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Studies on the botanical sources and DNA molecular identification of Herba Asari based on ITS sequence

基于核DNA ITS序列的细辛药材基源及分子鉴定研究



全 文 :#研究论文#
基于核 ⁄‘„ Œ×≥序列的细辛药材基源
及分子鉴定研究
刘春生 3 o白根本 o阎玉凝
k北京中医药大学 中药学院 o北京 tsstsul
≈摘要  目的 }探讨细辛药材 v个基源同等入药的遗传基础 o汉城细辛和北细辛的分类位置及细辛药材分子
鉴别的可能性 ∀方法 }进行 °≤• 扩增 o扩增产物纯化 o测序 o然后结合国产其他细辛属植物的 Œ×≥序列进行分析 ∀
结果 }获得辽细辛 !华细辛和汉城细辛的 Œ×≥和 x1{≥µ⁄‘„完整序列 ~细辛药材的 v种原植物形成一个非常稳定的独
立分支 o其中北细辛和华细辛聚合成一个分支 o汉城细辛形成另一个分支 ~v种细辛药材 Œ×≥序列有差异 ∀结论 }细
辛药材 v个来源亲缘关系非常密切 o它们相互替代入药是有遗传基础的 o支持北细辛是库页细辛的变种 o汉城细辛
的分类位置未能确定 o汉城细辛 !北细辛和华细辛 Œ×≥序列之间的差异可用作分子鉴定的依据 ∀
≈关键词  细辛 ~Œ×≥序列
≈中图分类号  • u{u1x ≈文献标识码  „ ≈文章编号  tsst2xvsukussxlsx2svu|2sw
≈收稿日期  ussv2ts2tu
≈通讯作者  3刘春生 oר¯ }kstslyw{|vssx
细辛为常用的解表药 o来源于马兜铃科细辛属
植物北细辛 Ασαρυµ ηετεροτροποιδεσ ƒµ1 ≥¦«°¬§·√¤µ1
µανδσηυριχυµ k ¤¬¬°1l Ž¬·¤ª1 !华细辛 Α1 σιεβολδιι
¬´1 和汉城细辛 Α1 σιεβολδιι ¬´1 ©1 σεουλενσε
k‘¤®¤¬l ≤1≠1≤«¨ ±ª ·¨≤1≥1≠¤±ª的全草 oŽ¨¯¯¼≈t 曾利
用形态学特征和 Œ×≥序列特征对细辛属系统演化进
行了研究 o其中中国有分布的 {种细辛属植物的 Œ×≥
序列在 ∞…中已经注册 o但对细辛药材的主流品
种北细辛 !汉城细辛未进行研究 o而且北细辛和汉城
细辛的归属一直存在争议≈u  o由于细辛属多种植物
在不同地区均作细辛使用 o用其他方法难以鉴别 o因
此作者对细辛药材 v个来源进行了 Œ×≥序列测定 o
并结合 ∞…收载的我国产其他细辛属植物的 Œ×≥
序列进行分析 o试图阐明细辛药材 v个基源同等入
药的遗传基础 !汉城细辛和北细辛的分类位置及细
辛分子鉴别的可能性 ∀
1 材料和方法
111 材料 北细辛 !汉城细辛采于辽宁本溪 o华细
辛采于安徽黄山 o均由北京中医药大学杨春澍教授
鉴定 ∀∞…中收载的 !本研究引用的其他细辛属
植物如下 }杜衡 Α1 φορβεσιιk∞…编号 „ƒsytw{t o
„ƒsytw{ul !短尾细辛 Α1 χαυδιγερελλυµ k∞…编号
„ƒsytwyx o„ƒsytwyyl !铜钱细辛 Α1 δεβιλεk∞…编
号 „ƒsytwyz o„ƒsytwy{l !双叶细辛 Α1 χαυλεσχενσ
k∞…编号 „ƒsytwxz o„ƒsytwx{l !尾花细辛 Α1
χαυδιγερυµk∞…编号 „ƒsytwyv o„ƒsytwywl !单叶
细 辛 Α1 ηιµαλαιχυµ k ∞… 编 号 „ƒsytwyt o
