全 文 ：ITS2 和 psbA-trnH序列鉴别马鞭草科药用植物
陈倩1，刘义梅1，刘震1，陈士林2，陈科力1*
(1. 中药资源和中药复方教育部重点实验室 湖北中医药大学，湖北 武汉 430065;
2. 中国医学科学院 北京协和医学院 药用植物研究所，北京 100193)
［摘要］ 目的:评价几条热点 DNA 条形码候选序列对马鞭草科药用植物的鉴别能力。方法:选择 psbA-trnH，rbcL，
matK，ITS2 和 ITS序列进行评价，使用各序列的通用引物进行扩增和测序，用扩增及测序成功率，种内种间差异，barcod-
ing gap，基于 BLAST 1 和 Nearest Distance方法的鉴定成功率等指标来评价各序列的鉴定能力。结果:对马鞭草科 32 个
种 55 个样本的序列分析发现，matK 的扩增成功率太低，未纳入后续分析;ITS，ITS2，psbA-trnH 以及 rbcL的扩增及测序成
功率分别为 83. 6%，83. 6%，96. 4%，98. 2%，其鉴定成功率除 rbcL 为 77. 8%，75. 9%外都为 100%，但 ITS2 序列的种
间，种内差异，barcoding gap较 psbA-trnH，ITS有明显优势。ITS2 序列进一步纳入网上 163 个样品的数据后其鉴定成功
率依然可以达到 89. 5%，87. 6%。结论:考虑到 psbA-trnH 较高的测序成功率，ITS2 和 psbA-trnH 是适合马鞭草科植物鉴
别的一个较好 DNA 条形码序列组合。
［关键词］ DNA条形码;ITS2;ITS;rbcL;psba-trnH;马鞭草科
［稿件编号］ 20111114015
［基金项目］ 国际科技合作项目(2007DFA30990) ;卫生行业科研
专项(200802043)
［通信作者］ * 陈科力，Tel: (027)68890106，E-mail:kelichen@
126. com
［作者简介］ 陈倩，硕士研究生，研究方向中药资源及其品质研究，
E-mail:qqian87@ 126. com
马鞭草科植物全球共 80 余属，3 000 余种，分布
于热带和亚热带地区，我国有 21 属，175 种 31 变种
10 变型，各地均有分布，主产于长江以南各地，许多
植物可供药用或观赏，少数作为木材使用［1］。例如
马鞭草为全球温带至热带分布的杂草，可供药用;海
州常山别称臭梧桐，分布自日本经朝鲜、中国至菲律
宾北部，是一种灌木或小乔木，根、茎、叶及花入药，
有祛风湿、清热利尿、止痛、平肝降压等功效。基于
传统分类及分子水平对本科各类群系统位置及进化
关系的探讨，一直为学术界所关注，各学者的看法不
尽一致，也一直有新想法被提出［2-4］，故对其物种进
行新方法的鉴定和分类研究具有十分重要的意义。
2003 年加拿大动物学家 Hebert［5］首次正式提
出了 DNA条形码的概念，但在植物中一直未找到一
条合适的通用序列，2009 年，生命条形码联盟植物
工作组已经决定将叶绿体 rbcL 和 matK 2 个基因片
段作为植物 DNA标准条形码的核心条形码，叶绿体
trnH-psbA片段和核基因片段 ITS 作为植物 DNA 条
形码的补充条码［6］。陈士林等通过分析超过 6 600
个植物样本后，发现核基因组 ITS2 序列具有良好
的扩增成功率和物种水平的鉴定成功率［7］。所以
本研究中考察 psbA-trnH，rbcL，matK，ITS2 和 ITS 5 条
热点序列在马鞭草科 9 属 32 个药用物种 55 份样本
中的应用情况，以期找到适合马鞭草科的通用序列
或者序列组合。
1 材料
马鞭草科实验材料 32 个物种 55 份样品采自武
汉、广州、云南等地，分别由广东省中药研究所中药
标本园蔡岳文教授、中国科学院西双版纳热带植物
园肖春芳老师、湖北中医药大学药用植物教研室潘
宏林教授鉴定，凭证标本分别保存于这些标本馆，影
像资料保存于湖北中医药大学标本馆。实验材料见
表 1。GenBank 数据库(下载日期为 2011 年 7 月)
下载的数据信息见表 2。
2 方法
2. 1 样品 DNA 的提取、PCR 扩增和测序 取经过
硅胶干燥的植物叶片约 10 mg，经液氮研磨后，使用
植物 DNA 提取试剂盒(Tiangen Biotech Co. ，中国)
提取总 DNA。各候选序列的 PCR 反应条件、通用
引物及扩增程序参考陈士林等［7］的研究。PCR 扩
增产物经纯化后，使用 ABI 3730XL 测序仪(Ap-
plied Biosystems Co. ，美国)进行双向测序。
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第 37 卷第 8 期
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Vol. 37，Issue 8
April，2012
表 1 55 个样本的采集地信息及 GenBank登录号
Table 1 The collection sites and GenBank accession of 55 samples
中文名 拉丁名 采集地 样品编号
GenBank登录号
ITS ITS2 psbA-trnH rbcL
