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应用ITS2序列鉴定垂盆草及其混伪品



全 文 :2011 年 12 月 第 13 卷 第 12 期 中国现代中药 Modern Chinese Medicine Dec. 2011 Vol. 13 No. 12
质 量
△[基金项目] 高等学校博士学科点专项科研基金 (20091106120011)
[通讯作者] * 姚辉,Tel: (010)57833194,E-mail:scauyaoh@ sina. com,* 刘萍,Tel: (010)66936427,E-mail:liuping0707@
yahoo. com. cn
应用 ITS2 序列鉴定垂盆草及其混伪品

刘美子1,2,罗焜1,姚辉1* ,刘萍2*
(1. 中草药物质基础与资源利用教育部重点实验室,中国医学科学院 北京协和医学院
药用植物研究所,北京 100193;2. 中国人民解放军总医院,北京 100039)
[摘要] 目的:通过对药食同源植物垂盆草及其混伪品进行分子鉴定,以保证该植物的临床药效及食用安
全。方法:通过对样品 DNA 进行 PCR 扩增,获得 ITS2 基因片段,纯化后的 PCR 产物进行双向测序,运用
CodonCode Aligner进行序列的拼接、MEGA5. 0 软件进行序列分析并构建 K2P模型的 NJ树。结果:垂盆草与其混淆
品 ITS2 序列间存在明显变异,种内遗传距离小于种间遗传距离,从 NJ 树中可以明显看出不同来源垂盆草聚为一
支,与混伪品可以很好地区分。结论:ITS2 序列可有效地鉴别药用植物垂盆草及其混淆品,对中药鉴定具有潜在
的应用价值。
[关键词] 垂盆草;ITS2;混淆品;分子鉴定;景天科
垂盆草为景天科植物垂盆草 Sedum sarmentosum
Bunge的干燥全草,一般生长在山坡岩石石隙,山
沟边、河边湿润处。性凉,味甘、淡,具有利湿
退黄,清热解毒的功能,用于湿热黄疸,小便不
利,痈肿疮疡[1]。临床上常用于急慢性肝炎,迁
延性肝炎及癌症等,有保护肝细胞,降低血清谷
丙转氨酶的作用[2],其生物碱粗提物具有抗肝癌
细胞增殖的作用[3]。另外垂盆草新鲜植株的幼嫩
部分在某些地区可作为蔬菜食用,能够调节免疫
力[4-5],营养价值丰富。由于市场需求量的增多,
药材市场上常出现混用情况,影响了临床用药的
疗效及安全。主要有同为全草入药的其同属植物、
菊科植物鼠曲草 Gnaphalium affine D. Don、鹅不食
草 Centipeda minima(L. )A. Br. et Aschers、墨旱莲
Eclipta prostrasta L. 和 马 齿 苋 科 植 物 马 齿 苋
Portulaca oleracea L. 等[6-7]。
随着分子生物学的迅猛发展,像 RAPD、RFLP
和 SNP特异性变异位点等分子标记方法都相继应用
到中药鉴定领域中。而 DNA条形码是用短的、标准
的 DNA片段鉴定物种的新方法,在不同物种间具有
通用性。Chen等[8-9]通过大量的样本研究提出 ITS2
作为候选条形码可用于药用植物鉴定。本研究采用
ITS2 序列对药用植物垂盆草及其混淆品进行鉴别,
以建立快速准确鉴定垂盆草的分子方法,保证临床
用药的准确。
1 材料与方法
1. 1 材料
垂盆草及其混淆品鼠曲草、墨旱莲、鹅不食草、
马齿苋采自北京、四川、广西和福建等地,由中国
医学科学院药用植物研究所林余霖副研究员鉴定,
硅胶干燥保存。另从 GenBank 数据库下载垂盆草及
其混淆品的 ITS2 序列。材料信息见表 1。
表 1 研究所用材料信息表
中文名 拉丁名 来源 凭证标本号
GenBank
登录号
垂盆草 Sedum sarmentosum 北京 PS0575MT01 GQ434461
垂盆草 S. sarmentosum 四川成都 PS0575MT02 GQ434462
垂盆草 S. sarmentosum GenBank - AB088624
垂盆草 S. sarmentosum GenBank - EU592003
凹叶景天 S. emarginatum GenBank - EU592006
鼠曲草 Gnaphalium affine 福建莆田县 PS0684MT01 GQ434523
鼠曲草 G. affine GenBank - AY947409
鹅不食草 Centipeda minima 广西南宁 PS0620MT03 GQ434489
鹅不食草 C. minima 广西南宁 PS0620MT04 GQ434490
墨旱莲 Eclipta prostrasta 广西南宁 PS0651MT04 GQ434504
墨旱莲 E. prostrasta 北京 PS0651MT06 GQ434505
马齿苋 Portulaca oleracea 北京 PS0875MT01 GQ434589
马齿苋 P. oleracea GenBank - GQ478103
1. 2 方法
取硅胶干燥叶片 10 mg,采用植物基因组 DNA
·92·
DOI:10.13313/j.issn.1673-4890.2011.12.015
2011 年 12 月 第 13 卷 第 12 期 中国现代中药 Modern Chinese Medicine Dec. 2011 Vol. 13 No. 12
提取试剂盒(Tiangen Biotech Co. ,China)提取
DNA。ITS2 序列 PCR扩增反应体系、反应条件及测
序方法均参考 Chen 等研究[8]。数据分析的方法参
