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目的:本实验运用DNA分子标记方法对褐苞薯蓣(俗称广山药)进行研究;首先使用ISSR分子标记技术对不同居群褐苞薯蓣的种质资源进行遗传多样性分析、鉴别褐苞薯蓣和易混淆的药材品种;其次,运用DNA条形码技术,选取ITS2和psb A-trn H序列片段,对褐苞薯蓣及其混伪品进行分子生药学研究,筛选最佳DNA条形码序列用于真伪鉴别。方法:1.本实验采用试剂盒法、改良CTAB法及改良SDS法对褐苞薯蓣不同部位DNA提取进行比较研究。2. 采集广西南宁、桂林、钦州、贵港、玉林、百色、梧州、贺州、防城港、河池、湖南永州、广东韶关不同居群褐苞薯蓣样品及其混伪品;在确定提取方法的前提下,运用单因素考察结合正交实验的方法,对褐苞薯蓣的ISSR-PCR反应体系进行建立并优化;运用ISSR技术分别对正品褐苞薯蓣样品进行种质资源遗传多样性分析,从150条ISSR引物(其中通用引物100条,自设引物50条)中筛选出合适的引物进行PCR扩增,经电泳得到扩增图谱,运用POPGENE1.32、NTSYS2.10软件分析褐苞薯蓣的遗传多样性;采用ISSR扩增方法对褐苞薯蓣及其混伪品进行真伪鉴别。3.采集广西南宁、桂林、钦州、贵港、玉林、百色、梧州、贺州、防城港、河池、来宾、湖南永州、广东韶关不同产地褐苞薯蓣样品及其混伪品,运用DNA条形码技术,采用《中国药典》中推荐的DNA条形码ITS2和psb A-trn H序列进行分子学研究;测序结果运用Contig、Bio Edit7.1、MEGA6.0等软件进行分析。结果:1.总DNA提取:对提取方法包括试剂盒法、改良CTAB法、改良SDS法以及褐苞薯蓣不同提取部位进行考察,综合考虑DNA纯度产率、提取时间、实验安全、DNA降解消耗等方面,最终选用试剂盒法从样品叶片中提取DNA,以满足后续实验要求。2.ISSR标记分析:(1)褐苞薯蓣最佳20μL ISSR-PCR反应体系为:Taq DNA聚合酶1.875U,DNA模板量52.5ng,d NTPs浓度0.25mmol/L,引物浓度0.4375μmmol/L,Mg2+浓度1.5mmol/L,10×Taq Buffer 2.0μL,其余用dd H2O补齐。(2)从150条引物中共筛选出9条引物,其中包含通用引物7条,自设引物2条。9条引物109个样品扩增出总条带106条,其中多态性条带为104条,多态性比率为98.11%,等位基因数(Na)为1.9811,有效等位基因(Ne)为1.6357,Nei’s基因多样性指数(h)为0.3675,Shannon’s信息指数(I)为0.5439,说明褐苞薯蓣整体遗传多样性水平较高;通过比较野生样品居群和栽培样品居群的Na值、Ne值、H值、I值,发现野生居群样品比栽培居群样品具有更高的遗传多样性。遗传距离和聚类分析结果表明遗传距离与地理距离具有一定的相关性;同时野生品和栽培品之间存在遗传差异。(3)ISSR法鉴别褐苞薯蓣与混伪品方面,从已筛选出的9条ISSR引物中筛选出2条(其中通用引物和自设引物各一条)多态性好,重复性高,稳定性强能够明显区别正品与混伪品的引物,得到的ISSR扩增图谱具有明显差异。3. DNA条形码:对褐苞薯蓣及其混伪品共7个种共125个样本的分析结果:ITS2序列测序成功率太低,舍弃不进行后续分析;psb A-trn H测序成功率为100%;基于K-2-P遗传距离构建的UPMA树和NJ树中薯蓣、黄独、甘薯、木薯样品各自以高于50%的支持率聚为一支,与其他样品明显区分开;参薯和光叶薯蓣与褐苞薯蓣样品掺杂在一起;表明此次研究中psb A-trn H序列能明显区分褐苞薯蓣和木薯、薯蓣、黄独、甘薯4个物种,对褐苞薯蓣与参薯、光叶薯蓣2个物种的鉴别区分不明显;可能是因为叶绿体psb A-trn H片段长度相对较短不能给予太多的遗传信息,仅依据psb A-trn H片段进行鉴别具有一定的局限性,在以后的研究中可增加一些其他片段例如核基因或叶绿体基因一起分析。结论:ISSR分子标记方法能用于褐苞薯蓣种质资源的遗传多样性分析及遗传分化的分析,同时ISSR标记方法可用来作为鉴别褐苞薯蓣与其混伪品的手段;psb A-trn H序列可作为鉴别褐苞薯蓣与大部分易混淆药材品种的DNA条形码的候选序列。本研究结果为褐苞薯蓣的相关分子生药学研究提供科学依据。