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Study on circumscription of medicinal licorice species based on molecular biology

中国药用甘草物种划分的分子基础研究



全 文 :中国药用甘草物种划分的分子基础研究
刘春生t 3 o王朋义u o王文全t
kt1北京中医药大学 中药学院 o北京 tsstsu ~
u1内蒙伊泰医药科技开发公司 o内蒙古 赤峰 suwsssl
≈摘要  目的 }阐明中国药用甘草物种之间的界限 o为甘草资源开发和优良品种选育奠定基础 ∀方法 }°≤• 扩
增 !⁄‘„序列测定 !分支分析 ∀结果 }获得我国甘草属 {种k变种l植物的 Œ×≥序列 o得到中国药用甘草的系统发育
树 ∀结论 }支持黄甘草归并入胀果甘草 !密腺甘草归并入光果甘草 ~支持无腺毛甘草为独立的物种 ∀
≈关键词  药用甘草 oŒ×≥序列
≈中图分类号  • u{u1x ≈文献标识码  „ ≈文章编号  tsst2xvsukussxluu2tzvy2sv
≈收稿日期  ussx2sv2s|
≈基金项目  国家自然科学基金资助项目kvswssx{{l
≈通讯作者  3刘春生 oר¯ }kstslywzttt||2ysw{
5中国植物志6≈t 认为 o中国有 {种甘草属植物 o
分别是乌拉尔甘草 Γλψχψρρηιζα υραλενσισ ƒ¬¶¦«1 !光果
甘草 Γ1 γλαβρα1 !胀果甘草 Γ1 ινφλατα …¤·1 !无腺毛
甘草 Γ1 εγλαδυλοσα ÷1 ≠1 ¬!粗毛甘草 Γ1 ασπερα
°¤¯ 1¯ !园果甘草 Γ1σθυαµυλοσα ƒµ¤±¦«1 !刺果甘草 Γ1
παλλιδιφλορα ¤¬¬°1 !云南甘草 Γ1 ψυννανενσισ ≤«¨ ±ª©1
·¨1 Ž1 ⁄¤¬ ¬¨ °1≤1 ¬o其中前三者被收入5中国药
典6作为甘草的基源植物≈u  o除此之外 o黄甘草 Γ1
ευρψχαρπα °1 ≠1 ¬在中药研究文献中经常被采
用≈v  o但不被 5中国植物志6承认 o密腺甘草 Γ1
γλαβρα1 √¤µ1 γλανδυλοσα ÷1 ≠1 ¬的果实特征和光
果甘草有较明显的区别 o常被认为是 u个物种≈w  o但
也不被5中国植物志6承认 o无腺毛甘草 Γ1 εγλαδυ2
λοσα为5中国植物志6承认的新种 o但不被中药研究
者认可 o至今未见其药学研究报道 ∀基于上述争议 o
为澄清我国药用甘草的物种界限 o为甘草资源开发
和优良品种选育奠定基础 o作者对我国 {种k变种l
甘草属植物的核 ⁄‘„的 Œ×≥序列进行了研究 ∀
1 材料和方法
111 材料 实验材料均经刘春生鉴定 o为硅胶快速
干燥叶片 o见表 t ∀
112 总 ⁄‘„的提取 采取 ≤ׄ…法≈x  ∀
113 Œ×≥片断扩增与纯化 采取 Œ×≥t2x1{≥2Œ×≥u整段
扩增 o引物序列如下 }°t }x. 2ŠŠ„„Š×„„„„Š×≤Š2
ׄ„≤„„ŠŠ2v. ~°u }x. 2×≤≤×≤≤×≤≤Š≤×ׄ×׊„ׄ׊2
≤2v. ~扩增反应在 °∞公司的 |yss型 °≤• 仪上进行 o
反应体积 xs ˏo包括 ts ≅ °≤• …∏©©¨µks1sx °²¯#pt
