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本文作者:程春松1,2彭代銀1黃和平1郭友平1作者單位:1安徽中醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院2中國中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所
基本檢測技術(shù)的應(yīng)用
現(xiàn)代生物檢測技術(shù)在藥用植物的基源鑒定研究、轉(zhuǎn)基因育種等各方面都有著廣泛的應(yīng)用,在菘藍(lán)的育種研究PCR及RT-PCR技術(shù)、SouthernBlot分析、RAPD技術(shù)在外源基因檢測、抗性基因的檢測中取得了良好的效果。
1PCR及RT-PCR技術(shù):1985年,KaryMul-lis發(fā)明了PCR技術(shù),引用到藥用植物育種研究中,可以通過分離植物基因來鑒定中藥中的目的基因以及DNA指紋圖譜研究。許鐵峰等[11]為了驗(yàn)證外源基因是否轉(zhuǎn)入植物細(xì)胞內(nèi),對抗生素抗性植株進(jìn)行了PCR檢測,對轉(zhuǎn)基因菘藍(lán)利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)外源半夏凝集素基因進(jìn)行RT-PCR分析,由于PCR只能證明在轉(zhuǎn)基因植株體內(nèi)存在外源目的基因片段,而不能完全確定外源目的基因片段已整合進(jìn)植物基因組,且PCR可能存在假陽性結(jié)果,因此通常配合采用SouthernBlot分析驗(yàn)證。
2RAPD與擴(kuò)增片斷長度多態(tài)性技術(shù):1990年代提出RAPD技術(shù),該技術(shù)現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于生物的品種鑒定、系譜分析及進(jìn)化關(guān)系的研究[16]。陳桂平等[12]選取同一個(gè)無性系植株及其親本進(jìn)行RAPD分析,得出結(jié)果無性系植株的遺傳背景一致性很好,但也發(fā)生了DNA水平的變異。這項(xiàng)工作為進(jìn)一步分離抗性基因和培育抗病品種打下基礎(chǔ)。相對于RAPD技術(shù),AFLP技術(shù)與之相類似,它是一項(xiàng)新的分子標(biāo)記技術(shù),能檢測10倍的軌跡,并且可以檢測任何DNA。
染色體研究技術(shù)的應(yīng)用
藥用植物染色體研究是分子生物學(xué)的基礎(chǔ)研究,主要是包括總DNA的提取、染色體制片技術(shù)、核型研究以及其結(jié)構(gòu)分析。
1菘藍(lán)總DNA的提取:核酸樣品質(zhì)量將直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)的成敗,所得的DNA應(yīng)達(dá)到滿足試驗(yàn)要求的量和純度。陳桂平等[12]運(yùn)用的菘藍(lán)總DNA提取方法是采用改良的十二烷基磺酸鈉微量提取法提取DNA。丁如賢等[10]采用改良十六烷基三甲基溴化胺法提取總DNA。CTAB是陽離子去污劑,可以很好地去除多糖,因此對于植物DNA的提取具有較高的廣譜性,而SDS是陰離子去污劑,對多糖含量高的植物樣品效果比較差。
2染色體制片技術(shù):菘藍(lán)染色體很小,因此,在測量長臂和短臂時(shí),難以確定長、短臂的分界線,只有制作染色體分散、染色體分開,而著絲粒未分開的染色體標(biāo)本,并把染色體相片盡量放大,才能較準(zhǔn)確地確定著絲點(diǎn)的位置,使數(shù)據(jù)可靠[17]。楊飛等[18]在大麥、玉米染色體研究中多采用去壁低滲火焰干燥壓片法,該方法簡單易行,適合植物染色體制片。
3核型研究:核型是指染色體組在有絲分裂中期的表型,是染色體數(shù)目、大小、形態(tài)特征的總和。核型研究就是在對染色體進(jìn)行測量計(jì)算的基礎(chǔ)上,進(jìn)行分組、排隊(duì)、配對,并進(jìn)行形態(tài)分析的過程。楊飛等的報(bào)道[18]表明:菘藍(lán)的核型公式為2n=2x=14=10m(2SAT)+4sm,菘藍(lán)核型的對稱等級為2A,是一種比較對稱的核型。鹿萍[17]報(bào)道二倍體染色體數(shù)為14條,核型公式為2n=2x=14=14m,四倍體染色體數(shù)為28條,核型公式為4n=4x=28=28m。以上研究基本確定了菘藍(lán)染色體的數(shù)目、大小及形態(tài)特征。
4染色體分析:隨著分子細(xì)胞遺傳學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,熒光原位雜交技術(shù)被廣泛應(yīng)用于染色體識別和分析[19]。45SrDNA和5SrDNA是編碼核糖體rRNA的基因,參與構(gòu)建核糖體,已被作為十字花科核型進(jìn)化分析及比較基因組學(xué)研究的重要細(xì)胞學(xué)標(biāo)記[20]。楊飛等[18]為了深入研究菘藍(lán)的分子細(xì)胞學(xué)特征,以45SrDNA、5SrDNA和端粒序列為探針,對菘藍(lán)有絲分裂中期染色體進(jìn)行熒光原位雜交實(shí)驗(yàn),建立菘藍(lán)熒光染色體核型。為菘藍(lán)分子細(xì)胞遺傳圖譜的構(gòu)建提供了必要依據(jù)。
組織培養(yǎng)技術(shù)
組織培養(yǎng)技術(shù)是藥用植物育種過程中一項(xiàng)基本技術(shù)。客紹英等[21]以菘藍(lán)幼葉為外植體,對其誘導(dǎo)培養(yǎng)過程中細(xì)胞啟動、脫分化、組織分化和器官(芽和根)發(fā)生,進(jìn)行了石蠟切片觀察和分析。李連華等[22]以菘藍(lán)愈傷組織為試驗(yàn)材料,分析比較了不同培養(yǎng)基對菘藍(lán)愈傷組織增殖和分化的影響。此外張勝珍等[23]用纖維素酶和離析酶的混合酶液提取菘藍(lán)無菌苗幼葉原生質(zhì)體,他們探索了菘藍(lán)原生質(zhì)體分離和純化的條件,為菘藍(lán)的細(xì)胞工程育種做出了有效的探索。