全 文 ：植物学报 Chinese Bulletin of Botany 2014, 49 (6): 710–719, www.chinbullbotany.com
doi: 10.3724/SP.J.1259.2014.00710
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收稿日期: 2013-10-18; 接受日期: 2014-01-10
基金项目: 国家自然科学基金(No.81274013, No.8130069)和国家自然科学基金重点项目(No.81130069)
* 通讯作者。E-mail: lfhuang@implad.ac.cn
基于DNA条形码的半夏属及其伪品分子鉴别
郑司浩, 魏文龙, 任伟光, 黄林芳*
中国医学科学院, 北京协和医学院药用植物研究所, 北京 100193
摘要 利用DNA条形码技术对半夏属及其伪品进行分子鉴定, 研究半夏属药用植物鉴定的新方法。该实验使用matK序列对
半夏(Pinellia ternata)及其伪品进行扩增测序, 结合GenBank数据库数据, 分析ITS、ITS2、psbA-trnH、rbcL和matK各序
列的种内与种间变异及barcoding gap, 并采用最近距离法(nearest distance)和相似性搜索算法(BLAST1)评价不同序列的
鉴定能力。结果显示, matK序列的种间变异最大, rbcL序列的种内变异最小; rbcL序列的种内和种间遗传变异重叠比例最小,
其次为matK序列; 各序列的Neighbor Joining树均可明显地将不同种分开。实验结果表明, 利用DNA条形码能够准确地鉴
别半夏属药用植物及其伪品, matK和rbcL序列为鉴别半夏属及其伪品的较理想条形码组合。该研究为半夏属植物的分子鉴
别提供了科学依据与新的思路。
关键词 半夏属, 伪品, DNA条形码, 分子鉴别
郑司浩, 魏文龙, 任伟光, 黄林芳 (2014). 基于DNA条形码的半夏属及其伪品分子鉴别. 植物学报 49, 710–719.
半夏为天南星科半夏属(Pinellia)植物半夏(Pinel-
lia ternata)的干燥块茎(收载于《中国药典》2010版),
具燥湿化痰、降逆止呕和消痞散结之功效, 多用于治
疗痰多咳喘、痰饮眩悸、风痰眩晕、痰厥头痛和呕吐
反胃等症。半夏属在世界分布有9种, 中国分布有5种,
为石蜘蛛(P. integrifolia)、滴水珠(P. cordata)、盾叶
半夏(P. peltata)、半夏和虎掌(P. pedatisecta)。半夏
属下各种均为有毒植物, 由于临床应用广泛, 中药正
品半夏在药材市场和配伍使用时常出现同属或同科
伪品混用情况, 给鉴定工作增加难度。传统的半夏鉴
定方法, 如形态鉴别、显微鉴别和理化鉴别等均存在
主观性强, 或稳定性与重复性差等方面的不足, 不能
准确地鉴别药用植物及其伪品(吴皓等, 2003; 冯成
强等, 2005; 吴荔芬和郑俊平, 2008)。分子标记等生
物技术对半夏及其伪品的鉴定已有研究基础(成玉等,
2006; 张君毅等, 2006; 陈果等, 2009; 欧阳钟鸣等,
2012; 郑丹书等, 2013; Liu et al., 2013)。DNA条形
码作为新一代分子标记技术, 具有操作简便和准确性
高等优势, 可以迅速并准确地鉴别物种(陈士林等,
2009, 2011)。本研究通过利用ITS2、ITS、psbA-trnH、
matK和rbcL五条常用条形码序列对半夏属植物进行
鉴定, 分析不同序列对半夏属植物的鉴定能力, 为半
夏属植物分子鉴定方法的建立提供依据与参考。
1 材料与方法
1.1 材料
实验所用材料半夏(Pinellia ternata (Thunb.) Breit.)
与天南星(Arisaema erubescens (Wall.) Schott)采自
陕西、湖南和北京等地(表1)。经中国医学科学院药用
植物研究所林余霖教授鉴定, 凭证标本保存于中国医
学科学院药用植物研究所。
1.2 方法
1.2.1 DNA提取
取干燥样品约30 mg, 用球磨仪(Retsch MM400, Ger-
many)加入两粒小钢珠以1 800次/分钟研磨2分钟,
使用天根植物基因组DNA提取试剂盒提取样品总
DNA。具体操作步骤如下: (1) 研磨后将样品放入2.0
EP管中, 加入缓冲液GP1(65°C提前预热)700 μL、巯
基乙醇1 μL, 65°C水浴1小时; (2) 水浴后加入700 μL
氯仿:异戊醇(24:1, v/v)混合液, 混匀后10 625 ×g离心

