DNA分子遗传标记技术在生药鉴定中的应用
DNA分子标记技术在药用植物上的应用
DNA分子标记技术在药用植物上的应用摘要:药用植物是我国极其宝贵的自然资源之一,开展药用植物的研究具有重要的理论与现实意义。
随着分子生物学的快速发展,DNA 分子标记技术作为一种新的遗传标记技术越来越广泛地应用于药用植物研究的许多领域中。
本文简要介绍了DNA分子标记在药用植物研究中一些常见技术(如RAPD、RFLP、AFLP、SCAR、ISSR、SNP 等),同时对分子标记技术在药用植物种质资源鉴定、药用植物遗传多样性、药用植物亲缘关系鉴定等方面的应用进行了较详尽的阐述。
最后,对DNA分子标记技术的应用前景进行了展望。
关键词:药用植物分子标记应用Abstract:Medicinal plant is one of the most valuable natural resources.The research on medicinal plants has great theoretical and practical significance.With the rapid development of molecular biology,as a new genetic marker technology,DNA molecular marker technology is more and more widely used in the research area of medicinal plants. This article briefly introduced some common technologies of DNA molecular marker(such as RAPD,RFLP,AFLP,SCAR,ISSR,SNP,etc.).Then,this paper reviewed the application of DNA molecular marker technology on identification of germplasm resources of medicinal plants, genetic diversity of medicinal plants, relationship analysis of medicinal plant species.Finally,the prospect of the application of DNA molecular markerswas forecasted in this paper.Key words:Medicinal plants;DNA molecular marker;application“药用植物的种质资源”,是泛指一切可用于药物开发的植物遗传资源,是所有药用植物物种的总和[1]。
生药鉴定的DNA鉴定原理及应用
生药鉴定的DNA鉴定原理及应用引言随着现代科技的不断进步,生物学领域的研究也取得了长足的发展。
其中,DNA鉴定技术作为生物学研究的一个重要分支,在生药鉴定中扮演着重要的角色。
DNA鉴定通过对生物体内的DNA序列进行分析和比对,能够对生药的真实性和品质进行客观评估,确保生药的质量和安全。
本文将介绍生药鉴定的DNA鉴定原理及应用。
DNA鉴定原理DNA鉴定是一种通过比较DNA序列的方法来识别物种的技术。
其基本原理是通过分析DNA序列中的核苷酸组成、长度、重复序列等特征,确定生物的遗传信息,从而进行物种鉴定。
具体而言,DNA鉴定主要包括以下几个步骤:1.DNA提取:首先从待鉴定的生药样品中提取DNA。
常用的DNA提取方法包括酚/氯仿提取法、颊黏膜细胞法等。
2.PCR扩增:将提取得到的DNA作为模板,在特定的引物的作用下进行聚合酶链式反应(PCR)扩增。
PCR扩增能够在较短的时间内产生大量DNA片段,为后续鉴定步骤提供足够的模板。
3.DNA分离:通过凝胶电泳等方法,将PCR扩增产生的DNA片段分离出来。
根据DNA片段的长度差异,可以判断不同物种之间的差异。
4.比对分析:将待鉴定样品的DNA片段与已知物种的DNA序列进行比对分析。
根据DNA序列的相似性及差异性,可以确定待鉴定样品的物种。
常用的比对工具包括BLAST、CLUSTAL等。
5.结果判断:通过比对分析的结果,来判断待鉴定样品与已知物种是否一致。
一致则表明该生药样品的物种身份得到了验证。
DNA鉴定在生药鉴定中的应用DNA鉴定作为一种快速准确的生物学鉴定方法,被广泛应用于生药鉴定中。
其应用主要体现在以下几个方面:物种鉴定DNA鉴定可以通过比对待鉴定物种的DNA序列和已知物种DNA序列的方法,准确确定生物的物种身份。
在生药鉴定中,通过物种鉴定可以判断生药样品中所含物种是否与产品标签所标明的一直,确保生药的真实性和有效性。
品质评估DNA鉴定可以基于物种的遗传信息,对生药样品的品质进行评估。
DNA分子标记在中药鉴定中的应用
通过电泳和Southern杂交转移到硝酸纤维素膜或尼龙膜 上,选用一定的DNA标记探针与之杂交,放射自显影后 就可得到反映个体特异性的DNA限制性片段多态性图谱。
GTAGTCGATTGTCGAGAATTCGTCGGTGGTAAG CATCAGCTAACAGCTCTTAAGCAGCCACCATTC
EcoRI酶切位点单碱基突变导致RFLP多态性
3、DNA分子标记在中药鉴定中的应用
3.1 遗传多样性和种植资源研究
陈永久等用RAPD 标记分析了冬虫夏草的遗传分化, 从分子水平刻画虫草遗传进化、亲缘关系与地理分布 的关系,为虫草资源利用与保护提供了依据。 彭云滔用ISSR 标记研究了野生罗汉果的遗传多 样性,结果表明野生罗汉果不同居群的遗传多样性水 平差异较大,居群间的遗传距离与地理距离相关性不 明显,从而为保护野生罗汉果和拓宽栽培罗汉果遗传 资源提供了依据。
