RAPD在绞股蓝种类鉴别应用上的条件摸索Word文档下载推荐.docx

1、Abstract:ObjectiveTo explore the conditions of the differentiation of Gynostemma pentaphyllum from the mixed plant, Cayratia japonica with RAPD technology. MethodsThe improved CTAB method was used to extract the genome DNA from Jiao Gu Lan（Gynostemma pentaphyllum） Seven Leaves Jiao Gu Lan, Cayratia

2、japonica and Tobacco, respectively. The optimum conditions of RAPD were researched. ResultsWith the improved CTAB method, the extracted DNA presented better quality and could be used to progress RAPD. The optimum conditions for RAPD have been successfully explored. Conclusion The improved CTAB metho

3、d is suitable to extract genome DNA from the four medicinal plants, respectively, and the conditions explored with RAPD technology can be used to identify the variety of Gynostemma Pentaphyllum and distinguish it from the mixed plant, Cayratia japonica.Key words:Gynostemma pentaphyllum; Genome DNA;

4、RAPD; Identification绞股蓝Gynostemma pentaphyllum，（Thunb） Makino系葫芦科绞股蓝属多年生攀缘草质藤本植物。绞股蓝具有较广泛的生态适应性，自然分布于秦岭及长江以南的15个省区。绞股蓝全草入药，有清热解毒、镇咳祛痰、抗癌、降血脂、防衰老、抗疲劳等功能，临床上应用于老年慢性支气管炎、哮喘、胃肠炎和传染性肝炎等疾病的治疗。从绞股蓝属植物中分离出的84种皂苷中有6种与人参皂苷的四环三萜达玛烷型结构完全相同，所以有“南方人参”的美誉。RAPD（random amplified polymorphic DNA）技术是1990年由Williams和Wel

5、sh两个研究小组同时发展起来的一项DNA多态检测技术。RAPD具有不需要使用同位素、无需知道基因组DNA序列信息、操作过程简便、快速等优越性，它是众多分子标记中应用最广的一种1，2，在动植物的遗传多样性检测、品系鉴定、遗传图谱构建和系统学研究等领域已得到了广泛的应用3，4。本实验通过摸索影响RAPD扩增的几个主要因素，找出最优扩增条件，试图在DNA水平上构建绞股蓝的分子标记，为绞股蓝种类鉴别及与其易混品乌蔹莓的区别提供理论依据，也为更好地利用绞股蓝这一药用植物提供帮助。1 器材1.1 材料绞股蓝Gynostemma Pentaphyllum，（Thunb） Makino和乌蔹莓Cayratia

6、 japonica （Thunb） Gagn由广西药用植物园凌征柱教授提供；烟草（Tobacco）由中国科学院上海植物生理生态研究所提供。因绞股蓝掌状叶片常有五枚小叶，本文中称为五叶绞股蓝；另外，采集了另一种掌状叶片均为七枚小叶的绞股蓝，本文中称为七叶绞股蓝，其种类待鉴定。1.2 仪器电泳仪（DYY-10C型，北京六一仪器厂）；SmartspecTMplus核酸蛋白测定仪（Bio-RAD Lab，Inc，USA.）；MyCyclerTM PCR仪（Bio-RAD Lab, Inc，USA.）；UVI-7600Z凝胶成像系统。1.3 试剂CTAB，BSA（牛血清白蛋白），琼脂糖，10碱基引物均购

7、自上海生工生物工程有限公司；Taq酶，dNTP，MgCl2均购自宝生物工程（大连）有限公司。2 方法2.1 基因组DNA的提取采用CTAB法，参照陈莉等5方法加以改进。具体操作：新鲜叶片液氮中过夜，加液氮进行研磨至细粉末状后，迅速转入离心管中；加65预热1.5CTAB提取缓冲液1.5%CTAB，75 mmol/L Tris-HC1 （pH8.0），15 mmol/L EDTA （pH8.0），1.05 mol/L NaCl混匀，65水浴20 min；取出冷却至室温，6 200 r/min离心10 min。收集上清液，加等体积的氯仿异戊醇（241）混匀，6 200 r/min离心10min。再收

8、集上清液，加1/10体积1CTAB提取缓冲液（1% CTAB，0.7 mol/L NaCl）及等体积氯仿异戊醇（241）混匀，6 200 r/min离心10 min；重复1次。上清液加入等体积1CTAB沉淀缓冲液1.0%CTAB，50 mmol/L Tris-HC1（pH8.0），10 mmol/L EDTA（pH8.0）混匀，65水浴30 min。冷却至室温，6 200 r/min离心10 min。弃上清液，加0.5 ml 1 mol/L NaCl，沉淀完全溶解后加2.5倍体积预冷无水乙醇，混匀。-20下静置15 min，5 200 r/min离心5 min。弃上清液，加70%乙醇漂洗沉淀2

