全 文 ：氮素形态对喜树幼苗喜树碱含量及喜树碱
代谢相关酶类的影响
孙世芹１，２，阎秀峰２
（１．哈尔滨医科大学 大庆校区 药学系，黑龙江 大庆 １６３３１９；
２．东北林业大学 生命科学学院，黑龙江 哈尔滨 １５４０００）
［摘要］ 目的：探讨氮素形态对喜树幼苗喜树碱含量及其生物合成途径中色氨酸合酶（ＴＳＢ）和色氨酸脱羧酶
（ＴＤＣ）活性的影响。方法：在温室内对砂培喜树幼苗进行５种ＮＨ＋４Ｎ／ＮＯ
－
３Ｎ比例的处理，用ＨＰＬＣ检测了幼叶中
喜树碱含量和ＴＳＢ活性以及茎皮中ＴＤＣ活性的动态变化过程。结果：喜树碱含量与氮素形态有明显的关系，ＮＨ＋４
Ｎ／ＮＯ－３Ｎ为２５∶７５时最有利于喜树碱在幼叶中的合成和积累（最高值达５６９‰），且在处理的前３０ｄ呈上升趋势
而随后下降。幼叶中ＴＳＢ活性与氮素形态关系不十分明确。ＮＨ＋４Ｎ／ＮＯ
－
３Ｎ为２５∶７５时茎皮的ＴＤＣ活性最大，并
且ＴＤＣ活性的变化与幼叶的喜树碱含量相关。结论：适宜的氮素形态比例对喜树幼苗中喜树碱的积累极为重要，
短期ＮＨ＋４Ｎ／ＮＯ
－
３Ｎ为２５∶７５的处理可通过上调茎皮中ＴＤＣ活性诱导幼叶中高含量的喜树碱。
［关键词］ 喜树；氮素形态；喜树碱代谢
［中图分类号］Ｒ２８４．１ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１００１５３０２（２００８）１３１５１９０５
［收稿日期］ ２００７０９０１
［基金项目］ 国家自然科学基金项目（３００７００８６）；黑龙江省杰
出青年基金项目（ＪＣ０２１１）
［通讯作者］ 阎秀峰，Ｔｅｌ：（０４５１）８２１９００５２，Ｅｍａｉｌ：ｘｆｙａｎ＠
ｍａｉｌ．ｈｌ．ｃｎ
氮素是影响植物生物碱合成和积累的重要营养
因子［１，２］。硝态氮和铵态氮是植物吸收利用的主要
氮素形态，植物对不同形态氮素的吸收具有选择特
性［３］，氮素形态的差异对生物碱的合成和积累也有
影响，如影响生物碱的含量或者不同种类生物碱的
比例［４］。已有的研究工作表明，生物碱是一种次生
代谢产物，植物自身遗传特性控制生物碱的合成，同
时一些环境因子（生物的和非生物的）也会通过调
控体内相关酶的活性诱发、促进或抑制某些生物碱
的产生［５７］。喜树碱来源于我国南方特有树种———
喜树，具有重要的抗肿瘤和抗反转录病毒活性。喜
树碱是源于色氨酸的含氮生物碱，喜树幼苗吸收的
铵态氮和硝态氮为喜树碱的生物合成提供了氮源。
色氨酸合酶（ＴＳＢ）和色氨酸脱羧酶（ＴＤＣ）是喜树碱
生物合成途径中的２个关键酶［８，９］。氮素形态对喜
树幼苗喜树碱含量及 ＴＳＢ和 ＴＤＣ活性影响的基础
研究至今尚无报道，本实验通过改变 ＮＯ－３Ｎ和
ＮＨ＋４Ｎ的比例，研究了不同氮素形态下砂培喜树幼
苗中ＴＳＢ和ＴＤＣ活性及喜树碱含量的变化，旨在探
讨培育条件对喜树幼苗喜树碱的影响，为进一步阐
明药用植物有效成分与环境的关系提供基础资料。
１ 材料与方法
１．１ 喜树幼苗培养与处理
喜树幼苗在阳光温室内培养，温室为自然采光，
昼夜温度自然过渡（１８～３０℃），湿度为 ６０％ ～
７０％。砂培容器为长４５ｃｍ、宽３５ｃｍ、高１５ｃｍ的
塑料方盘，底部均匀打孔（直径５ｍｍ）数个，内盛经
１‰ ＫＭｎＯ４消毒的河沙作为幼苗生长基质。６月中
旬选取生长一致的当年生喜树幼苗，先以完全营养
液培养１０ｄ后进行不同氮素形态处理。完全营养
液按照 Ｕｔｒｉａｉｎｅｎ［１０］的方法配制。处理用营养液以
