全 文 ：吉林农业大学学报　2005 ,27(1):39 ～ 42
Journal of Jilin Agricultural University
黄果及红果人参 、西洋参基因组
的 RAPD分子标记研究
任跃英1 , 高　巍2 , 郭　影3 , 王　罡4
(1.吉林农业大学中药材学院 , 长春 130118;2.长春大学生物学院 , 长春 130021;3.长春市农
业科学院 , 长春 130111;4.解放军军需大学植物基因工程中心 , 长春 130062)
摘　要:利用 RAPD技术对人参属(Ginseng)黄果人参 、红果人参 、黄果西洋参及红果西洋参基因组进行了分
析。共采用 15 个随机引物 , 其中 14个引物的扩增带型在不同品种间出现差异 ,共扩增出 131 条带 , 多态性达
59.5%。聚类分析结果表明:人参与西洋参各自聚为一类 , 彼此遗传距离较远 , 黄果西洋参与红果西洋参 、黄
果人参与红果人参遗传距离均较近 ,但也存在着一定程度的核苷酸序列差异。 RAPD 及聚类分析结果与形态
学和细胞学等分析结果基本一致 ,证实了 RAPD分析方法是人参属系统分类 、品种鉴定的有效方法。
关键词:人参;西洋参;RAPD;亲缘关系;聚类分析
中图分类号:S567.503.2　　　文献标识码:A　　　文章编号:1000-5684(2005)01-0039-04
RAPD Analysis of Yellow Fruit and Red Fruit
Panax ginseng and P.quinquefolius
REN Yue-ying1 , GAO Wei2 , GUO Ying3 , WANG Gang4
(1.College of Chinese Medicinal Material , Jilin Agricultural University , Changchun 130118 , China ;
2.College of Biology , Changchun University , Changchun 130021 , China ;3.Changchun Academy of A-
gricultural Sciences , Changchun 130111 ,China;4.Center of Plant Genetic Engineering , the Quartmaster
University of PLA , Changchun 130062 , China)
Abstract:Random amplified polymorphic DNA(RAPD)was used to analyse yellow fruit and red fruit
Panax ginseng and P .quinquefolius L.of the total 15 random primers , 14 produced polymorphic among
the 4 varities.There were 131 electrophoresis bands in all and the polymorphism of it came up to
59.5%.The results of RAPD were also cluster analysed by SPSS 9.0 statistic software which indicating
that the relationship between Panax ginseng and P.quinquefolius was distant and that between yellow
fruit and red fruit Panax ginseng and between yellow fruit and red fruit P.quinquefolius L.were close.
The results were consistant with that of morphism and cytology , which confirmed that the RAPD analysis
could be used to systemtic classification and varity identification.
Key words:Panax ginseng;P.quinquefolius;RAPD;blood reason relation;cluster′s analysis
　　五加科人参属植物西洋参(Panax quiquefoli-
um L.)、人参(Panax ginseng C.A.Mey)均为名贵
中药材 ,由于将东亚种与北美西洋参相混 ,而造成
分类上的混淆 ,因而人参属种质资源的分类研究
引起了许多学者的重视。近 30多年来 ,许多学者
采取多种鉴定方法与技术相继对人参属内 、种内
基金项目:国家重点科技攻关项目资助(99-929-01-05)
作者简介:任跃英(1958-),女 ,博士 ,教授 ,研究方向:药用植物栽培育种。
收稿日期:2004-04-01
