趙 杰，游新勇，徐貞貞，陳愛亮，趙 燕，何雯菁，楊曙明

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SNP檢測方法在動物研究中的應(yīng)用

趙 杰，游新勇，徐貞貞，陳愛亮，趙 燕，何雯菁，楊曙明※

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所，北京 100081）

單核苷酸多態(tài)性（SNP）作為第三代分子標(biāo)記技術(shù)，以其數(shù)量豐富、遺傳穩(wěn)定性高、易于快速自動化檢測等優(yōu)點(diǎn)備受關(guān)注。該文綜述了基于不同原理的SNP分型檢測方法，包括幾種常見的測序技術(shù)、基于酶學(xué)及雜交原理的分析檢測技術(shù)和基于色譜及質(zhì)譜的相關(guān)技術(shù)。闡釋了方法的原理、分析了方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍?？偨Y(jié)了目前在動物遺傳育種、親緣鑒定、動物品種及產(chǎn)品溯源等方面的應(yīng)用研究現(xiàn)狀。為下一步開發(fā)更靈敏準(zhǔn)確、簡便易行、高通量及低成本的SNP檢測方法及拓展SNP的應(yīng)用領(lǐng)域提供參考。

動物；自動檢測；產(chǎn)品溯源；單核苷酸多態(tài)性（SNP）；分型檢測方法；親緣鑒定

0 引 言

分子標(biāo)記一般指基因水平上由于DNA分子缺失、堿基及序列的改變等機(jī)制而產(chǎn)生的多態(tài)性標(biāo)記[1-2]。目前已發(fā)展到以單核苷酸多態(tài)性為代表的第三代分子標(biāo)記技術(shù)[3-4]。單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphism，SNP）主要是指由于單個(gè)堿基的改變引起基因組水平上的DNA序列多態(tài)性[5]，當(dāng)上述變異在群體中所占比例不小于1%時(shí)，即為單核苷酸多態(tài)，但在cDNA中的特殊情況下也可以小于1%[6]。SNP主要由2種表現(xiàn)形式：一種稱為轉(zhuǎn)換，即一個(gè)嘌呤被另一個(gè)嘌呤所代替，或一個(gè)嘧啶被另一個(gè)嘧啶所代替；一種稱為顛換，即一個(gè)嘌呤被一個(gè)嘧啶所代替，或者一個(gè)嘧啶被一個(gè)嘌呤所代替。轉(zhuǎn)換和顛換比例大約為2:1，且多發(fā)生在T堿基和C堿基之間[7]。

1 SNP分子標(biāo)記分類及特點(diǎn)

1.1 SNP分子標(biāo)記的分類

根據(jù)SNP在染色體上所處的位置，分為基因編碼區(qū)的cSNPs，基因間區(qū)的iSNPs及基因周邊的pSNP。其中，由于處于外顯子內(nèi)的cSNPs相對保守，其變異率僅為周圍序列的20%。根據(jù)SNP對遺傳效應(yīng)的影響，SNP也可以分三類，包括錯(cuò)義突變（missence mutation），變異導(dǎo)致翻譯時(shí)氨基酸的替換，形成的蛋白質(zhì)或多肽無活性或者功能低下；無義突變（nonsence mutation）：變異形成的多肽鏈不完整或者沒有活性；同義突變（synonymy mutation），變異不會造成蛋白質(zhì)序列和性質(zhì)的改變[8]。根據(jù)SNP是否處于蛋白編碼區(qū)分為編碼SNP和非編碼SNP[9]。

1.2 SNP分子標(biāo)記的特點(diǎn)

①數(shù)量多且分布廣，SNPs幾乎分布于整個(gè)基因組中。研究表明，在人類基因組中其突變率約為1/1 000，整個(gè)基因組估計(jì)可達(dá)300萬之多[10]，而在其他哺乳動物中其突變率約為1/500~1/1000[11]。在植物基因組中，其平均密度1/50~/1300[12-13]。②遺傳穩(wěn)定性高，SNPs突變率僅為10-9，相比微衛(wèi)星等多態(tài)性標(biāo)記遺傳穩(wěn)定性相對較高，結(jié)果也更可靠[14-15]。③富有代表性，若突變發(fā)生在基因編碼區(qū)時(shí)，可能會直接引起生物體的疾病及遺傳改變[16]。④易實(shí)現(xiàn)自動化分析，絕大多數(shù)SNPs屬于二等位基因，分析檢測時(shí)只需判定其“有或無”，數(shù)據(jù)分析簡單[17]。

2 SNP的檢測分析方法

目前，越來越多的簡單、快速、高效、高通量的檢測方法不斷被開發(fā)出來。根據(jù)研究對象的不同，SNP檢測方法主要可以分為針對已知SNP和針對未知SNP進(jìn)行分析，不過在實(shí)際應(yīng)用過程中，兩類方法往往可以結(jié)合使用以達(dá)目的[18]。根據(jù)檢測原理的不同，SNP的分型和定量技術(shù)歸納起來大致有以下幾類：

2.1 測序法

直接測序法是最直接、最準(zhǔn)確的方法。該方法對于發(fā)現(xiàn)未知的SNP十分有效，位點(diǎn)檢出率可達(dá)到100%。同時(shí)該方法還可區(qū)分SNP的突變類型、突變位置[19]。

2.1.1 第一代測序技術(shù)

第一代測序中以Sanger發(fā)明的雙脫氧鏈末端終止法應(yīng)用最多。該方法通過設(shè)計(jì)4個(gè)相互獨(dú)立的反應(yīng)，利用同位素（32P,35S）進(jìn)行標(biāo)記，雙脫氧核苷三磷酸（ddNTP）作為鏈終止試劑，經(jīng)過DNA聚合酶延伸獲得一系列長度不同的DNA片段，經(jīng)聚丙烯酰胺凝膠電泳分離，即可獲知目的DNA分子的堿基序列[20]。后經(jīng)過不斷發(fā)展，在標(biāo)記技術(shù)上以四色熒光染料對ddNTP進(jìn)行標(biāo)記，在分離技術(shù)上采用自動化程度和靈敏度更高的毛細(xì)管電泳技術(shù)。一代測序兼具準(zhǔn)確性和讀長長的優(yōu)勢，讀長已達(dá)1kb，且堿基讀取率可達(dá)99.999%，是確定基因序列的“金標(biāo)準(zhǔn)”。但是，受限于測序通量低、速度慢以及成本高等缺點(diǎn)，僅適用于位點(diǎn)數(shù)量及樣本量較少的情況。

2.1.2 第二代測序技術(shù)

