植物抗污染分化進(jìn)化研究進(jìn)展及其分子生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用

1、植物抗污染分化進(jìn)化研究進(jìn)展及其分子生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用植物抗污染分化進(jìn)化研究進(jìn)展及其分子生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用 植物抗污染分化進(jìn)化研究進(jìn)展及其分子生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用 化學(xué)與化工論文 更新：2006-4-11 閱讀： 植物抗污染分化進(jìn)化研究進(jìn)展及其分子生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用長(zhǎng)期以來(lái)人們憑借形態(tài)特征和數(shù)量變化來(lái)進(jìn)展植物抗污染生態(tài)分化研究，但對(duì)許多深化的研究卻無(wú)能為力。目前，分子生物學(xué)技術(shù)日趨成熟并已大量運(yùn)用于污染進(jìn)化生態(tài)學(xué)研究中。這些技術(shù)的引入為傳統(tǒng)分化進(jìn)化研究翻開了新場(chǎng)面，為進(jìn)一步從本質(zhì)上提醒污染條件下植物進(jìn)化提供了可能。只有將分子生物學(xué)技術(shù)引入植物抗性進(jìn)化研究中，將宏觀與微觀結(jié)合起來(lái)我們才有可能使許多問題得以解

2、決19。同工酶、等位酶電泳技術(shù)的完善，作為第一代分子生物學(xué)標(biāo)記的RFLP技術(shù)，以及近年來(lái)PCR技術(shù)的成熟和RAPD技術(shù)在國(guó)內(nèi)外迅速開展，為實(shí)現(xiàn)上述研究提供了迅捷可靠的工具。2.1 同工酶電泳技術(shù)同工酶作為基因產(chǎn)物的蛋白質(zhì)，其構(gòu)造的多樣性在一定程度上反映出不同種群在不同污染歷史條件下分化進(jìn)化上DNA組成和生物體遺傳多樣性。同工酶之所以作為分化進(jìn)化的重要研究對(duì)象，首先是因?yàn)樗谄贩N間有豐富的多樣性。目前一半以上的酶類存在同工酶類。其次，同工酶易于檢測(cè)出。同工酶雖然由單拷貝基因編碼，但通過酶染色放大作用同樣易于檢測(cè)出。2.2 RFLP技術(shù)RFLP(Restriction Fragment Lengt

3、h Polymorphisma,限制性內(nèi)切酶片段長(zhǎng)度多態(tài)性)作為第一代分子生物學(xué)標(biāo)記自問世以來(lái)已廣泛運(yùn)用于多門生物學(xué)科研究中，但它運(yùn)用于植物抗性研究還只是近幾年的事。RFLP能對(duì)植物的抗性基因進(jìn)展定位和別離，利用RFLP技術(shù)，對(duì)于核基因組或葉綠體基因組、尤其是后者，假設(shè)能提取純潔DNA，那么可直接從酶切后的電泳圖譜看出其多態(tài)性，利用這一方法可以測(cè)定種群內(nèi)、種群間不同程度的物種在污染環(huán)境下抗性分化進(jìn)化程度上的差異。與核酸序列分析相比，RFLP可省去序列分析中許多非常繁瑣工序，但相對(duì)RAPD 而言，RFLP方法更費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，需要進(jìn)展DNA多種酶切、轉(zhuǎn)膜以及探針的制備等多個(gè)步驟，僅對(duì)基因組單拷貝序列

4、進(jìn)展鑒定。但RFLP又有比RAPD優(yōu)越之處， 它可以用來(lái)測(cè)定多態(tài)性是由父本還是母本產(chǎn)生的，也可用來(lái)測(cè)定由多態(tài)性產(chǎn)生的突變類型終究是由堿基突變或倒位、 還是由缺失、插入造成的26。2.3 PCR技術(shù)PCR(Ploymerase Chain Reactions,聚合酶鏈?zhǔn)椒错?自80年代中期問世以來(lái)，以其快速、簡(jiǎn)便、靈敏、特異等特點(diǎn)受到分子生物學(xué)界極大青睞，已廣泛用于基因工程、臨床檢驗(yàn)、環(huán)境生物監(jiān)測(cè)以及進(jìn)化生態(tài)學(xué)中核酸程度的基因多態(tài)性等研究領(lǐng)域。PCR由高溫變性、低溫退火復(fù)性及適溫延伸三部反響構(gòu)成一個(gè)擴(kuò)增循環(huán)，使目的DNA片段得以迅速擴(kuò)增。這一技術(shù)能選擇性富集一個(gè)特異DNA序列，并成106擴(kuò)增。P

5、CR 擴(kuò)增技術(shù)與RFLP結(jié)合使用其用途更為廣泛，PCR技術(shù)主要優(yōu)點(diǎn)有：PCR與DNA測(cè)序結(jié)合，擴(kuò)增后無(wú)需再克隆，純化即可直接測(cè)序?？蓴U(kuò)增一個(gè)只知基因一側(cè)或兩側(cè)堿基序列的基因。 可進(jìn)展DNA多種突變的測(cè)定，如堿基互換、缺失、插入型突變16。PCR 近幾年已逐漸引入到植物抗污染進(jìn)化研究領(lǐng)域中，并表現(xiàn)出強(qiáng)大的應(yīng)用潛力。2.4 RAPD技術(shù)RAPD在植物抗污染進(jìn)化研究中具有重大推動(dòng)作用。利用RAPD 分析礦區(qū)不同重金屬污染歷史下作物DNA構(gòu)造多樣性，從中可試圖找到對(duì)重金屬污染具有抗性的DNA片段或基因組。這些研究雖然在國(guó)內(nèi)外剛剛起步，但這些工作直接從分子程度上分析污染條件下種群遺傳構(gòu)造上的分化進(jìn)化，在

6、理論上具有廣闊的研究前景和意義。2.5 核酸序列測(cè)定核酸序列測(cè)定包括DNA和RNA序列的測(cè)定。由于rRNA基因較保守，因此分子生物學(xué)中更重視r(shí)RNA基因的測(cè)定。在植物抗污染進(jìn)化研究中主要運(yùn)用葉綠體4.5SrRNA、5SrRNA 及胞質(zhì)5SrRNA基因，然而，核酸序列的測(cè)定在植物抗性分化進(jìn)化研究中尚未見報(bào)導(dǎo)， 此項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際操作和運(yùn)用上還有待于進(jìn)一步完善。3 結(jié)語(yǔ)近二三十年來(lái)分子生物學(xué)技術(shù)迅速成熟為植物抗污染進(jìn)化研究提供了極為重要的研究工具和手段，為傳統(tǒng)的抗性研究翻開了新的場(chǎng)面。同時(shí)，植物抗性進(jìn)化研究為生態(tài)遺傳學(xué)、進(jìn)化生態(tài)學(xué)以及作物選擇育種提供了背景材料和研究窗口。目前，分子生物學(xué)技術(shù)在抗性進(jìn)化研究中的應(yīng)用剛剛起步，有待于深化和開展。與此同時(shí)，我們也應(yīng)清醒的認(rèn)識(shí)到微觀技術(shù)研究有其自身的局限性，因此我們應(yīng)站在宏觀進(jìn)化生態(tài)學(xué)高度在理