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Evaluating the Relationships Between Populations of Swordlike Atractylodes(Atractylodes lancea) by Random Amplified Polymorphic DNA Techn ology

用RAPD技术评估苍术居群间的亲缘关系



全 文 :2  Kang T G, et al . Natural Med , 1999, 53( 4): 206
3 中国药品生物制品检定所 . 中国中药材真伪鉴别图典 ( 3) . 广
州:广东科技出版社 , 1997: 46
4 中国药材公司 .中国中药资源志要 . 北京:科学出版社 , 1994:
1247
5 王培训 ,等 . 中药新药与临床药理 , 1999, 10( 1): 18
6  Shaw P C, et al . Plan ta M ed, 1995, 61( 5): 466
7  Ozeki Y, et al . Natural Med, 1996, 50( 1): 24
8  Yamazaki M , et al . Natu ral Med, 1995, 49( 4): 488
9 王亚明 ,等 .药学学报 , 1996, 31( 6): 472
10 曹 晖 ,等 .中药材 , 1996, 19( 12): 608
11 曹 晖 ,等 .中国中药杂志 , 1997, 22( 4): (9)
12 王义权 ,等 .药学学报 , 1997, 32( 5): 384
13 王培训 ,等 .中药新药与临床药理 , 1999, 10( 2): 112
( 1999-11-10收稿 )
用 RAPD技术评估苍术居群间的亲缘关系
江苏省· 中国科学院植物研究所
江苏省植物迁地保护重点实验室 (南京 210014)  任冰如
 贺善安 於 虹 朱晓琴
摘 要 用 RAPD方法分析了苍术不同居群间的亲缘关系。 选取 10个 10碱基的随机引物对苍术的 10个居群共
83个个体进行扩增 ,获得 100个 DN A片断。用 RAPD istance软件计算了不同居群间的 Jacca rd遗传距离 ,得距离
矩阵 ,分别用单联法、全联法、类平均法作聚类图 ,结果表明 ,该 10个居群可划分为 3个类群 :即类群 1,大别山类群
( T a) ;类群 2,南苍术类群 ( Wu、 Lu、 Hu、 Xu、 Ca、 Li);类群 3,北苍术类群 ( T t、 Da、 Lao)。在这 3个类群中 ,南、北苍术
之间的遗传距离相对较近 ,大别山类群与南、北苍术之间的距离则较远。根据本试验的结果及前人关于苍术精油成
分差异的聚类结果 ,作者认为大别山类群比较特殊。
关键词 苍术  RAPD 居群
Evaluating the Relationships Between Populations of Swordlike Atractylodes
(Atractylodes lancea ) by Random Amplified Polymorphic DNA Technology
   The Prov incial Key labo ra to r y fo r Plant Ex Situ Conserv ation o f Jiangsu, Chinese Academy of Sciences ( Nanjing
210014)  Ren Bing ru, He San an, Yu Hong and Zhu Xiaoqin
Abstract   The rela tionships betw een the populations o f Atractylodes lancea ( Thunb. ) DC. w ere
analy zed wi th the method o f random amplified polymorphic DN A( RAPD) . Choosing 10 primers o f 10-base
o lig onucleotide to amplify the DN A of A. lancea which have 10 populations and contain 83 indiv iduals, 100
fragments w ere obtained. Using RAPD distance sof twa re, the Jaccard s distance w as caculated and listed
in the form o f distance s matrix , and from which the dendrog rams w ere draw n using the methods of
nearest neighbo r clustering , fur thermost neighbor clustering and U PGMA separately. The resul ts showed
that the 10 populations could be divided into 3 clusters, namely cluster 1 [ Dabieshan ( Ta ) ] , cluster 2
[ South A. lancea ( Wu, Lu, Hu, Xu, Ca, Li ) ] and cluster 3 [No rth A. lancea ( T t, Da , Lao ) ] .