又稱下一代測序技術(shù)（next-generation sequencing，NGS）。這是對第一代測序技術(shù)的劃時(shí)代變革，真正意義上實(shí)現(xiàn)了高通量[21]。目前，用于SNP分型檢測的二代測序技術(shù)平臺主要有：454焦磷酸測序（pyrosequencing），Solexa測序技術(shù)和SOLiD測序技術(shù)。其基本原理均是邊合成邊測序[22]。454焦磷酸測序采用循環(huán)微陣列法，無需制膠，不需要毛細(xì)管分離，也不需要熒光染料和同位素標(biāo)記，操作簡單，定量結(jié)果準(zhǔn)確，在突變位點(diǎn)檢測、基因頻率及細(xì)菌和病毒分型測定方面應(yīng)用廣泛。但該方法成本高，樣品制備較難，當(dāng)存在同種堿基多聚區(qū)時(shí)會出現(xiàn)背景信號升高造成無法準(zhǔn)確判定分型的情況[23]。Solexa測序技術(shù)較與454焦磷酸測序相比更具通量和成本優(yōu)勢。但受限于讀長過短，在基因組信息已知的測定中使用頻率更高[24-25]。SOLiD測序平臺可對單拷貝基因片段進(jìn)行大規(guī)模擴(kuò)增和高通量并行測序[26]。該技術(shù)顯著的優(yōu)點(diǎn)是具有雙堿基編碼技術(shù)的誤差矯正功能，準(zhǔn)確率大于99.94%，但度長更短。

2.1.3 第三代測序技術(shù)

二代測序技術(shù)有其高通量優(yōu)勢，但是PCR擴(kuò)增、熒光分析等方面制約著測序的成本和效率，且讀長短，后續(xù)的序列拼接、組裝及注釋等生物信息學(xué)的分析困難[27]。在此情況下，基于單分子讀取技術(shù)的第三代測序技術(shù)有廣闊的應(yīng)用前景。其優(yōu)點(diǎn)在于數(shù)據(jù)讀取速度更快，無需PCR擴(kuò)增，不會帶來累積效應(yīng)，成本也得以降低。對于需要高分辨率的SNP檢測、甲基化識別、以及含有大量SNP的遺傳學(xué)領(lǐng)域基因定位等第一及第二代測序技術(shù)無法勝任的領(lǐng)域潛力巨大[28-29]。

2.2 基于酶學(xué)的檢測方法

2.2.1 內(nèi)切酶技術(shù)（endonuclease digestion）

該方法的原理基于DNA序列的微小變化，包括位點(diǎn)的產(chǎn)生或消失均會導(dǎo)致內(nèi)切酶酶切位點(diǎn)發(fā)生變化。利用限制性內(nèi)切酶處理不同個(gè)體產(chǎn)生的片段長度不同，再經(jīng)電泳分離片段，從而檢測出突變位點(diǎn)的情況[30]?；谠撛淼臋z測技術(shù)主要有限制性片段長度多態(tài)性（RFLP）、隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性（RAPD）、引物入侵分析技術(shù)（invader assay）和UCAN（RNase H）等。其中RFLP和RAPD是兩種技術(shù)相對成熟，需要條件相對簡單，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室都可應(yīng)用。不過，該方法操作較為復(fù)雜，無法進(jìn)行多重反應(yīng)，通量低，僅適合于存在酶切位點(diǎn)的SNP情況。

2.2.2 寡核苷酸連接分析（oligo nucleotide ligation assay, OLA）

該技術(shù)也稱為連接酶檢測反應(yīng)（ligase detection reaction, LDR）。試驗(yàn)首先進(jìn)行目標(biāo)序列的擴(kuò)增并將產(chǎn)物變性為單鏈，加入兩條3′端分別可以與一種基因型互補(bǔ)的特異性檢測探針，及與SNP的另一側(cè)模板完全匹配的熒光標(biāo)記探針。在DNA連接酶的作用下，當(dāng)左右兩條檢測探針與目標(biāo)片段完全互補(bǔ)，且探針間沒有空隙時(shí)連接反應(yīng)順利進(jìn)行，否則連接反應(yīng)失敗，上機(jī)測序，實(shí)現(xiàn)對SNP位點(diǎn)的檢測[31]。寡核苷酸連接技術(shù)基于雜交和鏈接反應(yīng)，具有雙重保證，分型結(jié)果更準(zhǔn)確。同時(shí)該方法適用于任何多態(tài)性位點(diǎn)，位點(diǎn)檢測率高，且可以進(jìn)行多重反應(yīng)。屬于中等通量的分型方法，目前在SNP與疾病相關(guān)的研究方面應(yīng)用較多。

2.2.3 等位基因特異性PCR (allele-specific PCR, AS-PCR)

又名ARMS (amplification refractory mutation system)。該方法利用Taq酶無3′→5′外切酶活性，當(dāng)引物3′末端與模板發(fā)生錯(cuò)配時(shí)，Taq酶的延伸速率將會降低或停止，而正常配對的引物可以順利擴(kuò)增出產(chǎn)物。擴(kuò)增產(chǎn)物通過電泳分離后，即可判定樣本的基因型[32-33]。該方法易于操作、成本低廉，對儀器設(shè)備要求不高，還可以與real-time PCR、毛細(xì)管電泳等技術(shù)聯(lián)用實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、高通量的檢測，目前在動植物遺傳育種及臨床疾病診斷方面應(yīng)用較多。適于已知SNP位點(diǎn)的分型測點(diǎn)，特異性的引物設(shè)計(jì)是成功的關(guān)鍵[34]。

2.3 基于雜交的檢測方法

2.3.1 動態(tài)等位基因特異雜交（dynamic allele specific hybridization, DASH）

該方法是將PCR產(chǎn)物與標(biāo)記有熒光染料的寡核苷酸探針雜交，利用存在錯(cuò)配堿基的異源雙鏈變性溫度低于不含錯(cuò)配堿基的同源雙鏈的特性，隨著溫度逐漸升高，異源雙鏈先于同源雙鏈到達(dá)變性溫度，雙鏈變性，熒光強(qiáng)度迅速減弱，基于此可判定是否存在堿基突變[35]。具有結(jié)果準(zhǔn)確、快速、通量高、自動化等優(yōu)點(diǎn)，但是對擴(kuò)增產(chǎn)物質(zhì)量要求高，需要專門的儀器設(shè)備。

