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Phylogenetic and mutation point analysis of DNA barcoding sequences in Solanum nigrum

基于DNA条形码的龙葵系统发育及变异位点分析



全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47 卷 第 1 期 2016 年 1 月

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• 药材与资源 •
基于 DNA 条形码的龙葵系统发育及变异位点分析
高 飞 1, 2,李彤彤 1,汤玲平 1,王向军 1, 2,林莉燕 1,钱永常 1, 2*
1. 浙江农林大学中药学院,浙江 临安 311300
2. 浙江农林大学亚热带森林培育国家重点实验室培育基地,浙江 临安 311300
摘 要:目的 对来自主要龙葵产区龙葵种质资源的转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)和 trnH-psbA 基因间隔区
序列进行系统发育学分析,为龙葵资源的合理利用和道地性评价提供理论基础。方法 用聚合酶链式反应(polymerase chain
reaction,PCR)的方法扩增龙葵 ITS 区和 trnH-psbA 的 DNA 序列,并与美国国家生物技术信息中心(NCBI)数据库进行比
对获取 ITS1+ITS2 和 trnH-psbA 的 DNA 序列。用邻接法(Neighbor joining,NJ)和最大简约法(maximum parsimony,MP)
构建系统发育树,用 Kimura two-parameter(K2-P)模型分析遗传距离,用 Clustal X 和 DNAman 软件进行多重比对。结果 17
个龙葵样品的 ITS1 序列长度均为 230 bp,ITS2 序列长度均为 206 bp,trnH-psbA 序列长度为 446 bp 或 447 bp,3 个序列分
别存在 7 个、2 个和 3 个变异位点。系统发育的方法将中国龙葵种质资源聚为 3 个类群,这些类群与其所处的纬度存在一定
的相关性。遗传距离的分析结果显示来自广东梅州的样品与来自北京和河北等地的样品存在最大的遗传距离。结论 系统发
育和变异位点的分析为中国龙葵资源的利用和进化研究,以及龙葵资源的道地性评价提供了理论基础,变异位点的分析还可
应用于相关种质资源的鉴定。
关键词:龙葵;ITS;trnH-psbA;系统发育;道地性
中图分类号:R282.12 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2016)01 - 0114 - 08
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2016.01.018
Phylogenetic and mutation point analysis of DNA barcoding sequences in
Solanum nigrum
GAO Fei1, 2, LI Tong-tong1, TANG Ling-ping1, WANG Xiang-jun1, 2, LIN Li-yan1, QIAN Yong-chang1, 2
1. Department of Traditional Chinese Medicine, Zhejiang A&F University, Lin’an 311300, China
2. The Nurturing Station for the State Key Laboratory of Subtropical Silviculture, Zhejiang A&F University, Lin’an 311300, China
Abstract: Objective In this study, phylogenetic analysis was used to compare the ITSs and trnH-psbA sequences of 17 Solanum
nigrum samples, providing the theoretic foundation to utilize their resources and evaluate their genuineness. Methods PCR method
was used to amplify the region of ITS and trnH-psbA, and the seqeucens of ITS1 + ITS2 and trnH-psbA were obtained after the
amplified fragment sequences were blasted in NCBI database. The Neighbor joining (NJ) and maximum parsimony (MP) method were
used to construct phylogenetic trees and Kimura two-parameter (K2-P) model was used to calculate the genetic distance of different
samples. Clustal X and DNAman softwares were applied for multi-alignment of ITS1, ITS2, and trnH-psbA sequences from different
samples. Results The lengths of ITS1 and ITS2 sequences from 17 samples were 230 and 206 bp, respectively, and trnH-psbA
sequences were 446 or 447 bp. ITS1, ITS2, and trnH-psbA had seven, two, and three mutation points, respectively. These 17 samples
were clustered to three latitude-dependent groups based on both ITS1 + ITS2 and trnH-psbA sequences. Conclusion Phylogenetic and
mutation point analysis will provide the theoretic foundation to utilize the resources of Chinese S. nigrum, investigate their evolution,
and evaluate their genuineness. The results of mutation point will also be used in the identification of related S. nigrum resources.
Key words: Solanum nigrum L.; ITS; trnH-psbA; phylogenetics; genuineness

