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PCR方法快速鉴别绞股蓝与乌蔹莓



全 文 :魏艺聪,陈建雄,黄泽豪,等.PCR方法快速鉴别绞股蓝与乌蔹莓 [J].福建农业学报,2016,31 (3):265-267.
WEI Y-C,CHEN J-X,HUANG Z-H,et al.Rapid PCR identification of Gynostemma pentaphyllumand Cayratia japonica [J].Fujian
Journal of Agricultural Sciences,2016,31 (3):265-267.
PCR方法快速鉴别绞股蓝与乌蔹莓
魏艺聪,陈建雄,黄泽豪,车苏容*,梁一池
(福建中医药大学药学院,福建 福州 350122)
收稿日期:2016-01-25初稿;2016-02-27修改稿
作者简介:魏艺聪 (1981-),男,讲师,硕士,研究方向:中药生物技术 (E-mail:yicongwei@126.com)
*通讯作者:车苏容 (1974-),男,副教授,主要从事中药材鉴定研究 (E-mail:8612040@qq.com)
基金项目:中医药公益性行业专项 (201407002)
摘 要:建立绞股蓝与乌蔹莓2种中药相互鉴别的特异性PCR方法,利用SYBR Green I染料法建立对绞股蓝与
乌蔹莓的快速鉴别方法。采集不同产地的绞股蓝与乌蔹莓各9份,通过对其叶绿体DNA中trnL-F片段进行扩
增、测序,进行多重序列比对后,根据其变异位点设计相互鉴别的特异性引物,建立特异PCR鉴别方法,并通
过加入SYBR Green I染料法建立对2种中药进行快速检测方法,本研究建立了对绞股蓝与乌蔹莓2种中药进行
分子鉴别方法,并建立了荧光快速检测方法。
关键词:绞股蓝;乌蔹莓;特异性PCR;荧光检测
中图分类号:R 286 文献标识码:A 文章编号:1008-0384 (2016)03-265-03
Rapid PCR identification of Gynostemma pentaphyllumand Cayratia japonica
WEI Yi-cong,CHEN Jian-xiong,HUANFG Ze-hao,CHE Su-rong*,LIANG Yi-chi
(College of Pharmacy,Fujian University of Traditional Chinese Medicine,Fuzhou,Fujian 350122,China)
Abstract:To rapidly and accurately distinguish between the two Chinese medicinal materials,Gynostemma
pentaphyllumand Cayratia japonica,a PCR methodology based on the SNP in trnL-F sequence was established.
The herbal samples from different production regions were colected for total DNA extraction and trnL-F gene
sequencing.The SNPs in trnL-F sequence were determined by using the ClustulX 2.1program.The primers for the
identification were selected by comparing the SNP sites of the herbs to design PCR methods specific to G.
pentaphyllumand C.japonica.by addition of SYBR Green I dye to production of PCR,a rapid detection was
achieved to positively distinguish the two plant materials.
Key words:Gynostemma pentaphyllum;Cayratia japonica;specific PCR;fluorescence detection
   绞 股 蓝 Gynostemma pentaphyllum (Thunb)
Makino 是 葫 芦 科 Cucurbitaceae 绞 股 蓝 属
GynostemmaBL.多年生草质藤本植物,是五加科以
外的植物中发现有人参皂苷成分的药用植物,也被
称为 “南方人参”,且绞股蓝只含二醇组皂苷而无三
醇组皂苷,因此被认为无人参皂苷作用的双重性。
现代药理和临床方面的研究证实绞股蓝具有抗肿瘤,
抗心肌缺血、缺氧作用,降低血脂、抑制肥胖作用,
抗应激作用,护肝作用,镇静、止痛、抗紧张,增
强机体免疫功能,抗衰老等多种作用[1]。由于绞股
蓝具有多种药效及保健功效,已经开发成一系列药
用或药食两用的产品,具有非常广阔的开发前景。
目前,药材市场上绞股蓝主要混淆品为乌蔹莓,
由于绞股蓝和乌蔹莓的生长环境相似,而且全草有
具有相似的形态特征,鲜品都较难分辨,而干品由
于比较松脆,容易被压碎,更加难于辨别,因此,
民间常有把乌蔹莓误认为绞股蓝,甚至有书籍上也
把乌蔹莓与绞股蓝相互混淆。目前主要从植物的显
微鉴别、化学成分等方法对绞股蓝与乌蔹莓进行鉴
定,而这些方法较为繁琐,且容易被误导。
随着分子生物学的发展,DNA条形码鉴别技术
因不受被检测对象形态特征及发育阶段的影响,通
用性强,重复性和稳定性高,有统一易于掌握的操
作标准和流程,方便于推广,已经成为中药鉴定有
福建农业学报31(3):265~267,2016 http://www.fjnyxb.cn