2.3.2 Taqman探針法

又稱核酸外切酶法（5′-nuclease assay），基于Taq酶具有5′端外切酶活性，利用兩條普通引物及一條包含有待檢SNP位點(diǎn)的等位基因特異性探針進(jìn)行測定。探針5′端標(biāo)記熒光基團(tuán)，3′端標(biāo)記熒光猝滅基團(tuán)。延伸過程中，Taq酶將與目標(biāo)序列完全互補(bǔ)的探針的熒光基團(tuán)切割，使熒光基團(tuán)和猝滅基團(tuán)得以分離產(chǎn)生熒光信號。如果探針與靶序列之間存在錯(cuò)配，熒光強(qiáng)度將會大大降低，因此可以根據(jù)反應(yīng)液中熒光的強(qiáng)度來判斷突變類型[30]。該技術(shù)的突出優(yōu)點(diǎn)是無需分離和洗脫等后續(xù)步驟，檢測速度得以大大提升。但是需要針對不同的SNP位點(diǎn)設(shè)計(jì)不同的探針，探針費(fèi)用較高。要保證探針的準(zhǔn)確性難度較高，無法進(jìn)行多重反應(yīng)，在應(yīng)用過程中受到一定限制。

2.3.3 基因芯片技術(shù)

基因芯片是一種高度集成化、微型化及自動化的SNP檢測技術(shù)。該技術(shù)將針對已知SNP位點(diǎn)設(shè)計(jì)的探針固定在固相載體上，將擴(kuò)增后的DNA單鏈與之雜交，完全互補(bǔ)配對則發(fā)出強(qiáng)的熒光，否則熒光強(qiáng)度即會很弱，利用熒光顯微儀器進(jìn)行掃描，獲得檢測結(jié)果[30]。該方法在基因組中實(shí)現(xiàn)了快速、高通量的SNP檢測，其應(yīng)用范圍非常廣。但是，目前商業(yè)化芯片種類有限，有的還需定制，價(jià)格昂貴。同時(shí)，芯片的雜交條件受DNA序列中GC含量影響，實(shí)際操作過程中需要注意。

2.4 其他檢測技術(shù)

2.4.1 變性高效液相色譜（denaturing high performance liquid chromatograph, DHPLC）

又稱溫控高效液相色譜法，是基于單鏈構(gòu)象多態(tài)性檢測和變性梯度凝膠電泳2種方法而發(fā)展起來的突變檢測技術(shù)，其分離原理類似于陰離子交換層析，帶負(fù)電荷的DNA分子與帶正電荷的分離柱相結(jié)合，通過溫度調(diào)節(jié)使DHPLC在接近DNA分子的值下運(yùn)行，若經(jīng)PCR擴(kuò)增后的雙鏈存在錯(cuò)配堿基則更易變性，在分離柱上保留時(shí)間短，易被洗脫，從而與正常的配對雙鏈分開，色譜圖上表現(xiàn)為2個(gè)或多個(gè)色譜峰，最后根據(jù)色譜峰的峰型或數(shù)目來確定SNP的有或無[36-37]。該方法自動化程度及特異性高，還可同時(shí)設(shè)定多個(gè)溫度以增加突變堿基的檢出率。特別適于低頻率突變的檢測及大批樣本的初步篩查。該方法自動化程度高，檢測變異敏感性及特異性高，且能同時(shí)實(shí)現(xiàn)片段純化。但是，分離柱精密，對試劑及樣品均有較高要求，所需費(fèi)用較高。此外，它只能檢測到位點(diǎn)的有無，無法確定堿基突變情況及其所在位置，因而還需進(jìn)一步的測序鑒定。

2.4.2 基質(zhì)輔助激光解吸附電離飛行時(shí)間質(zhì)譜（MALDI-TOF-MS）

該方法是在引物的5′端引入生物素，使變性的單鏈產(chǎn)物可共價(jià)結(jié)合于硅芯片上，在硅芯片上進(jìn)行引物的退火、延伸反應(yīng)，由于突變部位與正常部位配對的堿基不同，在質(zhì)譜儀上即出現(xiàn)不同的質(zhì)譜峰[38]。一個(gè)樣本經(jīng)質(zhì)譜分析僅需幾秒鐘，且結(jié)果準(zhǔn)確，但需要對分析樣本進(jìn)行純化處理后才可上機(jī)測定。目前，通過化學(xué)修飾替代了純化步驟，檢測的時(shí)間和成本均大幅度下降。

3 SNP在動物研究中的應(yīng)用

3.1 SNP在動物遺傳育種中的應(yīng)用

近年，隨著DNA分子標(biāo)記技術(shù)的不斷發(fā)展，分子標(biāo)記輔助育種已經(jīng)成為一種新的育種方法在生產(chǎn)實(shí)際中發(fā)揮越來越重要的作用，該方法利用分子標(biāo)記與目標(biāo)性狀的緊密連鎖關(guān)系，通過分子標(biāo)記的選擇間接實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)性狀的選擇?？朔藗鹘y(tǒng)形態(tài)學(xué)標(biāo)記數(shù)目少、受環(huán)境影響較大以及抽樣誤差帶來的育種準(zhǔn)確性差的不足，且可以在育種早期實(shí)施性狀鑒定，大大縮短育種周期，降低育種成本。

3.1.1 動物遺傳圖譜構(gòu)建

SNP標(biāo)記的豐富性更有利于高密度遺傳圖譜的構(gòu)建。遺傳圖譜包含的標(biāo)記越多，分布越均勻，其精度也就越高，越有利于精準(zhǔn)定位性狀基因[39]。王光凱[40]利用Illumina OvineSNP50K芯片數(shù)據(jù)構(gòu)建了綿羊的全基因組選擇信號圖譜，發(fā)現(xiàn)多個(gè)基因家族與毛色、角型、骨骼和肌肉生長發(fā)育、繁殖、免疫和毛囊生長發(fā)育相關(guān)。刁淑琪等[41]采用豬Illumina Porcine SNP60K芯片對216個(gè)杜洛克豬進(jìn)行基因型分析，結(jié)果表明，該群體不同染色體間平均連鎖不平衡程度介于0.46至0.59之間，且連鎖不平衡水平隨著標(biāo)記間距的增加而衰減，變異程度隨之減小，為杜洛克豬遺傳分析及全基因組選擇研究提供參考。Wang等[42]構(gòu)建了平均標(biāo)記間隔為0.3958 cM的大菱鲆（L.）遺傳連鎖圖譜，共發(fā)現(xiàn)220個(gè)QTLs（數(shù)量性狀定位）與不同生長期的體長和體重相關(guān)。Tsai等[43]對大西洋鮭魚（Atlantic Salmon）構(gòu)建了高密度SNP連鎖圖譜，并利用該連鎖圖譜完善了參考基因組，為鮭的基因及基因組研究提供了重要的資源。