„ƒsytwyul !长毛细辛 Α1 πυλχηελλυµ k∞…编号
„ƒsytwy| o„ƒsytwzsl ~马蹄香属马蹄香 Σαρυµα ηεν2
ρψιk∞…编号 „ƒsytxxu o„ƒsytxxvl ∀
112 总 ⁄‘„的提取 采取 ≤ׄ…法≈v 
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 }xχ2Š Š „ „ Š× „ „ „ „ Š×
≤ Š× „ „ ≤ „ „ ŠŠ2vχ ~°u }xχ2× ≤ ≤ × ≤ ≤ × ≤ ≤ Š ≤ × × „
× × Š „ × „ × Š ≤2vχ ~扩增反应在 °∞公司的 |yss型
°≤• 仪上进行 o反应体积 xs ˏo包括 ts ≅ °≤• …∏©©¨µ
ks1sx °²¯ #pt Ž≤¯ os1t °²¯ #pt ×µ¬¶1‹≤¯ o³‹ |1s o
t1s h ×µ¬·²± ÷2tsslx ˏ~ª≤¯ uks1sux °²¯#ptlv ˏ~
s1v ˏ的 פ´ ⁄‘„ 聚合酶 ~§‘×°ks1st °²¯ #ptl t
ˏ~°tks1sux °²¯#ptl和 °w ks1sux °²¯#ptl各 s1w
ˏ~…≥„ x ˏkux °ª#°ptl ~模板 x ˏkts ±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 t °¬±~|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≈w  ∀
#|uv#
第 vs卷第 x期
ussx年 v月
中 国 中 药 杂 志
Χηινα ϑουρναλ οφ Χηινεσε Ματερια Μεδιχα
∂²¯1vs oŒ¶¶∏¨ x
¤µ¦«oussx
114 Œ×≥序列的测定 测序仪器为 „…Œvzz o测序方
法为双脱氧终止法 o测序条件 }|x ε us ¶oxs ε us
¶oys ε t °¬±∀vs个循环 ∀
115 排序和分析 Œ×≥的范围根据已发表的细辛属
植物Œ×≥确定 o利用 ≤˜≥ׄ÷ 软件进行序列排序 o
由于 x1{≥序列相同 o排序中未予考虑 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 !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
211 本研究共测得细辛药材 v个来源的 Œ×≥t2x1{≥2
Œ×≥u完整序列 o其中华细辛在 ∞…中已注册 o笔者
测得的数据和其相同 o三者 Œ×≥t 的长度范围为
uxv ∗ uxw ¥³o与其他细辛属植物kuxw ∗ uxy ¥³l差异
不大 oŠ≤含量kxt1w h ∗ xu1w h l和杜衡kxv1s h l相
近 o和其他细辛属植物kwy1{ h ∗ w{1s h l有比较大
的差异 ~Œ×≥u的长度均为 uut ¥³o和杜衡相同 o但和
其他细辛属植物kuuz ¥³l相比 o有 y个碱基的缺失 o
Š≤含量 xt1t h ∗ xu1| h o和杜衡kxx1u h l !短尾细
辛kxs1u h l相近 o和其他细辛属植物 kw|1v h ∗
w|1{ h l差异较大k见表 tl ∀
212 排列后的 Œ×≥序列见图 t o根据 Ž¬°Λµ¤2u参数
遗传距离模型计算得到的序列间遗传距离k ≅ tssl
k见表 ul o细辛属植物的平均种间遗传距离为 w1tx o
种间遗传距离范围为 t1sz ∗ |1t| o北细辛和华细辛 !