完全营养液为基础，其中 ＮＯ－３Ｎ使用 ＫＮＯ３和
Ｃａ（ＮＯ３）２，ＮＨ
＋
４Ｎ使用（ＮＨ４）２ＳＯ４，按不同 ＮＨ
＋
４
Ｎ／ＮＯ－３Ｎ分为５组（０∶１００，２５∶７５，５０∶５０，７５∶２５，
１００∶０），总氮浓度均为１６０ｍｍｏｌ·Ｌ－１（表１）。营
养液用蒸馏水配制，ｐＨ调至６０左右。为抑制硝化
作用，向溶液添加硝化抑制剂 ２氯６三氯甲基吡
啶，使其浓度达到０４μｍｏｌ·Ｌ－１。待幼苗已经长
出６对真叶，开始进行不同氮素形态处理。在进行
处理前先用水透浇砂培中的喜树幼苗。每周３次按
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第３３卷第１３期
２００８年７月
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时透浇氮素处理营养液，并根据需要适当补充水分。
每个处理设３个重复，每个重复７株。
表１ 不同氮素形态处理营养液中大量元素的组成 ｍｍｏｌ·Ｌ－１
成分
ＮＨ＋４Ｎ／ＮＯ－３Ｎ
０∶１００ ２５∶７５ ５０∶５０ ７５∶２５ １００∶０
Ｃａ（ＮＯ３）２ ５ ３ １ １ －
ＫＮＯ３ ６ ６ ６ ２ －
（ＮＨ４）２ＳＯ４ － ２ ４ ６ ８
ＫＣｌ － － － ４ ６
ＣａＣｌ２ － ２ ４ ４ ５
ＭｇＣｌ２ ２ ２ ２ ２ ２
ＫＨ２ＰＯ４ ２ ２ ２ ２ ２
１．２ 取样方法
预实验结果表明幼叶中喜树碱含量和 ＴＳＢ活
性最高，茎皮为 ＴＤＣ活性最高部位，因此于处理后
的第１５，３０，４５，６０，７５天，分别取喜树幼苗的茎皮和
幼叶，在液氮中充分研磨后，幼叶的研磨混合物一部
分用于测定ＴＳＢ，另一部分冻干后测定喜树碱含量，
茎皮的研磨混合物用于 ＴＤＣ活性测定。茎皮是最
大叶面积叶片着生处至幼苗顶端茎上可轻松剥离的
部分（包括表皮和韧皮部），幼叶包括幼苗最上端的
小叶（叶长不超过最大叶面积叶片长度的一半）和
茎尖。
１．３ 测定指标与方法
１．３．１ 喜树碱含量测定 按照阎秀峰等［１１］的方
法，采用 Ｗａｔｅｒｓ高效液相色谱系统（２９９６自动进样
器、２４８７紫外检测器）测定喜树幼苗喜树碱的含量。
喜树碱对照品由美国斯特林癌症研究基金会提供。
１．３．２ 色氨酸合酶活性测定 参照 Ｌａｓｔ等的方
法［１２］进行ＴＳＢ的提取和活性测定。反应产生的吲
哚采用Ｗａｔｅｒｓ高效液相色谱（２４８７型紫外检测器）
测定，流动相乙腈水（１∶１），流速１０ｍＬ·ｍｉｎ－１，
检测波长２７０ｎｍ，进样量１５μＬ。ＴＳＢ活性计算以
每毫克鲜重材料每分钟消耗吲哚的 μｍｏｌ数表示，
即μｍｏｌ·ｈ－１·ｇ－１。
１．３．３ 色氨酸脱羧酶活性测定 ＴＤＣ的提取和活
性测定分别参照 Ａｅｒｔｓ等［１３］和 Ｐｅｎｎｉｎｇｓ等［１４］的方
法。反应生成的色胺采用 Ｗａｔｅｒｓ高效液相色谱
（２４７５型荧光检测器）测定。流动相为含有７ｍｍｏｌ
·Ｌ－１的 ＳＤＳ和１０ｍｍｏｌ·Ｌ－１ＫＨ２ＰＯ４的乙腈和水
（７∶３），ｐＨ６０，流速１０ｍＬ·ｍｉｎ－１，进样量５μＬ，
荧光检测器的激发波长和发射波长分别为２８０ｎｍ
和３５４ｎｍ。ＴＤＣ活性计算以每克鲜重材料每分钟
催化产生的色胺 ｎｍｏｌ数表示，即 ｎｍｏｌ·ｍｉｎ－１·
ｇ－１。
１．４ 数据分析
所得数据用ＤＰＳ软件进行统计分析。
２ 结果
２．１ 氮素形态对喜树幼苗幼叶喜树碱含量的影响
不同的ＮＨ＋４Ｎ／ＮＯ
－
