全 文 ：武汉植物学研究 2004，22(3)：193～196
Journal o| Wuhan Botanical Research
莲藕品种 DNA指纹图谱的绘制
韩延闯 ，刁 英 ，周 立 ，刘静宇 ，
(1．武汉大学植物发育生物学教育部重点实验室，武汉
周明全 ，胡中立 ，宋运淳h
430072，2．武汉大学莲藕中心，武汉 430072)
摘 要：采用RAPD技术对 14个莲藕品种进行遗传多态性分析，用 5个Operon引物和 8O个 SBS的RAPD引物
进行筛选，从中选出来自SBS的RAPD—C13和 RAPD—D15扩增出的8条多态性条带，绘制了14个品种的DNA指
纹图谱，在该图谱中每个品种均有各自特异的DNA指纹。
关键词 ：DNA指纹 ；遗传多态性；莲藕 ；RAPD
中图分类号 ：Q943；$645．1 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—470X(2004)03—0193—04
Construction of the DNA Fingerprinting in Nelumbo
HAN YAN—Chuang ，DIAO Ying ，ZHOU Li ，LIU Jing—Yu ，ZHOU Ming—Quan ，
HU Zhong—Li ’ ．SONG Yun—Chun ’。
(1．Key Laboratory of the Ministry of Education for Plant Developmental Biology，Wuhan University，
W uhan 430072，ChinaI 2．Lotus Center，W uhan University，W uhan 430072，China)
Abstract：The genetic polymorphism was analyzed by RAPD (random amplified polymorphic
DNA ) in 1 4 lOtUS accessions．Eight stable and repeatable RAPD bands amplified with two
primers．RAPD—C13 and RAPD—DI5 coming from five Operon’S prim ers and eighty SBS’S
primers，were selected for the construction of DNA fingerprinting，in which each lOtUS had its U—
nique fingerprinting pattern．
Key words：DNA fingerprinting；Genetic polymorphism ；Nelumbo；RAPD
莲藕是重要的水生经济植物 ，栽培历史悠久。我
国种植莲藕较多，其次是 日本和印度，其它东南亚国
家和美国、俄罗斯有少量种植。莲属(Nelumbo)通常
有 2个种 ，一种是莲(N．nucifega Gaertn．)，主要分
布在亚洲，习惯上直接称其为中国莲，也有称其为亚
洲莲 ；另一种是美洲黄莲(Ⅳ．1utea Pers．)，主要分
布在北美洲，习惯上直接称其为美国莲[1]。两者被太
平洋隔离，仅在体形大小、花色和花型等外观方面稍
有差别，不存在生殖隔离 。
在我国，莲主要分布在长江、黄河及珠江三大流
域[2矗]。2O世纪 60年代 ，国内已有研究者开始调查
收集莲藕资源 ，共收集 33份，其中花莲 2O份、藕莲
6份、籽莲 7份。20世纪 8O年代初 ，我国部分科研单
位继续开展莲的资源征集、保存及利用工作。中国科
学院武汉植物 园收集资源 125份[1]，其中花莲 71
份、藕莲 44份、籽莲 10份。武汉蔬菜研究所 1986年
承担“水生蔬菜资源征集及保存技术研究”，并建立
了“国家种质武汉水生蔬菜资源圃”。据不完全统计，
20世纪 80年代初，国内外征集的莲藕品种只有 100
多份，而经过近 20多年的选育与应用，至今已衍生
出众多品种 ，近 500份。由于涉及多家研究单位，研
究工作的不规范，导致品种来源系谱不清、同种材料
不同记名等问题 ，此种情况显然不利于莲藕杂交育
种和可持续利用的研究。因此，采用分子生物学的方
收稿 日期：2003—09—19，修回Et期 ：2004—02—17。
基金项目：国家科技攻关项 目(2002BA546C)，湖北省科技攻关重大项目(2002AA205A)’武汉市科技攻关重点项 目(2OO22OO5132)。
作者简介 ：韩延闯(1978一)，男，在读硕士生，从事植物遗传学、生物信息学和数量遗传研究。
· 通讯作者 (Auther for correspondence．E—mail：huzhongli@whu．edu．ca，loyjzx@whu．edu．cn)。
