全 文 ：图 2根据 AP-PCR数据 ,使用 1-F 距离系
数、 U PGM A法聚类分析产生的树状图
　　本实验使用的 AP-PCR技术对厚朴及其伪、混
品所进行的鉴定具有快速准确、直观方便等特点。厚
朴 Magnolia of f icinal is、凹叶厚朴 M . biloba与其余
8个样品之间存在着明显的 DNA指纹差异 (图
1)。利用这些差异可以帮助直接鉴别厚朴、凹叶厚朴
及其伪品、混淆品。
聚类分析结果 (图 2) 显示 ,所研究的 10种植
物被为分 4类: ( 1) 鹅掌楸单独组成一分支 ; ( 2)厚
朴与凹叶厚朴归为一类 ; ( 3)玉兰 、望春玉兰、武当
玉兰、紫玉兰和山玉兰等 5种植物聚合为一类 ; ( 4)
桂南木莲和红花木莲构成一类。 此结果同经典的系
统分类较为吻合。鹅掌楸属木兰科鹅掌楸属 ( Lirio-
dendron L. ) ,是古老的孑遗植物 ,在该科中地位特
殊。本研究也提示它同木兰科的其余植物亲缘关系
较远。厚朴与凹叶厚朴之间的关系非常密切 ,相似度
指数 F值达 0. 81,它们同属木兰属 (Magnol ia L. )
木兰亚属 ( Subgen Magnolia ) 的皱皮木兰组。 玉
兰、望春玉兰、武当玉兰及紫玉兰都是木兰属中玉兰
亚属 ( Subgen Pleurochasma )的成员。 传统分类将
山玉兰归在木兰亚属 , AP-PCR分析也显示山玉兰
与厚朴的 F值为 0. 59,在所研究的玉兰类植物中
同厚朴的相似性最大。桂南木莲和红花木莲隶属于
木兰科另一属木莲属 (Mangl ietia Bl. )。
分子生物学研究表明 ,通过 DNA分子遗传标
记技术所揭示植物的亲缘关系越近 ,它们所含化学
成分也越相似 [3 ]。事实上 ,山玉兰中厚朴酚、和厚朴
酚的总量大于 0. 1% ,较除厚朴、凹叶厚朴外的其余
样品都高 1倍以上 [3 ] ,说明在一定地区将山玉兰
(野厚朴 )入药是有根据的。但是 ,桂南木莲、红花木
莲经测定其厚朴酚、和厚朴酚含量极低 ,而木兰箭毒
含量较高 ,不宜作厚朴入药 [4 ]。本实验中二者与厚朴
的 1-F 值分别为 0. 50和 0. 49,仅低于鹅掌楸
( 0. 60) ,也在一定程度上映证了这一观点。
参考文献:
[ 1]　周子静 . 商品厚朴中几种混用品的原植物调查及其生药的鉴
定研究 [ J ]. 药学通报 , 1964, 10: 261-269.
[ 2 ]　 Welsh J, McClenl land M. Fingerprinting genome using PCR
w ith arbi trary prim ers [ J ] . Nucl Acids Res , 1990, 18 ( 24):
7213-7218.
[ 3 ]　陈林娇 ,陈月琴 ,屈良鹄 ,等 . 中药溪黄草及其药用近缘种的
RAPD分析 [ J] .中山大学学报 (自然科学版 ) , 1999, 38 ( 1):
102-106.
[ 4 ]　许春泉 ,曹立稳 ,向飞军 . 厚朴混淆品—— 4种木莲属植物树
皮的生药学鉴定 [ J]. 中国中药杂志 , 1994, 19 ( 10): 597-583.
浙江省天南星族药用植物块茎的蛋白质电泳分析
孙红祥
(浙江大学华家池校区动物科学学院 ,浙江 杭州　 310029)
摘　要: 目的　探讨天南星族药用植物间生理生化特征的相关性和差异性 ,分析它们的亲缘关系 ,为其分类鉴定提
供科学依据。方法　应用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对天南星族植物 11种 5变种 1变型共 29个样品进行蛋白质电
泳分析 ,从电泳谱中取 49个数量化特征 ,以单链法对这类植物进行聚类分析。 结果　同种植物的蛋白质电泳谱较
相似 ,而不同种植物之间有明显差异。结论　 ( 1)此类植物的蛋白质电泳谱具有一定的稳定性和可靠性 , ( 2)蛋白质
电泳分析结果与传统经典分类结果基本吻合 , ( 3)长管半夏 Pinellia longitubulosa应建立新种 ;粉背盾叶半夏 P .
