中药材蜈蚣及其混伪品DNA条形码鉴别研究

利用DNA条形码技术对蜈蚣药材进行鉴别,为蜈蚣药材鉴定提供新的方法。该研究以COI条形码序列为基础,对蜈蚣实验样品进行DNA提取,PCR扩增和双向测序,用MEGA6.0软件对所有5个物种的50份样品进行序列比对和邻接（NJ）树构建。结果显示实验样品均可以获得COI序列,蜈蚣药材与其混伪品COI序列种间平均K2P距离为0.222,种间最小K2P 距离为0.190,基于COI序列构建的邻接（NJ）树中少棘巨蜈蚣单独聚在一枝,与其混伪品可以相互区分。因此基于COI条形码序列可以准确鉴定蜈蚣及其混伪品。     

中药材薄荷的DNA条形码鉴定研究

目的:利用DNA条形码鉴定技术快速、准确地鉴别中药材薄荷及其密切相关种。方法:提取薄荷药材及其易混品的DNA、对ITS2序列进行PCR扩增和测序,应用CodonCode Aligner V3.0对测序峰图进行校对拼接,去除低质量序列及引物区,获得ITS2序列。利用MEGA5.0软件计算物种种内种间Kimura 2-parameter(K2P)遗传距离。采用相似性搜索法、最近距离法、构建NJ系统聚类树等方法进行鉴定分析。结果:薄荷药材与其他密切相关种之间的K2P遗传距离分布于0.071～0.231,大于薄荷种内K2P遗传距离(0～0.006);3种鉴定方法也表明ITS2序列适合鉴别薄荷药材与其密切相关种。结论:ITS2条形码可有效鉴别中药材薄荷及其易混品,为快速、准确地鉴定薄荷提供了科学依据。     

蜘蛛抱蛋属药用植物分子鉴定研究

通过比较各分子标记的PCR扩增成功率、测序效率、种内与种间变异和鉴定成功率等指标,考察6个分子标记(rbcL、matK、psbA-trnH、psbK-psbI、核ITS和ITS2)及其组合对蜘蛛抱蛋属药用植物的鉴定结果,评价不同标记在蜘蛛抱蛋属药用植物中的鉴定能力,确定适合该属鉴定的DNA分子标记。结果显示,对蜘蛛抱蛋属11个种20个样本进行分析,rbcL、matK、psbA-trnH、psbK-psbI序列获得率较高,matK鉴定成功率在获得的单一序列中最高(85%),多序列组合在鉴定效率方面比单一序列有所提高,其中matK+psbK-psbI的鉴定成功率为100%。因此,matK+psbK-psbI可用于蜘蛛抱蛋属药用植物的鉴定。     

基于ITS2序列鉴定川贝母及其混伪品基原植物

本研究对川贝母5种不同基原植物ITS2序列进行PCR扩增和测序;同时扩大研究范围,从GenBank上下载川贝母及其常见混伪品共10个物种13个样本的ITS2序列。用MEGA4.1计算其种间、种内的K-2-P距离,并分析各样本间ITS2序列二级结构的差异,最后利用ITS2序列重构其系统发育树。结果显示川贝母基原植物种内最大K-2-P距离为0.0276,与混伪品的种间最小K-2-P距离为0.0583;川贝母及其混伪品的ITS2二级结构存在明显差异;重构的系统发育树显示川贝母不同基原物种聚为一支,能较好与混伪品区分。研究结果表明ITS2条形码序列能够成功鉴定川贝母及其混伪品的原植物,为川贝母混伪鉴别提供了新工具。     

基于杜娟属植物的DNA 条形码序列筛选

我国的杜鹃属有毒植物约在60种以上,如羊踯躅等药用植物具有强毒付作用,而目前杜娟属的分类十分复杂。DNA barcoding技术是一种新的物种鉴定技术,COI序列已成功应用于动物的鉴定,但是目前国际上还没有找到一个通用序列能鉴定所有植物物种。本文对杜娟属257个物种ITS、ITS2、matK、PsbA-trnH序列比较,运用Wilcoxon秩和检验比较不同序列的变异性,然后用Taxon DNA软件评估这四个序列的barcoding gap。筛选适合于杜娟属的DNA条形码序列。分析结果表明：matK和psbA-trnH并不适合于杜娟属的DNA barcoding鉴定。ITS2和ITS序列都可以有效的对杜娟属植物进行DNA barcoding鉴定,但ITS在物种中的扩增效率较低,因此推荐将ITS2序列作为一个潜在的杜娟属植物DNA barcoding鉴定候选序列。     