Ž≤¯ os1t °²¯#pt ×µ¬¶ ‹≤¯ o³‹ |1s ot1s h ×µ¬·²± ÷2
tssl xˏ~ª≤¯ uks1sux °²¯#ptlv ˏ~s1v ˏ的 פ´
⁄‘„聚合酶k生工公司 ox ˜#ˏptl ~§‘×°ks1st °²¯#
ptl t ˏ~°tks1sux °²¯ #ptl和 °w ks1sux °²¯ #
ptl各 s1w ˏ~…≥„ x ˏkux °ª#°ptl ~模板 x ˏ
kts ±ª左右总 ⁄‘„l o超纯水补至 xs ˏ∀扩增条件
为 |w ε 预变性 y °¬±~zu ε 整理 y °¬±~|w ε 变性 t
°¬±~xz ε 退火 xs¶~zu ε 延伸 ws¶~循环 vx次 ~zu ε
延伸 ts °¬±∀扩增产物利用低熔点胶回收纯化≈y  ∀
表 t 实验材料
中文名及缩写 拉丁学名 产地
乌拉尔甘草 • ¯ Γλψχψρρηιζα υραλενσισ 内蒙古杭锦旗
光果甘草 Šª Γ1 γλαβρα 新疆西梁
胀果甘草 ª Γ1 ινφλατα 甘肃金塔
无腺毛甘草 • ¬ Γ1 εγλαδυλοσα 内蒙古额吉那旗
粗毛甘草 ≤° Γ1 ασπερα 新疆西梁
黄甘草 ‹ª Γ1 ευρψχαρπα 甘肃金塔
密腺甘草 ¬ Γ1 γλαβρα √¤µ1 γλανδυλοσα 新疆西梁
刺果甘草 ≤ª Γ1 παλλιδιφλορα 黑龙江大庆
114 Œ×≥序列的测定 测序仪器为 „…Œ vzz o测序方
法为双脱氧终止法 o测序条件 }|x ε us ¶oxs ε us ¶o
ys ε t °¬±∀vs个循环 ∀
115 排序和分析 Œ×≥的范围根据已发表的豆科植
物Œ×≥确定 o利用 ≤˜≥ׄ÷ 软件进行序列排序 o排
序中未考虑 x1{≥序列 o排序后的序列使用 ∞Š„u
分子进化遗传分析软件 oŽ¬°∏µ¤2u参数遗传距离 o采
用邻接法k‘l !最小进化法k∞l和俭约法k°l构
建系统树 o系统树各分支的置信度用自举检验法
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第 vs卷第 uu期
ussx年 tt月
中 国 中 药 杂 志
Χηινα ϑουρναλ οφ Χηινεσε Ματερια Μεδιχα
∂²¯1vs oŒ¶¶∏¨ uu
‘²√¨ °¥¨µoussx
k¥²²·¶·µ¤³·¨¶·l检验 o共进行 u sss次循环 o以评价各
分支的系统学意义和可靠性 ∀
2 结果和结论
211 Œ×≥序列特征 本研究共测得我国甘草属 {种
k变种l植物的 Œ×≥t2x1{≥2Œ×≥u完整序列 oŒ×≥区k包
括 x1{≥l长度均为 yty ¥³oŒ×≥t nŒ×≥u长度为 wxu ¥³o
Œ×≥t长度 uvw ¥³oŒ×≥u区长度 ut{ ¥³o其中黄甘草和
胀果甘草 !光果甘草和密腺甘草的序列完全相同k表
ul ∀
表 u {种药用甘草的 Œ×≥t和 Œ×≥u序列
注 }/ 10表示与刺果甘草碱基相同
212 进化关系 选择刺果甘草为外类群 o根据 Œ×≥
序列重建邻接树k‘l !最小进化树k∞l和俭约树
k°l o三者构建的系统发育树相似 o仅展示邻接树
k图 tl o邻接树显示光果甘草和密腺甘草 !黄甘草和
胀果甘草聚成最小的分支 ow者又聚成 t个分支 o然
后依次和无腺毛甘草 !乌拉尔甘草及粗毛甘草聚成
更大的分支k图 tl ∀
图 t 以刺果甘草为外类群构建的 z种