peltata var. chunanensis和绛斑湘南星 Arisaema hunanense va r. ningpoense宜成立新变种 ;全缘灯台莲 Arisaema
sikok ianum、灯台莲 A . sikok ianum var. serratum 及七叶灯台莲 A . sikokianum va r. henryanu 3变种应予归并。
关键词: 天南星族 ;药用植物 ;新鲜块茎 ;蛋白质电泳 ;聚类分析
中图分类号: R282. 21　　　文献标识码: A　　　文章编号: 0253 2670( 2002) 06 0548 04
·548· 中草药　 Ch inese Tradi tional and Herbal Drugs　 2002年第 33卷第 6期
收稿日期: 2001-08-06
Protein electrophoresis analysis in medicinal plant tubers of tribe Araea
in Zhejiang Province
SUN Hong-xiang
( Colleg e o f Anima l Sciences, Hua jiachi Campus, Zhejiang Univ er sity , Hang zhou Zhejiang 310029, China)
Abstract: Object　 To discuss th e co rrelation and dif ference o f phy siological and biochemical charae-
teristic among the plants of the t ribe Areae in geno types, to provide seientific evidences fo r the classifica-
tion and identi fica tion o f thei r consanguini ty. Methods　 Protein elect ropho resis analysis in the f resh tuber
o f 29 samples f rom 11 species, 5 va rieties, 1 new form of the t ribe Areae in Zhejiang Province w as done by
polyacrylamide gel elect rophoresis. Ba sed on the 49 numerical cha racters obtained from thei r elect ropho re-
tog rams, cluster analysis of the plant w as carried out in sing le linkage method. Results　 The elect ropho re-
tog rams o f the same species w ere qui te similar , but tho se of the dif ferent species were clearly distinct f rom
each o ther. Conclusion　 1. The pro tein electrophoretog rams of these plants exhibi ted certain reliabi li ty and
stabili ty. 2. The results of protein analysis w ere acco rdance with tho se f rom the classical taxonomy on the
w hi le. 3. Pinell ia longitubulosa H. X. Sun should be estabi lshed as a new species. P . peltata Pei v ar.
chunarensis H. X. Sun and Arisaema hunanense Hand. -Mazz. v ar. ningpoense H. X. Sun should be consid-
ered as new varieties, respectiv ely , their elect rophoreto grams w ere obviously di fferent f rom those of o rigi-
nal va rieties. Arisaema sikok ianum Franch. et Sav . , A. sikokianum Franch. et Sav. va r. serratum Makino
H. Li should no t be kept as independent v arieties, which should be inco rpo ra ted wi th A . sikokianum var.