3.1.2 標(biāo)記輔助選擇

利用SNP進(jìn)行標(biāo)記輔助選擇（marker-assisted selection, MSA）較QTL定位相比，更有利于實(shí)現(xiàn)單個(gè)堿基變異與表型性狀的關(guān)聯(lián)分析，更趨于精細(xì)定位。鐘昕等[44]對包括4個(gè)黃牛品種（秦川牛、魯西牛、南陽牛和郟縣紅牛）的共計(jì)459個(gè)個(gè)體采用PCR-SSCP技術(shù)對基因第8外顯子進(jìn)行SNPs多態(tài)性檢測，結(jié)果表明不同基因型在體高、腰高、體長方面存在顯著差異，可以作為黃牛標(biāo)記輔助選擇的候選基因。吳曉平[45]采用Illumina BovineSNP50（54 K）牛全基因SNP芯片，對中國荷斯坦奶牛群體的29個(gè)個(gè)體進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析，檢測到59個(gè)與體型性狀顯著相關(guān)的SNP位點(diǎn)，并定位了多個(gè)與體型容量、體深、胸寬、蹄角度、棱角性、后肢側(cè)視、乳頭長度和大小的相關(guān)的關(guān)鍵候選基因。徐珍[46]選取豬的、、和-基因進(jìn)行SNPs檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)基因5′端調(diào)控區(qū)轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游―532bp處有一插入型SNP，且該位點(diǎn)與背膘厚性狀呈極顯著相關(guān)（<0.01）；同時(shí)在1，2和-3基因中也分別發(fā)現(xiàn)了與出生質(zhì)量（<0.05），背膘厚、眼肌高、眼肌寬、色值和大理石評分等顯著相關(guān)（<0.01）的位點(diǎn)，為重要經(jīng)濟(jì)性狀的分子標(biāo)記輔助選擇提供了理論依據(jù)。Sharma等[47]在-、和-基因中均發(fā)現(xiàn)了新的與印度Jamunapari山羊出生質(zhì)量相關(guān)的新SNPs位點(diǎn)。宋永利等[48]采用PCR-SSCP方法檢測牛孕激素受體第4、8外顯子及5′UTR的SNP多態(tài)性，發(fā)現(xiàn)位于第4外顯子的突變與種公牛的射精量顯著相關(guān)，位于第8外顯子的突變對凍精活精子比率和精子密度有影響，表明牛孕激素受體SNP與精液品質(zhì)存在相關(guān)性，對選育肉用種公牛提供了理論依據(jù)。

3.2 SNP在動物親緣鑒定方面的應(yīng)用

近年來，親緣鑒定在育種實(shí)踐中對于譜系劃分具有重要作用。Heaton等[49]采用分布于牛18條常染色體及2條性染色體上的32個(gè)高度多態(tài)的SNP組合進(jìn)行親緣關(guān)系判斷，在美國雜交牛群體中2個(gè)隨機(jī)個(gè)體具有相同基因型的概率為2.0×10-13，在純種安格斯牛中的概率為1.9×10-10。同時(shí)，該組標(biāo)記對于2個(gè)群體的非父排除概率分別為99.9% 和99.4%。郭立平[50]采用MAF（最小等位基因頻率）為0.4818、期望雜合度為0.4998、多態(tài)信息含量為0.3748的包含50個(gè)SNP標(biāo)記組合，在母本基因型未知情況下，其累計(jì)排除概率為0.9989。該結(jié)果有助于錯(cuò)誤譜系的糾正，準(zhǔn)確估計(jì)育種值具有重要意義。Rohrer等[51]從80個(gè)SNP位點(diǎn)中篩選出MAF>0.15的60個(gè)位點(diǎn)，用于美國純種杜洛克、漢普夏豬、蘭德瑞斯豬和約克夏豬組成的155個(gè)公豬群體，其種間身份同一性的概率為4.6×10-23，種內(nèi)其概率從4.3×10-14（漢普夏豬）到2.6×10-22（約克夏豬），同時(shí)該標(biāo)記組合也對于其他品種豬也可以進(jìn)行親緣關(guān)系判定。另外，該應(yīng)用在解決民事糾紛、偵破刑事案件及保護(hù)珍惜動物種質(zhì)資源等方面也發(fā)揮越來越重要的作用。

3.3 SNP在動物品種及產(chǎn)品溯源中的應(yīng)用

動物品種及其產(chǎn)品溯源是食品整個(gè)供應(yīng)鏈中不可缺少的一部分，對于保障食品安全、保障公眾健康、增加消費(fèi)者信心具有重要意義。同時(shí)，良好的溯源管理體系也有利于地方特色產(chǎn)品的保護(hù)，對于假冒產(chǎn)品查處，建立公平的競爭環(huán)境，維護(hù)市場秩序具有重要作用[52]。

3.3.1 SNP用于個(gè)體溯源鑒定

SNP用于個(gè)體溯源鑒定不但可以對活體動物進(jìn)行識別，還可以對分割肉塊甚至對加工后的熟肉產(chǎn)品進(jìn)行溯源判定，較傳統(tǒng)溯源技術(shù)更具準(zhǔn)確性和可靠性。由于SNP的二態(tài)性，理論上一個(gè)SNP可以區(qū)分3個(gè)動物個(gè)體，個(gè)位點(diǎn)組合則可區(qū)分3個(gè)個(gè)體。但是應(yīng)用于溯源鑒定的位點(diǎn)還需滿足以下2個(gè)條件：一是在目標(biāo)群體里具有高度的多態(tài)性，以保證其足夠的區(qū)分能力；二是數(shù)量上要足夠，以達(dá)到更準(zhǔn)確的溯源效果。因此，SNP用于溯源應(yīng)用的首要工作即是篩選得到一組有效的位點(diǎn)組合，并利用匹配概率（match probability）值來衡量該組合的效果，所謂匹配概率是指2個(gè)隨機(jī)個(gè)體具有相同基因型的概率，該值越小，2個(gè)隨機(jī)個(gè)體被誤判的幾率越小，表明所選SNP組合區(qū)分效果越好。

Orrù等[53]篩選了一組包含18個(gè)SNP的位點(diǎn)組合，用于意大利、丹麥常見的6個(gè)牛種群的528個(gè)個(gè)體進(jìn)行識別。結(jié)果表明該組合對于個(gè)體的匹配概率依品種的不同，從百萬分之1.39 到 0.07。Wu等[54]采用7個(gè)多態(tài)性的SNP標(biāo)記組合對中國西北和華東地區(qū)的肉羊進(jìn)行溯源驗(yàn)證，其匹配概率為1.85‰。近年，中國在豬肉產(chǎn)品溯源方便的研究也有了不少報(bào)道，如吳瀟等采用SNP對上海一屠宰場的豬肉產(chǎn)品進(jìn)行了溯源應(yīng)用研究，18個(gè)SNP標(biāo)記組合能有效區(qū)分100個(gè)個(gè)體。同時(shí)，隨機(jī)抽取的10個(gè)個(gè)體的組織樣品都能通過基因型比對找到對應(yīng)的個(gè)體來源[55]。

