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Fingerprint comparison on Cordyceps sinensis and artificial ones by RAPD

康定冬虫夏草与人工虫草的RAPD指纹图谱比较研究



全 文 :·274· 中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第2期2005年2月
广藿香茎的发育,类似于一般草本双子叶植物。
在不同发育阶段,挥发油的分布场所有所不同,这与
器官的生长发育节律和不同时期植株对挥发油的需
求有密切的关系。在茎的原生和初生分生组织阶段,
光镜下未观察到有挥发油分布。由于分生组织幼嫩,
易受病虫害侵袭,因此非腺毛和含有刺激性气味挥
发油的腺毛明显地具有保护幼嫩组织的作用[9]。在
初生结构和次生结构中,其组成细胞功能逐渐分化,
此间挥发油可能逐渐分解,为这些细胞的分化提供
所需的能量,同时为另一些代谢活动提供前体物质。
在皮层薄壁细胞中,依然有大量的挥发油。究其原
因,是因为这些细胞内含有丰富的质体,而它们则正
是挥发油的主要合成场所。一部分挥发油分解,同时
又有新的挥发油合成,从而分解与合成形成一种动
态平衡关系。这样,皮层与周皮一起协同作用,对植
物体起到了化学和机械的双重保护作用。广藿香茎
的次生结构中,特别是在周皮发生后,木栓层以外部
分的营养和水分供应被隔断,表皮毛逐渐死亡,已无
挥发油分布。但在残存的皮层中,却有大量的挥发油
滴,残存的皮层薄壁细胞成了此阶段挥发油分布的
主要部位。
实验结果表明,在广藿香茎发育的各个时期,其
内的挥发油都主要分布在茎皮内。如前所述,广藿香
的有效成分主要是其挥发油。因此,在选育和评定广
藿香的品种是否优良时,可以把广藿香茎皮的厚薄
作为一个重要指标。另外,考虑在以广藿香的茎枝入
药时,是否可以仅取广藿香茎枝的皮部(新鲜材料的
茎皮容易剥离)。这样即可大量节省药材运输、翻晒、
贮藏、炮制等工序的人力和物力,又不会造成有效成
分的流失、浪费。当然,这可能与传统饮片用药习惯
不相符,但笔者认为,如果进一步根据有效成分的使
用量来量化用药量,这不失为一种可尝试的用药方
式。同时,也可为使用中药标准提取物提供量化方法
上的参考和帮助。
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康定冬虫夏草与人工虫草的RAPD指纹图谱比较研究
于超1,何俊琳2,曾 纬1,邓斌2
(1.重庆市中药研究院,重庆400065;2.重庆医科大学,重庆400046)
摘要:目的 用RAPD方法对康定虫夏、人工虫草及虫草发酵菌丝体进行指纹图谱的研究,为不同虫草的品质
和药效差异提供分子依据。方法从65个随机引物中筛选出7个引物,以这7个引物进行PCR扩增,电泳得到其
指纹图谱。结果没有发现任何两个样本拥有完全相同的RAPD标记,康定冬虫夏草和人工虫草具有较高的遗传
多态性,而与虫草发酵菌丝体相比差异较大。结论来自不同产地冬虫夏草群体均表现出其独特的RAPD标记,
其差异可能系虫体的不同所致。随机扩增的DNA片段的差异是否预示其药效的不同,有待进一步研究。
关键词:冬虫夏草;RAPD;指纹图谱
中图分类号:R282.71 文献标识码:A 文章编号:0253—2670(2005)02—0274—04
收稿日期:2004—04—24
基金项目:重庆市科委基金资助项目(6962)
作者筒介:于超(1963一),男,山东人,副研究员,博士,长期从事中药化学、中药物质基础和中药分子生物学研究,研究方向为药物分
析化学和新药开发。Tel:(023)62466269E—mail:yuchaom@163.corn
万方数据
中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第2期2005年2月·275·
FingerprintcomparisononC rdycepssinensisandartificialonesbyRAPD
YUCha01,HEJun—lin2,ZENGWeil,DENGBin2
(1.ChongqingAcademyofChineseMateriaMedica,Chongqing400065,China;
2.ChongqingUniversityofMedicalSciences,Chongqing400046,China)
