胡黃連SRAP反應體系的建立與引物篩選*

任李玥，劉小莉

(1.云南中醫學院中藥學院，云南昆明 650500;2.云南省食品藥品檢驗所，云南昆明 650011)

胡黃連Neopicrorhiza scrophulariiflora(Pennell)Hong為玄參科Scrophulariaceae胡黃連屬Neopicrorhiza的多年生草本植物，分布區狹窄，特產東喜馬拉雅和橫斷山區［1］。根狀莖為重要的中、藏藥材，具有清濕熱，除骨蒸、消疳熱的功效［2］。由于過度采挖，資源瀕臨枯竭，作為國家二級保護植物，列入《中國珍稀瀕危保護植物名錄》中［3］。對其繼續科學保護和合理利用已刻不容緩。

相關序列擴增多態性 (SRAP，Sequence—related Amplified Polymorphism) 是由 Li 和 Quiros［4］于2001年發展起來的一種分子標記。其原理是針對基因外顯子中GC含量豐富，而啟動子、內含子中AT含量豐富的特點來設計兩組引物進行PCR擴增，因不同個體的內含子、啟動子與外顯子間隔區長度不等而產生多態性。該標記具有簡便、高效、產率高、高共顯性、重復性好、易測序、便于克隆目標片段的特點，已成功地應用于多個物種遺傳多樣性分析［5－6］、遺傳圖譜的構建［7］等方面。對不同植物類群而言，SRAP的最佳反應條件會有所差別，本實驗擬摸索適合胡黃連SRAP擴增反應的條件，為后續基于SRAP探討胡黃連的遺傳多樣性奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

實驗所用樣品采自西藏定日縣 (N86°26'，E28°08'，4248m)胡黃連幼嫩葉片，硅膠干燥后保存于－20℃。

1.2 試劑

瓊脂糖購自GENE TECH(SHANGHAI)COMPANY LIMITED;Tris－HCl、EDTA購自美國 AMResco公司;二甲基亞砜購自云科生物工程公司;SRAP引物由上海生物工程有限公司合成;dNTPs、RNA酶、Taq酶購自大連寶生物工程有限公司。

1.3 儀器

Eppendorf AG離心機，Biometra PCR儀，BIO－RAD凝膠成像系統，BIO－RAD電泳儀，Bio-Photometer plus核酸蛋白測定儀，XW－80A型漩渦混合器等。

1.4 實驗方法

1.4.1 基因組DNA提取與檢測

采用改良的CTAB法提取基因組DNA，1%瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA完整性，根據樣品OD260/OD280計算DNA純度;根據OD260值計算樣品DNA濃度，稀釋至10 ng·μL－1，保存于－20℃冰箱中。

1.4.2 正交反應體系建立

由于本課題組前期研究發現，模板DNA在很大的一個濃度范圍內對PCR反應體系均無影響，因此本文未對DNA模板濃度進行優化，而是在20μL反應體系中直接選用20ngDNA作為模板。參考狗牙根［5］、丹參［8］的 SRAP 反應條件，初設dNTP、Taq酶、Mg2+、引物濃度、模板濃度各4個水平，dNTP分別為150，200，250，300μmol·L－1;Taq酶分別為 0.5，1.0，1.5，2.0U;Mg2+分別為1.5，2.0，2.5，3.0mmol·L－1;引物濃度分別為0.2，0.3，0.4，0.5μmol·L－1;模板濃度5，10，15，20ng形成5因素4水平的試驗方案。反應選用引物Me4Em3，反應體系為20μL，內含10×PCR buffer 2μL，DNA 濃度20ng，其余成分按照表1進行，建立16個反應組合。反應程序為:94℃預變性5min，反應前5個循環94℃變性1min，35℃退火1min，72℃延伸1min。之后35個循環復性溫度提高到50℃，最后延伸1min，72℃延伸5min，4℃保存。PCR產物在含溴化乙錠的1.8%瓊脂糖凝膠中，以0.5×TBE為電泳緩沖液電泳分離，最后用紫外成像系統 (Tanon GIS一2009)觀察并成像 (見表1)。

表1 胡黃連SRAP L16(4)正交試驗組合

1.4.3 引物篩選

引物采用Li和 Quiros［4］已發表的引物進行兩兩配對，共產生30對引物組合，以隨機選取的胡黃連DNA作為模板，采用正交試驗中初選出來的反應體系進行PCR擴增。

1.4.4 退火溫度篩選

本實驗設置了 30.0，30.2，30.9，32.0，33.2，34.4， 35.6， 36.8， 38.0， 39.1， 39.8，40.0℃共12個退火梯度，共進行兩組PCR擴增，第一組每個PCR反應體系中加入1μL 5%的DMSO，第二組不加，作為對照。