Furthermo re, among the three clusters the distance betw een cluster 2 and cluster 3 w as obviously nea rer
than the distance betw een cluster 2 and cluster 1 or the distance betw een cluster 3 and cluster 1. According
to this result and that repo rted elsewhere by other wo rkers concerning the essential oil components, i t w as
suggested tha t cluster 1 should be listed alone from the south A. lancea.
Key words   Atractylodes lancea ( Thunb. ) DC.   RAPD  population rela tionship
  苍术为菊科植物茅苍术 Atractylodes lancea
( Thunb. ) DC. 和北苍术 A .chinensis ( DC. ) Koidz.
的根茎 [1 ]。茅苍术产于江苏、浙江、安徽、江西、湖北、山
东 ,由于生长在分布区的南部 ,故又称为南苍术;北苍
术产于东北、华北及山东、河南、陕西。南北苍术主要是
根据其根茎、叶、花等外部形态及根茎的解剖结构存在
的差异而划分的。但在分类学上 ,关于南北苍术的等级
划分 ,意见并不一致 ,刘慎谔 [2 ]把北苍术定为种 ;石
铸 [3 ]把北苍术并入南苍术 A. lancea;傅舜谟 [ 4]则把北
苍术 定为 南苍 术 A. lancea 的 变种 A. lancea
var. chinensis ( Bunge) Koidz.
武田 [5 ]等根据苍术根茎中精油的 6种主要成分
·458· 中草药  Chinese T raditional and Herbal Drug s  2000年第 31卷第 6期
Address: Ren Bing ru, Th e Provincial Key Laboratory for Plant Ex Situ Conservat ion, Jiangsu Province and Chines e Acadeny of Sciences ,
Nanjing任冰如 女 , 1991年毕业于南京农业大学植物生理生化专业 ,获硕士学位 ,现为江苏省 . 中国科学院植物研究所助理研究员 ,主要从事植物资源的研究与利用。
的差异 ,将苍术分为 3种类型 ,即 (Ⅰ )大别山类型 ,
(Ⅱ )湖北-安徽类型和 (Ⅲ )茅山类型 ,并且认为苍术
间化学成分的差异主要是由于遗传变异引起的。
随机扩增多态性 DNA( RAPD)是 90年代发
展起来的一种快速、方便的分析不同个体间遗传差
异的技术 ,可以直接对基因组 DNA进行检测 ,已广
泛应用于种内不同居群间亲缘关系的研究 ,在种间
关系上也显示了一定的潜力 [6 ]。 因此作者将 RAPD
技术用于苍术的遗传变异检测 ,旨在更深入地了解
苍术不同居群间的亲缘关系。
1 材料与方法
1. 1 材料:苍术 10个居群的来源见表 1,各种源种
植于江苏省 . 中国科学院植物研究所种质保存圃 ,
各居群取 3~ 11个个体的叶片分别提取 DNA作随
机扩增。
表 1 苍术材料来源及个体数
 名 称  来 源 个体数
Atra ctylod des lancea 江苏金坛薛埠镇 (Xu ) 10
A. lancea 江苏溧阳后周乡黄山 ( Li ) 11
A. lancea 湖北随州草店镇 ( Ca) 10
A. lancea 安徽黄山新华乡 ( Hu) 5
A. Lancea 湖北丹江口罗店乡 ( Lu) 11
A. Lancea 湖北丹江口武当山镇 (Wu) 3
A. Lancea 湖北英山桃花冲 (大别山 ) ( Ta) 10
A. chinensis 山东泰安泰山区大津口乡 ( Tt ) 3
A. chinensis 山东青岛崂山林场下官林区 ( Lao) 10
A. chinensis 河北承德大庙镇大庙村 ( Da) 10
