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Identification of Gynostemma from their adulterant Cayratia japonica by PCR-RFLP

绞股蓝属植物及其混淆品乌蔹莓的PCR-RFLP鉴别研究



全 文 :绞股蓝属植物及其混淆品乌蔹莓的
PCRRFLP鉴别研究
王 罛,张媛媛,杨 娟,蒋玲燕,李苗苗,赵桂仿
(西北大学 西部资源生物与现代生物技术教育部重点实验室,陕西 西安 710069)
[摘要] 目的:寻找简便、可重复的分子标记方法对绞股蓝属Gynostemma植物及其混淆品乌蔹莓Cayratiaja
ponica进行鉴别。方法:对7种常见药用绞股蓝属植物及其混淆品乌蔹莓的6个cpDNA片段进行PCR扩增,再利
用TaqⅠ,HpaⅡ,EcoRⅠ,RsaⅠ,HhaⅠ,HindⅢ等6种限制性内切酶分别对扩增片段进行消化。结果:36种DNA片
段/内切酶组合中,trnK1ftrnK2r片段与RsaⅠ组合可将乌蔹莓从绞股蓝属植物中区分出来,产物清晰、结果稳定。
结论:PCRRFLP分析方法可有效区分常见绞股蓝属植物与其混淆品乌蔹莓。
[关键词] 绞股蓝属;乌蔹莓;PCRRFLP;分子鉴别
[中图分类号]R282.7 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)19216704
[收稿日期] 20071209
[基金项目] 长江学者及创新团队发展计划
[通讯作者]  赵桂仿,Tel:(029)88305207,Fax:(029)
88303572,Email:guifang@nwu.edu.cn
  绞股蓝属GynostemmaBL.包括16种2变种,主
要分布于我国秦岭长江以南地区[1]。绞股蓝 G.
pentaphylum(Thunb.)Makino为该属广布种,作为
传统中草药,具有悠久的应用历史,现代药理学研究
证明绞股蓝含有84种皂苷[2],具有抑制肿瘤、降低
血脂、提高免疫力等作用[34]。随着绞股蓝资源的开
发,该属狭域种疏花绞股蓝 G.laxiflorum,喙果绞股
蓝G.yixingense,长梗绞股蓝 G.longipes,五柱绞股
蓝G.pentagynum,广西绞股蓝 G.guangxiense等相
继被证实含有与广布种相似的生药特征与皂苷类
型[5],扩充为药用植物资源。市场上绞股蓝属药材
资源来源复杂,质量差异显著,常见的混淆品主要包
括乌蔹莓、雪胆、崖爬藤等[67],其中乌蔹莓 Cayratia
japonica(Thunb.)Gagnep最为常见,该物种隶属于
葡萄科乌蔹莓属,具有解毒消肿、活血散瘀、利尿止
血等作用[8],由于该种植物具有与绞股蓝属十分相
似的生境与形态特征,易造成药材采收的混乱。
PCRRFLP标记技术将PCR与DNA序列分析相
结合,首先通过PCR扩增获得目的片段,接着寻找合
适的限制性内切酶位点对目的片段进行RFLP分析,
从而产生特定点限制性酶切图谱,该方法已广泛应用
于药用植物的鉴定工作[911]。本研究将我国常见的7
种绞股蓝属植物与乌蔹莓进行PCRRFLP区分鉴定,
以期为野生绞股蓝药材的分子鉴定提供依据。
1 材料
共选用绞股蓝属7个物种及葡萄科乌蔹莓属乌
蔹莓(表1),绞股蓝属样品标本由中国科学院昆明
植物研究所陈书坤研究员与中国西北农林科技大学
陈彦生研究员鉴定。
2 方法
2.1 基因组DNA的提取 采用CTAB法提取材料
基因组DNA[12]。
2.2 叶绿体 DNA的 PCR扩增 选用6对叶绿体
DNA(cpDNA)通用扩增引物用于本研究(表2)。所
用引物由上海生工生物工程公司合成。PCR反应
体系为25μL,包括 20mmoL·L-1Mg2+,dNTPs
各200μmoL·L-1,相应的引物各02μmol·L-1,
50ng模板DNA,10UTaqDNA聚合酶。扩增反应
在PTC200TM型PCR仪上进行,反应程序为:94℃
预变性5min;94℃变性90s,45~77℃退火45s,
72℃延伸150s,进行35个循环;最后72℃延伸7
min,以ddH2O代替模版作空白对照。
2.3 酶切反应 实验选用6种限制性内切酶包括:
TaqⅠ,HpaⅡ,EcoRⅠ,RsaⅠ,HhaⅠ,HindⅢ 。反应
体积20μL,包括10×PCRbufer20μL,限制性内
切酶20U,PCR产物8μL,ddH2O补足至20μL;
37℃恒温水浴酶切3h。
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ChinaJournalofChineseMateriaMedica
       
