刺五加特异性DNA条形码筛选、种质资源鉴定及遗传多样性分析北大核心CSCD

刺五加Eleutherococcus senticosus是东北地区道地药材之一。该研究对来源于不同道地产区的3份刺五加的叶绿体基因组进行比较分析并筛选特异性DNA条形码,并基于筛选出的特异性DNA条形码对道地产区的刺五加进行种质资源鉴定和遗传多样性分析。3个不同道地产区的刺五加叶绿体基因组全长为156779~156781 bp,叶绿体基因组呈典型的四分体结构,含有的基因数量均为132个,其中蛋白质编码基因87个,tRNA 37个,rRNA 8个,其叶绿体基因组比较保守。叶绿体基因组序列分析结果表明atpI、ndhA、ycf1、atpB-rbcL、ndhF-rpl32、petA-psbJ、psbM-psbD、rps16-psbK可作为潜在的刺五加特异性DNA条形码。该研究选择序列长度为700~800 bp且易于扩增的atpI和atpB-rbcL片段对道地产区的13个产地184份刺五加样品进行扩增,序列分析结果表明atpI和atpB-rbcL分别能鉴定9、8个基因型,2段序列联合分析形成23个基因型,命名为H1~H23,分布最广和占比最多的单倍型为H10,H2次之;单倍型多样性和核苷酸多样性分别为0.94和1.82×10^(-3),遗传多样性较为丰富;中介邻接网络分析结果显示23种基因型可分为4类,其中,单倍型H2是最古老单倍型,并以H2为中心呈星状辐射,说明其在道地产区发生种群扩张。该研究可为刺五加道地药材遗传品质研究和刺五加的叶绿体基因工程研究奠定基础,进一步加深对刺五加居群的遗传机制研究,为刺五加遗传进化研究提供新思路。     

巴戟天种质资源调查研究

目的:研究巴戟天种质资源现状,为巴戟天种质资源的综合评价及优良种质的筛选奠定基础。方法:通过查阅文献,实地调查了广东、福建、广西和海南产区,对巴戟天种质资源的分布、植物学性状及利用现状进行分析,并对不同种质进行了收集。结果:不同产地巴戟天的叶和根存在较大差异。广东巴戟天叶片革质、有突起;根据平均叶长主要分为两类,还发现了一类较为狭长的叶片;根大都肉质肥厚,连珠状不明显;均为栽培,未发现野生资源。福建巴戟天叶片革质、有突起;根据平均叶长主要分为两类,野生巴戟天有的品种叶呈簇状生长;根肉质紧实,连珠状不明显;栽培与野生均有。广西巴戟天叶片革质、光滑;野生品种连珠状明显。海南巴戟天叶片革质,光滑;根肉质紧实,部分呈念珠状。结论:巴戟天野生种质资源已濒临灭绝,应该采取积极有效的措施进行保护和开发;不同产地和不同种质巴戟天的遗传特性需进一步研究,为巴戟天种质资源的保存和良种选育提供科学依据。     

药用植物质量性状的分子研究进展＊

道地药材是指药用成分含量高、临床效果好且生长于特定产区的名优正品药材。优良的种质资源是道地药材形成的遗传因素，种质资源包含的特定基因是药材道地性形成的关键。本文详细阐述了当前药用植物道地性相关的质量性状的研究现状，并对标记开发、遗传图谱构建、相关性状数量性状位点（QTL）定位和转录组测序等技术在药用植物相关性状基因的挖掘以及药用植物基因工程应用现状进行了归纳总结，以期为提高药用植物种质资源的道地性研究提供参考。     

