《中国药典》中蕲蛇饮片分子鉴定方法的研究和探讨

目的：运用多种分子鉴定方法,从技术要求和标准编写方面对蕲蛇饮片现行质量标准提出建议。方法：本研究选取蕲蛇所在蝰科Viperidae蝮亚科Crotalinae的7个近缘物种和9种常见的蕲蛇伪品物种作为研究对象,采用DNA 条形码技术扩增16S rRNA序列,运用电泳检视法,根据扩增条带的有无评价模板DNA的质量;16S rRNA序列扩增产物通过双向测序,运用BioEdit软件拼接,双端对齐后剪切比对,利用MEGA 5.1软件构建邻接（NJ）系统发育树;采用蕲蛇饮片现行标准方法进行同步鉴别。结果：16S rRNA序列的电泳检视结果可有效评价蕲蛇样品的模板DNA质量,避免由于模板DNA质量不佳导致的假阴性结果的可能性;基于16S rRNA条形码序列建立的NJ树可以鉴别蕲蛇饮片及其混淆品;蕲蛇饮片现行标准方法专属性良好。结论：DNA条形码方法、现行标准方法以及NJ树三者相互结合,从不同角度对蕲蛇饮片进行真伪鉴别,有效弥补蕲蛇饮片现行标准方法的不足,为其他中药品种的分子鉴定技术的质量标准制定提供了参考。     

尖刀唇石斛和翅梗石斛叶绿体全基因组分析

目的 测定尖刀唇石斛Dendrobium heterocarpum和翅梗石斛D. trigonopus叶绿体基因组,分析其序列特征并鉴定石斛属Dendrobium植物物种间亲缘关系。方法 利用Illumina Hisep 2 500测序平台对尖刀唇石斛和翅梗石斛进行二代测序,经组装、注释后得到2条完整的叶绿体全基因组序列,采用生物信息学方法分析其序列结构及石斛属的系统发育关系。结果尖刀唇石斛的叶绿体全基因组总长为159 786 bp,总GC含量为37.2%,共注释得到131个基因,包括88个蛋白编码基因、37个t RNA基因和6个rRNA基因;翅梗石斛的叶绿体全基因组总长为159652bp,总GC含量为37.1%,共注释得到131个基因,包括88个蛋白编码基因、37个tRNA基因和6个rRNA基因。尖刀唇石斛和翅梗石斛分别检测到112和127个简单重复序列（SSR）,二者编码亮氨酸的密码子数量最多,编码色氨酸的密码子数量最少。系统发育树显示,尖刀唇石斛、反瓣石斛D. ellipsophyllum、翅梗石斛、梳唇石斛D. strongylanthum和长距石斛D. longicornu聚...     

炮山甲及其混伪品的DNA微型条形码鉴定研究

目的:建立基于DNA微型条形码的炮山甲及其混伪品的分子鉴定技术。方法:采用改良的DNA提取方法提取中华穿山甲与其易混物种炮制甲片的DNA,利用线粒体COⅠ、16S rRNA和12S rRNA基因的标准及微型条形码引物进行PCR。双向测序后进行BLAST和序列位点分析,再计算种内和种间K2P遗传距离,并构建NJ系统树。结果:16S rRNA(L2513/H2714)和12S rRNA(L1085/H1259)引物对在所有甲片DNA中均能扩增成功,所获序列与Genbank序列的BLAST比对相似度大于98%。中华穿山甲与其易混物种的种间遗传距离远大于其种内遗传距离,而且各物种在NJ树中表现出单系性,其中16S rRNA微型条形码能将穿山甲属聚在一起。结论:基于16S rRNA的微型条形码技术可有效鉴别炮山甲及其混伪品。     

