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基于DNA条形码对凉山虫草及近缘物种和其混伪品的分子鉴定



全 文 :世界科学技术—中医药现代化★中药研究
〔World Science and Technology/Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica〕
收稿日期:2014-01-06
修回日期:2014-02-23
* 国家自然科学基金委青年基金项目(81102767):虫草属真菌抗肺纤维化的活性成分及作用机制研究,负责人:郑健。
** 通讯作者:陈丹,教授,主要研究方向:药物分析与中药制剂分析;林瑞超,教授,主要研究方向:中(草)药有效成分,中药质量标准,中
药化学标准。
基于DNA条形码对凉山虫草及近缘物种和
其混伪品的分子鉴定*
陈抒云 1,曹树萍 2,袁 航 2,过立农 3,郑 健 3,林 羽 1,
陈 丹 1**,林瑞超 2**
(1. 福建中医药大学药学院 福州 350108;2. 北京中医药大学中药学院 北京 100102;
3. 中国食品药品检定研究院中药民族药检定所 北京 100050)
摘 要:目的:结合 ITS基因和 COI基因对《四川省中药材标准》收录的凉山虫草和近缘物种及当地市
场上出现的混伪品进行分子鉴定,考察其方法的可行性。方法:对收集的 28 份样品通过 DNA 提取、PCR
扩增,分别获得其 ITS序列和 COI 序列。用 Codon Code Aligner V3.7.1,Mega 5.0 等软件进行比对分析,构
建基于 ITS 序列和 COI 序列的样品的 NJ 树,进行聚类分析。结果:凉山虫草和近缘物种及混伪品寄生真
菌的 ITS序列种间最小 K-2P 距离大于各物种种内最大 K-2P距离:种内变异小,种间差异较大,从而基于
ITS序列的 NJ树能将凉山虫草与其他近缘物种及其混伪品很好地归属;凉山虫草和近缘物种及其混伪品
寄主昆虫的 COI 序列种间最小 K-2P 距离大于各物种种内最大 K-2P 距离:种内变异小,种间差异较大,
通过遗传距离及 NJ 树的分析能将凉山虫草与其他近缘物种其及其混伪品及其他近缘物种很好地区分。
结论:结合 ITS序列和 COI序列的 DNA条形码技术可以很好地鉴定凉山虫草与其近缘物种及其混伪品,
并对虫草属的系统学和分类研究提供了技术支持。
关键词:凉山虫草 混伪品 ITS序列 COI序列 DNA条形码
doi: 10.11842/wst.2014.06.024 中图分类号:R282.5 文献标识码:A
凉山虫草为麦角菌科真菌凉山虫草菌 [Meta-
cordyceps liangshanensis (M. Zang, D. Liu & R.Hu)
G.H. Sung, J.M. Sung, Hywel-Jones & Spatafora [1]]寄
生在鳞翅目幼虫上的子座及幼虫的干燥复合体 [2],
以四川、云南等省区为其主产区,分布于海拔 1 500 m
左右的筇竹林下。其药性甘,味平,归肾、肺经,具有
补肺益肾的功效。凉山虫草分布海拔较低、对生态
环境要求不高,资源量丰富,极有可能发展成为一
种优良的冬虫夏草替代资源 [3]。在民间,当地人将其
当作正品虫草入药使用。基于凉山虫草与冬虫夏草
在功效上的相似性,在四川、云南等地将凉山虫草
代正品虫草使用,《四川省中药材标准》1987 年版
(增补本)收载了凉山虫草。除冬虫夏草外,在民间
还有一些虫草的近缘物种常亦于药用,如亚香棒、
戴氏虫草等。鉴于民间对于虫草物种的鉴别不清,
且不同虫草的化学成分和药理作用也不同,这些虫
草物种的混用容易造成用药安全隐患。
雷波县位于四川省凉山彝族自治州内,在当地
调研时发现市场上出现另一虫草品种形态类似于
凉山虫草,当地民众无从鉴别而将其以凉山虫草出