·技术方法·
郑司浩等: 基于 DNA条形码的半夏属及其伪品分子鉴别 711

表1 半夏及其伪品样品信息
Table 1 The source of samples for Pinellia ternata and adulterants
Experiment number Latin name Collection time Collection sites
BX1 Pinellia ternata 2012-07-06 Danfeng, Shanxi
BX2 P. ternata 2012-07-06 Danfeng, Shanxi
BX3 P. ternata 2012-07-06 Danfeng, Shanxi
BX4 P. ternata 2012-07-06 Danfeng, Shanxi
BX5 P. ternata 2012-07-06 Danfeng, Shanxi
BX6 P. ternata 2012-07-09 Foping, Shanxi
BX7 P. ternata 2012-07-09 Foping, Shanxi
BX8 P. ternata 2012-07-09 Foping, Shanxi
BX9 P. ternata 2012-07-09 Foping, Shanxi
BX10 P. ternata 2012-07-09 Foping, Shanxi
BX11 P. ternata 2012-07-20 Xiangshan, Beijing
T1 Arisaema erubescens 2012-07-07 Shangnan, Shanxi
T2 A. erubescens 2012-07-07 Shangnan, Shanxi
T3 A. erubescens 2012-07-07 Shangnan, Shanxi
T4 A. erubescens 2012-07-07 Shangnan, Shanxi
T5 A. erubescens 2012-07-07 Shangnan, Shanxi
T6 A. erubescens 2012-06-09 Sangzhi, Hunan
T7 A. erubescens 2012-06-09 Sangzhi, Hunan
T8 A. erubescens 2012-06-09 Sangzhi, Hunan
T9 A. erubescens 2012-06-09 Sangzhi, Hunan
T10 A. erubescens 2012-08-22 Yangtaishan, Beijing
T11 A. erubescens 2012-08-22 Yangtaishan, Beijing
T12 A. erubescens 2012-08-22 Yangtaishan, Beijing


5分钟; (3) 取上清液, 加入700 μL异丙醇, 混匀(15–
20分钟); (4) 分装过吸附柱, 10 625 ×g离心40秒; (5)
弃废液, 加缓冲液GD 500 μL, 10 625 ×g离心40秒;
(6) 弃废液, 加漂洗液PW 700 μL, 10 625 ×g离心40
秒; (7) 弃废液, 加漂洗液PW 500 μL, 10 625 ×g离
心40秒; (8) 弃废液, 空管离心2分钟, 室温风干后加
入100 μLddH2O洗脱DNA, 10 625 ×g离心2分钟, 即
得样品总DNA模板, 于−20°C保存备用。

1.2.2 PCR扩增和电泳检测
PCR反应体系总体积为25 μL, 其中包含 : 2×Taq
PCR Mix 12.5 μL, DNA模板2 μL, ddH2O 8.5 μL, 引
物matK KIM_3F/1R各1 μL。引物序列: 正向3F为
5′-CGTACAGTACTTTTGTGTTTACGAG-3′; 反向1R
为5′-ACCCAGTCCATCTGGAAATCTTGGTTC-3′。
扩增程序为: 94°C变性1分钟; 94°C30秒, 52°C20秒,
72°C50秒, 35个循环; 72°C延伸5分钟。扩增产物用
1%琼脂糖凝胶电泳检测, 凝胶成像分析系统分析。

