白裤瑶是瑶族中民族特色保留较为完整的支系之一,自称“努格劳”,因其男子穿及膝的白裤而得名“白裤瑶”,主要集居在广西南丹县和贵州荔波县相接壤的里湖瑶族乡、八圩瑶族乡和瑶山瑶族乡等地[1].
人类线粒体 DNA(mitochondrial DNA, mtDNA)是一个由 16569 个碱基组成的闭合环状双链分子,由于母系遗传的特性,缺乏重组、进化速率高、群体内变异大等特点,而被广泛地应用于人类群体的起源、演化和亲缘关系以及疾病的遗传的研究。 本文采用聚合酶链反应(PCR)技术及 DNA 测序法对广西南丹白裤瑶族 mtDNA D-Loop HVRⅠ区进行了研究, 为少数民族群体遗传学研究提供新的数据。
1 材料与方法
1.1 样本来源31 名体检健康的白裤瑶样本均采自广西河池市 南丹县 , 彼此间无亲缘关系,3 代均为白裤瑶族,所有研究对象均知情同意。
1.2 mtDNA 的提取用消毒棉签刮取口腔黏膜细胞,浸泡于生理盐水中,将采集口腔黏膜细胞的棉签用生理盐水把口腔细胞清洗出来于 1.5mlEP 管中,进行13000 rpm,离心 15min,小心弃去上清 ,然后加入 200ul 10%chelex100树脂,56℃水浴 30min, 取出后振荡 5-10s,100℃水浴 10min, 离心3min,4℃保存,上清用于 PCR 扩增。
1.3 HVRⅠ区的 PCR 扩增PCR 反 应 总 体 积 为 50ul, 引 物 各 1 umol/L, 上 游 引 物 :5' -TTAACTCCACCA -TTACCACC -3', 下 游 引 物 :5' -GAGGATGGTGGTCAAGGGAC -3‘(由生 工生物工程 ( 上海 ) 股份有 限公司合成,扩增片段长度为 440bp),2×Taq PCR Master Mix 25ul, DNA模板 5ul,去离子水补足 50 ul. 反应条件:94℃预变性 1min,94℃变性30s,58℃退火 30s,72℃延伸 30s,30 个循环后 72℃延伸 10min.
1.4 PCR 产物的检测及测序每个样品均取 10μl PCR 产物进行琼脂糖凝胶电泳,溴化乙锭染色观察扩增结果; 40ulPCR 产物委托上海立菲生物技术有限公司进行测序。
1.5 统计学分析测序结果与剑桥标准 Anderson 序列比较, 统计变异位点及变异类型。 按照公式 P=∑x2( x 为每个个体单倍型频率)计算偶合概率,按公式 h =(1-∑x2) n / ( n - 1)( n 为样本含量)计算基因变异度。
2 结果
2.1 HVRⅠ区的 PCR 扩增
用 1.5%琼脂糖凝胶电泳检测扩增产物大小及纯度,结果表明,31例白裤瑶样本均成功扩增,扩增片段大小为 440bp(见图 1)。
2.2 HVR Ⅰ区的多态性
将 31 例白裤瑶族 HVRⅠ区的 PCR 扩增产物测序后,所得的核苷酸序列分别与 Anderson 标准序列进行比较, 共检测出 88 个突变位点,其中以碱基置换为主,包括 30 个碱基转换,57 个碱基颠换,1 个碱基缺失,1 个碱基插入。 碱基颠换明显高于碱基转换、插入及缺失,碱基颠换占总碱基变异的 64.77%, 其中 A-C 的颠换占总碱基变异的39.44%(见图 2)。(图 2c) 中在 2240cm-1附近明显存在一个吸收峰, 为 PAN 的特征谱带,而碳纳米管在该处没有吸收峰。 可以认为已经成功地获得 MWNTs/PAN 复合物。
2.3 MWNTs/PAN 复合物的热失重分析
图 3 所示,碳纳米管性质稳定,在氮气保护条件下,在加热到高温时,降解很少。 MWNTs/PAN 大约在 300℃开始降解,与纯的聚丙烯腈相比,起始降解温度变化不大 ,这揭示加入碳纳米管后,聚合物起始降解温度不受影响。 纯 PAN 的第二降解温度是 400℃左右,加入碳纳米管后,第二阶段的降解温度为 350℃左右,第二分解温度降低。 聚丙烯腈的热性能受碳纳米管的影响不大。
2.4 MWNTs/PAN 复合物的 X 射线衍射分析
从上图可以明显看出,碳纳米管(图 4a)在 26°处有一个很强的衍射峰,与石墨的(002)面相对应;在 44°附近的衍射峰较弱,与石墨的(100)面相对应。 ;PAN(图 4b)在 17°和 29°附近出现两个特征峰,分别对应聚丙烯腈中的 100 晶面和 110 晶面。 MWNTs/ PAN 复合物(图 4c)在 17°, 26°,29°附近有衍射峰,对应于聚丙烯腈和碳纳米管的特 征 峰, 说 明 MWNTs/PAN 复合物的成功制备。
3 结语
通过简单的“一步法”制备出碳纳米分散均匀的 MWNTs/PAN 复合物。 碳纳米管在硝酸铈铵/硝酸溶液中超声后, 形成分散均匀的 MWNTs 溶液,铈离子引发丙烯腈聚合,成功制备出MWNTs/PAN 复合物。