３Ｎ下，喜树幼苗幼叶中的
喜树碱含量随处理时间均呈先升后降的趋势（图
１）。处理７５ｄ时各处理的喜树碱含量均降至显著
低于处理开始时水平（Ｐ＜００１）。处理３０ｄ后各处
理之间的喜树碱含量即出现明显的差异，且都在第
３０天达到最大值，从处理第１５天到最后，ＮＨ＋４Ｎ／
ＮＯ－３Ｎ为２５∶７５的处理，喜树幼苗的喜树碱含量始
终最高（最高达 ５６９‰）。总体上，一定比例的
ＮＨ＋４Ｎ有利于喜树碱的合成和积累，当 ＮＨ
＋
４Ｎ超
过５０％时，喜树碱的含量反而明显低于以 ＮＯ－３Ｎ
为单一形态氮素处理的（Ｐ＜００１）。
图１ 不同ＮＨ４＋Ｎ／ＮＯ
－
３Ｎ比例下
喜树幼苗幼叶中喜树碱
在不同处理时期，随着营养液中ＮＨ＋４Ｎ的比例降
低喜树碱含量明显增加，相邻处理之间由 ＮＨ＋４Ｎ／
ＮＯ－３Ｎ为７５∶２５降至５０∶５０时喜树碱含量增加的幅度
最大，而ＮＨ＋４Ｎ／ＮＯ
－
３Ｎ为０∶１００的处理下，即ＮＯ
－
３Ｎ
为单一形态氮素时喜树碱的含量又降低了。在各处理
时期以ＮＨ＋４Ｎ为单一形态氮素时喜树碱的含量最低
（第４５天例外）。
２．２ 氮素形态对喜树幼苗ＴＳＢ和ＴＤＣ活性的影响
预实验结果表明，不同氮素形态下喜树幼苗的
ＴＳＢ和ＴＤＣ活性分别以幼叶和茎皮最高，因此本实验
探讨幼叶中的ＴＳＢ和茎皮中的ＴＤＣ活性随着处理时
间的动态变化规律。
不同的ＮＨ＋４Ｎ／ＮＯ
－
３Ｎ下，喜树幼苗幼叶中ＴＳＢ
活性随时间进程表现出基本一致的动态变化趋势，先
上升、后下降、再趋于平稳（图２）。处理１５ｄ，ＮＨ＋４Ｎ／
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ＮＯ－３Ｎ为２５∶７５的幼叶中ＴＳＢ活性显著高于其他处理
的（Ｐ＜００１），各处理都在第３０天达到最大值，其后迅
速下降并维持在较低的水平。处理前期，不同的ＮＨ＋４
Ｎ／ＮＯ－３Ｎ比例对喜树幼苗幼叶中ＴＳＢ活性略有影响，
但从处理４５ｄ至结束，ＴＳＢ活性在各处理之间差异不
显著。
图２不同ＮＨ＋４Ｎ／ＮＯ
－
３Ｎ比例下
喜树幼苗幼叶中ＴＳＢ的活性
不同的ＮＨ＋４Ｎ／ＮＯ
－
３Ｎ下，喜树幼苗茎皮中ＴＤＣ
活性随处理时间呈先升后降的趋势（图３）。处理的第
１５天，ＮＨ＋４Ｎ／ＮＯ
－
３Ｎ为２５∶７５的喜树幼苗茎皮中
ＴＤＣ性就显著高于其他处理的（Ｐ＜００５），且一直最高
（最大活性达５５ｎｍｏｌ·ｍｉｎ－１·ｇ－１）。各处理均在第
３０天达到最大值。ＮＨ＋４Ｎ为单一形态氮素处理的
ＴＤＣ活性最低（第３０天例外）。在不同处理时期，随着
ＮＨ＋４Ｎ／ＮＯ
－
３Ｎ降低喜树幼苗茎皮中ＴＤＣ活性明显增
加，ＮＨ＋４Ｎ／ＮＯ
－
３Ｎ为２５∶７５的处理下最高，而ＮＯ
－
３Ｎ
为单一形态氮素时ＴＤＣ活性又明显降低。
图３ 不同ＮＨ＋４Ｎ／ＮＯ
－
３Ｎ比例下
喜树幼苗茎皮中ＴＤＣ的活性
３ 结语与讨论
氮素形态对喜树碱含量的影响 植物组织中生物
碱的积累与氮素形态关系密切［１５，１６］。对曼陀罗［１７］、颠
茄［２］、狭叶羽扇豆［１５］和云南红豆杉［１８］的研究表明营养
液中氨态氮有利于生物碱的积累。本研究与上述结果
相似，不同氮素形态比例对喜树幼苗的喜树碱代谢产
生了明显的影响，在ＮＨ＋４Ｎ／ＮＯ
－
３Ｎ为２５∶７５时幼叶
中的喜树碱积累最多。ＮＨ＋４在组织中可被迅速同化为
谷氨酸（Ｇｌｕ），进而转化成谷氨酰胺（Ｇｌｎ），参与谷丙转
氨酶（ＣＰＴ）的生物合成［１９］。Ｃｉｅｓｉｏｌｋａ等认为可能由于
