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应用RAPD技术对溪黄草基原植物分类鉴定



全 文 :4 讨论
目前,RACE 技术以其简单、快速、低廉等优势
在扩增基因全长 cDNA 方面已得到了广泛的应
用〔9〕。本试验利用 RACE 技术克隆得到了全长为
717 bp的吴茱萸 Cu /Zn-SOD 基因 cDNA 序列,其编
码 152 个氨基酸,包含长度为 459 bp 的完整 ORF
区。通过序列同源性分析得知,该序列与其它不同
科属植物的 Cu /Zn-SOD基因具有较高的同源性,并
且通过对该基因氨基酸序列的生物信息学分析也表
明,上述结果都证明了植物 Cu /Zn-SOD基因序列和
蛋白质空间构象具有高度的保守性和相似性,与前
人的研究结果相符。
众多研究已经证实了 SOD 基因在植物抗逆和
抗衰老中起着重要的作用,该基因在植株体内的表
达程度高低与植物抗逆性强弱及抗衰老作用密切相
关〔2,3〕。近年来,SOD 基因在水稻、玉米、棉花等主
要粮食作物中已研究的比较深入,但在药用植物中
相关研究基础还比较薄弱。本试验为今后在此研究
基础上,构建合适的表达载体,为研究该基因在吴茱
萸体内的超量表达奠定前期研究基础。
参 考 文 献
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收稿日期:2012-02-29
基金项目:广东省科技厅粤港关键领域重点突破项目(2009A030901011)
作者简介:莫小路(1967-) ,女,博士,教授,研究方向:生物技术与药用植物资源;Tel:020-28854883,E-mail:yanz@ gdyzy. edu. cn。
* 通讯作者:严振,Tel:020-28854883,E-mail:yanz@ gdyzy. edu. cn。
应用 RAPD 技术对溪黄草基原植物分类鉴定
莫小路,曾庆钱,黄珊珊,蔡岳文,王玉生,严 振*
(广东省中药研究所,广东 广州 510520)
摘要 目的:用分子标记技术对中药溪黄草的基原植物分类鉴定。方法:用离心柱法提取 5 种溪黄草基原植
物基因组 DNA,用 85 个 10 bp的寡核苷酸随机引物进行 PCR(聚合酶链式反应) ,将扩增产物进行琼脂糖凝胶电
泳,分析电泳图谱。结果:从 85 条随机引物中筛选出了 12 条多态性较好的引物,其中 7 个引物的扩增图谱表现较
好的多态性,且重复性较好。结论:RAPD技术可以成功鉴定溪黄草药材基原。
关键词 溪黄草;线纹香茶菜;RAPD;分子标记技术
中图分类号:R282. 2 文献标识码:A 文章编号:1001-4454(2012)09-1388-04
Identification of Herba Rabdosiae Serrae from Different
Plant Resources by RAPD Method
MO Xiao-lu,ZENG Qing-qian,HUANG Shan-shan,CAI Yue-wen,WANG Yu-sheng,YAN Zhen
(Guangdong Research Institute of Traditional Chinese Medicine,Guangzhou 510520,China)
Abstract Objective:To identify the different plant resources of Herba Rabdosiae Serrae by using Random Amplified Polymorphic
·8831· Journal of Chinese Medicinal Materials 第 35 卷第 9 期 2012 年 9 月
DOI:10.13863/j.issn1001-4454.2012.09.015
DNA (RAPD )Analysis. Methods:The Mini Spin Columns were used to extract the genomic DNA from five different plants of Herba
Rabdosiae Serrae. With the DNA extracted from these plants as template,the 85 oligo nucleic acids (10 bp)as random primers,the Pol-
ymer Chain Reaction(PCR)was done and the results were analysed by electro-pharoses. Results:12 primers were selected with poly-
morphism and 7 of them showed good polymorphism in RAPD map. Conclusion:RAPD method can be used to identify the plant re-
sources of Herba Rabdosiae Serrae.
