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病媒生物基因鑒定技術(精) 版權信息
- ISBN:9787030727510
- 條形碼:9787030727510 ; 978-7-03-072751-0
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊數:暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>
病媒生物基因鑒定技術(精) 內容簡介
本書全面介紹了基因鑒定技術原理及方法,基因鑒定技術發展簡史,病媒生物基因鑒定的目的、意義及具體基因鑒定技術、方法、體系,介紹了病媒生物基因鑒定數據庫系統和基因鑒定在病媒生物領域中的應用,詳細闡述了鼠形動物、蚊類、蜱類、蠅類等的常見種類、危害、鑒定方法和意義,各類病媒生物基因鑒定技術(精)及應用,并詳細列出了基因鑒定數據。 本書適合從事病媒生物監測與鑒定的專業技術人員閱讀,既可作為國境口岸衛生檢疫人員和疾病預防控制等相關領域專業技術人員的工具書,也可作為醫學院校相關專業的參考用書。
病媒生物基因鑒定技術(精) 目錄
**篇 總論
**章 緒論 1
**節 基因鑒定技術概述 1
第二節 病媒生物基因鑒定的目的及意義 11
第二章 病媒生物基因鑒定技術 13
**節 樣本收集及DNA提取 13
第二節 PCR擴增及DNA序列獲取 19
第三節 數據分析與鑒定方法 27
第三章 病媒生物基因鑒定體系 34
**節 病媒生物基因鑒定序列篩選 34
第二節 應用COⅠ鑒定 39
第三節 轉錄組測序鑒定技術 42
第四節 病媒生物基因鑒定數據庫系統 49
第二篇 各論
第四章 鼠形動物 58
**節 鼠形動物種類、危害、鑒定方法和意義 58
第二節 鼠形動物基因鑒定技術及應用 59
第三節 常見鼠形動物及其基因鑒定數據 79
第五章 蚊類 84
**節 概述 84
第二節 蚊的種類、危害、鑒定方法和意義 85
第三節 蚊類基因鑒定技術及應用 86
第四節 常見蚊類基因鑒定數據 96
第六章 蜱類 182
**節 概述 182
第二節 蜱類危害、鑒定方法和意義 183
第三節 蜱類基因鑒定技術及應用 191
第四節 常見蜱類基因鑒定 194
第七章 蠅類 212
**節 蠅類種類、危害、鑒定方法和意義 212
第二節 蠅類基因鑒定技術及應用 216
第三節 常見蠅類基因鑒定數據 218
參考文獻 239
病媒生物基因鑒定技術(精) 節選
**篇 總論 **章 緒論 **節 基因鑒定技術概述 一、病媒生物鑒定方法 病媒生物是指能直接或間接傳播疾病,危害、威脅人類健康的生物。廣義的病媒生物包括脊椎動物和無脊椎動物,脊椎動物媒介主要是鼠形動物,屬哺乳綱嚙齒目動物;無脊椎動物媒介主要是昆蟲綱的蚊、蠅、蟑螂、蚤、蠓等和蛛形綱的蜱、螨等。 病媒生物的種類繁多,形態多樣。全世界已知的鼠有1700多種,我國有鼠200余種,其中能夠對人類造成危害的約有60種。昆蟲綱中的已知昆蟲有100多萬種,約占整個動物界的3/4,而且還在不斷發現新的昆蟲,其中部分種類能傳播疾病,危害人畜健康。病媒生物鑒定對于了解病媒生物種群、分布、生物習性,以及制訂和實施有針對性的防制措施十分重要。 病媒生物鑒定方法經歷了形態學鑒定、細胞水平鑒定、生化分析鑒定、免疫學方法鑒定、基因檢測鑒定等幾個階段。近年來,隨著生物技術的不斷發展,病媒生物鑒定方法也不斷更新,基因檢測鑒定方法在物種鑒定和溯源中起重要作用。 (一)形態學鑒定 形態學鑒定是指通過肉眼或借助儀器對生物外表形態如外觀、體型、體色、結構等特性或者解剖特征進行鑒別。這種方法具有操作簡單、方便直觀、需要儀器少、文獻資料多、鑒定周期短、不破壞標本等特點,只要保持昆蟲標本的完整性,不同的人可進行多次重復的觀察,必要時可與模式標本比對,以減少鑒定的誤差。但是,形態學鑒定依賴于生物的外表形態特征,受標本和鑒定者諸多因素的影響,也存在局限性,表現為以下幾點。 (1)樣本外表形態特征的可塑性和遺傳可變性導致生物個體差異而出現鑒定結果的不準確性。 (2)許多生物存在隱存分類單元,它們的外表形態特征區別不明顯,難以通過外表形態特征區別隱存單元。 (3)許多生物屬變態昆蟲,不同的發育階段具有不同的外表形態,某些發育階段無特異的外表形態特征,故無法用于種屬鑒定。 (4)成功鑒定和描述生物必須依賴于分類工作者豐富的專業知識和準確的鑒定能力,但形態學鑒定本身的局限性使得分類學者特別偏向某一領域,如昆蟲、脊椎動物、線蟲等,且目前從事專業分類鑒定工作的人員逐年稀少,專業工作者退休之后,他們積累的豐富經驗和知識也隨之流失,負責分類工作的隊伍不斷縮減,使得生物鑒定也面臨巨大的挑戰。 (5)鑒定一個物種可能涉及該物種的許多特征部位,任何一個部位的缺失或不完整都可能使得鑒定工作無法進行,因此生物在捕獲、保藏或運輸途中導致形態的不完整是分類工作者無法完成鑒定工作的另一障礙。因而迫切需要發展其他的鑒定方法,與形態學鑒定相輔相成,共同做好生物鑒定工作。 (二)細胞水平鑒定 細胞水平鑒定以生物體內染色體數目、形態等特征作為鑒定要點。染色體是遺傳物質的載體,染色體變異會導致生物體發生遺傳變異。一個物種的核型特征即染色體數目、形態是相對穩定的,可作為一種遺傳標記來測定,但這類標記的數目很局限,同時操作時技術要求較高,不適宜普遍操作。 細胞水平用于種屬鑒定在實驗中經常聯合使用兩種方法:染色體分析是區分物種的*佳方法;同工酶電泳也是一種較好的診斷檢測方法,且比染色體分析快。采用染色體染色技術就是使用特異性分子探針組合與某條染色單體雜交,從而識別特定的某條配對染色體并判斷其種屬特異性。 (三)生化分析鑒定 生化分析鑒定以生物體內的某些生化性狀(血型、血清蛋白及同工酶)作為遺傳標記,主要是通過對血漿和血細胞中可溶性蛋白和同工酶中氨基酸變化的檢測,為生物種內遺傳變異和種間親緣關系提供有用信息。生化標記檢測所用的蛋白質電泳具有經濟、方便的特點,且標記本身的多態性比形態標記和細胞標記豐富,已被廣泛應用于物種起源與分類研究中。但是,檢測的標記(蛋白質和同工酶)不是遺傳物質本身,而是基因的表達產物,受環境和發育狀況的影響較大,決定了這種標記具有一定的局限性。 (1)蛋白質的主要變異體種類少。 (2)酶蛋白易于變性降解,分析所用的樣本必須新鮮,因此,受分析材料采集的時間、空間限制,此類遺傳標記的發展和應用也是有限的。 (四)免疫學方法鑒定 免疫學方法鑒定的原理:物種存在種屬特異性抗體和抗原,不同物種抗體和抗原之間相互作用發生凝聚反應,其反應存在特異性,據此可以鑒定不同的物種。 對于組織碎屑等用形態學無法辨認的檢材,免疫學方法鑒定有較好的效果。 免疫學方法鑒定的缺點是無法獲得足夠多種類動物的特異性抗體或抗原,特別是對于一些野生物種。另外,親緣關系近的種屬間常存在交叉反應,容易造成誤判。 細胞、生化、免疫水平物種鑒定常用方法見表1-1。 表1-1 細胞、生化、免疫水平物種鑒定常用的方法 (五)基因檢測鑒定 核酸作為生物遺傳信息的主要載體,生物的生理、分化、形態、習性演變等無不以之為基礎,因此用基因(DNA)來進行分類學研究,更能從根本上反映物種的差異,且不受發育階段的限制,僅需少許組織樣本即可,即使樣本腐爛或殘缺,理論上只要能提取到足夠的DNA即可實現分類鑒定。 