苦郎树 Clerodendrum inerme 广东省中药研究所中药标本园 CQ0601MT01 JQ618349 JQ618349 JQ618395 JQ618448
白花灯笼 C. fortunatum 广东省中药研究所中药标本园 CQ0602MT01 JQ618350 JQ618350 JQ618396 JQ618449
广东省中药研究所中药标本园 CQ0602MT02 JQ618351 JQ618351 JQ618397 JQ618450
龙吐珠 C. thomsonae 广东省中药研究所中药标本园 CQ0603MT01 JQ618352 JQ618352 JQ618398 JQ618451
西双版纳热带植物园 CQ0603MT02 JQ618353 JQ618353 JQ618399 JQ618452
西双版纳景洪市药物园 CQ0603MT03 JQ618354 JQ618354 JQ618400 JQ618453
西双版纳景洪市药物园 CQ0603MT04 JQ618355 JQ618355 JQ618401 JQ618454
垂茉莉 C. wallichii 广东省中药研究所中药标本园 CQ0604MT01 JQ618356 JQ618356 JQ618402 JQ618455
广州华南植物园 CQ0604MT02 JQ618357 JQ618357 JQ618403 JQ618456
大青 C. cyrtophyllum 广东省中药研究所中药标本园 CQ0605MT01 JQ618358 JQ618358 JQ618404 JQ618457
三对节 C. serratum 西双版纳景洪市药物园 CQ0606MT01 － － JQ618405 JQ618458
臭茉莉 C. philippinum var. simplex 广东省中药研究所中药标本园 CQ0607MT01 JQ618359 JQ618359 JQ618406 JQ618459
西双版纳热带植物园 CQ0607MT02 JQ618360 JQ618360 JQ618407 JQ618460
西双版纳热带植物园 CQ0607MT03 JQ618361 JQ618361 JQ618408 JQ618461
西双版纳景洪市药物园 CQ0607MT04 JQ618362 JQ618362 JQ618409 JQ618462
臭牡丹 C. bungei 武汉植物园 CQ0608MT01 JQ618363 JQ618363 JQ618410 JQ618463
腺茉莉 C. colebrookianum 西双版纳热带植物园 CQ0609MT01 JQ618364 JQ618364 JQ618411 JQ618464
海州常山 C. trichotomum 武汉植物园 CQ0610MT01 JQ618365 JQ618365 JQ618412 JQ618465
武汉植物园 CQ0610MT02 JQ618366 JQ618366 JQ618413 JQ618466
赪桐 C. japonicum 广东省中药研究所中药标本园 CQ0611MT01 JQ618367 JQ618367 JQ618414 JQ618467
长管大青 C. indicum 西双版纳景洪市药物园 CQ0612MT01 JQ618368 JQ618368 JQ618415 JQ618468
美丽赪桐 C. splendens 广州华南植物园 CQ0613MT01 JQ618369 JQ618369 JQ618416 JQ618469
紫叶假马鞭 C. quadriloulare 西双版纳热带植物园 CQ0614MT01 JQ618370 JQ618370 JQ618417 JQ618470
西双版纳热带植物园 CQ0614MT02 JQ618371 JQ618371 JQ618418 JQ618471
冬红 Holmskioldia sanguinea 广东省中药研究所中药标本园 CQ0615MT01 JQ618372 JQ618372 JQ618419 JQ618472
杜虹花 Callicarpa formosana 广东省中药研究所中药标本园 CQ0616MT01 JQ618373 JQ618373 JQ618420 JQ618473
尖尾枫 C. longissima 广东省中药研究所中药标本园 CQ0617MT01 JQ618374 JQ618374 JQ618421 JQ618474
大叶紫珠 C. macrophylla 广东省中药研究所中药标本园 CQ0618MT01 JQ618375 JQ618375 JQ618422 JQ618475
中国科学院昆明植物园 CQ0618MT02 JQ618376 JQ618376 JQ618423 JQ618476
红紫珠 C. rubella 中国科学院昆明植物园 CQ0619MT01 JQ618377 JQ618377 － －
紫珠 C. bodinieri 武汉植物园 CQ0620MT02 － － JQ618424 JQ618477
窄叶紫珠 C. japonica var. angustata 武汉植物园 CQ0621MT01 JQ618378 JQ618378 JQ618425 JQ618478