特点:
RFLP 既可以检测基因组DNA, 也可以检测rDNA 或 叶绿体DNA, 结果较为稳定, 标记为共显性表达,可以 区分杂合、纯合基因型。但在应用中, 该方法含 Southern 印迹等繁琐的试验步骤, 周期长,成本高, 多态性检出效率低( 只能检测探针长度内切酶识别位 点上的变异) , 在实际应用中受到一定程度的限制。
3.5 道地药材的研究
道地药材与非道地药材物种来源一致或十分相近, 在形态、生药性状及化学成分等特征上具有高度相似 性,因而道地药材的鉴别往往不容易。借助分子遗传 标记技术,对道地药材形成的本质从DNA 分子水平上进 行阐述, 可快速、准确地鉴别道地药材。 陈林娇等用RAPD 技术对狭基线纹香条叶居群的扩增 产物研究发现,广东瑶坪产的比广州产者多一1263bp 带,为道地药材的研究提供了有益启示。 胡珊梅等用RAPD 技术探讨泽泻道地药材与非道地药 材之间遗传变异的大小, 并建立了道地药材的品质鉴 定方法。
DNA分子标记技术在药用植物研究方面的应用
DNA分子标记技术在药用植物研究方面的应用
一、绪论
药用植物的研究对于促进人类健康有着重要的作用。
在现代药学的发展中,DNA分子标记技术已经成为一种重要的技术,它可以帮助我们更好地利用药用植物,也可以更好地了解药用植物的分子基础。
本文将从以下几方面探讨DNA分子标记技术在药用植物研究方面的应用:
1、DNA分子标记技术的基本原理
2、DNA分子标记技术的种类
3、DNA分子标记技术在药用植物研究中的应用
4、DNA分子标记技术的发展前景
二、DNA分子标记技术的基本原理
DNA分子标记技术是一种利用DNA来识别和定位细胞或分子的技术。
它可以通过检测特定的DNA序列,从而让研究者更好地了解一个基因的结构、功能以及其与其他基因周围交互的方式。
DNA分子标记技术可以根据特定的DNA片段的存在或缺失来鉴定它们在特定的细胞内是否存在,从而给出有关它们起作用的生物过程的其中一种细胞活性的信号。
三、种类
1、RFLP(限制性片段长度多态)是最常使用的DNA分子标记技术之
一、它的原理是对特定DNA片段进行限制性酶切,并使用电泳技术对酶切产物进行纯化,从而产生具有特定长度的DNA条带。
借助于这种特定的DNA条带长度,研究者可以定位特定的DNA片段,进而进行基因定位。
2、RAPD(随机扩增多态位点)也是一种常用的DNA分子标记技术。
DNA分子标记技术在药用植物上的应用
t c no o y s e h l g i mo e r a d mo e w i e y u e i t e r s a c a e o me i i a p a t . Th s r i l b i fy n r d c d S le o n r d l s d n h ee rh ra f d cn l l n s j a t c e r e l i t o u e Ol c mm o l n
tc n lge o DNA moe u a m r r s c a RAPD, LP, LP,CAR,S R, NP,t . . e t i p p r e iwe t e ppiain f e h oo is f lc lr a ke (u h s RF AF S IS S ec )Th n,h s a e r v e d h a lc to o
r l t o s p n l s s o me i i a p a t p c e . i a l t e r s e t f h a p i a i n e a i n hi a a y i f d c n l l n s e i s F n ly, h p o p c o t e p lc t o o DNA mo e u a ma k r w a f r c s e i f lc lr r es s o e a td n
A p i ato NA M ol c a a ke i e i n l a t pl c i n of D e ul r M r r n M d ci a Pl n s
ZH J e OU i W ANG Z og u h nh a
( . Isi t f itc n Ig 1 n t u o Bo e h o o y,Z e i g W a l u i r i ,N n b Z e i g 1 1 0 2 C l g f i S i c ,Z e i g S i T c nv ri te h j n n i nv st a e y ig o, h j n 3 0 ; o l e o Lf ce e a 5 e e n h j n c - e h U iest a y H n z o , h j n 3 0 1 ) a g h u Z ei g 1 0 8 a
DNA条形码技术在中药材鉴定中的应用
DNA条形码技术在中药材鉴定中的应用DNA条形码技术是一种基于DNA序列变异的标记方法,可以对不同物种进行快速、准确的鉴定。
随着近年来DNA条形码技术的发展,其在生物多样性研究、食品检测、医学诊断等领域得到了广泛应用。
中药材作为传统中药文化的重要组成部分,一直是中药学研究的热点领域之一。
然而,由于中药材来源繁杂、品种繁多、混淆鉴别等问题的存在,导致中药材品质和安全的鉴定难度较大。
因此,DNA条形码技术在中药材鉴定中具有重要价值。
DNA条形码技术依靠分子生物学方法对DNA序列进行分析,从而对物种进行鉴定。
其主要以rbcL、matK和ITS等基因作为目标序列,使用PCR技术对DNA进行扩增,再通过高通量测序技术将DNA序列读取出来,最后与数据库比对完成物种鉴定。