基于ITS2序列的滨海白首乌及其近缘种DNA分子鉴定

目的采用ITS2条形码鉴定滨海白首乌及其近缘种药用植物。方法采集滨海白首乌Cynanchum auriculatum及其近缘种植物样品共54份,分别提取基因组DNA,通过PCR扩增ITS2序列并进行双向测序,测序结果提交至GenBank;从GenBank下载萝藦科植物16种47条序列,并通过ITS2数据库注释出ITS2序列;对提交与下载的101条序列,应用MEGA5.0软件进行序列比对,计算种内和种间距离,采用相似性搜索法、最近距离法进行鉴定分析,并构建neighber-joining(NJ)系统进化树直观反映鉴定结果。结果滨海白首乌ITS2序列长度均为249 bp,是1个单倍型,与萝藦科鹅绒藤属植物距离较近,与萝藦科其他属近缘种之间遗传距离较远,NJ树结果显示滨海白首乌及其近缘种药用植物均可明显区分,表现出良好的单系性,依据ITS2二级结构,也可以直观地将滨海白首乌与萝藦科近缘种区分。结论 ITS2序列作为DNA条形码能稳定、准确鉴别滨海白首乌,为保障安全用药提供了新的技术手段。     

芡实及其近缘种药材ITS2条形码鉴定研究

目的:应用ITS2条形码鉴定芡实及其近缘种药材。方法:提取20份芡实及其近缘种药材样品基因组DNA,通过PCR扩增ITS2序列并双向测序,测序后用Sequin 12.3提交至GenBank;从GenBank上下载所有芡实及其近缘种30种102条ITS2序列;对提交与下载的122条序列,应用MEGA5.1软件进行序列比对,计算种内和种间距离,采用相似性搜索法、最近距离法进行鉴定分析,并构建NJ系统进化树直观反映鉴定结果。结果:芡实药材ITS2序列长度均为214 bp,为1个单倍型,与其近缘种之间遗传距离较远,NJ树结果显示芡实及其近缘种药材可明显区分开,表现出良好的单系性。结论:ITS2序列作为DNA条形码能稳定、准确地鉴别芡实药材,为保障临床安全用药提供了新的技术手段,为拓宽DNA条形码技术在中药鉴定中的应用进行了新的探索。     

板桥党参基因组DNA提取方法的改进及其18S rRNA基因序列分析

目的:为研究道地药材板桥党参Codonopsis tangshen Oliv.的遗传多样性、种类鉴定等,提取高质量的基因组DNA;探讨板桥党参18S rRNA基因的序列特征,为板桥党参分子鉴定提供分子依据。方法:以板桥党参鲜嫩叶片为材料,采用自行改进的CTAB法提取出基因组DNA;采用PCR直接测序技术测定板桥党参的18S rRNA基因序列,并分析其序列组成。结果:使用改进的CTAB法从鲜叶中提取板桥党参的基因组DNA浓度较高;以其基因组DNA为模板对18S rRNA基因进行PCR克隆并测序,获得了板桥党参18S rRNA基因序列特征。结论:改进的CTAB法提取板桥党参基因组DNA效果较好;DNA测序技术可作为板桥党参基原鉴定准确而有效的分子鉴定方法。     

基于多基因组片段构建枸杞属药用植物DNA条形码

目的采用核基因组核糖体DNA ITS区、叶绿体基因组9个DNA片段和线粒体基因组2个DNA片段构建国产枸杞属药用植物DNA条形码。方法采集枸杞属黑果枸杞Lycium ruthenicum、黄果枸杞L.barbarum var.auranticarpum、宁夏枸杞L.barbarum、枸杞L.chinense和新疆枸杞L.dasystemum 5个分类群标本及实验样品,测定各样品的核糖体ITS区,叶绿体mat K、rbc L、rpo C1、trn L(UAA)intron、psb A-trn H、atp B-rbc L、trn S(GCU)-trn G(UCC)、rpl20-rps12、trn L(UAA)-trn F(GAA)和线粒体nad1第2内含子、nad5第4内含子序列;以全萼秦艽Gentiana lhassica为外类群,进行系统学分析。结果共获得108条序列,ITS区变异位点最为丰富;筛选出6个叶绿体DNA片段;2个线粒体DNA片段可作为该属3个物种的条形码推荐序列;构建各物种多基因组多片段组合DNA条形码。结论 ITS区及筛选的6个叶绿体DNA片段均具有物种鉴别意义;2个线粒体DNA片段具有一定鉴别意义;为枸杞类物种鉴定及遗传背景分析提供基础资料。     