汉城细辛和华细辛 !北细辛和汉城细辛之间的遗传
距离分别是 t1xs ot1|w和 t1u| ∀
表 t 细辛药材 v个来源和其他细辛属植物
的 Œ×≥t和 Œ×≥u长度及 Š≤含量
编号 Œ×≥t长度r¥³ Š≤含量r h
Œ×≥u
长度r¥³ Š≤含量r h
总长度
r¥³
« uxx xt1w uut xu1| wzy
≥§ uxw xu1w uut xu1x wzx
≥² uxx xt1w uut xt1t wzy
≤µ uxy wy1{ uuz w|1v w{v
°¯ uxw w{1s uuz w|1w w{t
≤¦ uxw wz1y uuz w|1{ w{t
⁄¥ uxw w{1w uuz w|1w w{t
≤¯ uxx wz1s uuz xs1u w{u
Ĵ uxx xv1s uut xx1u wzy
‹¦ uxw w{1s uuz w|1v w{t
注 }«1 北细辛 ~≥§1 华细辛 ~≥²1 汉城细辛 ~ ≤µ1 尾花细辛 ~ °¯ 1
长毛细辛 ~≤¦1 双叶细辛 ~ ⁄¥1 铜钱细辛 ~≤¯ 1 短尾细辛 ~ ƒ¥1 杜衡 ~
‹¦1单叶细辛k表 u o图 t ou同l
213 由于马蹄香属与细辛属相近 o选择马蹄香为
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见图 ul ov个系统发育树均显示细辛
药材 v个来源均形成一个高度稳定的分支 o支持率
为 || h ∗ tss h o其中北细辛和汉城细辛先形成 t个
分支 o再和华细辛形成 t个分支 ∀
3 讨论
311 细辛药材基源亲缘关系探讨 本研究显示细辛
药材 v个来源在拓扑树上形成稳定的分支 o支持率达
到 tss h o而且 Š≤ 含量 !Œ×≥序列的长度也支持该分
支为亲缘关系很近的稳定类群 o和其他细辛属植物具
有明显的区别 o进一步证实亲缘关系越相近 o化学成
分越相似 o临床上越有可能相互替代的规律 o暗示分
子系统学在中药新资源筛选中的巨大潜力 ∀
表 u 基于 ®¬°∏µ¤2u细辛属 ts种植物及外类群的 Œ×≥序列遗传距离
« ≥§ ≥² ƒ¥ ≤¯ ⁄¥ ≤¦ ≤µ ‹¦ °¯
«
≥§ t qxs
≥² t qu| t q|w
Ĵ | qt| { qzs { qut
≤¯ y qzu y qux x qz{ z quw
⁄¥ z qyy z qt| y qzt z qwx t qu{
≤¦ y qzu y qux x qz{ y qu{ t qzu u qtx
≤µ y q|z y qxs y qsv y qxv t q|w u qvz t qsz
‹¦ z qus y qzv y qux y qzx u qty u qx| t qu{ t qxs
°¯ z qt| y qzu y quw y qzw t qzu u qx| t qu{ t qxs t qzu
≥µ tt q{t tt qvt ts q{s tu qyx ts qsy ts qu{ | qxy | qvu | qxy | q{u
312 北细辛的分类位置探讨 北细辛的分类位置
一直存在争论 o有人认为北细辛是华细辛的变种 Α1
σιεβοιδιι √¤µ1 µανδσηυριχυµ o有人认为其是库页细辛
的变种 Α1 ηετεροτροποιδεσ √¤µ1 µανδσηυριχυµ o邻接
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∂²¯1vs oŒ¶¶∏¨ x
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图 t 细辛药材 v个来源 Œ×≥t和 Œ×≥u序列
/ #0表示与北细辛碱基相同 o/ p 0表示碱基缺失
图 u 邻接树
树的拓扑结构显示 o北细辛和华细辛最先聚合 o表示
二者的亲缘关系最近 o而且北细辛和华细辛之间的
