簡(jiǎn)單重復(fù)序列ssr的遺傳多樣性分析

簡(jiǎn)單重復(fù)序列ssr的遺傳多樣性分析

中醫(yī)藥作為中國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的重要組成部分，有著數(shù)千年的歷史。作為中藥產(chǎn)業(yè)的源頭,藥材質(zhì)量對(duì)中藥可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。藥材真?zhèn)舞b定是中藥質(zhì)量評(píng)價(jià)的關(guān)鍵內(nèi)容之一,已有的研究往往僅側(cè)重于藥材基原種間水平的鑒別。然而中藥材品種繁多、產(chǎn)地廣泛,同種藥材在種下水平上也存在遺傳變異,如不同產(chǎn)地的綠桿天麻,其酯酶同工酶譜也不盡相同傳統(tǒng)鑒別技術(shù)主要是通過(guò)眼看、手摸、鼻聞、口嘗、水試、火試等方法對(duì)中藥材的藥用部分進(jìn)行鑒別DNA分子標(biāo)記技術(shù)在中藥鑒定中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì):一方面,由于生命體基因組變異十分豐富,從而使藥用植物DNA的分子標(biāo)記也十分豐富;另一方面,DNA分子標(biāo)記可以對(duì)中藥材不同發(fā)育時(shí)期、不同組織器官進(jìn)行檢測(cè),且不受環(huán)境和基因表達(dá)的影響。近年來(lái),DNA分子標(biāo)記技術(shù)已被應(yīng)用于中藥資源、中藥鑒定、藥材品質(zhì)形成及質(zhì)量評(píng)價(jià)等研究。如利用DNA分子標(biāo)記技術(shù)對(duì)梔子進(jìn)行種質(zhì)篩選,為優(yōu)良品種選育打下基礎(chǔ)目前基于聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)的分子標(biāo)記技術(shù)主要包括RAPD(randomamplifiedpolymorphicDNA,隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA標(biāo)記)、AFLP(amplifiedfragmentlengthpolymorphism,擴(kuò)增片段長(zhǎng)度多態(tài)性)和SSR(simplesequencerepeat,簡(jiǎn)單重復(fù)序列)等。在這些類型的分子標(biāo)記中,SSR分子標(biāo)記只需要檢測(cè)少量DNA樣品,并且條帶簡(jiǎn)單一致。SSR序列還具有較高的多態(tài)性、共顯性、含量豐富的特點(diǎn)本文主要介紹了SSR的基本原理及分布特點(diǎn),并對(duì)近年來(lái)SSR標(biāo)記在藥用植物研究中取得的成果進(jìn)行總結(jié)和分析,為其在中藥鑒定中的進(jìn)一步應(yīng)用提供參考。1dna指紋圖譜的構(gòu)建SSR是存在于真核生物基因組非編碼區(qū)的一段簡(jiǎn)單重復(fù)序列,在物種進(jìn)化過(guò)程中呈現(xiàn)較為保守的特性,因此常用于DNA指紋圖譜的構(gòu)建和物種鑒別。SSR序列也被稱為微衛(wèi)星序列(microsatellites)SSR最早在人類基因組的研究中被提出,隨后在其他真核生物中,如哺乳動(dòng)物、鳥(niǎo)類、魚(yú)類、酵母和植物中均有報(bào)道2轉(zhuǎn)錄組序列標(biāo)記SSR分子標(biāo)記主要是從基因組序列、轉(zhuǎn)錄組序列和EST序列(expressedsequencetag,表達(dá)序列標(biāo)簽)中獲得。隨著高通量測(cè)序技術(shù)的不斷發(fā)展,全基因組測(cè)序的成本不斷降低,產(chǎn)生了大量的中藥材基因序列從基因組序列中已獲得了靈芝與基因組序列相似,轉(zhuǎn)錄組序列也能作為SSR分子標(biāo)記的來(lái)源EST(expressedsequencetag,表達(dá)序列標(biāo)簽)是通過(guò)對(duì)cDNA文庫(kù)克隆進(jìn)行大規(guī)模測(cè)序所獲得的5’或3’端序列,長(zhǎng)度一般為300~500bp,可代表生物體某一時(shí)間內(nèi)某組織中表達(dá)的基因。