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党参为桔梗科植物党参[Codonopsispilosula(Franch.)Nannf]、素花党参CodonopsispilosulaNannf.var.modesta(Nannf.)L.T.Shen或川党参CodonopsistangshenOliv.的干燥根。党参属植物全世界约有40种,中国约有39种,药用有21种、4变种。课题组前期AFLP研究发现,造成党参质量差异的主要原因之一是种群间、种内问遗传变异。即使在同一种植基地,不同种质党参居群问遗传差异仍然大于居群内变异,由此结构基因角度证明种质遗传差异是形成党参道地性的内因。但是,道地党参种质基因表达规律及决定党参道地性的本质原因仍未能阐明。因此,寻找新的切入点,探索党参次生代谢相关基因在党参道地性形成中的具体作用,就成为党参进一步研究的重点。为寻找党参次生代谢相关功能基因,本研究采用改良CTAB法提取党参总RNA,在建立较稳定有效的党参总RNA提取方法的基础上,利用SSH技术寻找党参差异功能基因,并建立了cDNA文库,通过EST测序,从分子水平上研究党参种质遗传差异及其道地性形成具体机制,对其功能基因进行初步探讨。
论文主要内容如下:
1.党参叶片总RNA提取方法的建立
以采自海拔1527m的山西陵川GAP种植基地的3年生党参[Codonopsispilosula(Franch.)Nannf]幼嫩叶片为材料。通过对改良CTAB法、TRIzol试剂盒法和某公司RNA提取试剂盒法对党参叶片总RNA提取效果的比较研究,寻找适合党参叶片组织的有效的总RNA提取方法。结果表明,改良CTAB法提取的总RNA纯度最高,没有小分子盐类杂质,也没有蛋白质污染;经甲醛变性琼脂糖凝胶电泳分析,改良CTAB法提取的党参总RNA28S与18S条带的亮度比约为1.5~2.0,基本上无降解,点样孔无污染,无拖尾现象,表明改良CTAB法是一种提取高质量党参叶片总RNA的有效方法。
2.党参抑制消减杂交文库的建立
以采自海拔1529m的山西陵川GAP种植基地的2年生和3年生党参[Codonopsispilosula(Franch.)Nannf]幼嫩叶片为材料,采用建立的改良CTAB法提取总RNA。以2年生党参叶片提取的总RNA为Tester,以3年生党参叶片提取的总RNA为Driver进行消减杂交。结果表明,同时期2年生党参和3年生党参间差异基因较少,难以筛选。排除同种同时期不同年份党参间选样方法。
3.党参cDNA文库的构建
以采自海拔1529m的山西陵川GAP种植基地2年生党参[Codonopsispilosula(Franch.)Nannf]幼嫩叶片为材料,采用建立的改良CTAB法提取总RNA,纯化mRNA反转录后,经RsaI酶切后,分别加上接头,与pGEM-Teasy载体连接后,转化DH5α,建立cDNA文库。随机筛选41个克隆并测序,对所得序列进行Blastx和Blastn比对分析,得到40个Unisequence。其中,30个序列得到有生物学意义的显著相似性的蛋白比对结果,16个有生物学意义上的高度同源性。所得EST序列中,4个序列与已知蛋白具有高度同源性,F658、F430、F323、F468和F646分别与类细胞色素P450(Nicotianatabacum)、L2核糖体蛋白(Anisophylleafallax)、12-氧代植物二烯酸还原酶(Heveabrasiliens)、烯醇酶(Solanumlycopersicum)、过氧化还原酶[Populustrichocarpa]>gb丨EEE71975.1丨具有高度同源性,分别参与氧化还原、氧脂素合成、氧化还原和细胞氧化还原稳态的过程。