药用甘草的 Œ×≥序列构建的邻接树
213 黄甘草和密腺甘草的分类处理 目前5中药鉴
定学6≈z 和5中国植物志6有关光果甘草和胀果甘草
的形态描述是不同的 o涉及是否承认黄甘草和密腺
甘草独立的物种地位 o从 Œ×≥序列来看 o胀果甘草和
黄甘草 !光果甘草和密腺甘草的 Œ×≥序列完全相同 o
在邻接树中也聚成最小的分支 o支持5中国植物志6
将黄甘草并入胀果甘草 !密腺甘草并入光果甘草的
分类处理 ~建议在鉴定药用甘草物种时采用5中国植
物志6系统 ∀但是5中国药典6来源项下无植物形态
描述 o造成在实际操作中无标准可循 o如在甘草生产
中 o如果承认黄甘草和密腺甘草 o那它们就不能作为
甘草使用 o如果承认5中国植物志6的分类处理 o黄甘
草和密腺甘草分别作为5中国药典6甘草的基源植物
胀果甘草和光果甘草是可以药用的 ∀因此建议5中
国药典6应增加植物形态描述 o特别是疑难物种的形
态描述 ∀
214 无腺毛甘草的分类处理 无腺毛甘草自李学
禹先生作为新种发表≈{ 并被5中国植物志6承认后 o
未见与其有关的药学研究报道 o但由于其根粗壮 o具
有明显的甜味和乌拉尔甘草非常相似 o因而在其产
区被视为甘草佳品 o从图 u的 {种 Œ×≥序列构建的
邻接树可看出 o无腺毛甘草聚成一个独立的分支 o
Œ×≥区的碱基和其他甘草有序列差异 o因此支持无
腺毛甘草成立 o建议对其进一步研究 o搞清它和其他
甘草药用成分 !药效的区别 o为其进一步开发利用奠
定基础 ∀
215 系统发育树在中药资源开发中的应用潜力
从图 t看出 o以刺果甘草为外类群构建的 z种药用
#zvzt#
第 vs卷第 uu期
ussx年 tt月
中 国 中 药 杂 志
Χηινα ϑουρναλ οφ Χηινεσε Ματερια Μεδιχα
∂²¯1vs oŒ¶¶∏¨ uu
‘²√¨ °¥¨µoussx
甘草的系统发育树对探讨中药新资源开发很有启
发 ∀虽然 z种甘草属植物均含有甘草酸 o实际上 o粗
毛甘草由于地下部分细小并不药用 o作者在系统发
育树上发现 o它和其他药用甘草分属于不同的分支 ∀
而在药用甘草分支中 o乌拉尔甘草又和其他药用甘
草分成两个分支 o说明乌拉尔甘草作为甘草的道地
物种具有遗传基础 ~而利用系统发育树还可对无化
学研究背景的物种进行预测 o如密腺甘草和光果甘
草 !黄甘草和胀果甘草聚成最近的分支 o预测二者的
成分非常接近 ~无腺毛甘草和胀果甘草k黄甘草l及
光果甘草k密腺甘草l聚成一个分支 o预测其成分可
能和胀果甘草和光果甘草更相似 ∀
≈参考文献 
≈t  中国科学院中国植物志编辑委员会 1 中国植物志 1wu卷 1 第
二分册 1 北京 }科学出版社 ot||{1tyz1
≈u  中国药典 1 一部 1usss1 yx1
≈v  楼之岑 o秦 波 1 常用中药材品种整理和质量研究k北方编l1
第二册 1 北京 }北京医科大学中国协和医科大学联合出版社 o
t||x1v|x1
≈w  李学禹 1新疆甘草属新分类群 1植物研究 ot|{| o|ktl }u|1
≈x  ≤¯ ¤µ®  ≥1植物分子生物学试验手册 1 顾红雅等主译 1 北京 }
高等教育出版社 ot||{1wt1
≈y  卢圣栋 1 现代分子生物学实验技术 1 北京 }高等教育出版社 o
t||v1tvt1
≈z  康廷国 1中药鉴定学 1 北京 }中国中医药出版社 oussv1tuw1