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l9I 武 汉 植 物 学 研 究 第 22卷
法，绘制莲藕品种 DNA指纹图谱、鉴定莲藕种质资
源和建立莲藕种质核心样本，已成当务之急。笔者采
用RAPD技术对14个莲藕品种进行遗传多态性分
析，绘制出 l4种莲藕品种的DNA指纹图谱，为其
它莲藕品种指纹图谱的制作及莲藕新品种的登记和
保护奠定了基础 。
1 材料和方法
1．1 材料的来源
本研究所用的材料共 14份，其中太空莲(编号
为 1，以下类推)、鄂莲 2号(2)、鄂莲 3号(3)、鄂莲 4
号(4)、鄂莲 5号(5)、鄂藕杂 3号(6)、新 l号(7)、
9217(8)、中国古代莲(9)、大贺莲(10)、舞妃莲(11)
取自武汉大学莲藕中心汉南基地．美洲黄莲(12)、黄
鹤搂(13)、黄舞妃(14)取自南京江浦艺莲苑。
1．2 DNA的提取
采集莲藕的幼嫩叶子，用液氮磨成粉状，参照刘
殊等采用的 CTAB法 ]，稍加改进，提取基 因组
’
DNA 。
1．3 RAPD分析
25 L的反应体 系：25／~mol／L MgC1 z 2．5 L。
1O×buffer 2．5 L，dNTP 2 L。弓l物 1 L，50 ng／
LDNA模板 1 L，无菌水 15．8 L，Taq酶 1U，覆
盖一滴矿物油约 3O止 反应程序如下：反应混合物
94℃变性 5 rain。然后进入循环，94℃变性 1 min，
35℃复性 1 min，72℃延伸 70 s，共 40个循环，最后
72"C延伸 10 min[E]。扩增产物在 1．5 琼脂糖凝胶
中电泳，EB染色后在 AlphalmagerTM 2200凝胶成
像系统中照相处理。
1．4 DNA指纹图谱的绘制
参照其它作物 DNA指纹图谱的绘制方法0]．
挑选具有代表性的 RAPD多态性条带绘制莲藕的
DNA指纹图谱，以保证每个品种都具有唯一独特的
指纹图谱。
2 结果分析
2．1 RAPD分析
本研 究用 5个 Operon引物和 8O个 SBS的
RAPD引物对这 14个莲藕品种进行 RAPD分析，
在 1．5 琼脂糖凝胶检测巾，每个引物能扩增出 1～
1o个条带，选用有代表性的扩增条带绘制 DNA指
纹图。
2，2 RAPD—DNA指纹图谱的绘制
从 92个多态性条带 中选取 8个稳定性和重复
性 良好的多态性条带，用于绘制莲藕品种的 DNA
指纹图谱，这些多态性条带分别来 自引物 RAPD—
D15和 RPAD—C13的扩增结果(见图 l、围2)。根据
凝胶图谱中这 8个条带的出现与否进行记录，有带
记为“+”，无带记为 一”(见表 1)，然后根据记录结
果绘制DNA指纹模式图(见图 3) 每个品种都有唯
一 独特的指纹图谱，可 比较容易地相互区分鉴别
开来 。
14 l 3 12 【1 IIl 9 8 6 5 4 3 2 【 M
1～14为材料F M 为PCR标记
Lane 1 to 14 were the materials lIⅥ wBM a PCR marker
圈 1 引物 RAPD—DIS的 RAPD扩增结果
Fig．1 Amplification results of primer RAPD-DI5
l～l4为材料F M 为 PCR标记
Lane 1 to 14 were the materials‘M 硼 s PCR marker
图 2 引物 RAPD—C13的 RAPD扩增结果
Fig．2 Amptifcation results of primer RAPD—C13
3 讨论
生物指纹图谱是能够鉴别生物个体之间遗传差
异的电泳图谱。这种电泳图谱多态性丰富。且具有高
度的个体特异性和环境稳定性，就像人的指纹一样，
因而被称为“指纹图谱”。指纹图谱技术极适合于品
种的鉴定工作 作物品种指纹图谱目前主要有 2种
类型：一类是较早的蛋白质电泳指纹图谱，另一娄是
2O世纪 9O年代之后发展起来的 DNA分子标记指
纹图谱 ，指所有具某一种质遗传特异性的谱带 ，借助
指纹图谱，可以区分不同的种质资源 奉研究采用
RAPD技术选用合适的引物对14个莲藕品种进行
遗传多态性分析，成功地绘制了 14个品种的 DNA
指纹图谱，这 14个品种都有唯一独特的指纹图谱。
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第 3期 韩延闯等 ：莲藕品种 DNA指纹图谱的绘制 195
表 1 引物 RAPD—D15和 RAPD—C13扩增出的 8个多态性条带的记录结果
"Table 1 Results of eight polymorphism bands with the primers RAPD—-D15 and RAPD—-C13