遗传距离为 t1xs o远低于细辛属种间平均遗传距离
kw1txl o但是仍然在种的遗传距离范围之内kt1sz ∗
|1t|l o支持北细辛和华细辛是两个种 o考虑到形态
学特征 o推断北细辛是库页细辛的变种 ∀
313 汉城细辛的分类位置探讨 有人认为汉城细
辛是华细辛的变种或变型 Α1 σιεβολδιι √¤µ1 σεουλενσε ,
Α1 σιεβολδιι©1 σεουλενσε o有人认为是库叶细辛的变种
Ασιασαρυµ ηετεροτροποιδεσ √¤µ1σεουλενσε o从拓扑树结构
来看 o汉城细辛与华细辛和北细辛组成的分支再聚
合 o说明汉城细辛和北细辛 !库页细辛都有密切的关
系 o从遗传距离分析 o汉城细辛和华细辛之间的遗传
距离仅为 t1|w o和北细辛之间的遗传距离为 t1u| o
均低于细辛属种间平均遗传距离kw1txl o而仍然在
种的遗传距离范围之内kt1sz ∗ |1t|l o汉城细辛和
北细辛 !华细辛之间均达到种间差异 o支持汉城细辛
作为单独的种 o由于汉城细辛和华细辛形态差异较
小 o因此对汉城细辛的分类位置还需结合其他证据
进一步研究 ∀
314 细辛药材基源的分子鉴别 Œ×≥序列排序结果
显示细辛药材 v个基源 Œ×≥序列的总长度为 wzx ∗
wzy ¥³o本文涉及的其他细辛属植物为 w{t ∗ w{v ¥³
k仅杜衡为 wzy ¥³l o正品细辛和非正品细辛有较大
差异 o其中北细辛和华细辛有 {个碱基的差异 o汉城
细辛和华细辛由 ts个碱基差异 o北细辛和汉城细辛
#tvv#
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Χηινα ϑουρναλ οφ Χηινεσε Ματερια Μεδιχα
∂²¯1vs oŒ¶¶∏¨ x
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由 y个碱基的差异 o实验所引用的其他细辛属植物
的Œ×≥序列与正品细辛均有差异 o因此Œ×≥序列可用
于正品细辛和伪品细辛 !细辛药材 v个来源之间的
药材鉴别 ∀
≈参考文献 
≈t  Ž¨¯¯¼   q °«¼¯²ª¨ ±¨ ·¬¦µ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³¶¬± Ασαρυµ k„µ¬¶·²¯²¦«¬¤¦¨¤¨ l
¥¤¶¨§²± °²µ³«²¯²ª¬¦¤¯ ¤±§ °²¯ ¦¨∏¯¤µ§¤·¤o Αµ ϑ Βοτ . t||{ o {x
ktsl }twxw q
≈u  中国科学院中国植物志编辑委员会 q中国植物志 q第 uw卷 q
北京 }科学出版社 ot|{{ qtyu q
≈v  ≤¯ ¤µ®  ≥ q植物分子生物学试验手册 q顾红雅等译 q北京 }高
等教育出版社 ot||{ qwt q
≈w  卢圣栋 q现代分子生物学山技术 q北京 }高等教育出版社 o
t||v qtvt q
Στυδιεσ ον τηε βοτανιχαλσουρχεσ ανδ ∆ΝΑ µολεχυλαρ
ιδεντιφιχατιον οφ Ηερβα Ασαρι βασεδ ον ΙΤΣ σεθυενχε
Œ˜ ≤«∏±2¶«¨ ±ªo…„Œ Š¨ ±2¥¨ ± o ≠„‘≠∏2±¬±ª
( Σχηοολ οφ Πηαρµαχολογψ, Βειϕινγ Υνιϖερσιτψ οφ Τραδιτιοναλ Χηινεσε Μεδιχινε , Βειϕινγ tsstsu , Χηινα)
[ Αβστραχτ] Οβϕεχτιϖε : ײ ¬¨³¯²µ¨ ·«¨ ª¨ ±¨ ·¬¦¥¤¶¬¶²©∏¶¬±ª·«µ¨¨¶³¨¦¬¨¶²© „¶¤µ∏° ¤¶‹ µ¨¥¤ „¶¤µ¬·² §¨·¨µ°¬±¨ ·«¨ ·¤¬²±²°¬¦³²¶¬2
