全 文 :andtheothersMethod:AfterthetotalDNAofCrocussativus,CvernuswandCvernuspwereextracted,theITSsequencewasam
plifiedbyPCRwithuniversalprimerofITSandPCRproductwassequencedafterpurificationandcloningTheITSsequencesofChrys
anthemumchaneti,Nelumbonucifera,ZeamaysandGarthamustinctoriuswereobtainedfromGenBankResult:ThecompleteITSse
quenceofCrocussativus,CvernuswandCvernusp,includingITS1rDNA,58SrDNA,ITS2rDNAweremeasuredTheGenBank
accessionNowasDQ094185,DQ224363andDQ224364respectivelyThesimilarityofITSsequencebetweenCsativusandthetwo
gardenspeciesofCvernuswasabove91%;theidentitywas9984% betweenCvernuswandCvernuspTherangeofdiversity
betweenCsativusandotherherbswasabove46% basedonITS1andabove41% basedonITS2Conclusion:Csativuscanbedistin
guishedfrommisusedsubstitutesbytheITSsequenceTheITSsequenceisanavailablemolecularmarkerforidentificationoftheC
sativus
[Keywords] Crocussativus;ITSsequence;Chinesetraditionalmedicineidentification
[责任编辑 张宁宁]
不同来源莲 rDNAITS的 PCR扩增、克隆及序列分析
林 珊1,2,郑伟文2,吴锦忠1,周莉娟2,宋亚娜2
(1福建中医学院 药学系,福建 福州 350003;
2福建省农业科学院 生物技术研究所,福建 福州 350003)
[摘要] 目的:通过分析不同来源莲的ITS序列,为莲的鉴别提供 DNA分子标记。方法:利用特异性引物进
行PCR扩增和克隆、测序技术对莲的rDNAITS区间碱基序列进行测定,比较其差异。结果:得到参试的11个莲栽
培品种的rDNA的ITS及58SrDNA全序列,18S和26SrDNA部分序列,共约750bp。显示了不同产地、不同栽培
品种莲的rDNAITS的差异。结论:本研究为利用ITS区序列差异,鉴别不同来源的莲提供了依据,此法可用于莲种
间及真伪品鉴别。
[关键词] 分子鉴定;莲;ITS序列;序列分析
[中图分类号]S567 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2007)08067105
[收稿日期] 20060407
[基金项目] 福建省科技重大项目(2002Y006);福建省科技项
目(2004Y007,2001Z026)
[通讯作者] 郑伟文,Email:bcfaas01@hotmailcom
莲NelumbonuciferaGaertn为睡莲科多年生大
型水生草本植物,经过长期的人工繁育,莲已形成了
籽莲、花莲和藕莲三大品系,种质资源相当丰富。莲
的分布较广,且栽培历史悠久,形成较多的栽培品
种。道地品种有湖南的湘莲、江西的赣莲、福建的建
莲和浙江的宣莲。随着种质资源的开发利用,不同
栽培品种莲的道地产区除栽培本地的传统品种外,
还有新培育品种如杂交莲和太空莲等。众多栽培品
种的混合种植,势必会影响莲的道地性和质量稳定
性。另外,莲的栽培品种中大多数的表型性状易受
环境影响,因此,以形态特征为基础的种质资源鉴定
的准确性已受到质疑。
近年来,分子标记技术和DNA指纹分析技术的
迅猛发展及其在农作物种质鉴定上的广泛应用,为
揭示药用植物的遗传差异和鉴定中药材品种的道地
性提供了新的方法和手段,其中核糖体 DNA(即
nrDNA)ITS区(包括 ITS1,58S和 ITS2)序列已
被广泛的用于植物属内、近缘属间等的系统发育分
析[15]。许多学者应用分子生物学方法对莲进行研
究,如 RAPD,AFLP,ISSR,FISH等技术[69]。在 ITS
序列方面,有刘艳玲等对睡莲类植物 ITS序列分子
系统发育的研究[1012],但并未对序列差异进行分
析。本研究对不同来源的11个莲品种,采用 PCR
扩增以及测序技术进行了 rDNAITS区序列的测定
与分析,从分子水平比较了不同地区莲的差异,为莲