基于促斑马鱼血管生成的不同产地巴戟天比较分析

目的:通过研究不同产地巴戟天提取物对斑马鱼破损节间血管生长的影响,探讨不同产地巴戟天的地域性差异。方法:建立PTK787诱导的节间血管损伤斑马鱼模型,研究来自广东、广西和福建等12个不同产地巴戟天提取物对斑马鱼节间血管生长的影响,检测给药组斑马鱼节间血管生成数、生成长度,计算血管相对生成率,并在主成分分析的基础上以血管相对生成率为指标,采用SPSS 17.0统计软件对实验数据进行聚类分析。结果:巴戟天提取物对斑马鱼破损节间血管的生长具有修复促进作用,且广东高要、广东郁南等地巴戟天提取物促斑马鱼血管生长效果明显优于其他产区,节间血管生成数平均达到9条,生成长度平均在448~504μm,相对生成率达7.9%~8.86%。聚类分析结果显示,12个不同产地巴戟天被聚为四大类,广东德庆与广东高要,广西苍梧与广西岑溪,广东郁南与广西苍梧等地理位置相近的产地均能较好的聚到一起。结论:不同产地巴戟天在促血管生成作用上存在明显的地域性差异,相关研究为巴戟天道地药材的质量评价提供基础数据。     

5S-rRNA基因间区序列变异用于金银花药材道地性研究初探

目的;研究金银花药材道地性形成的基因基础。方法：用SDS法提取金银花Lonicera japonica不同居群,外类群细毡毛忍冬L.similis和山银花L.confusa的总DNA,进行5S－rRNA基因间区的PCR扩增和测序,并用软件Mega进行分析。结果：Lonicera L.属植物5S－rRNA基因间区约210bp,其中G＋C含量较高,达70％左右,不同居群的L.japonica碱基序列有差别,通过测序可以进行鉴别。L.confusa与L.japonica间的遗传距离较大。结论：种间5S－rRNA基因间区的序列差异大于种内;道地药材之间的遗传距离较小;道地与非道地药材之间的遗传距离大于道地药材之间的遗传距离。     

保康柴胡5S-rDNA间隔序列分析及道地性研究

目的探讨保康柴胡道地性形成的基因基础。方法提取6个柴胡样品的总DNA,进行5S-rDNA间隔序列的PCR扩增和测序,用Mega3.0软件进行序列分析,采用RP-HPLC法测定柴胡药材中柴胡皂苷a、d的含量。结果柴胡样品的5S-rDNA间隔序列具有相似的碱基序列,长度为270~321bp,G+C%含量为30.7~36.5%,各样品柴胡皂苷a、d的含量有所不同。结论种间5S-rDNA间隔序列差异大于种内,道地药材之间的遗传距离较小,6种柴胡品质的差异可能与碱基序列有关。     

道地药材概念及其使用规范的探讨

近百年来中药产地和质量发生前所未有的巨变,栽培药材成为商品的主流,也导致药材质量下降;产地复杂化,药材道地性评价缺乏客观标准,概念使用混乱。优质是道地药材的本质特征,道地药材不能仅仅以产地为指标来界定,而应以最新本草文献为参考,以药材道地性形成的根本原因为依据,明确道地药材具体的种质、生态环境、生产方式。在明确道地药材概念的基础上,优化种质资源和道地产区,加强药材质量形成机制研究,是进一步提高栽培药材质量和促进中医药产业健康发展的重要途径。     

南药巴戟天的全球产地区划

目的:开展巴戟天全球产地生态适宜性分析,为合理布局巴戟天的人工引种提供科学依据,实现巴戟天资源的保护和有效利用。方法:采用药用植物全球产地生态适宜性区划信息系统(GMPGIS)系统对搜集到的巴戟天Morinda officinalis How道地产区、主产区及野生分布区共100个样点进行生态因子的聚类分析,得到巴戟天全球范围的生态适宜区和潜在种植区。结果:巴戟天在世界范围的生态适宜产区为中国、越南、巴西、老挝和加纳等国家;巴戟天在中国的主要适宜产区为广东、福建、广西、海南等省区。结论:中国为巴戟天的最主要产区,应加强对巴戟天的人工种植研究。GMPGIS为巴戟天的人工种植区域选择提供科学指导。     