1.2.3 PCR产物测序及序列数据处理
使用ABI3730XL测序仪(Applied Biosystems Co.,
USA)直接对PCR产物进行双向测序。利用序列拼接
软件CodonCode Aligner V3.7.1对测序峰图文件进
行拼接 , 去除引物区及低质量序列。使用Clustal
(MEGA 5.0)软件对拼接后的序列进行比对分析。为了
在大数据量的基础上分析条形码对半夏属的鉴别能
力, 我们从GenBank数据库中搜集并下载半夏属及
其伪品的ITS2、ITS、psbA-trnH、rbcL和matK 序列
共140条(表2), 整合处理后结合样品序列, 并运用
MEGA 5.0建立Neighbor Joining(NJ)树, 分析半夏属
及其伪品的亲缘关系。采用Perl语言统计不同序列种
内及种间遗传距离的分布频度和barcoding gap; 运
用相似性搜索算法 (BLAST1)和最近距离法 (K2P
nearest distance)考察各序列的鉴定成功率(Ross
712 植物学报 49(6) 2014

表2 不同序列的GenBank登录号
Table 2 GenBank accession number of different barcodes
Barcode Latin name Accession number
ITS Arisaema amurense FJ980445
A. erubescens JF975892, JF975893, JF975894, JF975895,
JF975896 and JF975897
A. heterophyllum FJ980446
Pinellia cordata AF469039
P. integrifolia AF469033
P. pedatisecta AF469040
P. peltata AF469034
P. ternata AF469036
Typhonium divaricatum HM362769
P. tripartita AF469037
P. polyphylla AF469035
P. yaoluopingensis AF469038
ITS2 A. amurense GQ434867
A. heterophyllum GQ434868
psbA-trnH A. erubescens JN043992 and JN043993
A. heterophyllum JN043996 and JN043997
P. pedatisecta GQ435384
P. ternata JF828146, JF828147 and JF828148
T. giganteum GQ435382 and GQ435383
P. polyphylla JF828145
matK A. amurense GQ434305, JN090113 and KC466571
A. heterophyllum KC466574, GQ434306, JN090114, JN090115,
JN090116, JF953252, JF953253 and JF953254
A. erubescens JN090121, JN090122, JN090123, JN090124,
JF953245, JF953246, JF953247, JF953248,
JF953249, JN090120 and GQ434310
P. peltata JF828128
P. pedatisecta AM920629, EU193588, GQ434254, JN090076,
JN090077, JN090078, JN090079, JN090080,
JN090081, EU886503 and EU193589
P. ternata JN090060, JN090061, JN090062, JN090063
and JF828130
T. giganteum EU886536, EU193592, GQ434253, JN090074
and JN090075
T. flagelliforme EU886556, JN090095, JN090096 and JN090097
P. polyphylla JF828127, JF828126 and JF828125
P. fujianensis JF828129
rbcL A. amurense DQ859161, GQ436774, JN089989, JN090030
and KC466583
A. erubescens GQ436779, JF940887, JF940888, JF940889,
JF940890, JF940891, JF940892, JN090037,
JN090038, JN090039, JN090040 and JN090041
A. heterophyllum GQ436775, JF940897, JF940898, JF940899,
JN090031, JN090032, JN090033 and KC466586
P. cordata JQ237201
P. pedatisecta AM905807, EU193197, GQ436691, JN089992,

郑司浩等: 基于 DNA条形码的半夏属及其伪品分子鉴别 713

表2 (续) Table 2 (continued)
Barcode Latin name Accession number
JN089993, JN089994, JN089995, JN089996
and JN089997
P. peltata JF828109 and JQ237202
P. ternata EU193198, GQ436686, JN089974, JN089975,
JN089976, JN089977, JN089978 and JQ237203
T. divaricatum JX011628 and JX011629
T. flagelliforme JN090012, JN090013 and JN090014
T. giganteum EU193201, GQ436690, JN089990 and JN089991
P. fujianensis JF828110
P. polyphylla JF828106, JF828107 and JF828108