ＮＨ＋４Ｎ和ＮＯ
－
３Ｎ的协同作用使生物碱含量增高
［１６］，
但ＮＨ＋４极易在组织中扩散和积累，如果不能及时代谢
也会产生毒害作用［２］。此外，ＮＨ＋４积累会抑制ＮＯ
－
３的
同化［２０］，使基质酸化。因此，适宜的氮素形态比例对生
物碱的积累很重要，砂培条件下营养液中增加一定比
例的铵态氮是有利于喜树碱在喜树幼苗中积累的培育
条件。
不同氮素形态下ＴＳＢ活性与喜树碱含量的关系
不同氮素形态下，比较幼叶中ＴＳＢ活性与喜树碱含量
的动态变化规律发现，二者都在第３０天达到最大值，
但中后期ＴＳＢ活性与氮素形态的关系不十分明确，与
幼叶中喜树碱含量亦没有明显的对应规律。ＴＳＢ催化
吲哚和丝氨酸生成的色氨酸参与蛋白质的合成，也为
喜树碱的生物合成提供吲哚环［２１］，幼叶中ＴＳＢ活性变
化可能同时受植物体内蛋白质合成和次生代谢过程的
调控。
不同氮素形态下ＴＤＣ活性与喜树碱含量的关系
ＴＤＣ活性与单萜吲哚生物碱的积累相关，对长春花幼
苗、组织及细胞培养物的研究表明ＴＤＣ活性被诱导升
高的同时也促进了生物碱的积累［２２，２３］。从本研究的结
果看，茎皮的ＴＤＣ活性在处理前期较高，３０ｄ后持续下
降，且对营养液中２种形态氮素比例产生明显的反应，
ＮＨ＋４Ｎ／ＮＯ
－
３Ｎ为２５∶７５时茎皮的ＴＤＣ活性最高且幼
叶中喜树碱含量最高，ＴＤＣ活性与幼叶的喜树碱含量
在处理过程中表现出一定的对应关系。茎皮ＴＤＣ活性
在幼叶喜树碱的合成与积累过程中可能起着重要调控
的作用。但也有研究表明ＴＤＣ活性升高并未使色胺和
喜树碱含量明显增加［２４］。另有研究表明转基因超量表
达产生的高水平ＴＤＣ活性并非生物碱积累所必需，而
且对植物的正常生长有害［２５］。
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ｗｈｉｃｈａｒｅｄｉｆｅｒｅｎｔｉａｌｙｅｘｐｒｅｓｓｅｄｄｕｒｉｎｇｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｓｔｒｅｓｓ［Ｊ］．
ＰｌａｎｔＪ，１９９７，１１：１１６７．
［２４］ ＳｉｌｖｅｓｔｒｉｎｉＡ，ＰａｓｑｕａＧ，ＢｏｔａＢ，ｅｔａｌ．Ｅｆｅｃｔｓｏｆａｌｋａｌｏｉｄｐｒｅｃｕｒｓｏｒ
ｆｅｅｄｉｎｇｏｎａＣａｍｐｔｏｔｈｅｃａａｃｕｍｉｎａｔａｃｅｌｌｉｎｅ［Ｊ］．ＰｌａｎｔＰｈｙｓｉｏｌＢｉｏ
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［２５］ ＣａｎｅｌＣ，ＬｏｐｅｓＣａｒｄｏｓｏＭＩ，ＷｈｉｔｍｅｒＳ，ｅｔａｌ．Ｅｆｅｃｔｓｏｆｏｖｅｒｅｘ
ｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｓｔｒｉｃｔｏｓｉｄｉｎｅｓｙｎｔｈａｓｅａｎｄｔｒｙｐｔｏｐｈａｎｄｅｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅｏｎａｌ
ｋａｌｏｉｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｂｙｃｅｌｃｕｌｔｕｒｅｓｏｆＣａｔｈａｒａｎｔｈｕｓｒｏｓｅｕｓ［Ｊ］．Ｐｌａｎｔａ，
１９９８，２０５：４１４．
Ｅｆｅｃｔｓｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎｆｏｒｍｓｏｎｃａｍｐｔｏｔｈｅｃｉｎｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｉｔｓｍｅｔａｂｏｌｉｓｍｒｅｌａｔｅｄ
ｅｎｚｙｍｅｓａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｉｎＣａｍｐｔｏｔｈｅｃａａｃｕｍｉｎａｔａＳｅｅｄｌｉｎｇｓ
ＳＵＮＳｈｉｑｉｎ１，２，ＹＡＮＸｉｕｆｅｎｇ２
（１．ＨａｒｂｉｎＭｅｄｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＤａｑｉｎｇＢｒａｎｃｈ，ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｈａｒｍａｃｙ，Ｄａｑｉｎｇ１６３３１９，Ｃｈｉｎａ；
２．ＮｏｒｔｈｅａｓｔＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＣｏｌｅｇｅｏｆＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅ，Ｈａｒｂｉｎ１５４０００，Ｃｈｉｎａ）
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］ Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ：Ｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｅｆｅｃｔｓｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎｆｏｒｍｓｏｎｔｈｅｃａｍｐｔｏｔｈｅｃｉｎ（ＣＰＴ）ｃｏｎｔｅｎｔ，ｔｒｙｐｔｏｐｈａｎｓｙｎｔｈａｓｅ（ＴＳＢ）
ａｎｄｔｒｙｐｔｏｐｈａｎｄｅｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅ（ＴＤＣ）ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｉｎＣａｍｐｔｏｔｈｅｃａａｃｕｍｉｎａｔａｓｅｅｄｌｉｎｇｓ．Ｍｅｔｈｏｄ：ＴｈｅｓｅｅｄｌｉｎｇｓｏｆＣ．ａｃｕｍｉｎａｔａｗｉｔｈ６ｐａｉｒｓｏｆ
ｌｅａｖｅｓｗｅｒｅｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏ５ｄｉｆｅｒｅｎｔＮＨ＋４Ｎ／ＮＯ
３Ｎｒａｔｉｏ（０∶１００，７５∶２５，５０∶５０，２５∶７５，１００∶０）ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｂｙｓａｎｄｃｕｌｔｕｒｅｉｎａｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ．
ＴｈｅＣＰＴｃｏｎｔｅｎｔ，ＴＳＢａｃｔｉｖｉｔｙｉｎｔｈｅｙｏｕｎｇｌｅａｖｅｓａｎｄＴＤＣｉｎｔｈｅｓｔｅｍｂａｒｋｓｏｆｔｈｅｓｅｅｄｌｉｎｇｓｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙＨＰＬＣｏｎｔｈｅ１５ｔｈ，３０ｔｈ，
