免费文献传递   相关文献

RAPD Analysis and Construction of DNA Fingerprints in Five Flos lonicerae Lines

金银花五个品系的RAPD分析及DNA指纹图谱的建立



全 文 :武汉植物学研究 2007,25(3):235~238
]ourna/of Wuhan Botanical Research
金银花五个品系的 RAPD分析及 DNA指纹图谱 的建立
杨飞 ,张敏2,彭兴扬2,魏建军2,李立家h
(1.武汉大学生命科学学院,植物发育生物学教育部重点实验室,武汉 430072;
2.湖北省十堰市农业局金银花研究开发中心,湖北十堰 4420oo)
摘 要:运用 RAPD技术,对 5个金银花品系进行遗传多样性研究并构建这5个金银花品系的DNA指纹图谱。从
8O个引物中筛选出25个带纹清晰,多态性好的引物用于实验。其中,引物 SBSD06的扩增条带可以清楚明确区分
5个品系,建立其 DNA指纹图谱。在清晰、稳定出现的 170条带中,153条带具有多态性。按 UPGMA法进行聚类
分析,计算其遗传相似系数,结果显示,金银花 5个品系聚为两类,与其形态学分类结果相符。
关键词 :金银花;分子标记;遗传多样性
中图分类号:Q949.95 文献标识码:A 文章编号:1000-470X(2007)03-0235·04
RAPD Analysis and Construction of DNA Fingerprints
in Five FloS Ionicerae Lines
YANG Fei ,ZHANG Min ,PENG Xing—Yang ,WEI Jian—Jun ,LI Li—Jia
(1.Key Laboratory ofMOEfor Plant O~elopmental Biology,Colege of sc ,Wuhan ,
Wuhtm 430072,China;2.Woodbine Research Institute ofShiyan Agricultural Bureau,Shlyan,Hubei 42000,China)
Abstract:RAPD technique has been used to construct DNA fingerprints and analyze genetic diversity in
F s lonicerae。From eigh primers,twenty—five primers were selected which Can amplify clear an d repro—
dueible polymorphie bands.The PCR results showed that a total of 170 ban ds were amplifed。of which
153 bands were polymorphie.Interestingly.primer SBSD06 generated distinct fingerprinting patterns that
COuld distinguish each of the five lines.Genetic similarity correlation and tle cluster an alysis indicated
the abundan t genetic diversity in five lonicerae lines.A dendrogram was constructed based on genetic
distances using UPGMA method.Th e dendogram reflected t}lat five lonicerae lines clustered into two
groups,and this was in accordan ce with the result of morphologic taxa.
Key words: s lonicerae;Molecular marker;Genetic diversitv
金银花(Flos lonicerae),又名忍冬花、鹭鸶花、
双花等,是忍冬科 (Caprifoliaceae)忍冬属(Lonicera
Li瑚.)植物忍冬(L japonica Thunb.)、菰(红)腺忍
冬(L hypoglauca Miq.)、华南忍冬(L confu$t~DC.)