et al., 2008)。
2 结果与讨论
2.1 序列信息及鉴定成功率
各序列的长度、数量、GC含量、遗传距离和鉴定成
功率信息见表3。从表3可以看出, 5条序列长度介于
243–751 bp之间。其中ITS2最短, 为243–245 bp,
matK相对较长, 为714–751 bp。ITS2数量最少, 只有
2条, matK数量最多, 有75条。各序列平均GC含量各
不相同, ITS最大, 为63.83%, ITS与ITS2相近。psbA-
trnH平均遗传距离最大, 为0.617 3, 其次是matK序
列, 为0.410 3, rbcL序列最小, 为0.099 2。
鉴定成功率是比较不同序列对物种鉴别能力的
重要指标之一。采用BLAST1方法分析显示, ITS2与
psbA-trnH序列由于数量少, 鉴定成功率均为100%,
matK序列相对较低, 为26.67%。K2P nearest dis-
tance方法分析显示, rbcL序列鉴定成功率为43.10%,
matK序列为88.00%, 其它序列皆为100%。综合比较
可以看出, ITS2和ITS与psbA-trnH序列的鉴定效率较
高, 但在实际操作过程中, 其提取扩增较困难, 序列
数量较少; matK序列在数量多的情况下, 遗传距离较
大, 鉴定成功率较高, 较适合作为鉴别半夏属植物及
其伪品的条形码序列。
2.2 不同序列种内及种间差异分析
本研究从种间变异、平均种间变异、种间最小变异、
种内变异、平均种内变异和种内最大变异6个方面对
半夏属及其伪品进行了序列变异分析(Meyer and
Paulay, 2005; 朱英杰等, 2010; 罗焜等, 2010)(表
4)。ITS2序列由于只有2条, 故在后续的数据分析中
并未列出。从表4可以看出, 平均种内变异(all-intra-
specific distance)rbcL序列最小, 为0.003 3, matK序
列最大, 为0.403 8; 平均种间变异(all inter-specific
distance)matK序列最大, 为0.415 2, rbcL序列最小,
为0.048 2; 种内最大变异(coalescent depth)rbcL序


表3 不同序列信息及鉴定效率
Table 3 Identification efficiency and information of sequences
Markers ITS2 ITS psbA-trnH rbcL matK
Length range (bp) 243–245 737–741 527–577 503–506 714–751
Number of sequences 2 17 11 58 75
GC content in average (%) 62.29 63.83 18.10 44.15 32.25
Genetic distance Maximum 0.133 1 0.327 9 1.113 9 1.364 2 0.968 4
Minimum 0.133 1 0.000 0 0.017 7 0.000 0 0.000 0
Average 0.133 1 0.169 0 0.617 3 0.099 2 0.410 3
Identification efficiency (%) BLAST 1 100 82.35 100 3.45 26.67
Nearest distance 100 100 100 43.10 88.00

714 植物学报 49(6) 2014

表4 不同序列种内及种间变异分析
Table 4 Analysis of intra and inter-specific variation of different barcodes
Markers ITS psbA-trnH rbcL matK
Theta 0.008 2±0.000 0 0.145 8±0.137 9 0.007 8±0.020 6 0.131 7±0.237 3
Coalescent depth 0.021 5±0.000 0 0.158 2±0.156 2 0.012 1±0.030 8 0.256 4±0.462 1
All intra-specific distance 0.008 2±0.007 9 0.193 4±0.132 7 0.003 3±0.010 6 0.403 8±0.483 2
Theta prime 0.077 0±0.023 2 0.208 1±0.073 2 0.212 2±0.453 3 0.207 6±0.244 7
Minimum inter-specific distance 0.058 5±0.028 8 0.130 6±0.125 1 0.150 4±0.436 2 0.009 1±0.009 6
All inter-specific distance 0.083 0±0.028 1 0.197 4±0.098 6 0.048 2±0.228 6 0.415 2±0.479 8


图1 不同序列种内与种间变异的分布频度
(A) ITS; (B) psbA-trnH; (C) rbcL; (D) matK

Figure 1 Relative distribution of inter-specific divergence and intra-specific variation of different barcodes
(A) ITS; (B) psbA-trnH; (C) rbcL; (D) matK