售。经专家鉴定后认为,其虫草为凉山虫草的混伪
品,当地俗称之为“金虫草”。从外观性状上观察到
其虫体表面附有大量棕褐色或黄褐色的菌丝膜,去
除体表膜制物后虫皮呈暗红棕色,具假薄壁组织皮
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层,虫体背部从头至尾可见一脊状隆起,与凉山虫
草的外观性状很相似。细辨之可以发现,此混伪品
虫体头部又与亚香棒虫草虫体头部有一定的相似
之处 [4],见图 1。
虫草属存在寄生真菌与寄主类群复杂的寄生
关系,由于虫草属生活史的复杂性和形态的相似
性,且遇当下面临着生药鉴定人才队伍不断缩减的
现状,使得虫草物种的鉴别存在一定的盲区。其物
种是否为一个单系群或是否具有多个起源等系统
学问题都有待深入研究 [5],而这些问题仅通过传统
分类方法解决存在很大的难度。
DNA 条形码是应用有足够变异的标准化短基
因片段对物种进行快速准确鉴定的新技术,从而克
服传统分类学研究方法的诸多弊端,达到对物种快
速准确的鉴定,成为近年来生物分类学及中药材鉴
定研究的热点之一 [6,7]。真核生物 ITS 区作为非编码
区,不参与蛋白的合成。由于其承受的选择压力较
小,相对变化较大,具有很高的保守性,并且长度适
中,易于扩增,己广泛用于种间、属间的分子系统学
研究 [8]。近年来,ITS 区已成为真菌分子生物学研究
中的热点,在虫草属中主要用于其无性型鉴别及分
子系统学分析 [9,10]。COI 序列为粒体细胞色素 C 氧
化酶亚基 I 的基因,由于线粒体的 DNA 更容易被放
大和使用,并且与细胞核的 DNA 相比,其突变速度
是核 DNA 的 10 倍,使物种分离更准确 [11]。Hebert P
D N 等 [12]对动物界包括脊椎动物和无脊椎动物共
11 门 13 320 个物种的 COI 基因序列的比较分析
后,提出 COI 基因可以作为物种的条形编码,为全
球生物编码。同时,Hebert P D N 利用 DNA 条形码
对昆虫进行鉴定,并发现了新种和隐存种。其中,鳞
翅目的研究最为广泛,如 Hebert P D N 等选取 COI
基因的一段序列对鳞翅目 200 多个种进行种类鉴
定,结果表明该片段可以 100%成功地鉴定每个个
体。由于虫草为寄生真菌寄生在鳞翅目昆虫上的
复合物,本实验拟以寄生真菌的 ITS 序列及寄主昆
虫的 COI 序列分别作为虫草的 DNA 条形码进行鉴
定方法的研究,确立虫草分子 DNA 鉴定方法。为促
进地方标准的完善奠定了基础性研究工作,并分析
虫草的亲缘关系及系统发育地位。
1 材料与方法
1.1 材料
供试材料为采集的凉山虫草 8 份、冬虫夏草 8
份、亚香棒 5份、戴氏虫草 5份,购买的凉山虫草混伪
品 2份,分别为幼虫和成虫被寄生真菌感染寄生而形
成的虫草,由中国食品药品检定研究院标本馆张继鉴
定。将实验所获得的 ITS序列和 COI序列分别提交至
GenBank,并从 GenBank下载 8条 ITS序列。
真菌:E.Z.N.A. Fungal DNA Mini Kit(OMEGA),
PrimeSTAR HS DNA Polymerase(Code No.DR010A),
PrimeSTAR PCR buffer,2.5 mmol·L-1 dNTPs,均购自
Takara 公司。寄主虫体:Promega Wizard SV Genomic
DNA Purification System,Ex Taq DNA Polymerase
(Code No.RR001),10 ×Ex Taq buffer,2.5 mmol·L -1
dNTP Mixture,均购自 Takara 公司。
1.2 方法
1.2.1 提取真菌基因组 DNA 与寄主虫体基因组
DNA
取样品在液氮中研成粉末,分别用 E.Z.N.A.