基于DNA序列的石斛属药用植物鉴定研究进展

本文从核基因组、线粒体基因组和叶绿体基因组三方面,综述了目前常用DNA序列在石斛属药用植物的分子鉴定和物种分类研究中的进展。文献显示,目前用于石斛属物种分子鉴定研究的DNA序列主要有核ITS/ITS2、LEAFY,叶绿体rbcL、matK、trnH-psbA、rpoB、rpoC1、trnL-F、rbl16、trnl intron和线粒体基因组nad1 intron2,这些DNA序列均对石斛属药用植物鉴定具有借鉴意义。笔者对叶绿体全基因组序列作为“超级条形码”在石斛属植物中应用的可行性进行了展望,以期为石斛属药用植物的鉴定研究提供参考。     

三斑海马及其混伪品的DNA条形码分子鉴定研究

目的 建立三斑海马Hippocampus trimaculatus的COI、16 S rRNA和ATP6的条形码序列数据库,应用DNA条形码技术从分子水平快速准确鉴定三斑海马和其他正伪品海马,探讨海马属药材鉴定的新方法。方法 提取三斑海马药材的基因组DNA,PCR扩增COI、16 S rRNA和ATP6的序列并进行双向测序,所得序列采用软件Codon Code Aligner V4.2对测序峰图进行校对拼接,应用ClustalX软件进行序列比对,MAGA5.0软件计算三斑海马的种内种间遗传距离(Kimura2-Parameter,K2P),构建邻接树(Neighbor-joingtree,NJTree)聚类分析不同品种海马药材的鉴定结果。结果 获得的三斑海马线粒体COI、16 S rRNA、ATP6序列长度分别649、572、603～605 bp,其中3个条形码序列的种内变异位点碱基数分别为8、4和15,种内的变异率较小,COI、16 S r RNA、ATP6序列的平均种内K2P遗传距离0.002、0.001和0.006,均远小于三斑海马的种间K2P距离;NJ树结果显示三斑海马与其他海马均可明显区分,具有良好的单系性。结论 COI、16 S r RNA、ATP6序列作为条形码均可以鉴定三斑海马及其他混伪品海马药材,为动物类药材及其混伪品和近源物种的分子鉴定提供依据,为对保障海马临床用药安全提供了新的技术手段。     

基于SNP位点鉴定藏菖蒲及其近缘种

目的：采用DNA条形码技术和SNPs技术,快速准确鉴定藏菖蒲及其近缘种、混伪品。方法：提取藏菖蒲及其近缘种的全基因组DNA,扩增内部第二转录间隔区（internal transcribed spacer 2,ITS2）并测序,测序结果用CodonCode Aligner 4.2.7拼接;基于隐马尔科夫模型（Hidden Markov Model,HMM）注释ITS2,采用MEGA5.1进行序列比对,SNP位点查找、种内主导变异分析和系统进化树构建。结果：通过对藏菖蒲同属近缘种的96条ITS2序列进行分析,发现第23位和212位存在稳定的SNP位点,可准确鉴定藏菖蒲;藏菖蒲ITS2序列的种内变异很小,仅在158位存在一个多拷贝位点。结论：该方法快速、准确、特异性强,可用于藏菖蒲的鉴定。     