Fujian Journal of Agricultural Sciences  doi:10.19303/j.issn.1008-0384.2016.03.010
效工具,本研究分析来源于不同居群的绞股蓝与乌
蔹莓植物叶绿体DNA trnL-F区的SNP位点,基于
这些位点设计引物,利用该特异引物分别建立特异
扩增绞股蓝与乌蔹莓的PCR体系,并在PCR产物
中加入SYBR Green I染料法对真伪结果进行快速检
测。结合DNA快速提取技术,可大大提高检测效
率,从而建立便捷地区分2种药材的鉴定方法。
1 材料与方法
1.1 仪器与材料
PCR仪 (Eppendorf,型号5332),低温冷冻
离心机 (Eppendorf,型号5810R),微量移液器
(Eppendorf),电泳系统 (北京市六一仪器厂,型
号 DYY-12), 凝 胶 成 像 分 析 仪 (BIO-RAD
ChemiDoc XRS),手持式紫外灯。
CTAB 提 取 液,TAE 缓 冲 液, 琼 脂 糖
(Promega公司),Goldview (北京索莱宝科技有限
公司),DNA Taq聚合酶 (Takara公司),1 000
*SYBR Green I染料 (Invitrogen公司),三氯甲
烷、无水乙醇、异丙醇均为国产分析纯。
本研究试验样品是由福建中医药大学鉴定并收
集的 采 自 不 同 产 地 的 9 批 样 品,为 绞 股 蓝
Gynostemma pentaphyllum (Thunb.)Makino。9
份乌蔹莓Cayratia japonica(Thunb.)Gagnep。
详见表1。
表1 试验材料概况
Table 1 Basic information on materials tested
编号 物种 原产地
1  Gynostemma pentaphyllum 福建建阳
2  Gynostemma pentaphyllum 福建建阳
3  Gynostemma pentaphyllum 福建建阳
4  Gynostemma pentaphyllum 福建建阳
5  Gynostemma pentaphyllum 福建安溪
6  Gynostemma pentaphyllum 福建安溪
7  Gynostemma pentaphyllum 福建漳州
8  Gynostemma pentaphyllum 福建漳州
9  Gynostemma pentaphyllum 福建漳州
10  Cayratia japonica 福建建阳
11  Cayratia japonica 福建建阳
12  Cayratia japonica 福建永春
13  Cayratia japonica 福建永春
14  Cayratia japonica 福建永春
15  Cayratia japonica 福建漳州
16  Cayratia japonica 福建漳州
17  Cayratia japonica 福建漳州
18  Cayratia japonica 福建漳州
1.2 方法
1.2.1 样品基因组DNA 的提取 采取本课题组
优化的CTAB法提取干燥样品的基因组DNA,所
提DNA稀释后作为PCR模版用于后续试验检测。
1.2.2 扩增受试样品的trnL-F序列 利用引物
GcF与GcR扩增trnL-F序列:总体积20μL,其
中包括Taq酶1U,10×buffer缓冲液2.0μL,2
μmol·L
-1引物各2μL,dNTP 20nmol,ddH2O
补足20μL。PCR 反应程序:94℃预变性3min
后,94℃变性 30s,55℃退火 30s,72℃ 延伸
2min,30个循环后72℃延伸8min。PCR产物用
1.2% 的琼脂糖凝胶电泳,以Goldview染色观察。
1.2.3 引物设计 对trnL-F序列的PCR 产物进
行测序,获得15条序列;用ClustalX 2.1软件对
所有序列进行多重序列比对,筛选绞股蓝与乌蔹莓
的鉴别位点,根据基于SNP位点设计特异引物的
优化原则,通过鉴别位点设计绞股蓝与乌蔹莓的相
互鉴别的特异引物。
1.2.4 特异性PCR鉴别受试绞股蓝与乌蔹莓样品
 利用可鉴别绞股蓝与乌蔹莓的特异性引物GpF、
CjF分别与通用引物反向GcR构建2个PCR体系,
反应体系同上,应用Taq DNA聚合酶热反应体系,
通过退火温度梯度试验 (50.0、50.5、51.6、53.2、
55.1、56.7、57.6、58.0℃)考查不同退火温度对该
PCR扩增体系扩增效果的影响。为了建立更加简
便的方法,在20μL PCR产物中加入2μL SYBR
Green I染料于365nm紫外波长下检测荧光。
2 结果与分析
2.1 引物设计
经测序,获得绞股蓝与乌蔹莓的trnL-F序列,用
ClustalX 2.1软件对所有序列进行多重序列比对,筛
选获得绞股蓝与乌蔹莓的特异鉴别位点,发现在该
884bp的序列区中,位于该序列第88~97位点间乌
蔹莓的trnL-F序列缺失,而第587~599位点间绞股
蓝trnL-F序列缺失,根据第88~97位点间的绞股蓝
trnL-F序列设计绞股蓝的鉴别引物GpF。另外根据
第587~599位点间乌蔹莓的trnL-F序列设计乌蔹莓
特异的鉴别引物CjF,这2个特异引物可与共同反向
引物GcR分别构建特异PCR(图1、表2)。
2.2 特异性PCR快速鉴别受试绞股蓝与乌蔹莓
样品
利用绞股蓝与乌蔹莓的特异性鉴别引物GpF、
CjF分别与共同的反向引物GcR构建2个PCR反
应体系,通过设计退火温度梯度测试试验,分析不
662 福建农业学报 第31卷
同退火温度对PCR 反应效率的影响,结果显示,
这2个反应体系在退火温度50~55℃条件下均能
扩增出绞股蓝809bp的特征鉴别条带,乌蔹莓363
bp的特征鉴别条带。
图1 绞股蓝与乌蔹莓鉴别方法
Fig.1  Theory behind methodology for identifying G.
