基于SSR标记与化学成分构建十堰地区天师栗核心种质库＊

目的 利用筛选出十堰的天师栗中高多态性SSR位点评价天师栗种质资源的遗传多样性，结合有效药用成分含量，构建十堰地区天师栗核心种质库。方法 收集十堰地区114份天师栗种质资源，以七叶树基因组为参考，采用荧光毛细管电泳筛选出高多态性SSR位点，对天师栗种质资源进行遗传多样性分析。利用HPLC测定不同种质干燥娑罗子中七叶皂苷的含量。采用最小距离逐步聚类取样策略（LDSS），根据遗传多样性保留程度初步筛选出核心种质，并对该核心种质与原始种质的遗传多样性参数进行T检验，选择与原种质差异不显著的核心种质为最佳核心种质。结果 筛选出13对高多态性SSR分子标记，遗传多样性评价结果表明十堰地区天师栗种质资源遗传多样性较高，遗传分化较小，存在着较大的基因流，114份种质资源未分为不同的亚群，周家坝和辽叶居群间具有较近的遗传亲缘关系，且周家坝居群娑罗子中的七叶皂苷A及七叶皂苷B含量普遍较高。最终筛选出的核心种质共23份，占总种质资源的20.17%，其中周家坝12份样本、辽叶6份样本、普龄5份样本。结论 将SSR分子标记与主要有效药用成分结合，采用LDSS取样策略构建十堰地区天师栗种质资源核心种质库的方法具有可行性，能够有效的保存与管理天师栗种质资源，也为当地天师栗品种改良、新品种选育研究等提供了研究基础。     

菊花脑芳樟醇合酶基因CnTPS1的克隆与原核表达分析＊

目的 克隆菊花脑芳樟醇合酶基因CnTPS1的全长编码序列，利用原核系统表达融合蛋白，为进一步研究该基因在菊花脑萜类合成中的功能提供理论依据。方法 以菊花脑基因组数据为基础，设计特异性引物，PCR扩增CnTPS1的全长编码序列，利用生物信息学分析软件分析序列特征。利用qRT-PCR技术分析CnTPS1基因在不同组织中的基因表达量。构建原核表达载体，体外诱导目的蛋白表达。结果 CnTPS1编码序列全长1749bp，编码582个氨基酸；基因表达模式分析表明该基因在茎和管状花中表达量较高；原核表达系统能诱导出67.58kDa大小的蛋白。结论 首次从菊花脑中克隆得到一个芳樟醇合酶基因CnTPS1，运用生物信息学方法对其编码蛋白的理化性质、结构特征等进行了分析预测，分析了该基因的组织表达模式，并在原核表达系统中成功诱导表达出目标蛋白，这些结果将为菊花脑萜类合酶基因的功能以及萜类物质生物合成途径的解析提供理论依据。     

16个产地地乌药材的系统鉴定及质量评价

目的:构建地乌药材基原物种系统鉴定体系,并对全国16个产地的地乌药材进行综合品质评价,为地乌药材产地选择及临床用药安全奠定基础。方法:使用传统鉴别方法结合DNA条形码核糖体DNA第二内部转录间隔区(ITS2)序列分子鉴定技术快速鉴别地乌药材真伪,并基于HPLC-UV对地乌药材中5个有效成分进行含量测定,采用Welch Ultimate XB-C18色谱柱(4.6 mm×250 mm,5μm),流动相乙腈-0.01%三氟乙酸溶液(30∶70),检测波长210 nm,柱温30℃,流速1.0 mL·min-1。结果:传统鉴别及DNA条形码快速鉴别技术均能准确鉴别地乌药材真伪。BLAST比对分析发现,16个产地地乌药材均与林荫银莲花Anemone flaccida具有最大相似度;基于多指标成分含量测定表明湖北恩施板桥镇的地乌药材中5个三萜皂苷类成分含量之和最高(10.59%),其次为贵州毕节赫章(6.28%)和湖北长阳都镇湾(5.64%)。结论:DNA条形码技术可作为地乌药材传统鉴定技术的有效补充,该鉴别体系可保障地乌药材基原准确及临床用药安全。HPLC多指标成分综合评价及聚类分析结果表明在本研究所涉及的产地中,湖北恩施、长阳、五峰,贵州毕节和重庆金佛山的地乌药材质量较优,可作为地乌药材的重要产地。     

