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Comparison of ITS Sequences between Wild Ginseng DNA and Garden Ginseng DNA

野山参与栽培参rDNA内转录间隔区(ITS)序列比较 x



全 文 :野山参与栽培参µ⁄‘„内转录
间隔区kŒ×≥l序列比较
马小军t o汪小全u o肖培根t o洪德元u
kt q中国医学科学院中国协和医科大学 药用植物研究所 o北京 tsss|w ~
u q中国科学院植物研究所 系统与进化植物学开放实验室 o北京 tsss|vl
≈摘要  目的 }比较野山参和栽培参的遗传差异性 ∀方法 }用银染 ⁄‘„测序法测定了 w个山参的 Œ×≥t和 u个
山参的 Œ×≥u ∀结果和结论 }人参属的 Œ×≥t有 uus ∗ uut个碱基 oŒ×≥u有 uuu ∗ uuw个碱基 o其中 Œ×≥t在人参种内非
常稳定 o吉林省抚松县k{z号 !tts号l !吉林省集安市kz|号l !河北省青龙县k{s号l的 w个野山参样品在 Œ×≥t转录
间隔区的序列与 Š ±¨¨ …¤±®中栽培参无任何碱基发生变异 ∀但 Œ×≥u 有部分变异 o抚松野山参k{z otts号l与黑龙
江栽培参kŠ ±¨¨ ¥¤±® ˜wty{s号l和朝鲜栽培参kŠ ±¨¨ ¥¤±® ˜wty{u号l比较完全一致 o但有 v个碱基与湖北栽培参
kŠ ±¨¨ ¥¤±® ˜wty{t号l不同 ∀这说明黑龙江和朝鲜栽培参的种源与抚松的野山参较近 o而湖北栽培参k˜wty{tl可
能从引自其它野山参居群 ∀Œ×≥u的遗传信息有助于人参种质资源分析 o能为栽培参起源提供一定证据 ∀
≈关键词  野山参 ~栽培参 ~Œ×≥ ~比较
µ⁄‘„是编码核糖体 • ‘„ 的基因 o是由一些高
度重复序列组成的多基因家族 o在植物总 ⁄‘„中约
占 ts h ≈t  ∀一般认为 µ⁄‘„ 在真核生物中是高度
保守的 o其编码区kt{ ≥ ox1{ ≥ ouy ≥l的序列具有很
高的同源性 o在系统学上主要用于属以上的系统学
研究 ∀而非编码区kŒ×≥t oŒ×≥ul的序列常用于种间
及种下等级的系统学研究 ∀文军等≈u 分析了人参属
所有 tu个种的核糖体 ⁄‘„2Œ×≥序列 o并借此讨论
人参属的种间关系 o但其所用的 v 个人参 Παναξ
γινσενγ ≤ q„ q ¼¨ q材料均为栽培人参k栽培参 Γαρ2
δεν ª¬±¶¨±ªl o缺少野生人参k野山参 Ωιλδ µουνταιν
ª¬±¶¨±ªlŒ×≥序列的资料 o而我们通过 • „°⁄指纹比
较研究发现 o野山参与栽培参之间存在较大的遗传
变异≈v  ∀为了搞清野生人参与栽培人参之间的遗传
变异程度 o我们对 w个野山参的 Œ×≥t 和 u个野山参
的 Œ×≥u进行了测序分析 o并对照栽培人参和西洋参
Π. θυινθυεφολιυσ q的 Œ×≥ 基因序列 o研究野生人
参与栽培人参之间以及两者与近缘种西洋参之间的
遗传关系 ∀
1 材料与方法
111 实验材料 野山参材料极难收集 o本研究所用
材料来自吉林省和河北省的野山参产地 o分别经中
国医学科学院药用植物研究所陈震研究员 !徐昭玺
研究员 !马小军研究员鉴定 o供试材料的来源和鉴定
人见表 t ∀
表 t 供试野山参样品的来源及鉴定人
样品编号 提供人 鉴定人 来源地 生长年限
z|k叶l 姜宪斌 马小军 吉林集安头道镇 vs ∗ ws
{sk叶l 孙贵龙 陈震 !徐昭玺 河北青龙县大沟村 vs ∗ ws
{zk叶l 孙立君 马小军 吉林抚松县堰江乡 vs ∗ ws
ttsk叶l 孙立君 马小军 吉林抚松县新屯子镇 约 {s
我们用银染 ⁄‘„ 测序法≈w 分别测定了 z|号 !