的种质资源道地性的鉴定、质量控制以及莲的 GAP
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实施提供了科学依据。
1 材料和方法
11 材料
11个莲供试品种见表1。其中10个品种来源
于福建省建瓯市吉阳镇福建地道药材莲子 GAP栽
培示范基地,只有1个品种观赏莲来源于福建农林
大学。由福建省建瓯市吉阳镇农业技术推广站葛培
盛高级农艺师鉴定。取样时,切取未完全展开的箭
状幼叶,置于塑料袋中,排去多余的空气后密封,带
回实验室备用。
表1 不同来源的莲样品
序号 样品编号 样品名称
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
HB
HN
J
TK36
TK3
GS
Z3
Z8
Z6
G
HP
湖北芙蓉莲
湖南芙蓉莲
建莲
太空莲36号
太空莲3号
观赏莲
杂交莲363号
杂交莲8236号
杂交莲6236号
赣莲62号
花牌莲
12 方法
121 总 DNA的提取 总 DNA的提取采用 PVP
法。取新鲜叶片02g,加入1mLPVP提取缓冲液
(04mol·L-1葡萄糖,3%可溶性PVP,临用前加入
001mol·L-1β巯基乙醇),匀浆后,倒入2mL离
心管中,4℃下1万 r·min-1离心10min;弃上清,
重悬于1mL提取缓冲液,以同样条件离心10min;
加入1mL经65℃预热的裂解缓冲液(01mol·
L-1TrisHCl,pH80,002mol·L-1EDTA,05mol
·L-1 NaCl,15%SDS)悬浮沉淀,65℃水浴
30~60min,并不时轻轻摇动;加入1mL氯仿异戊
醇乙醇(20∶1∶4)溶液,室温下静置10min,4℃下1
万 r·min-1离心10min;将上清液移到新的2mL离
心管中,加入等体积的异丙醇,混匀,室温放置 10
min,此时出现絮状 DNA;用灭菌的牙签挑出 DNA
絮团,转入含05mLTE缓冲液的15mL离心管
中;加入RNase(无DNase)酶液至质量浓度为10μg
·mL-1,37℃处理10min。加入等体积的酚氯仿
溶液,轻轻混匀,在室温下静置10min,4℃12万 r
·min-1离心10min;将上清液移入新的离心管中,
加入1/10体积的3mol·L-1醋酸钠(pH52)溶液,
混匀后加入2倍体积的冰浴的无水乙醇,颠倒混匀,
-20℃放置30min,DNA形成絮状沉淀;挑出 DNA
絮团,在70%乙醇中漂洗,无菌滤纸上吸干,重新溶
解于50μLTE缓冲液中,-20℃保存。
122 引物设计 根据人参属18S26SrDNA[11,12]
序列设计扩增引物:C1:5′GTTTCTTTTCCTCCGCT
3′,C2:5′AGGAGAAGTCGTAACAAG3′。
123 ITS区的扩增与纯化
1231 PCR扩增 引物采用C1,C2;扩增程序为
94℃预变性4min,然后进入如下循环:94℃变性1
min,50℃退火 2min,72℃延伸 2min,25个循环
后,72℃延伸 10min;PCR反应体系总体积为 25
μL,其中包含:DNA模板 10μL,dNTP20μL,
10×bufer25μL,引物10μL,Taq酶05μL。最
后用含EB的15%琼脂糖凝胶 AgaroseIA(购自上
海生工生物工程有限公司)电泳检测扩增结果,在
GelDoc2000凝胶成像系统(BioRad)上观察并贮存
图像。
1232 PCR扩增产物的纯化 将扩增的 DNA
ITS片段按Omega公司纯化试剂盒提供的方法进行
纯化。
124 PCR扩增产物的直接测序 纯化后的18S
26SrDNA基因及其间隔序列片段由厦门泰京生物技
术公司测序。
125 PCR扩增产物的克隆
1251 重组、转化、克隆及鉴定 取适量 PCR扩
增的DNA加人pMD18T载体与连接液,16℃反应
15h并且连接过夜。取上述连接产物转化入新鲜
制备的感受态菌株 DH5α,培养过夜后挑取白色菌
落培养,少量提取质粒。重组质粒的提取采用改良
碱裂解法进行,提取的重组质粒分别进行质粒电泳
分析鉴定以及 EcoRI和 PstI(购自 Promega公司)
双酶切鉴定。
1252 克隆测序 将莲18S26SrDNA基因及其
间隔序列的克隆阳性转菌液寄往厦门泰京生物有限
公司进行测序。
2 结果
21 DNA提取
从11份样品提取的 DNA经15%的琼脂糖凝
胶电泳,均得到一条大于4500bp的条带(图1)。
22 PCR扩增产物
用引物C1,C2进行PCR扩增,均得到约800bp
的nrDNA的扩增产物(图2)。
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图1 DNA提取物电泳图谱
1~11样品;MDNAMarker(图2~4同)
图2 PCR产物电泳图谱
23 PCR扩增产物的克隆鉴定
通过蓝白斑筛选初步鉴定出转化子。测序前通
过提取质粒 DNA和双酶切,进一步确定转化的效
果。
