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分子生物学技术在药用植物研究领域中的应用的RAPD分子标记技术

浏览次数:78  更新时间:2018-06-07

分子生物学技术在药用植物研究领域中的应用的RAPD分子标记技术

    分子生物学技术在药用植物研究领域中的应用 -RAPD分子标记技术
1. RAPD 随机扩增多态性DNA,Random
Amplified Polymorphic DNA)是指用合成的较短的单个随机引物,以药材总DNA为模板,在DNA聚合酶作用下,进行非特异性的聚合酶链式反应,分析扩增产物电泳图谱在不同类群中的变异,扩增片段具有品种、品系特异性。任冰如等用RAPD技术对南、北苍术不同居群问的亲缘关系作了鉴定,从 DNA水平上证实了南、北苍术亲缘关系很近,差异很小。为后者的观点提供了有力的证据。徐朝晖等在用TLC法(薄层色谱法,Thin Layer Chroma tography)不能有效区分的情况下,成功地用该技术将牛蒡子及其5种常易混淆的毛头牛蒡、大翅蓟、水飞蓟、云木香和紫穗槐的果实区分。黄璐琦等应用RAPD技术对来源于13个种3个变种的天花粉及其类似品进行鉴别研究,证明RAPD技术鉴别药材具有一定的可靠性和实用价值,为解决粉末及破碎药材的鉴别提供了新的方法。曹晖等四采用 AP—PCR(任意引物聚合酶链反应,Arbitarily Primed PCR)和RAPD方法扩增菊科植物地胆草、白花地胆草和假地胆草以及商品药材苦地胆的基因组,获得可靠的DNA指纹图谱。Cap等采用 RAPD方法扩增蒲公英(Taraxacum mongolicum)及6种土蒲公英混淆品的基因组DNA,获得清晰可靠的DNA指纹图谱,根据琼脂糖凝胶上显示的DNA带型差异可鉴别蒲公英和土蒲公英混淆品。RAPD技术在药用植物领域的应用还包括:人参属(Panax)12种植物的ITS区及5.8srRNA基因区序列分析;OPD-2和OPE-2引物进行RAPD扩增,获取甘草属4种药用植物指纹图;通过对中药白芷种质资源的RAPD分析,确定祁白芷、禹白芷、杭白芷和川白芷同属一类群与野生白芷有一定区别;木蓝属8种生药的RAPD研究等方面,均取得了令人满意的结果,对实际科研工作的开展提供了一定的理论依据。
2.2 RFLP分子标记的应用
RFLP(限制性片段长度多态性分析, Restriction Fragment Length Polymorphism)是指DNA经限制性内切酶酶解后,产生若干个不同的小片段,其数目和每一片段长度反映了DNA限制性位点的分布。RFLP技术首先在研究人类基因组中发展起来。日本千叶大学山崎真己采用RFLP技术分析了羽扇豆属(Lupinus)5种药用植物的亲缘关系;以BamHI,Dral,Ecol,Hinfl和HcolI酶解后与水稻rDNA基因pRR217进行分子杂交和RFLP指纹图分析,建立其亲缘关系树,结果发现富含甘草甜素(Glycyr rhizin)的品种光果甘草和甘草之间遗传关系非常相近,两者与不含甘草甜素或含量极低的刺甘草和刺果甘草的遗传关系则较远,与传统植物分类研究结果吻合;Shirota等采用RFLP标记有效的辨别不同化学型的大麻品系。可见,RFLP在鉴定药材的药理、药性及分子标识有效成分等方面的重大作用。
2.3其他分子标记技术
主要包括AFLP(限制性内切酶酶片段长度多态性分析,Amplified Fragment Length Polymorphism)、 SSRs(简单序列重复,Simple Sequence Repeats)、 DNA序列标记等分子标记技术。与RFLP、RAPD比较AFLP法构建的DNA指纹图谱重复性好、灵敏度高,充分显示了AFLP在药材鉴定中的应用价值。罗志勇等运用这一技术,成功地构建出多态性丰富和重复性好的人参、西洋参DNA指纹图谱,并运用计算机软件对结果进行二维图象处理,计算出不同样品问的相似度指数,并且从相似度指数发现西洋参与引种到我国吉林的西洋参基因组DNA发生了一定的变异,但变异程度小于人参与西洋参间的差异。
SSRs亦称微卫星DNA,是近几年来发展起来的建立在PCR基础上的第二代分子标记,由于重复基序的数目变化大.,SSRs显示出较强的多态性。最早是在人类基因组研究中发现,在整个基因组中很丰富。这种微卫星DNA指纹技术可作为一种分子标记进行生药分析。1996年香港大学成功地运用这项技术分辨出人参与西洋参。药材加工贮运过程中,DNA一般均已严重降解。因此,难于用于商品药材的鉴定。
DNA序列标记对药用植物鉴别更为适宜。自日本名古屋市立大学用5srRNA基因隔区(ISR)序列分析大和当归以来,也有不少报道。如运用5srRNA-ISR基因序列分析伞形科生药;rbcl基因序列分析鉴定甘草属6种药材、半夏属4种药材及天南星科6种药材。trnk基因序列鉴别苍术属5种药材;mark基因序列分析杜鹃属22种药材的亲缘关系等研究工作。
总之,DNA分子标记技术为药用植物的亲缘关系鉴定、单味药材的鉴别、濒危物种的保护、复方质量分析、基因定位与分离、品种鉴定、资源评价等方面提供了宝贵的理论根据与科学基础,使药材鉴定有强有力的技术保障,加快了整体的研究进程。



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