Fungal DNA Mini Kit(OMEGA) 试剂盒和 Promega
Wizard SV Genomic DNA Purification System 试剂盒
提取真菌基因组 DNA 与寄主虫体基因组 DNA。图 1 凉山虫草与混伪品的外观性状比较混伪品头部细节图
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表 1 样品信息
样品品种 实验编号 虫草采集日期 来源产地及提供单位 GenBank登录号 ITS/COI
凉山虫草 Metacordyceps liangshanensis L1 2013-9-20 四川凉山彝族自治州雷波县 KJ021169/KJ021213
L2 2013-9-21 四川凉山彝族自治州雷波县 KJ021170/KJ021214
L3 2013-9-22 四川凉山彝族自治州雷波县 KJ021171/KJ021215
L4 2013-9-20 四川凉山彝族自治州雷波县 KJ021172/KJ021216
L5 2013-9-21 四川凉山彝族自治州雷波县 KJ021173/KJ021217
L6 2013-9-22 四川凉山彝族自治州雷波县 KJ021174/KJ021218
L7 2009-7 安国药材市场 KJ021175/KJ021219
L8 2009-10 南通所提供 KJ021176/KJ021220
冬虫夏草 Cordyceps sinensis C1 2013-5-22 青海果洛玛沁县 KJ021182/KJ021200
C2 2013-5-22 青海果洛玛沁县 KJ021183/KJ021201
C3 2013-5-22 青海果洛玛沁县 KJ021184/KJ021202
C4 2013-5-27 青海玉树州杂多县 KJ021185/KJ021203
C5 2013-6-26 青海果洛 KJ021186/KJ021204
C6 2013-6-27 青海玉树州杂多县 KJ021187/KJ021205
C7 2013-10-11 四川凉山洲越西县 KJ021188/KJ021206
C8 2013-11-14 云南中甸 KJ021189/KJ021207
— — GenBank AB067721.1/—
— — AB067715.1/—
亚香棒 Cordyceps hawkesii Gray H1 2010-5-23 河南信阳市 KJ021177/KJ021195
H2 2013-5-20 河南信阳市 KJ021178/KJ021196
H3 2013-5-19 湖南常德市 KJ021179/KJ021197
H4 2013-5-22 河南信阳市 KJ021180/KJ021198
H5 2013-5-22 河南信阳市 KJ021181/KJ021199
— — GenBank AJ536571.1/—
戴氏 Cordyceps taii T1 2010-7-6 安徽六安金寨 KJ021190/KJ021208
T2 2010-5-23 河南信阳市 KJ021191/KJ021209
T3 2013-5-20 河南信阳市 KJ021192/KJ021210
T4 2013-5-20 河南信阳市 KJ021193/KJ021211
T5 2013-5-19 湖南常德市 KJ021194/KJ021212
古尼虫草 Cordyceps gunnii — — GenBank AF368803.1/—
古尼拟青霉 Paecilomyces gunnii — — GenBank AJ309339.1/—
中华被毛孢 Hirsutella sinensis — — GenBank AJ309353.1/—
绿僵菌 Metarhizium anisopliae — — GenBank HM135173.1/—
戴氏绿僵菌 Metarhizium robertsii — — GenBank AJ309345.1/—
混伪品 Adulterants X1 2013-10-11 四川凉山洲雷波县 —
X2 2013-10-13 四川凉山洲雷波县 —
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1.2.2 扩增
分析真菌 ITS 通用引物:ITS4:5’-TCCTC-
CGCT TATTGATATGC -3’;ITS5:5’ -GGAAG-
TAAAAGTCG-TAACAAGG-3’,由上海捷瑞生物工
程有限公司合成。采用 25 μL PCR 反应体系,含 5×
PrimeSTAR PCR buffer 2.5 μL,2.5 mmol·L-1 dNTPs 2
μL,2.5 mol·L -1 引物各 1 μL,PrimeSTAR HS DNA