特异性PCR鉴别蜈蚣及其混伪品

目的:蜈蚣是我国传统的中药材,具有良好的药用价值。目前市场上蜈蚣的混伪品日益增多,临床用药的安全性和有效性难以保证。该研究建立了一种蜈蚣基原物种的特异性聚合酶链式反应(PCR)方法,以准确、简便的鉴别蜈蚣及其常见混伪品。方法:通过比较蜈蚣及其混伪品基原物种的COI基因序列差异,根据变异位点设计蜈蚣正品少棘巨蜈蚣的特异性鉴别引物WG-500.F和WG-500.R,采集蜈蚣原动物样本及药材样本,优化反应体系并对此方法进行耐受性和适用性的考察和验证。结果:少棘巨蜈蚣原动物样本及蜈蚣正品药材使用设计的蜈蚣鉴别引物经PCR扩增和凝胶电泳后出约500 bp的单一明亮条带,其他混伪品如多棘蜈蚣、模棘蜈蚣、哈氏蜈蚣、海南蜈蚣等均无条带出现。结论:PCR鉴别方法可准确鉴别蜈蚣原动物和药材的真伪,具有高度特异性,为中药材蜈蚣的真伪鉴别提供了良好的科学依据。该方法具有简单、直观等特点,有利于广泛的普及与应用,在中药材鉴定方面有着广阔的应用前景。     

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。     

相近石韦叶绿体基因组学分析

目的:测定相近石韦Pyrrosia assimilis叶绿体基因组,分析其序列特征并探讨相近石韦本草基因组学研究。方法:应用高通量测序技术对相近石韦进行了叶绿体全基因组测序,利用生物信息学方法分析其结构特征和系统发育关系。结果:相近石韦叶绿体基因组呈环形双链结构,全长154 964 bp,鸟嘌呤和胞嘧啶(GC)总量41. 2%;共注释到131个基因,包括88个蛋白编码基因,35个转运RNA(tRNA)基因和8个核糖体RNA(rRNA)基因;共检测到43个散在重复序列和56个简单重复序列(SSR);编码亮氨酸的密码子使用频率最高,编码色氨酸的密码子数最少;叶绿体基因组全局比对分析筛选出5个高变异区(psb A,rrn16,pet A-psbJ,ndh C-trnM和psb M-petN);系统发育树显示相近石韦与波氏石韦P. bonii亲缘关系较近。结论:相近石韦叶绿体基因组中非编码区变异高于编码区,大单拷贝区(LSC)和小单拷贝区(SSC)变异大于反向重复区(IR),筛选出的5个高变区可作为石韦属物种鉴定的候选DNA条形码。相近石韦的叶绿体基因组学研究为其他石韦属药用植物在分子鉴定、遗传基因转化、抗性蛋白表达及次生代谢途径解析等方面的研究提供了参考。     

少棘蜈蚣的DNA指纹图谱鉴别研究

目的：建立基于2个引物组合的DNA指纹图谱技术,鉴别少棘蜈蚣药材及其混伪品。方法：收集蜈蚣属少棘蜈蚣及11个易混淆种共39批样品,使用通用鉴别引物12S-L1091/12S-H1478和16S-L3428/16S-H3667扩增并进行短串联重复序列（STR）分型,获得DNA指纹图谱。结果：少棘蜈蚣12S迁移峰为420.1 bp或424.7～426.8 bp,16S迁移峰为175.5～175.6 bp,均不同于其他物种。结论：基于荧光STR分型原理建立了一种简单快捷、可用于蜈蚣药材及其混伪样品的通用DNA指纹图谱鉴别,能够完成对少棘蜈蚣药材的鉴定,并且通过2个引物结合能够鉴别蜈蚣属其他物种。     

药用植物萹蓄叶绿体基因组特征与系统进化分析

目的 以药用植物萹蓄Polygonumaviculare为材料,利用高通量技术测定基因组DNA序列,对叶绿体基因组进行组装和序列分析,为进一步开展药用植物萹蓄的群体遗传学和遗传多样性研究奠定基础。方法 利用华大MGISEQ-2000PE150测序平台,双末端测序策略对其全基因组DNA建库测序,测定萹蓄的基因组DNA序列,用NOVO Plasty组装叶绿体基因组,采用最大似然法（maximum likelihood,ML）构建系统进化树。结果 萹蓄叶绿体基因组全长为163 461 bp,GC值37.5%,具1个典型的四分区域结构,包括1个大单拷贝区（large single copy region,LSC）、1对反向重复区（inverted repeats,IR）和1个短单拷贝区（small single copy,SSC）,序列长度分别为88 023、31 066、13 306 bp。萹蓄的叶绿体基因组共有130个基因,其中编码蛋白基因、r RNA基因与t RNA基因的数量分别为83、8、37个。系统进化分析表明,萹蓄与木蓼属的额河木蓼构成一单系分支,具有100%支持率。结论 萹蓄隶属...     

