相关文章  
  • 采制或炮制对生药质量的影响
  • 中药材生产质量管理规范与生药质量的调控
  • 产地生态环境
  • 种质和繁殖材料
  • 栽培和养殖管理
  • 采收和初加工
  • 包装、储存、运输
  • 质量管理
  • 基因芯片技术
  • 水分与药用植物活性成分的积累
  •   推荐  
      科普之友首页   专利     科普      动物      植物    天文   考古   前沿科技
     您现在的位置在:  首页>>动物 >>生命科学

    生药鉴定常用的DNA分子标记方法

    到探针来源的限制,所需 DNA 样品量大(因没有对 DNA 进行扩增),仅适于 DNA 未明显降解的新鲜材料。因此限制了其广泛应用,随着 PCR 技术的出现和发展, PCR-RFLP 技术较多的应用于中药真实性鉴别领域。 (二)随机扩增多态性 DNA( RAPD) ( random amplified polymorphic DNA )和任意引物 PCR(AP-PCR) ( arbitrary primer PCR )   RAPD ( random amplified polymorphic DNA )是 1990 年美国杜邦公司科学家 J. G. K. Williams 和加利福尼亚生物研究所 J. Welsh 领导的两个小组几乎同时发展起来的一项新技术。 Williams 称之为 RAPD ( random amplified polymorphic DNA ) , Welsh 称之为 AP-PCR ( arbitrary primer PCR )。 RAPD 技术建立在 PCR 技术基础上,它是以任意序列的寡核苷酸单链 ( 通常为 10 个碱基, AP-PCR 则为 20 ~ 30 个碱基 ) 为引物,对所研究的基因组 DNA 进行随机扩增。 RAPD 所用的一系列引物的 DNA 序列各不相同,但对于任一引物,它同基因组 DNA 序列有特定的结合位点。这些特定的结合位点在基因组某些区域内的分布如符合 PCR 扩增的反应条件,即在一定范围内模板 DNA 上有与引物互补的反相重复序列时,就可扩增出此范围的 DNA 片段。在不同物种基因组 DNA 中,这种反相重复序列的数目和间隔的长短不同,就可导致这些特定的结合位点分布发生相应的变化,而使 PCR 扩增产物增加、减少或发生分子量的变化。 通过对 PCR 产物的检测和比较,即可识别这些物种基因组 DNA 的多态片段。   与常规 PCR 相比, RAPD 主要有以下特点: ① 无需专门设计 RAPD 扩增反应的引物,也无需预知被研究的生物基因组核苷酸顺序,引物是随机合成或是任意选定的。引物长度一般为 9 ~ 10 个寡核苷酸。 ② 每个 RAPD 反应中,仅加单个引物,通过引物和模板 DNA 链随机配对实现扩增,扩增没有特异性。 ③ 退火温度较低,一般为 36℃ ,这能保证短核苷酸引物与模板的稳定配对,同时也允许了适当的错误配对,以扩大引物在基因组 DNA 中配对的随机性。 ④ 较之常规 PCR , RAPD 反应易于程序化。利用一套随机引物,得到大量 DNA 分子标记,可以借助计算机进行系统分析。   该方法已被广泛用于遗传指纹作图、基因定位、系统进化以及动植物、微生物物种及中药材的鉴定等各个领域。在生药鉴定方面,该方法在人参及其伪品、甘草、黄连、冬虫夏草及其伪品、贝母等药材的鉴定中有应用。 (三)扩增片段长度多态性标记( amplified fragment length polymorphic DNA marker , AFLP )   AFLP 标记是 RFLP 与 RAPD 相结合的产物,是 1992 年由荷兰 Keygene 公司科学家 Vos Pieter 等发明并发展起来的一种选择性扩增限制性酶切片段的方法。 AFLP 检测的多态性是酶切位点的变化或酶切片段间 DNA 序列的插入与缺失,本质上与 RFLP 一致。该技术将随机性与专一性扩增巧妙结合,并通过变换引物的种类和组合来选择扩增不同的 DNA 片段和数目,此外,还可以通过选用不同的内切酶以达到选择目的。   