henryanu.
Key words: t ribe Areae; medicinal plants; f resh tuber; pro tein elect ropho resis analy sis; cluster
analysis
　　天南星族 ( Areae) 是天南星科 ( Araceae) 中
最具药用价值的一类植物 ,其中天南星、半夏和虎掌
是传统的燥湿化痰中药 ,在我国应用已有两千多年
的历史。现代研究表明此类植物具有抗肿瘤、抗生育
和抗心律失常等药理作用 ,并普遍含有外源性凝集
素 ,因而引起国内外学者的普遍重视。天南星族包括
5个亚族 14个属 300余种植物 ,我国分布 4个亚族
6个属 110多种 [ 1, 2] ,浙江省有 3属 12种 1变
种 [3, 4 ]。我们经 2年多的广泛调查和野外采集 ,确认
我省该族植物有 3属 14种 4变种 3变型 (包括 1
新种 , 3新变种 , 1新变型 , 1新等级 , 3新记录 , 1栽
培种 )均作药用 [5～ 7 ]。 本文试图通过对浙江省天南
星族植物新鲜块茎进行蛋白质电泳分析 ,以探讨该
族植物种间生理生化特征的相关性和差异性 ,分析
各植物之间的亲缘关系 ,为此类植物的分类鉴别提
供依据。
1　实验材料
实验材料均系作者采集所得并经鉴定 ,材料来
源见表 1。分离胶缓冲液、浓缩胶缓冲液、单体交联
剂、电极缓冲液、样品稀释液、考马斯亮蓝染色液及
10% 过硫酸铵溶液 ,均按文献 [8, 9 ]配制。
2　方法
2. 1　样品液制备:取健康无病的新鲜块茎除去外
皮 ,称取 2 g于 4℃ 冰箱中冷藏固定 ,加 5 mL冰水
研磨制成匀浆 ,在 4℃ 以下 4 000 r /min离心 10
min,取上清液 2 mL加样品稀释液 1 mL混匀 ,置
冰箱中备用。
2. 2　聚丙烯酰胺凝胶浓度及加样量条件摸索:按表
2分别配制凝胶浓度为 6% 、 7. 5%、 10% 和 13. 5%
的分离胶溶液 ,立即灌制分离胶板 ,用注射器轻轻注
水封顶 ,待凝胶面与水层间出现明显界面时 ,用滤纸
吸去上层水 ,速加入按表 2配制的浓缩胶液 ,至浓
缩胶凝聚完毕 ,用微量加样器分别加样品液 25, 50,
75μL,然后立即电泳 ,调节电流为 1毫安 /份 ,待示
踪剂溴酚蓝进入分离胶后 ,将电流调至 3毫安 /份 ,
当示踪剂行至距凝胶板下端 1 cm处停止电泳 ,立
即取出置考马斯亮蓝染色液中染色。
　　结果表明: 蛋白质电泳分析的分离胶凝胶浓度
为 7. 5% 的分离效果最理想 ;加样量以 50μL最
合适。
2. 3　样品蛋白质电泳分析: 29个样品按上述摸索
确定的条件进行电泳。结果见图 1。
2. 4　聚类分析
2. 4. 1　数量化特征的提取:参考文献 [10～ 12 ]方法从
蛋白质电泳谱中提取数量化特征 ,共计 49个。
2. 4. 2　样品间相似性的度量:选用适于二元数据的
联合系数 Srr作为相似性的度量指标 [13 ]。
　　 Srr= aa+ b+ c+ d
·549·中草药　 Ch inese Tradi tional and Herbal Drugs　 2002年第 33卷第 6期
表 1　实验材料来源
序　号 原植物学名 产　地 备　注
1 鞭檐犁头尖 Typhonium f lagell iforme 缙云互镇
2 滴水珠 Pinell ia cordata 安吉龙王山
3 盾叶半夏 P. peltata 乐清雁荡山
4 粉背盾叶半夏 P. pelta ta var. chunanensis 浙江医科大学百草园
5 半夏 P . ternata 杭州九溪
6 半夏 东阳东白山
7 半夏 龙泉风阳山
8 长管半夏 P. longi tubu losa 安吉龙王山
9 掌叶半夏 P. pedat isecta 金华北山
10 天南星 Ar isaema heterophyllum 普陀大兴水
11 天南星 谱陀桃花岛
12 湘南星 A . hunanense 宁波天童寺
13 绛斑湘南星 A . hunanense var. ningboense 宁波天童寺
14 云台南星 A . du-bois-reymond iae 安吉龙王山
15 云台南星 安吉龙王山 ♀
16 一把伞南星 A . erubescens 临安天目山 ,叶片 1枚
17 一把伞南星 临安天目山 ♀ ,叶片 1枚
18 一把伞南星 东阳东白山 ,叶片 1枚
19 一把伞南星 东阳东白山 ♀ ,叶片 2枚
20 一把伞南星 安吉龙王山 ,叶片 1枚
21 紫序一把伞南星 A . erubescens f. dongyangense 东阳东白山 ♀ ,叶片 1枚
22 一把伞南星 东阳东白山 ,叶片 1枚
23 灯台莲 A . sikokianum var. serra tum 德清莫干山 ♀ ,叶片 2枚
24 灯台莲 临安天目山 ♀ ,叶片 2枚
25 灯台莲 安吉龙王山 ,叶片 1枚