湖北麦冬、川麦冬及杭麦冬叶绿体基因组分析

目的:测定湖北麦冬、川麦冬及杭麦冬叶绿体基因组,分析其序列特征并完成特异性DNA条形码筛选。方法:通过高通量测序技术对湖北麦冬、川麦冬及杭麦冬叶绿体基因组进行测序、拼接及注释,利用生物信息学方法对叶绿体基因组结构特征及系统发育进行分析。结果:湖北麦冬的叶绿体基因组全长155 998 bp,鸟嘌呤与胞嘧啶(GC)总量37. 7%,成功注释出85个蛋白编码基因,37个转运RNA(tRNA)基因和8个核糖体RNA(rRNA)基因,检测到274个简单重复序列(SSR),编码亮氨酸的密码子数量最多,编码色氨酸的密码子数量最少;川麦冬叶绿体基因组全长156 078 bp,GC总量37. 8%,成功注释出85个蛋白编码基因,37个tRNA基因和8个rRNA基因,检测到265个SSR,编码亮氨酸的密码子数量最多,编码色氨酸的密码子数量最少;杭麦冬叶绿体基因组全长156 207 bp,GC总量37. 7%,成功注释出85个蛋白编码基因,37个tRNA基因和8个rRNA基因,检测到274个SSR,编码亮氨酸的密码子数量最多,编码色氨酸的密码子数量最少。结论:系统发育树显示,与川麦冬相比,湖北麦冬与杭麦冬的亲缘关系更近。湖北麦冬、杭麦冬及川麦冬非编码区变异程度均大于编码区,叶绿体基因组可作为山麦冬属及沿阶草属植物物种鉴定的超级条形码。     

三叶崖爬藤叶绿体基因组的组装与序列分析

目的以药用植物三叶崖爬藤为材料,在利用高通量技术测定DNA序列的基础上,对叶绿体基因组进行组装和序列分析,为进一步开展群体遗传学和多样性研究奠定基础。方法利用HiSeqXTen测定三叶崖爬藤的DNA序列,用NOVOPlasty组装叶绿体基因组,在基因注释的基础上开展序列分析。结果三叶崖爬藤叶绿体基因组的全长为160 189 bp,GC值37.5%,具1个典型的四分区域结构,包括1个大单拷贝区、1对反向重复区和1个小单拷贝区,序列长度分别为88 184、26 519、18 967 bp。三叶崖爬藤的叶绿体基因组共有133个基因,其中编码蛋白基因、rRNA基因与tRNA基因的数量分别为88、8、37个。位于反向重复区和小单拷贝区的ycf1基因3’端发生缺失,是1个假基因。结论三叶崖爬藤的叶绿体基因组的组装和序列分析为后续开展群体遗传学和遗传多样性研究奠定了基础。     

红花不同花色变异类型叶绿体基因组特征与系统进化分析

目的 以红花Carthamus tinctorius不同花色变异类型为材料,比较分析其叶绿体基因组结构及其与近缘类群的系统发育关系,为中药材红花种质资源鉴定和群体遗传学研究奠定基础。方法 利用华大MGISEQ-2000PE150测序平台,双末端测序策略对红花不同花色类型全基因组DNA建库测序,用NOVOPlasty组装叶绿体基因组,采用最大似然法(maximum Likelihood,ML)构建系统进化树。结果 红花3种花色变异类型叶绿体基因组全长均为153 114 bp,完全一致,GC值均为37.8%,具1个典型的四分区域结构,包括1个大单拷贝区(large single copy region,LSC)、1对反向重复区(inverted repeats,IR)和1个短单拷贝区(small single copy,SSC),4个区序列长度分别为84 128、25 194、18 598 bp。红花的叶绿体基因组均有130个基因,其中编码蛋白基因、rRNA基因与tRNA基因的数量均为84、8、38个。系统进化分析表明,红花3种花色变异类型聚在一支,与菜蓟族的铺散矢车菊构成一单系分支,具有100%支持率。结论 叶绿体基因组数据支持红花3种花色变异类型来源为同一种,药用植物红花(所在红花属)隶属于菊科菜蓟族的矢车菊亚族。     