AFLP 较其他分子标记有着明显的优越性: ①AFLP 可在不知基因组 DNA 序列情况下构建其指纹图谱。 ② AFLP 所需 DNA 用量少。 ③ AFLP 反应灵敏、快速高效。 ④ AFLP 指纹图谱多态性丰富,可用来检测种和种以下水平的差异。 ⑤ AFLP 标记呈典型的孟德尔遗传,能检测到整个基因组的遗传变异。 ⑥AFLP 对反映条件的变化如模板浓度变化等不灵敏,重复性好。 ⑦AFLP 采用的是与接头序列和限制性内切酶位点同源的特异引物,且采用了较高的退火温度,特异性较高。正是由于该技术具有以上优点,在短短的几年里,在遗传多样性、基因追踪及定位、分类与进化、系统发育、品种鉴定等基因组研究的几乎所有领域都得到了广泛的应用。其不足之处是所需仪器和试剂价格昂贵,试验成本较高。另外检测过程中如果使用放射性同位素,会对环境和人身安全构成一定的危害。 (四) DNA 测序法和基于 DNA 序列测定的 PCR-RFLP 、特异引物 PCR 方法   基于 PCR 技术的 DNA 直接测序技术是以 PCR 扩增引物作为测序引物,采用循环测序法对 PCR 扩增的双链 DNA 进行直接测序。 PCR 扩增所需要的基本条件是引物所覆盖区域的 DNA 序列必须是已知的,以便根据其序列来设计引物,也就是说需要预先知道靶基因的序列信息。由于生药的遗传信息缺乏,应用 DNA 测序法鉴定中药,一般是选择合适的目的基因,根据其保守区的序列设计通用引物,使其在靶基因保守区识别并扩增,这样可以对不同分类等级生物类群的 DNA 进行扩增,而不需要预先知道靶基因的序列信息,使应用 DNA 测序法鉴别生药成为可能。   生药的 DNA 测序鉴定就是运用 DNA 测序技术建立正品药材及相关混伪品的原动植物的基因序列数据库,用同样的方法对待检测样品进行测序,对照数据库即可鉴定出中药材的真伪。该方法重现性好,鉴定结果准确可靠。但是,实际应用中,采用全序列比对的方法比较麻烦,为此又在序列测定的基础上发展了更加简便的 PCR 扩增的特定片段的限制性位点分析( PCR-RFLP )和位点特异性鉴别 PCR 方法( diagnostic PCR )。   PCR-RFLP 是在 PCR 和 DNA 序列分析基础上产生的 RFLP 技术。该方法是通过 PCR 扩增一段 DNA 片段,然后再选择适当的限制性内切酶,消化 PCR 产物,经电泳,可得到有种属特异性的电泳谱带,从而达到品种鉴定的目的。例如该方法在贝母类、人参类和术类药材鉴定中应用。   自 De Salle R, Birstein VJ 1996 年在 Nature 上发表了利用人工设计的引物鉴别鱼子酱中鱼卵所属鲟鱼的种类后,鉴别性 PCR 不断得到推广和应用。位点特异性鉴别 PCR ( diagnostic PCR )方法是根据正品及其混伪品特定区域的 DNA 序列数据,设计有高度特异性的正品药材的鉴别引物。与通用引物不同的是,这对引物在 PCR 扩增时只能对来自正品的药材的 DNA 模板中的特定的区域进行有效扩增,而对来自混伪品或其它样品中该区域不能进行扩增。高特异性 PCR 鉴别反应条件与普通 PCR 基本一样,但在 PCR 循环中复性温度较高,一般在 60℃ 左右。在这样的 PCR 条件下,如果引物设计合理,假阳性出现的概率非常之微。当有样品鉴定时,从待鉴定的样品中提取少量 DNA ,以此为模板,用高特异性的鉴别引物在适当的条件下进行 PCR 扩增, PCR 产物用 0.8%~1.2% 的琼脂糖凝胶电泳检测扩增结果,如为阳性,则为正品,否则为非正品药材,以此达到鉴别目的。高特异性鉴别引物设计所依据的 DNA 序列资料,可以通过对相关物种的 DNA 进行测序研究获得,也可以从 GenBank 或 EMBL 等 DNA 数据库中直接查得。例如该方法已在贝母类、石斛类、蛇类和龟甲类药材鉴定中应用。
    < 1 >   < 2

         

          设为首页       |       加入收藏       |       广告服务       |       友情链接       |       版权申明      

    Copyriht 2007 - 2008 ©  科普之友 All right reserved