陕西产秦艽质量变异与遗传多样性研究

目的研究陕西省不同产地秦艽的质量差异,对其遗传多样性进行检测,探讨药材质量和其遗传基础的关系。方法采用HPLC法测定不同产区秦艽药材中的指标成分,进行HPLC指纹图谱分析,计算并比较相似度。依据指纹图谱中的共有峰特征,对不同药材样品进行聚类分析。对药材中提取的总DNA进行RAPD分析,计算遗传距离并聚类。结果陕西省不同产区秦艽药材的质量具有一定的差异,不同产区秦艽药材也表现出一定的遗传多样性。陕西省不同产区的秦艽药材质量变异与遗传多样性之间不具有明显的相关性,而表现出与产地的相关性。结论产地对陕西秦艽药材质量的影响更为重要,提示道地秦艽质量的形成可能属于生境主导型。     

论道地药材及栽培产地变迁

作者从古今道地药材形成和变迁的历史进行分析,总结出道地药材产地的变迁具有普遍性,其中质量和产量是道地药材形成和产地变迁的本质和动力.随着中医药的发展,栽培药材的种类和数量越来越多,结合现代生产技术,栽培产区已远远超过原有的分布区,产地变迁的合理性应以药材的质量为评价标准.针对这一实际情况并结合道地药材形成的模式,进一步分析总结了道地药材的特点,提出了道地药材概念及适用范围,指出某些主产药材、野生主产地的栽培药材、劣质基原的药材不宜采用道地药材这一概念.中药材道地性研究应加强种质、药材质量评价的研究,以产地适宜区区划为指导,以产量和质量评价产区的适宜性,科学评价产地变迁.     

益母草叶绿体基因组序列与系统进化位置分析

目的:对益母草叶绿体基因组序列与系统进化位置进行分析,旨在为益母草种质资源的开发和利用提供科学依据。方法:采用二代测序技术对益母草全基因组DNA进行测序,并成功组装了其完整的叶绿体基因组。结果:益母草叶绿体基因组全长159 375 bp,由一个大的单拷贝区(LSC)87 204 bp,一个小的单拷贝区(SSC)17 515 bp和一对27 099 bp的反向重复序列(IRs)组成。基因组注释结果显示其共编码115个基因,包括99个蛋白编码基因、38个t RNA基因和8个r RNA基因。叶绿体基因组GC含量为38.41%。同时,本研究共检测到160个简单重复序列和49个串联重复序列。结论:系统发育分析表明,益母草属与水苏属的亲缘关系较近,本研究为益母草药材精准鉴定与遗传多样性研究奠定了基础。     

道地产区甘草遗传多样性的ISSR分析

目的:对4个核心道地产区甘草的遗传多样性进行研究,分析其遗传变异程度,为探讨道地药材的遗传机制奠定基础。方法:采用ISSR分子标记技术研究来自4个产地155个甘草个体的遗传多样性。结果:8条引物共扩增出56条多态性条带,占总带数的75.68%,每条引物扩增多态位点百分率(PPB)在44.44%～100%。聚类分析显示,各产地野生品基本能够各聚一类,内蒙古、宁夏、甘肃甘草遗传特征较为稳定,陕西甘草的变异幅度较大。结论:不同道地产区甘草的遗传变异具有明显的地域性特征,甘草道地药材的形成具有遗传基础。     

AFLP结合SCAR技术在中药材道地性鉴别中的应用

道地药材和非道地药材在形态、生药性状及化学成分等特征上具有高度相似性，因而传统的鉴别方法对道地药材的鉴别往往不易。本文首次将扩增片段长度多态性技术（AFLP，amplified fragment length polymorphism）应用到中药材道地性的鉴别中，绘制不同产地中药材的AFLP指纹图谱和遗传多样性，确定道地性产区药材的特异性差异带，从而区分道地药材。在此基础上，将AFLP标记转换成简单实用的SCAR（特征性片段扩增区域，sequence characterized amplified region）标记。将SCAR标记片段进行胶回收，PCR或克隆测序，然后根据序列特点设计特异性引物，通过简单的PCR，即可鉴别道地性产地中药材。在资源调查、鉴定研究的基础上，建立中药材道地性评价体系，为最终从分子生物学水平上建立中药材道地性的统一质量控制标准，提供简便、快速、准确的鉴别技术。     

