Development of RAPD-SCAR markers for Lonicera japonica (Caprifolicaceae) variety authentication by improved RAPD and DNA cloning / Desarrollo de marcadores RAPD-SCAR para Lonicera japonica Thunb. (Caprifolicaceae) para la autenticación de variedades mediante RAPD mejorados y clonación de ADN

ABSTRACT

Genetic diversity within a species is a common feature, which plays a vital role in its survival and adaptability, and is important for the identification and authentication of a species. Lonicera japonica is a traditionally used medicinal plant, which have been recently genetically characterized by an improved ran- dom amplified polymorphic DNA (RAPD) analysis. In this study, the molecular markers on the basis of these RAPD fragments have been developed to identify specific L. japonica variety. The DNAs were extracted from fresh young leaves of different samples of L. japonica collected from Shenzhen, Yichang, Leshan, Emei and Loudi, China. The DNA materials were amplified using improved RAPD PCR. Different RAPD bands were excised, cloned and developed for stable sequence-characterized amplified region (SCAR) markers with differ- ent species. Two SCAR markers, JYH3-3 and JYH4-3, have been successfully cloned from improved RAPD fragments. The SCAR marker JYH3-3 was found specific for all of the L. japonica samples collected from the different regions, and another marker JYH 4-3 was strictly specific to the Shenzhen sample from Guangdong province, which is geographically distant from Hubei, Sichuan and Hunan Provinces (source of other L. japonica samples). The marker JYH3-3 was found as specific molecular marker for the identification of L. japonica, while JYH4-3 was found as molecular marker strictly specific for the Shenzhen sample. The developed SCAR mark- ers might serve as more specific molecular markers for L. japonica variety authentication. The combination of improved RAPD analysis and SCAR marker development have resulted useful tools to study the genetic variety of any organism, which we have successfully applied here in L. japonica.

RESUMEN

La diversidad genética dentro de una especie es una característica común, que juega un papel vital en su supervivencia y adaptabilidad, y es importante para la identificación y la autenticación de una especie. Lonicera japonica es una planta medicinal utilizada tradicionalmente, que han sido recientemente caracterizada genéticamente por amplificación aleatoria mejorada de ADN polimórfico (RAPD). En este estudio, los marcadores moleculares basados en estos fragmentos de RAPD se han desarrollado para identificar una variedad específica de L. japonica. Los ADN se extrajeron de las hojas jóvenes frescas de diferentes muestras de L. japonica recogidas de Shenzhen, Yichang, Leshan, Emei y Loudi, China. Los materiales de ADN fueron amplificados utilizando el RAPD PCR mejorado. Diferentes bandas RAPD fueron extraídas, clonadas y desarrolladas para las regiones amplificadas de secuencia conocida (SCAR) con marcado- res de diferentes especies. Dos marcadores SCAR, JYH3-3 y JYH4-3, se clonaron con éxito de los RAPD mejorados. El marcador SCAR JYH3-3 se encontró específico para todas las muestras de L. japonica recolectadas en las diferentes regiones, mientras que el otro marcador JYH4-3 era estrictamente específico para la muestra de Shenzhen de la provincia de Guangdong, que está geográficamente distante de Hubei, Sichuan y Provincias Hunan (fuente de otras muestras de L. japonica). Se encontró que JYH3-3 es un marcador molecular específico para la identificación de L. japonica, mientras que JYH4-3 se encontró como marcador molecular estrictamente específico para la muestra de Shenzhen. Los marcadores SCAR desarrollados podrían servir como marcadores moleculares más específicos para la autenticación de la variedad L. japonica. La combi- nación de RAPD mejorado y el desarrollo del marcador SCAR han dado como resultado herramientas útiles para el estudio de la variedad genética de cualquier organismo, que hemos aplicado con éxito en L. japonica.