由于DNA条形码技术具有快速、准确、无需体外培养等特点,因此在中药材鉴定中具有诸多优势。
首先,DNA条形码技术可以直接从中药材样品中提取DNA,无需对中药材进行繁琐的前处理,降低了鉴定成本和时间。
其次,DNA条形码技术可以对不同形态相似但基因序列不同的中药材进行鉴定,有效避免混淆鉴别的问题。
此外,DNA条形码技术还能对中药材的来源地、生长环境等进行分析,有助于评估中药材的品质和安全性。
目前,越来越多的研究表明,DNA条形码技术在中药材鉴定中的应用已经得到了广泛认可。
例如在一些重要的中药材如黄芪、三七、当归等的鉴定中,DNA条形码技术已经被证实能够准确鉴定不同品种。
此外,DNA条形码技术也被应用于对中药材市场中的假冒伪劣产品进行鉴定,有助于维护中药材市场的规范和安全。
DNA分子标记在人参生药材中的应用
DNA分子遗传标记技术及其在人参药材鉴定中的应用丁茜M200975112摘要生药材鉴定中应用的DNA分子遗传标记技术(也称DNA分子遗传诊断技术)是利用任何生物种或个体都具有的特定DNA多态性,通过直接诊断分析DNA的多态性,避开遗传特性表现过程中的环境因素、数量性状遗传或部分与完全显性的干扰,快速准确地测定DNA的差异性。
本文就近些年利用DNA分子遗传标记技术的发展及其在人参药材鉴定中的应用进展进行综述。
关键词DNA分子遗传标记技术;人参药材鉴定;分子生药学1DNA分子遗传标记技术DNA分子标记技术,也称DNA分子诊断技术,是指通过直接分析遗传物质的多态性来诊断生物内在基因排布规律及其外在性状表现规律的技术。
DNA分子的信息量大,且不受外界因素和生物体发育阶段及器官组织差异的影响,即每一个体的任一细胞都含有相同的遗传信息,这就使其在生物鉴定方面具备了准确性高、重现性好等特点。
近两年来,DNA 分子标记技术在生药材质量评价应用领域逐步扩大,方法也日趋完善。
1.1限制性片段长度多态性分析技术(RFLP)限制性片断长度多态性(Restriction FragmentLength Polymorphism,RFLP)是最早发展的分子标记,是由Bostein首先提出,Solle和Beckman最先应用于品种鉴别和品系纯度的测定,这是最早发展的分子标记技术。
其基本原理是利用限制性内切酶酶切不同个体基因组DNA 后,与同位素或非同位素探针标记杂交,从而显示与探针含同源顺序的酶切片段在长度上的差异。
RFLP探针的来源主要是RG克隆和cDNA克隆,其中cDNA探针保守性较强,许多同科物种cDNA探针都可以作为通用探针。
在实际应用过程中,人们普遍感到经典的RFLP 技术须经酶切、电泳、South-ern转移、与探针杂交、放射自显影等步骤,在实际应用中很不方便,费时费力,并受到探针来源的限制,多态性检出效率低(只能检测探针长度内切酶识别位点上的变异)。
DNA分子标记在中药材鉴定中的应用研究
DNA分子标记在中药材鉴定中的应用研究一、本文概述中药材作为中华传统医学的瑰宝,其品质与真伪直接关系到患者的疗效与健康。
然而,随着市场需求的增加,中药材的掺假、混淆现象日益严重,因此,中药材的鉴定成为了中医药领域的重要研究课题。
近年来,DNA分子标记技术的快速发展为中药材鉴定提供了新的解决方案。
本文旨在探讨DNA分子标记在中药材鉴定中的应用,以期为提高中药材品质、保障患者用药安全提供科学依据。
本文首先介绍了中药材鉴定的传统方法及其局限性,包括形态学鉴定、化学鉴定等,并指出了这些方法在面临复杂中药材鉴定时的不足。
随后,详细介绍了DNA分子标记技术的基本原理、分类及其在中药材鉴定中的应用案例。
通过对比分析,本文阐述了DNA分子标记技术在中药材鉴定中的优势,如准确性高、稳定性好、操作简便等。
在此基础上,本文进一步探讨了DNA分子标记技术在中药材鉴定中的具体应用,包括中药材真伪鉴别、品种鉴定、产地溯源等方面。
本文也关注了DNA分子标记技术在应用中面临的挑战与问题,如技术成本、操作标准化等,并提出了相应的解决策略。
本文总结了DNA分子标记技术在中药材鉴定中的应用价值及前景,认为随着技术的不断完善与成本的降低,DNA分子标记技术将在中药材鉴定中发挥越来越重要的作用,为保障中药材品质、促进中医药产业健康发展提供有力支持。
二、DNA分子标记技术概述DNA分子标记技术,也被称为DNA指纹技术,是一种通过直接分析生物体DNA序列的多态性来鉴定生物种类和个体间遗传差异的方法。
该技术基于DNA分子的独特性质,如高度的稳定性、个体间的特异性以及可遗传性等,为中药材鉴定提供了新的视角和有效手段。
DNA分子标记技术的核心在于通过特定的方法识别DNA序列中的多态性,这些多态性可以是单核苷酸多态性(SNP)、插入或删除、倒位、易位等。
这些多态性在DNA序列中形成独特的“标记”,可以作为鉴定生物种类和个体间遗传关系的依据。
在中药材鉴定中,DNA分子标记技术具有显著的优势。
遗传学标记技术在生物技术中的应用
遗传学标记技术在生物技术中的应用随着科学技术的不断进步,生物技术的发展也越来越迅速。
在生物技术领域,遗传学标记技术是一项不可或缺的重要工具,它为我们研究基因的表达、进化和遗传变异提供了一种有效的手段,也为生物警示、遗传评估和物种保护等方面提供了重要的支持。
本文将重点探讨遗传学标记技术在生物技术中的应用。
一、遗传学标记技术的基本概念及分类遗传学标记技术是指利用生物体中特定的DNA序列或其他分子指标来揭示个体间的遗传差异性的技术。
通常将DNA序列分子标记分为两类:限制性片段长度多态性(RFLP)标记和重复序列标记(也称为微卫星标记,SSR)。
其中,RFLP常采用核糖核酸(RNA)酶切割酶与细胞核DNA片段结合的方法进行分析,而SSR则通过分析DNA序列中短重复元件的长度差异,来实现遗传学标记的检测和应用。
