分子标记在药用植物资源鉴定中的应用

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学年论文

2014 — 2015年度学年论文题目：分子标记在药用植物资源鉴定中的应用学生姓名：***

学号： ********** 系部：生命科学

专业：生物科学

指导教师：***

2014年9月25日

分子标记在药用植物资源鉴定中的应用

郭孟齐 1212402006

摘要：目前在研究药用植物资源鉴定的技术手段中，分子标记技术应用的愈来愈多。而分子标记又分为很多种技术，如RFLP、RAPD、SRAP、AFLP等。本文就这几种分子技术在药用植物资源鉴定中的应用进行了探讨，发现RAPD技术占有独特的优势，而RFLP、AFLP等技术由于种种因素的限制，应用的范围很有限，SRAP技术作为一种新型的分子标记技术，正在药用植物资源鉴定中发挥着越来越重要的作用。

关键词：分子标记，药用植物，鉴定

Application of molecular markers in identificating medicinal plant resources

Abstract:At present ,in the technology of identificating medicinal plant resources , applicating of molecular marker technology is becoming more and more popular. Molecular marker is divided into many kinds of technologies, such as RFLP, RAPD, SRAP, AFLP etc. In this paper, application of this technology in the identification of several molecular medicinal plant resources are discussed.And it found that RAPD technology occupies a unique advantage while RFLP, AFLP and other technical are limited due to various factors. SRAP technology as a new molecular marker technique is playing a more and more important role in medicinal plant resources of identification.

Key Words: Molecular markers, Medicinal plant,Identification

我国的药用作物种类繁多，目前知道的有一万多种，分布区域也十分广泛【1】。在应用药用植物时，应当选择那些品质优良、来源纯正的。而在选择这些优秀的药用资源时，首先应对其进行鉴定。传统的鉴定方法主要是根据药用植物的形态结构、理化性质、区域来源等宏观方向来进行鉴定。运用这些方式进行的鉴定，因受环境因素、方法步骤等的影响，具有一定的局限性和不稳定性。而近些年来，随着分子学、生物技术等的快速发展，产生了一种新型的鉴定技术——分子标记技术。分子标记技术应用的是药用植物的DNA片段，而DNA在药用植物中的存在是非常均匀、非常稳定的，并且DNA受环境因素的影响较小。因此，利用分子标记技术来进行药用植物的鉴定更加准确和可靠【2】。目前，分子标记技术已经应用的十分广泛，并且该技术对于药用植物资源的开发和利用具有强力的推动作用。为此，本文就分子标记在药用植物资源鉴定中的应用进行了综述。

1.分子标记的概念与主要研究方法

遗传标记主要有四种类型: 形态标记（morphological marker）、细胞标记（cytologica markers）、生化标记（Biochemical marker）和分子标记（molecular marker）【3】。分子标记是其中非常重要的一种，它是以个体间遗传物质内核苷酸序列变异为基础的遗传标记，是DNA水平遗传多态性的直接的反映。目前，分子标记已经在药用植物资源的鉴定中展现出了广阔的应用前景。分子标记有多种方法和技术特点，现将在植物药用资源鉴定中应用的比较广泛的技术加以概论。

1.1基于分子杂交的分子标记

1.1.1限制性片段长度多态性（Restriction Fragment Length Polymorphous，RFLP）

RFLP的基本原理是基于DNA序列的变化引起酶切位点的改变,从而使2个酶切位点间的DNA片段长度发生变化，也是发现的比较早的一种分子标记方法[4]。RFLP标记十分稳定，是一种共显性标记，在分离群体中可以区分出杂合体和纯合体，从而提供标记点的完整的遗传信息。目前RFLP技术已经在基因定位及分型、遗传连锁图谱的构建等研究中得到了广泛的应用。但RFLP分析所需要的DNA量大，步骤多，制作周期长,并且其在制备探针的过程中需要用到放射性同位素

标记，成本等比较昂贵,这些因素都限制了RFLP技术的推广。

1.2基于PCR技术的分子标记

1.2.1随机扩增多态性DNA（Random Amplified Polymorphic DNA，RAPD）

RAPD的基本原理是利用随机引物（一般是8-10个基因）通过PCR 反应非定点扩增DNA片段，然后对这些非定点扩增的DNA片段进行凝胶电泳分析，得出这些片段的多态性。这些片段的多态性反应出了相对应的基因组的区域DNA的多态性[5]。RAPD操作技术简单，检测速度快，并且只需要很少的DNA，也不需要制备探针杂交等程序，降低了成本。目前RAPD技术在遗传图谱的构建，药用植物种质资源的分析等方面得到了广泛的应用。但RAPD技术是一个显性标记，不能区分出杂合子与纯合子，并且由RAPD技术得到的片段存在共迁移、重复性差等问题。

1.2.2多态相关序列扩增(Sequence related anthropomorphically，SRAP)

SRAP的基本原理是通过独特的双引物设计对基因的ORFs(Open reading frames)的特定区域进行扩增。上游引物长17个基因单位，主要对外显子区域进行特异性扩增，下游引物长18个基因单位，主要对内显子、启动子区域进行特异性扩增[6]。不同的药用植物其内含子、启动子与间隔区长度不同，从而呈现出不同的多态性。SRAP技术简便高效，重复性好，测序方便，并且具有很高的共显性。目前SRAP 技术在药用植物的遗传多样性分析方面得到了广泛的应用。

1.3 基于限制性内切酶和PCR技术的分子标记

1.3.1多态扩增片段长度(Amplified Fragment Length Polymorphous，AFLP）

AFLP的基本原理是先用限制性内切酶水解基因组DNA，然后得到不同大小的DNA片段，再使双链人工接头的酶切片段相边接，接着将头序列和相邻的限制性位点序列作为引物，进行PCR扩增[7]。最后用聚丙烯酰胺凝胶电泳分离检测扩增的片段，从而得出片段的多态性。AFLP的独特之处在于所用的专用引物可在知道 DNA 信息的前提下就可对酶切片段进行PCR 扩增。AFLP技术分辨率高，并且具有RFLP的