分子遗传标记

1、目 录一、DNA 分子遗传标记技术简介二、DNA分子遗传标记鉴别的依据三、DNA分子遗传标记在生药鉴定中的应用四、DNA分子遗传标记技术存在的问题DNA 分子遗传标记技术简介DNA分子遗传标记技术( 也称DNA分子遗传诊断技术)是指通过直接分析遗传物质的多态性来诊断生物内在基因排布规律及其外在性状表现规律的技术。任何生物种或个体都具有特定的DNA 多态性，通过直接诊断分析DNA的多态性，便能避开遗传特性表现过程中的环境因素、数量性状遗传或部分与完全显性的干扰，快速准确地鉴定药材。DNA 分子遗传标记技术分类Southern 杂交为基础的杂交为基础的DNA分子标记技术分子标记技术PCR 为基础的

2、分子标记技术为基础的分子标记技术mRNA为基础的分子标记技术为基础的分子标记技术重复序列为基础的重复序列为基础的DNA分子标记技术分子标记技术Southern 杂交为基础的杂交为基础的DNA分子标记技术分子标记技术限制性内切酶切片断长度多态性，单链构象多态性等技术。这一类技术的共同点是利用一种或几种限制性内切酶消化不同生物个体的DNA分子，再通过特异性的克隆或合成的探针进行分子杂交来揭示其DNA 的多态性。PCR PCR 为基础的分子标记技术为基础的分子标记技术随机扩增多态性DNA(RAPD)，标记位点测序(STS )，随机引物PCR(RP-PCR)，任意引物PCR(AP-PCR) ;寡聚苷酸

3、引物PCR (OP- PCR) 等。这一类技术的共同特点是利用合成的随机引物(常为510个或更多个寡聚核苷酸)，通过PCR扩增不同生物个体的DNA分子，然后直接进行电泳分析来揭示其DNA的多态性。重复序列为基础的重复序列为基础的DNA分子标记技术分子标记技术卫星DNA(Satellite重复序列为几百几千个碱基对)，微卫星DNA (Microsatellite，重复序列单位为25个碱基对)，小卫星DNA (Minisatellite，重复单位为大于5 个碱基对) 等。mRNAmRNA为基础的分子标记技术为基础的分子标记技术差异显示( Differential Display ,DD)，逆转录P

4、CR(Revert Transcription PCR,RT-PCR)差异显示逆转录PCR (Differential Display Revert Transcription PCR,DDRT-PCR)等二、DNA分子遗传标记鉴别的依据1.生药鉴定研究首先要找到具有物种特异性的遗传标记，这种遗传标记主要有形态、组织细胞、化学成分、蛋白质、染色体组型、血清学、同功酶等特征。然而有些特征为生物体的遗传性和环境因素共同作用的结果，它们受到遗传因素影响的同时，还与生物体的发育阶段及环境条件对生物体的作用有关。DNA分子作为遗传信息的直接载体，不受外界因素和生物体发育阶段及器官组织差异的影响，任一体细

5、胞均含有相同的遗传信息。因此，用DNA分子特征作为遗传标记进行物种鉴别更加准确可靠。二、DNA分子遗传标记鉴别的依据2.DNA分子是由A,T,C,G4种碱基构成，遗传上的差异便表现在这4种碱基排列顺序的变化之中，这就是遗传多样性。比较物种间DNA分子的遗传多样性的差异来鉴别物种就是DNA分子遗传标记鉴别。在DNA分子上，有编码与物种存活密切相关的基因区域、不十分密切相关的区域和非编码区域。基因组DNA的这些不同区域在生物进化过程中所受到的选择压力不同，前者所受选择压力大，表现出高度的保守，后者所受选择压力小，表现出较大的变异。正是由于这种DNA分子不同区域承受的选择压力不同，使得DNA分子的不

