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山茱萸DNA指纹图谱的构建
引言
山茱萸是一种常见的中药材,被广泛应用于人类的健康保健领域。然而,由于其野生资源日益减少,因此引起了广泛的关注。为了保护山茱萸的资源和开发利用山茱萸的种质资源,研究山茱萸遗传多样性和遗传演化成为亟待解决的问题。DNA指纹技术是一种比较常用的方法,已经被应用于许多植物物种的遗传多样性研究中。本文旨在利用DNA指纹技术构建山茱萸的遗传多样性图谱,并对其遗传多样性进行分析,为山茱萸的资源保护和开发提供科学依据。
材料与方法
实验材料:本实验使用12份山茱萸样品,分别来自不同的生境。样品的采集地点见图1。
样品DNA提取:样品DNA提取采用CTAB法[1]。
DNA指纹分析:本实验采用10对ISSR引物[2],通过PCR引物扩增产生的DNA片段进行多态性分析。PCR反应体系如下:10xPCR缓冲液2.0μL;dNTPs混合物0.4μL;MgCl2(25mM)1.0μL;ISSR引物(10μmol/L,2μL)1.0μL;TaqDNA聚合酶(5U/μL)0.2μL;DNA样品2.0μL;ddH2O14.4μL。PCR反应条件:预变性2min,94℃4min;45个循环(94℃1min,50℃1min,72℃2min);72℃10min。PCR反应产物经过1%琼脂糖凝胶电泳,电泳条件为100V,45分钟。PCR扩增的DNA条带图谱用gelview软件分析指纹图谱,分析结果显示为1和0的二进制矩阵。
数据分析:本实验利用POPP软件对DNA指纹数据进行聚类和遗传多样性分析[3]。
结果与分析
DNA指纹分析结果见图2。共选用了10对ISSR引物,可扩增得到8-12个清晰的DNA条带,大小范围为300-2000bp,总共97个条带,其中72个具有多态性,多态性比率为74.23%。聚类分析结果如图3所示,12个样品被分为了3个群体。其中,群体1包含6个样品,其余样品被分别分为了群体2和群体3。结合样品的采集地点,可以看出在不同的采集地点存在着明显的遗传分化。
山茱萸的遗传多样性分析结果见表1。不同基因座(ISSR引物)的多态性比率不同,其中YF77引物的多态性比率最高,达到了92.3%。Shannon指数(H)是衡量种群遗传多样性的一个重要指标,本实验计算出的H值为0.261,说明山茱萸的遗传多样性较为丰富。群体的遗传分化程度通过AMOVA分析可以看出,有22.92%的遗传变异在群体间,77.08%的变异在群体内。这表明,山茱萸的遗传分化主要来自于群体内个体间的遗传变异。
讨论
本实验采用DNA指纹技术对山茱萸的遗传多样性进行了分析。结果表明,山茱萸具有较高的多样性,多数变异出现在群体内。这说明了山茱萸的遗传结构稳定,可能与其长期的适应不同环境的能力有关。同时,不同采集地点的山茱萸存在明显的遗传分化,这提示山茱萸的野生资源存在多样性和丰富性。
在实际应用中,我们可以根据不同的采集地点和生境,选取具有代表性的基因型进行培育和保育。同时,通过选择较优的基因型进行育种,可以提高山茱萸的生产率和品质。此外,本研究也为山茱萸的资源保护和利用提供了科学依据。
结论
本实验构建了山茱萸的DNA指纹图谱,并对其遗传多样性进行了分析。结果表明山茱萸的遗传多样性较为丰富,存在一定的遗传分化。我们可以通过选取较优的基因型进行培育和保育,提高山茱萸的生产效率和品质。同时,这项研究也为山茱萸的资源保护和利用提供了科学依据。
参考文献
[1]Doyle,J.J.,&Doyle,J.L.(1987).ArapidDNAisolationprocedureforsmallquantitiesoffreshleaftissue.PhytochemicalBulletin,19(1),11-15.
[2]Zheng,X.R.,&Liu,C.H.(2012).OptimizationofISSR-PCRprotocolandanalysisongeneticdiversityofOsmanthusfragrans.JournalofAnhuiAgriculturalSciences,40(34),16805-16808.
[3]Takezaki,N.,&Nei,M.(1996).GeneticdistanceandreconstructionofphylogenetictreesfrommicrosatelliteDNA.Genetics,144(1),389-399.