海马、海龙基于COI条形码的DNA分子鉴定

目的:利用COI序列对海马、海龙及其常见混伪品进行DNA条形码鉴别,考察其可行性.方法:对海马、海龙及其混伪品共14个种20份样品的COI条形码序列进行研究,分析药材的正品来源的种内变异,与混伪品的种间变异,以及系统树中物种的聚类情况.结果:海马、海龙种内COI序列变异很小比较稳定.海马、海龙及其混伪品种间COI序列变异较大,存在较多的变异位点,分析结果表明种间的遗传距离显著大于种内的遗传距离,这与形态学分类的结论相一致.由所构建的系统聚类树可以看出,同属聚在一起,且各物种又形成相对独立的枝,其支持率均为100,海马、海龙COI序列可以明确的与混伪品COI序列区分开.结论:运用COI条形码序列能够准确鉴定海马、海龙的基源动物及其混伪品,本研究为海马、海龙的鉴别提供了新的可行性方法,在其他动物药品种鉴定中也具有较大的应用价值.     

现代生物技术在人参属药用植物研究中的应用

该文对DNA条形码等分子鉴定技术、一代和二代测序技术、基因克降等现代牛物技术在人参属药用植物的物种鉴定、转录组分析、次生代谢产物合成途径及关键酶功能鉴定研究中的应用进行综述.现代牛物技术为人参属药用植物在分子水平的研究提供保证,揭示了人参属药用植物转录组及功能基因等遗传信息,加速了人参属药用植物基因组图谱绘制,为阐明人参属植物中重要次生代谢产物——人参皂苷合成的分子机制、实现体外合成重要天然产物以及对未来新药物的研发奠定基础.     

中药资源创新方法研究

中药资源是中药产业发展的基础，中药资源研究方法正逐步形成以计算机科学、分子生物学和生物信息学等为主要研究手段的多学科交叉体系。借助3S技术（RS，GIS，GPS）建立中药资源多级遥感监测体系和中药资源产地适宜性数值区划，可有效加强中药资源普查和动态监控，为资源可持续利用和国家相关部门决策提供科学依据和支撑。通过筛选适合中药鉴定的DNA条形码序列，建立中药DNA条形码鉴定数据库，是对传统中药鉴定方法的有力补充和革命性突破，对推动中药鉴定数字化、标准化、国际化具有重要意义。利用功能基因组学对药用植物次生代谢产物合成及调控进行研究，对于新药的发现、药用植物的栽培生产、优良种质资源的培育和保护等具有重要价值。本文针对以上研究方向进行了中药资源研究方法体系创新的阐述。     

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barcodinggap。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。     

中药基因组学与合成生物学

中药基因组学与合成生物学是目前中药现代化研究中的热点领域。中药基因组学研究主要包括中药转录组学、结构基因组学、基因组标记解析和功能基因组学等,旨在通过对中药原物种遗传信息的揭示,解析重要活性产物的生物合成途径,发掘参与生物合成的功能基因,推动对中药合成生物学、基因组辅助分子鉴定和分子育种及中药道地性遗传机制阐释的深入研究。基因组学及其相关研究大幅提升了人类对于生命过程的认知和按照需求合成或改造生命的能力。中药合成生物学是在中药基因组学研究的基础上,对中药有效成分生物合成相关元器件进行发掘和表征,借助工程学原理对其进行设计和标准化,通过在底盘细胞中装配与集成,重建生物合成途径和代谢网络,实现药用活性成分的定向、高效的异源合成,从而提升我国创新性药物的研发能力和医药产业的国际核心竞争力。     

重楼属药用植物DNA条形码鉴定研究

为评价DNA条形码候选序列对重楼属药用植物的鉴定作用, 探讨重楼属药用植物鉴定新方法, 本研究对重楼属11个物种17份样品的psbA-trnH、rpoB、rpoC1、rbcL、matK和核ITS2序列进行PCR扩增和测序, 比较各序列扩增和测序效率、种内和种间变异, 进行barcoding gap分析, 采用BLAST1和Nearest Distance方法评价不同序列的鉴定能力。结果显示, ITS2序列在所研究的重楼属药用植物中的扩增和测序效率均为100%, 其种内种间变异、barcoding gap与其他DNA条形码候选序列相比具有明显的优势, ITS2序列在重楼属中的鉴定成功率达到100%, 而生物条形码协会 (CBOL) 植物工作组推荐的matK和rbcL序列的鉴定成功率分别为52.9% 和5.9%, 二者联合鉴定能力没有提高, 对于ITS2序列扩大至29个物种67份样品依然具有100%的鉴定成功率。实验结果表明, ITS2序列能够准确鉴定重楼属药用植物, 可以作为潜在的药用植物通用条形码序列。     