龙葵 Solanum nigrum L. 属茄科(Solanaceae)
茄属 Solanum L.,一年至多年生草本植物,又名苦
菜、苦葵等,为中国传统中药,全国各省区均有一
定的分布。龙葵以全草入药,性寒、味苦、微甘,

收稿日期:2015-08-16
基金项目:浙江省自然科学基金资助项目(LQ14H280007);浙江农林大学科研发展基金(2012FR017)
作者简介:高 飞(1981—),男,主要从事天然产物中抗肿瘤活性因子的筛选工作。E-mail: gfei1981@live.com
*通信作者 钱永常(1962—),男,主要从事神经细胞生物学、肿瘤细胞生物学及天然药物的研究。E-mail: qian3906@zafu.edu.cn
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47 卷 第 1 期 2016 年 1 月

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有小毒,具有清热解毒、活血消肿等功效。此外,
龙葵在我国长期作为一种抗肿瘤中药在肿瘤疾病治
疗中使用,许多抗肿瘤中药复方中均含有龙葵成分。
药理学研究发现龙葵的水提物、醇提物等不同组分的
提取物具有很强的体外抗肿瘤细胞活性[1-3],其水提物
还具有活体肿瘤的抑制活性[4]。龙葵中具有抗肿瘤活
性的成分主要包括龙葵碱、澳洲茄碱和澳洲茄边碱
等。此外,龙葵多糖、糖蛋白等成分也被证明具有一
定的药理活性[5-9]。还有一些研究涉及到多酚、糖蛋白
等成分抗肿瘤细胞的机制,如对 AP-1 信号通路和细
胞周期的影响[5,10]。但是,尽管龙葵已经是一种广泛
应用的传统中药,因其在中国分布广泛,而又缺乏不
同地区种质资源和道地性产区的评价研究,使得龙葵
资源的规范化应用及功能因子筛选存在一定的问题,
如澳洲茄碱在不同产地的龙葵之间的量差异很大[11],
因此迫切需要对中国龙葵资源现状进行分析、评价。
本研究拟以目前在植物资源评价领域广泛应用的
DNA 条形码技术为工具,并选取在中药材种质资源
评价中应用最为广泛的 ITS和 trnH-psbA 2个DNA条
形码序列[12],对中国主要龙葵产区的龙葵资源进行系
统发育分析,以期归纳出不同的龙葵种质类群,为龙
葵资源的利用和道地性评价提供较好的理论基础。
1 材料与方法
1.1 材料
17 个龙葵样品采集自黑龙江至海南的主要龙
葵产区,均为野外采集新鲜龙葵嫩叶,并用变色硅
胶封存,保存于−80 ℃冰箱中。所有的龙葵 S.
nigrum L. 样品均经浙江农林大学林业与生物技术
学院阎道良副教授鉴定。龙葵样品的采集地及其海
拔、纬度等信息见表 1。
1.2 试剂及仪器
ABI 2700型PCR仪,购自美国ABI公司;ELIX3
型制水机,购自美国 Millipore 公司;琼脂糖凝胶电
泳系统购自北京六一仪器厂;生物凝胶成像系统,
购自美国 Bio-rad 公司。
引物由生工生物工程(上海)有限公司合成;
TaKaRa TaqTM DNA 聚合酶,购自日本 TaKaRa 公
司;pMD-19 克隆载体购自日本 TaKaRa 公司;DH5α
感受态细胞购自北京索莱尔博奥生物科技有限公
司;CTAB、酵母提取物、胰蛋白胨等 DNA 提取和
大肠杆菌培养所需试剂购自生工生物工程(上海)
有限公司;磷酸二氢钠、磷酸氢二钠等常规分析纯
试剂购自浙江常青化工有限公司。
表 1 采集到的龙葵样本及其信息
Table 1 Collected S. nigrum samples and their informations
编号 样品 采集地 纬度 海拔/m
1 HLJ-HEB 黑龙江哈尔滨 N 45°26′ 110.42
2 BJ-HD 北京市海淀区 N 40°15′ 32.12
3 HeB-BD 河北保定 N 39°31′ 20.05
4 HeB-XT 河北邢台 N 37°11′ 19.55
5 HeN-ZK 河南周口 N 36°28′ 27.33
6 HeN-PDS 河南平顶山 N 33°35′ 45.20
7 HuN-SY 湖南邵阳 N 27°14′ 24.81
8 ZJ-HZ 浙江杭州 N 30°27′ 33.74
9 ZJ-JH 浙江金华 N 29°06′ 40.09
10 ZJ-WZ 浙江温州 N 27°20′ 24.48
11 JX-YT 江西鹰潭 N 28°15′ 37.82
12 JX-GZ 江西赣州 N 25°07′ 41.06
13 FJ-XM 福建厦门 N 24°27′ 19.52
14 GX-YL 广西壮族自治区玉林 N 22°44′ 88.36
15 GD-GZ 广东广州 N 23°11′ 34.51
16 GD-MZ 广东梅州 N 23°23′ 27.38
17 HaN-DZ 海南儋州 N 19°11′ 25.39