≈{  李学禹 1 甘草属分类系统与新分类群研究 ot||v otvktl }tw1
Στυδψ ον χιρχυµσχριπτιον οφ µεδιχιναλλιχοριχε σπεχιεσ βασεδ ον µ ολεχυλαρ βιολογψ
Œ˜ ≤«∏±2¶«¨ ±ªt o • „‘Š °¨ ±ª2¼¬u o • „‘Š • ±¨2 ∏´¤±t
(t1 Σχηοολ οφ Πηαρµαχολογψ, Βειϕινγ Υνιϖερσιτψ οφ Χηινεσε Μεδιχινε , Βειϕινγ tsssu| , Χηινα ;
u1 Νειµενγ Ψιται Πηαρµαχευτιχαλ ∆εϖελοπµεντ Χορπορατιον , Χηιφενγ suwsss , Χηινα)
[ Αβστραχτ] Οβϕεχτιϖε : ∞¯∏¦¬§¤·¨·«¨ ° §¨¬¦¬±¤¯ ¬¯¦²µ¬¦¨ ¶³¨¦¬¨¶¦¬µ¦∏°¶¦µ¬³·¬²±¬± ²µ§¨µ·² §¨√¨¯²³ ¬¯¦²µ¬¦¨ µ¨¶²∏µ¦¨¶¬± ≤«¬±¤¤±§¶¨2
¯¨ ¦·±¨ º ¦∏¯·¬√¤µ¶1 Μετηοδ : °≤• ¤°³¯¬©¬¦¤·¬²±o⁄‘„ ¶¨ ∏´¨ ±¦¬±ª¤±§¦¯¤§¬¶·¬¦¤±¤¯¼¶¬¶1 Ρεσυλτ : „¦´∏¬µ¨ ·«¨ Œ×≥ ¶¨ ∏´¨ ±¦¨¶¤±§³«¼¯²ª¨ ±¨ ·¬¦
·µ¨¨²©{ ¬¯¦²µ¬¦¨ ¶³¨¦¬¨¶1 Χονχλυσιον : „¦¦²µ§¬±ª·²µ¨¶∏¯·¶ Γλψχψρρηιζα ευρψχαρπα ¤±§ Γ1 γλαβρα √¤µ1 γλανδυλοσᶫ²∏¯§¥¨ ¦²°¥¬±¨ §¬±·² Γ1
ινφλατε ¤±§ Γ1 γλαβρα µ¨¶³¨¦·¬√¨¯¼ ¤±§ Γ1 εγλαδυλοσᬶ¤±¬±§¨ ³¨ ±§¨ ±·¶³¨¦¬¨¶1
[ Κεψ ωορδσ] ° §¨¬¦¬±¤¯ ¬¯¦²µ¬¦¨ ~Œ×≥ ¶¨ ∏´¨ ±¦¨
≈责任编辑 张宁宁 
≈收稿日期  ussx2st2us
≈基金项目  国家科技部资助课题kussu…„|st„twl
≈通讯作者  3黄瑞松 oר¯ }kszztlvtvssyw
不同产地壮药土垅大白蚁菌圃指纹图谱的研究
黄瑞松t 3 o孔桂毫t o莫建光u o劳燕文u o苏 青t o黄 t
kt1中国中医研究院 广西民族医药研究所 o广西 南宁 xvssst ~
u1广西分析测试研究中心 o广西 南宁 xvssuul
≈摘要  目的 }对广西不同产地壮药土垅大白蚁菌圃指纹图谱进行比较研究 ∀方法 }采用全自动氨基酸分析
仪测定 tu批不同产地土垅大白蚁菌圃的总氨基酸类成分 ∀分离柱kw1y °° ≅ ws °°l o柱温 xz ε ~缓冲液流速 s1w
°#°¬±p t o茚三酮流速 s1v °#°¬±p t ∀结果 }tu批样品的指纹图谱中共检出 t{个共有指纹峰 o各样品重叠率为
{|1w h ∗ tss1s h oz批样品中 {个主要峰的相对总面积均  xu h ∀结论 }广西不同产地土垅大白蚁菌圃药材的氨基
#{vzt#
第 vs卷第 uu期
ussx年 tt月
中 国 中 药 杂 志
Χηινα ϑουρναλ οφ Χηινεσε Ματερια Μεδιχα
∂²¯1vs oŒ¶¶∏¨ uu
‘²√¨ °¥¨µoussx