考刘美子等研究[10]。
2 结果
2. 1 序列峰图
垂盆草(标本号 PS0575MT02)的 ITS2 序列测序
峰图见图 1,序列长度为 219 bp,其中质量 QV≥20
的碱基为 218 bp,质量较好,含有 2 个 Poly A(≥5
个单碱基重复)和一个 Poly T 结构,GC 含量为
48. 9 %。
图 1 垂盆草 ITS2 测序峰图
2. 2 垂盆草种内序列比对
4 条垂盆草 ITS2 序列,比对后序列长度均为
219 bp,GC 含量为 48. 9 % ~ 50. 7 %,均值为
49. 8 %。有 6 处单碱基变异,为转换和颠换,分别
为在 22位点处 C-T 变异,39、47、85 位点处的 T-C
变异,25位点处的 C-A变异以及 95 位点处的 G-A变
异。垂盆草种内 ITS2 序列的平均 K2P 距离为
0. 013 9,最大 K2P距离为 0. 018 6。
2. 3 垂盆草及其混淆品的种间序列比对
研究所用的垂盆草及其混淆品共 13 个样品的
ITS2 片段序列的长度范围为 215 ~ 229 bp,GC 含量
范围为 44. 7 % ~ 65. 2 %。所有样品 ITS2 序列比对
后长度为 229 bp。从图 2 中可以看出序列变异位点
较多,为 177 个,其中信息位点为 163 个。垂盆草
与同属的混伪品凹叶景天的种间 K2P 距离的平均值
为 0. 260 6,最小 K2P距离为 0. 251 4,变异相对较
小。而垂盆草与其他不同科属的易混品种间 K2P 距
离的平均值为 0. 737 8,最小 K2P 距离为 0. 643 2,
变异较大。
图 2 垂盆草及其混伪品的种间序列对比
2. 4 垂盆草及其混淆品的 NJ树
从基于 ITS2 构建的 NJ 树图 3 可以看出,景天
属独立聚为一支,其中垂盆草不同来源个体均聚在
一起。菊科植物鼠曲草、鹅不食草和墨旱莲聚在一
起,其中鹅不食草和墨旱莲亲缘关系较近,聚为一
支。马齿苋单独聚为一支。从图 3 可以明显看出,
垂盆草能够很容易与其混淆品区分开。
3 讨论
垂盆草为景天科多年生的草本植物,除了其
在临床上的药用价值外,还可食用,具有降血压、
降血脂、保肝护肝等常见病的保健功能。作为药
食同源的植物,保证其药用及食用安全是非常重
要的。本研究选用 ITS2 作为条形码成功将垂盆草
与其混伪品鉴定开,从垂盆草的种内变异来看,4
条序列仅有6个变异位点,来自北京、成都及GenBank
的序列均没有显著差异。在 NJ 树中明显聚为一支。
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图 3 基于 ITS2 序列构建的垂盆草与其混伪品的 NJ树
而在垂盆草与混伪品的种间变异中,有 177 个变异
位点,种间遗传距离较大,其中垂盆草与同属的混
伪品凹叶景天的种间变异明显小于与其他不同科属
混伪品的种间变异,能够体现出亲缘关系的远近。
ITS2位于 nrITS 序列上,为转录间隔区,序列变
异较大,可用于属水平及种水平的研究。而同为 nrITS
序列上的 ITS1 的扩增效率和鉴定效率均不理想[11]。
ITS2序列长度大概为 250 bp左右,易于扩增且通用性
较强[8]。其本身序列长度较短,也适用于对中药材的
扩增[12-15],为中药鉴定领域开拓了新的思路。
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(收稿日期 2011-10-11)
Authentication of Sedum sarmentosum and Its Adulterants by Application of ITS2 Sequences
Liu Mei-zi1,2,Luo Kun1,Yao Hui1,Liu Ping2
(1. The Key Laboratory of Bioactive Substances and Resources Utilization of Chinese Herbal Medicine,Ministry of
Education,Institute of Medicinal Plant Development,Chinese Academy of Medical Sciences,Peking Union Medical
College,Beijing 100193,China;2. The General Hospital of Chinese People’s Liberation Army,Beijing 100093,China)
[Abstract] Objective:To identify medicinal and edible Sedum sarmentosum and its adulterants,and to secure the
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2011 年 12 月 第 13 卷 第 12 期 中国现代中药 Modern Chinese Medicine Dec. 2011 Vol. 13 No. 12
表 3 当归中阿魏酸含量测定结果
等级 组别 阿魏酸含量 /mg·g - 1
一等 未熏硫 1. 373 0
熏硫 0. 474 7
二等 未熏硫 1. 211 9
熏硫 0. 929 7
三等 未熏硫 1. 083 3
熏硫 0. 809 6
四等 未熏硫 0. 935 5
熏硫 0. 699 1
五等 未熏硫 1. 018 9
