植物抗污染分化进化研究进展及其分子生物学技术的应用论文

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1、植物抗污染分化进化研究进展及其分子生物学技术的应用论文长期以来人们凭借形态特征和数量变化来进行植物抗污染生态分化研究，但对许多深入的研究却无能为力。目前，分子生物学技术日趋成熟并已大量运用于污染进化生态学研究中。这些技术的引入为传统分化进化研究打开了新局面，为进一步从本质上揭示污染条件下植物进化提供了可能。只有将分子生物学技术引入植物抗性进化研究中，将宏观与微观结合起来我们才有可能使许多问题得以解决19。同工酶、等位酶电泳技术的完善，作为第一代分子生物学标记的RFLP技术，以及近年来PCR技术的成熟

2、和RAPD技术在国内外迅速发展，为实现上述研究提供了迅捷可靠的工具。2.1同工酶电泳技术同工酶作为基因产物的蛋白质.freelentLengthPolymorphisma,限制性内切酶片段长度多态性)作为第一代分子生物学标记自问世以来已广泛运用于多门生物学科研究中，但它运用于植物抗性研究还只是近几年的事。RFLP能对植物的抗性基因进行定位和分离，利用RFLP技术，对于核基因组或叶绿体基因组、尤其是后者，若能提取纯净DNA，则可直接从酶切后的电泳图谱看出其多态性，利用这一方法可以测定种群内、种群间不同

3、水平的物种在污染环境下抗性分化进化水平上的差异。与核酸序列分析相比，RFLP可省去序列分析中许多非常繁琐工序，但相对RAPD而言，RFLP方法更费时、费力，需要进行DNA多种酶切、转膜以及探针的制备等多个步骤，仅对基因组单拷贝序列进行鉴定。但RFLP又有比RAPD优越之处，它可以用来测定多态性是由父本还是母本产生的，也可用来测定由多态性产生的突变类型究竟是由碱基突变或倒位、还是由缺失、插入造成的26。2.3PCR技术PCR(PloymeraseChainReactions,聚合酶链式反应)自80年代

4、中期问世以来，以其快速、简便、灵敏、特异等特点受到分子生物学界极大青睐，已广泛用于基因工程、临床检验、环境生物监测以及进化生态学中核酸水平的基因多态性等研究领域。PCR由高温变性、低温退火（复性）及适温延伸三部反应构成一个扩增循环，使目的DNA片段得以迅速扩增。这一技术能选择性富集一个特异DNA序列，并成106扩增。PCR扩增技术与RFLP结合使用其用途更为广泛，PCR技术主要优点有：①PCR与DNA测序结合，扩增后无需再克隆，纯化即可直接测序。②可扩增一个只知基因一侧或两侧碱基序列的基因。③可进行

5、DNA多种突变的测定，如碱基互换、缺失、插入型突变16。PCR近几年已逐渐引入到植物抗污染进化研究领域中，并表现出强大的应用潜力。2.4RAPD技术1990年s和AmplifiedPolymorphismDNA,随机扩增多态性DNA)。尽管RAPD技术诞生时间不长，但由于其独到的DNA多态性及快速和比PCR更简便等特点，使它成为基因组遗传图谱构建；基因定位及进化生态学研究中最为重要手段之一。RAPD与PCR、RFLP、DNA指纹图技术相比，它有如下特点：①RAPD技术可在对受试物种缺乏任何分子生物学

6、研究背景下，直接对基因组进行多态性分析。②操作简单；一次RAPD扩增实际就是一次简单的PCR反应，适合大量的样本快速分析。③所需模板DNA量极少；一般一次扩增只需10-50ngDNA，这对于濒危动植物的基因组分析是十分有效的27、29-31。④与RFLP相比，RAPD可免去探针克隆与分离过程，不需进行DNA序列分析。⑤RAPD同时适用于基因组的单拷贝区域或重复序列区。RAPD在植物抗污染进化研究中具有重大推动作用。利用RAPD分析矿区不同重金属污染历史下作物DNA结构多样性，从中可试图找到对重金属污

7、染具有抗性的DNA片段或基因组。这些研究虽然在国内外刚刚起步，但这些工作直接从分子水平上分析污染条件下种群遗传结构上的分化进化，在理论上具有广阔的研究前景和意义。2.5核酸序列测定核酸序列测定包括DNA和RNA序列的测定。由于rRNA基因较保守，因此分子生物学中更重视rRNA基因的测定。在植物抗污染进化研究中主要运用叶绿体4.5SrRNA、5SrRNA及胞质5SrRNA基因，然而，核酸序列的测定在植物抗性分化进化研究中尚未见报导，此项技术在实际操作和运用上还有待于进一步完善。3结语近二三十年来分子生

8、物学技术迅速成熟为植物抗污染进化研究提供了极为重要的研究工具和手段，为传统的抗性研究打开了新的局面。同时，植物抗性进化研究为生态遗传学、进化生态学以及作物选择育种提供了背景材料和研究窗口。目前，分子生物学技术在抗性进化研究中的应用刚刚起步，有待于深入和发展。与此同时，我们也应清醒的认识到微观技术研究有其自身的局限性，因此我们应站在宏观进化生态学高度在理论、方向上进行指导，只有宏观与微观有机地结合起来，植物抗性进化研究才可能有更大的突破。