兰属植物分子分类的研究

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1. 5~18. 2 1. 7~7. 9 1. 6~7. 9
2. 3~22. 0
2. 1~21. 0
1. 8~9. 7
5
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4
3 同种不同个体间同位点谱带条数. 备注 :各样品的提供者鉴定人分别是 :11 吴汉珠 ;21 谭文澄 ;31 邓承康 ;41 李文安.
样本号
1 2 3 4 5 6 7 8
表 2 兰属 1~8 号样本 DNA 指纹图谱带数
植物名称
大红朱砂 ‘醉妃’之一 ‘醉妃’之二 ‘富丽红’ ‘拟富丽红’
红蝉之一 红蝉之二 红蝉之三
本植物显现
各植物间同位点带数
的带数
81234567
15
0112311
11
522212
11
31132
13
3520
13
7
碧玉 兰 之 一 C. hookerianum var. lowianum
18
( Rohb. f . ) Y. S. Wu et S. C. Chen.
8
19
碧玉兰之二 ,拉丁名同上
8
20
雪兰之一 Cymbidium goerigii var. papyriflorum
6
21
雪兰之二 ,拉丁名同上
素标记方法在植物 DNA 指纹分析中应用提供依 据.
1 材料与方法
1. 1 材料 用于本研究的兰属植物共 23 样本 ,石 斛属 1 样本 ,详见表 1. 1. 2 试剂与设备 LZF21 DNA 指纹探针 (北京 ,金 河应用生物技术研究所) ,限制性内切酶 Hinf 1 (华 美生物公司) ,T4 多核苷酸激酶 (瑞典 Pharmacia) ,荧 光素2112dUTP ,鲁米诺 ,抗荧光素2HRP 缀合物 ,硝酸 纤维素 (英国 Amersham) ,核酸电泳系统等. 1. 3 实验方法 1. 3. 1 DNA 提取 取保存在常温冰箱结冻室中 1 ~21 号兰叶样本约 0. 5 g ,其中 8 ,22~24 号样本是 新鲜的试管苗原球茎及小苗约 1 g ,剪碎置研钵中 加液氮作冷冻研磨 ,使成粉末. 实验操作及药品等 参见文[ 14 ]所述. 1. 3. 2 酶切 、电泳按文[ 14 ] 加入 DNA2 Hind Ⅲ为 分子量标准 ,电泳时间延长至约 40 h. 电泳结束取 出琼脂糖凝胶膜 ,置白瓷盘中 ,蒸馏水洗涤 5 min , 变性液处理 30 min ,中和液浸泡 30 min ,在胶膜上复
2. 0~19. 0
2. 3~19. 0
1. 5~22. 0
1. 5~21. 0 1. 5~22. 0
2. 4~9. 9
3. 7~16. 1 3. 8~14. 5 3. 5~15. 0 1. 2~12. 2 1. 5~22. 0 1. 6~23. 0 6. 0~23. 5 6. 1~23. 0
1. 4~18. 0
103
12
32
12
2
12
在 14 年前做杂交时是以大红朱砂为母本 ,以红蝉 为父本 ,但纵观全部现已获得的资料 ,尚难以断定 ,采 样的 1 为母本 ,6 ,7 ,8 中有一个体为其 F1 的父本. 这一 杂交组合以及各种之间和各个体之间的遗传距离 ,尚 需进一步扩大个体数 ,选用更多探针2酶的组合 ,作深
干燥约 1 h ,使 DNA 固定在膜上 ,4 ℃干燥保存膜备 用.
表 1 受试植物样本及检测结果
样本号
植 物 名 称
谱带条数
谱带分子量 范围 (kb)
同位点 3
备注
大 红 朱 砂 ( A ) Cymbidium longibracteatum
1
15
var. rubisepalum Y. S. Wu var. nov.
11
11
青蝉之二 ,拉丁名同上
11
12
青蝉之三 ,拉丁名同上
11
13
黄蝉 Cymbidium iridioides D. Don.
9
14
西藏虎头兰之一 Cymbidium tracyanum Rolfe
12
15
西藏虎头兰之二 ,拉丁名同上
12
16
大花蕙兰之一 C. sp .
7
17
大花蕙兰之二 C. sp .