Keywords:Cordycepssinensis(Berk.)Sacc.;RAPD;fingerprint
虫草属Cordyceps(Fr.)Link是一大类昆虫病
原真菌,其特定的菌感染特定的昆虫后就会成为具
有重要的药用价值的冬虫夏草C.sinensis(Berk)
Sacc.。近年来,发酵培养和人工冬虫夏草成为热点,
引发了关于冬虫夏草无性型的学术争论[1],国内已
报道与冬虫夏草有关的丝孢菌,多达10属16种[2]。
此外,人工培养的菌丝体种类也较多。这些菌种与真
正野生型菌种的关系如何?用什么样的技术手段来
证明就成为当今研究的一个难题。传统的方法一是
从菌丝体的各种生活阶段的形态学上进行比较;另一
种方法是在实验条件下,将用各种途径分离获得的假
定无性型,人工感染寄主昆虫,诱发形成具有成熟子
囊壳的虫草子实体,然后再进行比较。但由于操作等
方面的技术原因,迄今很少能完成这一程序。本实验
拟应用RAPD方法D3来区分康定冬虫夏草与人工冬
虫夏草及发酵菌丝体,并分析它们之间的相关性。
1材料与方法
1.1材料:康定虫草购自四川省甘孜州康定地区。
人工虫草及发酵菌种均为我院自行孵育和发酵的品
种,菌虫种源来自四川阿坝州。
1.2仪器与试剂:PE4800PCR扩增仪(美国PE
公司),Power--Pac300电泳仪(美国Bio—Rad公
司),电泳槽(北京六一仪器厂)。随机引物及PCR
试剂盒(上海Sangon公司),EcoR—I和HindⅢ分
子量标准品(Prommiga公司),琼脂糖(Bio—Rad公
司),其他为市售分析纯试剂。
1.3方法
1.3.1虫草DNA提取:取虫草粗粒干品约1.0g,
用灭菌TES缓冲液浸泡4℃过夜。其中换液两次,
去除部分可溶性色素。离心去上清液,将样品及乳钵
一起于一20℃冷冻1h以上,取出后迅速粉碎成
粉。加2mL于60℃预热的抽提缓冲液[2%
CTAB,1.5mol/LNaCl,0.2%巯基乙醇,20
mmol/LEDTA(pH8.O),100mmol/LTris~HCl
(pH8.o)],60℃提取1~2h,其间混摇数次。离
心,去沉淀,上清液用酚和氯仿各抽提2次,取水
相,加1/10体积醋酸钠、等体积异丙醇,沉淀出白
色絮状DNA。75%乙醇洗两次,置75%乙醇中保
存,或溶于适量TE备用。
取DNA溶液100mL,加lmLRNA酶(20
mg/mL),37℃保温1h,加3倍体积5mmol/L
NaCl,30肚L玻璃粉混匀,放置30min。随时混摇,
10000r/min离心2min。加洗液(0.2mol/L
NaCl,10mmol/LTris—HCl,pH8.0,2mmol/L
EDTA,50%乙醇)400肛L混匀,离心,弃上清液,重
复洗3次,加150pLTE缓冲液,55℃保温15min,
混摇几次,离心,取上清液于一20℃保存备用。
1.3.2模板DNA的浓度及质量检测:DNA的浓
度和质量的检测使用紫外分光光度计和琼脂糖凝胶
电泳的方法,测定DNA提取液在260、280nm波长
处的紫外吸光度(A)值,计算A。。。/A:∞值,估算其
纯度;电泳时用0.8%琼脂糖凝胶,0.5,ug/mLEB
染色,测定DNA样品的纯度。
1.3.3引物筛选:按引物GC含量不同随机挑选出
65个S系列引物,从提取的DNA模板液中任选一
个为模板,对所有引物进行PCR扩增,选出电泳条
带清晰、数目尽可能多的引物。重复一次,最后确定
可重复的、条带相对清晰的引物7~8条为最终的
实验用引物。
1.3.4PCR扩增反应:以不同样品所提取的DNA
为模板,在以下反应体系中扩增:25弘L的反应体系
中包括10倍量稀释的PCR缓冲液2.5肛L,25
mmol/LMgCl2为1.5弘L,4种DNTPS(各2.5
mmol/L)为2弘L,3p 引物(0.18ng),模板DNA
为4t-tL(约5~25ng),Taq酶4U,灭菌去离子水
12JuL。
扩增程序:95℃预变性5min,PCR循环40
次,每循环为94℃变性45S,36℃退火1min,72
℃延伸2min,最后72℃延伸7min。
PCR检测:1.2%琼脂糖电泳,加入DNA
EcoR—I和HindⅢ为分子量标准,溴化乙锭(EB)
的质量浓度为0.5弘g/mL,电压为4V/cm,稳压电
泳约2h,在紫外透射仪上观察、照相。
2结果与分析
2.1康定冬虫夏草与人工冬虫夏草比较:从65个
引物中筛选出7个,使用其中6个能够产生清晰而