或水忍冬(L dasystyla Rehd.)的干燥花蕾或带初开
的花 .z J。作为常见的中药材,金银花具有清热解
毒之功效⋯。目前,在国内中药材市场上作为金银
花流通使用的品种复杂。各地又在长期生产中形成
了许多不同的金银花品系。周凤琴等调查发现山东
地道产区有 16个金银花品系 J。各不同金银花品
系在产量、质量及有效成分上有一定差异。金银花
的人工育种工作正在逐步进行,而对人工选育的金
银花优良品系的分子遗传学鉴定尚未广泛开展。近
年来,RAPD技术广泛应用于中药材的研究中-4】,
目前已对薯蓣-5】、山茱萸[6】、甘草[’ 等药材开展了
遗传多样性、品系鉴定等研究工作。于燕莉等率先
应用 RAPD技术鉴定金银花的 2个品种 ,但未进
行遗传多样性研究。李萍等运用分子克隆及生物信
息学的方法,研究了 8个不同产地的金银花品种
5S rDNA间隔区序列(ITS)的变化,从而反映不同产
地的金银花基因序列上的多样性-9 J。盛红梅等应
用 RAPD研究忍冬属 23种植物的遗传多样性及其
种间关系,但并未涉及到作为金银花使用的4种药
用忍冬科植物 。。 应用 RAPD技术研究忍冬科多
种药用植物遗传多样性的工作未见报道。本研究以
忍冬科忍冬的2个金银花品系和忍冬科菰腺忍冬的
3个金银花品系为材料,运用 RAPD技术分析金银花
5个品系种内、种 间的遗传多样性,建立其特异的
DNA指纹图谱,从而为金银花的品系鉴定、遗传育
种、繁育栽培和GAP种植提供理论依据和方法措施。
收稿13期:2007-01.30,修回13期:2007.05.09。
作者简介:杨飞(1980一),女,博士研究生,研究方向为植物分子细胞生物学。
· 通讯作者(Author for correspondence.E-mal:ljli@whu.edu.cn)。
维普资讯 http://www.cqvip.com
维普资讯 http://www.cqvip.com
第 3期 杨 飞等:金银花五个品系的 RAPD分析及 DNA指纹图谱的建立 237
间相似系数为0.69,Ul、LJ2间相似系数为 0.66。
将 LH1和 LH2作为外类群,则 Ijl、LJ2、LJ3组成的
内类群中,L12与Ij3的相似系数最小为 0.5260,两
者间遗传距离最大,相似度最小,亲缘关系远。
LHl
LH2
LJ2
LJ1
LJ3
0 60 0 65 0.70
COCffieient
图 2 相似性聚类图
Fig.2 Dendrogram of similarity analysis
同时运用 NTSYS—pc计算材料间的遗传距离,
结果见表 2。由表中数据可知,LHl和 LH2的遗传
距离最小,为0.3063;LJ1和 LJ2的遗传距离次之,
为 0.3781;l_J3和 LJ2的遗传距离最大,为 0.6471。
这与聚类分析结果相符,LJ2与 LJ3亲缘关系最远,
UI1和LH2的亲缘关系最近。
表 2 遗传距离
T曲le 2 Genetic distance
2.3 DNA指纹图谱的建立
本实验从 8O个引物中筛选出25个具有多态性
的引物,每个引物均能扩增出稳定清晰的条带。如
图 1所示,引物 SBSD06在每种供试材料中均扩增
出特异带纹,可以将5种供试材料清楚区分开,从而
建立了5种金银花品系的 DNA指纹图谱,为金银花
品系的鉴定提供分子生物学证据。
3 讨论
RAPD分子标记广泛应用于作物品种或种子纯
度的鉴定,具有简便快速等优点,但也存在特异性条
带的扩增稳定性差、实验重复性低等问题 J。为了
保证实验的准确性和可重复性,本实验严格控制反
应条件的一致性,每个引物多次重复,统计稳定出
现、重复性高的条带并进行遗传分析,放弃重复性低
的模糊条带。在此基础上所获得的实验数据是可靠
的,实验结果能真实反映各品系的遗传特征。
于燕莉 。.14 引、石俊英 ’】等运用 RAPD对金银
花的品系鉴定做了大量的工作,但仅涉及忍冬中的
2个品系大毛花金银花和鸡爪花金银花,无法比较
不同种之间金银花品系的差异。本研究中的供试材
料分属两种忍冬属植物,从聚类分析结果中可以看
出,属于忍冬的3个品系 Ijl、LJ2、LJ3聚为一类,属
于菰腺忍冬的2个品系 LH1和 LH2聚为一类。聚
类结果与形态学分类相符。盛红梅等应用 RAPD对
忍冬属23种植物的研究结果也显示,聚类分析结果
与前人基于形态学原理 的分类结果基本一致-9 J。
此外,5个品系遗传多样性丰富,分别表现出不同的
遗传特征。不仅种间遗传差异较大,而且同种的不
同品系间的遗传差异也较大,忍冬的平均遗传距离
为0.5468,菰腺忍冬的平均遗传距离为0.5126。忍
冬、菰腺忍冬都具有很丰富的遗传多样性,忍冬的种
内遗传多样性更高。周凤琴等从山东地道产区 3O
余份忍冬金银花材料确定了l6个金银花品系 J,这
充分说明忍冬具有丰富的遗传多样性。遗传多样性
反映了物种的遗传背景、育种潜力和利用价值。李
萍等 的研究表明,金银花品种的有效成分差异与
遗传变异有关。故忍冬、菰腺忍冬都具有较高的育
种潜力,从现有的遗传资源中有可能筛选到优质高
产的优良品系。同时,引物 SBSD06在 5种引物中
的扩增条带各不相同。由引物 SBSD06建立的 DNA
指纹图谱能够清楚区分 5种供试品系,这说明运用
RAPD技术建立金银花品系的指纹图谱是可行的。
指纹图谱的建立为这 5个品系的进一步开发和利用
提供了详细的分子生物学依据。一
本研究应用 RAPD的方法来揭示忍冬、菰腺忍
冬种内和种间的遗传多样性,由于所选的材料不多,
可能无法全面了解这两种材料的遗传差异。此外,
本研究也没有全面比较4种药用忍冬科植物的遗传
关系,我们还需要进一步收集材料,深入开展工作。
参考文献:
[1] 中华人民共和国国家药典委员会.中华人民共和国药典(一
部)[M].北京:化学工业出版社 ,2000.177.