本实验所用的连接载体为2692bp,目的片断
约为800bp,所以连接后的载体应为3492bp。重
组质粒的电泳图谱表明,有大于 3000bp的条带
(图 3),初步说明目的片断已经转入大肠杆菌
DH5α中。EcoRI和 PstI双酶切重组质粒的电泳
图谱出现小于3000bp和800bp左右的酶切条带
(图4),进一步说明目的片断已经转入到大肠杆菌
DH5α中。
图3 重组质粒鉴定图
图4 重组质粒的EcoRI和PstI双酶切鉴定图
24 DNA序列
241 DNA序列结果 用 PCR扩增的 DNA片段
直接进行测序,虽然能便捷地从样品中得到DNA序
列的信息,但是用 seqtools82软件查找不到引物序
列。因此为保证测序的准确性,最后采用克隆测序
的方法。将所测得的莲18S26SrDNA序列输入到
NCBI上的Genbank中用Blastn进行比对,发现供试
的11个莲样品与已登录的莲种的18S26SrDNA序
列具有高度的同源性,并且界定出莲样品的 18S
rRNA26SrRNA基因及其间隔序列各部分的序列。
用DNAMAN52软件对不同来源的莲样品(表1)进
行对位排列,然后人工比对,并构建系统发生树(图
5)。
图5 不同来源莲的ITS1,58SrDNA和
ITS2序列构建的系统发育树
242 碱基序列大小 共测得11个莲样品ITS1,
58SrDNA和ITS2全序列,18SrDNA基因3′端和
26SrDNA基因5′端部分碱基序列,共约750bp。其
中ITS1约为274bp,58SrDNA约为162bp,ITS2
约为270bp。
3 讨论
31 序列结果分析 由序列的结果可知,所有参试
的样品,在 ITS1,58S,ITS2区上都有碱基序列的
差异,序列信息位点较为丰富,不同品种的莲均有特
异性的变异位点。ITS1区的变异位点有 l1个,
58SrDNA区有7个,ITS2区有13个。碱基的变
异类型有TC转换,AG转换以及碱基的缺失(以上
碱基位置的标序以建莲1826SrDNA为准,从1至
750bp)。J,GS,HB,Z3,Z6,HP,TK3在序列结果中
分别在第475位、第627位、第693位、第446位、第
442位、第99位、第53位碱基,与其他10个样品有
差异。G和 HN序列比较一致,碱基差异存在于
ITS1和ITS2中。TK36和 Z3序列比较一致,碱基
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差异存在于58S和 ITS2中。Z8和 HB序列比较
一致,碱基差异存在于ITS2中。
序列结果表明不同地区莲的ITS区序列有一定
的差异,所以莲样品的 ITS区序列即其 ITS及58S
rDNA的序列分析资料可为莲的品种鉴别及分类提
供新的手段,所得的 ITS区序列为莲的分子标记的
确定提供了依据,说明核糖体 DNAITS区序列用于
莲的分子鉴定是可行的。
32 系统发生树分析 采用DNAMAN软件进行系
统发育分析表明,来自不同地区的莲样品同源性均
在98%以上。说明不同分布区(来源)的莲间只有
个别碱基的差异,来自同一地区的样品并不一定聚
类于同一组,而来自不同地区的样品则可能属于同
一组。这种变异可能只是种内变异。系统发生树上
看花莲GS与其他籽莲没有聚在一类,而在籽莲之
间,来自同一地区福建的样品即 J与 TK3,Z6,Z8与
TK36,Z3与HP并不处于同一组;而来自不同地区
的样品即J,HN,G也能处于一组。这可能是由于处
于同一分布区(或栽培区域)的莲样品可能是从不
同地区引种来的;而不同分布区(或栽培区域)的莲
样品可能是由同一种莲的原产地引种而来的。本试
验选用栽培种来源于湖南、湖北、江西、福建等地,为
当地莲子长期种植的主要栽培种。由于对资源的人
为干预,或经过长期的人工驯化、加上环境因素的
作用,某一栽培区域的莲的基因型发生变化(如某
个位点的突变)的可能性也不能排除。
33 不同来源莲的ITS区序列的意义 近年来,随
着分子生物学技术的发展,植物DNA序列由于进化
速率上的差异被广泛用于不同分类阶元的系统发育
研究[1316]。其中核糖体DNAITS区中ITS因其基因
片段短,扩增和测序容易而越来越广泛的用于分类学
研究,而其在被子植物中既有核苷酸序列的高度变异
又有长度上的保守性,也使其序列很容易在近缘类群
间排序,另外其丰富的变异还可在较低的分类阶元
(属间、种间及种下等级)解决植物系统发育问题。
中药材有许多同一类群植物,其外形很相似,药
效却大不相同,而实际鉴定比较困难,分子遗传标记
技术的应用是解决此类难题的很好途径。DNA序列
分析技术通过比较DNA分子中4种碱基序列排列的
变化,反映生物体在遗传上的变异,直观性强,重现性
好。其中ITS区由于其进化速度较快,碱基变异大,
通过比较该段序列,可以很容易地鉴别其真伪。可将
本研究序列结果用于中药莲子的品种鉴定,通过ITS
的序列比较,可准确、迅速鉴别莲子的品种。尤其是
在一些中药资源管理不规范、品种来源不清的地区,