3.3.2 品種溯源鑒定

品種溯源鑒定對于名優(yōu)特產(chǎn)品的保護(hù)具有重要意義[56-57]。Negrin等[58]篩選出90個(gè)多態(tài)性的SNP位點(diǎn)對來自意大利、法國、西班牙、丹麥、荷蘭、瑞士和英國的24個(gè)品種的1047個(gè)牛肉樣品進(jìn)行地理區(qū)域溯源。牛個(gè)體對其原國籍的正確符合率為90%。其中對于地理標(biāo)志產(chǎn)品—純高原牛肉的正確率為100%，意大利“Vitellonedell' Appennino Centrale”牛肉的正確率為97%。Dimauro等[59]利用SNPs標(biāo)記對21個(gè)不同的綿羊群體（20個(gè)意大利群體及1個(gè)斯洛文尼亞群體）的496個(gè)個(gè)體同原產(chǎn)地進(jìn)行判別。分別選擇包括110和108個(gè)2組高度多態(tài)的SNPs標(biāo)記組合，它們能夠分別判定該21個(gè)綿羊群體及所屬的5個(gè)地理區(qū)域。Cheong等[60]采用90個(gè)SNP位點(diǎn)組合成功地將韓國本地肉牛品種Hanwoo同進(jìn)口牛肉及國產(chǎn)荷斯坦牛區(qū)分開，保護(hù)了本國的牛肉產(chǎn)業(yè)和維護(hù)了消費(fèi)者的知情權(quán)。

4 結(jié)論與展望

SNP分型檢測方法的不斷進(jìn)步為進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)新的SNP位點(diǎn)、更精準(zhǔn)地確定SNP功能及不斷擴(kuò)展新的應(yīng)用領(lǐng)域提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。未來，SNP的分型檢測方法將向更高效、更準(zhǔn)確、更靈活的方向發(fā)展。

SNP作為新一代分子標(biāo)記技術(shù)，因其數(shù)量豐富，遺傳穩(wěn)定性高，易于自動化分型等諸多優(yōu)點(diǎn)，引發(fā)了廣大研究者的濃厚興趣，新的高通量檢測方法也不斷被開發(fā)出來。理想的SNP分型方法應(yīng)同時(shí)具備以下優(yōu)點(diǎn)：1）操作簡單，可實(shí)現(xiàn)自動化；2）通量靈活，可根據(jù)需要加以選擇；3）分析速度快，數(shù)據(jù)處理容易；4）適應(yīng)性強(qiáng)，對樣本要求不高；5）結(jié)果可靠，費(fèi)用可接受。然而，目前的檢測方法還不能完全滿足以上要求。未來，SNP的檢測分型方法應(yīng)根據(jù)適用范圍，在更擅長的領(lǐng)域做更精細(xì)的提升，如在高通量應(yīng)用領(lǐng)域，應(yīng)該更著眼于獲得數(shù)據(jù)的有效性；在中等通量的應(yīng)用領(lǐng)域，更多考慮到中小型試驗(yàn)及臨床應(yīng)用需求；在現(xiàn)場快速檢測領(lǐng)域，應(yīng)朝著簡便、快速、便攜式方向發(fā)展。同時(shí)，生物、物理、化學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的不斷進(jìn)步，一定會為理想的檢測方法提供更多的技術(shù)革新。

隨著SNP分型檢測方法不斷取得新的突破，SNP的研究應(yīng)用領(lǐng)域也將持續(xù)向深度和廣度推進(jìn)。目前，距離SNP大規(guī)模走向應(yīng)用還存在一些挑戰(zhàn)：如在遺傳育種方面，由于同一性狀往往是多個(gè)基因共同決定，所以仍需要進(jìn)一步確定位點(diǎn)與表型間的顯著相關(guān)性，才能依據(jù)檢測的SNP位點(diǎn)進(jìn)行表型篩選，指導(dǎo)育種實(shí)踐，從而獲得理想的經(jīng)濟(jì)性狀；在動物品種鑒定及產(chǎn)品溯源方面，由于各研究樣本群體遺傳背景不同，不同群體間位點(diǎn)的適用性還有待進(jìn)一步考察，要想獲得理想的普適的標(biāo)記組合，還需通過不斷完善標(biāo)記的篩選策略及擴(kuò)大代表性群體的數(shù)量來實(shí)現(xiàn)。不過，隨著研究的不斷深入、相關(guān)領(lǐng)域數(shù)據(jù)庫的逐步建立，SNP的研究應(yīng)用將逐步走向成熟。

[1] 姚紅偉，張立冬，孫金陽，等. DNA分子標(biāo)記技術(shù)概述[J]. 河北漁業(yè)，2010(7)：42－46.

Yao Hongwei, Zhang Lidong, Sun Jinyang, et al. Summary of DNA molecular marker technology[J]. Heibei Fishery, 2010(7): 42－46. (in Chinese with English abstract)

[2] 許云華，沈潔. DNA分子標(biāo)記技術(shù)及其原理[J]. 連云港師范高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2003(3)：78－82.

Xu Yunhua, Shen Jie. DNA Molecular markers techniques and their principles[J]. Journal of Lianyungang Teachers College, 2003(3): 78－82. (in Chinese with English abstract)

[3] 閆華超，高嵐，李桂蘭. 分子標(biāo)記技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J]. 生物學(xué)通報(bào)，2006，41(2)：17－19.

[4] 單雪，王秀利，仇雪梅. 分子標(biāo)記及其在海洋動物遺傳研究中的應(yīng)用[J]. 生物技術(shù)通訊，2005，16(4)：463－466.

Shan Xue, Wang Xiuli, Qiu Xuemei. Molecular genetic markers and their applications in marine animal genetics[J]. Letters in Biotechnology, 2005, 16(4): 463－466. (in Chinese with English abstract)

[5] 唐立群，肖層林，王偉平. SNP分子標(biāo)記的研究及其應(yīng)用進(jìn)展[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2012，28(12)：154－158.

Tang Liqun, Xiao Cenglin, Wang Weiping. Research and application progress of SNP markers[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2012, 28(12): 154－158. (in Chinese with English abstract)

[6] 楊昭慶，洪坤學(xué)，褚嘉佑. 單核苷酸多態(tài)性的研究進(jìn)展[J]. 國外醫(yī)學(xué)：遺傳學(xué)分冊，2000，23(1)：4－8.