(1. 四川师范大学 化学与生命科学学院 , 四川 成都 610066 ; 2. 四川师范大学 分子生物学研究所 , 四川 成都 610066)
摘要 :采用 LZF21 寡核苷酸探针和限制性内切酶 Hinf 1 ,检测兰属 23 样株和石斛属 1 样株的 DNA酶解片 段 ,获得了清晰易读的由 6 ~ 15 条带组成有特异性的遗传指纹图谱. 表明 : (1) LZF21 探针能与兰属及石斛 属植物基因组 DNA 中的酶解片段中简单重复序列形成杂交分子 ,证实近缘植物基因组中存在同源 DNA 片 段 ; (2) 在介于 1 ~ 24 kb 的谱带中 ,大红朱砂 (A) 15 条 ,3 株红蝉 (B) 皆 12 条 ,A ×B F1 2 n = 40 两株皆 11 条 , 2 n = 80 的两株皆 13 条 ,朱砂蝉兰 8 条 ,三青蝉皆 11 条 ,黄蝉 9 条 ,两西藏虎头兰皆 12 条 ,两大花蕙兰皆 7 条 , 两碧玉兰皆 8 条 ,两雪兰皆 6 条 ,雪兰 ×大花蕙兰 8 条 ,墨兰 8 条 ,石斛兰属的熊猫兰 7 条 ; (3) 各种植物谱带 各具特异性 ,可见其间亲缘关系不同. 相同种植物谱带条数一致 ,电泳迁移率即片段的分子量区间类似 ,此 方法可得到具个体特异的 DNA 指纹图 ,可进一步应用于兰属植物的分子遗传学分析.
2000 年 7 月 第 23 卷 第 4 期
四川师范大学学报 (自然科学版)
Journal of Sichuan Normal University(Natural Science)
July ,1999 Vol. 23 ,No. 4
兰属植物 DNA 指纹图的研究
谭文澄1 , 方盛国2 , 谢 海1 , 戢鹏霄1
(4) 样本 1~8 号为一杂交组合 ,其间同位点谱 带条数如表 2 所示. 从表 2 中资料可见 ,大红朱砂 同 F1 4 个体间同位点仅 0~2 条 ,与文[ 14 ]采用 J H2
12. 8 探针所得 1~2 条相类似 ,因而不能确定它是 真亲本 “, 醉妃”之一与之二间 ,以及“富丽红”与红 蝉之一间有同位点带数 5 条 ,可见它们间亲缘关系 最近 “, 醉妃”之二与“富丽红”以及“富丽红”与“拟 富丽红”之间都有 3 条同位点 ,表示出亲缘关系较 近.
关键词 :兰属 ; 石斛属 ; LZF21 探针 ; 荧光素标记 ; DNA 指纹图 中图分类号 :Q943 文献标识码 :A 文章编号 :100128395 (2000) 0420407205
0 引言
选用适当的 DNA 指纹探针和限制性内切酶 , 可对动物 、植物及微生物的限制性片段长度多态性 ( RFLP ) 作 出 遗 传 分 析[1] , 最 早 于 1988 年 由 Jeffreys[2] 对人的血红蛋白基因研究中被发现而发展 起来 ,在人类[3 ,4] 及动物[5] 遗传学 、法医学等方面 , 陆续有新的发现[6~8] . 近年来在植物 DNA 指纹研究 中也 有 逐 步 增 多 的 报 道 , 如 水 稻[9] , 黑 莓 和 悬 钩 子[10] ,苹果属和李属等[11] ,以及玉米、番茄、莴苣、芸 苔、马铃薯等 ,可见此技术也正引起国内外植物遗传与 育种学者们的广泛注意.
2 结果与讨论
本研究采用 LZF21 寡核苷酸探针及限制性内
切酶 Hinf 1 ,以荧光素标记法[13] ,检测了兰属 23 样 本和石斛属 1 样本的 DNA 酶解片断 ,获得了清晰易 读的由 6~15 条谱带组成的各具特异性的遗传指 纹图谱 ,见图 1 所示. 结果表明 :
(1) 所用 LZF21 探针可与兰属及石斛属 (共 24 样本) 基因组 DNA 中简单重复序列杂交 ,兰属与石 斛属各植物间存有同源 DNA 片段. 探针检测的灵 敏度很高 ,初步判断仅需兰鲜叶 0. 2 g 和原球茎等 0. 4 g 即足够.
(2) 在介于 1. 0~24. 0 kb 的谱带中 ,大红朱砂 (A) 15 条 ,三株红蝉 (B) 皆 12 条 ,A ×B 的 F1 2N = 40 ,两株皆 11 条 ,A ×B F1 2N = 80 ,两株皆 13 条 ,朱 砂蝉兰 8 条 ,三青蝉皆 11 条 ,黄蝉 9 条 ,两西藏虎头 兰皆 12 条 ,两大花蕙兰皆 7 条 ,两碧玉兰皆 8 条 ,两 雪兰皆 6 条 ,雪兰 ×大花蕙兰 8 条 ,石斛兰属的熊 猫兰 7 条. 为节省篇幅 ,资料并入表 1 中.