４５ｔｈ，６０ｔｈａｎｄ７５ｔｈｄａｙ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｒｅｓｕｌｔ：ＴｈｅｏｂｖｉｏｕｓｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎＣＰＴｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｆｏｒｍｓｗａｓｏｂｓｅｒｖｅｄ．ＷｈｅｎＮＨ＋４
·２２５１·
第３３卷第１３期
２００８年７月
中 国 中 药 杂 志
ＣｈｉｎａＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎｅｓｅＭａｔｅｒｉａＭｅｄｉｃａ
Ｖｏｌ．３３，Ｉｓｓｕｅ １３
Ｊｕｌｙ，２００８
Ｎ／ＮＯ３Ｎｒａｔｉｏｗａｓ２５∶７５，ＣＰＴａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｉｎｙｏｕｎｇｌｅａｖｅｓｄｉｓｐｌａｙｅｄｔｈｅｂｅｓｔａｄｖａｎｔａｇｅｓ（ｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｖａｌｕｅｉｓ５．６９‰）ａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｄｉｎ
ｔｈｅｅａｒｌｙ３０ｄａｙｓｏｆｔｒｅａｔｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｎｄｅｃｌｉｎｅｄ．ＴｈｅｒｅｗａｓｎｏｏｂｖｉｏｕｓｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎＴＳＢａｃｔｉｖｉｔｙｉｎｔｈｅｙｏｕｎｇｌｅａｖｅｓａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎ
ｆｏｒｍｓ．ＴＤＣａｃｔｉｖｉｔｙｉｎｔｈｅｓｔｅｍｂａｒｋｗａｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｗｈｅｎＮＨ＋４Ｎ／ＮＯ
３Ｎｒａｔｉｏｗａｓ２５∶７５，ａｎｄｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆＴＤＣａｃｔｉｖｉｔｙｐａｒａｌｅｌｅｄｔｏ
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３Ｎｒａｔｉｏｗａｓ２５∶７５ｍａｙｇａｉｎｈｉｇｈＣＰＴｃｏｎｔｅｎｔｉｎｔｈｅ
ｙｏｕｎｇｌｅａｖｅｓｔｈｒｏｕｇｈｅｎｈａｎｃｉｎｇｔｈｅＴＤＣａｃｔｉｖｉｔｙｉｎｔｈｅｓｔｅｍｂａｒｋｏｆＣ．ａｃｕｍｉｎａｔａｓｅｅｄｌｉｎｇｓ．
［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ Ｃａｍｐｔｏｔｈｅｃａａｃｕｍｉｎａｔａ；ｎｉｔｒｏｇｅｎｆｏｒｍｓ；ｃａｍｐｔｏｔｈｅｃｉｎｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ
［责任编辑 吕冬梅］
［收稿日期］ ２００７０５１１
［基金项目］ 国家自然科学基金项目（３０３７０２９２）；江苏省科技基础
设施建设计划项目（ＢＭ２００６１０４）
［通讯作者］ 夏冰，Ｔｅｌ：（０２５）８４３４７０２２，Ｅｍａｉｌ：ｂｉｎｇｘｉａ＠ｍａｉｌ．ｃｎ
ｂｇ．ｎｅｔ
石蒜属叶绿体 ｔｒｎＬＦ序列的变异与