二、遗传学标记技术在物种鉴别和物种鉴定中的应用生物多样性的保护一直是生物技术中的重点研究方向之一。
作为生物多样性保护的一个重要方向,物种鉴别和物种鉴定涉及到特定物种识别和分类的技术,而同时也可以为清晰地识别和界定物种提供关键支持。
利用遗传学标记技术进行物种鉴别和物种鉴定已经成为一种广泛认可的有效方法。
通过建立物种特有的遗传学标记资料库,可以快速、准确地鉴别出特定物种,同时也可以通过比较多个物种的DNA遗传学标记以推断它们之间的亲缘关系,进而促进物种分化和演化的研究。
三、遗传学标记技术在基因组分析中的应用基因组分析是指通过对DNA和RNA序列的分析,研究基因组组成和结构的一种手段。
由于遗传学标记技术在基因组分析中有着重要的应用价值,因此在基因组研究领域如同一把“金钥匙”。
基于遗传学标记技术分析的基因组数据极大地促进了人类和其他生物体的基因组序列的研究,包括提高了基因组测序的效率、减少了碱基读错的概率、加快了遗传图谱的构建速度等。
同时,将遗传学标记与单倍型、关联分析等技术相结合,可以更加准确地定位和识别与常见人类疾病相关的基因,进而有效地开发和治疗罕见和常见疾病等。
DNA分子标记技术在药用植物研究方面的应用
DNA分子标记技术在药用植物研究方面的应用DNA分子标记技术是一种重要的分子生物学技术,广泛应用于药用植物研究领域。
它能够帮助科学家们研究药用植物的遗传多样性和基因功能,从而进一步了解药用植物的物种鉴定、种质保护、遗传育种等方面的问题。
下面将从药用植物遗传多样性研究、物种鉴定和种质保护、遗传育种等三个方面介绍DNA分子标记技术在药用植物研究中的应用。
首先,DNA分子标记技术在药用植物遗传多样性研究方面发挥了重要作用。
药用植物的遗传多样性与其品质、有效成分的含量以及药效密切相关,因此研究药用植物的遗传多样性对于合理开发和利用药用植物具有重要意义。
DNA分子标记技术可以通过分析药用植物的遗传多样性,揭示不同品种和不同地域药用植物的遗传差异和亲缘关系。
例如,通过构建遗传图谱和群体结构分析,可以评估药用植物种质资源的遗传多样性程度,为合理使用和保护药用植物资源提供科学依据。
其次,DNA分子标记技术在药用植物物种鉴定和种质保护方面也具有重要应用。
药用植物种类繁多,传统的形态学特征往往不能准确区分不同的种类,而且药用植物的幼苗和干燥的植物材料往往无法进行形态学鉴定。
DNA分子标记技术可以通过分析植物的DNA序列,进行物种鉴定和种属关系的推断。
特别是基于PCR的核酸序列分析技术,如PCR-RFLP、ISSR、RAPD和SSR等,可以直接利用植物的DNA提取物进行分子标记并鉴定植物物种,具有高度可靠性和准确性。
此外,DNA分子标记技术还可以结合生物信息学分析,构建DNA条形码数据库,实现药用植物的快速鉴定和种质资源保护。
最后,在药用植物的遗传育种方面,DNA分子标记技术为药用植物的遗传改良提供了有力的工具。
药用植物的遗传育种与传统植物的遗传育种类似,都需要通过遗传变异的引入和选择,使得药用植物的品质和有效成分得到改良。
DNA分子标记技术可以帮助鉴定和定位药用植物的相关基因和QTL(数量性状位点),从而辅助育种家选择优良杂交组合并进行精细选育。
dna分子标记技术在中药鉴定中的应用
dna分子标记技术在中药鉴定中的应用
DNA分子标记技术是利用DNA序列不同的特征来鉴定物种的一种方法。
在中药鉴定中,使用该技术可以快速准确地鉴定中草药的真伪和品种。
具体应用如下:
1. 确定药材的品种:使用DNA分子标记技术可以比较不同药材的DNA序列,根据序列的差异来确定药材的品种。
2. 判断药材的真伪:对于一些常见的中草药伪品,例如枸杞、当归等,利用DNA分子标记技术可以检测其DNA序列是否和正品药材相同,从而判断其真伪。
3. 鉴定复方中的中草药成分:DNA分子标记技术可用于分析复方中的草药成分,从而进行鉴定。
4. 鉴定中药保健食品:使用DNA分子标记技术可以确定中药保健食品中的草药成分,从而保障消费者的权益。
总之,DNA分子标记技术的应用可以提高中药鉴定的准确度和效率,有助于保护消费者的权益和推动中药产业的发展。
DNA分子标记在中药鉴定中的应用及发展趋势分析
DNA分子标记在中药鉴定中的应用及发展趋势分析中药是中国传统医学的重要组成部分,具有丰富的药材资源。
然而,随着全球中药市场的扩大,中药的质量和安全性问题也日益凸显。
因此,中药鉴定成为确保中药质量的重要环节。
近年来,DNA分子标记在中药鉴定中得到广泛应用,并且在不断发展,成为中药鉴定的重要手段。
DNA分子标记在中药鉴定中的应用主要通过检验样品中的特定DNA序列来鉴定药材的真伪和品质。
与传统的中药鉴定方法相比,DNA分子标记具有不可替代的优势。
首先,DNA分子标记具有高度特异性。
每个生物种类的DNA序列都是独特的,所以通过检测特定的DNA序列,可以准确地鉴定药材的种类。
其次,DNA分子标记具有高度灵敏性。
即使是微量的DNA 也能在样品中检测到,因此可以更准确地确定药材的成分和含量。
此外,DNA分子标记还可以与传统的化学分析方法相结合,提高鉴定的准确性和可靠性。
DNA分子标记在中药鉴定中的应用已经在许多药材中取得了成功。
例如,DNA分子标记已经应用于鉴定何首乌、当归、绿豆等多种中药材。
通过建立药材的DNA图谱和测定特定的DNA序列,可以快速、准确地鉴定药材的真伪。
此外,还可以通过检测药材中的DNA片段来鉴定杂质和掺假情况,确保中药的质量和安全性。
随着科学技术的不断发展,DNA分子标记在中药鉴定中的应用也在不断深化。
首先,越来越多的中药材的DNA序列被解析和研究。
这为建立更为完善的DNA图谱和DNA分子标记提供了更多的基础数据。
其次,新的分子生物学技术的应用也推动了DNA分子标记的研究。