武汉植物园 CQ0621MT02 JQ618379 JQ618379 JQ618426 JQ618479
牡荆 Vitex negundo var. cannabifolia 广东省中药研究所中药标本园 CQ0622MT01 JQ618380 JQ618380 JQ618427 JQ618480
中国科学院昆明植物园 CQ0622MT02 JQ618381 JQ618381 JQ618428 JQ618481
蔓荆 V. trifolia 广东省中药研究所中药标本园 CQ0623MT01 JQ618382 JQ618382 JQ618429 JQ618482
广州华南植物园 CQ0623MT02 － － JQ618430 JQ618483
山牡荆 V. quinanta 中科院昆明植物园 CQ0624MT01 － － JQ618431 JQ618484
西双版纳热带植物园 CQ0624MT02 JQ618383 JQ618383 － JQ618485
疏序黄荆 V. negundo var. negundo 西双版纳景洪市药物园 CQ0625MT01 JQ618384 JQ618384 JQ618432 JQ618486
黄荆 V. negundo 武汉植物园 CQ0626MT01 JQ618385 JQ618385 JQ618433 JQ618487
武汉植物园 CQ0626MT02 JQ618386 JQ618386 JQ618434 JQ618488
苦梓 Gmelina hainanensis 西双版纳热带植物园 CQ0627MT01 － － JQ618435 JQ618489
毛石梓 G. villosa 西双版纳热带植物园 CQ0628MT01 JQ618387 JQ618387 JQ618436 JQ618490
柚木 Tectona grandis 广州华南植物园 CQ0629MT01 － － JQ618437 JQ618491
广州华南植物园 CQ0629MT02 － － JQ618438 JQ618492
假马鞭 Stachytarpheta jamaicensis 广东省中药研究所中药标本园 CQ0630MT01 － － JQ618439 JQ618493
西双版纳热带植物园 CQ0630MT02 － － JQ618440 JQ618494
马缨丹 Lantana camara 广州华南植物园 CQ0631MT01 JQ618388 JQ618388 JQ618441 JQ618495
西双版纳州景洪市药物园 CQ0631MT02 JQ618389 JQ618389 JQ618442 JQ618496
武汉植物园 CQ0631MT03 JQ618390 JQ618390 JQ618443 JQ618497
武汉植物园 CQ0631MT04 JQ618391 JQ618391 JQ618444 JQ618498
假连翘 Duranta repens 中国科学院昆明植物园 CQ0632MT01 JQ618392 JQ618392 JQ618445 JQ618499
中国科学院昆明植物园 CQ0632MT02 JQ618393 JQ618393 JQ618446 JQ618500
西双版纳热带植物园 CQ0632MT03 JQ618394 JQ618394 JQ618447 JQ618501
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表 2 GenBank数据库上下载的 ITS2 和 psbA-trnH数据的登录号信息
Table 2 The GenBank accession of ITS2 and psbA-trnH from GenBank
序列名称 GenBank登录号
ITS2 AF437853，AF437854，AF437855，AF437856，AF437857，AF437858，AF437859，AF437860，AF437861，AF437862，
AF437863，AF437864，AF437865，AF437866，AF437867，AF437868，AF437869，AF437870，AF437871，AF437872，
AF437873，AF477781，AF477782，AF477784，AF477793，AY178651，AY178652，AY178653，AY178654，AY178656，
AY178661，AY178662，AY178663，AY178664，AY178665，AY771705，AY904019，AY904021，AY904022，AY928520，
AY928523，AY928524，AY928525，AY928526，AY928527，AY928528，AY928529，AY928530，DQ006043，DQ070724，
DQ070725，DQ070726，DQ070728，DQ070729，DQ070730，DQ070731，DQ070732，DQ070733，DQ070734，DQ070736，
DQ070737，DQ070738，DQ070739，DQ070740，DQ070741，DQ070742，DQ070743，DQ070744，DQ463781，DQ463782，