万方数据
·276· 中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第2期2005年2月
且呈现多态性条带的引物,按前述RAPD方法,得
到12个受试样本,对其进行统计分析(表1)。在供
试材料中共获得138条DNA扩增片断,每条引物
所能扩增的条带在8~14条,平均每条引物扩增的
DNA带数为11.4条,其中9.6条具有遗传多态
性,约占总数的84.o%;产生的DNA片段主要分
布在0.5~5kbp区域,少数片段小于0.5kbp或大
于5kbp。康定冬虫夏草与人工冬虫夏草的指纹图
谱相比较,两者的相似率较高(图1),说明两者分子
基础有较大的相似之处。是否在药效方面也相似值
得进一步研究。
2.2康定虫草与发酵后返接菌种及康定虫草中分
离纯菌种比较:应用筛选出的5种引物,增加一个
$80引种,其序列为ACTTCGCCAC(57—37);从指
纹图谱可以看出:康定虫草与发酵菌种相比(图2),
共产生DNA片断106条,其中共有DNA片断平
表1 RAPD引物及PCR扩增结果
Table1 RAPDprimersandPCRamplification
4973bp
564bp
模板:2、4、6、8、10、12为康定虫草模板,3、5、7、
9、11、13为人工虫草模板。
引物:2、3-S74、5-SlO6、7-$238、9-$31
10、11一$3312、13-S6l
Templates:2,4,6,8,10,12aretemplatesofC.sinensis;
3,5,7,9,11,13areartificialsampleofC.sinensis
Primers:2,3-S74,5-S106,7-$238,9-$31
10,11-$3312。13一$61
图1 康定虫草和人工虫草由S7~S61产生的RAPD带型
Fig.1RAPDbandsofC.sinensisandartificial
onesamplifiedbyS7一S61
均为6.6条,多态性标记占62.3%(表2)。结果表
明虫草与菌丝体的共有标记较少,差异部分可能更
多的是来源于虫草的虫体部分的DNA。
模板:1、4、7、10、13为阿坝虫草模板,2、5、8,11、14为发酵虫
草菌丝体模板,3、6、9、12、15为康定虫草分离菌丝体模板
引物:1~3一S74~6-$317~9一$3310W12一$61
13~15一$80
Templates:1,4,7,10,13aretemplatesofC. inensis;
2,5,8,11,14aretemplatesoff rmentedmycelia;3,6,9,
12。15aretemplatesofmyceliaseparatedfromC.sinensis
Primers:1—3一S74—6一$317—9一$3310—12一$61
13—15一$80
图2冬虫夏草与不同来源菌丝体的RAPD带型
Fig.2RAPDbandsofC.sinensisandifferentmycelia
表2康定虫草与发酵菌种的PCR扩增结果
Table2 ResultsofPCRamplificationbe weenwild
C.sinensisandfermentedmycelia
引 物 康定虫草的标记数发酵菌种标记数 共有标记数
S7 7
S31 7
S33 17
S61 10
S80 14
总计 55
平均数 11
多态性/%
9
7
12
9
4
51
10.2
而发酵菌种与康定虫草中分离纯化菌种相比,
共产生DNA片断107条,共有片断平均9.6条,多
态性89.7%(表3),表明两者之间菌种部分很可能
是同一品种,因为其DNA指纹相似率较高。但菌丝
体感染昆虫后,作为冬虫夏草的DNA提取物与菌
丝的DNA指纹相似率大大下降,说明昆虫的DNA
对菌丝体DNA有较大干扰。
3讨论
结果表明,RAPD技术显示了极好的分辨率,
没有发现任何两个样本拥有完全相同的RAPD标
记,不同来源的冬虫夏草群体表现出其独特的遗传
多态性,这种多态性可能系虫体的不同所致。由此可
见,RAPD技术是从分子水平研究虫草之间相互关
系的有效方法。不同来源的虫草或菌丝体存在着明
万方数据
中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第2期2005年2月·277·
表3发酵菌种与分离纯化菌种的PCR扩增结果