{s号 !{z 号 !tts 号的 Œ×≥t 以及 {z 号 !ttt 号的
Œ×≥u o每一样品均对正反链进行测定 o重复测序结果
t次 ∀
≈收稿日期  t|||2ts2s{
112 ⁄‘„的制备 每 t个体取 u ∗ v片干燥叶片 o
用 ≤ × „… 法提取总 ⁄‘„≈x  o总 ⁄‘„ 用 t h 的
• ‘¤¶¨ „酶解 o等体积氯仿和异戊醇k体积比 uwΒtl
抽提 o用无水乙醇沉淀后溶于 s qt ≅ ×∞o并用 s q{ h
琼脂糖凝胶电泳检测 ⁄‘„ 分子量 o并根据 ∞…荧光
强度确定 ⁄‘„浓度 o电极缓冲液用 t ≅ × „∞∀
#ysu#
第 ux卷第 w期
usss年 w月
中 国 中 药 杂 志
Χηινα ϑουρναλ οφ Χηινεσε Ματερια Μεδιχα
∂ ²¯ qux o‘²qw„³µqousss
113 引物设计及选择 Œ×≥t 的扩增引物 °t 和 °u
根据水稻 µ• ‘„ 基因序列≈y 设计 ∀ °t 位于 t{ ≥
µ• ‘„基因 vχ端上游 w{ ∗ uv碱基处 o其序列为 xχ2
„Š„ „Š× ≤ Š× „„≤ „„Š Š× × × ≤≤ Š× „ ŠŠ2vχ ~
°u位于 x q{x ¶µ• ‘„ 基因 xχ端下游 tx ∗ v|个碱基
处其序列为 xχ2Š„× Š≤ Š „Š„ Š≤≤ Š„Š „× „
× ≤≤ Š× × Š2vχ ∀Œ×≥u 的扩增引物 °v 和 °w 分别同
• «¬·¨ ·¨¤¯ kt||sl≈z 的 Œ×≥v和 Œ×≥w序列 ∀
114 Œ×≥的扩增和纯化 Œ×≥的扩增采取 °t n °w
进行整段扩增 oxs Λ¯ 反应液含 }xs °°²¯r×µ¬¶2‹≤¯
k³‹ { qvl o°°²¯ # pt  ª≤ u¯ os qsux ª# pt …≥„ o
§‘×°各 uss Λ°²¯#pt oxs ³°²¯ 引物k°t 和 °wl各
tu qx ³°²¯¶ot qx ˜ פ´ 酶k中国农业大学产品l ots
∗ us ±ª样品 ⁄‘„ ∀反应在 °∞公司生产的 | yss
型 °≤ • 仪上进行 ∀ °t n °w 的反应程序为 }zs ε w
°¬±o接 |w ε ous ¶~xx ε ous ¶~zu ε oxs ¶ou个循环
后 }|w ε ot °¬±~xx ε ous ¶~zu ε oxs ¶ov{个循环 o
接 zu ε ow °¬±∀ °≤ • 扩增产物用 • ¬½¤µ§×  ¦¯ ¤¨±2∏³
¶¼¶·¨° k°µ²° ª¨¤公司l纯化 ∀
115 测序反应及检测 测序反应在 Ž… ⁄‘„ 测
序仪上进行 o试剂用 °µ²° ª¨¤公司的银染测序系统
k≥¬¯√ µ¨≥¨´ ∏¨ ±¦¨ ×  ⁄‘„ ≥¨´ ∏¨ ±¦¬±ª ≥¼¶·¨°l ∀反应
液含 }x ≅ ≥¨´ ∏¨ ±¦¨ ¥∏©©¨µx Λ¯ oפ´ 酶 t Λ¯ o⁄‘„模板
v Λ¯ o引物 °t 或 °uk°v 或 °wlt qs Λ¯ kt qx Λ¯l o§v ‹v’
y qx Λ¯ o分别取 w Λ¯ 反应液分别加入 Š o„ o× o≤ w种
碱基k§‘×° n §§‘×°l各 u Λ¯ ∀扩增 Œ×≥t 的反应程
序为 }|w ε o预热 v °¬±~|w ε ot °¬±~接 |w ε ovs ¶~
ys ε otx ¶~zu ε ovs ¶ou个循环 o接 |w ε otx ¶oys
ε otx ¶ozu ε ovs ¶~xs个循环后加 v Λ¯ ¶·²³¶²¯∏·¬²±
放入冰浴 ∀扩增 Œ×≥u的反应程序基本同 Œ×≥t o仅退
火温度变为 wx ε o延伸温度变为 zs ε o延伸时间为
xs ¶∀其它步骤如洗板 !硅化 !制胶 !预变性 !预电泳 !