1.3 总 DNA 提取及 PCR 扩增
用改良的 CTAB 法分别提取 17 个龙葵样品的
基因组 DNA,并用 1%的琼脂糖凝胶电泳检测提取
到的基因组 DNA 的质量。用 PCR 的方法扩增基因
组 DNA 中相应的 DNA 条形码片段,其中 ITS 序列
扩增 28 S rDNA 部分序列至 18 S rDNA 部分序列的
片段,其中包含 ITS1 和 ITS2 的全长序列,而
trnH-psbA序列扩增 trnH基因部分片段至 psbA基因
部分片段的序列,包含 trnH-psbA 间区的全长序列。
扩增所用的引物序列如下:SnITS-F:5’-TCGTAAC-
AAGGTTTCCGTAGGTGA-3’;SnITS-R:5’-GCGG-
TCGGAGCGCCTAA-3’;SntrnH-psbA-F:5’-ACTG-
CCTTGATCCACTTGGC-3’; SntrnH-psbA-R:5’-A-
TAACTTCCCTCTAGACCTAGCTGC-3’。
其 中 SnITS-F 、 SnITS-R 的 参 考 序 列 :
KC540794;SntrnH-psbA-F、SntrnH-psbA-R 的参考
序列:KT223790。
按照 TaKaRa TaqTM DNA 聚合酶的说明书配制
反应体系。ITS 序列的 PCR 扩增反应条件为 95 ℃、
3 min;95 ℃、20 s,62.5 ℃、20 s,72 ℃、1 min,
35 个循环;72 ℃、3 min。trnH-psbA 序列的 PCR
扩增反应条件为 95 ℃、3 min;95 ℃、20 s,57 ℃、
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47 卷 第 1 期 2016 年 1 月

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20 s,72 ℃、45 s,35 个循环;72 ℃、3 min。PCR
扩增产物用 1%的琼脂糖凝胶电泳进行检测,用生
物电泳凝胶成像系统采集图片。
1.4 目的 DNA 片段的测序
用 1%的琼脂糖凝胶电泳分离 PCR 扩增产物中
的目的 DNA 片段,用 Axygen 凝胶回收试剂盒纯化
相应的 DNA 片段。纯化后的片段与 pMD-19 载体
构建重组质粒,并转化大肠杆菌 DH5α 感受态细胞,
然后铺板于LB固体培养基平板,于37 ℃培养10 h。
单克隆菌斑形成后挑取菌斑并 37 ℃恒温摇床 210
r/min 培养 5 h,用“1.3”项中的 PCR 方法检测菌液
中的 DNA 插入片段。将有插入片段的菌液送生工生
物工程(上海)有限公司进行插入片段测序,为保证
测序的准确度,每样品送 3 份样品并双向测序。
1.5 DNA 序列的分析
将测序得到的序列与美国国家生物技术信息中
心(NCBI)数据库中的龙葵近缘种的相关序列进行
比对,分别整理出其中的 ITS1、ITS2 和 trnH-psbA
的序列。采用菲岛茄 Solanum cumingii Dunal 的
ITS1+ITS2序列为 ITS1+ITS2系统发育树的外群,
采用番茄 Solanum lycopersicum L.的 trnH-psbA序列
为 trnH-psbA 系统发育树的外群。用 MEGA(version
4.1)软件中的邻接法(NJ)和最大简约法(MP)
构建龙葵物种的系统发育树。采用 MEGA(version
4.1)软件中的 Kimura two-parameter 模型分析不同
样品龙葵 ITS1、ITS2和 trnH-psbA序列的遗传距离。
用 Clustal X 和 DNA man 软件对不同样品龙葵
ITS1、ITS2 和 trnH-psbA 序列进行多重比对。
2 结果与分析
2.1 龙葵 ITS 和 trnH-psbA 序列扩增及序列分析
为全面而准确地比对龙葵物种的 ITS 和
trnH-psbA 序列,本实验分别扩增了 17 个龙葵样品
的 ITS 和 trnH-psbA 区段 DNA 序列。ITS 区段包括
部分 28 S rDNA 序列+ITS1 全长+5 S rDNA 全长+
ITS2 全长+部分 28 S rDNA 序列,而 trnH-psbA 区
段包括部分 trnH 基因+trnH-psbA 间区全长+部分
psbA 基因。由图 1 可见,17 个样品中的 ITS 和
trnH-psbA 序列扩增均得到特异性的单一条带,且
条带大小与各自 DNA 序列的预计相对分子质量大
小一致。提取其中的 ITS1、ITS2 和 trnH-psbA 序列
后进行序列分析,发现 17 个龙葵样品的 ITS1 序列
均为 230 bp,ITS2 序列均为 206 bp。对于 trnH-psbA
序列,来自黑龙江哈尔滨和北京海淀等的 6 个样品