DQ463783，DQ463784，DQ463785，DQ463786，EU761076，EU761077，EU761079，EU761080，FJ004800，FJ004801，
FJ004802，FJ867398，FJ867399，FJ867400，FJ867401，FJ867402，FJ867403，FJ867404，FJ867405，FJ867406，FJ867407，
FJ867408，FJ867409，FJ867410，FJ867411，FJ867412，FJ867413，FJ867414，FJ867415，FJ867416，FJ867417，FJ867418，
FJ867419，FJ867421，FJ867422，FJ867423，FJ867424，FJ867425，FJ867426，FJ867427，FJ867428，FJ867429，FJ867430，
FJ867432，FJ867433，FJ867434，FJ867435，FJ867436，FJ867437，FJ867438，FJ867439，FJ867441，FJ867442，FJ867443，
FJ867444，FJ867445，FJ867446，FJ867447，FJ867448，FJ867449，FJ867450，FJ867451，FJ867452，FJ867453，FJ867454，
FJ867455，FJ867456，FJ867457，FJ867458，FJ867459，FJ867460，FJ867461，FJ867462，FJ867463，FJ867464，FJ867465，
FJ867466，FJ867467，FJ867468，FJ867469，FJ980370，GQ470548，GQ478094，HM120851，HM120852，HM120853，
HM120854，HM120856，HM120857，HM120858，HM120859，HM120860，HM120861
psbA-trnH DQ006231，DQ304781，DQ304782，DQ304783，FJ039088，GQ429115，GQ435186，GQ435187，GQ435188，GU135307，
GU135438
2. 2 数据的处理 测序所得的峰图采用 Codon-
Code Aligner V 2. 06 (CodonCode Co. ，USA)校对拼
接，去除低质量序列及引物区，利用 ClustalX
V2. 0［8］进行多序列比对并查错，可用数据纳入后续
分析。ITS2 序列依照 Keller 等［9］的方法处理。利
用实验材料考察各候选序列的 PCR 扩增效率的优
劣，采用罗焜［10］、朱英杰等［11］方法，考察不同序列
种内、种间差异大小，并采取 Wilcoxon Signed Rank
Tests检验［12］对计算结果进行检验，再通过 TAXON
DNA软件［13］做出各候选序列的 barcoding gap 图，
纳入 GenBank 数据库可用数据采用相似性搜索算
法(BLAST 1)和最近距离法(Nearest Distance)考察
序列的鉴定成功率［14］。
3 结果
3. 1 各个候选序列 PCR扩增和测序成功率、长度、
GC含量 考察实验样本的 PCR扩增和测序成功率，
发现 32 个种 55 个样本的 ITS，ITS2，psbA-trnH 以及
rbcL的扩增及测序成功率分别为 83. 6%(46) ，83. 6%
(46) ，96. 4%(53) ，98. 2%(54) ，其中 ITS2 序列直接
用 ITS序列切除而成，matK序列由于 PCR扩增成功
率太低故在后续研究中排除。各个序列的长度不等，
其中 ITS2序列最短，为 233 ～ 275 bp;psbA-trnH序列
为 232 ～413 bp;ITS序列为568 ～641 bp;rbcL序列最
长，为 683 ～684 bp。各序列中的 GC(碱基)含量也不
同，ITS2 的 GC 含量最高，为 64. 7%，ITS 为 60. 9%，
rbcL为 43. 2%，psbA-trnH最低，只有 24. 3%。
3. 2 不同候选 DNA 条形码序列的种内、种间差异
理想的条形码序列其种间差异与种内差异应存在
显著区别，且种间差异应明显大于种内差异。引入
“种间差异”、“种内差异”等 6 个指标以量化分析各
候选序列对实验样本的整体差异水平［7］。结果表
明 ITS2 序列的种间差异最大，rbcL 序列最小，种内
差异的情况同样是 ITS2 序列差异最大，rbcL 序列最
小，但 ITS，ITS2，psbA-trnH 序列的种间最小 差异和
种内最大差异存在显著性差异，而 rbcL 序列两者之
间差异不明显，见表 3。利用 Wilcoxon 检验分析两
两序列种间、种内差异的差异情况，结果表明不论种
间还是种内差异，ITS2 与 psbA-trnH序列之间都无显
著差异，且两者的种间差异都要远大于 rbcL 序列，
其中 ITS2 的种间差异远大于 ITS，而 psbA-trnH的种
间差异大于 ITS;对于种内差异来说，psbA-trnH 序列
和 ITS，ITS2 都没有显著差异，但 ITS2 的种内差异