豆蔻属药用植物DNA条形码鉴定研究

目的：针对鉴定十分困难的豆蔻属药用植物筛选适合其鉴定的DNA条形码序列,探索豆蔻属药用植物鉴定新方法。方法：对该属植物36个物种,46个样本的8个候选条形码序列（psbA- trnH, matK, rbcL, psbK-psbI, rpoB, atpB-rbcL, ITS, ITS2）进行PCR扩增、测序和序列分析,我们采用了4种方法对于数据进行分析,应用Mega4.1计算不同序列的种间和种内遗传距离（K-2P）;用Wilcoxon秩和检验比较不同序列的变异性;用Taxon DNA软件评估“Barcoding Gap”;用Blast、Distance方法检验物种鉴定的可靠性。结果：ITS2和ITS序列变异显著,物种水平鉴定成功率达100％,其它6个候选序列（psbA-trnH, matK, rbcL, psbK-psbI, rpoB, atpB-rbcL）不能有效鉴定豆蔻属物种。结论：本文推荐将ITS2和ITS作为豆蔻属药用植物潜在的DNA条形码序列,并依此建立该属药用植物的DNA条形码鉴定方法。     

Ti和Ri质粒对栝楼双转化的研究

目的 :建立栝楼双转化毛状根培养系统。方法 :①利用根癌农杆菌Agrobacterium tumefaciens菌株C58感染栝楼Trichosanthes kirilowii.无菌苗诱导冠瘿瘤 ,然后用发根农杆菌Agrobacterium rhizogenes菌株 15834感染其再生植株 ,诱导出毛状根 ;②用纸电泳检测Ti和Ri质粒是否转化成功 ;③运用分光光度计和SDS PAGE检测栝楼组织中所含蛋白。结果 :Ti和Ri质粒转化成功并建立了栝楼双转化毛状根培养系统。结论 :双转化毛状根与一般毛状根相比 ,具有生长更迅速等特点而蛋白含量基本一样 ;因此 ,利用它来生产天花粉蛋白更具有开发潜力。     

农杆菌介导的药用植物的转化

目的 :介绍农杆菌转化药用植物的概况。方法 :从外植体选择、转化的证实、转基因组织和器官培养生产次生物质、转基因植物的获得等方面棕述了农杆菌转化药用植物的概况 ,重点论述毛状根和冠瘿组织培养生产次生物质的研究进展。结果 :利用转基因组织和器官培养能生产多种次生物质 ,通过农杆菌介导的转化可获得转基因药用植物。结论 :农杆菌介导的转化在药用植物基因工程方面应用广泛 ,意义重大。     

响应ABA的甘草bZIP转录因子的基因表达及调控研究

目的 研究响应脱落酸（ABA）的甘草碱性亮氨酸拉链（GubZIPs）转录因子的基因表达差异,克隆并分析甘草关键酶基因的启动子序列,为解析bZIP转录因子调控甘草活性成分生物合成提供参考。方法 采用实时荧光定量聚合酶链式反应（qRT-PCR）分析甘草毛状根中GubZIPs转录因子基因在外源ABA处理下的表达模式及在3年生甘草中的空间表达差异;利用TBtools软件从甘草基因组中提取关键酶基因的启动子片段并克隆,利用生物信息学分析启动子上潜在的关键调控元件。结果 甘草GubZIP1、GubZIP5、GubZIP33和GubZIP56基因在不同的ABA处理条件下表达模式不同,其中GubZIP1和GubZIP33的响应最为显著。分析GubZIPs基因在甘草不同组织的表达差异发现,GubZIP1和GubZIP5在根部高水平表达,GubZIP33和GubZIP56在叶中高水平表达。基于甘草基因组克隆获得甘草生物合成途径中关键酶查耳酮异构酶（CHI）、查耳酮合成酶（CHS）、β-香树脂醇合酶（β-AS）基因的启动子序列,分析结果显示,CHI基因的启动子区域有2个G-box和1个A-box顺式作用元件,CHS基因的启动子区域有2个ABRE和1个G-box顺式作用元件,β-AS基因的启动子区域有1个ABRE和1个G-box顺式作用元件。结论 甘草毛状根中GubZIP1、GubZIP5、GubZIP33和GubZIP56基因对ABA均有显著响应,采用50 mg·L^–1的ABA处理3 h是研究甘草中ABA相关通路较为适宜的方案。此外甘草的关键酶基因启动子上存在可与bZIP转录因子结合和响应ABA等激素的顺式作用元件;研究结果可为深入解析响应ABA的bZIP转录因子调控甘草活性成分生物合成的分子机制提供参考。     

基于全基因组的卷柏复苏相关AP2/ERF转录因子基因家族分析

目的:系统解析药用植物卷柏AP2/ERF(APETALA2/Ethylene Responsive Factor)转录因子家族成员,为卷柏复苏相关分子调控机制研究奠定基础。方法:基于卷柏全基因组数据,采用BLASTP序列比对、系统发育树构建、基因表达分析等方法筛选卷柏复苏相关候选AP2/ERF转录因子基因。结果:卷柏基因组共注释到68个AP2/ERF家族,数量远少于已报道的高等植物;系统进化分析将AP2/ERF分为AP2(23)、DREB(16)、ERF(18)、RAV(8)和SOLOIST(3)亚家族,AP2/ERF结构域高度保守;17个基因与卷柏干旱及复水表型显著正相关,包括7个DREB亚家族和6个ERF亚家族成员。结论:AP2/ERF转录因子的挖掘为复苏相关的功能鉴定及分子调控机制研究提供基础。