黄连NRAMP3基因的克隆与生物信息学分析＊

目的 克隆黄连（Coptis chinensis Franch.）中自然抗性相关巨噬细胞蛋白（Natural Resistance-Associated Macrophage Protein，NRAMP）的编码基因，并进行生物信息学分析。方法 从黄连基因组中比对NRAMP3基因，并根据比对的基因序列设计特异性引物，经PCR扩增得到的黄连NRAMP3编码序列，进行克隆、测序和生物信息学分析，并利用qPCR技术对黄连NRAMP3基因进行时空表达分析。结果 得到黄连NRAMP3基因cDNA序列，全长1617 bp，编码538个氨基酸，通过与GenBank上的其他蛋白序列比对，将其命名为CcNRAMP3；序列分析显示，黄连NRAMP3基因编码的氨基酸序列包含一个典型的NRAMP结构域（PF01566），有12个跨膜结构域，亚细胞定位于液泡膜上，具有疏水性强的特点。二级结构中肽链构象主要包括α-螺旋与无规则卷曲两部分；三级结构模型具有葡萄球菌锰转运突变体（MntH）的晶体结构。利用系统进化关系分析推测它可能具有转运重金属元素Cd功能。对黄连NRAMP3基因的组织表达分析表明，CcNRAMP3基因在黄连叶片中表达量最高。在遭受镉胁迫时，在须根中表达量先升高后降低，该基因很可能主要在根部对镉进行响应并发挥作用。结论 本研究首次通过克隆得到黄连NRAMP3基因，并运用生物信息学方法对其理化性质、结构特征等进行了分析预测，这些结果将为黄连NRAMP3基因的功能研究以及其对镉转运的调控机制提供理论依据和基因资源。     

本草基因组学的学科建设现状与展望

本草基因组学是中药学与基因组学的交叉学科,是涵盖药用生物多组学研究和中药与人体相互多组学研究的综合性学科。在药用模式生物、中药合成生物学、中药分子鉴定和药用植物分子育种、药物体内过程组学、中药道地性和药性研究等领域得到了广泛应用,取得了一批标志性成果。随着《中华人民共和国中医药法》《中医药发展战略规划纲要(2016—2030年)》等重要文件的发布,中医药产业进入了全新的、高水平的发展机遇期,复合创新型研究人才的培养是中医药产业发展及医药专业高校教学改革面临的关键问题,该学科的建立对于中医药现代化发展尤为重要,已有多所高等院校开设《本草基因组学》课程,初步形成了特色鲜明的本草基因组学人才培养体系。该文从本草基因组学研究进展、教学开展情况、教材编写背景、主要内容及关键技术、学科特色、学科建设展望方面进行阐述,为本草基因组学的学科建设、人才培养和科学研究提供理论依据和方法学支撑。     

神农香菊自然居群遗传变异评价研究及核心种质筛选＊

目的 本文对神农香菊（Chrysanthemum indicum var. aromaticum）自然居群的遗传多样性、遗传结构及特征代谢产物开展研究，并以此为依据筛选核心种质，为神农香菊的资源保护和应用提供理论依据。方法 利用21对分别来源于基因组和转录组数据的简单重复序列引物（SSR）对我国神农架林区的151份神农香菊样本、41份疑似野菊样本和武汉市洪山区11份野菊对照样本进行居群遗传多样性和遗传结构分析。基于遗传信息，采用高效液相色谱技术（HPLC）对不同遗传分组的代表性纯合样本开展9种代谢物的差异分析，利用最小距离逐步取样策略（LDSS）筛选神农香菊的核心种质。结果 21对引物在所有研究样本中共扩增出202个等位基因，每个位点平均等位基因数为9.619个。神农架5个居群的平均有效基因数（N_e）为2.518，香农多样性指数（I）为1.004，多态性信息含量（PIC）为0.526，杂合度（H）为0.246。居群间具有较低的遗传分化（F_st<0.12）和较高的基因流水平（N_m>1）。遗传结构分析显示，神农架的所有样品可分为三个遗传组。异绿原酸C、蒙花苷、木犀草苷等物质在三个组的样本间有明显的含量差异。基于遗传信息，最终筛选出了来自神农架3个地方居群的45份核心种质。结论 本研究展示了神农香菊自然居群整体存在的中高水平的遗传多样性，同时神农香菊样本与邻（混）生的疑似野菊样本具有清晰的形态差异，但两者间可能存在基因流或遗传混杂。这些信息为研究神农香菊的起源进化和对其资源的开发应用提供了理论和数据支撑。     