以EST數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)構(gòu)建SSR標(biāo)記,即EST-SSR,是目前較為流行的方法。EST-SSR具有很好的保守性,在不同物種間的通用性較好。在NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)中收錄了藥用植物的大量EST序列,可用于EST-SSR的開(kāi)發(fā),降低了EST-SSR的開(kāi)發(fā)成本和時(shí)間。盡管EST數(shù)據(jù)庫(kù)可以為SSR標(biāo)記提供大量來(lái)源,但能夠用于引物設(shè)計(jì)的EST數(shù)目卻相對(duì)較低3ssr分子標(biāo)記穩(wěn)定性分析遺傳多樣性分析結(jié)果是構(gòu)建中藥材DNA指紋圖譜及其DNA身份證的基礎(chǔ)。由于SSR序列表現(xiàn)出較高的多態(tài)性和共顯性,并且符合孟德?tīng)栠z傳定律,使得SSR分子標(biāo)記非常適合親緣關(guān)系較近物種間遺傳多樣性和遺傳變異的比較中藥材種質(zhì)或農(nóng)家品種的遺傳多樣性往往與其本身的特性相關(guān),不同種質(zhì)或農(nóng)家種間的SSR序列會(huì)存在差異。如采集自同一生境下的野生居群魚(yú)腥草,利用SSR分子標(biāo)記分析結(jié)果表明,其單株樣本間同樣存在遺傳變異篩選適合的SSR標(biāo)記組合,首先需要進(jìn)行中藥材種質(zhì)或農(nóng)家品種的遺傳多樣性分析。如利用SSR標(biāo)記對(duì)不同產(chǎn)區(qū)三七種質(zhì)進(jìn)行遺傳多樣性分析,在此基礎(chǔ)上篩選合適的標(biāo)記,將易感病類型以及遺傳一致度較低的品種進(jìn)行區(qū)分,從而為三七選種和純化提出依據(jù)4藥材分子身份證的構(gòu)建隨著中藥材栽培產(chǎn)區(qū)的不斷擴(kuò)大,同一種質(zhì)在不同產(chǎn)區(qū)出現(xiàn)了性狀特征發(fā)生改變的現(xiàn)象,這可能導(dǎo)致新種質(zhì)的出現(xiàn);另一方面,在引種的過(guò)程中也出現(xiàn)了盲目引種的情況,加劇了種質(zhì)混亂,難以從源頭上保證藥材的產(chǎn)量和質(zhì)量。分子身份證是在指紋圖譜的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新的電泳圖譜,與指紋圖譜的區(qū)別在于分子身份證把品種特征數(shù)字化后,采用資源特征分析軟件分析得出字符串形式的結(jié)果,這種結(jié)果可以簡(jiǎn)單明確地區(qū)分品種間的差異利用SSR分子標(biāo)記構(gòu)建DNA指紋圖譜可以有效區(qū)分表型特征相似的近緣物種、種質(zhì)資源以及農(nóng)家種。即依據(jù)SSR序列多態(tài)性信息,采用不同SSR序列組合,建立每種藥材及其種質(zhì)或農(nóng)家種的DNA指紋圖譜,構(gòu)建中藥材分子身份證體系。如利用3對(duì)SSR引物即可區(qū)分出忍冬、紅白忍冬和4種山銀花5中藥種質(zhì)資源的保護(hù)和種植過(guò)程需要進(jìn)一步規(guī)范中藥材是我國(guó)獨(dú)特且具有戰(zhàn)略意義的寶貴資源,在2015年頒發(fā)的《中藥材保護(hù)和發(fā)展規(guī)劃(2015~2020年)》中表明,中藥資源是戰(zhàn)略資源,其種植和保護(hù)都是至關(guān)重要的。隨著中藥工業(yè)產(chǎn)值的激增,中藥材種質(zhì)資源的保存和管理,以及藥材質(zhì)量控制都需要明確且有效的方法和標(biāo)準(zhǔn)。SSR分子標(biāo)記已在物種鑒定