1. 2 实验方法: DN A的提取、随机扩增反应及电
泳分离条件、方法如前所述 [7 ]。
1. 3 数据分析:根据电泳后获得的 DNA片断图
谱 ,在同一迁移位置上 ,重复性的 DNA扩增条带
“有”记为“ 1” ,“没有”记为“ 0”。 计算 jaccard[8 ]相似
系数: S= n 11 /(n- n 00) , (n11为两个体均“有”的片
段数目 ,n为群体总的片段数目 ,n00为两个体均“没
有”的片段数目 ) ,遗传距离 D= 1-S,求出遗传距离
矩阵 ,分别用单联法 (最短距离法 )、全联法 (最长距
离法 )和类平均法 ( U PGMA)构建树系图 [9 ]。
2 结果与分析
2. 1  DNA扩增结果: 用 Operon公司的 10种 10碱
基随机引物 , 对苍术 10个居群的 83个个体进行扩
增 ,所用引物及其核苷顺序见表 2。共扩增出 100个
片段 ,其中 65个片段是多态的 (占 65% ) ,说明苍术
群体的遗传变异程度较高。
图 1为引物 O PB-11和 O PL-17对部分苍术个
体扩增的结果。图 1( a)可见 ,片段 O PB 11-5000稳定
地出现在 Ta居群中 ,其它居群的任何个体均无该位
点 ,类似情形还见于其它引物的扩增结果 ,如 OPB
08-500等 ,说明 Ta与其它居群有较大的差异。
图 1 引物 OPB-11( a)和 OPL-17( b)对苍术部
分个体 DNA扩增的结果
由图 1( b)可以看出 ,位点 OPL 17-800只在 Lu, Ta,
Ca, Li ,Xu, Hu这 5个居群中出现 ,这 5个居群属于
南苍术 ;在 Lao, Da, Tt这 3个居群均不出现 ,这 3
个居群属于北苍术。
2. 2 苍术不同居群间的亲缘关系:根据扩增结果进
行统计分析 ,计算两两居群之间 Jacca rd相似系数 ,
距离系数矩阵见表 3。
表 2 用于苍术 DNA随机扩增的引物及其扩增片断数目
引物 5′与 3′序列 扩增带数 多态性带数 引物 5′→ 3′序列 扩增带数 多态性带数
OPA-16 AGCCAGCGAA 17 13 OPB-08 GTCCACACGG 15 10
O PB-01 GT T TCGCTCC 12 10 OPB-09 TGGGGGACTC 9 5
O PB-02 TGA TCCCTGG 13 10 OPB-11 GT AGACCCGT 7 4
O PB-04 GGACTGGAGT 8 3 OPB-19 ACCCCCGAAG 8 4
O PB-06 TGCT CTGCCC 5 3 OPL-17 AGCCTGAGCC 6 3
·459·中草药  Chinese T raditional and Herbal Drug s  2000年第 31卷第 6期
  将距离系数分别用单联法、全联法及类平均法
进行运算 ,得聚类图 ,见图 2( a, b, c)。 3种运算方法
所得结果都表明所取苍术 10个居群可划分为 3个
类群: 大别山类群 ( Ta) (类群 1) ;南苍术类群 ( Xu、
Li、 Ca、 Hu、 Lu、Wu) (类群 2) ;北苍术类群 ( T t、 Lao、
Da) (类群 3)。 由图 2还可看出 ,南苍术类群和北苍
术类群之间遗传距离较近 ,而大别山类群与它们两
者之间的遗传距离较远。
表 3 苍术两两居群间的遗传距离 (D)
居群
1. Xu 0. 0
2. Li 0. 169014 0. 0
3. Tt 0. 273973 0. 257143 0. 0
4. Lao 0. 250000 0. 278481 0. 216216 0. 0
5. Da 0. 233766 0. 263158 0. 222222 0. 155844 0. 0
6. Ta 0. 453488 0. 464286 0. 475610 0. 438202 0. 448276 0. 0
7. Lu 0. 232877 0. 263889 0. 319444 0. 353659 0. 320513 0. 400000 0. 0
8. Wu 0. 289855 0. 272727 0. 307692 0. 346667 0. 285714 0. 460526 0. 261538 0. 0