ITS分析技术可以从分子水平上理清其遗传背景,克
服由于品种混杂导致产量品质下降和种质退化等问
题,指导中药材的资源管理和栽培利用。
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PCR,cloneandsequenceanalysisofrDNAITSofNelumbonuciferafrom
diferentgeographicaloriginsinChina
LINShan1,2,ZHENGWeiwen2,WUJinzhong1,ZHOULijuan2,SONGYana2
(1.DepartmentofPharmacy,FujianUniversityofTraditionalChineseMedicine,Fuzhou350003,China;
2.BiotechnologyInstitute,FujianAcademyofAgriculturalSciences,Fuzhou350003,China)
[Abstract] Objective:ToprovideDNAmolecularmarkerforidentificationofNelumbonuciferabyexploringthediferencesof
nrDNAITSsequenceofNnuciferaoriginatedfromdiferenthabitatsMethod:TocomparenrDNAITSbasesequenceusingspecific
PCRITSResult:ThecompletedsequenceofITSand58SrDNA,andthepartialsequencesof18SrDNAand26SrDNA,totaly750
bp,fromNnuciferawereobtainedThediferencesamongNnuciferafromdiferenthabitatsandfromdiferentcultivarswere
foundConclusion:ThemethodcanbeusedtoidentifyNnuciferaamongdiferentspeciesandtodistinguishtheirfakesItprovided
thebasisforidentifyingNnuciferafromdiferentgeographicalregionsbycomparisonoftheirITSsequences
[Keywords] molecularidentification;Nelumbonucifera;ITSregion;sequenceanalysis
[责任编辑 张宁宁]
吡虫啉在麻黄中残留的分析方法
陈美艳,陈 君,薛 健,于 晶,程惠珍
(中国医学科学院 中国协和医科大学 药用植物研究所,北京 100094)
[摘要] 目的:研究建立吡虫啉在麻黄中残留的液相分析方法。方法:样品经二氯甲烷提取,色谱柱净化,采
用十八烷基键合硅胶柱,流动相为甲醇水(20∶80);检测波长270nm。结果与结论:该方法的最小检出量为04×
10-9g,最低检出质量分数为002mg·kg-1,平均回收率为8537% ~9065%,RSD为223% ~345%;该方法的
灵敏度、精密度和准确度符合农药残留分析的要求。
[关键词] 高效液相色谱法;吡虫啉;麻黄;残留
[中图分类号]S567 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2007)08067503
[收稿日期] 20060119
[基金项目] 国家中医药管理局项目(0203ZP03)
[通讯作者] 陈君,Tel:(010)62899731
中药材生长过程中经常遭受多种害虫的危害,
其中蚜虫由于其个体小、繁殖速度快等特点,成为目
前生产上较难防治的一种害虫。麻黄蚜 Aphisephe
draposissp.nov是近年来危害麻黄的一种主要害
虫,在宁夏种植基地发生十分普遍。试验表明吡虫
啉对麻黄蚜具有良好的防治效果,种植基地比较普
遍地使用吡虫啉[1]。
吡虫啉(imidacloprid)化学名称1(6氯3吡啶
甲基)N硝基亚咪唑烷2基胺,又名一遍净、蚜虱
净、大功臣、康复多、必林等,是德国拜尔公司开发生
产的一种新型超高效、强内吸、广谱、低毒杀虫剂,它
对蚜虫、稻飞虱、叶蝉、蓟马等害虫及稻纵卷叶螟具
有很好的防治效果[24]。有关吡虫啉残留分析方法,
国内外报道的较多,但其在麻黄中的残留分析方法
尚未见报道,本试验拟采用高效液相色谱法建立一
套前处理简便,又具有较好灵敏度、准确度和精密度
的吡虫啉残留分析方法,为科学控制农药使用、安全
生产中药材提供科学依据。
1 材料与仪器
1.1 材料 麻黄样品采自宁夏沿山路麻黄基地,喷
施2000倍10%吡虫啉可湿性粉剂样品及清水空白
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