DOI :10.13327/j.j jlau.2005.01.010
的品种资源的变异进行了研究 ,尤其是对于人参
种内品种的鉴定开展了较广泛的研究 。近 10年
来 , 关于人参与西洋参鉴别方法的研究较多 ,国
内外学者先后从人参 、西洋参形态特征[ 1] 、组织解
剖[ 2-3] 、农艺性状[ 4] 、抗逆抗病性[ 5] 、生理生化[ 6] 、
染色体核型[ 7] 、种皮纹饰[ 8] 、化学成分[ 9] 、遗传分
析[ 10] 、RAPD分子指纹技术[ 11] 、同工酶[ 12]变异情
况[ 13]等方面进行了人参属植物的分类研究 ,但对
黄果及红果人参 、西洋参基因组的 RAPD分子标
记研究未见报道 。由于 RAPD 技术是在基因组
DNA水平上随机进行扩增 ,所检测的位点在基因
组中随机分布 ,因而可以更客观地说明群体遗传
多样性的水平。自 20世纪 90年代以来 , RAPD技
术已被广泛地应用于种 、品种 、亚种 、居群或不同
基因组间的分类 、遗传和进化关系等方面的研究。
如利用 RAPD分析研究发现人参种内有较丰富的
遗传多样性[ 11] 。本试验采用 DNA指纹技术 ,首
次对黄果 、红果人参 , 黄果 、红果西洋参进行
RAPD分析 ,旨在为人参亲缘关系分类及新品种
鉴定提供新的分子证据 ,并为该属植物种质资源
的保护和利用提供科学依据。
1　材料与方法
1.1　材料
4年生新鲜冰冻的黄果和红果西洋参(Panax
quinquefolium L.)植株的叶片由中国农业科学院特
产研究所提供 ,4 年生新鲜冰冻的黄果和红果人
参(Panax ginseng C.A.Mey)植株的叶片由吉林农
业大学西洋参场提供 。其中黄果 、红果人参 ,黄
果 、红果西洋参每一扩增反应取 0.3 g 幼嫩叶片
用于 DNA提取。
1.2　试剂
随机引物为上海癌细胞研究所及大连宝生物
公司产品 , Taq DNA 聚合酶 、dNTP 为北京鼎国生
物技术公司产品 ,引物及其序列见表1 。
表 1　引物及其序列
Table 1.List of primers , their sequences
引物
Primers
序列
Sequence
总扩增带数
Total bands
P1 5′CAGGCCCTTC 3′ 10
P2 5′CATCCCCCTG 3′ 7
P3 5′TGCGCCCTTC 3′ 10
P4 5′GTCCACACGG 3′ 12
P6 5′GATGACCGCC 3′ 6
　　 续表 1
引物
Primers
序列
Sequence
总扩增带数
Total bands
P7 5′GAACGGACTC 3′ 13
P8 5′GTCCCGACGA 3′ 8
P11 5′TGAGCGAACA 3′ 5
P12 5′GGTCTACACC 3′ 9
P13 5′AGCGCCATTG 3′ 10
P16 5′CCCAAGGTCC 3′ 10
CCD142-01 5′ACGAGAGGCA 3′ 11
CCD142-02 5′GGCACTGAGG 3′ 1
CCD142-03 5′AAGTGCACGG 3′ 6
OPR05 5′CTTCCCCAAG 3′ 13
总计Total 15 131
1.3　DNA提取
采用北京鼎国生物技术公司的植物基因组
DNA提取试剂盒 ,操作步骤参照其说明书。
1.4　RAPD扩增
RAPD反应为 25μL体系 ,主要包括:10×PCR
buffer(20 mmol/L MgCl2)2.5μL ,2.5 mmol/L dNTP
2.0 μL , Taq DNA聚合酶 1U 、随机引物 40 ng ,基因
组DNA 80 ng 。扩增反应在 Biometra 公司生产的
LINOⅡ型 PCR仪上进行 ,程序为 94℃3 min ,1个
循环;94℃1 min※38℃1 min※72℃1 min ,45个
循环;72℃10 min ,1个循环 。
扩增产物检测:取 RAPD 反应液 10 μL 于
1.5%琼脂糖凝胶中电泳 ,经EB染色 ,在紫外透射
仪上观察并拍照。扩增产物长度与 100 bp DNA
ladder标记物比较。
1.5　聚类分析
1.5.1　反应条带的观察及统计　电泳图谱中每
一条带均代表了引物与膜板 DNA互补的一对结
合位点 ,可记为 1个分子标记 ,根据分子量标准对
照反应产物在胶上的对应位置 ,估计扩增产物的
分子量大小 。PCR扩增反应重复 1次 ,选取可重
复的 DNA带记录 ,有带的记为 1 ,无带的记为 0 ,
形成 0/1矩阵图的原始数据输入计算机。
1.5.2　数据分析　应用 SPSS 9.0统计软件对扩
增结果进行聚类分析 。
2　结果与分析
2.1　RAPD扩增结果
应用 15个随机引物对黄果 、红果人参及黄
果 、红果西洋参进行 RAPD扩增 ,结果有 14个引
物扩增出DNA多态性条带 ,所得扩增结果见表1。
40 　吉　林　农　业　大　学　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　2005年
其中 P2 ,P12 ,P16 ,OPR 05 ,CCD142-03 5个引物在人