二、基因鑒定技術及其原理 基因鑒定就是通過一定的方法檢測出物種個體間或種群間DNA片段上的差異,從而達到鑒定物種的目的。基因鑒定優點較多:不受環境或其他因素影響、多態性較高、能提供完整的遺傳信息等。 目前常用的基因鑒定技術如下:限制性酶切片段長度多態性、隨機引物擴增多態性DNA、擴增片段長度多態性、微衛星DNA、DNA序列分析、DNA條形碼。 (一)限制性酶切片段長度多態性 限制性酶切片段長度多態性(restriction fragment length polymorphism,RFLP)技術于1980年由人類遺傳學家 Bostein提出。它是**代DNA分子標記技術。 Donis-Keller利用此技術于1987年構建成**張人的遺傳圖譜。DNA分子水平上的多態性檢測技術是進行基因組研究的基礎。 RFLP已被廣泛用于基因組遺傳圖譜構建、基因定位,以及生物進化和分類的研究。 RFLP的原理:不同品種(個體)基因組的限制性內切酶的酶切位點堿基發生突變,或酶切位點之間發生了堿基的插入、缺失,導致酶切片段大小發生了變化,這種變化可以通過特定探針雜交進行檢測,從而可比較不同品種(個體)的DNA水平的差異(即多態性),多個探針的比較可以確立生物的進化和分類關系。所用的探針為來源于同種或不同種基因組DNA的克隆,位于染色體的不同位點,從而可以作為一種分子標記,構建分子圖譜。 當某個性狀(基因)與某個(些)分子標記協同分離時,表明這個性狀(基因)與分子標記連鎖。分子標記與性狀之間交換值的大小即表示目標基因與分子標記之間的距離,從而可將基因定位于分子圖譜上。分子標記克隆在質粒上,可以繁殖及保存。不同限制性內切酶切割基因組DNA后,所切的片段類型不一樣,因此,可將限制性內切酶與分子標記組成不同組合進行研究。常用的限制性內切酶一般是 HindⅢ、BamHⅠ、EcoRⅠ、EcoRⅤ、XbaⅠ,而分子標記則有幾個甚至上千個。分子標記越多,則所構建的圖譜就越飽和。構建飽和圖譜是 RFLP研究的主要目標之一。 不同種生物之間的基因存在差異,同一種生物群體內個體之間也存在差異。生物群體中個體間差異的產生,一方面是由于營養、氣候和疾病等,另一方面主要是由于遺傳因素。若單純以表型分類不能區分同一種生物的單個性狀、單個基因,甚至單個堿基之間的差異,借助 RFLP技術就可以對這種差異進行研究。 1.RFLP技術的優點 (1)RFLP揭示的是DNA水平自然變異,其標記數目幾乎是無限的。 (2)大部分標記為共顯性:表現 RFLP的位點一般是單一序列,每個位點通常有兩個等位基因(共顯性)。遵循孟德爾遺傳,因而 RFLP標記圖也可用傳統的基因標圖方法來構建。 (3)生育期任何時間都可預測,不受環境影響:DNA分子水平標記沒有發育階段或器官的特異性,不受環境條件及基因相互作用的影響。 2.RFLP對技術要求較高,在操作時必須注意以下事項 (1)作為檢測對象的DNA分子必須保持大分子,在抽提DNA的過程中避免人為地將DNA分子機械性切割成小片段的DNA,否則*終顯示的 RFLP圖譜可能是一種假象。 (2)在用限制性內切酶消化大分子DNA時,要使DNA被完全消化,否則所得的結果也不可靠。 (二)隨機引物擴增多態性.DNA 隨機引物擴增多態性DNA(random ampliffed polymorphism DNA,RAPD)標記是由美國的 Williams和 Welsh等于1990年利用聚合酶鏈式反應(PCR)技術發展起來的一種DNA多態性標記。