红花变豆菜叶绿体基因组组装与序列特征分析研究

目的 以红花变豆菜Sanicula rubriflora新鲜叶片为试验材料,通过高通量测序手段,对其叶绿体基因组进行组装和序列特征分析,为进一步开展变豆菜属植物的进化和遗传发育提供指导方法。方法 实验流程按照Illumina公司提供的标准操作流程执行,包括样品质量检测、文库构建、文库质量检测和文库测序等流程,使用已报道的变豆菜Sanicula chinensis的叶绿体基因组作为参考序列,得到红花变豆菜完整的叶绿体基因组序列并对其进行组装、特征序列分析和进化分析。结果 红花变豆菜叶绿体基因组具有典型的环状四分体结构,长度155700bp,包括1个大的单拷贝区(large single copy,LSC,85979bp),1个小的单拷贝区(small single copy,SSC,17053bp),1对相反的序列(inverted repeats sequence,IR,26333bp);共注释到130个基因,其中蛋白编码的基因86个,tRNA基因36个,rRNA基因8个,AT含量占叶绿体基因组的61.83%;共检测到1个正向长重复序列(forward repeat sequence),3个回文长重复序列(palindromic repeat sequence);此外,还检测到了168个简单重复序列(simple sequence repeats,SSR)位点;与蛋白编码基因对应的密码子偏好使用A/T碱基,编码异亮氨酸的密码子(I)使用次数最高,编码半胱氨酸的密码子(C)使用次数最低;最后与7种已报道的伞形科植物叶绿体基因组和2个外类群物种通过最大似然法(maximum likelihood,ML)构建系统发育树,发现红花变豆菜与变豆菜和直刺变豆菜亲缘关系最为密切。结论 红花变豆菜的叶绿体基因组数据为伞形科植物研究提供了更为详细完善的资料,为该物种叶绿体基因工程和系统进化分析提供参考依据。     

牛茄子叶绿体全基因组特征及系统发育分析

目的 以牛茄子Solanum capsicoides新鲜叶片为材料,对叶绿体基因组序列进行组装、注释和分析,探究牛茄子的序列特征和同属其他物种的系统发育关系。方法 基于Illumina HiSeq高通量测序,获得牛茄子完整叶绿体基因组序列,利用生物信息学方法进一步对其功能及特征、密码子偏好性、IR区域边界、核苷酸多样性、系统发育关系进行分析。结果 牛茄子叶绿体基因组全长为155 465 bp,为典型的四分体结构,总GC含量为37.85%,其中大单拷贝区、小单拷贝区和反向重复序列的长度分别为88 265、18 462、24 369 bp;共编码131个基因,包括86个蛋白编码基因、37个tRNA基因、8个rRNA基因。简单重复序列检测表明,叶绿体基因组包括51个SSR位点,其中以A和T组成的单核苷酸重复次数最多,占45.1%。密码子偏好性分析表明,亮氨酸是使用频率最高的氨基酸,AUU是使用次数最多的密码子,密码子偏向使用A/U结尾。属内叶绿体基因组比较分析显示,IR边界区域相对保守,但仍存在部分基因扩张和收缩等现象;核苷酸多样性分析获得了4个高突变热点：trnQ-psbK、psbF-psbE、clpP、ycf1,可作为物种鉴定和遗传多样性研究的潜在特征。系统发育分析显示牛茄子和喀西茄的亲缘关系更近,存在姐妹关系。结论 牛茄子叶绿体基因组的组装和系统发育分析,为茄属植物的分类和群体间遗传多样性的研究提供理论依据。