大田不同水分条件对蒙古黄芪生长及品质的影响

目的:探讨不同水分条件对蒙古黄芪生长发育及次生代谢物含量的影响,为研究蒙古黄芪品质提升及代谢调控机制奠定基础。方法:以蒙古黄芪为试验材料,开展大田试验,设置常规水分条件(CK)、轻度干旱胁迫(A1)、重度干旱胁迫(A2)3个不同处理,考察了不同水分胁迫下蒙古黄芪的株高、根长、商品根长、根鲜重等性状,并采用高效液相色谱法分析蒙古黄芪有效成分含量的变化规律。结果:轻度干旱胁迫时,黄芪株高较对照组降低7.60%、但根长提高11.23%,根鲜重提高26.07%,商品根长提高10.40%;在重度干旱胁迫下,株高、根长、商品根长、根鲜重较对照组均降低,分别为13.67%、12.60%、17.05%、5.5%;HPLC结果显示轻度干旱胁迫下毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量比对照组高11.74%;重度干旱胁迫下毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量比对照组低19.93%。而在干旱胁迫下毛蕊异黄酮含量与对照组差异不大。结论:轻度干旱胁迫能够有效促进黄芪幼苗生长并提高黄芪药材品质,为蒙古黄芪规范化种植技术提供参考。     

DNA条形码技术在中药全产业链的应用进展

DNA条形码技术是通过一段标准的DNA序列进行生物物种鉴定的方法,在中药鉴定领域应用广泛,推动中药鉴定学的"文艺复兴"。中药全产业链包括上游中药种植、采收环节,中游中药材、中药饮片、中成药生产环节,以及下游中药流通与使用环节。DNA条形码技术以其准确、通用、客观的特点在中药全产业链各关键环节发挥作用。在产业链上游,对中药种子种苗、药用植物进行鉴定,保证源头正确;在产业链中游,对中药材、中药饮片以及中成药组方药进行鉴定,保证企业投料正确、临床用药安全;在产业链下游,参与构建中药溯源体系,实现中药"来源可查,去向可追",跟踪中药生产全过程,保障消费者权益,有助于中药监督管理。结合近年来具体研究实例,本文介绍DNA条形码技术在中药全产业链过程的应用,对促进中药产业现代化、推动中药国际化进程具有重要意义。     

蛇足石杉HsCAS1基因克隆及序列分析

本研究对蛇足石杉(Huperzia serrata)环阿屯醇合成酶(Cycloartenol synthase,CAS)基因HsCAS1编码区进行克隆及序列分析。根据本实验室已获得的蛇足石杉转录组数据,从中获得1条具有环氧角鲨烯环化酶保守结构域的编码CAS的转录本,采用RT-PCR方法获得该基因的编码区序列,并对HsCAS1蛋白进行理化性质、蛋白二级结构及三维结构预测分析。利用实时荧光定量PCR方法检测HsCAS1基因在蛇足石杉的根、茎、叶中的表达情况。序列分析表明,所克隆的HsCAS1基因编码区长为2,271 bp,编码756个氨基酸残基,HsCAS1与紫果冷杉(Abies magnifica)的CAS具有61%的序列相似性。生物信息学预测HsCAS1蛋白含有3个跨膜区,具有萜类环化酶等保守结构域,不含信号肽。HsCAS1在蛇足石杉的根中表达丰度高于茎和叶。本研究在国内外首次获得蛇足石杉HsCAS1基因的编码区序列,为进一步研究HsCAS1在石杉科植物甾醇合成途径中的功能及鉴定酶活性位点奠定基础。     

宏基因组学与道地药材研究

宏基因组学是将分子生物学技术应用于微生物基因总和研究的一门新兴学科,现已广泛应用于医药、农业、海洋生态环境、土壤生态环境等领域。道地药材凭借其质优、疗效好的优势自古以来被各医家所青睐,其形成与诸多因素有关,其中根际微环境在药用植物次生代谢产物形成中起着重要作用。着重介绍宏基因组学的概念、技术策略以及其在道地药材研究中的应用现状,进一步阐明土壤微生物对道地药材形成机制的影响,并为解决药用植物连作障碍提出新的研究思路。