它利用隨機引物對目的基因組DNA進行 PCR擴增,產物經電泳分離后顯色,分析擴增產物DNA片段的多態性, RAPD可以反映目的基因組相應片段由于堿基缺失、插入、突變和重排等所引發的DNA多態性。 由于隨機引物在較低的復性溫度下能與基因組DNA非特異性地結合,當相鄰兩個引物間的DNA小于2000bp時,就能夠得到擴增產物。與 RFLP相比,RAPD具有很多優點。 (1)不需要了解研究對象基因組的任何序列,只需很少純度不高的模板,就可以檢測出大量的信息。 (2)無須專門設計 RAW反應引物,隨機設計長度為8~10個堿基的核苷酸序列就可應用。 (3)操作簡便,不涉及分子雜交、放射自顯影等技術。 (4)只需要很少的DNA樣本。 (5)不受環境、發育、數量性狀遺傳等的影響,能夠客觀地提示供試材料之間DNA的差異。可以檢測出 RFLP標記不能檢測的重復順序區。 當然, RAPD技術有一定的局限性,它呈顯性遺傳標記(極少數共顯性),不能有效區分雜合子和純合子;易受反應條件的影響,某些情況下,重復性較差,可靠性較低,對反應的微小變化十分敏感,如聚合酶的來源、DNA不同提取方法、Mg2+濃度等,都需要嚴格控制。 (三)擴增片段長度多態性 擴增片段長度多態性(ampli.ed fragment length polymorphism,AFLP)是1993年荷蘭科學家 Zabeau和 Vos發展起來的一種檢測DNA多態性的新方法。 AFLP是 RFLP與 PCR相結合的產物,其原理是先利用限制性內切酶水解基因組DNA產生不同大小的DNA片段,再使雙鏈人工接頭的酶切片段相連接,作為擴增反應的模板DNA,然后以人工接頭的互補鏈為引物進行預擴增,*后在接頭互補鏈的基礎上添加1~3個選擇性核苷酸作引物對模板DNA基因再進行選擇性擴增,通過聚丙烯酰胺凝膠電泳分離檢測獲得的DNA擴增片段,根據擴增片段長度的不同檢測出多態性。 引物由三部分組成:與人工接頭互補的核心堿基序列、限制性內切酶識別序列、引物3′端的選擇堿基序列(1~10bp)。接頭與接頭相鄰的酶切片段的幾個堿基序列為結合位點。 該技術的獨*之處在于所用的專用引物在不知道DNA信息的前提下就可對酶切片段進行 PCR 擴增。為使酶切濃度大小分布均勻,一般采用兩個限制性內切酶,一個酶為多切點,另一個酶切點數較少,因而 AFLP分析產生的主要是由兩個酶共同酶切的片段。AFLP結合了 RFLP和 RAPD兩種技術的優點,具有分辨率高、穩定性好、效率高的優點。但它的技術費用較高,對DNA的純度和內切酶的質量要求也很高。 盡管AFLP技術誕生時間較短,但其可稱為分子標記技術的又一次重大突破,被認為是一種十分理想、有效的分子標記技術。 (四)微衛星.DNA 微衛星DNA(microsatellite DNA)是1981年 Marsh.eld醫學研究基金會的 James和俄勒岡健
病媒生物基因鑒定技術(精) 作者簡介
郭天宇,研究員,博士,于中國檢驗檢疫科學研究院衛生檢驗與檢疫研究所負責外來媒介生物學實驗室工作。中華預防醫學會媒介生物學分會委員、國家衛生有害生物控制標準委員會委員、全國口岸醫學媒介生物應急監控技術協作專家組成員、全國衛生有害生物控制協會專家組成員。主要從事鼠類生態與防治研究,先后主持、參與國家科技部質檢公益項目、NQI項目和生物安全專項多項。獲軍隊科技進步二等獎1項、三等獎2項,北京市科學技術二等獎1項,質檢總局科技興檢二等獎1項;獲授權實用新型專利11項,發明專利2項;參與制定國家標準11項,行業標準10項;發表論文157篇。
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