溪黄草为民间习用草药,清热利湿、凉血散瘀,
常用于急性黄疸型肝炎、急性胆囊炎等疾病,为“消
炎利胆片”等中成药的重要原料。据《中药大辞典》
等文献记载〔1〕,本品基原为唇形科香茶菜属植物溪
黄草 Isodon serra(Maxim. )Kudo 和线纹香茶菜
I. lophanthoides(Buch. -Ham. ex D. Don)H. Hara 的
全草;而《广东省中药材标准》〔2〕中,溪黄草的来源
主要有 4 种,除了上述 2 种外,还有同属的线纹香茶
菜的 2 个变种:纤花线纹香茶菜 I. lophanthoides
var. graciliftorus(Benth. )H. Hara 和狭基线纹香茶菜
I. lophanthoides var. graciliftorus(Benth. )H. Hara ;陈
建南等〔3〕对广东溪黄草资源调查的显示:市售溪黄
草商品药材品种主要为狭基线纹香茶菜和溪黄草。
近年来,溪黄草在广东各地临床应用普遍,其原植物
也各不相同,而不同种之间的化学成分和功效也有
一定的差异,为更好地评价中药溪黄草的质量,我们
应用 RAPD分子标记技术对 5 种广东地区常用的溪
黄草基原植物及其市售溪黄草药材进行了分析鉴
定,现将结果报道如下。
1 材料与仪器
1. 1 材料 5 种广东地区常用溪黄草基原植物采
自广东省中药研究所标本园,经中药研究所蔡岳文
老师鉴定分别为溪黄草 I. serra(Maxim. )Kudo,线纹
香 茶 菜 I. lophanthoides (Buch. Ham. ex D. Don)
H. Hara,纤花线纹香茶菜 I. lophanthoides var. gracil-
iftorus(Benth. )H. Hara,狭基线纹香茶菜 I. lophan-
thoides var. gerardianus(Benth. )H. Hara 和长叶香茶
菜 I. stracheyi(Benth. ex Hook. t)。2 种溪黄草药材
分别购自广州清平药材市场和广州仁和堂中药连锁
店。
1. 2 仪器和试剂 SIGMA 3-18K 高速冷冻离心
机,Eppendorf 梯度 PCR仪,GE IQ300 凝胶成像分析
仪,Amersham biosciences EPS 301 电泳仪。
植物基因组 DNA 提取试剂盒(离心柱式)、
DNA扩增试剂盒购自北京天根生物技术公司;随机
引物和标准分子量 Marker 购自北京鼎国生物技术
公司,其它试剂购自广州威佳生物科技公司。
2 方法
2. 1 模板 DNA 提取 取 0. 1 g 幼嫩叶片,剪成小
片置于研钵中,加入液氮研磨成细粉,将冻干粉转移
至离心管中,按试剂盒说明加入裂解液,采用离心柱
分离法分离提纯样品总 DNA,离心柱内的材料为特
异性吸附 DNA的膜,而 DNA 溶液中的杂质则不能
吸附,经简单洗涤即可去除,最后用 DNA溶解液(E-
lution buffer)将基因组 DNA洗脱出来。
药材干品总 DNA 提取:将药材用粉碎机粉碎
后,称取 0. 5 g,相应提高裂解液的加量,后续方法同
上。
2. 2 DNA 纯度的检测 按文献方法〔4〕稍改进。
将 5 μL的总 DNA溶液与 1 μL的 CYBR Green I 工
作液及溴酚蓝溶液混合后,加样于 1. 0%的琼脂糖
凝胶上,加入 1 × TAE 电泳缓冲液进行电泳(70 v,
30 min,) ,检测提取的总 DNA 纯度,与 Marker
(λLDNA /EcoR I + Hind Ⅲ)相比较。电泳结束后,
用凝胶成像仪观察、分析电泳结果。
2. 3 RAPD 反应 参照常规的 PCR方法及试剂盒
的说明,将本研究的 RAPD 初始反应体系确定为:总
体积 50 μL,其中含模板 DNA溶液 2. 0 μL,引物 2. 0
μL,Taq 酶 0. 5 μL;对照用超纯水代替模板 DNA,其
余组成和样品相同。完整扩增程序为:94 ℃预变性
5 min,1 个循环;94 ℃,1 min ;35 ℃,1 min ;72 ℃,
1 min;40 个循环;最后72 ℃延伸 7 min。扩增产物
在 1. 0 %的琼脂糖凝胶中电泳,CYBR Green I染色,
用凝胶成像分析仪观察、分析、拍照。扩增产物大小