例如,PCR技术的快速发展使得更快、更有效地扩增目标DNA片段成为可能。
此外,DNA芯片技术和次代测序技术的应用也强化了DNA分子标记的鉴定能力。
这些新技术的引入使得DNA分子标记在中药鉴定中的应用更加高效和准确。
然而,DNA分子标记在中药鉴定中还存在一些挑战和亟待解决的问题。
首先,目前大多数的DNA分子标记仅限于对单一药材的鉴定,而无法同时鉴定多种中药材。
DNA条形码技术在中药材鉴定中的应用
DNA条形码技术在中药材鉴定中的应用DNA条形码技术是一种基于DNA分子序列独特性的分子生物学技术,可用于物种鉴定和分类。
该技术通过对物种特异性DNA序列的扩增和测序,生成一组短而独特的序列,作为物种鉴定标记。
由于DNA条形码技术具有高精度、快速、准确、稳定等优点,因此在自然资源保护、食品安全检测、药材鉴定等领域有着广泛的应用。
中药材是我国独特的药物资源,但由于中药材的来源、生长环境、采收、储藏等因素的影响,导致同种中药材的品质存在差异。
因此,中药材的鉴定和质量检测是保障中药药效和安全的重要措施。
而DNA条形码技术恰好可以满足中药材鉴定的需求。
一、物种鉴定中药材物种鉴定的关键在于快速而准确地区分不同中药材品种。
DNA条形码技术利用物种特异性DNA序列,可以准确地区分不同中药材品种。
例如,利用嵩草属中的内转录间隔区ITS序列作为DNA条形码标记,可以快速、准确地识别不同嵩草属物种,为中药材品种的鉴定提供有力的支持。
2、多种中药材物种的鉴定许多中药材常常会混杂在一起,或者不同的中药材制剂中含有相同或相似的草药成分。
因此,多种中药材的鉴定是中药材鉴定的一项重要任务。
DNA条形码技术可以对多种中药材进行快速、准确的鉴定,同时还可以检测到中药材中的混杂品种,从而保证中药材的品质和药效。
例如,利用DNA条形码技术可以对中华三七、益母草等多种中药材进行混合物鉴定,同时可以鉴别其混杂品种,从而有效保障中药材的品质和药效。
二、混淆品鉴定在实际的中药材质量检测中,DNA条形码技术已经得到广泛应用,并取得了显著成效。
例如,通过对中国23种常用中药材的DNA条形码测序,发现部分中药材存在混合、掺杂等情况,从而及时纠正问题,保证中药材的品质和安全。
随着DNA条形码技术的发展,相信其在中药材鉴定领域中将有更广泛的应用,为中药材提供更加精确、快捷的鉴定方法。
DNA分子标记在中药鉴定中的应用进展
DNA分子标记在中药鉴定中的应用进展摘要】 DNA分子标记包括以分子杂交(southern杂交)为基础的DNA分子标记技术、以PCR为基础的DNA分子标记技术和以DNA序列为基础的分子标记技术和DNA序列测定技术。
本文概述了常用DNA分子标记技术的特点,对近年来DNA分子标记在中药鉴定中的应用进行了综述。
【关键词】DNA分子标记中药鉴定 AFLP RAPD DNA序列测定DNA分子标记技术也称DNA分子诊断技术,是基于研究DNA分子由于缺失、插入、易位、倒位、重排或由于存在长短与排列不一的重复序列等机制而产生的多态性。
检测这种多态性的技术,亦即DNA分子标记技术,大致可分为三类:第一类是以分子杂交技术为核心的分子标记技术,其代表性技术有RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism,限制性片段长度多态性);第二类是以PCR技术为核心的分子标记技术,其代表性技术有AFLP(Amplified Fragment Length Polymorphism,扩增片段长度多态性)、RAPD(Random Amplified Polymorphism DNA,随机扩增长度多态性);第三类以DNA序列为核心的分子标记技术,其代表性技术有rDNA ITS(internal transcribed spacers)测序分析技术。
药用植物是中药材的主要来源,中药材的研究与利用在中国具有数千年的历史,是中华文化的瑰宝。
当前,中药正逐渐走向国际化,但中药的源头普遍存在着来源混乱、真伪难辨等现象,造成了药材质量不稳定,难以保证临床用药的安全、稳定和有效,传统的中药材研究与利用方法尽管为中国及一些亚洲国家或地区的多数人所接受,但却难被国际广泛认可。
因此,严重影响了中药打入国际市场。
近年来,DNA分子标记技术快速发展并在中药鉴定中不断得到发展与应用,本文综述了近年来DNA分子标记技术在中药鉴定中的应用进展。
分子生物学技术在生药鉴定中的应用
分子生物学技术在生药鉴定中的应用摘要:生药的准确鉴定涉及到人民生命安全和切身利益。
传统的鉴定方法,即感官评价、显微鉴定和理化鉴定均存在不同程度的局限性,而分子鉴定则为生药的快速和准确鉴定带来了新的契机。
分子生物学技术在生药领域已得到广泛应用,并对生药新药研究产生了深刻的影响。
本文主要介绍了蛋白质电泳技术、PCR技术、RFLP技术、DNA测序技术、DNA条形码技术、RAPD技术、DNA芯片技术在生药鉴定中的应用。
关键词:分子生物生药鉴定快速准确 PCR RAPD中医中药是中华民族传统文化中的瑰宝,曾经在我国人民的医疗健康中占主导地位。
由于我国生药材资源丰富,药用动植物达1万余种[1];另一方面,药材来源复杂,品种划分混乱。
传统的生药鉴定手段有形态分类、解剖学特征以及理化鉴别。
许多药材外形类似,经过加工后容易改变形态结构。
因此,在生药材市场上,以次充好、以假乱真现象严重。
如何保证药材纯正面临巨大的挑战,生药材品质鉴定已成为生药质量控制的首要环节。
近年来,不少新的技术如分子生物学技术、超微结构和微形态学研究、光谱学方法、X射线衍射法、差热分析法和以HPLC为代表的色谱技术等均大量用于生药材品质鉴定中,其中分子生物学技术以其准确性高、重现性好等特点尤为引人瞩目。