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表1 绞股蓝属植物及其混淆品来源及数量
No. 材料名称 拉丁学名 来源 数量
1 绞股蓝   Gynostemmapentaphylum 江苏南京 10
2 五柱绞股蓝 G.pentagynum 湖南湘西保靖县 10
3 心籽绞股蓝 G.cardiospermum 贵州铜仁梵净山 10
4 长梗绞股蓝 G.longipes 陕西安康镇坪县 10
5 喙果绞股蓝 G.yixingense 安徽铜陵钟鸣 10
6 疏花绞股蓝 G.laxiflorum 安徽铜陵钟鸣 10
7 广西绞股蓝 G.guangxiense 贵州贵阳 10
8 乌蔹莓   Cayratiajaponica 陕西汉中 10
表2 叶绿体引物序列及来源
DNA片段 引物序列 扩增区域
退火温度
/℃
片段长度
/kbp
rpl16F71Smalrpl16R1661[13] 5′GCTATGCTTAGTGTGTGACT3′ 基因,编码核蛋白体大亚基多肽L16 55 12
  5′CGTACCCATATTTTTCCACC3′      
rpl20Hamilton5′rps12Hamilton[14] 5′TTTGTTCTACGTCTCCGAGC3′ 基因及基因间区 56 08
  5′GTCGAGGAACATGTACTAGG3′      
trnHftrnK1r[15] 5′ACGGGAATTGAACCCGCGCA3′ 基因及基因间区,含psbA基因 62 18
  5′CCGACTAGTTCCGGGTTCGA3′      
trnK1ftrnK2r[15] 5′GGGTTGCCCGGGACTCGAAC3′ 基因及基因间区,含MatK基因 62 26
  5′CAACGGTAGAGTACTCGGCTTTTA3′      
trnK1trnK2[16] 5′AACCCGGAACTAGTCGGATG3′ 基因及基因间区,含MatK基因 57 26
  5′GGTTGCTAACTCAACGGTAG3′      
trnSMMMpsbCf[15] 5′GGTTCGAATCCCTCTCTCTC3′ 基因及基因间区 60 18
  5′GGTCGTGACCAAGAAACCAC3′      
2.4 酶切产物的检测 酶切反应结束后,加入10×
Loadingbufer20μL以终止反应,酶切产物在含有
05mg·L-1EB的15%琼脂糖凝胶中电泳分离,
在紫外光投射仪下检测,通过GelDocXR凝胶成像
系统(BioRadCompany)照相记录,并通过 Quantity
One一维凝胶分析软件进行DNA定量分析。
3 结果
3.1 PCRRFLP分析 采用13对叶绿体 DNA标
记对8个物种进行PCRRFLP分析,其中,有6对能
够获得清晰稳定的扩增条带,且扩增产物电泳均无
多态性,可用于供试材料的检测(表2)。扩增产物
经TaqⅠ,HpaⅡ,EcoRⅠ,RsaⅠ,HhaⅠ,HindⅢ等6
种限制性内切酶进行消化,在所用的 36种 PCR
RFLP标记/酶组合中,共有5种组合能检测出样品
8与其他样品的差异(图1),其余31种标记不能将
混淆品与其余样品完全区分(图2)。
3.2 绞股蓝属与其混淆品的 PCRRFLP分子鉴定
 对8种材料的 trnK1ftrnK2r片段进行 PCR扩增,
乌蔹莓扩增产物约为2600bp,绞股蓝属扩增产物
约为2200bp,在绞股蓝属内长度变异不明显。利
用限制性内切酶RsaⅠ对扩增产物进行消化,酶切
  