参和西洋参之间产生多态性条带;P1 , P3 , P6 , P7 ,
P8 ,P13 ,CCD142-01 6种引物在红果西洋参和黄果
西洋参之间产生多态性;P4 , P7 , P8 , P11 , P13 ,
CCD142-016种引物在红果人参和黄果人参之间
产生多态性;而 P7 ,P8 ,P13 ,CCD142-01 4 种引物可
将4个品种完全区别开(图1)。由图 1可以看出:
本试验扩增所分离的多态性条带重现性稳定 ,可
作为特异的分子标记用于品种之间的区分和鉴
定。
M.Mark;1.黄果人参 Yellow f ruit Panax ginseng;2.红果人参 Red fruit Panax ginseng;3.黄果西洋参 Yellow f ruit P.quinquefolius;
4.红果西洋参 Red fruit P.quinquefolius
图 1　RAPD扩增结果
Fig.1.The amplified results of random primers
2.2　聚类分析
用SPSS 9.0分析软件对 RAPD扩增结果进行
分析 ,得到树状分支图(图 2)。由图 2可以看出 ,
西洋参的 2个品种聚为一类 ,而人参的 2个品种
聚为一类 ,均表现相互间遗传关系较近 ,而人参与
西洋参遗传差异较大 。同一种内不同个体间差异
较小 ,种间的差异大于种内差异。
M.Mark;1.黄果人参 Yellow fruit Panax ginseng;2.红果人参
Red fruit Panax ginseng;3.黄果西洋参 Yellow fruit P.quin-
quefolius;4.红果西洋参 Red f ruit P.quinquefolius
图 2　4个人参属植物的多态性聚类分析树型图
Fig.2.The trees fig relative on four ginseng varietes
2.3　人参属不同种源多态位点百分率
所谓多态位点是指在该位点上扩增 DNA片
段出现的频率小于 0.99 的位点 。通过 14 个 10
碱基随机引物对人参属的 4 个种源(1 ～ 2 为黄
果 、红果人参 ,3 ～ 4 为黄果 、红果西洋参)28个个
体的 DNA样品进行 RAPD分析 ,共检测到 131个
位点 ,多态位点百分率为 35%～ 46%(表 2)。这
一结果证明了供试样品之间的遗传多样性。
表 2　人参属不同种源的多态位点百分率
Table 2.The PPL of P.ginseng in different provenances
种源
Provenances
个体数
No.of
samples
位点总数
Total loci
多态位点数
No.of
polymorphic
多态位点比率/ %
PPL
1 8 87 35 40
2 5 100 46 46
3 7 100 45 45
4 8 83 29 35
3　讨　论
本试验采用随机引物对人参属植物进行扩
增 ,研究了其在人参属植物中的应用 ,获得了用于
区分人参及西洋参效果较好的分子标记。同时 ,
对 RAPD扩增结果进行了统计分析 ,证实人参的
2个品种聚为一类 ,均表现相互间遗传关系较近 ,
而人参与西洋参遗传差异较大 ,其结果与形态学
和细胞学分类结果相符。RAPD分子标记可应用
于人参及西洋参的分类 、品种鉴别及亲缘关系的
分析 ,是进行亲缘关系分析的有效手段 。
形态差异 、同工酶和种子蛋白分析鉴定人参 、
西洋参存在一定的局限性 。从本研究结果可以看
出 ,尽管能扩增出多态性产物的引物比例相对其
它作物较低 , 多态性引物扩增的产物中也仅有
35%～ 46%的带在品种间表现多态性 ,但仍可筛
选到 P7这样扩增产物多态性比较高的引物 ,这为
41第 27卷　第 1期　　　　　　　　　　任跃英等:黄果及红果人参 、西洋参基因组的 RAPD分子标记研究
RAPD技术应用于人参 、西洋参品种鉴定提供了
可行性 ,不失为较理想的鉴定方法 。
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(上接第 34页)
3　经济真菌及其开发利用前景
本地区蕴藏着极其宝贵的食药用真菌资源。
主要食用菌有蜜环菌 、猴头菌 、冬菇 、木耳 、毛木
耳 、茶耳 、羊肚菌 、点柄牛肝菌 、高大环柄菇 、库恩
菇 、铆钉菇和美味红菇等 。药用菌有火木层孔菌
(抗癌)、硫磺菌(调节内分泌)、扁灵芝(治疗肝
炎)、尖顶地星(止血)、裂褶菌(多糖具有抗癌作
用)、木蹄层孔菌(有抗肿瘤活性)、蛹虫草(滋补强
壮)、云芝(治疗肝病)等。有毒真菌种类较少 ,常
见的有鳞皮扇菇 、丛生沿丝伞 、球盔孢菌 、橘黄裸
伞 、铜绿裸伞 、臭黄菇 、毒红菇等 ,未见剧毒种类。
本地区食药用真菌资源有待更好地进行开发利
用。
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42 　吉　林　农　业　大　学　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　2005年