[2] 中国科学院植物志编辑委员会.中国植物志(第72卷)[M].
北京:科学出版社。1988.236—238.
[3] 周凤琴,张永清,张芳,冉蓉,周洁.山东金银花种质资源的调
查研究[J].山东中医杂志,2006,25(4):268—271.
[4] 王培训,周联,赖小平.分子生物学技术与中药鉴别:RAPD
技术的研究与应用[M].广州:广东世界图书出版公 司,
2OO2.1—3.
[5] 薛焱,秦天才,张友德.不同薯蓣皂苷元的盾叶薯蓣遗传关系
的 RAPD分析[J].中草药,2006,37(1):115—118.
[6] 陈随清,王利丽,冀春茹.山茱萸不同栽培品种的RAPD分析
维普资讯 http://www.cqvip.com
武 汉 植 物 学 研 究 第 25卷
[7]
[8]
[9]
[1O]
[12]
[J].中草药 ,2OO6,37(3):430—432.
王鸣刚,葛 运生,陈亮,杨必键,王小如.甘草亲缘关系的
RAPD鉴定[J].武汉植物学研究,2O04,22(4):289—293.
于燕莉,石俊英.RAPD技术在金银花品种鉴定中的应用
[J].中药材,2OO0,23(11):678—679.
李萍,蔡朝晖,邢俊波.5S-rRNA基因间区序列变异用于金银
花药材道地性研究初探[J].中草药 ,2001,32(9):834—
837.
盛红梅,安黎哲,陈拓,徐世键,郑晓玲 ,刘亚洁 ,蒲玲玲,孙
学刚.忍冬属植物的遗传多样性及其种间关系研究[J].西
北植物学报,2005,25(7):1405—1409.
邹喻苹,葛颂,王晓东.系统与进化植物学 中的分子标记
[M].北京:科学出版社,2001.12—15.
Williams J G,Kubelik A R,Libak K J,Rafalski J A,Tingey S V.
DNA polymorphisms arIplified by arbitrary primers are useful∞
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
genetic markerB[J].NucAci Res,1990,18(22):6531—6535.
Rohlf F J.NTSYS—pc. Numerical taxonomy and multivariate
analysis system[M].Version 2.1.New York:Exeter Software,
Sotauket,1993.
于燕莉,向风宁.DNA序列分析在金银花品种鉴定中的应用
[J].山东科学,2000,13(4):39—40 ,61.
于燕莉,石俊英.脱氧核糖核酸序列分析在金银花品种鉴定
中的应用[J].时珍国医国药 ,2001,12(2):136—137.
于燕莉,粱爱君,潘菡清,黄贤荣,赵燕,石俊英.随机扩增多
态性 DNA和同工酶分析鉴别金银花品系[J].解放军药学学
报,2002,28(6):333—335.
石俊英,于燕莉,卢燕.RAPD和POD分析技术在金银花品种
鉴定中的应用[J].山东 中医药大学学 报.2001,25 (2):
137—138.
维普资讯 http://www.cqvip.com