大于 ITS，这 3 条序列的种内差异都大于 rbcL 序列，
见表 4，5。
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表 3 4 个候选序列的种内种间差异
Table 3 Inter-and intraspecific genetic divergences of four candidate barcodes
差异来源 ITS(46) ITS2(46) psbA-trnH(53) rbcL(54)
种间差异 0. 232 4 ± 0. 329 4 0. 289 9 ± 0. 403 1 0. 155 8 ± 0. 156 9 0. 009 2 ± 0. 008 3
平均种间差异 0. 117 6 ± 0. 219 5 0. 149 8 ± 0. 265 6 0. 168 8 ± 0. 194 6 0. 010 9 ± 0. 009 1
种间最小差异 0. 116 8 ± 0. 273 8 0. 149 7 ± 0. 337 8 0. 082 1 ± 0. 117 3 0. 005 8 ± 0. 007 6
种内差异 0. 004 8 ± 0. 013 0 0. 006 2 ± 0. 030 3 0. 003 2 ± 0. 006 1 0. 000 8 ± 0. 001 9
平均种内差异 0. 008 3 ± 0. 024 0 0. 011 1 ± 0. 030 3 0. 005 1 ± 0. 011 9 0. 000 8 ± 0. 001 6
种内最大差异 0. 009 3 ± 0. 026 1 0. 012 3 ± 0. 033 2 0. 005 5 ± 0. 011 9 0. 001 0 ± 0. 002 1
表 4 两两序列种间差异的 Wilcox检验
Table 4 Wilcoxon signed rank test for interspecific variations
W + W － 种间差异相关性，n，P 结果
ITS ITS2 W + = 117. 0，W － = 35 661. 0，n = 267，P≤5. 668 7 × 10 －45 ITS ＜＜ ITS2
ITS psbA-trnH W + = 9 881. 0，W － = 22 759. 0，n = 255，P≤4. 7162 × 10 －8 ITS ＜ psbA-trnH
ITS rbcL W + = 3 4191. 0，W － = 0，n = 261，P≤1. 461 4 × 10 －44 ITS ＞＞ rbcL
ITS2 psbA-trnH W + = 17 886. 0，W － = 14 754. 0，n = 255，P≤0. 184 1 ITS2 = psbA-trnH
ITS2 rbcL W + = 34 191. 0，W － = 0，n = 261，P≤1. 460 2 × 10 －44 ITS2 ＜＜ rbcL
psbA-trnH rbcL W + = 43 660. 0，W － = 0，n = 297，P≤3. 980 7 × 10 －50 psbA-trnH ＞＞ rbcL
表 5 两两序列种内差异的 Wilcox检验
Table 5 Wilcoxon signed rank test for intraspecific variations
W + W － 种间差异相关性，n，P 结果
ITS ITS2 W + = 2. 0，W － = 118. 0，n = 37，P≤9. 731 7 × 10 －4 ITS ＜ ITS2
ITS psbA-trnH W + = 157. 0，W － = 119. 0，n = 37 ，P≤0. 563 0 ITS = psbA-trnH
ITS rbcL W + = 195. 0，W － = 58. 0，n = 37，P≤0. 026 02 ITS ＞ rbcL
ITS2 psbA-trnH W + = 176. 0，W － = 100. 0，n = 37，P ≤ 0. 247 3 ITS2 = psbA-trnH
ITS2 rbcL W + = 185. 0，W － = 46. 0，n = 37，P ≤ 0. 015 60 ITS2 ＞ rbcL
psbA-trnH rbcL W + = 135. 0，W － = 18. 0，n = 40，P ≤ 0. 005 538 psbA-trnH ＞ rbcL
3. 3 不同 DNA条形码候选序列的 barcoding gap检
验 理想的条形码序列应该具有一定 barcoding
gap［15］，即不同种间条形码差异与同种内条形码差
异之间应存在一定间隙。使用 TAXON DNA软件分
析各候选序列，并做出 barcoding gap 图，见图 1，结
果显示 ITS2 序列的 barcoding gap 最为明显，ITS 序
列次之，psbA-trnH 也存在 barcoding gap，但不及
ITS2，ITS序列显著，rbcL的 barcoding gap中，种间差
异明显向种内倾斜，barcoding gap不明显。
3. 4 马鞭草科 DNA条形码候选序列的鉴定效率评
价 本文使用 BLAST 1 和 Nearest Distance 2 种方法
