鸢尾科部分植物的RAPD研究文献综述

鸢尾科（Iridaceae）植物是多年生的草本植物，本科植物以花大、鲜艳、花型奇特而著称，且栽培历史悠久，园艺品种及人工杂交种很多，花型及色泽变化也较大，深为各国园艺界所喜爱。世界著名的花卉如唐菖蒲、香雪兰、观音兰、虎皮花和鸢尾属的某些种在我国各地庭园中常见栽培供美化及观赏。射干和鸢尾的根状茎及番红花的花柱为传统中药；唐菖蒲、雄黄兰和白番红花的球茎为民间常用的中草药；单苞鸢尾为著名的蛇药。马蔺可用于水土保持和盐碱土改良，叶在冬季可作牛、羊、骆驼的饲料，并可用于造纸和编织，根的木质部坚韧而细长，可制刷子，花和种子还可入药。香雪兰的花以及香根鸢尾的根状茎可提取香料，用于制造化妆品或作为药品的矫味剂以及香料的调香、定香剂。唐菖蒲和鸢尾等植物对氟化物较敏感，常栽植作为监测大气污染的指示植物。番红花的花柱可提取染料番红，为食用色素，用于糕点及显微切片的着色剂。某些鸢尾属植物的种子还含有大量油脂，可作工业原料。

研究目的：对收集到的部分鸢尾科植物进行RAPD研究，以期从分子生物学的角度来准确识别鸢尾科的种质资源，为该科的系统分类提供一些分子依据。

研究手段：采用RAPD技术对鸢尾科部分植物进行分子系统学研究。

原理：一段与某一单一引物互补的DNA序列有可能在DNA模板的另一不同位置出现，这些位置之间的距离又处于可通过PCR进行扩增的长度范围内。因此，当条件满足时，单个引物就可以在PCR反应中介导DNA呈几何级数扩增，基因型不同的品种，或者不同亲缘关系的物种，其基因组内核苷酸序列有差异，当使用同一随机引物对不同基因组体外扩增时，基因组上与引物互补的DNA片段的数目位点是不同的，因而其扩增产物的大小、数目也不同，亦即扩增产物表现出多态性。当使用一系列不同的随机引物扩增时，这种多态性更加丰富。

实验过程：采集实验样品→提取总DNA→RAPD-PCR体系和程序的选择→PCR扩增→随机引物的筛选→反应结果检测（电泳）→凝胶成像仪摄像、数据记录→数据分析→得出结论

文献综述：

鸢尾科植物中部分品种是可以作为药用植物的。根据秦民坚博士^[1]等研究，鸢尾科植物中部分植物含有丰富的黄酮，异黄酮类化合物，极具开发利用的前景。鸢尾科常见药用植物有：射干、鸢尾、德国鸢尾、马蔺、番红花等，由于鸢尾科部分药用植物的植物形态上比较相似, 极易混淆和误用, 影响鸢尾科药材的质量和疗效^[2]。例如：有文献记载鸢尾有小毒,因此更应注意其与射干的区别, 以保证射干用药的安全性^[3]。并且，同种植物不同产地的性状，有效成分含量也有差异，可见鸢尾科植物种内的遗传变异是存在的。利用RAPD 技术对鸢尾科药用植物不同种及种内的种质资源进行遗传多样性分析, 探讨其种质的某些遗传特性及种质间的亲缘关系, 准确识别鸢尾科的种质资源，为该科的系统分类提供一些分子依据。

RAPD技术随机扩增多态性( random amplified polymorphic DNA, RAPD ) 技术是由美国学者Williams 和Welsh^[4、5]两个研究团队在1990年几乎同时发展起来的。Williams等在发现RAPD 多态性的同时还证明了RAPD 标记的分离情况符合孟德尔遗传规律,因而明确了RAPD作为分子标记用于研究生物遗传变异的理论基础。RAPD 分子标记建立在PCR 基础之上。通过使用一系列具有10个碱基的单链随机引物, 对基因组的全部DNA 进行PCR扩增以检测其多态性。由于整个基因组内存在众多的颠倒重复序列, 因此需要对每一随机引物单独进行PCR。单一引物结合在基因组DNA 分子内存在的或短或长的被间隔的颠倒重复序列上, 经PCR 扩增后, 就会产生若干单引物PCR 扩增产物, 若遗传特性发生变化, 形成了该引物的特异图谱。所以在使用一系列引物后, 就几乎可以将整个基因组的差异显示出来。最后经聚丙烯酰胺或琼脂糖凝胶电泳分离后, 通过EB 染色或放射自显影就可检测出被扩增的DNA 的多态性^{[ 6]} 。

随着人类回归自然呼声日益高涨和国内外新药开发和研制竞争的日益激烈,传统中药和天然产物的开发和利用受到人们越来越多的重视。在生物多样性已经受到认识和保护的今天,我们应该在保护生物多样性的基础上探求现有资源和成分的分布规律,以发现新疗效、低成本、更安全的新药。显然,传统的生物学和化学方法已不满足今天发展的要求,所以,我们应该在传统的生物学和药学基础上,应用新技术和新方法,开展植物物种、遗传和生态3个层次的生物多样性和天然产物多样性相结合的研究,使药用植物的研究提高到一个新的水平^[7]。