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贵州 3 种车前草的随机扩增多态性 DNA(RAPD)亲缘关系分析



全 文 :植物生理学通讯 第41卷 第3期,2005年6月 381
贵州3 种车前草的随机扩增多态性DNA(RAPD)亲缘关系分析
谭萍1,* 李煜1 赵饮虹2
1 六盘水师范专科学校生物系,贵州水城 553004;2 中国生物技术发展中心,北京100081
RAPD Analysis on the Phylogenetic Relationship Among 3 Species of Plantago
in Guizhou Province
TAN Ping1,*, LI Yu1, ZHAO Yin-Hong2
1Department of Biology, Liupanshui Teachers College, Shuicheng, Guizhou 553004, China; 2China National Center for Biotech-
nology Development, Beijing 100081, China
提要 利用随机扩增多态性 DNA(RAPD)技术对贵州车前草的 3 个种进行了分析,建立了它们的指纹图谱。从 60 个随机
引物中筛选出的 9 个引物共产生 94 条 DNA 片段,大小分布在 0.1~0.2 kb 之间,其中 71 个条带具有遗传多态性,约占总
数的 75.53%。平均每个引物扩增的 DNA 带数为 10.44 条。应用 NTSYSpc 软件进行聚类,将聚类结果转化为 3 种车前草之
间的遗传关系树形图。结果显示,车前和平车前首先聚类,其 Dice 相似性系数为 0.76,在三者中它们的亲缘关系较近;
而大车前与它们的遗传相似性系数为 0.56,亲缘关系较远。
关键词 车前草;RAPD;亲缘关系
收稿 2004-09-13 修定   2004-12-14
*E-mail: pingtan9365@sina.com.cn, Tel: 0858-8984616
车前草为车前草科车前草属植物,是民间常
用的药草,其干品具有清热、利尿、明目、止
咳、化痰及治疗便秘等功效,临床上常用于治疗
水肿、淋病、肺热咳嗽等症[ 1 ],尤长于清热解
毒,治疗痈肿疮毒、急性泄痢等,近年来又发
现对治疗高血压有较好的作用。常见的车前草药
品大多为大车前、车前和平车前的混合干品,我
们对上述 3 种车前草进行了随机扩增多态性 DNA
(random amplified polymorphic DNA, RAPD)分析,
探索它们相互之间的遗传多样性和分类关系,目
的在于为车前草的进一步研发提供依据。
材料与方法
3种车前草——大车前(Plantago major Linn.)、
车前(P. asiatica Linn.)、平车前(P. depressa Willd.)
均采自贵州六盘水师范专科学校后山上。
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。
DNA按下列程序扩增[2]: 94℃ 2 min 预变性;
94℃变性 30 s,36℃复性 30 s,72℃延伸80 s,
42 个循环;4℃保温。仪器为 PE-9600 DNA 扩增
仪。在25 mL PCR 反应体系中,含 10×PCR 缓冲
液(含Mg2+) 2.5 mL、DNA 模板(25~50 ng·mL-1)
1 mL、dNTPs(10 mmol·L-1) 0.5 mL、10 bp引物
(8 pmol·mL-1) 1 mL、Taq DNA 聚合酶 (2 U·mL-1)
0.5 mL、水。用此反应体系筛选合适引物,对
样品进行RAPD PCR 扩增反应(引物序列见表1)。
电泳图谱中每一条 DNA 片段均代表了引物与模板
D N A 互补的一对结合位点,可记为 1 个分子标
记。将 R A P D 图谱的条带用“0 ”和“1 ”形
式记录,有为“1”,无为“0”。将所有 R A P D
图谱记录数据录入NTSYS2.1,采用Dice系数(SO)
法对 3 个样品的 RAPD 条带进行计算,得到 Dice
相似系数矩阵,进行聚类分析[3]。
实验结果
1 RAPD 扩增
从40个引物中筛选出9个能产生可重复DNA
片段的引物,用以对 3 份材料进行 RAPD 扩增[4]。
在供试材料中共获得 94 条扩增产物,产生出的
DNA片段大小分布在0.1~2.0 kb之间,其中71个
条带具有遗传多态性,约占总数的 75.53%,平
均每个引物扩增的DNA带数为10.44条(表1)。图
1 为不同引物对 3 种车前草的扩增反应结果。
2 车前草的聚类结果
由94个RAPD标记获得的Dice相似性系数显
植物生理学通讯 第41卷 第3期,2005年6月382
表1 9个有效引物在3种车前草材料上的扩增
引物 序列(5~3) 总扩增带数 多态性带数 多态性带数比率%
A 1 1 C A A T C G C C G T 11 5 45
A 8 G T G A C G T A G G 11 8 76
H 2 T C G G A C G T G A 12 11 91
H 7 C T G C A T C G T G 7 7 100
H 1 2 A C G C G C A T G T 12 8 66
H 1 3 G A C G C C A C A C 12 8 66
A 1 C A G G C C C T T C 8 7 87
H 1 1 C T T C C G C A G T 13 9 69
H 1 4 A C C A G G T T G G 8 8 100
讨  论
从上可见,RAPD 分析的结果与形态学的观
察一致。平车前和车前在形态上比较接近:叶柄
均较短,植株矮小,叶片形状多样;而大车前
的叶柄较长,植株相对较高,叶片椭圆形,全
缘[5]。在我们的另一个实验中发现大车前叶片中
黄酮的含量远远高于车前和平车前叶片中的黄酮含
量。这说明平车前和车前的遗传距离较近,而大
车前和他们的亲缘关系较远。若要全面准确地了
解车前草间的遗传差异,还需对更多种类的车前
草作进一步的研究。
参考文献
1 中国科学院植物研究所编. 中国高等植物图鉴. 北京:科学出
版社, 1985. 180~181
2 刘杰, 莫结胜, 刘公社等. 向日葵种质资源的随机扩增多态
性DNA(RAPD)研究. 植物学报, 2001, 43(2):151~157
3 倪念春, 何兴全, 许介眉. 对宽叶韭种内分化的随机扩增多
态DNA的分析. 四川大学学报, 2002, 39(5):943~945
4 郭红, 魏育明, 郑有良等. 应用RAPD技术对新疆布顿大麦
遗传多样性的研究. 四川大学学报, 2002, 39(4):758~762
5 贵州植物志编辑委员会. 贵州植物志(第4卷). 成都:四川民
族出版社, 1989. 675~680
示,3种车前草样品的遗传相似系数分布在0.56~
0.76之间,平车前和车前首先聚类,相似性系数
达0.76,大车前和它们的遗传相似系数为0.56(图2)。
图2 3种车前草的DNA多态性聚类分析
  c c 1 :平车前;c c 2:车前;c c 3 :大车前。图下部的
标尺指 3 种车前草的聚类水平,即它们的遗传相似程度。
图1 3种车前草的DNA指纹图谱
  1、4、7:平车前; 2、5、8:车前; 3、6、9:大
车前; M:DNA Marker(从下到上依次为:100、250、500、
750、1 000、1 600、2 000 bp)。1~9 所用引物依次为:A11、
A 8 、H 2 、H 7 、H 1 2 、H 1 3 、A 1 、H 1 1 、H 1 4 。