五倍子生产“三要素”的生态适宜性区划研究＊

目的 中药材五倍子分为角倍、肚倍两类。角倍由角倍蚜转主寄生于其冬寄主侧枝匍灯藓及夏寄主盐肤木而形成；肚倍由肚倍蚜转主寄生于其冬寄主密叶尖喙藓、美灰藓及夏寄主红麸杨、青麸杨而形成。本文运用药用植物全球产地生态适宜性区划信息系统（Geographic Information System for Global Medicinal Plants，GMPGIS）分析五倍子生产“三要素”五倍子蚜及其冬、夏寄主的全国生态适宜性，为五倍子全国引种栽培的合理布局提供科学数据支撑。方法 根据网络数据库、文献等资源，分别选取五倍子蚜及其寄主生境样点，确定经纬度信息。选择年均温、年均相对湿度、年均降水量、年均日照、土壤等22个生态指标，运用GMPGIS分析生态适宜性。结果 角倍适生区域主要分布于长江以南，如贵州、四川、重庆、湖北、湖南等省；肚倍适生区域主要分布于长江以北，如陕西、河南、四川等省；四川、湖北两省同时适于两种五倍子的生长。结合本草考证与质量评价，提出四川、重庆、贵州、湖北西南部、湖南西北部可作为角倍核心产区，陕西、湖北西北部可作为肚倍发展的核心产区。结论 本研究为五倍子的引种繁育及生产合理布局提供了科学依据。     

茉莉酸甲酯对黄连生物碱含量积累的影响

目的:探究茉莉酸甲酯（MeJA）对黄连中生物碱积累的影响,为进一步研究茉莉酸甲酯对黄连生物碱生物合成途径的分子调控机制提供依据。方法:用100 μmol/L的茉莉酸甲酯喷施黄连幼苗叶片,于处理后0 h、24 h、48 h、72 h、96 h取样,采用高效液相色谱法对黄连幼苗中的药根碱、表小檗碱、黄连碱、盐酸巴马汀、盐酸小檗碱含量进行测定。结果:茉莉酸甲酯处理48 h后的黄连幼苗中药根碱、表小檗碱、黄连碱、盐酸巴马汀、盐酸小檗碱含量显著升高,增长率也最高,其中黄连碱对茉莉酸甲酯的响应性更好,处理48 h后的黄连幼苗中黄连碱含量为对照组的3.15倍;96 h茉莉酸甲酯处理后,黄连幼苗生物碱含量有下降趋势。结论:短时间内施加外源性茉莉酸甲酯可显著促进黄连幼苗中生物碱的积累。     

野菊尿苷二磷酸糖基转移酶(UGT)基因家族的全基因组鉴定和表达分析

尿苷二磷酸糖基转移酶(UGT)在植物体内参与多种次生代谢产物的糖基化修饰,在植物生长发育与次生代谢调节中具有重要作用。该研究基于二倍体野菊Chrysanthemum indicum基因组,利用生物信息学方法对野菊UGT基因家族进行鉴定,并对UGT蛋白的理化性质、亚细胞定位预测、保守基序、系统发育、染色体定位、基因结构以及基因复制事件进行分析,利用转录组与实时荧光定量PCR分析野菊UGT基因在花和叶组织中的表达模式,利用类靶向代谢组分析花和叶中差异代谢物。结果显示,在二倍体野菊基因组中共鉴定出279个UGT基因,系统发育分析显示这些UGT基因分为了8个亚家族,同一亚家族成员在染色体上呈簇状分布,串联重复是野菊UGT基因家族扩张的主要驱动力。结构域分析显示,262个UGT基因具有完整的植物次生代谢信号序列(PSPG box)。顺式作用元件分析表明,光响应元件是UGT基因家族成员启动子区域最普遍存在的元件。花和叶组织的类靶向代谢组分析显示,木犀草素-7-O-葡萄糖苷、山柰酚-7-O-葡萄糖苷等多种黄酮类代谢物在花中具有更高的积累水平。花和叶组织的比较转录组分析显示,差异表达的UGT基因有72...     

基于可视化环介导等温扩增技术快速检测中药材蜈蚣真伪＊

目的 建立少棘巨蜈蚣的环介导等温扩增（loop-mediated isothermal amplification，LAMP）的方法，以实现对市场蜈蚣药材真伪的快速检测。方法 针对少棘巨蜈蚣COI序列设计专属性LAMP引物；考察恒温条件下最佳反应时间；通过对DNA模板的梯度稀释，确定LAMP反应对蜈蚣药材的最低检测浓度；对少棘巨蜈蚣及其伪品进行LAMP扩增反应，以考察LAMP引物对少棘巨蜈蚣的特异性。结果 筛选得到了一套特异性较好可用于检测少棘巨蜈蚣的LAMP引物，LAMP反应最佳反应时间为30 min，皮克级别的DNA就能被显著检出。结论 LAMP反应对于少棘巨蜈蚣的检测显示了良好的特异性，使用简便，有用于指导市场流通过程中蜈蚣药材的快速检测的潜力。