pentaphyllumand C.japonica
表2 试验所用引物
Table 2 Primers applied
名称 序列(5′~3′)
GcF  CTAAGTGATAACTTTCAAATTCAG
GpF  GAAAACAAATCAAATAAGGGCTT
CjF  CCCCAAAAAAGCCTACTTGA
GcR  AGATGGACTGAGTCTATGTCAATTA
以退火50℃,应用以上建立的PCR反应体系,
分别对来源于不同居群的绞股蓝与乌蔹莓样品进行
测试,受试9个绞股蓝样品,9个乌蔹莓样品均能检
测到相应的阳性特征条带(图2~3),而相对应的阴
性样品则扩增不到条带。表明该PCR体系具有特
异性,可以用于鉴别绞股蓝与乌蔹莓样品。
图2 特异性PCR鉴别绞股蓝与乌蔹莓凝胶电泳与荧光
检测 (电泳图上方为荧光检测图)
Fig.2   Amplifications of G.pentaphyllum and C.
japonica
注:M为DL2000DNA maker;1~9:来源不同产地的绞股蓝样
品,10~15为不同产地乌蔹莓样品。
图3 特异性PCR鉴别乌蔹莓与绞股蓝凝胶电泳与荧光
检测 (电泳图上方为荧光检测图)
Fig.3 Amplification of G.pentaphyllumand C.japonica
注:M为DL2000DNA maker;1~9为来源不同产地的乌蔹莓
样品,10~15为不同产地绞股蓝样品。
为了建立更加快捷简便的检测方法,添加2μL
SYBR Green I染料于20μL PCR产物中,然后放
置于365nm紫外波长下检测荧光,所建立的2个
PCR鉴别体系所检测的阳性样品均可见荧光,而阴
性样品均无荧光(图2~3,电泳图上方为荧光检测
图)。表明该方法可用于对受试样品的快捷鉴别。
3 讨论与结论
近年来,基于条形码SNP位点的特异性PCR
方法对中药基源进行鉴定为解决药材的识别提供了
有效的分子手段,位点特异性PCR 方法已被越来
越多应用于中药的鉴别,比如陈皮、人参、金银花
等[2-4]。经典PCR检测方法,需经过多个步骤才
能完成检测,特别是完成PCR反应后还需要进行
制胶,凝胶,电泳与成像等步骤,比较繁琐,近期
蒋超等[5]与陈康等[6]应用SYBR Green I染料法对
PCR产物荧光快速检测,可对样品的阳性与阴性
检测进行快速识别,大大提高了检测速度,为本研
究借鉴该方法建立了快速简便的检测体系。
本研究建立了特异性PCR方法的简易检测方
法,结果显示特异性PCR方法检测灵敏高,20μL
PCR体系中20ng模板 DNA即可检测到阳性条
带,试验重复性好,可用于绞股蓝与乌蔹莓植物及
其药材的简便鉴别,也将为今后有关绞股蓝与乌蔹
莓的相互鉴别提供思路。由于二者的两者功效和主
治均不相同,本技术也可有效防止药材混用误用。
参考文献:
[1]朴香兰,吴倩.绞股蓝研究进展 [J].时珍国医国药,2010,
21 (7):1758-1760.
[2]JIGDEN B,WANG H,KYUM K M,et al.Authentication of
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Kitagawa(Korean Go-Bon)by multiplex PCR [J].Planta
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[3]WANG H,KIM M K,KIM Y J,et al. Molecular
authentication of the oriental medicines Pericarpium citri
reticulatae and Citri unshius pericarpium using SNP markers
[J].Gene,2012,494 (1):92.
[4] WANG H,KIM M K,KWON W S,et al.Molecular
authentication of Panax ginseng and ginseng products using
robust SNP markers in ribosomal external ranscribed spacer
region [J].J Pharm Biomed Anal,2011,55 (5):972.
[5]蒋超,候静怡,黄璐琦,等.快速PCR方法在金银花真伪鉴别中
的应用[J].中国中药杂志,2014,39(19):3668-3672.
[6]陈康,蒋超,袁媛,等.快速PCR方法在蛇类要药材真伪鉴别中
的应用[J].中国中药杂志,2014,39(19):3673-3677.
(责任编辑:林海清)
762第3期 魏艺聪等:PCR方法快速鉴别绞股蓝与乌蔹莓