分析 ITS，ITS2，psbA-trnH，rbcL 序列的鉴定效率，由
结果可知，这 2 种方法的结果趋于一致。在属水平
上 4 条序列的鉴定成功率都为 100%;在种水平上，
除 rbcL 序列，其他 3 条序列的鉴定成功率也都为
100%，见表 6。由于实验采集样本数有限，故纳入
网上马鞭草科 ITS2 及 psbA-trnH 序列可用数据，在
更大样本量下(209 个样本) ，考察其鉴定成功率。
结果表明 ITS2 序列在样本量最大的情况下，经
BLAST1 和 Nearest Distance 方法评价在物种水平的
鉴定成功率依然能够达到 89. 5%，87. 5%。而 psbA-
trnH序列网上数据较少，纳入网上 11 个数据后物种
水平的鉴定成功率为 95. 3%，85. 9%。
4 讨论
理想的 DNA条形码序列应具有足够的种间差
异，易于扩增，且引物通用性好，能够通过双向测序
得到高质量的序列［16-17］。
在当前植物学界推荐的 5 个热点候选序列中，
matK片段的 PCR 扩增成功率过低，虽然此片段相
对于其他编码区片段进化速率较快，但其引物在不
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图 1 4 条候选序列的 barcoding gap图
Fig. 1 The barcoding gap of four candidate barcodes
表 6 比对法和最小距离法分析 4 条候选序列的鉴定效率
Table 6 Comparison of identification efficiency for four potential DNA barcodes loci using BLAST1 and Nearest Distance methods
鉴定方法 物种数
鉴定成功率 /% 鉴定错误率 /% 模糊鉴定率 /%
物种水平 属水平 物种水平 属水平 物种水平 属水平
ITS2 比对法 46 100. 0 100. 0 0 0 0 0
最小距离法 46 100. 0 100. 0 0 0 0 0
比对法 209 89. 5 100. 0 0 0 10. 5 0
最小距离法 209 87. 6 100. 0 0 0 12. 4 0
ITS 比对法 46 100. 0 100. 0 0 0 0 0
最小距离法 46 100. 0 100. 0 0 0 0 0
psbA-trnH 比对法 53 100. 0 100. 0 0 0 0 0
最小距离法 53 100. 0 100. 0 0 0 0 0
比对法 64 95. 3 100. 0 0 0 4. 7 0
最小距离法 64 85. 9 100. 0 0 0 14. 1 0
rbcL 比对法 54 77. 8 100. 0 0 0 22. 2 0
最小距离法 54 75. 9 100. 0 0 0 24. 1 0
同物种间通用性差别较大［18，7］，还有待发掘出通用
性更好的 matK引物。
rbcL序列通用、易比对，扩增和测序成功率达到
98. 2%，但是其差异主要存在于种以上水平［19］，种
内和种间差异保守，也没有明显的 barcoding gap，种
水平上的鉴定成功率较低为 77. 8%，75. 9%，只能
作为物种科属级别的划分依据。
非编码区的 psbA-trnH 序列其种间和种内差异
及 barcoding gap虽不及 ITS2 序列，但在本实验中其
引物通用性好，扩增及测序成功率较高，为 96. 4%。
纳入网上数据后 psbA-trnH 物种水平的鉴定成功率
依然达到 95. 3%，85. 9%，但由于网上数据仅有 11
个，对马鞭草科的代表性有限，其鉴定成功率还有待
扩大样本研究，可作为马鞭草科潜在的条形码候选
序列或者补充序列。
本研究中表现最好的是 ITS2 序列，基于隐马尔
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可夫模型［20］去除 ITS 序列两端 5. 8S 和 26S 区段，
可获得完整 ITS2 间隔区序列。作为 ITS 序列的一
段，序列长度较短，易于扩增，对样本要求较低，种
内、种间差异明显大于 ITS 和 psbA-trnH 序列，bar-
coding gap 最显著，在扩大样本量的情况下经
BLAST 1 和 Nearest Distance 方法评价在物种水平的
鉴定成功率依然能够达到 89. 5%，87. 5%。故推荐
ITS2 序列作为马鞭草科首选的 DNA 条形码序列。
但由于 ITS2 序列的扩增和测序成功率没有达到
100%，其种内种间差异也并未形成完全的 barcoding
gap，会出现一些无法扩增和无法鉴别的物种，这时，
可以使用高扩增和测序成功率的 psbA-trnH 序列对
其进行鉴别，本实验中 ITS2 序列未鉴别出的样本也
并未与 psbA-trnH未鉴别出的样本重合，相信在扩大
样本量的情况下 psbA-trnH 序列能够补充 ITS2 序列
未能鉴别的物种范围。这个序列组合将为马鞭草科
药用植物的鉴定奠定一个较好的基础。
长期以来，马鞭草科与唇形科之间被认为有着
最密切的关系，近年来，比较形态学和分子系统学方