图 1 17个龙葵样本的 ITS (A) 及 trnH-psbA (B) 扩增条带
Fig. 1 ITS (A) and trnH-psbA (B) amplified fragment of 17
samples of S. nigrum
为 447 bp,而来自湖南邵阳、浙江金华等的 11 个样
品为 446 bp。这些样品的 ITS 序列在 G+C 量等方
面较为接近,见表 2。
2.2 龙葵 ITS 和 trnH-psbA 序列的系统发育分析
以菲岛茄的 ITS1+ITS2序列(序列号EU176116)
和番茄的 trnH-psbA 序列(序列号 GU562406)为外
群,用邻接法分别基于龙葵 ITS1+ITS2 和 trnH-psbA
序列构建系统发育树(图 2),从而对龙葵种质资源
进行聚类。结果显示,用两个序列均可将龙葵资源
分为 3 个主要的类群,分别为来自黑龙江哈尔滨、河
北保定、河北邢台、北京海淀、河南平顶山和河南周
口的样品组成的类群;浙江温州、浙江金华、浙江杭
州、江西赣州、湖南邵阳、福建厦门、江西鹰潭、广
西玉林的样品组成的类群;广东梅州、广东广州、海
南儋州的样品组成的类群。但是相对 trnH-psbA 序列,
ITS1+ITS2 序列构建的系统发育树对不同种质的龙
葵样品分离程度更好。
2.3 龙葵 ITS 和 trnH-psbA 序列的遗传距离
对 17 个龙葵样本之间的遗传距离进行分析(表
3 和 4),发现无论是 ITS1+ITS2 还是 trnH-psbA 序
列,这些样本之间的遗传距离均较小,尤其对于
trnH-psbA 序列。对于 ITS1+ITS2 序列,湖南邵阳、
福建厦门、广西玉林、江西鹰潭和江西赣州 5 个样
品之间的遗传距离是 0。同样还有来自北京和河北
邢台、保定的 3 个样品,之间的遗传距离也为 0。
而广东梅州样本与北京、河北和黑龙江的 4 个样本
的遗传距离均为 0.016,为最大遗传距离。trnH-psbA
序列也具有类似的规律。
2.4 ITS和 trnH-psbA序列的变异位点及规律分析
对不同样本的 ITS1 和 ITS2 序列进行分析,发现
其变异位点均具有明显的规律性(图 3)。其中 ITS1
区段存在 7 个变异位点,均发生在广东广州、广东梅
州和海南儋州采集样品与其他 14 个样品之间,其中
包括 5 个简约信息位点和 2 个单一变异位点。而 5 个
Marker 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
900 bp
800 bp
700 bp
1 000 bp
400 bp
200 bp
A