Polymerase 0.2 μL,加上述总基因组 DNA 1 μL,用
ddH2O 补足。反应在 ABI Veriti PCR 仪上进行,反应
条件:95℃预变性 4 min 后,在 95℃ 30 s,52℃ 30
s,72℃延伸 1 min,30 个循环,72℃终延伸 7 min。将
PCR 扩增产物经电泳检测后委托英潍捷基(上海)
贸易有限公司进行序列测定。
分析寄主昆虫 COI 通用引物:COI-F:5’-GGT-
CAACAAATCATAAAGATATTG-3’;COI-R:5’-TAA-
ACTTCAGGGTGACCAAAAAAT-3’,由上海捷瑞生物
工程有限公司合成。采用 25 μL PCR 反应体系,含
10×Ex Taq buffer 2.5 μL,2.5 mmol·L-1 dNTP Mix-
ture 2 μL,2.5 μmol·L -1 引物各 1 μL,Ex Taq DNA
Polymerase 0.2 μL,加上述总基因组 DNA 1 μL,用
ddH2O 补足。反应在 ABI Veriti PCR 仪上进行,反应
条件:95℃预变性 4 min后,在 95℃ 30 s,56℃ 30 s,
72℃延伸 1 min,35 个循环,72℃终延伸 7 min。将
PCR 扩增产物经电泳检测后委托英潍捷基(上海)
贸易有限公司进行序列测定。
1.2.3 序列分析
测序结果与 Genbank 核酸序列数据库中的序列
进行 BLAST 检索比对,并运用 CodonCode Aligner
V3.7.1 软件进行校对拼接,去除引物区;利用 Mega
5.0 进行系统学分析,采用邻接法(Neighbor-Join-
ing,NJ)法,重复运算 1 000 次(Bootstrap=1 000),
构建系统关系树。
2 结果与分析
2.1 基于 ITS 序列 DNA 条形码数据分析
2.1.1 ITS 序列种内分析
实验共获得凉山虫草与近缘物种虫草样品及
其混伪品的 ITS 序列共 28 条。凉山虫草与近缘物种
虫草 ITS 序列长度、GC 含量及种内 K-2P 遗传距离
见表 2。近缘物种虫草的序列范围为 538~635 bp,
其中序列最长的为亚香棒虫草 635 bp,最短的为戴
氏虫草 538 bp;其 GC 含量的范围为 49.8% ~
63.2%。从表 2 中可以看出,凉山虫草与近缘物种虫
草的 ITS 序列种内变异较小。
2.1.2 凉山虫草与其混伪品的 ITS 序列比对分析
凉山虫草 ITS 序列长度为 579 bp,其中 GC 含
量为 65.2%。凉山虫草的混伪品序列长度是 582~
584 bp,其 GC 含量为 62.0%~62.2%,两者较为接
近。但将凉山虫草的 ITS 序列与混伪品 ITS 序列进
行比对发现,序列相似度只达到 92%,可推断其寄
主真菌非凉山虫草菌凉山被毛孢。
2.1.3 ITS 序列种间分析
凉山虫草与其他近缘物种虫草的种间最小 K-
2P 距离为 0.081,种间最大 K-2P 距离为 0.241,种
间平均 K-2P距离为 0.134。凉山虫草和混伪品之间
种间最小 K-2P 距离为 0.070,最大 K-2P 距离为
0.074,平均 K-2P距离为 0.026。凉山虫草的种内最
大 K-2P距离远小于与混伪品间的最小 K-2P距离,
说明了基于 ITS 序列能将凉山虫草和混伪品区分开
来。凉山虫草 ITS序列种内变异较少,但与其他近缘
物种及混伪品的种间变异位点较多,经 MEGA 软件
比对共有 218处。种间变异较大,能与其他同属近缘
表 2 凉山虫草及其他近缘物种虫草 ITS 序列长度、GC 含量及种内 K-2P 遗传距离
种内 K-2P遗传距离
ITS序列
序列长度/bp GC含量/% 平均距离 最小距离 最大距离
凉山虫草 579 65.2 0.001 0.000 0.003
冬虫夏草 562 63.2 0.005 0.000 0.011
戴氏虫草 538~539 49.8~50.3 0.003 0.000 0.006
亚香棒虫草 635 55.4 0.000 0.000 0.000
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图 2 凉山虫草与其他近缘物种及混伪品虫草 ITS 序列的种间变异
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物种及混伪品均能区分开来,如图 2所示。
2.1.4 ITS 序列 NJ 树
利用 MEGA 5.0 比对并进行遗传距离等分析,
Bootstrap(1 000 次重复)检验各分支的支持率。通过
NJ 法所构建的系统聚类树,见图 3。从聚类树中看
出,凉山虫草、冬虫夏草、戴氏虫草、亚香棒虫草各
物种分别形成相独立的支,支持率高,可将凉山虫
