正交设计法优化川木通RAPD-PCR体系研究

                作者：国锦琳，陈璐，任艳，裴瑾，万德光

【摘要】  目的确定川木通RAPD-PCR反应各因素的最佳水平，最终确定RAPD-PCR反应的最佳反应条件。方法采用正交设计L16（45）在4个水平上对川木通类植物进行RAPD-PCR进行试验。两次结果分别用统计软件MINITAB进行分析。结果最终确定RAPD-PCR反应的最佳反应条件为：20 μl体系，其中含1×PCR buffer, 2.5 mmol/L MgCl2,0.15 mmol/L dNTPs,1.0 U Taq酶，0.5 μmol/L 10-mer引物，50 ng模板DNA，最终确定退火温度36℃。同时发现Taq酶对反应体系影响最大。结论建立了可靠的反应体系，为该类药材的分子鉴定奠定了基础。

【关键词】  正交设计； 川木通； RAPD-PCR

              川木通类药材均来自于毛茛科铁线链属植物，该属植物我国共分布有108个种［1］，有些铁线莲属药用植物外形极为相似，有时非花期植株难以鉴别，经过药材加工后更加难以辨别，容易在应用中造成品种混乱，影响临床用药安全与疗效。因此，在具体开发使用本属药用植物资源时，应重视和加强对其品种的鉴定，以确保资源的正确合理使用。RAPD继承了PCR技术效率高，样品用量少（只需少量DNA样品），灵敏度高，检测容易等优点［2］，目前被广泛地应用于药用植物的分类鉴定工作。但PCR各因素水平对反应结果均有影响。目前关于川木通RAPD-PCR的反应体系优化未见报道，本实验采用正交设计L16(45)在4个水平上对川木通类植物进行RAPD-PCR进行试验，建立了较为可靠的反应体系。本工作为以后该类植物与药材的分子鉴定奠定了基础。

　　1  材料

    本实验所使用的川木通原植物均为作者在四川各地实地采集，植物叶片采集后采用硅胶直接干燥，另外部分采集后直接编号用液氮保存，此后保存在-80℃冰箱备用，所采集植物均经过万德光教授鉴定后备用。
    
　　Taq聚合酶、dNTP、T4连接酶、琼脂糖购自TaKaRa宝生物工程（大连）有限公司；RAPD引物购自北京赛百盛公司。

　　2  方法

　　2.1  植物总DNA的小规模提取与DNA浓度的测定提取方法按干滟等［3］的方法并稍加改进。测定浓度后稀释至50 ng/μl。

　　2.2  PCR反应因素水平的确定与正交表的设计［4］为了确定PCR反应中的5个因素（Taq 酶、Mg2+、模板DNA、dNTP、引物）的最佳水平，采用正交设计L16(45)在4个水平上进行实验。参加PCR反应的因素水平见表1，L16(45)设计方案见表2。表1  PCR反应的因素水平μl水平（略）表2  PCR反应的因素水平L16(45)正交实验设计μl（略）
   
　　将表2的16个处理重复两次，在PCR仪上进行扩增，结果电泳检测，记录。用统计软件MINITAB进行分析，得到川木通RAPD-PCR反应各因素的最佳水平，最后在PCR仪上，用此最佳因素水平的PCR反应体系进行梯度退火试验，筛选得到最佳退火温度。

　　2.3  RAPD扩增在正交结果的基础上，建立了本实验所使用的体系［5，6］。RAPD扩增反应所采用的条件和体系如下：20 μl体系，其中含1×PCR buffer，2.5 mmol/L MgCl2，0.15 mmol/L dNTPs， 1.0UTaq 酶，0.5 μmol/L10-mer引物，50ng模板DNA，补ddH2O至终体积20 μl。PCR反应热循环程序如下：95℃预变性5min；36℃复性1 min；72℃延伸1.5 min；94℃变性1 min；36℃复性1min；72℃延伸1.5 min，35个循环。最后72℃延伸10 min，反应产物在4℃保存。

　　2.4  电泳分析与结果统计DNA扩增产物在1×TAE的缓冲条件下，于1.5%琼脂糖凝胶分离，溴化乙锭染色。标准分子量为Tokara提供的DL2000 Marker。使用凝胶成像系统（GDS8000，美国UVP）拍照分析。

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