熏硫 0. 675 8
3 结果与讨论
3. 1 结果
从上述实验结果可以看出,不同等级的当归硫
熏前后阿魏酸的含量明显下降,其中一等当归阿魏
酸含量下降 65 %,二等当归含量下降 23 %,三等
当归含量下降 25 %,四等当归含量下降 25 %,五
等当归含量下降 33 %。
3. 2 讨论
实验结果表明,采用硫熏加工后的当归,其活
性成分之一阿魏酸的损失较大,且熏蒸后的药材中
残留的二氧化硫对人体有害[4],在今后的产地加工
过程中应该对中药材严格控制硫熏,保证药材质量,
确保临床疗效。硫熏使阿魏酸含量下降的机理,

待进一步研究。
目前市场流通的全归等级一般分为大中小三等,
《76 种药材商品规格标准》是根据药材质量的高低
来划分等级,包含了品别、规格、等级 3 个方面的
标准[5]。近年来由于药材商品市场的变化和 《中国
药典》的不断更新,《76 种药材商品规格标准》已
不能完全满足现在市场的需求[6]。从实验结果看
出,五等未熏硫当归中阿魏酸含量比四等未熏硫当
归含量高,说明按照《76 种药材商品规格标准》划
分当归等级的方法欠妥。
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(收稿日期 2011-11-10)
Effect of Sulphur Fumigation on the Contents of Ferulic Acid in Angelicae Sinensis Radix of Different Levels
LI Cheng-yi1,WANG Yan-hui1,LI Shuo1,ZHOU Hai-yan2,WANG Ming-wei1
(1. Gansu College of Traditional Chinese Medicine,Lanzhou 730000,China;2. China National Corp.
of Traditional & Herbal Medicine,Beijing 102600,China)
[Abstract] Objective:To study the effect of sulphur fumigation on the contents of ferulic acid in Angelicae
Sinensis Radix. Methods:The content of ferulic acid was determined by HPLC. Results:The contents of ferulic acid
decreased obviously after sulphur fumed. Conclusion:For the peoples health,sulphur fumigation should be controlled,
because it has bad effect to the quality of Angelicae Sinensis Radix.
[Key words] Angelica Sinensis Radix;Sulphur fumigation;Ferulic acid;
檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿
HPLC
(上接第 31 页)
clinical efficacy and edible safety of this plant. Methods:The PCR technique was performed to obtain the ITS2 regions
and the purified PCR products were sequenced bi-directionally. Sequences were assembled by the CodonCode Aligner
and analysed by MEGA5. 0. The neighbor-joining phylogenetic tree was constructed based on the Kimura 2-parameter
model. Results:The ITS2 regions of S. sarmentosum exhibited obvious difference with those of the adulterants. The
intraspecific variation was less than interspecific genetic distance. All samples of S. sarmentosum showed monophyletic on NJ
tree,and distinguished from its adulterants. Conclusion:ITS2 can be used as a effective marker for identifying
S. sarmentosum and its adulterants,and it has a potential applications in the identification of traditional Chinese medicine.
[Key words] Sedum sarmentosum;ITS2;Adulterants;Molecular identification;Crassulaceae
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