点样 !电泳 !染色 !显色 !固定等步骤均按 °µ²° ª¨¤公
司5序列测定系统技术手册6操作 ∀
116 序列比较 通过 Œ±·¨µ±¨ ·互联网从美国
Š ±¨¨ ¥¤±®中查出人参 !西洋参 Œ×≥t 和 Œ×≥u 的全部
序列用于与本实验得到的野山参序列的比较 ∀用
≤ ∏¯¶·¤¯ ∂ 软件≈{ 进行排序 !比较 !分析 ∀
2 结果
211 野山参与栽培参 Œ×≥t序列的比较 人参属的
Œ×≥t有 uus ∗ uut 个碱基 oŒ×≥u 有 uuu ∗ uuw 个碱
基 ∀我们的研究发现人参种内 Œ×≥t 非常稳定 o吉林
省集安市kz|号l !河北省青龙县k{s号l !吉林省抚
松县k{z号 !tts号l的 w个野山参样品在 Œ×≥t 转录
间隔区的序列与 Š ±¨¨ ¥¤±® 中黑龙江的栽培参
k˜wty{s号l和朝鲜栽培k˜wty{u号l完全一样 o无
任何碱基发生变异k图 tl ∀
212 野山参与栽培参 Œ×≥u序列的比较 吉林省抚
松县野山参k{z号和 tts号l在第 wwy oww| owxs位的
碱基分别为 Š o≤ o× o与 Š ±¨¨ ¥¤±®中黑龙江的栽培参
k˜wty{s号l和来自朝鲜的栽培参k˜wty{u号l完全
相同 o而与湖北引种的栽培参k˜wty{t号l不同 o湖
北栽培参在这 v个位置的碱基分别为 ≤ o× o≤ ∀
3 讨论
311 人参种内变异与种间变异的比较 从 Œ×≥t 和
Œ×≥u的序列比较中可以看出 o与栽培人参的 Œ×≥t和
Œ×≥u序列相比 oŠ ±¨¨ ¥¤±®中 v个西洋参样品在 tty o
wtw owux位均具有 v个相同的变异位点 o即碱基分别
由 „ o„ o× 颠换或转换为 ≤ oŠ o≤ ∀这说明人参与其
近缘种西洋参之间具有比人参种内变异更稳定的遗
传差异 ∀
312 人参种内关系的研究 通过比较 Œ×≥u 的序
列 o发现吉林抚松县的野山参k{z号和 tts号l在第
wwy oww| owxs位的碱基分别为 Š o≤ o× o与黑龙江栽
培参k˜wty{s号l和朝鲜栽培参k˜wty{u号l完全相
同 o而与湖北栽培参k˜wty{t号l不同 o湖北栽培参
在这 v个位置的碱基分别为 ≤ o× o≤ ∀这一结果提
示 o我国黑龙江的栽培参k˜wty{s号l及朝鲜的栽培
参k˜wty{u号l的种源与吉林的野山参k{z号和 tts
号l接近 ∀而湖北栽培参k˜wty{t号l可能从另外的
野山参居群引种 ∀由此看来 o湖北栽培参以及以前
报道的江西芦山引种的人参ku± € wwl≈| 作为较特殊
的遗传材料 o在育种上的价值值得重视 ∀
313 Œ×≥u序列分析可用于人参种质资源的研究
通过对人参种内种质资源进行的 Œ×≥ 序列比较发
现 o人参种内 Œ×≥t 序列没有变异 o因而无法利用 ∀
而 Œ×≥u序列所提供的遗传信息有助于人参种质资
源的分析 o这一遗传标记可以为栽培参起源的研究
提供一定证据 ∀我们认为这些遗传标记的应用还可
以通过设计以该位点为靶序列的限制性内切酶进行
酶切或设计 vχ端包含变异碱基的专门引物作特异扩
增等办法加以简化 ∀
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Χηινα ϑουρναλ οφ Χηινεσε Ματερια Μεδιχα