9. Ca 0. 184211 0. 138889 0. 289474 0. 265060 0. 250000 0. 425287 0. 272727 0. 328767 0. 0
10. Hu 0. 202899 0. 208955 0. 294118 0. 333333 0. 273973 0. 443038 0. 223881 0. 229508 0. 197183 0. 0
   1    2    3    4    5    6    7    8    9 10
a-单联法  b-全联法  c-类平均法
图 2 苍术 10个居群的 RAPD结果用 Jaccard距离系数所作的树系图
3 讨论
3. 1 苍术大别山居群的特殊性:武田 [ 5 ]等分析了苍
术根茎中的精油成分 ,根据 6种主要化学成分含量
的差异 ,将苍术分为 3种类型 ,Ⅰ )大别山类型 ,指湖
北大别山地区的南苍术 ,Ⅱ )湖北 -安徽类型 ,包括湖
北 (除大别山 )、安徽的南苍术和陕西、河南 (除嵩山 )
的北苍术 ,Ⅲ )茅山类型 ,包括江苏茅山地区的南苍
术及江苏北部、河北、山东、河南嵩山的北苍术。在聚
类图上 ,类群 Ⅱ 首先与类群 Ⅲ 相聚 ,再与类群 Ⅰ
相聚 ,而类群 Ⅰ 与前面两者之间的距离较远。
本文图 1(a )表明 ,大别山居群具有其它各居群
所不具备的 DNA扩增片断 ,表 3列出了 Ta与其它
居群的距离 ,它们均在 0. 4以上 ,远远大于其余居
群相互之间的距离 , 3种运算方法所得聚类图 (图 2)
都更直观地显示了这一点。这一结果与武田 [5 ]的结
果明显一致 ,说明不论是在精油成分的差异方面还
是在 DNA的差异方面 ,大别山类群与其它类群之
间的距离都较远。以往的文献报道均侧重于南、北苍
术之间的差异 ,武田的结果和本次研究的结果则提
示了大别山居群的特殊性。
3. 2 南北苍术的相互关系:关于南苍术和北苍术的
相互关系及学名的处理问题 ,以往我国文献 [ 1, 2, 10]均
作为二个独立的种: Atracty lodes lancea ( Thunb. )
DC. 和 A .chinensis Koidz. 两者的主要区别在于茎
中部的叶的形态差异。石铸 [3 ]对苍术属 ( A. D C. )
标本进行了系统整理 ,认为苍术是一个极大多型性
的种 , A. chinensis ( Bunge ) Koidz. 与 A. lancea
( Thunb. ) DC. 实为一物 , A. lancea ( Thunb. ) DC.
就是苍术的合法名称。 傅舜谟 [ 4]对苍术进行了化学
成分的分析比较结果表明 ,两个类型在所含成分的
种类方面没有本质的差异 ,仅在挥发油的含量方面 ,
南苍术要比北苍术高 ,认为将北苍术定为变种
A. lancea ( Thunb. ) DC. va r. chinensis ( Bunge )
Ki tam. 较合适。
·460· 中草药  Chinese T raditional and Herbal Drug s  2000年第 31卷第 6期
本试验从 DNA水平上分析了南、北苍术之间的
亲缘关系 ,结果表明 , W u、 Lu、 Hu、 Xu、 Ca、 Li、聚为一
类 ,它们均属于南苍术 ; T t、 Da、 Lao聚为一类 ,它们
均属于北苍术 ,这一结果与以往有南、北苍术之分的
观点一致 ,但南北苍术之间的差异较小 ,将南、北苍术
定为两个种显然是不妥的 ,故支持傅舜谟 [4 ]将北苍术
定为 变 种 A. lancea ( Thunb. ) DC. va r. chinensis
( Bunge. ) Ki tam. 的意见。
3. 3  苍术化学成分的遗传变 异特性: 武田
( Takeda) [11 ] ( 1996)通过栽培试验认为 ,苍术精油成
分的差异主要是由遗传变异引起的 ,环境因子也有
一定的影响。 在大别山居群与其它居群之间的关系
上 , RAPD结果与精油成分的结果明显一致 ,因此
又从 DNA水平上证明了武田 [11 ]的观点 ,同时也为
地道药材的引种栽培提供了分子水平上的依据。*
致 谢: RAPDistance 软 件 由 澳 大 利 亚 的
Arst rong J. S. Gibbs A. J. , Peakall R. 和 Weil ler