草与近缘物种中区分开来。混伪品与凉山虫草聚
具有一定的亲缘性,但仍可将凉山虫草与混伪品区
分开来。同时,冬虫夏草与中华被毛孢聚类,戴氏虫
草与戴氏绿僵菌聚类,也证实其相应的无性型 [13,14]。
亚香棒与古尼虫草以及其无性型古尼拟青霉聚为
图 3 基于 ITS 序列构建的虫草样品的 NJ 树
注:Bootstrap 1 000 次重复支上数值仅显示自展支持率≥50%。
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一支,说明两者寄生真菌有较高的亲缘性。从 NJ 树
上看到,冬虫夏草与凉山虫草寄生真菌的遗传距离
较近,戴氏虫草与亚香棒虫草寄生真菌的遗传距离
较近。
2.2 基于 COI 序列 DNA 条形码数据分析
2.2.1 COI 序列种内分析
实验共获得凉山虫草与其他近缘物种及其混
伪品的 COI 序列共 28 条。凉山虫草及近缘物种虫
草 COI 序列长度、GC 含量及种内 K-2P 遗传距离见
表 3。各虫草样品虫体的 COI 序列长度较为一致,
GC 含量在 28.1%~31.2%范围内。从表 3 中可以看
出凉山虫草与近缘物种虫草的 COI 序列种内变异
较小。
2.2.2 凉山虫草虫体、亚香棒虫草虫体与其混伪品
虫体的 COI 序列比对分析
所有样品序列长度都为 661 bp,其中凉山虫草
的 GC 含量为 28.9%~30.0%,亚香棒虫草 GC 含量
为 28.2% ~28.4%,混伪品的 GC 含量为 28.0% ~
28.1%,三者较为接近。但将凉山虫草的 COI 序列与
混伪品的 COI 序列进行比对发现,序列相似度只达
到 90%;由于伪品寄主昆虫与亚香棒虫草的寄主昆
虫也有一定的相似之处,同理,将亚香棒虫草的 COI
序列与混伪品的 COI 序列进行比对发现,序列相似
度也只达到 93%,可推断混伪品虫草寄主部分与凉
山虫草、亚香棒虫草寄主部分并非同种物种,但与
亚香棒虫草的亲缘性较凉山虫草更近一些。
2.2.3 COI 序列种间分析
凉山虫草虫体与近缘物种虫草及混伪品虫体
种间的最小 K-2P 距离为 0.098,种间最大 K-2P 距
离为 0.145,平均 K-2P 距离为 0.089。凉山虫草虫体
与混伪品虫体的 COI 序列种间最小 K-2P 距离为
0.100,种间最大 K-2P 距离为 0.109,平均 K-2P 距
离为 0.059。凉山虫草的种内最大 K-2P 距离远小于
与混伪品间的最小 K-2P 距离,说明基于 COI 序列
能将凉山虫草和混伪品区分开来;亚香棒虫草与戴
氏虫草的种间最小 K-2P 距离为 0.000,种间最大
K-2P 距离为 0.009,平均 K-2P 距离为 0.003,其种
间遗传距离与种内距离相近,也说明了亚香棒虫草
与戴氏虫草在遗传距离上有很大的亲缘性;亚香棒
虫草虫体、戴氏虫草虫体与混伪品虫体的 COI 序列
种间最小 K-2P 距离为 0.066,种间最大 K-2P 距离
为 0.076,平均 K-2P 距离为 0.023。亚香棒虫草和戴
氏虫草的种内最大 K-2P 距离皆远小于与混伪品间
的最小 K-2P 距离,说明了基于 COI 序列也能将亚
香棒虫草、戴氏虫草和混伪品能明显区分开来。凉
山虫草虫体 COI 序列种内变异较少,与近缘物种虫
草及混伪品的种间变异位点较多,经 MEGA 软件比
对共有 126 处。种间变异较大,能与其他同属近缘
物种及混伪品均能区分开来,如图 4 所示。
2.2.4 COI 序列 NJ 树
利用 MEGA 5.0 比对并进行遗传距离等分析,
Bootstrap(1 000 次重复)检验各分支的支持率。通过
NJ 法所构建的系统聚类树,见图 5,可以从聚类树
中看出,亚香棒与戴氏虫草聚为一支,并有较高的
支持率,说明其对应的寄主昆虫有较高的亲缘性。
同时,凉山虫草、冬虫夏草寄主昆虫的 COI 序列各
聚成一支,表现出单系性,支持率高。在遗传距离
上,混伪品寄主昆虫的 COI 序列与亚香棒虫草和戴
氏虫草的亲缘性更高。
3 讨论
虫草属是一个复杂的类群,一方面由于一些虫
草菌丝体不易通过人工培养存活或形成产孢结构,
或在培养基上只产生无性型,故无法观察其生活史
表 3 凉山虫草及近物种虫草 COI 序列长度、GC 含量及种内 K-2P 遗传距离
种内 K-2P遗传距离
COI序列
序列长度/bp GC含量/% 平均距离 最小距离 最大距离
凉山虫草 661 28.9~30.0 0.005 0.000 0.008
冬虫夏草 661 28.6~31.2 0.021 0.000 0.067
戴氏虫草 661 28.1~28.9 0.005 0.000 0.011
亚香棒虫草 661 28.2~28.4 0.001 0.000 0.002
