceptibility and severity of leptospirosis[J]. Microbial pathogenesis, 164, 105445.