26 全缘灯台莲 A . sikokianum var. sikokianum 临安天目山 ♀ ,叶片 2枚
27 白苞灯台莲 A . sikokianum var. albescens 德清莫干山 ,叶片 1枚
28 七叶灯台莲 A . sikokianum var. henryanum 东阳东白山 ,叶片 2枚
29 七叶灯台莲 临安天目山 ♀ ,叶片 1枚
表 2　分离胶和浓缩胶溶液的制备
试　剂 分离胶 浓缩胶
浓缩胶缓冲液 (m L) - - - - 1. 20
分离胶缓冲液 (m L) 2. 00 2. 50 3. 33 5. 00 -
单体交联剂 (m L) 4. 00 5. 00 6. 67 9. 00 0. 70
蒸馏水 (m L) 13. 8 12. 3 9. 80 5. 80 2. 50
10%过硫酸铵溶液 (m L) 0. 15 0. 15 0. 15 0. 15 0. 15
TEM ED( m L) 0. 05 0. 05 0. 05 0. 05 0. 05
胶浓度 (% ) 6. 0 7. 5 10. 0 13. 5 4. 6
　　式中 0≤ Srr≤ 1表征 2个分类单位 ( O TUs) 的相似程
度 ; a表示 2个 O TUs的状态均为 1的性状个数 ; b和 c表
示 2个 O TUs的状态分别 0和 1时的性状个数 ; d 表示 2
个 O TUs的状态都为 0的性状个数。
2. 4. 3　聚类分析: 建立联合系数矩阵后 ,用单链法
( Single linkage method )进行系统聚类分析 ,树系
图见图 2。并借助结合线的分析确定等级划分线 L。
3　结果
3. 1　蛋白质电泳结果: 由图 1可见 , 29个样品的电
泳谱带均较多 ,直观分析较难发现各样品间的相似
程度。 因此 ,我们应用系统聚类方法进一步分析。
3. 2　聚类分析结果: 图 2所示 ,划分线 L1将 29个
样品分为二大类: Ⅰ : 1;Ⅱ : 2～ 29;即犁头尖属鞭檐
犁头尖孤立成一类 ;其余 28个样品聚为一类。根据
图 1　天南星族植物块茎蛋白质电泳谱图
划分线 L2 ,样品 2～ 29被分为三类: Ⅰ : 2～ 9;Ⅱ :
10, 11;Ⅲ : 12～ 29;即半夏属植物样品为一类 ;天南
星 2个样品聚成一类 ;天南星属植物其余 18个样
品聚为一类。样品 12～ 29被划分线 L3进一步分成
二类: Ⅰ : 14, 15, 23～ 29;Ⅱ : 12, 13, 16～ 22;前一类
包括天南星组 ( Sect. Arisaema )植物的所有样品 ;
最后一类为湘南星和一把伞南星样品。
4　讨论
4. 1　同一种植物的蛋白质电泳谱相关性较好 ,而不
·550· 中草药　 Ch inese Tradi tional and Herbal Drugs　 2002年第 33卷第 6期
图 2　蛋白质电泳分析聚类树系图
同种植物显示出明显的差异性 ,这种差异大于不同
产地和不同生长环境对同一种植物造成的电泳谱变
异。表明了这些植物的蛋白质分析具有一定的稳定
性和可靠性。
4. 2　本实验聚类分析结果与此类植物的传统经典
分类结果以及同工酶分析结果基本一致。 唯天南星
的归类存在歧异。在图 2中 ,天南星样品 10, 11与半
夏属植物样品先聚合 ,呈较好的相关性。天南星肉穗
花序多雌雄同株 ,且附属器鼠尾状 ,与半夏属植物肉
穗花序特征较相似 ;花粉粒形态学研究结果也表明
其特征更相似于半夏属植物 ,而与天南星属其它植
物有明显的区别 [14～ 16 ]。天南星是否可能为半夏属和
天南星属之间的过渡类型值得研究。
4. 3　长管半夏 P. longitubulosa H. X. Sun、粉背
盾叶半夏 P . peltata Pei v ar. chunanensis H. X.
Sun和绛斑湘南星 A. hunanense Hand. -Mazz.
va r ningpoense H. X. Sun,系我们在对浙江省天南
星族药用资源调查和野外采集中所发现的新类群。
这些类群与其亲缘种或原变种不仅植物形态和解剖
学特征有一定区别 [5 ] ,而且同工酶谱也有明显差异。
本实验结果也表明这些类群新鲜块茎的蛋白质电泳
谱与其亲缘种或原变种有明显区别 ,从生理生化特
征角度进一步支持它们为新类群。
4. 4　灯台莲早在 1835年 Buerg将该种放在疆南
星属 ( Arum L. ) 中 , 1879年 Franchet等在 Enum
Pl Jap中将其归入天南星属 ( Arisaema Mart. )。在
此后在一百多年中 ,该种植物误订学名达 5个。这
主要是由于本种植物性状不稳定、变异较大之故。该
种植物叶 2枚、鸟足状 5裂或 7裂 ,裂片全缘或具
锯齿。 《中国植物志》等根据裂片数和叶缘特征分为
3个变种: 裂片 5、全缘者为全缘灯台莲 Arisaema
sikokianum Franch. et Sav . ;裂片 5,具不规则的粗
锯齿 至细的 啮状 锯齿的 种群 为灯台 莲 A.