列最小, 为0.012 1; 种间最小变异(minimum inter-
specific distance)matK序列最小, 为0.009 1。Meyer
和Paulay(2005)在对DNA条形码数据分析方法研究
时指出, 大样本量能更好地反映条形码的鉴定能力。
理想的条形码序列需具有明显的种间变异, 足够小的
种内变异, 种间最小变异要远大于种内最大变异。本
研究的4条序列中, rbcL序列种间最小变异大于种内
最大变异, 是较理想的序列。同时, matK比ITS序列具
郑司浩等: 基于 DNA条形码的半夏属及其伪品分子鉴别 715




图2

Figure 2
716 植物学报 49(6) 2014



图2 不同序列的NJ树分析
(A) matK; (B) rbcL; (C) ITS; (D) psbA-trnH

Figure 2 Analysis of NJ tree in different barcodes
(A) matK; (B) rbcL; (C) ITS; (D) psbA-trnH
郑司浩等: 基于 DNA条形码的半夏属及其伪品分子鉴别 717

有更明显的种间变异, 可以很好地鉴别不同物种, 而
rbcL序列尽管平均种间变异最小, 但其种内变异最
小。综合分析可知, matK与rbcL序列组合使用可更好
地鉴别半夏属下各种及其伪品。
2.3 不同序列barcoding gap检验
Barcoding gap是指理想的条形码种间与种内遗传变
异之间由于显著差异形成的间隔区(Meyer and Pau-
lay, 2005; Lahaye et al., 2008)。图1显示, rbcL序列
重叠区域最小, 易于鉴别同属的相似种。各序列均无
明显的barcoding gap。但相比较而言, matK较其它序
列间隔区要大, 易于鉴别不同物种。
2.4 NJ树分析
基于K2P距离建立不同序列的NJ树, 以分析不同物
种间关系的远近, 并鉴别物种。由图2可以看出, ITS、
psbA-trnH、matK和rbcL序列均可将不同物种分为不
同分支, NJ树可直观地展现不同序列的物种鉴别情
况。
2.5 讨论
半夏属植物辛温有毒, 对眼、咽喉和肠胃等黏膜有强
烈的刺激, 药用时须经过炮制以减低毒性及缓和药
性。《中国药典》(2010版)只收录半夏为正品半夏药
材来源, 但在日常临床使用以及商品药材流通时常混
有一些同属伪品, 如掌叶半夏(P. pedatisecta)、滴水
珠、盾叶半夏和石蜘蛛等, 以及犁头尖属植物水半夏
(Typhonium flagelliforme)、犁头尖(T. divaricatum)
和独角莲(T. giganteum)等。在临床药理研究中, 半夏
有止咳祛痰、镇吐、抗癌、抗生育、抗早孕、抗心律
失常和抗实验性胃溃疡等活性(蔡世珍等, 2004)。市
场出现混用情况以及需求量的不断增加给半夏的用
药安全带来隐患, 因此, 对半夏属植物及其伪品鉴别
具有重要的现实意义。
半夏属植物传统的鉴别方法有性状鉴别、横切面
显微鉴别、粉末显微鉴别、紫外光谱鉴别、红外光谱
法、薄层色谱鉴别、高效液相色谱法和分子鉴定等(孙
素琴等, 2004; 黄亚芳, 2005; 许卫锋等, 2007; 刘福
燕等, 2010; 郑丹书等, 2013)。随着分子生物学的发
展, DNA条形码作为一种新的分子标记技术已逐渐应
用于植物, 特别是药用植物的鉴别研究(Yip et al.,
2007; Sucher and Carles, 2008; Chen et al., 2010)。
到目前为止, 研究者虽然提出了很多鉴定方案, 但并
未找到一条理想序列可以作为鉴别植物的通用条形
码(Kress et al., 2005; Ning et al., 2008; CBOL Plant
Working Group, 2009; 闫化学和于杰, 2010; 任保青
和陈之端, 2010; 王柯等, 2011)。半夏属作为常用药
用植物, 有必要对其DNA条形码鉴别作进一步研究。
本研究比较分析了5条条形码序列—— ITS、
ITS2、psbA-trnH、rbcL和matK, 对半夏属植物及其
伪品的鉴别情况。结果表明, DNA条形码序列能够准
确鉴别半夏属植物及其伪品。5条序列中, 数量较少
的各序列鉴定效率均较高。种内及种间变异方面 ,
rbcL具有较小的种内变异, 但种间变异也较小; matK
具有较大的种间变异, 但种内变异相对较大。在检验
不同序列的barcoding gap时, 虽然各序列均无明显
的间隔区, 但matK较其它序列间隔区要大, 易于鉴
别不同物种; 而rbcL序列种内与种间交叉最小, 易于
鉴别同属的相似种。NJ树分析均可将各物种区分开
来, 且差异显著。
综上所述, DNA条形码技术可以准确地鉴别半夏
属植物及其伪品, 且matK与rbcL序列组合使用可以
增加鉴定的准确性和通用性。
参考文献
蔡世珍, 邹忠梅, 徐丽珍, 杨世林 (2004). 半夏属药用植物的
研究进展. 国外医学中医中药分册 26, 17–24.
陈果, 白权, 王朝莉, 任碧轩, 康恩洁, 冯莉, 敬保迁, 胡为民
(2009). 半夏、水半夏RAPD分析及构建特异DNA探针. 中
药材 32, 1374–1375.
陈士林, 庞晓慧, 姚辉, 韩建萍, 罗焜 (2011). 中药DNA条形
码鉴定体系及研究方向. 世界科学技术-中医药现代化 13,
747–754.
陈士林, 宋经元, 姚辉, 石林春, 罗焜, 韩建萍 (2009). 药用
植物DNA条形码鉴定策略及关键技术分析. 中国天然药物
7, 322–327.
成玉, 陈成斌, 薛梅, 陈力 (2006). 应用AFLP技术探讨半夏
属五个种的亲缘关系. 云南植物研究 28, 559–564.
冯成强, 张义玲, 张文生, 孟繁蕴, 韩建萍, 崔光红, 黄璐琦
(2005). 半夏及其混淆品掌叶半夏的蛋白高效毛细管电泳
法鉴别. 世界科学技术-中医药现代化 7, 42–45.
黄亚芳 (2005). 半夏与混淆品水半夏的鉴别. 海峡药学 17(3),
94.
718 植物学报 49(6) 2014