1传统鉴定生药的传统鉴定是利用植物或动物形态分类学和解剖学特征,从基原、性状、显微特征、理化等方面进行药材鉴别。
大部分药材经加工、炮制等处理后,往往失去了原来的形态和解剖特征,甚至显微特征也会发生改变,从而使药材的真伪优劣难以鉴别,特别是对一些故意造假、以次充好的药材更是难以鉴别。
因此假劣药材、混淆品充斥生药材市场的状况一直未能得到根本改善。
复方制剂也难以通过传统的形态鉴别方法来鉴别。
近年来,分子生物学技术的应用,使生药材鉴别从器官水平提高到细胞水平和分子水平。
2蛋白质电泳技术生物样品中富含蛋白质分子,各种分子电荷性质、电荷数和分子量各不相同,在同一电场作用下,一定时间内各组分泳动的方向、速度和距离也不相同,结合谱带条数和染色不同可以达到鉴别的目的。
DNA分子遗传标记技术在生药鉴定中的应用
DNA分子遗传标记技术在生药鉴定中的应用摘要:概述了中药鉴定中应用的DNA分子遗传标记技术( 也称DNA分子遗传诊断技术),就近些年利用DNA分子遗传标记技术对中药进行鉴定的最新进展进行综述。
展望了DNA分予遗传标记鉴别在生药鉴定中的前景。
关键词:DNA分子遗传标记技术生药鉴定前言:我国药材资源丰富,据统计有1~2万余种,其中药用植物大约有10 000多种(包括中药约600种),它们是我国人民防病治病的重要资源,同时也是寻找和开发新药的宝库[1]。
药用植物是传统中药的重要来源,其研究必须现代化才能满足新药开发的需要,为确保中药使用安全、有效,对各种药材进行准确地鉴定显得十分重要。
传统的鉴定方法有:基源鉴定、性状鉴定、显微鉴定、理化鉴定。
然而,这些鉴定方法均为生物体遗传表现性的鉴别,它们不仅受到遗传因素的影响,而且与生长发育阶段、环境条件、人类活动( 如引种驯化、加工炮制等) 有着密切关系,具有很大的变异性和可塑性。
随着现代分子生物学技术的迅猛发展,分子生物学和基因工程技术日臻成熟,用DNA 分子遗传标记技术对中药材进行鉴定具有不受环境因素、个体发育阶段及组织部位的影响,多态性强,准确率高等特点,展示了良好的应用前景[2]。
DNA分子遗传标记(DNA Molecular Genetic Marker)技术在基因定位、品种鉴定、资源评价、物种亲缘关系和系统演化等个方面取得了很大进展。
现从几个方面探讨它们在药用植物研究上的应用。
1.DNA 分子遗传标记技术DNA分子遗传标记技术( 也称DNA分子遗传诊断技术)是指通过直接分析遗传物质的多态性来诊断生物内在基因排布规律及其外在性状表现规律的技术。
任何生物种或个体都具有特定的DNA 多态性,通过直接诊断分析DNA的多态性,便能避开遗传特性表现过程中的环境因素、数量性状遗传或部分与完全显性的干扰,快速准确地鉴定药材真伪[3]。
1.1 Southern 杂交为基础的DNA分子标记技术限制性内切酶切片断长度多态性( Restriction Fragment Length Polymorphism ,RFLP),单链构象多态性RFLP (Single Strand Conformation Polymorphism-RFLP,SSCP-RFLP)等。
DNA分子标记技术在药用植物研究方面的应用
基因组区域
技术难度 重复性 DNA样品量 反射线 耗费时间 可靠性
底拷贝编码
中等 高 2~30μg 一般是 慢 高
整个基因组
简单 中等 1~100ng 不是 快 中等
整个基因组
简单 高 50-100ng 不是 快 高
整个基因组
简单 高 2~50ng 不是 快 高
整个基因组
中等 高 100ng 一般是 中等 高
AFLP(amplified fragment length polymorphism)技术 是一项新的分子标记技术,是基于PCR技术扩增基因组 DNA限制性片段,基因组DNA先用限制性内切酶切割, 然后将双链接头连接到DNA片段的末端,接头序列和相 邻的限制性位点序列,作为引物结合位点。
AFLP(Amplified Restriction fragment polymorphism)
因此其开发有一定困难,费用也较高。
其他分子标记方法
简单序列重复区间(Inter-simple Sequence
特性
分布 遗传 多态性 等位检测 检测位点数 样品信息量
RFLP
普遍存在 共显性 中 是 1~3 低~中
RAPD
普遍存在 多数显性 高 不是 1~10 高
SSR
普遍存在 共显性 高 是 1~5 高
ISSR
普遍存在 多数显性 高 不是 0~50~更多 高
AFLP
普遍存在 多数显性 非常高 不是 20~100 非常高
三、内容与方法
1.RAPD(随机扩增多态性DNA)
2.RFLP(限制性片段长度多态性分析)
种 类 3.AFLP(限制性内切酶酶片段长度多 态性分析) 4.SSR (微卫星DNA) 5.其他分子标记方法
DNA标记技术在生物鉴定中的应用
DNA标记技术在生物鉴定中的应用DNA标记技术已经成为一种常见的生物鉴定技术,可以用于物种鉴定、个体识别、亲权鉴定、疾病检测等方面。
本文将重点介绍DNA标记技术在生物鉴定中的应用。
一、物种鉴定DNA标记技术可以通过对物种特有的DNA序列进行分析来识别物种,这种方法称为DNA条形码技术。
DNA条形码技术的主要原理是通过PCR扩增物种特有的一段DNA序列,并通过分析其碱基组成和相邻碱基的排列方式来鉴定物种。
这种方法可以快速、准确地鉴定物种,特别是对于那些难以区分或似乎相似的物种,如两栖动物、爬行动物等。
二、个体识别DNA标记技术还可以用于个体识别。
在许多动物种群中,个体之间的外在特征相似,无法进行区分,而采集个体DNA样本可以利用DNA标记技术来识别个体。
这样,研究者就可以对个体的行为、空间利用、种群动态等问题进行研究。
三、亲权鉴定DNA标记技术可以通过比较亲子间的DNA序列来鉴定亲权关系。