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图 t 野山参与栽培参 Œ×≥u序列比较
≈参考文献 
≈t  …µ∏¦¨ Š o ¬¦«¤¨¯q≥¤±§¨µ¶²± o ·¨¤¯ q× «¨ Œ×≥ • ª¨¬²± ²© ‘∏¦¯ 2¨
¤µ•¬¥²¶²°¤¯ ⁄‘„ } „ ∂ ¤¯∏¤¥¯¨ ≥²∏µ¦¨ ²© ∞√¬§¨ ±¦¨ ²± „±ª¬²±2
¶¨µ° °«¼¯ ²ª¨ ±¼ q „±± ¬¶¶²∏µ¬…²·Š¤µ§ot||x o{u }uwz q
≈u  ∏± • ±¨ o ∞¯¬½¤¥¨µ·« „ o¬°° µ¨q °«¼¯ ²ª¨ ±¼ ¤±§ …¬²ª¨ ²ªµ¤³«¼ ²©
Παναξ qk·«¨ Š¬±¶¨±ª Š ±¨∏¶o Αραλιαχεαεl }Œ±©¨ µ¨±¦¨¶©µ²° Œ×≥
≥¨´ ∏¨ ±¦¨¶²© ‘∏¦¯ ¤¨µ •¬¥²¶²°¤¯ ⁄‘„ q  ²¯ ¦¨∏¯¤µ °«¼¯ ²ª¨ ±¨ ·¬¦¶
¤±§∞√²¯∏·¬²± ot||y oykul }tyz q
≈v  马小军 o汪小全 o孙三省 o等 q野生人参的 • „°⁄指纹研究 q药学
学报 ot||| okwl }vtu q
≈w  汪小全 o李振宇 qµ⁄‘„片段的序列分析在苦巨苔亚科系统学研
究中的应用 q植物分类学报 ot||{ ovykul }|z q
≈x  ≥¦²··’ • o „ °²¯§ o …q ∞¬·µ¤¦·¬²± ²© ⁄‘„ ©µ²° ¬¯¯¬ªµ¤°
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Χηινα ϑουρναλ οφ Χηινεσε Ματερια Μεδιχα
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≈|  杨涤清 q几种人参植物的细胞分子分类学研究 q植物分类学报 o
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Χοµ παρισον οφ ΙΤΣ Σεθυενχεσ βετωεεν Ωιλδ
Γινσενγ ∆ΝΑ ανδ Γαρδεν Γινσενγ ∆ΝΑ
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[ Αβστραχτ] Οβϕεχτιϖε: ײ ¦²°³¤µ¨ ·«¨ ª¨ ±¨ ·¬¦ §¬©©¨ µ¨±¦¨¶ ¥¨·º¨¨ ± º¬¯§ ª¬±¶¨±ª ¤±§ ª¤µ§¨ ± ª¬±¶¨±ª
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∏´¨ ±¦¬±ª¶·¤·¬²±·«µ²∏ª« ≥¬2¯ √ µ¨≥¨´ ∏¨ ±¦¨ ×  ⁄‘„ ≥¨´ ∏¨ ±¦¬±ª ≥¼¶·¨° q ׫¨ ¶¨ ∏´¨ ±¦¨¶ º µ¨¨ ¤¯¬ª±¨ § º¬·« ⁄‘„
≥Œ≥ ¶²©·º¤µ¨ q Ρεσυλτσ ανδ χονχλυσιον : ׫¨ Œ×≥t ¤±§Œ×≥u ²© Παναξ º µ¨¨ uus ∗ uut ¤±§uuu ∗ uuw ¥¤¶¨¶¬±