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图 4 凉山虫草与近缘物种虫草及其混伪品 COI 序列的种间变异
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的整个过程,使得虫草菌与其相应无性型种类关系
不明确;另一方面,虫草属菌丝寄生的寄主类群范
围较广,存在着很大差别,因此在系统分类上还有
许多问题尚未澄清。如今分子生物学的发展为深入
虫草属系统学和分类研究提供了进一步的线索与
依据。
作为 DNA 条形码序列鉴定的准确性是指无论
基于 ITS 序列或 COI 序列构建的 NJ 树,还是从各
物种种内种间的遗传距离,均能准确鉴定其基原物
种并聚类区分。通过基于 ITS 序列所构建的 NJ 树中
可看到,实验样品 28 份与 GenBank 中 8 条 ITS 序列
都能很好归属。各虫草物种的 ITS 序列虽长度不
图 5 基于 COI 序列构建的虫草样品的 NJ 树
注:Bootstrap 1 000次重复支上数值仅显示自展支持率≥50%。
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同,但种内变异小,种间差异比较大,从而使种间与
种内变异有个很好的界定,能将冬虫夏草、凉山虫
草、亚香棒、戴氏虫草的寄主真菌分别区分开来。亚
香棒虫草与 GenBank 中登录号 AF368803.1 的古尼
虫草的 ITS 序列相似度为 100%,并与古尼虫草的
无性型古尼拟青霉(登录号 AJ309339.1)聚为一支,
说明亚香棒和古尼虫草的寄生真菌有很高的亲缘
性。罗晖明等 [15]分别将古尼虫草与亚香棒虫草的
ITS 序列和 COI 序列进行比对,发现两者的 ITS 序
列和 COI 序列都有极高的相似度,证实二者有很近
的亲缘性。梁宗琦 [16]曾报道过古尼虫草 Cordyceps
gunnii(Berk.)Berk.,并认为与亚香棒虫草 Cordyceps
hawkesii Gray.近缘。在其主编的《中国真菌志》中提
出古尼虫草和亚香棒虫草为同一物种,即 Cordyceps
gunnii(Berk.)Berk.= Cordyceps haukesii(Gray.)Cooke[17]。
混伪品在外观性状上与凉山虫草具有一定相似处,
特别两者子座在性状上通过传统生药鉴定将其区
分存在一定难度,但通过 BLAST 方法能够将凉山虫
草与此同属易混品和近缘物种区分开。Xiang L 等 [18]
也运用 ITS 条形码将冬虫夏草与其混伪品区别开
来,可见 ITS 条形码能够用于亲缘关系较近的虫草
物种鉴定。
在 GenBank 中比对 COI 序列,虽有查询到鳞翅
目蝙蝠蛾科 Hepialidae sp.(登录号 KC994938.1)与
冬虫夏草 COI 序列相似度达到 100%;鳞翅目蝙蝠
蛾科 Hepialidae sp.(登录号 HM595870.1)与亚香棒
和戴氏虫草 COI 序列相似度达到 99%。但到目前为
止,在 GenBank 数据库中虫草属寄主昆虫的 COI 基
因数据较少,上述具体归属何种昆虫无可得知,需
要广大的学者更多数据的累积。因此,将实验样品
28 份的 COI 序列进行聚类分析,各虫草物种的 COI
序列的长度一致,种内变异较小,种间差异较大,能
使不同的物种很好地归属。通过基于 COI 序列所构
建的 NJ 树中可看到,冬虫夏草、凉山虫草各聚为二
支,表现出单系性,支持率高;戴氏虫草和亚香棒虫
草的寄主昆虫的 COI 序列聚为一支,支持率高。康
帅 [4]通过虫体部位性状和显微鉴别特征发现戴氏虫
草和亚香棒虫草较为相似,且二者具有相同的生
境。进一步通过分子生物学确证,其二者寄主应为
近缘或同种昆虫,并进一步推论:同种昆虫可以被
不同种类的虫草属真菌感染,从而形成不同种类的
虫草。混伪品虫体与亚香棒虫体在外观性状上有很
大的相似处,通过 COI 条形码不仅将凉山虫草与混
伪品区分开来,同时通过基于 COI 序列的 NJ 树可
以看出,混伪品寄主昆虫与亚香棒虫草的寄主昆虫
具有较近亲缘性。因此,结合 ITS 序列和 COI 序列
的 DNA 条形码将来源真菌和寄主昆虫进行系统分
析,不仅可以区分鉴定基原物种,还可用来澄清虫
草属一些特定种类或复合种的分类问题,对虫草属
的系统学和分类研究提供技术支持 [19]。
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世界科学技术—中医药现代化★中药研究
〔World Science and Technology/Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica〕