M.MarkerDL2000;1~8编号同表1(图2同)
图1 限制性内切酶RsaⅠ对绞股蓝属及其混淆品
cpDNAtrnK1ftrnK2r基因的PCRRFLP分析
图2 限制性内切酶HpaⅡ对绞股蓝属及其混淆品
cpDNArp1205rps12基因的PCRRFLP分析
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识别序列为GT↓AC,绞股蓝、疏花绞股蓝、喙果绞
股蓝、广西绞股蓝、心籽绞股蓝、长梗绞股蓝等6个
物种在该位点无变异,得到的酶切图谱一致,酶切后
得到4条谱带,分别是1000,820,480,320bp,五柱
绞股蓝在该位点存在变异,在630bp处出现其特征
性谱带,乌蔹莓经酶切后产生 4条谱带,分别是
840,687,495,307bp,与绞股蓝属植物比对,在
1000bp处无谱带的出现,同时687bp处出现其特
征性谱带,由此可将乌蔹莓与绞股蓝属进行明显区
分(图1)。
3.3 个体差异的研究 为检测种内不同个体间的
差异,选择trnK1ftrnK2r和RsaⅠ的组合对收集的乌
蔹莓C.japonica10个不同个体进行 PCRRFLP检
测,结果显示混淆品的个体差异不会影响 PCR
RFLP鉴别结果。
4 讨论
关于绞股蓝属与乌蔹莓的区分研究,前人主要
集中于广布种绞股蓝 G.pentaphylum与乌蔹莓的
区别,常用的方法包括形态鉴别与理化鉴别[1718],
2003年王太霞报道通过石蜡切片的方法分析两者
在茎叶解剖结构上的差异[19],程存归等采用傅立叶
变换红外光谱法对两者进行区分[20],近年来,随着
绞股蓝药材市场需求的提高,除广布种绞股蓝外,该
属其他物种也相继扩充为药用植物资源,在药材市
场中占有一定比例,绞股蓝属内在形态结构[1],皂
苷含量[21],黄酮含量[22]显微结构[23]等方面均存在
差异,因此,选择适当的方法准确、快速地区分绞股
蓝属植物与乌蔹莓对保证绞股蓝药材来源具有实际
意义。
本研究曾尝试采用 ISSR方法对乌蔹莓与绞股
蓝属植物进行区分鉴定,但由于该种标记提供的信
息位点丰富,属内多态性高,不易清晰地将混淆种与
该属植物区别。
本研究所采用的 trnK基因编码高等植物叶绿
体基因组中的赖氨酸 tRNA,具有较强的保守性,可
避免种内差异的影响,适合于种间鉴别研究,前人已
根据trnK基因序列变异,通过 PCRRFLP方法对白
术属及川产姜黄属植物进行种间分子鉴定[2425]。
本实验将PCRRFLP方法引入绞股蓝属植物与混淆
品的区分鉴定,RsaⅠ和trnK1ftrnK2r的组合可将混
淆种清晰地区分出来,实验表明,该技术具有操作简
便,结果稳定,重复性好等特点,能有效快速地鉴别
绞股蓝属植物及其混淆品。
该方法对样品质量要求较低,可以为新鲜或干
燥茎叶,酶切结果稳定、重复性好,种内差异对结果
影响不明显,然而市场上的商品绞股蓝大多经历一
系列高温处理,制成干品后,DNA破坏严重,为其分
子鉴定带来较大难度,寻找商品绞股蓝快速DNA提
取方法并进行分子鉴定是下一步需要解决的问题。
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IdentificationofGynostemmafromtheiradulterantCayratiajaponica
byPCR-RFLP
WANGChong,ZHANGYuanyuan,YANGJuan,JIANGLingyan,LIMiaomiao,ZHAOGuifang
(KeyLaboratoryofResourceBiologyandBiotechnologyinWesternChina(NorthwestUniversity),
MinistryofEducation,Xi'an710069,China)
[Abstract] Objective:ToestablishaconvenientandefectivemethodfortheidentificationofGynostemmaandCayratiajaponi
ca.Method:Eightspecies,includingGynostemmpentaphylum,G.pentagynum,G.cardiospermum,G.longipe,G.yixingense,G.
laxiflorum,G.guangxienseandC.japonicawereinvestigatedthroughPCR-RFLPofsixchloroplastDNAfragments.Thesixgene
fragmentsweredigestedbysixrestrictionendonucleaserespectively,includingTaqⅠ,HpaⅡ,EcoRⅠ,RsaⅠ,HhaⅠ,HindⅢ.Re
sult:SevenspeciesofGynostemmaandtheiradulterantcouldbeidentifiedbytrnK1ftrnK2randRsa.Conclusion:PCR-RFLPpro
videsaquick,reliablemolecularmarkertechniqueforidentificationofGynostemmaandtheiradulterantCayratiajaponica.
[Keywords] Gynostemma;Cayratiajaponica;PCRRFLP;classifiedidentification
[责任编辑 吕冬梅]
[收稿日期] 20071212
[基金项目] 国家农业成果转化资金重点项目(05EFN213400124);淮北市重大专项(06085)
[通讯作者] 薛建平,Tel:(0561)3802025,Email:xuejp2000@yahoo.com.cn
半夏试管块茎银染 mRNA差异显示条件的
建立及优化
薛建平1,黄月琴1,2,徐有明2,田振东2
(1.淮北煤炭师范学院 生命科学学院 资源植物生物学安徽省重点实验室,安徽 淮北 235000;
2.华中农业大学 园艺林学学院,湖北 武汉 430070)
[摘要] 目的:建立半夏试管小块茎DDRTPCR反应最佳体系,为进一步研究半夏试管小块茎相关基因表达
提供技术参考。方法:以半夏试管苗的叶柄

试管小块茎为材料,利用正交试验设计,研究模板。Mg2+,dNTPs,引
物和DNA聚合酶等因素,对DDRTPCR反应体系的影响。结果与结论:20μL的反应体系中含有 dNTPs150μmol
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