随机扩增多态性dna标记技术及其在药用植物研究中的应用

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1、随机扩增多态性DNA标记技术及其在药用植物研究中的应用作者：王晓慧汤晓闯杨恩秀姜程曦董建勇黄志锋【摘要】随机扩增多态性DNA（RAPD）技术是近年来广泛应用的分子标记技术之一，以PCR反应为基础，其特点是快速简便、易操作、成本较低，DNA需要量少、无需放射性分析，也不会污染等。该文简述了RAPD技术的原理及优缺点以及其在药用植物遗传多样性分析、药材鉴别和DNA指纹图谱的构建、亲缘关系及系统学研究、药材的道地性等方面的应用，并展望了其发展前景。【关键词】随机扩增多态性DNA遗传多样性药材鉴别道地性分子标记（Molecularmarker）是以个体间遗传物质内核苷酸序列变异为基

2、础的遗传标记，是DNA水平遗传多态性的直接反映，以其快速、准确、所提供的信息量大、不受环境影响等特点，已被广泛应用于遗传学评价、目的基因定位和遗传图谱的构建等领域。随机扩增多态性DNA（RAPD）技术是近年来广泛应用的分子标记技术之一，以PCR反应为基础，其特点是快速简便、易操作、成本较低、DNA需要量少、无需放射性分析也不会污染等［1］。　　1RAPD技术的原理　　RAPD（randomamplifiedpolymorphicDNA）是1990年美国杜邦公司科学家J.G.K.s和加利福尼亚生物研究所J.s称之为RAPD，erPCR）。其建立在PCR技术基础上，是以任意序列

3、的寡核苷酸单链(通常为10个碱基，AP-PCR则为20～30个碱基)为引物，对所研究的基因组DNA进行随机扩增。RAPD所用的一系列引物的DNA序列各不相同，但对于任一引物，它同基因组DNA序列有特定的结合位点。这些特定的结合位点在基因组某些区域内的分布如符合PCR扩增的反应条件，即在一定范围内模板DNA上有与引物互补的反相重复序列时，就可扩增出此范围的DNA片段。在不同物种基因组DNA中，这种反相重复序列的数目和间隔的长短不同，就可导致这些特定的结合位点分布发生相应的变化，而使PCR扩增产物增加、减少或发生分子量的变化。通过对PCR产物的检测和比较，即可识别这些物种基因组

4、DNA的多态片段。　　2RAPD技术的优缺点　　2.1RAPD技术的优点分子标记的种类很多，RAPD标记技术能够成为最广泛应用的分子标记技术之一，是因为与其它分子标记技术相比，有很多独特的优点［2］。　　①不需DNA探针，设计引物也不需要知道序列信息；②用一个引物就可扩增出许多片段(一般一个引物可扩增6～12条片段，但对某些材料可能不能产生扩增产物)，总的来说RAPD在检测多态性时是一种相当快速的方法；③技术简单，RAPD分析不涉及Southern杂交、放射自显影或其它技术；④不象RFLP分析，RAPD分析只需少量DNA样品；⑤成本较低，因为随机引物可在公司买到，其价格不高

5、；⑥无需专门设计RAPD扩增反应的引物，也无需预知被研究的生物基因组核苷酸顺序，引物是随机合成或是任意选定的［3］。⑦每个RAPD反应中，仅加单个引物，通过引物和模板DNA链随机配对实现扩增，扩增没有特异性。⑧较之常规PCR，RAPD反应易于程序化。利用一套随机引物，得到大量DNA分子标记，可以借助计算机进行系统分析。　　2.2RAPD技术的缺点RAPD技术虽然有很多优点，但是也不可避免的存在一些缺点：①RAPD标记一般是显性遗传(极少数是共显性遗传的)，这样对扩增产物的记录就可记为“有/无”，但这也意味着不能鉴别杂合子和纯合子；②RAPD分析中存在的最大问题是重复性不太高

6、，因为在PCR反应中条件的变化会引起一些扩增产物的改变；但是，如果把条件标准化，还是可以获得重复结果的；③由于存在共迁移问题，在不同个体中出现相同分子量的带后，并不能保证这些个体拥有同一条(同源)的片段；同时，在胶上看见的一条带也有可能包含了不同的扩增产物，因为所用的凝胶电泳类型(一般是琼脂糖凝胶电泳)只能分开不同大小的片段，而不能分开有不同碱基序列但有相同大小的片段。　　3RAPD技术在药用植物研究中的应用　　目前，RAPD技术在药用植物研究中得到了广泛的应用。其主要用于药用植物遗传多样性分析，药材鉴别和DNA指纹图谱的构建，亲缘关系和系统学研究，药材的道地性等各个领域。

7、此外，Kitanaka还用RAPD技术对人参和西洋参的杂交一代进行了鉴定。　　3.1遗传多样性分析对于任何一个物种来说，其遗传多样性越丰富，对环境变化的适应能力就越强，就越容易扩展其分布范围和开拓新的环境。所以，对遗传多样性的研究不仅可以揭示物种或居群的进化历史，也能为进一步分析其进化潜能和未来的命运提供重要的信息。此外，它还可以帮助我们正确了解不同分类群间的亲缘演化关系，为生物的分类和进化研究提供有益的资料，为分类系统的建立提供强有力的佐证。　　吴卫（博士学位论文，2002）应用RAPD标记对92份鱼腥草种质资源