B
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47 卷 第 1 期 2016 年 1 月

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表 2 17 个龙葵样品的 ITS 和 trnH-psbA 序列长度和碱基频率分布
Table 2 Length and base pair frequency in ITS and trnH-psbA sequences from 17 samples of S. nigrum
ITS1 ITS2 trnH-psbA
编号
长度/bp (G+C)/% 长度/bp (G+C)/% 长度/bp (G+C)/%
1 230 66.52 206 66.50 447 27.29
2 230 66.52 206 66.50 447 27.29
3 230 66.52 206 66.50 447 27.29
4 230 66.52 206 66.50 447 27.29
5 230 66.52 206 66.50 447 27.29
6 230 66.52 206 66.50 447 27.29
7 230 66.52 206 67.48 446 27.35
8 230 66.52 206 67.48 446 27.35
9 230 66.52 206 67.48 446 27.35
10 230 66.52 206 67.48 446 27.35
11 230 66.52 206 67.48 446 27.35
12 230 66.52 206 67.48 446 27.35
13 230 66.52 206 67.48 446 27.35
14 230 66.52 206 67.48 446 27.35
15 230 66.09 206 67.48 446 27.35
16 230 66.09 206 67.48 446 27.35
17 230 65.65 206 67.48 446 27.35


图 2 基于 ITS1+ITS2 和 trnH-psbA 序列的龙葵种质资源系统发育树
Fig. 2 Phylogenetic trees of seed resources for Chinese S. nigrum based on ITS and trnH-psbA sequences
ITS1+ITS2 trnH-psbA
高纬度类群
中纬度类群
低纬度类群
高纬度类群
中纬度类群
低纬度类群
0.01
0.05
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47 卷 第 1 期 2016 年 1 月