6、同区域有不同程度的遗传多样性。二、DNA分子遗传标记鉴别的依据3.DNA分子作为遗传信息的载体具有较高的遗传稳定性，较蛋白质、同功酶等还有较高的化学稳定性。在陈旧标本中所保存下来的DNA仍能够用于DNA分子遗传标记的研究，由于DNA分子所载信息量巨大，并且相对稳定，PCR技术具有高速、高效和特异性高等特点，因此用DNA分子遗传标记鉴别中药材品种和对中药复方制剂中组分的检测具有快速、准确、专属性强、重现性好等优点。三、DNA分子遗传标记在生药鉴定中的应用1.生药真伪鉴定是生药学的重要组成部分对同属不同种药材鉴定及药材真伪鉴定，保证中医用药的准确性，维护人们身体健康具有重要意义。传统的中药鉴定主要

7、依靠颜色、形状、气味、味道和质地等感性特征，这种鉴定方法的不足之处在于不准确。利用DNA分子遗传标记技术直接分析药材的DNA多态性，找出真品特有的DNA片段，对此进行测序，进而制备DNA探针，来检测相应的药材。是一种便捷、准确的生药鉴定方法。三、DNA分子遗传标记在生药鉴定中的应用2.在药用植物亲缘关系上的应用肖培根院士建立了药用植物亲缘学，采用一些小分子化合物作为鉴定亲缘关系的依据，由于DNA从本质上反映了药用植物的亲缘关系。汪小全等用5个引物对升麻属(cimicifugaL)的5个种和类叶升麻(Actaea asiatica Hara)及乌头属(Actinium)的一种进行了RAPD分析，

8、分析的结果与经典分类学的研究结果相吻合。三、DNA分子遗传标记在生药鉴定中的应用3.在药用植物资源与生物多样性保护上的应用生物多样性的研究可以看作是对生物在空间上存在的现状和相互关系的研究，遗传多样性的研究是生物多样性研究的中心环节。单纯用形态学和细胞学手段研究遗传多样性就失去了分辨能力，而分子生物学手段则使这些变化成为可能，从而针对性地制定有效的保护措施。DNA分子遗传标记技术直接分析遗传物质DNA在不同生物个体间的差异，使植物分类和资源的研究更加科学化。三、DNA分子遗传标记在生药鉴定中的应用4.在药用植物道地性研究上的应用药材道地性的原因就是植物的遗传物质DNA及初生和次生代谢过程中的酶

9、系统发生了“道地性”变化。道地性药材与非道地性药材毕竟同种，甚至同一亚种。二者在形态和生药性状等特征上，差别往往不明显，给道地药材的鉴别带来了困难。采用DNA分子诊断技术并辅以等位酶技术，可以从分子水平上来揭示药材的“道地性”。对药材的“道地性”研究有重要意义。三、DNA分子遗传标记在生药鉴定中的应用5.在遗传育种上的应用药用植物的“优良品种”对药材生产存在着巨大的潜力，“高含量育种”是药用植物育种的主要目的和特色。遗传图谱是生物种类的分子档案，对育种工作者有极大的参考价值。目前应用RAPD技术已构建了一些重要农作物的遗传图谱。为药材的开发利用打下坚实的基础。四、DNA分子遗传标记技术存在的问题1.没有构建真正意义上的数据库DNA分子遗传标记方法稳定性受模板、扩增条件的诸多因素的影响，没有构建真正意义上的数据库。2.药材处理由于分子标记具有高度的灵敏性，药材中任何生物源的污染，甚至人的触摸都会留下外源DNA分子,这种DNA在PCR 扩增过程中可以一同被扩增，从而使得到的DNA指纹图谱失真，因此实验中要避免二次污染。四、DNA分子遗传标记技术存在的问题3.提高稳定性中药材通常为动植物的干燥体，均为陈旧标本，这对大片段的DNA扩增往往十分困难，而对小片段的DNA扩增影响不大。此外，某些分子生物学方法本身的稳定性问题尚待进一步提高。4.降低经济成本目前进行分子