sikokianum Franch. et Sav. v ar. serratum ( Maki-
no ) Hand. -Mazt. ;而裂片 7,边缘具粗锯齿或细牙
齿者订为七叶灯台莲 A. sikok ianum Franch. et
Sav. v ar. henryanum ( Eng l. ) H. Li。我们在调查
和野外采集中 ,发现此种植物的叶枚数、叶裂片的数
目、形状、大小和叶缘状态均变异较大 ,叶 1～ 2,裂
片 3, 5, 7,许多植株 2枚叶的分裂情况也不同 ,裂片
数分别为 3和 5或 5和 7,裂片卵形、卵状长圆形或
长圆形 ,有时侧裂片明显耳状 ,边缘有的仅中上部具
细锯齿 ,鸟足状 7裂叶有的全缘 ,裂片大小相差 4～
5倍 ,很难划清这些变种间的界限。 由此可见 ,裂片
数和叶缘形状在本种植物似乎处于变异中 ,尚未分
化到足以成为划分变种依据的程度。我们观察和比
较了这 3变种 不同产地的新鲜标本叶的显微特征 ,
发现它们的显微特征变异也较大 ,但各变种间无明
显区别 [ 5]。Hiroyoshi等对灯台莲花粉粒扫描电镜观
察结果表明:其原种和变种间的花粉粒形态特征无
区别 [18 ]。同工酶分析以及本实验结果表明:叶枚数、
裂片数、叶缘形状和雌雄状态对该种植物的同工酶
谱和蛋白质电泳谱影响均不大 ,这种差异小于产地
对其造成的图谱变异。 因此 ,我们认为该种上述 3
个变种宜予归并。
参考文献:
[ 1 ]　李　恒 . 中国植物志 [ M ] .第十三卷第二分册 .北京:科学
出版社 , 1979.
[2 ]　李　恒 ,肖　溶 ,曾孝濂 . 我国天南星科植物 [M ] . 植物分类
学报 , 1997, 15 ( 2): 87.
[3 ]　浙江药用植物志编写组 . 浙江药用植物志 [M ] . 下册 . 杭
州:浙江科技出版社 , 1980.
[4 ]　薛祥骥 ,见林泉 . 浙江省植物志 [M ]. 第七卷 . 杭州:浙江科
技出版社 , 1993.
[ 5]　孙红祥 ,叶益萍 ,薛祥骥 ,等 .浙江省天南星族药用植物叶的
显微特征 [ J ]. 中草药 , 2000, 31 ( 21): 933.
[ 6]　孙红祥 ,叶益萍 ,薛祥骥 ,等 .浙江省天南星族药用植物的数
量分类学研究 [ J ]. 中药材 , 2000, 23 ( 12): 735.
[7 ]　孙红祥 ,叶益萍 ,薛祥骥 . 浙江省天南星族药用植物新鲜块茎
等电聚焦电泳分析 [ J ] . 中国现代应用药学 , 2001. 18 ( 5):
281.
[ 8 ]　《生物化学》编审小组 . 生物化学实验指导 [M ] .北京:人民
卫生出版社 , 1987.
[9 ]　袁晓华 . 植物生理生化实验 [M ] . 北京:高等教育出版社 ,
1983.
[10 ]　孙红祥 ,薛祥骥 ,连秋荣 . 聚类分析在浙江省绞股蓝分类中的
应用 [ J] .现代应用药学 , 1993, 12 ( 10): 9.
[11 ]　刘晓民 ,孙红祥 ,曾宪武 . 聚类分析在冬类药材化学分类中的
应用 [ J] .中国中药杂志 , 1993, 18 ( 10): 585.
[ 12]　漏新芬 ,孙红祥 . 聚类分析在姜科果实类药材化学鉴定中的
应用 [ J ]. 中国中药杂志 , 1994, 19 ( 9): 520.
[13 ]　钟　扬 ,陈家宽 ,黄德世 . 数量分类学的方法和程序 [M ]. 武
昌:武汉大学出版社 , 1990.
[ 14]　季　申 ,李　颖 . 天南星属等 16种药用植物的花粉形态比较
[ J ]. 上海医科大学学报 , 1994, 21 ( 2): 191.
[ 15]　黄秀兰 ,吕植桢 ,苏中武 .掌叶半夏、半夏和天南星的比较研
究 [ J ]. 中药材 , 1986, ( 3): 23.
[16 ]　 Hiroyoshi O, Mu rata J, Tak ah ashi M . Pollen mo rph ology of
the Japanese Ar isaema Araceae [ J ] . Sci Rep Tohoku Univ
Fourth Ser ( Biol ) , 1983, 38 ( 3): 219.
·551·中草药　 Ch inese Tradi tional and Herbal Drugs　 2002年第 33卷第 6期