系统聚类分析
袁菊红１，２，孙 视１，彭 峰１，冯 煦１，郑玉红１，夏 冰１
（１．中国科学院 植物研究所 南京中山植物园，江苏 南京 ２１００１４；
２．江西财经大学 资源与环境管理学院，江西 南昌 ３３００３２）
［摘要］ 目的：分析比较石蒜属和近缘属植物中国水仙ｔｒｎＬ基因的部分序列和ｔｒｎＬｔｒｎＦ间隔区的完整序列，
为石蒜属物种鉴别和种间亲缘关系分析提供分子佐证。方法：采用 ＰＣＲ产物直接双向测序法，用 ＣｌｕｓｔａｌＸ１８１，
ＭＥＧＡ２０软件进行序列分析，采用最大简约法（ｍａｘｉｍｕｍｐａｒｓｉｍｏｎｙ，ＭＰ）构建系统发育树。结果：所测物种的序列
全长在９０５～１０３６ｂｐ，经排序后，两端切平，得到８８６ｂｐ的整齐序列，所测物种的核苷酸变异位点１４个，信息位点
１０个，主要在ｔｒｎＬ内含子区，这些位点可用于区分石蒜属物种；４个碱基“ＡＴＡＴ”缺失／插入是区别石蒜属与其近缘
植物水仙的显著特征。重建的系统发育树表明：供试的石蒜属物种聚成３类，除稻草石蒜、忽地笑、香石蒜的系统
位置有所不同之外，与经典分类结果基本相符。水仙属２个种形成１个单系类群，表明属间ｔｒｎＬＦ序列差异明显。
结论：分子系统树支持安徽石蒜是长筒石蒜的变种或杂交种观点，换锦花可能是玫瑰石蒜、红蓝石蒜的杂交母本。
石蒜属种间ｔｒｎＬＦ序列存在一定变异，是物种鉴别的有效分子标记。
［关键词］ 石蒜属；ｔｒｎＬＦ序列；序列变异；分子鉴别；系统树
［中图分类号］Ｒ２８２．５ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１００１５３０２（２００８）１３１５２３０５
石蒜属Ｌｙｃｏｒｉｓ植物为多年生球根草本，根据其
花型、花色和出叶期等，我国的石蒜资源被划分为
１５种２变种，分布全国１５个省区，尤以华东地区种
类最多，是其多样性分布中心［１，２］。石蒜属植物不
仅是我国特有球根花卉，而且还是重要的药用植物，
其鳞茎富含多种具有药理活性作用的生物碱，其中
具有显著抑制胆碱脂酶活性的加兰他敏从２０世纪
９０年代后被用于治疗轻中度老年痴呆症（Ａｌｚｈｅｉ
ｍｅｒ’ｓｄｉｓｅａｓｅ，ＡＤ）［３］。将石蒜碱进行结构改造制
成的石蒜内铵（ＡＴ１８４０）可治疗妇科肿瘤，对胃癌、
卵巢癌有较好疗效，可与放射治疗同时应用［４］。研
究结果表明，石蒜属种间的生物碱成分存在较大差
异［５］，石蒜碱、加兰他敏、伪石蒜碱等含量种间差异
很大［６］。因此，要对石蒜属植物资源进行有效地开
发利用，必须准确地鉴别物种。
由于石蒜属植物花叶不相见的特殊生长发育习
性，鉴别石蒜物种难度很大。分子标记因快速、准确
且不易受环境气候影响，在物种鉴别和分类中发挥
了很大作用。近年来，运用 ＲＡＰＤ，ＩＳＳＲ和 ＤＮＡ测
序来鉴别石蒜属物种、探讨石蒜属种间亲缘关系和
杂交起源的研究较多［７１０］，它们为石蒜属的分类和
鉴别提供了一些信息。ｔｒｎＬＦ序列为植物叶绿体基
因组之一，由编码 ｔＲＮＡ的 ｔｒｎＬ基因和 ｔｒｎＬ（ＵＡＡ）
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第３３卷第１３期
２００８年７月
中 国 中 药 杂 志
ＣｈｉｎａＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎｅｓｅＭａｔｅｒｉａＭｅｄｉｃａ
Ｖｏｌ．３３，Ｉｓｓｕｅ １３
Ｊｕｌｙ，２００８