与分子量标记物 Marker(100 bp DNA ladder I,购自
广州鼎国生物技术公司 )比较得出。
3 结果与分析
3. 1 样品基因组 DNA 的提取结果 本研究对 5
个基原植物都分别采集了 4 个不同植株上的叶片作
为提取基因组 DNA 的样品,电泳结果显示,同一品
种的各样品 DNA 的提取质量还是有一定差异(图
1)。根据电泳结果,同一基原植物中,选取条带最
亮(DNA含量最高)的那份样品来做 PCR 扩增。而
从两种市售溪黄草药材干品提取的基因组 DNA 在
电泳中几乎看不到条带,提高样品上样量后只能看
到极微弱的条带。
3. 2 随机引物的筛选 以溪黄草基因组 DNA 为
模板,对85个10 bp的寡核苷酸引物进行PCR扩
·9831·Journal of Chinese Medicinal Materials 第 35 卷第 9 期 2012 年 9 月
图 1 溪黄草 5 个基原植物基因组 DNA琼脂糖凝胶电泳图谱
1 ~ 4. 溪黄草 5 ~ 8. 线纹香茶菜 9 ~ 12. 纤花线纹香茶菜 13 ~ 16. 狭基线纹香茶菜 17 ~ 20. 长叶香茶菜
增,共筛选出 12 个扩增产物条带在 3 条以上,且重
复性好的引物。每条引物扩增出的 DNA 片段条带
为 3 ~ 6 个,片段大小为 100 bp ~ 2 500 bp(表 1)。
将筛选出的 12 个引物确定为有效引物。
表 1 溪黄草扩增的有效引物序列
引物编号 碱基序列 扩增的条带数
C6 GAACGGACTC 4
C10 TGTCTGGGTC 3
D18 GAGAGCCAAC 6
E14 TGCGGCTGAG 4
F20 GGTCTAGAGG 3
K3 CCAGCTTAGG 4
N13 AGCGTCACTC 3
S15 CAGTTCACCC 5
T14 AATGCCGCAG 5
T18 GATGCCAGAC 6
U17 ACCTGGGGAG 4
V8 ACGCCCAGGT 4
3. 3 品种间的 DNA 多态性分析 用筛选出的 12
个有效引物同时对 5 个溪黄草基原植物及 2 个药材
干品进行 PCR,5 个溪黄草基原植物共扩增出 106
条带,其中共有的条带有 13 条,多态性条带有 93
条,多态性比例为 87. 7%。其中,引物 C6,D18,
E14,F20,T14,U17,V8 扩增出的条带具有较好的多
态性,这 7 个引物可作为区别不同种的遗传标记
(图 2,3,4)。例如引物 C6,对溪黄草扩增出的 4 条
带,与其它 4 种均不相同;线纹香茶菜和狭基线纹香
茶菜、纤花线纹香茶菜的扩增条带相似,但狭基线纹
香茶菜在 2 100 bp 处各有一条特异性带,纤花线纹
香茶菜在 350 bp 处有一特异性条带,而与线纹香茶
菜区别开来(见图 2)。
溪黄草的 2 个药材样品未能扩增出清晰条带,
只有微弱的亮斑。
图 2 引物 C6(左)、V8(右)的 RAPD图谱
1 和 8. 溪黄草 2 和 9. 狭基线纹香茶菜 3 和 10. 线纹香
茶菜 4 和 11. 纤花线纹香茶菜 5 和 12. 长叶香茶菜
6 和 13. 市售药材 7. 100 bp Marker(从上至下依次为:
2 000 bp,1 600 bp,1 000 bp,750 bp,500 bp,250 bp,100 bp)
图 3 引物 T14(左)、D18(右)的 RAPD图谱
1 和 8. 溪黄草 2 和 9. 狭基线纹香茶菜 3 和 10. 线纹香
茶菜 4 和 11. 纤花线纹香茶菜 5 和 12. 长叶香茶菜
6 和 13. 市售药材 7. 100 bp Marker(从上至下依次为:
2 000 bp,1 600 bp,1 000 bp,750 bp,500 bp,250 bp,100 bp)
图 4 引物 N13(左)、F20(右)的 RAPD图谱
1 和 8. 溪黄草 2 和 9. 狭基线纹香茶菜 3 和 10. 线纹香
茶菜 4 和 11. 纤花线纹香茶菜 5 和 12. 长叶香茶菜
6 和 13. 市售药材 7. 100 bp Marker(从上至下依次为:
2 000 bp,1 600 bp,1 000 bp,750 bp,500 bp,250 bp,100 bp)
·0931· Journal of Chinese Medicinal Materials 第 35 卷第 9 期 2012 年 9 月