刘福燕, 吴皓, 熊玥 (2010). 半夏药材质量标准研究进展. 现
代中药研究与实践 24, 68–70.
罗焜, 陈士林, 陈科力, 宋经元, 姚辉, 马新业, 朱英杰, 庞晓
慧, 余华, 李西文, 刘震 (2010). 基于芸香科的植物通用
DNA条形码研究. 中国科学: 生命科学 40, 342–351.
欧阳钟鸣, 赵静, 彭正松, 杨在君, 魏淑红 (2012). 中国半夏
属植物亲缘关系的SRAP分析. 植物科学学报 30, 116–
121.
任保青, 陈之端 (2010). 植物DNA条形码技术. 植物学报 45,
1–12.
孙素琴, 周群, 刘军, 黄昊 (2004). 真伪半夏二维相关红外光
谱法的鉴别研究. 光谱学与光谱分析 24, 427–430.
王柯, 陈科力, 刘震, 陈士林 (2011). 锦葵科植物DNA条形码
通用序列的筛选. 植物学报 46, 276–284.
吴皓, 李伟, 张科卫, 何凌云, 卢丹, 崔小兵 (2003). 半夏药
材鉴别成分的研究. 中国中药杂志 28, 836–839.
吴荔芬, 郑俊平 (2008). 半夏与混淆品山珠半夏的鉴别. 海峡
药学 20(5), 71.
许卫锋, 张保国, 李勉, 刘广河 (2007). 紫外光谱组法鉴别半
夏与水半夏. 时珍国医国药 18, 1191–1192.
闫化学, 于杰 (2010). DNA条形码技术在植物中的研究现状.
植物学报 45, 102–108.
张君毅, 郭巧生, 吴丽伟, 杭悦宇 (2006). 我国不同地区半夏
rDNA序列分析. 中国中药杂志 31, 1768–1772.
郑丹书, 张君毅, 郭巧生 (2013). 半夏及近缘种叶绿体非编
码区序列分析. 中草药 44, 881–886.
朱英杰, 陈士林, 姚辉, 谭睿, 宋经元, 罗焜, 鲁静 (2010). 重
楼属药用植物DNA条形码鉴定研究. 药学学报 45, 376–382.
CBOL Plant Working Group (2009). A DNA barcode for
land plants. Proc Natl Acad Sci USA 106, 12794−12797.
Chen SL, Yao H, Han JP, Liu C, Song JY, Shi LC, Zhu YJ,
Ma XY, Gao T, Pang XH, Luo K, Li Y, Li XW, Jia XC, Lin
YL, Leon C (2010). Validation of the ITS2 region as a
novel DNA barcode for identifying medicinal plant spe-
cies. PLoS One 5, e8613.
Kress WJ, Wurdack KJ, Zimmer EA, Weigt LA, Janzen
DH (2005). Use of DNA barcodes to identify flowering
plants. Proc Natl Acad Sci USA 102, 8369−8374.
Lahaye R, van der Bank M, Bogarin D, Warner J, Pupulin
F, Gigot G, Maurin O, Duthoit S, Barraclough TG, Sav-
olainen V (2008). DNA barcoding the floras of biodiversity
hotspots. Proc Natl Acad Sci USA 105, 2923−2928.
Liu YJ, Newmaster SG, Wu XJ, Liu Y, Ragupathy S,
Motley T, Long CL (2013). Pinellia hunanensis (Ara-
ceae), a new species supported by morphometric analysis
and DNA barcoding. Phytotaxa 130, 1−13.
Meyer CP, Paulay G (2005). DNA barcoding: error rates
based on comprehensive sampling. PLoS Biol 3, e422.
Ning SP, Yan HF, Gang H, Ge XJ (2008). Current advances of
DNA barcoding study in plants. Biodivers Sci 16, 417−425.
Ross HA, Murugan S, Li WLS (2008). Testing the reliability
of genetic methods of species identification via simulation.
Syst Biol 57, 216−230.
Sucher NJ, Carles MC (2008). Genome-based approaches
to the authentication of medicinal plants. Planta Med 74,
603−623.
Yip PY, Chau CF, Mak CY, Kwan HS (2007). DNA methods
for identification of Chinese medicinal materials. Chin Med
2, 9−9.