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表 3 17 个龙葵样本的 ITS (ITS1+ITS2) 序列的 K2-P 模型遗传距离
Table 3 K2-P model genetic distances of ITS sequences among 17 samples of S. nigrum
编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
1 0.000
2 0.000 0.000
3 0.000 0.000 0.000
4 0.000 0.000 0.000 0.000
5 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
6 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
7 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 0.000
8 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 0.000 0.000
9 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 0.000 0.000 0.000
10 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 0.000 0.000 0.000 0.000
11 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
12 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
13 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
14 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
15 0.011 0.011 0.011 0.011 0.011 0.011 0.007 0.007 0.007 0.007 0.007 0.007 0.007 0.007 0.000
16 0.016 0.016 0.016 0.016 0.016 0.016 0.013 0.013 0.013 0.013 0.013 0.013 0.013 0.013 0.005 0.000
17 0.013 0.013 0.013 0.013 0.013 0.013 0.009 0.009 0.009 0.009 0.009 0.009 0.009 0.009 0.002 0.004 0.000
表 4 17 个龙葵样本的 trnH-psbA 序列的 K2-P 模型遗传距离
Table 4 K2-P model genetic distances of trnH sequences among 17 samples of S. nigrum
编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
1 0.000
2 0.000 0.000
3 0.000 0.000 0.000
4 0.000 0.000 0.000 0.000
5 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
6 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
7 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.000
8 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.000 0.000
9 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.000 0.000 0.000
10 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.000 0.000 0.000 0.000
11 0.002 0.002 0.002 0.002 0.000 0.002 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
12 0.002 0.002 0.002 0.002 0.000 0.002 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
13 0.002 0.002 0.002 0.002 0.000 0.002 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
14 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
15 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.000
16 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.000 0.000
17 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.000 0.000 0.000 0.000
简约信息位点中包含 4 个位点为碱基“C”与“T”的
互换。变异频次最高的为广东梅州的样品,发生了全
部7个位点的碱基变异。ITS2区段存在2个变异位点,
均为简约信息位点。ITS2 区段的变异主要产生在浙江
杭州、浙江温州等 9 个样品与其他样品之间,2 个变
异的位点分别是发生了“C”-“A”和“C”-“T”之
间的碱基互换。trnH-psbA 序列产生了 3 个变异位点,
其中第 1 个是发生在海南儋州等 3 个样品与其他 14
个样品之间的“A”-“T”碱基互换;第 2 和第 3 个
均发生在海南儋州、广东梅州等 11 个样品与北京海
淀、河南周口等 6 个样品之间,分别为“G”-“T”
之间的碱基互换和碱基“G”的缺失。
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图 3 17 个龙葵样本的 ITS 和 trnH-psbA 序列多重比对结果
Fig. 3 Multi-alignment of ITS and trnH-psbA sequences from 17 samples of S. nigrum
3 讨论
道地药材对中药资源的利用具有不可忽视的重
要意义,但是由于历史的原因和科技发展水平等的
影响,时至今日,对中药道地性的认识还基本停留
在产地、性状、生态和功能等方面,而缺乏对其本
质及规律性的认识。随着分子生物学技术在传统中
药领域的应用,越来越多的学者尝试用一些新的方
法评价道地药材[13-15]。另一方面,DNA 条形码技术
ITS-1
ITS-2
trnH-psbA
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在包括中药材在内的植物种质资源评价领域已经取
得相当普及的应用[16-17],那么,这一准确、客观、
便捷的植物种质资源鉴定技术能否作为一种基础或
辅助手段应用于道地性药材评价领域?这是本研究
思考的一个重要问题。
传统抗肿瘤中药龙葵在中国分布广泛,但是缺
乏道地产区的认证,造成龙葵种质资源良莠不齐。
因而对龙葵种质资源进行评价将对这一传统中药的
更合理利用提供指导性的价值。本实验将 DNA 条
形码技术应用于龙葵种质资源的聚类研究,扩增
ITS1+ITS2 和 trnH-psbA 2 个植物种质资源鉴定中
最常采用的 DNA 条形码序列,用系统发育方法分
析来自主要龙葵产区的 17 个样本。聚类分析的结果
显示,龙葵资源可以基本上分为 3 个类群,一个是
来自较高纬度的东北、华北等地区(黑龙江、河北、
河南、北京)的资源;第 2 个是来自中间纬度的华
东和中部地区(浙江、湖南、江西)的资源,甚至
还包括广西、福建等地区的资源;第三个是来自较
低纬度地区(广东、海南)的资源,因此推测龙葵
资源的系统发育对纬度有一定的依赖性。这一结果
和之前报道的不同纬度来源的龙葵中澳洲茄碱的量
显著不同的结论相印证[11]。本研究的结果为进一步
评价龙葵种质资源提供了理论基础,有利于龙葵资
源的更合理利用。
本研究对不同种质龙葵资源 DNA 条形码的
聚类分析和遗传距离的分析来看,同一类群内部
不同来源的样本之间遗传差异很小,甚至样本之
间没有遗传差异,说明同一类群的龙葵样本种质
较 为 一 致 。 本 研 究 分 别 用 ITS1 + ITS2 和
trnH-psbA 2 个 DNA 条形码对中国龙葵资源进行
聚类分析,结果显示聚类结果相似,说明这种方
法具有较高的可靠性。而对 2 个 DNA 条形码的
结果进行分析,发现 ITS1+ITS2 对龙葵资源的
分离度更高,可能是由于相比 trnH-psbA,龙葵
的 ITS 序列拥有更快的进化速率,因此可以更准
确的反映龙葵的进化状态。结果说明 ITS1+ITS2
更适合用来进行龙葵资源鉴定。
本研究发现,不同地区龙葵资源的 ITS 序列的
变异位点具有明显的规律性。以 ITS2 为例,17 个
龙葵样品的变异均发生在 2 个位点,且发生在广东、
浙江、湖南、江西等中低纬度类群与河北、北京、
黑龙江等高纬度类群之间。而对于 ITS1,则有更多
的碱基位点在不同的样品间发生了变异,变异类型
以“C”-“T”转换为主。不同于 ITS2,ITS1 序列
突变发生的类群主要产生在广东和海南等低纬度类
群与其他类群之间。由此可见,不同地区的龙葵物
种,其 ITS1 和 ITS2 序列的碱基位点发生了不同程
度的变异,这些变异与龙葵分布的纬度有一定的关
系。此外,ITS1 和 ITS2 的序列在不同样品间的变
异程度并不相同,ITS1 序列存在更多的变异位点,
而 ITS2 的变异发生在更多的样品之间。这一现象与
其他一些植物物种的 2 个 ITS 序列的变异频次并不
相同,造成这样 2 个序列不同步变异的机制有待于
更进一步研究。
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