以核基因ITS2片段為DNA條形碼鑒定中藥材威靈仙的研究分析
發(fā)布時間:2019-08-28 來源: 散文精選 點擊:
【摘要】 目的:探討以核基因ITS2片段為DNA條形碼鑒定中藥材威靈仙的效果,從而為臨床用藥提供依據(jù)。方法:選取18份威靈仙藥材樣品以及混偽品作為研究對象,提取威靈仙的DNA,利用PCR技術擴增其ITS2序列,雙向測序,所得的序列經過CodonCode Aligner進行拼接,采用HMMer注釋法對網(wǎng)上數(shù)據(jù)進行分析,并構建NJ(鄰接)樹。結果:威靈仙藥材的三個基源植物為毛茛科威靈仙、東北鐵線蓮、棉團鐵線蓮,其序列長度分別為230 bp、230 bp、220 bp;威靈仙藥材正品來源的三種植物聚集為一枝,其支持率為83%;威靈仙與混偽品在二級結構上具有明顯的差異。結論:核基因ITS2片段作為DNA條形碼能夠穩(wěn)定以及準確的鑒別中藥材威靈仙以及混偽藥品,從而為保障臨床安全用藥提供一種新的技術手段,具有廣闊的應用前景。
【關鍵詞】 ITS2片段; DNA條形碼; 中藥材; 威靈仙
中圖分類號 R28 文獻標識碼 B 文章編號 1674-6805(2014)8-0155-02
威靈仙屬于藥用植物,藥材基源以及來源比較多,在我國內分布較廣泛,其根莖入藥具有通經絡、風濕以及消骨哽的功效,在膽結石、足跟痛以及食管癌等治療上起著重要作用[1]。作為常用中藥,地區(qū)用藥習慣的差異性較大,導致威靈仙使用混亂現(xiàn)象比較嚴重,因此有必要對威靈仙以及混偽品進行鑒別研究。近年來,DNA條形碼技術因其具有較強的通用性以及鑒定結果可重復性的優(yōu)點,因而被廣泛應用于中藥材的鑒定中。本文就運用核基因ITS2片段來鑒定中藥材威靈仙以及混偽品,從而為臨床用藥提供科學依據(jù),現(xiàn)報告如下。
1 資料與方法
1.1 一般資料
本文選取的18份威靈仙樣品均來自Genbank下載序列,主要有棉團鐵線蓮、東北鐵線蓮、毛蕊鐵線蓮、須蕊鐵線蓮、柱果鐵線蓮、草珊瑚、桃兒七、芍藥以及土茯苓。此樣品均經過余霖副研究員鑒定,同時此標本均在中國醫(yī)學科學院藥用植物研究所標本館得以保存。
1.2 鑒定方法
1.2.1 DNA提取 植物DNA提取試劑盒則來自北京天根生物技術有限公司;2×Tag PCR Master Mix采用北京艾德生物科技公司。采用70%的乙醇擦洗藥材樣品表面,擦洗完成之后進行研磨;進而取出16 mg的樣品;采用硅膠對植物葉進行干燥,取30 mg樣品;最后采用提取試劑盒進行DNA的提取。
1.2.2 PCR擴增以及側序 引物均由北京賽百盛基因技術有限公司合成。擴增引物正向為5’-GCGATACTTGGTGTGAAT-3’,反向為5’-GACGCTTCTCCAGACTACAAT-3’。擴增程序為:94 ℃ 5 min,94 ℃ 30 s,56 ℃ 30 s,72 ℃ 45 s,40轉;72 ℃10 min。PCR體系含有25 mm的MgCl2 2 μl,2.5 mm的dNTP 2 μl,PCR bufer 2.5 μl(10×)。引物為1.0 μl(2.5 μm),聚合酶為1.0 U,DNA總共為1 μl,反應體積為25 μl。PCR擴增產物純化之后,采用ABI3730XL測序儀進行雙向測序[2-3]。
1.3 數(shù)據(jù)處理分析