[7] 張小波，何慧，吳瀟，等. 基于SNP標(biāo)記的肉類溯源技術(shù)[J]. 肉類研究，2011，25(5)：40－45.

Zhang Xiaobo, He Hui, Wu Xiao, et al. A review of meat traceability technology based on SNP markers[J]. Meat Research, 2011, 25(5): 40－45. (in Chinese with English abstract)

[8] 李寧. 動物遺傳學(xué)[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2015：84－85.

[9] Gottgens B, Barton L M, Gilbert J G, et al. Analysis of vertebrate SCL loci identifies conserved enhancers[J]. Nature Biotechnol, 2000, 18: 181－186.

[10] 羅懷容，施鵬，張亞平. 單核苷酸多態(tài)性的研究技術(shù)[J]. 遺傳，2001，23(5)：471－476.

Luo Huairong, Shi Peng, Zhang Yaping. Detection for single nucleotide polymorphisms[J]. Hereditas, 2001, 23(5): 471－476. (in Chinese with English abstract)

[11] Sachidanandam R, Weissman D, Schmidt S C, et al. A map of human genome sequence variation containing 1.42 million single nucleotide polymorphisms[J]. Nature, 2001, 409(6822): 928－933.

[12] 李兆波，吳禹，王巖，等. SNP標(biāo)記技術(shù)及其在農(nóng)作物育種中的應(yīng)用[J]. 遼寧農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，12(3)：8－9.

[13] Kanazin V, Hope T, Deven S. Discovery and assay of single nucleotide polymorphisms in barley ()[J]. Plant Molecular Biology, 2002, 48(5): 529－537.

[14] Brumfield R T, Beerli P, Nickerson D A, et al. The utility of single nucleotide polymorphisms in inferences of population history[J]. Trends Ecol Evol, 2003, 18(5): 249－256.

[15] Seki S, Kawaguchi Y, Chiba K, et al. A functional SNP in CILP, encoding cartilage intermediate layer rotein, is associated with susceptibility to lumbar disc disease[J]. Nature Genet, 2005, 37: 607－612.

[16] 汪維鵬，倪坤儀，周國華. 單核苷酸多態(tài)性檢測方法的研究進(jìn)展[J]. 遺傳，2006，28(1)：117－126.

Wang Weipeng, Ni Kunyi, Zhou Guohua, Approaches for SNP genotyping[J]. Hereditas, 2006, 28(1): 117－126. (in Chinese with English abstract)

[17] Rieder M J, Taylor S L, Tobe V O, et al. Automating the identification of DNA variations using quality-based fluorescence re-sequencing: Analysis of the human mitochondrial genome[J]. Nucleic Acids Res, 1998, 26(4): 967－973.

[18] 許家磊，王宇，后猛，等. SNP 檢測方法的研究進(jìn)展[J]. 分子植物育種，2015，13(2)：475－482.

Xu Jialei, Wang Yu, Hou Meng, et al. Progress on detection methods of SNP[J]. Molecular Plant Breeding, 2015, 13(2): 475－482. (in Chinese with English abstract)

[19] 謝浩，趙明，胡志迪，等. DNA測序技術(shù)方法研究及其進(jìn)展[J]. 生命的化學(xué)，2015，35(6)：811－816.

Xie Hao, Zhao Ming, Hu Zhidi. Research of the methods for DNA sequencing technology and its progress[J]. Chemistry of Life, 2015, 35(6): 811－816. (in Chinese with English abstract)

[20] 郝甜甜，李強(qiáng)飛，李國治，等. 測序技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 畜牧與飼料科學(xué)，2014，35(3)：78－81.

Hao Tiantian, Li Qiangfei, Li Guozhi, et al. Research progress on the sequencing technologies[J]. Animal Husbandry and Feed Science, 2014, 35(3): 78－81. (in Chinese with English abstract)

[21] Metzker M L. Sequencing technologies-the next generation[J]. Nat Rev Genet, 2010, 11: 31－46.

[22] Zhou Xiaoguang, Ren Lufeng, Li Yuntao, et al. The next-generation sequencing technology: A technology review and future perspective[J]. Sci China: Life Sci, 2010, 53(1): 44－57.

[23] Thomas P, Niedrin G, Denitsa M, et al. Landscape of next-generation sequencing technologies[J]. Anal Chem, 2011, 83, 4327－4341.

[24] Shen Wei, Tian Ye, Ran Tong, et al. Genotyping and quantification techniques for single-nucleotide polymorphisms[J]. Trends Anal Chem, 2015, 69: 1－13.

[25] Pop M, Salzburg S L. Bioinformatics challenges of new sequencing technology[J]. Trends Genet, 2008, 24(3): 142－149.

[26] 陸才瑞，鄒長松，宋國立. 高通量測序技術(shù)結(jié)合正向遺傳學(xué)手段在基因定位研究中的應(yīng)用[J]. 遺傳，2015，37：765－776.

Lu Cairui, Zou Changsong, Song Guoli. Recent progress in gene mapping through high-throughput sequencing technology and forward genetic approaches[J]. Hereditas, 2015, 37: 765－776. (in Chinese with English abstract)

[27] 楊春曉，張玉，師少軍. SNP基因分型檢測技術(shù)及應(yīng)用進(jìn)展[J]. 中國藥師，2016，16(6)：811－816.

[28] 張得芳，馬秋月，尹佟明. 第三代測序技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 中國生物工程雜志，2013，33(5)：125－131.

Zhang Defang, Ma Qiuyue, Yin Tongming. The third generation sequencing technology and its application[J]. China Biotechnology, 2013, 33(5): 125－131. (in Chinese with English abstract)

[29] 趙廣榮，揚(yáng)帆，元英進(jìn). 單核苷酸多態(tài)性檢測方法的新進(jìn)展[J]. 遺傳，2005，27(1)：123－129.

Zhao Guangrong, Yang Fan, Yuan Yingjin. Progress in detection methods of single nucleotide polymorphisms[J]. Hereditas, 2005, 27(1): 123－129. (in Chinese with English abstract)

[30] 高秀麗，景奉香，楊劍波，等. 單核苷酸多態(tài)性檢測分析技術(shù)[J]. 遺傳，2005，27(1)：110－122.