2 結果與分析

2.1 反應條件的建立

16個正交實驗結果從圖1可以看出，6號以及9～16號無擴增產物，其余均有擴增產物。其中1，2，7，8號擴增的條帶弱，3～5號條帶較清楚，但3號和5號擴增條帶數少，均予以淘汰。只有4號所擴增的條帶清晰且條帶數多。因此，確定16個組合中第4號組合的體系為最理想的SRAP－PCR反應體系。

圖1 胡黃連正交試驗擴增圖

2.2 引物篩選

30條引物組合中有27條引物組合能夠擴增出片段，這27條引物組合中，有13對引物組合的擴增片段多、清晰、重復性較好 (見表2)，這13對引物組合可以作為胡黃連后續研究的引物。

表2 30對SRAP引物的篩選結果

2.3 退火溫度和圖譜背景優化

從圖2可見，在30.0～40.0℃的退火溫度下，均有擴增，且退火溫度越高，擴增出的條帶越少，退火溫度在30.0～33.2℃范圍內均擴增出比較理想的帶型。在PCR反應體系中添加5%DMSO和不加DMSO的兩組相比較，前者的圖譜背景比不加的要清晰。

圖2 不同退火溫度對擴增結果的影響

3 討論

影響SRAP－PCR反應的因素相對復雜，不同植物適合的SRAP反應體系不同，且各因素之間存在互作效應，4個因子之間的濃度配比只有達到最佳狀態時，才能得到穩定的、可重復的擴增結果［9］，本實驗采用了一次正交實驗，即建立了適合胡黃連的SRAP反應體系:20μL反應體系 (含10 × buffer)，dNTP150 μmol·L－1，Mg2+3.0 mmol·L－1，Taq 酶 2U，引物 0.5μmol· L－1，DNA 20ng。

Li和Quiros［4］的程序中，為了讓上、下游引物與DNA模板能部分配對，最初5個循環的退火溫度較低，設置為35℃，為了提高引物擴增的特異性，后35個循環反應的退火溫度升50℃。由于SRAP引物具有通用性，不同種植物所用的引物組合往往相同，因此擴增程序差異不大。本研究對PCR結果影響較大的退火溫度進行了梯度比較試驗，篩選出了30.0～33.2℃的最佳退火溫度。

本研究對比了在瓊脂糖中添加終濃度5%的DMSO與對照組 (不加DMSO)對電泳圖譜背景清晰度的影響，結果顯示加入終濃度5%的DMSO的電泳圖譜的背景明顯清晰。據此確定SRAP反應最終反應體系為 20μL反應體系 (含 10×buffer 2μL)，dNTP150μmol·L－1，Mg2+3.0mmol·L－1，Taq 酶 2U，引物 0.5μmol·L－1，DNA 20ng，1μ LDMSO，無菌水補齊，凝膠電泳時在瓊脂糖中添加5%的DMSO。

本實驗建立了適用于胡黃連穩定的、重復性強、中等產率的SRAP－PCR反應體系，并對30條引物組合進行了初步篩選，從30對引物組合中篩選到了13對擴增片段多、清晰、重復性較好引物組合，結果為SRAP技術應用到胡黃連的遺傳多樣性分析中奠定了基礎。

［1］吳征鎰，周浙昆，李德銖，等.世界種子植物科的分布區類型系統 ［J］.云南植物研究，2003，25(3):245－257

［2］國家藥典委員會.中華人民共和國藥典 (一部)［M］.北京:化學工業出版社，2005:167.

［3］國家環境保護局.中國珍稀瀕危保護植物名錄 (第1冊)［M］.北京:科學出版社，1987.

［4］LI G，QUIROS C F.Sequence－related amplified polymorphism(SRAP)，a new marker system based on a simple PCR reaction:its application to mapping and gene tagging in Brassica ［J］.Theor Appl Genet，2001，103:455–461.

［5］楊益潔，張新全，黃琳凱，等.野生狗牙根種質遺傳多樣性的SRAP研究 ［J］.遺傳，2008，30(1):94－100.

［6］王常林，郭巧生，武玉妹.明黨參遺傳多樣性的SRAP分子標記 ［J］.中國中藥雜志.2009，24(34):3180－3183.

［7］高麗霞，劉念，黃幫海.姜黃屬SRAP分子標記連鎖圖譜構建 ［J］.云南植物研究，2009，31(4):317－325.

［8］李廷春，高正良，湯志順.丹參SRAP反應體系的建立與優化 ［J］.生物學雜志，2008，25(1):40－44.

［9］陳大霞，李隆云，瞿顯友，等.正交設計優選味連簡單序列重復間擴增多態性反應體系的研究 ［J］.時珍國醫國藥，2008，19(1):11－12.