道地药材形成的分子机制及其遗传基础

作者综述了当前道地药材分子机制研究的主要领域和成就，包括道地药材遗传多样性研究及分子鉴别，道地药材遗传分化及进化遗传学研究，道地药材地理变异及环境适应性研究，道地药材种质资源评价及品种选育，道地药材功能基因表达及调控研究，道地药材转基因及生物安全性评价。认为道地药材的分子机制的研究，就是要在分子水平揭示道地药材居群水平的遗传变异，明确道地药材基因型特征，以及环境对道地药材基因表达的影响，从而揭示遗传因素对道地药材形成的贡献率。指出道地性的遗传本质在居群水平通常是个量变的过程，它与种内其他非道地药材区别主要表现为居群内基因型频率的改变；在个体水平表现为微效多基因控制的数量遗传，或是微效多基因和主基因联合控制的数量性状。提出道地药材分子机制研究中应高度重视遗传学及生态学上的尺度效应，充分利用数量遗传学的理论和方法，重点开展基因与环境的交互作用。     

北柴胡特异DNA条形码筛选及种质资源鉴定

目的 基于北柴胡Bupleurum chinense叶绿体基因组筛选特异性DNA条形码,并利用特异DNA条形码鉴定不同产地北柴胡种质资源。方法 利用Illumina HiSeq X Ten平台对北柴胡进行叶绿体基因组测序,利用mVISTA软件和核酸多样性分析筛选特异性片段,基于特异性片段进一步分析不同产区北柴胡样品单倍型。结果 不同产地3份北柴胡叶绿体基因组全长为155 557～155 959 bp,均呈现典型的环状四分体结构,均编码131个基因。trnV-UAC、trnC-GCA_petN、petN_psbM、ndhF_rpl32可以作为潜在的北柴胡种质资源鉴定的特异性DNA条形码。基于扩增效率,选择petN_psbM和ndhF_rpl32对来自4省7个产地177份北柴胡样品进行序列分析,结果表明petN_psbM和ndhF_rpl32分别有91和78个变异位点,分别鉴定到28、29个单倍型;两段序列联合分析形成40个单倍型（Hap1～Hap40）,各单倍型的遗传距离为0～0.022。6个产地拥有特有单倍型,可以将不同产地的北柴胡种质资源进行区分。结论 利用比较叶绿体基因组学筛选的特异DNA条形码petN_psbM和ndhF_rpl32可以用于北柴胡种内种质资源鉴定,为后续鉴定北柴胡的产地来源、种质资源保护利用和育种等工作奠定基础。     

蒙古黄芪叶绿体全基因组特征解析及亲缘性分析

目的 以蒙古黄芪Astragalus membranaceus var. mongholicus为材料,解析其叶绿体基因组的序列特征,并进行系统发育分析。方法 利用Illumina NovaSeq测序平台对蒙古黄芪叶绿体全基因组进行测序,完成其组装、注释、特征分析,构建系统发育树。结果 蒙古黄芪叶绿体基因组全长为123 349 bp,GC含量为34.09%,由于缺失反向重复IR区,Circos图呈现出非典型四分体结构,属于IRLC群体。获得注释基因109个,其中蛋白编码基因76个,rRNA基因4个,tRNA基因29个。蒙古黄芪叶绿体基因组的密码子偏好性较弱,密码子偏向使用A碱基和U碱基。MISA检测出263个SSR位点,以A/T重复为主;叶绿体全基因组比较分析可知17种豆科植物叶绿体基因组的基因区间组成差异较小;但trnF-GAA～trnTUGU、trnfM-CUA～psbC、trnE～trnD、psbM～rpoB、ycf1和ycf2等编码区存在差异性;系统发育树显示,蒙古黄芪与胶黄芪A. gummifer聚为一类,与阿纳卡黄芪A. nakaianus、膜荚黄芪A. membranac...     