所有序列采用CodonCode Aligner V2.06校對拼接,去除引物區(qū)。對于網(wǎng)上所獲取的ITS序列,均采用HMMer注釋法進行分析進而獲得ITS2間隔序列。然后,將所有序列采用軟件MEGA5.0進行分析對比。采用NJ鄰接法對利用對比過的序列構建系統(tǒng)聚類樹,對各種物種進行鑒定。最后,根據(jù)ITS2數(shù)據(jù)庫以及網(wǎng)站對ITS2的二級結構進行預測。
2 結果
2.1 序列比較
威靈仙藥材的三個基源植物分別為毛茛科威靈仙(clematis chinensis osbeck)、東北鐵線蓮(clematis manshurica rup)、棉團鐵線蓮(clematis hexapetala pall)。其序列長度分別為230 、230、220 bp。威靈仙與東北線鐵鏈、棉團鐵線蓮之間的距離分別為0.017、0.006。由此看出,威靈仙與三個藥品源的遺傳距離最小,并且差異最小。草珊瑚與棉團鐵鏈、東北線鐵線蓮之間的遺傳距離分別為1.077、1.146,得出其他藥品之間的遺傳距離相對較大。
2.2 聚類分析
通過鄰接法構建系統(tǒng)聚類樹,看出威靈仙不同來源樣品為一枝,呈現(xiàn)明顯的單系性,其支持率為83%。
2.3 威靈仙以及混偽品ITS2的序列二級結構
威靈仙與三個混偽品在二級結構上具有明顯的差異,主要表現(xiàn)在莖環(huán)(loop)的大小、樹木以及位置上,不同物種之間或多或少都存在一定的區(qū)別。
3 討論
威靈仙(radix clematidis)為雙葉子植物毛茛科植物威靈仙、棉團鐵線蓮(山蓼)或者東北鐵線蓮(黑薇)的干燥根以及根莖[4]。具有通經止痛的效果,在臨床用藥中得到廣泛應用。然而,由于地方用藥之間存在一定的差異,使得威靈仙用藥混亂現(xiàn)象較為嚴重。如南方則以毛茛科鐵線蓮屬Clematis植物作為威靈仙的入藥,北方則以百合科菝葜屬Smildx植物作為威靈仙入藥。同時由于沒有專業(yè)以及統(tǒng)一的鑒定人員對威靈仙藥材進行鑒定,使得使用者使用該藥物之后,中毒現(xiàn)象時常發(fā)生,對人體身體健康帶來嚴重影響[5]。鑒于此種情況,需要一種簡單并且迅速的方法來對威靈仙藥材以及偽劣品進行鑒別。
傳統(tǒng)的中藥材鑒定方法如化學指紋圖譜等鑒定方法、顯微結構形態(tài)、以及超微結構方法等,在中藥材鑒定以及評價質量上起著重要作用[6]。然而,由于中藥飲片、中藥粉末以及含有生藥原型的傳統(tǒng)中成藥的鑒定較為困難,這些方法已經不能精確對其地進行鑒定。準確的物種鑒定是人類認知生物多樣性的前提條件,在此種環(huán)境下,DNA條形碼應運而生。DNA條形碼主要是利用基因組中相對較短的DNA片段進行藥材物種進行鑒別的手段。通過此種方法能建立DNA條形碼數(shù)據(jù)庫以及鑒定平臺,實現(xiàn)藥材正品與偽劣品的鑒別。另一方面,ITS2序列的長度較短,容易擴增,同時作為ITS的一部分,在系統(tǒng)化研究中得到廣泛應用,同時也是藥用植物DNA條形碼鑒定中最優(yōu)的序列。國內外已經有學者對其序列組合進行研究[7-9],同時提出了不同的序列組合來作為植物鑒定的條形碼。據(jù)文獻[10-11]報道,其鑒定物種水平的能力達到93.1%,優(yōu)于國際條形碼協(xié)會提出的組合標準。在本次研究中,通過ITS2片段能夠鑒定出威靈仙與混劣品之間的差異。
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