收稿日期 :1999 - 09 - 02 基金项目 :四川省科委基金资助项目
作者简介 :谭文澄 (19372) ,男 ,教授
4 08
四川师范大学学报 (自然科学版)
23 卷
盖一张硝酸纤维素膜作 Southern 转移 ,用 20 ×SSC 将 DNA 从胶膜上转移到硝酸纤维素膜上 ,室温 12 h ,取下硝酸纤维素膜在清水中漂洗 5 min ,80 ℃下
第4期
谭文澄等 : 兰属植物 DNA 指纹图的研究
40 9
1. 3. 3 探针标记 无菌水稀释 LZF21 探针至 100 ×10 - 12 mol ,依次加入 LZF21 探针 100 μL ,荧光素2 112dUTP 10μL ,缓冲液 16μL ,T4 核苷酸激酶 16μL , 加水至 260 μL ,小管抽吸多次使混匀 ,置 37 ℃ 60 min ,检测标记结果. 1. 3. 4 预杂交 ,杂交 取出膜置 1 ×TAE 20 mL ,42 ℃作预杂交 ,加 200μL HC 阻断剂 ,10 min ,加 100μL 探针杂交 45 min ,加 FGD (发光底物) 200μL ,5 min , 接洗膜 1. 3. 5 洗膜 6 ×SSC 0. 1 % SDS 振荡洗涤 5 min ,1 ×SSC 0. 1 SDS 置 42 ℃温育 15 min ,吸干待用. 1. 3. 6 荧光自曝光和显影 将杂交后的硝酸纤维 素膜和 X 光胶片叠合在暗匣中使荧光给胶片曝光 3 ~5 d ,按常规作胶片显影 ,制作照片.
1. 3~21. 0
‘醉妃’之一 ,系大红朱砂 (A) ×红蝉 (B) 的
2
11
F1 ,2 n = 40
3
‘醉妃’之二 ,同上
11
4
‘富丽红’,系大红朱砂 (A) ×红蝉 (B) 的 F1 ,
13
2n = 80
5
‘拟富丽红’同上
13
红蝉 (B) 之一 Cymbidium iridioides D. Don.
在植物新品种选育上 ,掌握亲子间性状表现与 遗传传递规律是很重要的 ,DNA 指纹的精细分析 , 将指导育种设计 ,对亲本选配和杂种性状预测等将 有较为准确的遗传学根据.
我们采用 LZF21 DNA 指纹探针[12] ,对国产兰属 23 样本及石斛属 1 样本的 DNA 指纹图作了初步研 究 ,所试用荧光素标记法[13] 在植物 DNA 指纹研究 中尚属首次 ,许多兰属植物的 DNA 指纹图亦为首 次报道 ,为兰属各种之间的亲缘关系之确定 ,DNA 指纹技术在兰属中的应用积累基础资料 ,也为荧光
6
cv.“Hong Chan Lan”
12
7
红蝉 (B) 之二 ,拉丁名同上
12
8
红蝉(B)之二(试管原球茎及小苗) ,拉丁名同上
12
朱砂蝉 兰 Cymbidium iridioides D. Don. cv.
9
“Zhu Sha Chan Lan”
8
10
青蝉之一 Cymbidium hookerianum Rchb.f .
(3) 各种植物谱带各具特异性 ,可见其间亲缘 关系不相同. 相同种植物谱带数一致 ,电泳迁移率
即片段的分子量区间相当类似 ,从红蝉 、青蝉 、西藏 虎头兰等两三个个体的谱带比较可以发现 ,不同个
4 10
四川师范大学学报 (自然科学版)
23 卷
体间同位点带数很少 ,红蝉 3 个体间同位点带数仅 2~3 条 ,青蝉 3 个体间同位点带数仅 1~2 条 ,两西 藏虎头兰间同位点带数仅 2 条 ,说明本检测方法准 确性较高 ,谱带具有个体特异性 ,详见表 1.
6
雪兰 C. goerigii var. papyriflorum ×大花蕙
22
兰 (试管原球茎及小苗) C. sp .
8
23
墨兰 C. sinene (andr) Willd(试管原球茎及小苗)
8
熊猫兰 Dendrobium sp .“Panda”(试管原球茎
24
及小苗)
7
2. 0~12. 6
2. 0~12. 6
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