面的研究取得较大进展，使传统马鞭草科的概念受
到了极大冲击［21］。尽管 rbcL 片段对马鞭草科这些
物种的鉴定效率较低，但 Wagstaff 和 Olmstead［22］应
用 rbcL序列的分析表明马鞭草科的莸亚科与唇形
科的筋骨草亚科的关系密切。在此情况下，集中对
鉴定效率较高的马鞭草科物种的 ITS2(ITS)和 psbA-
trnH序列进行研究，汇集和整合相关数据，将可能为
马鞭草科分类提供更多有效信息和建立较完整的物
种 DNA数字信息库。
［致谢］ 广东省中药研究所中药标本园蔡岳文教授、
中国科学院西双版纳热带植物园肖春芳老师和本校潘宏林
教授协助采集样品并指导鉴定植物标本。
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DNA bacording of Verbenaceae medicinal plant by using
ITS2 and psbA-trnH region
CHEN Qian 1，LIU Yimei 1，LIU Zhen 1，CHEN Shilin 2，CHEN Keli 1*
(1. Key Laboratory of Ministry of Education on Traditional Chinese Medicine Resource and Compound Prescription
＆ Hubei University of Chinese Medicine，Wuhan 430065，China;
2. Institute of Medicinal Plant Development，Chinese Academy of Medical Sciences
＆ Peking Union Medical College，Beijing 100193，China)
［Abstract］ Objective:To evaluate the ability of several hotspot candidate sequence of DNA barcodes for identifying medicinal
plant species in Verbenaceae. Method:Using universal primers，three chloroplast sequences，psbA-trnH，rbcL，matK，two nuclear ri-
bosomal DNA ITS2 and ITS were amplified and sequenced. PCR amplification and sequencing efficiency，intra-and inter-specific vari-
ation，barcoding gap and identification efficiency (with BLAST 1 and Nearest Distance methods)were used to evaluate these loci. Re-
sult:The rate of successful amplification using matK was too low to further analyze，and the rate of successful amplification and se-
quencing using psbA-trnH，ITS，and ITS2 and rbcL sequence was 83. 6%，83. 6%，96. 4%，98. 2%，respectively. The rate of success-
ful identification using psbA-trnH，ITS，and ITS2 was 100% at the species level except that rbcL was 77. 8%，75. 9% for 55 samples
belonging to 32 species，but ITS2 did better in intra-and inter-specific variation，barcoding gap than the other loci. The rate of suc-
cessful identification of ITS2 was 89. 5%，87. 6% even when joining the date of 165 samples from GenBank. Conclusion:It proposes
that the combination of ITS2 and psbA-trnH senquence is promising for the identification of the species in Verbenaceae.
［Key words］ DNA barcoding;ITS2;ITS;rbcL;psbA-trnH;Verbenaceae
doi:10． 4268 /cjcmm20120812
［责任编辑 吕冬梅］
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