郑司浩等: 基于 DNA条形码的半夏属及其伪品分子鉴别 719

Molecular Identification of the Species of Pinellia and Its
Adulterants by DNA Barcoding
Sihao Zheng, Wenlong Wei, Weiguang Ren, Linfang Huang*
Institute of Medicinal Plant Development, Peking Union Medical College, Chinese Academy of Medical Sciences,
Beijing 100193, China
Abstract We used DNA barcoding to identify the species of Pinellia and its adulterants, to authenticate medicinal plants
of Pinellia. In this study, the matK region was amplified and sequenced for Pinellia ternata and its adulterants. The in-
traspecific and interspecific variation and barcoding gap were analyzed for ITS, ITS2, psbA-trnH, rbcL, matK region com-
bined with GenBank database information, and the identification efficiency was evaluated based on Nearest Distance and
BLAST1 methods. The results shown that matK region had the largest interspecific variation, and the rbcL region owned
the smallest intraspecific variation. The rbcL region possessed the smallest overlap of intra- and interspecific genetic
variation, followed by the matK region. Neighbor-joining tree of regions could divide species obviously. In conclusion, DNA
barcoding could be used to accurately identify medicinal plants of Pinellia and its adulterants. The region of matK and rbcL
was the ideal barcode combination for identifying the species of Pinellia and its adulterants.
Key words Pinellia, adulterants, DNA barcoding, molecular identification
Zheng SH, Wei WL, Ren WG, Huang LF (2014). Molecular identification of the species of Pinellia and its adulterants by
DNA barcoding. Chin Bull Bot 49, 710–719.
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* Author for correspondence. E-mail: lfhuang@implad.ac.cn
(责任编辑: 孙冬花)