在人类中,亲子鉴定是最常见的DNA鉴定应用之一。
亲子鉴定的原理是通过比较父母和子女之间的DNA序列,找到其中相同的序列,并推断父母与子女之间的遗传关系。
亲子鉴定可以用来解决法律和遗传学上的复杂问题,如婚姻纠纷、养育权纠纷、捐献器官的合法性等。
四、疾病检测DNA标记技术还可以用于疾病检测。
许多基因突变与一些疾病的发生有关,例如乳腺癌、卵巢癌、先天性疾病等。
通过检测这些基因突变,可以预测某些疾病的风险。
这种方法通常被称为基因诊断。
基因诊断的目的是帮助人们更早地发现患病的可能性,从而采取更好的预防措施。
综上所述,DNA标记技术在生物鉴定中的应用非常广泛。
随着技术的不断进步和应用的不断拓展,DNA标记技术将会在更多领域得到应用。
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DNA分子遗传标记技术在生药鉴定中的应用摘要:概述了中药鉴定中应用的DNA分子遗传标记技术( 也称DNA分子遗传诊断技术),就近些年利用DNA分子遗传标记技术对中药进行鉴定的最新进展进行综述。
展望了DNA分予遗传标记鉴别在生药鉴定中的前景。
关键词:DNA分子遗传标记技术生药鉴定前言:我国药材资源丰富,据统计有1~2万余种,其中药用植物大约有10 000多种(包括中药约600种),它们是我国人民防病治病的重要资源,同时也是寻找和开发新药的宝库[1]。
药用植物是传统中药的重要来源,其研究必须现代化才能满足新药开发的需要,为确保中药使用安全、有效,对各种药材进行准确地鉴定显得十分重要。
传统的鉴定方法有:基源鉴定、性状鉴定、显微鉴定、理化鉴定。
然而,这些鉴定方法均为生物体遗传表现性的鉴别,它们不仅受到遗传因素的影响,而且与生长发育阶段、环境条件、人类活动( 如引种驯化、加工炮制等) 有着密切关系,具有很大的变异性和可塑性。
随着现代分子生物学技术的迅猛发展,分子生物学和基因工程技术日臻成熟,用DNA 分子遗传标记技术对中药材进行鉴定具有不受环境因素、个体发育阶段及组织部位的影响,多态性强,准确率高等特点,展示了良好的应用前景[2]。
DNA分子遗传标记(DNA Molecular Genetic Marker)技术在基因定位、品种鉴定、资源评价、物种亲缘关系和系统演化等个方面取得了很大进展。
现从几个方面探讨它们在药用植物研究上的应用。
1.DNA 分子遗传标记技术DNA分子遗传标记技术( 也称DNA分子遗传诊断技术)是指通过直接分析遗传物质的多态性来诊断生物内在基因排布规律及其外在性状表现规律的技术。
任何生物种或个体都具有特定的DNA 多态性,通过直接诊断分析DNA的多态性,便能避开遗传特性表现过程中的环境因素、数量性状遗传或部分与完全显性的干扰,快速准确地鉴定药材真伪[3]。
1.1 Southern 杂交为基础的DNA分子标记技术限制性内切酶切片断长度多态性( Restriction Fragment Length Polymorphism ,RFLP),单链构象多态性RFLP (Single Strand Conformation Polymorphism-RFLP,SSCP-RFLP)等。
这一类技术的共同点是利用一种或几种限制性内切酶消化不同生物个体的DNA分子,再通过特异性的克隆或合成的探针进行分子杂交来揭示其DNA 的多态性。
1.2 PCR 为基础的分子标记技术随机扩增多态性DNA(Random Amplifed Polymorphi cDNA ,RAPD),标记位点测序( Sequence Tagged Site ,STS ),随机引物PCR( RandomPrimer-Polymerase Chain Reaction ,RP-PCR),任意引物PCR(Arbitrary Primer-PCR,AP-PCR) ;寡聚苷酸引物PCR (Oligo Primer-PCR,OP- PCR) 等。
这一类技术的共同特点是利用合成的随机引物(常为5~10个或更多个寡聚核苷酸),通过PCR扩增不同生物个体的DNA分子,然后直接进行电泳分析来揭示其DNA的多态性。
1.3 重复序列为基础的DNA分子标记技术卫星DNA(Satellite重复序列为几百~几千个碱基对),微卫星DNA (Microsatellite,重复序列单位为2~5个碱基对),小卫星DNA(Minisatellite,重复单位为大于5 个碱基对) 等。
1.4 mRNA为基础的分子标记技术差异显示( Differential Display ,DD),逆转录PCR(Revert Transcription PCR,RT-PCR)差异显示逆转录PCR (Differential Display Revert Transcription PCR,DDRT-PCR)等[4]。
2.DNA分子遗传标记鉴别的依据生药鉴定研究首先要找到具有物种特异性的遗传标记(genetic marker),这种遗传标记主要有形态、组织细胞、化学成分、蛋白质、染色体组型、血清学、同功酶等特征[5]。
然而有些特征为生物体的遗传性和环境因素共同作用的结果,它们受到遗传因素影响的同时,还与生物体的发育阶段及环境条件对生物体的作用有着密切关系。
DNA分子作为遗传信息的直接载体,不受外界因素和生物体发育阶段及器官组织差异的影响,每一个体的任一体细胞均含有相同的遗传信息。
因此,用DNA分子特征作为遗传标记-即DNA分子遗传标记(DNA molecular genetic marker)进行物种鉴别更加准确可靠。
DNA分子是由A,T,C,G4种碱基构成双螺旋结构的长链状分子,遗传信息便包含在特定的碱基排列顺序中,不同的物种其遗传性不同,遗传上的差异便表现在这4种碱基排列顺序的变化之中,这就是生物的遗传多样性(genet diversity)。