Table3 ResultsofPeRamplificationbe ween
fermentedmyceliaandpureC.sinensis
引物 发酵菌种标记数分离纯化菌种的标记数共有标记数
显的遗传分化,在一定数量引物的实验中,没有发现
任何两个样本具有完全的RAPD标记,但亲缘关系
较近的,则共有标记较多,而不同的标记能否作为不
同来源样本的特征性鉴定条带,以供鉴定不同来源
的虫草正在进一步的研究当中。
天然康定虫草与本院生产的人工虫草RAPD
指纹有较大的相似之处,提示两者的药用或营养价
值可能相似。说明虫草的菌种相同,虫体也一致,且
生长环境相近似时,天然冬虫夏草与人工虫草的分
子水平相差不太大;进一步比较天然虫草与发酵菌
丝体的DNA指纹,相似率并不高。但分离纯化的菌
丝与发酵菌丝体的DNA比较有较大的相似率
(89.7%)。说明虫部的DNA差异是造成相似率差
异的主要原因。提示进行DNA指纹比较时,材料来
源部位一致性很重要。
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马蹄香的生药鉴定及其与华细辛的鉴别
彭 强1,赵桦2,张国柱1
(1.汉中市药品检验所,陕西汉中723000;2.陕西理工学院陕西省资源生物重点实验室,陕西汉中723000)
摘要:目的对马蹄香进行生药鉴定,并与易混品华细辛鉴别。方法原植物特征和药材性状描述,显微镜观察,
薄层色谱、高效液相色谱和荧光实验比较。结果 马蹄香和华细辛的原植物主要在是否有地上茎、叶柄是否被毛,
花的类型、颜色和果实特征方面有所不同;药材性状在形状、颜色、质地、断面以及气味上存在差异;显微特征在是
否检出油细胞或木纤维群以及横断面特征、淀粉粒形态上有区别;薄层、高效液相色谱和荧光特征也有明显差异,
并在马蹄香中检出马兜铃酸A。结论为马蹄香的生药鉴定及其与华细辛鉴别提供了依据,并提示使用马蹄香应
防止可能发生的马兜铃酸的毒性危害。
关键词:马蹄香;华细辛;生药鉴定;薄层色谱;高效液相色谱;马兜铃酸A
中图分类号:R282.71 文献标识码:A 文章编号:0253—2670(2005)02—0277—04
PharmacognosticidentificationofSarumahenryiandifferentiationofAsarumsicbodii
PENGQian91,2:HAOHua2,ZHANGGUO—zhul
(1.HanzhongInstituteforDrugControl,Hanzhong723000,China;2.Bio-ResourcesKeyLaboratory
ofShaanxiProvince,ShaanxiUniversityofTechnology,Hanzhong723000,China)
Keywords:SarumahenryiOliv.;AsarumsiebodiiM q.;pharmacognosticidentif ation;TLC;
HPLC:aristolochicacidsA
马兜铃科植物马蹄香SarumahenryiOliv.为
我国特有单种属植物,分布于陕西、四川、贵州、湖
北、江西、河南、甘肃等省。其干燥的根及根茎在民间
药用,习称马蹄香、冷水丹、高脚细辛、马头细辛。性
温,味辛、苦,有小毒,具温中散寒、理气镇痛功能,主
治胃寒痛、心前区痛和关节痛等症‘¨。马蹄香的入药
部位与陕西产的同科植物华细辛Asarumsiebodii
Miq.的入药部位相同,其名称与华细辛的别名白细
收稿日期12004—04—18
基金项目:陕西省自然科学基金资助项目(2003C102);陕西省教育厅重点实验室科研项目(2001)
万方数据
康定冬虫夏草与人工虫草的RAPD指纹图谱比较研究
作者: 于超, 何俊琳, 曾纬, 邓斌, YU Chao, HE Jun-lin, ZENG Wei, DENG Bin
作者单位: 于超,曾纬,YU Chao,ZENG Wei(重庆市中药研究院,重庆,400065), 何俊琳,邓斌,HE Jun-
lin,DENG Bin(重庆医科大学,重庆,400046)
刊名: 中草药
英文刊名: CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年,卷(期): 2005,36(2)
被引用次数: 12次

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