Gao Xiuli, Jing Fengxiang, Yang Jianbo, et al. Detection for single nucleotide polymorphisms[J]. Hereditas, 2005, 27(1): 110－122. (in Chinese with English abstract)

[31] 王強(qiáng)，李衛(wèi)真，張永云. SNPs技術(shù)的研究進(jìn)展及應(yīng)用[J]. 四川畜牧獸醫(yī)，2010(8)：31－33.

Wang Qiang, Li Weizhen, Zhang Yongyun. Advance in single nucleotide polymorphism and its application[J]. Sichuan Animal & Veterinary Sciences, 2010(8): 31－33. (in Chinese with English abstract)

[32] Newton C R, Graham A, Heptinstall L E, et al. Analysis of any point mutation in DNA, the amplification refractory mutation system (ARMS)[J]. Nucleic Acids Res, 1989, 17: 2503－2516.

[33] 王清瑤，饒華春，刁勇，等. 等位基因特異性擴(kuò)增法在SNP 分型中的研究進(jìn)展[J]. 生物技術(shù)通報(bào)，2103(12)：62－67.

Wang Qingyao, Rao Huachun, Diao Yong, et al. Recent development of allele-specific amplification in SNP genotyping[J]. Biotechnology Bulletin, 2103(12): 62－67. (in Chinese with English abstract)

[34] Kwok S, Kellogg D E, Mckinney N, et al. Effects of primer-template mismatches on the polymerase chain reaction：human immunodeficiency virus type 1 model studies[J]. Nucleic Acids Res, 1990, 18: 999－1005.

[35] 曾朝陽，熊煒，沈守榮，等. 利用動態(tài)等位基因特異性雜交技術(shù)進(jìn)行單核苷酸多態(tài)高通量分型[J]. 生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展，2002，29(5)：806－810.

Zeng Zhaoyang, Xiong Wei, Shen Shourong, et al. High-throughput single nucleotide polymorphisms genotyping by dynamic allele-specific hybridization[J]. Prog Biochem Biophys, 2002, 29(5): 806－810. (in Chinese with English abstract)

[36] 儀軍玲，李彩霞，胡蘭. 單核苷酸多態(tài)性及其檢測方法[J]. 證據(jù)科學(xué)，2008，16(6)：757－763.

Yi Junling, Li Caixia, Hu Lan. Single nucleotide polymorphisms and detection approaches[J]. Evidence Science, 2008, 16(6): 757－763. (in Chinese with English abstract)

[37] Butcher L M, Meaburn E, Liu L, et al. Genotyping pooled DNA on microarrays: A systematic genome screen of thousands of SNPs in large samples to detect QTLs for complex traits[J]. Atmospheric Chemistry & Physics, 2011, 10(10): 2127－2143.

[38] 常培葉，趙平. 單核苷酸多態(tài)性檢測方法研究進(jìn)展[J]. 中國老年學(xué)雜志，2015，35(16)：4720－4722.

[39] 張戈，張?jiān)S. SSR和SNP在畜禽育種中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 畜牧獸醫(yī)科技信息，2007(7)：7－9.

[40] 王光凱. 綿羊全基因組連鎖不平衡分析和選擇信號檢測[D]. 北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2014.

Wang Guangkai. Genomic Linkage Analysis and Detection of Selection Signatures on Sheep[D]. Beijing: Chinese Academy of Agricultural Sciences, 2014. (in Chinese with English abstract)

[41] 刁淑琪，羅元宇，蔡迪，等. 杜洛克豬全基因組連鎖不平衡分析[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，43(11)：116－121.

Diao Shuqi, Luo Yuanyu, Cai Di, et al. Genome-wide linkage disequilibrium analysis in Duroc pigherd[J]. Guangdong Agricultural Sciences, 2016, 43(11): 116－121. (in Chinese with English abstract)

[42] Wang W J, Hu Y L, Ma Yu, et al. High-density genetic linkage mapping in Turbot (L.) based on SNP markers and major sex- and growth- related regions detection[J]. PLoS ONE, 2015, 10(3): e0120410.

[43] Tsai H Y, Robledo D, Lowe N R, et al. Construction and annotation of a high density SNP linkage map of the Atlantic Salmon () genome[J]. Gene Genomes Genetics, 2016, 6: 2173－2179.

[44] 鐘昕，昝林森，王洪寶，等. 黃?；蛲怙@子的多態(tài)性及其與體尺性狀的關(guān)系[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2010，19(7)：12－16.

Zhong Xin, Zan Linsen, Wang Hongbao, et al. Polymorphism of exon 8 ofgene and its relationship with body measurement traits in cattle[J]. Acta Agriculturae Boreali- occidentalis Sinica, 2010, 19(7): 12－16. (in Chinese with English abstract)

[45] 吳曉平. 基于SNP芯片和全測序數(shù)據(jù)的奶牛全基因組關(guān)聯(lián)分析和基因組選擇研究[D]. 北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2014.

Wu Xiaoping. GWAS and Genomic Prediction based on Markers of SNP-Chips and Sequence Data in Dairy Cattle Populations[D]. Beijing: China Agricultural University, 2014. (in Chinese with English abstract)

[46] 徐珍. 豬，1，2和3基因SNPs檢測及其與生產(chǎn)性狀的關(guān)聯(lián)分析[D]. 武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2016.

Xu Zhen. SNPs Detection and Their Association Analysis with Production Traits of Porcine,,and-Genes[D]. Wuhan: Huazhong Agricultural University, 2016. (in Chinese with English abstract)

[47] Sharma A, Dutt G, Sivalingam J, et al. Novel SNPs in,andgenes reveal significant association with growth traits in Indian goat breeds[J]. Small Ruminant Research, 2013, 115: 7－14.

[48] 宋永利，劉偉英，張麗穎，等. 牛孕激素受體SNP分析及其與精液品質(zhì)的關(guān)系[J]. 畜牧與獸醫(yī)，2010，42(1)：32－35.

Song Yongli, Liu Weiying, Zhang Liying, et al. SNP analysis of progesterone receptor gene and its relationship with semen quality in bulls[J]. Animal Husbandry & Veterinary Medicine, 2010, 42(1): 32－35. (in Chinese with English abstract)

[49] Heaton M P, Harhay G P, Bennett G L, et al. Selection and use of SNP markers for animal identification and paternity analysis in US beef cattle[J]. Mamm Genome, 2002, 13: 272－281.

[50] 郭立平. 利用微衛(wèi)星和SNP標(biāo)記對西門塔爾牛進(jìn)行親子推斷的研究[D]. 北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2013.

Guo Liping. Parentage Testing with Microsatellite and SNP Markers in Simmental[D]. Beijing: Chinese Academy of Agricultural Sciences, 2013. (in Chinese with English abstract)

[51] Rohrer G A, Freking B A, Nonneman D. Single nucleotide polymorphisms for pig identification and parentage exclusion[J]. Animal Genetics, 2007, 38: 253－258.