¯¨ ±ª·«µ¨³¨¦·¬√¨¯¼ qŒ± Παναξ ª¬±¶¨«ªo·«¨ ¶¨´¨ ±¦¨¶²©Œ×≥t º µ¨¨ √ µ¨¼ ¶·¤¥¯¨o¥∏·Œ×≥u º µ¨¨ ¦«¤±ª¨ ¤¥¯¨q ׫¨
Œ×≥u ¶¨ ∏´¨ ±¦¨¶²©‘²q{z ¤±§‘²qtts ²©·«¨ º¬¯§ª¬±¶¨±ª¦²¯¯¨ ¦·¨§©µ²° ƒ∏¶²±ª ‹ ¬¨¯²±ª­¬¤±ªk≤«¬±¤l º µ¨¨ ¬¨2
¤¦·¯¼·«¨ ¶¤°¨¤¶·«²¶¨ ²© ‘²q˜wty{sk∏± • ±¨l ¤±§‘²q˜wty{uk∏± • ±¨l ²©ª¤µ§¨ ± ª¬±¶¨±ª¦²¯¯¨ ¦·¨§©µ²°
‹ ¬¨¯²±ª­¬¤±ª °µ²√¬±¦¨ k≤«¬±¤l ¤±§Ž²µ¨¤µ¨¶³¨¦·¬√¨¯¼ o¥∏·§¬©©¨ µ¨±·©µ²°·«²¶¨ ²© ‘²q˜wty{tk∏± • ±¨l ©µ²°
‹∏¥¨¬°µ²√¬±¦¨ k≤«¬±¤l¬±·«µ¨¨¥¤¶¨¶kwwz oww| owxsl ׫¨ µ¨¶∏¯·¬°³¯¬¨¶·«¤··«¨ ¦∏¯·¬√¤·¨§ª¬±¶¨±ª¶°¤¼ «¤√¨
¥¨ ±¨¬±·µ²§∏¦¨§©µ²° ·º²§¬©©¨ µ¨±·³∏³²¯¤·¬²±¶²©·«¨ º¬¯§ª¬±¶¨±ªq
[ Κεψ ωορδσ] º¬¯§ª¬±¶¨±ª~¦∏¯·¬√¤·¨§ª¬±¶¨±ª~Œ×≥ ~¦²°³¤µ¬¶²±
≈责任编辑 王康正 
ut世纪中医药发展大会征文通知
ut世纪中医药发展大会将于 usss年 ts月 t{日至 us日在北京 !uu日至 ux日在香港两地召开 ∀
≠会议内容 }邀请领导人讲话 ~专题学术报告 ~学术交流 ~优秀论文评选和颁奖 ~邀请有关人士介绍国内 !香港中药审批程
序及有关政策问题 ∀  征文内容 }中医药基础理论 !新技术 !新经验 !新成果 !新疗法 !民族民间医药的临床应用 !研究与开发 ~
有关疑难病症的古方 !验方 !奇方 !特色技术 !针灸 !推拿 !医疗气功 !外治法等的经验 !临床应用与推广 !实验模型研究及诊疗产
品 !药品 !保健食品的市场应用 ~中华传统医药在 ut世纪发展趋势与展望 ∀文稿字数限在 uxss字以内 o附 xss字摘要 o黑体 w
号打印稿 ∀采用中医常用论文格式 o公开或未公开发表均可 o交评审费 ys元k邮局汇寄l ∀ ≈ 入选论文将授继续教育学分 ~论
文集正式出版 o国内外公开发行 ∀北京会议选出的优秀论文可参加在香港会议及评奖 ∀不能到港开会者可代理领奖 ~参会优
秀论文作者可申请免费在国际互联网站中国康复城上登信息 t次 ∀ …会议期间同时举办新成果展示会 o对优秀产品给予表彰
k详情请来函索取l ∀  截止日期 }usss年 {月 tx日 ∀ ¡欢迎各大药厂 !医疗保健器械厂 !公司和个人对大会给予赞助和支
持 ∀ ¢来稿请寄 }北京市海淀区阜成路 wu号中国中医药促进会学术部 o邮编 tsssvy ∀联系人赵海红 ∀电话 sts2{{tttyyx o
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