·¬²±¶²© Ασαρυµ ηετεροτροποιδεσ ¤±§ Α. σιεβολδιι ~¤±§·² ¤³³¯¼ ⁄‘„ °²¯ ¦¨∏¯¤µ¤±¤¯¼¶¬¶¤¶¤·²²¯ ©²µ¬§¨±·¬©¬¦¤·¬²± ²© ‹ µ¨¥¤ „¶¤µ¬q Μετηοδ :
°≤• o³∏µ¬©¬¦¤·¬²±o¶¨ ∏´¨ ±¦¨ ¤±¤¯¼¶¬¶º µ¨¨ ³µ¨µ©²µ° §¨qΡεσυλτ : Œ×≥ ¶¨ ∏´¨ ±¦¨¶²©·«¨ ·«µ¨¨„¶¤µ∏° ¶³¨¦¬¨¶º µ¨¨ ²¥·¤¬±¨ §qv ¥²·¤±¬¦¤¯ ¶²∏µ¦¨¶
²© ‹ µ¨¥¤ „¶¤µ¬¤µ¨ ¦¯²¶¨ ¼¯ ¦¯∏¶·¨µ¨§·²ª¨·«¨µ²± ·«¨ ·²³²¯²ª¼ ·µ¨¨~²±¨ ¬±±¨ µ¥µ¤±¦«¬¶¦²°³²¶¨§²© Α. ηετεροτροποιδεσ ¤±§ Α. σιεβολδιι ,
º«¨µ¨¤¶¤±²·«¨µ¥µ¤±¦«¦²±·¤¬±¶ Α. σιεβολδιι . ׫¨¬µŒ×≥ ¶¨ ∏´¨ ±¦¨¶¤µ¨ §¬©©¨µ¨±·qΧονχλυσιον : ׫µ¨¨³¯¤±·¶³¨¦¬¨¶²© ‹ µ¨¥¤ „¶¤µ¬¤µ¨ ¦¯²¶¨ ¼¯
µ¨ ¤¯·¨§o¤±§·«¨µ¨ ¤µ¨ ª¨ ±¨ ·¬¦µ¨¤¶²±¶·«¤··«¨ ¼ ¤µ¨ ∏¶¨§¤¶·«¨ ¶²∏µ¦¨¶²©·«¨ ¶¤°¨° §¨¬¦¬±¨ q׫¨ ¦¯¤¶¶¬©¬¦¤·¬²± ³¯¤¦¨ ° ±¨·²© Α. σιεβολδι鬶±²·
¦¨µ·¤¬±q׫¨ §¬©©¨µ¨±¦¨¶²©Œ×≥ ¶¨ ∏´¨ ±¦¨¶²©·«¨ ¥²·¤±¬¦¤¯ ¶²∏µ¦¨¶²© ‹ µ¨¥¤ „¶¤µ¬¦¤± ¥¨ ∏¶¨§¤¶¤ ° ¤¨±¶²©¬§¨±·¬©¬¦¤·¬²±q
[ Κεψ ωορδσ] ‹ µ¨¥¤ „¶¤µ¬~Œ×≥ ¶¨ ∏´¨ ±¦¨
≈责任编辑 王康正 
≈收稿日期  ussw2sz2sz
≈基金项目  云南省自然科学基金重点项目kt|||≤sss|l
≈通讯作者  3 王强 oר¯ }ksuxlvuztvu| o∞2°¤¬¯} º´¤±ªw| ƒ ¶²2
«∏1¦²°
云南三七道地产区地质背景及土壤理化状况分析
崔秀明t ou o徐珞珊t o王 强t 3 o陈中坚u
kt1 中国药科大学 中药学院 o江苏 南京 utsss| ~
u1 云南省文山州三七研究所 o云南 文山 yyvsssl
≈摘要  目的 }研究三七道地性与其地质背景系统kŠ…≥l !土壤理化状况的关系 ∀方法 }比较云南 !广西三七产
区的不同地质背景系统 o分析土壤理化状况 ∀结果 }云南道地三七的分布受 Š…≥的制约 o三七最适宜的地质背景为
碳酸盐岩和碎屑岩混合型黄红壤区 ∀结论 }道地三七产区土壤受其成土母质影响 ~道地三七最适合的土壤类型是
中性偏酸性的壤质黏土 o对低盐基饱和度的土壤较适应 o可作为其道地性的特征之一 ∀
≈关键词  三七 ~道地性 ~地质背景系统 ~土壤理化状况
≈中图分类号  ≥ xyz ≈文献标识码  „ ≈文章编号  tsst2xvsukussxlsx2svvu2sw
三七 Παναξ νοτογινσενγk…∏µ®1lƒ1‹1≤«¨ ±为五加
科人参属名贵中药材 o具有散瘀止血 !消肿定痛的功
效 o近年来主要用于冠心病 !心绞痛等心脑血管系统
#uvv#
第 vs卷第 x期
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中 国 中 药 杂 志
Χηινα ϑουρναλ οφ Χηινεσε Ματερια Μεδιχα
∂²¯1vs oŒ¶¶∏¨ x
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