4 讨论
RAPD分子标记技术以操作简单、速度快、成本
低、灵敏度高等优点而广泛应用于植物学研究的各
个领域,但该技术也因为重复性差、对反应条件较为
敏感等不足而限制了其发展。本实验采用同一公司
的试剂盒进行基因组 DNA 的提取及随机引物的
PCR 扩增,严格控制反应条件,使实验中的模板
DNA浓度、引物浓度和 PCR 反应条件一致,实验结
果表现出较好的重复性,同时每次 PCR实验都做阴
性对照,以排除假阳性条带,从本实验的结果看,引
物 C6,D18,E14,F20,T14,U17,V8 的扩增结果表现
出良好的多态性,可作为溪黄草品种鉴定的分子标
记。从 RAPD图谱分析,5 种溪黄草基原植物中,溪
黄草和长叶香茶菜的图谱与其它 3 个之间的相似度
较小,而 3 个线纹香茶菜及变种之间的相似度较大,
这与形态分类学上的结论是一致的。
在 RAPD 实验中,高纯度、适宜浓度的 DNA 模
板是 PCR扩增良好的重要前提条件,本研究中同一
种植物的 4 个样品的提取结果有差异,用浓度低的
DNA模板扩增出来的条带数量少而且不清晰,因
此,实验挑选提取质量好的 DNA 做 PCR 的模板。
本实验同时对市售的溪黄草药材进行了实验,但是
由于提取的 DNA浓度太低,影响了 PCR 的结果,未
能扩增出预期的条带,因此,如何从干燥药材特别是
存放时间较长的药材中提取高质量的 DNA 用于
RAPD反应,还需进一步的深入研究。
参 考 文 献
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罗浮山药用植物资源及保护
贺握权1,廖建良2*
(1. 广东第二师范学院生物系,广东 广州 510303;2. 惠州学院生命科学系,广东 惠州 516015)
摘要 经调查,罗浮山共有药用植物 172 科 630 属 1042 种,含蕨类植物 35 科 53 属 110 种,裸子植物 9 科 16 属
19 种,被子植物 128 科 561 属 913 种;对其中具有特色的中草药作了重点介绍,并提出合理开发利用及保护建议。
关键词 罗浮山;药用植物;开发利用;保护
中图分类号:R282. 2 文献标识码:A 文章编号:1001-4454(2012)09-1391-06
收稿日期:2011-12-19
基金项目:广东省科技计划项目(20100301) ;惠州市科技计划项目(20110220)
作者简介:贺握权(1965-) ,男,副教授,研究方向:植物学;Tel:13902227609,E-mail:hewoq@ 163. com。
* 通讯作者:廖建良,Tel:0752-2121217,E-mail:liaojl@ hzu. edu. cn。
当前,随着工业的发展,环境污染不断加剧,人
类面临着越来越多疾病的困扰,因而人们对使用天
然药物防病治病和康复产生了浓厚的兴趣。药用植
物是指那些具有特殊的化学成分及生理作用,并有
医疗用途的植物,即中草药中的植物性药材。中草
药以其疗效好,副作用小,安全度大,既可防病治病,
又能强身延寿,已为越来越多的人们所赏识。近年
来,由于旅游业的迅速发展,致使大面积植被遭受破
坏、生态环境急剧恶化,加上无节制的采挖,野生药
用植物资源迅速减少。通过对罗浮山药用植物资源
进行调查和分析,弄清罗浮山的药用植物资源,旨在
为罗浮山药用植物资源的有效利用和保护提供依据。
1 研究方法
1. 1 研究区自然地理条件概况 罗浮山在 1985
年经广东省人民政府批准为省级自然保护区,该保
护区属森林生态类型的自然保护区,主要保护对象
为南亚热带常绿阔叶林、珍稀动植物、天然药用植物
等。罗浮山自然保护区位于北纬 23°15 ~ 23°22,
东经 113°57 ~ 114°4;广东东江之滨,离惠州市博
罗县城 35 公里,与增城、龙门两县接壤。该自然保
护区总面积 9828 多公顷,其山中峰峦耸立、主峰飞
云顶海拔 1281. 5 m,素有“岭南第一山”之称。该保
护区位于北回归线附近、处于热带北缘、属南亚热带
季风气候,雨量充沛、气候温暖、湿润,年平均温度为
·1931·Journal of Chinese Medicinal Materials 第 35 卷第 9 期 2012 年 9 月