1 -____ -____ ___-_ -_··· -____ ___-_ -____ -_··· -____ ·_-·· -_。。。 -_。。。 -_。。。
2 一 ⋯ 一 一 一
3 ⋯ ⋯ 一
4 ’。’’。⋯ ’。’。。⋯ ’。’’。。一
5 ⋯ ⋯ ⋯ 一
6 ⋯ ⋯ ⋯
7 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 一
8 一 ⋯
l 2 3 4 5 6 7 8 9 l0 l l l2 l3 l4
图 3 14个莲藕品种的 DNA指纹模式图
Fig．3 Model figure of DNA fingprinting in the fourteen lotus
这种方法，不仅为莲藕品种指纹图谱的制作及莲藕
新品种的登记和保护奠定了基础，而且还能够用于
莲藕品种的亲缘关系和分类的分析、莲藕种质核心
样本的建立以及莲藕基因组作图等。
莲主要靠其地下茎(藕)进行无性繁殖，这一生
物学特性导致这个物种的遗传多样性偏低。莲又能
进行有性繁殖，在 自然条件下以昆虫(蜂类)为媒进
行异花授粉。在农业栽培上，为了培育新品种也进行
人工授粉，因此莲在居群内与居群间又表现出一定
的遗传变异口]。虽然莲藕的遗传多态性不高，但还是
可以通过筛选合适的RAPD引物，将不同品种区分
开来，本研究中，我们仅用 2个 1O碱基的引物就区
分开了 14个莲藕品种。所选的 14份品种有很好的
代表性 ：其中包括美洲莲和亚洲莲，后者又包括 日本
古代莲(大贺莲)、古代莲(中国)和我国 目前大面积
种植的莲藕品种(例如太空莲、鄂莲 2号、鄂莲 3号、
鄂莲 4号、鄂莲 5号等)。表明 RAPD技术在构建莲
藕的 DNA指纹图谱方面具有很大的优越性 ，例如
快速、简便、通用性好、多态性高、对 DNA的需求量
少、质量要求低等，用其对莲藕进行分子生物学方面
的研究是切实可行的。同时，影响 RAPD技术因素
很多，如 DNA 的质量、模 板 DNA 浓度、引物 和
dNTP的浓度、Taq酶的商品型号、Mg +浓度、反应
时间和温度参数等，因此，在使用 RAPD技术时一
定要注意其影响因素，以保证试验结果的可靠性。
致谢 ：本研究得到李立家博士 ，宁婷婷博士和李卫国同学的
大力支持和帮助，在此一并表示感谢。
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武 汉 植 物 学 研 究 第 22卷
参考文献 ：
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第二届世界植物园大会简介
第二届世界植物园大会于 2004年 4月 17日至 4月22日在西班牙巴塞罗那召开。此次会议由植物园保
护国际 西班牙科技部科学研究委员会、巴塞罗那植物园、巴塞罗那植物所、巴塞罗那市政文化研究所等单位
组织，巴塞罗那植物园和巴塞罗那植物所承办。来 自71个国家近 500名代表参加了会议。
这次世界植物园大会的主要目的是对植物园可持续发展，特别是共同关注的项目和优先考虑事项提供
一 个论坛，对植物园国际议程，特别是生物多样性公约的实施情况作一回顾。这次会议对第一届世界植物园
大会以来植物园工作所取得的进展作了简要评述，并提出下一阶段的任务 目标。通过这次世界植物园大会进
一 步明确了植物园在植物保育、环境教育、可持续发展等方面的任务，为到 2010年实现 16个植物保育全球
战略 目标的下一步工作提出了建议性意见。这次会议还根据植物园保护国际议程，提出了实现其 目标草案。
会议期间还提出了一个非常有意义的建议，那就是向联合国科教文组织建议设立植物园国际 日。
在这次世界植物园大会上，有 13个大会主题报告，报告的题 目分别是 ：减少生物多样性损失的 2010目
标；植物保护 2010全球战略——余下 7年的植物园挑战；种子库的现在和将来；通过植物园对植物进行综合
保育和恢复的研究；生物多样性和可持续发展；植物园如何实施生态系统方法进行植物保育；生物多样性保
护与脱贫；植物园的历史文化遗产与社会责任；中国植物园发展和面临的挑战；保持良好环境为 21世纪儿童
提供一个优美的学习空间；一个通过植物园进行植物保育的典范；植物资源在加勒比海的可持续管理；投资
自然是一种社会责任。除了大会安排主题报告外，还在分会场安排了 175个专题报告 ，在主会场张贴了 31
个墙报，涉及到的内容有：通过植物园实施植物保育策略；植物园保育实践；植物园与生态系统保护；环境教
育、植物资源的可持续利用及对植物多样性的认识；生物多样性对可持续生存的贡献 ；植物园的园艺与发
展；植物园的研究；植物园的历史文化遗产。
中国科学院武汉植物园
程中平
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