Molecular Identification of Metacordyceps Liangshanensis, Its Adulterants and Its Relative Species
Based on DNA Barcode
Chen Shuyun1, Cao Shuping2, Yuan Hang2, Guo Linong3, Zheng Jian3, Lin Yu1, Chen Dan1, Lin Ruichao2
(1. Pharmaceutical College, Fujian College of Traditional Chinese Medicine, Fuzhou 350108, China;
2. School of Chinese Pharmacy, Beijing University of Chinese Medicine, Beijing 100102, China;
3. Research and Inspection Center of Traditional Medicine and Ethnomedicine, National Institutes for
Food and Drug Control, Beijing 100050, China)
Abstract: This study was aimed to identify and distinguish Metacordyceps liangshanensis recorded by the Sichuan
Province Traditional Chinese Medicine Standard from its adulterants and its relative species by combining ITS and
COI barcode sequences in order to study the feasibility of this new method. After extracting DNA of 28 species of
Cordyceps samples, DNA were amplified and sequenced. And then, ITS and COI sequences were received. Codon-
Code Aligner V3.7.1 and Mega 5.0 were used to analyze the variable site and construct the N-J tree. The results
showed that the minimum ITS inter-specific K-2P distance was relatively higher than the maximum intra-specific
K-2P distance. The inter-specific sequence divergence between M. liangshanensis and its adulterants exhibited high
while intra-specific sequence divergence exhibited low. And COI one was the same case. N-J tree of both ITS and
COI indicated that same genus belonged together and each species belonged to relatively independent branch. It was
concluded that based on the ITS and COI gene, the technology of DNA barcode can be an excellent identification of
M. liangshanensis, its adulterants and its relative species. It provided technical support for the further research on
species molecular identification and phylogenetics of Cordyceps.
Keywords: Metacordyceps liangshanensis, adulterant, ITS sequences, COI sequences, DNA barcode
(责任编辑:李沙沙 张志华,责任译审:王 晶)
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