G. 等通过互联网提供的共享软件包 ,特此致谢。
参 考 文 献
1 中国医学科学院药物研究所 . 中药志 (第 1册 ) . 北京: 人民卫
生出版社 , 1979: 152
2 刘慎谔 ,等 .东北植物检索表 . 北京:科学出版社 , 1959: 410
3 石 铸 .植物分类学报 , 1981, 19( 3): 318
4 傅舜谟 ,等 .植物分类学报 , 1981, 19( 2): 195
5 武田修己 ,等 . Natu ral Med, 1996, 50( 4): 289
6 汪小全 ,等 .植物学报 , 1996, 38( 12): 954
7 任冰如 ,等 .植物资源与环境 , 1997, 6( 4): 1
8  Jaccard P. New Pheologi s t, 1912, 11: 37
9 钟 扬 ,等 . 数量分类的方法与程序 . 武汉:武汉大学出版社 ,
1990: 35
10 中国科学院植物研究所编 . 中国高等植物图鉴 . 第 4册 . 北
京:科学出版社 , 1975: 600
11  Tak eda O, et al . Chem Pharm Bull , 1996, 44( 4): 832
( 1999-05-24收稿 )
余甘子的生药鉴定
广东省佛山市药品检验所 ( 528000)  罗干明  吴子超
广东省佛山市医药商业总公司    徐纪文
摘 要 对余甘子的组织与粉末显微特征进行了鉴定 ,纠正和补充了原文献的研究结果 ,为余甘子的药材鉴别提
供了依据。
关键词 余甘子 显微特征 鉴定
Pharmacognostical Identification of Emblic Leafflower
(Phyllanthus emblica ) Fruit
   Foshan Institute fo r Drug Cont rol ( Foshan 528000)  Luo Ganming and Wu Zichao
   Foshan Commercia l Company of Medicine  Xu Jiw en
Abstract   The histo logical cha racteristics and powdery appea rance of Fructus phyllanthi were
examined wi th optica l micro scope. Some of the features documented in the o riginal li terature w ere
replenished and rev ised. The results may provide a basis for the identi fica tion of Fructus Phyllanthi .
Key words  Fructus Phyllanthi  microscopical identi fica tion
  余甘子为大戟科植物余甘子 Phyllanthus
embl ica L. 的干燥成熟果实 ,历版《中华人民共和国
药典》均有收载 ,为藏族习用药材。但青藏高原境内
不产 ,而分布于福建、广东、广西、云南 [1, 2 ]等地。广东
民间习用其腌制品治疗咽喉肿痛。 近报道 [3 ]认为其
制品用于各种乙型肝炎有较好疗效。 作者对其组织
构造进行了研究 ,因与文献 [1, 2 ]有异 ,现予报道。
1 实验材料
实验材料购自市场 ,并经作者鉴定为余甘子
Phyllanthus emblica L. 的干燥成熟果实。
2 药材性状
果实呈球形或扁球形 ,直径 1. 2~ 2 cm。表面棕
褐色至墨绿色 ,有浅黄色颗粒状突起 ,具皱纹及不明
显的 6棱。果核黄白色 ,坚硬 ,表面略具 3棱 ,背缝线
·461·中草药  Chinese T raditional and Herbal Drug s  2000年第 31卷第 6期
Address: Luo Ganming, Fosh an Ins ti tu te for Drug Con trol, Fosh an罗干明 男 , 1989年毕业于广州中医学院 (现广州中医药大学 )中药专业 ,获理学学士。 职称:主管中药师。 主要从事中药检验及质量标准制 (修 )订工作。 现已发表论文 5篇。