栀子药材道地性系统评价与分析

目的:从史学文献的角度推断药材栀子的道地产区,总结栀子药材现代科研成果、提炼文献中相关数据并对数据进行系统化梳理与分析。方法:考证不同时代的本草著作,对栀子药材历代道地产区进行归纳研究,结合古籍原文推断栀子道地产区;针对不同产地栀子药材,从性状、化学两方面分别制定专业检索策略,在CNKI数据库检索相关文献,提炼归纳不同产地栀子药材性状及化学成分相关数据,采用单因素方差分析、主成分分析和聚类分析法对栀子化学成分含量数据进行多指标综合评价。结果与结论:本草考证相关古籍10本、近代典籍1本,提炼古代产区14个,对应现代地名(省) 7个,结合频次统计结果与文献相关描述推断河南南阳、江西樟树、湖北江陵、福建建瓯为栀子药材的道地产区;检索到性状文献106篇,化学1461篇。根据性状数据总结道地产区栀子药材性状特征;化学数据多指标两两比较结果显示江西省、河南、四川省样品质量差异较大,其他产区差异相对较小。主成分分析法提取出4个主成分,累积贡献率为64. 181%,得到可反映栀子各产地质量的综合评价函数:F=(22. 63×F1+15. 383×F2+14. 735×F3+11. 433×F4)/64. 181。聚类分析将10个产地来源的栀子药材划分为3大类。综合单因素方差分析、主成分分析和聚类分析得出结论:江西为栀子最优产区,河南、湖北、福建、四川次之,其余产区栀子质量不佳。该结果与本草考证所得栀子道地产区颇为一致,为栀子药材道地性评价提供有利支撑。     

当归药材道地性的RAPD分析

目的 从DNA分子水平上探讨当归药材道地性的生物学基础。方法 对来自不同产地的18个当归样品,提取其基因组DNA,并进行PAPD分析。对筛选出的10个引物的RAPD结果进行聚类分析,得出18个当归样品的聚合树状图。结果 显示地理分布距离越小,当归的遗传差异越小;反之,越大。但生态环境特别是小生境对当归遗传差异的作用亦不可忽视。结论 为我们从分子生物学角度研究当归药材道地性提供了新的启示。     

基于高通量测序的菜头肾叶绿体基因组的组装及序列分析

目的以药用植物菜头肾Championella sarcorrhiza为材料,对其叶绿体基因组进行组装和序列分析,为进一步开展菜头肾遗传与鉴定学研究奠定基础。方法采用高通量测序技术首次对菜头肾叶绿体基因组进行测序,以板蓝叶绿体基因组为参考,进行特征分析和聚类关系研究。结果生物信息学分析表明,菜头肾叶绿体基因组总长为144 713 bp,具有典型的被子植物叶绿体基因组环状四分体结构,GC含量为38.35%;共注释得到129个基因,包括84个蛋白编码基因,37个tRNA基因和8个rRNA基因;蛋白编码基因对应的密码子偏好使用A/T碱基。系统发育研究表明,菜头肾与板蓝亲缘关系最近,提示它们在进化上具有共线性。结论建立了适于菜头肾植物完整叶绿体基因组组装及其特征分析的方法,为菜头肾的鉴定、系统发育研究奠定了基础。     

细辛叶绿体基因组结构特征与系统进化分析

目的 以细辛药材为材料，采用高通量测序和生物信息学技术组装完整的叶绿体基因组序列，明确其结构特征、系统发育位置。方法 基于Illumina测序平台对细辛叶绿体基因组序列进行结构特征分析；同时，采用最大似然法（maximum likelihood,ML）构建马兜铃科的系统发育关系。结果 华细辛和辽细辛叶绿体基因组全长为160 521～160 555 bp，表现出典型的四分体结构，且两者叶绿体基因组GC含量均为38.5%。细辛叶绿体基因组包含128个基因，其中85个蛋白质编码基因，34个t RNA基因，8个r RNA基因。此外，系统发育分析结果显示，基于完整的叶绿体基因组和蛋白编码数据集构建的拓扑树一致，细辛属物种和马蹄香属物种形成一个支持率的单系分支。结论 细辛叶绿体基因组测序、组装、结构特征分析，发现其大小介于Asarum bracteolata和A. sieboldii var. seoulense之间，IR区存在rpl16、rps19、ycf1、rpl23等基因扩张，研究结果丰富了细辛属植物遗传资源，为该属物种分子鉴定、系统发育以及野生资源保护与开发利用等研究提供理论基础。