[52] 張小波，吳瀟，何慧，等. 基于SNPs標(biāo)記的豬肉DNA溯源技術(shù)的研究[J]. 中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)，2011，13(3)：85－91.

Zhang Xiaobo, Wu Xiao, He Hui, et al. Studies on DNA technology for pork traceability based on SNPs markers[J]. Journal of Agricultural Science and Technology, 2011, 13(3): 85－91. (in Chinese with English abstract)

[53] Orrù L, Catillo G, Napolitano F. Characterization of a SNPs panel for meat traceability in six cattle breeds[J]. Food Control, 2009, 20: 856－860.

[54] Wu Qiayu, Zhou Guanghong, Yang Sasa, et al. SNP genotyping in sheep from northwest and east China for meat traceability[J]. Journal of Consumer Protection and Food Safety, 2017, 12(2): 125－130.

[55] 吳瀟，呂貝貝，王金斌，等. 豬肉產(chǎn)品SNP 溯源標(biāo)記的研究及應(yīng)用[J]. 食品科學(xué)，2017(online). http://kns.cnki.net/ kcms/detail/11.2206.TS.20170303.1523.174.html

Wu Xiao, Lü Beibei, Wang Jinbin, et al. The research and application of pork traceability system based on SNP markers[J]. Food Science, 2017(online). http://kns.cnki.net/ kcms/detail/11.2206.TS.20170303.1523.174.html (in Chinese with English abstract)

[56] 魏益民，郭波莉，魏帥，等. 食品產(chǎn)地溯源及確證技術(shù)研究和應(yīng)用方法探析[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，45(24)：5073－5081.

Wei Yimin, Guo Boli, Wei Shuai, et al. The principle of food geographical origin traceability and authenticity technique[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2012, 45(24): 5073－5081. (in Chinese with English abstract)

[57] Todea A, Roian I, Holonec L, et al. Legal protection for geographical indications and designations of origin for agricultural products and foodstuffs[J]. Bulletin of University of Agricultural Sciences and Veterinary Medicine Cluj-Napoca, 2009, 66: 463－466.

[58] Negrini R, Nicoloso L, Crepaldi P, et al. Traceability of four European protected geographic indication (PGI) beef products using single nucleotide polymorphisms (SNP) and Bayesian statistics[J]. Meat Science, 2008, 80: 1212－1217.

[59] Dimauro C, Nicoloso L, Cellesi M, et al. Selection of discriminant SNP markers for breed and geographic assignment of Italian sheep[J]. Small Ruminant Research, 2015, 128: 27－33.

[60] Cheong H S, Kim L H, Namgoong S, et al. Development of discrimination SNP markers for Hanwoo (Korean native cattle)[J]. Meat Science, 2013, 94: 355－359.

Review on application of SNP detection methods in animal research

Zhao Jie, You Xinyong, Xu Zhenzhen, Chen Ailiang, Zhao Yan, He Wenjing, Yang Shuming※

(100081,)

Single nucleotide polymorphism (SNP) is just a single base change in a DNA sequence, including transition, transversion, insertion or deletion of one base, and it is usual with an alternative of two possible nucleotides at a given position. It is also considered as the least frequent mutation in the biological genome, with the frequency of 1% or greater, and the mutation is widespread in the genome. SNP is usually bi-allelic mutation, which is liable to high-throughput automated analysis and genotyping. In addition, SNP is relative genetically stable than other mutations, such as simple sequence repeat (SSR), estimated to be between 1×10-9and 5×10-9per nucleotide per year at neutral positions in mammals. SNP is considered as the third generation of molecular marker, and it is very popular in both overseas and domestic scholars in many fields of research. In recent years, the methods for SNP quantification and genotyping are rapidly developed and so many new analytical techniques are renewed. The first type of genotyping and quantification technique is sequencing, such as Sanger sequencing, next generation sequencing and the third-generation sequencing. The sequencing technique can directly get the sequence information of the target fragment by comparing between sequences each other, and the detection rate can be reached to 100%. What’s more, the information of mutation type and location can be clear at the same time. The allele-specific enzymatic techniques and allele-specific hybridization-based techniques are the second type of genotyping and quantification techniques. These techniques utilize the characteristics of subtle difference in thermal stability between perfectly matched and one-base mismatched in the sequences to design different detective methods and adopt corresponding detectors. The types of method include endonuclease digestion technique, oligo nucleotide ligation assay technique, allele-specific PCR technique, dynamic allele specific hybridization technique, Taqman, DNA chip technique and so on. These approaches have realized the high throughput beyond doubt, however, due to the enzymatic and hybridization theories, in order to achieve good results, the optimal condition of PCR reaction and the carefully designed probes and hybridisation protocols are of great importance. Besides the above SNP genotyping and quantification techniques, the chromatography and mass spectrometry techniques are also employed in the field, such as denaturing high performance liquid chromatograph and MALDI-TOF-MS. The two methods are all ultra-high-throughput screening and high efficient SNP detection methods. But they are too expensive to be widely used by most researchers. Although each technique is not perfect, researchers can choose one or two suitable methods to solve their scientific problems. With the rapid development in SNP typing and improvement of relevant databases, SNP has been extensively employed in genetic studies, such as genetic maps construction, population genetics structural analysis, genetic association studies, breed and individual identification and product traceability. We hope that this article will provide some references for the SNP genotyping and quantification techniques towards to the more robust, flexible and low-cost for further development.

animals; automatic testing; trace analysis; single nucleotide polymorphism; genotyping and quantification techniques; parentage testing

2017-07-23

2018-01-10

北京市科技計(jì)劃課題（No. Z161100000616008）；中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)（No. 1610072017010）

趙杰，博士生，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測及評價(jià)研究。Email：zhaojie20090127@126.com

楊曙明，男，研究員，博士，博士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)樾螽a(chǎn)品質(zhì)量和安全。Email：yangshuming@caas.cn

10.11975/j.issn.1002-6819.2018.04.037

S8; Q52

A

1002-6819(2018)-04-0299-07

趙 杰，游新勇，徐貞貞，陳愛亮，趙 燕，何雯菁，楊曙明. SNP檢測方法在動物研究中的應(yīng)用[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2018，34(4)：299－305.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.04.037 http://www.tcsae.org

Zhao Jie, You Xinyong, Xu Zhenzhen, Chen Ailiang, Zhao Yan, He Wenjing, Yang Shuming. Review on application of SNP detection methods in animal research[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(4): 299－305. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.04.037 http://www.tcsae.org