比较物种间DNA分子的遗传多样性的差异来鉴别物种就是DNA分子遗传标记鉴别(identification by DNA molecular genet marker)。
在真核生物中,其单倍体细胞的碱基对数(bp)在1O7~1O11之间,由于DNA分子的信息含量巨大,真核生物中各种基因所占基因组DNA的比例最多也不会超过20%。
因此,在DNA分子上,有编码与物种存活密切相关的基因区域、编码与物种存活不十分密切相关的基因区域和非编码基因区域。
基因组DNA的这些不同区域在生物进化过程中所受到的选择压力不同,前者所受选择压力大,表现出高度的保守,后者所受选择压力小,表现出较大的变异。
正是由于这种DNA分子不同区域承受的选择压力不同,使得DNA分子的不同区域有不同程度的遗传多样性。
因此,能够选择适当的DNA 分子遗传标记,在属、种、亚种、居群或个体水平上对研究对象进行准确地鉴别,这也是中药材品种DNA分子遗传标记鉴别的分子基础。
DNA分子作为遗传信息的载体具有较高的遗传稳定性,较蛋白质、同功酶等还有较高的化学稳定性。
在陈旧标本中所保存下来的DNA仍能够用于DNA分子遗传标记的研究[6,7],自聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,简称PCR)技术的建立并得到发展以来。
人们甚至可以从数千年前遗留下来的的古代骨骼标本中提得微量的DNA,经PCR扩增后对其特定的DNA片段进行分子遗传标记的研究[8,9]。
由于DNA分子所载信息量巨大,并且相对稳定,PCR技术具有高速、高效和特异性高等特点,因此用DNA分子遗传标记鉴别中药材品种和对中药复方制剂中组分的检测具有快速、准确、专属性强、重现性好等优点。
3.DNA分子遗传标记在生药鉴定中的应用DNA分子遗传标记方法用于生药鉴别中,首先要解决的问题是能否从陈旧的药材标本中提得药材本身的DNA,并能用于PCR扩增,这方面已有成功的报道[10],其次是寻找一种检测药材DNA多态性的方法。
3.1生药鉴定是生药学的重要组成部分对同属不同种药材鉴定及药材真伪鉴定,保证中医用药的准确性,维护人民身体健康具有重要意义。
传统的中药鉴定主要依靠颜色、形状、气味、味道和质地等感性特征,这种鉴定方法的不足之处在于不准确而且对这些特征的把握因人而异。
将组织学、形态学和化学法引人到生药鉴定上来,是生药鉴定的一个进步,但这些方法仍有很大的局限性。
利用DNA分子遗传标记技术直接分析药材的DNA多态性,找出真品特有的DNA片段,对此进行测序,进而制备DNA探针,来检测相应的药材。
是一种便捷、准确的生药鉴定方法。
张荣等[11]用RAPD分析法对术蓝属(indigoferae Linn)8种生药及铁线莲属(Clematis L)7种中药进行鉴定研究,效果很好,证明RAPD分析是一种有效的中药鉴定方法。
3.2在药用植物亲缘关系上的应用肖培根院士建立了药用植物亲缘学,采用一些小分子化合物作为鉴定亲缘关系的依据,由于DNA从本质上反映了药用植物的亲缘关系,现在很多学者建议应把二者结合起来考虑。
才能更有效地研究药用植物的亲缘关系。
汪小全等[12]用5个引物对升麻属(cimicifugaL)的5个种和类叶升麻(Actaea asiatica Hara)及乌头属(Actinium)的一种进行了RAPD分析,结合分析的结果,他们认为类叶升麻属与升麻属有较近的亲缘关系,而乌头属则与该属较远,这与经典分类学的研究结果相吻合。
3.3在药用植物资源与生物多样性保护上的应用生物多样性的研究可以看作是对生物在空间上存在的现状和相互关系的研究,包括生态系统、区系种类和遗传结构等不同水平上的多样性研究。
其中,遗传多样性的研究是生物多样性研究的中心环节。
单纯用形态学和细胞学手段研究遗传多样性就失去了分辨能力;而分子生物学手段则使我们看到这些变化成为可能,从而针对性地制定有效的保护措施。
目前在研究药用植物资源时,多采用经典的形态分类学方法,用该方法划分物种是建立在个体性状描述和宏观观测水平上,得到的结论往往不完善,易引起争论.同时这是不科学的,DNA分子遗传标记技术直接分析遗传物质DNA在不同生物个体间的差异,使植物分类和资源的研究更加科学化。
3.4在药用植物道地性研究上的应用道地药材具有强烈的地域性,表现在它们往往分布在某些狭小的区域,或分布较广,但只有某些狭小生境区的质量好、疗效佳、产量最大[13]。
药材道地性的原因就是植物的遗传物质DNA及初生和次生代谢过程中的酶系统发生了“道地性”变化。
道地性药材与非道地性药材毕竟同种,甚至同一亚种。
二者在形态和生药性状等特征上,差别往往不明显,给道地药材的鉴别带来了困难。
采用DNA分子诊断技术并辅以等位酶技术,可以从分子水平上来揭示药材的“道地性”。
对药材的“道地性”研究有重要意义。
3.5在遗传育种上的应用药用植物的“优良品种”对药材生产存在着巨大的潜力,“高含量育种”是药用植物育种的主要目的和特色。
遗传图谱是生物种类的分子档案,对育种工作者有极大的参考价值。
目前应用RAPD技术已构建了一些重要农作物的遗传图谱[14]。
但在药用植物方面还是空白,需加大这方面的研究,为药材的开发利用打下坚实的基础。
4.DNA分子遗传标记技术存在的问题4.1没有构建真正意义上的数据库DNA分子遗传标记方法稳定性受模板、扩增条件的诸多因素的影响。
另外没有构建真正意义上的数据库。
鉴定微小种子类中药材时,模板DNA 中可能含有两种以上植物的DNA,有关两种模板DNA同时存在对扩增结果的影响未见报道。
DNA分子诊断技术对不同部位入药的药材难以区分,各部具有同样DNA标记式样。
对于成药、复方、提取液的DNA标记未见报道[15]。