9、次，沉淀自然挥干。最后加300 l灭菌ddd H2O或TE（含10 mmol/LTris-HCl，1 mmol/LEDTA，pH8.3），溶解后作为母液DNA于-20下储存。各取基因组DNA母液5l在1.5%琼脂糖凝胶上，100v恒压电泳15 min，检验能否获得DNA。将DNA母液取出10 l稀释11倍后，用核酸蛋白测定仪测波长260 nm，280 nm处吸光值，直接从仪器主屏上读出被测样品A260，A280，A260/A280和DNA含量，以确定提取总DNA的纯度及浓度。最后将DNA母液稀释为60 ng/l左右的工作液分装成小包装于- 20储存或4保存备用。2.2 PCR扩增及电泳检测反应

10、在PCR扩增仪上进行，使用25l反应体系，其成分为：10Buffer 2.5 l，25 mmol/L Mg2+2 l，2.5 mmol/L dNTP 2 l，10 mol/L10碱基随机引物各1 l，TaqDNA聚合酶1U，模板DNA60 ng左右。反应程序：预变性943 min；扩增程序：94 30 s，38 30 s，72 80 s，40个循环；然后72补充延伸10 min，4保存。取扩增产物7 l在1.5 %琼脂糖凝胶上，100 v恒压电泳20 min，电泳结束后在UVI-7600Z凝胶成像系统上观察并照像。3 结果3.1 植物基因组DNA提取方法的改进由于不同药用植物所含的成分及其次生

11、代谢物不尽相同，在提取DNA时，当前还没有统一方法适用于所有植物DNA的提取。本实验应用改进CTAB法，成功提取了七叶绞股蓝、五叶绞股蓝及烟草叶片基因组DNA，而对乌蔹莓提取时由于上清液黏稠且颜色深，故再行改进：研磨时加一定量PVP，破膜前，先用不含CTAB缓冲液把核外的多酚、多糖等杂质除去，同时加-巯基乙醇（终浓度为2%）及少量活性炭，其它步骤与方法中所述的操作一致。最终成功提取了这4种植物的基因组DNA。3.2 植物基因组DNA琼脂糖电泳、DNA纯度及含量检测结果采用改进CTAB法所提的DNA颜色均为透明的白色、干后无色，说明质量较好。由图1可见，七叶绞股蓝、五叶绞股蓝、乌蔹莓及烟草叶片D

12、NA在点样孔附近均有一条亮且集中的条带，说明DNA未降解；亮带前面的条带经RNase处理后不再存在，可用于RAPD扩增。 经核酸蛋白测定仪测A260，A280。由表1可看出，A260和A280比值在1.8461.905之间，DNA浓度在89419 g/ml之间，产率在197.1921.8 g/g之间。表1 基因组DNA纯度及含量检测（略）3.3 RAPD扩增条件探索3.3.1 退火温度的选择变性温度和延伸温度一般分别为94和72，本实验首先将这两个温度确定下来，依照方法中所述的反应体系和扩增程序，仅改变退火温度，分别为38，40，45，用筛选来的一组引物对七叶绞股蓝、五叶绞股蓝进行扩增。由图2

13、可见，45时扩增条带最少，38和40时扩增出来的条带相似，且重复性均较好，但由于所选的10碱基引物Tm均在36.9041.00之间，更低温度对扩增有利，而当在40以上会抑制PCR产物2，条带减少，所以确定38为本实验最终的退火温度。3.3.2 Mg2+浓度的选择PCR反应中的缓冲液是一个重要的影响因素，特别是其中的Mg2+能影响反应的特异性和扩增片段的产率6。本实验设计了一系列Mg2+浓度，分别为1.5，2.0，2.5，3.0，3.5，4.0 mmol/L，依照方法中所述的反应体系和扩增程序，对七叶绞股蓝进行扩增。由图3可见，当Mg2+浓度为2.54.0 mmol/L之间范围时，虽其中大部分浓

14、度下扩增条带均清晰，但得到的条带明显比Mg2+浓度为1.5 mmol/L或2.0 mmol/L时少；而2.0 mmol/L扩增条带清晰，1.5 mmol/L扩增条带多但较为模糊，故确定2.0 mmol/L为本实验RAPD扩增的最适Mg2+浓度。3.3.3 BSA的用量对RAPD扩增的影响对植物进行RAPD扩增时，先建立稳定的反应体系，有助于RAPD结果的可靠性与重复性。在合适的扩增条件下，为了获得更理想的实验结果，有研究报道7在RAPD反应成分中添加酶保护剂，如BSA。本实验在反应体系中添加了一系列不同浓度BSA，分别为0，0.5，1，2，3，4，5 g/l，且设立空白对照（即不加模板），可使RAPD扩增片段明显增加，不同BSA用量对扩增影响的结果见图47。不同浓度的BSA对这4种植物RAPD扩增的影响不尽相同。在七叶绞股蓝、五叶绞股蓝扩增体系中，BSA浓度为1 g/l对RAPD扩增效果的改善最明显。当BSA浓度小于1 g/l时条带有但亮度略弱，且部分弱带扩增不够；当浓度在14 g/l范围内对扩增效果影响不大；当BSA浓度变为5 g/l时，扩增条带的亮度明显减弱，条带亦见减少。在乌蔹莓扩增体系中，未加BSA时RAPD无明显扩增，当BSA浓度为0.5 g/l时扩增效果有所改善但条带少且模糊；当BSA浓度为1，2 g/l时对扩增效果最好，条带多且清晰