(西藏職業(yè)技術(shù)學(xué)院,西藏拉薩 850000)
紫堇屬(Corydalis)植物全世界約428種,廣布于北溫帶地區(qū);我國(guó)約298種,其中特有種,達(dá)219種之多。我國(guó)西南地區(qū)分布最多,青藏高原分布有120余種,其中西藏地區(qū)達(dá)94種,廣泛入藏醫(yī)藏藥使用[1]。
黃堇(Cordalis Pallida(Thunb.) 別名巖黃連、糞桶草等,屬罌粟科、紫堇屬、黃堇種叢生性—年草本植物。在我國(guó)有著廣泛的分布,半耐陰,不耐高溫強(qiáng)光和干旱,喜長(zhǎng)于林間空曠地、墻角、河溝岸旁等比較蔭涼潮潤(rùn)地處。產(chǎn)西藏(拉薩、嘉黎、索縣、巴青、類烏齊),生于海拔(3000) 3800m~5500m的河灘地。具有殺蟲(chóng)、清熱、解毒、利尿等攻效[2],可用于治療疥癬、目赤、流火、署熱瀉痢、肺病咳血、肺炎、肝炎、傷風(fēng)感冒等疾病[3]。該植物半圓形墊狀草本,黃綠色,高約5cm~13cm,有主根,主根約20cm左右。莖多數(shù),分枝具葉,近肉質(zhì)。葉黃綠色??偁罨ㄐ蛏o、亮黃色,頂端暗紫色。萼片腎形,淺黃色,約0.5mm。外花瓣具雞冠狀突起。
傳統(tǒng)的藥材鑒定,主要采用形態(tài)鑒定、理化性狀鑒定、顯微鑒定等方法。這些方法的鑒定都是基于生物的外在表現(xiàn),而生物的外在表現(xiàn)性狀不僅受到遺傳基因的影響,還會(huì)受到外界環(huán)境條件、生長(zhǎng)發(fā)育階段和人類干預(yù)等的影響,這些外界條件會(huì)干擾人類對(duì)植物的鑒定,因此具有一定的局限性,而DNA分子生物學(xué)鑒定方法可以很好的避免主觀性強(qiáng)、重復(fù)性和穩(wěn)定性差等缺點(diǎn),因此DNA分子生物學(xué)鑒定作為遺傳標(biāo)記進(jìn)行中藥鑒別,該方法更為準(zhǔn)確可靠,非常適合于易混淆品種、近緣種的鑒定,而紫堇屬藥材在西藏分布廣泛,種類繁多,應(yīng)用DNA分子鑒定方法可以更好,更準(zhǔn)確的對(duì)黃堇類藏藥進(jìn)行鑒定,因此,黃堇類藥材DAN分子生物學(xué)鑒定方法的建立,具有一定的實(shí)踐性。
1.1.1 樣品采集
本實(shí)驗(yàn)樣品黃堇葉片,于2018年7月采自于西藏嘉黎縣,將采集的葉片保存于放置硅膠干燥顆粒的樣品袋中,備用。
1.1.2 主要試劑和設(shè)備
天根植物DNA提取試劑盒、諾維贊2×Phanta Max Master Mix、Invitrogen瓊脂糖凝膠、100 bp DNA marker、應(yīng)用生物系統(tǒng)PCR儀、電泳儀(DYY-6C 型)、凝膠成像儀(Tanon-2500 型)等。
1.2.1 DNA的提取
使用液氮將植物葉片速凍,用研缽將凍好的葉片研碎至粉末狀,然后按照植物DNA提取試劑盒的步驟,進(jìn)行葉片DNA 的提取,設(shè)置3個(gè)重復(fù)。
1.2.2 ITS2 和 psbA-trnH 基因片段的擴(kuò)增
(1)引物的合成。ITS2基因片段擴(kuò)增引物參考《中國(guó)植物志》[4],ITS2 序列擴(kuò)增引物:ITS2F:ATGCGATA CTTGGTGTGAAT,ITS2R:GACGCTTCTCCAGACTAC AAT;psbA-trnH基因片段擴(kuò)增引物采用《中華人民共和國(guó)藥典》(2015版)4部,中藥材 DNA 條形碼分子鑒定中的通用引物,psbA-trnH 擴(kuò)增引物:psbAF:GTTATG CATGAACGTAATGCTC,trnHR :CGCGCATGGTGGAT TCACAATCC。
(2)PCR擴(kuò)增。PCR 反應(yīng)體系為25μl,其中2×Phanta Max Master Mix,上下游引物各 1.0μl,模板 1.0μl。PCR反應(yīng)條件:預(yù)變性 94℃10min,變性 94℃30s,退火 56℃(ITS2基因)/52℃(psbA-trnH基因) 30s,延伸 72℃30s,35 個(gè)循環(huán),再延伸 72℃ 10min。
1.2.3 瓊脂糖凝膠電泳
取3ul PCR擴(kuò)增產(chǎn)物,使用2%的瓊脂糖進(jìn)行凝膠電泳,使用100bp DNA marker凝膠成像儀觀察DNA片段并拍照,以便了解PCR擴(kuò)增情況。
1.2.4 ITS2 和 trnA-psbH 基因序列的分析
用 Chromos 軟件觀察所測(cè)序峰圖質(zhì)量,之后將序列導(dǎo)入NCBI網(wǎng)站進(jìn)行物種鑒定。
按照DNA提取試劑盒的說(shuō)明方法步驟對(duì)樣品DNA進(jìn)行提取,分別提取了同一樣品植株根、莖、葉3個(gè)部位的DNA,均可提取到,提取到的DNA總長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于500bp。
利用ITS2 和 psbA-trnH 兩條引物對(duì)目標(biāo)條帶進(jìn)行擴(kuò)增,通過(guò)凝膠電泳跑帶,紫外顯像,結(jié)果顯示,利用ITS2和psbA-trnH兩條引物均可擴(kuò)增出條帶,其中引物ITS2擴(kuò)增出的條帶比引物psbA-trnH擴(kuò)增出的條帶要短些。ITS2擴(kuò)增出的條帶長(zhǎng)約440bp~460bp,psbA-trnH擴(kuò)增出的條帶長(zhǎng)約495bp~550bp。
將擴(kuò)增出的序列,ITS2 和psbA-trnH 分別導(dǎo)入NCBI網(wǎng)站中進(jìn)行比對(duì),比對(duì)結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 ITS2 和psbA-trnH比對(duì)結(jié)果
從比對(duì)結(jié)果中分別選擇4條相似度較高的序列,用BioEdit軟件進(jìn)行比較分析,比較結(jié)果發(fā)現(xiàn),ITS2 條帶中,位點(diǎn)50至位點(diǎn)140,位點(diǎn)240至位點(diǎn)295之間,差異較明顯,其他位點(diǎn)差異不明顯,見(jiàn)圖1。綜合比對(duì)結(jié)果發(fā)現(xiàn)ITS2 條帶位點(diǎn)變異較大,與采集到的標(biāo)本基本符合;而擴(kuò)展出的葉綠體中的psbA-trnH條帶,在位點(diǎn)310至位點(diǎn)338,以及位點(diǎn)470附近,存在差異,其他位點(diǎn)差異不明顯,見(jiàn)圖2。葉綠體中的psbA-trnH條帶分析結(jié)果,結(jié)合形態(tài)學(xué)鑒定,與采集到的標(biāo)本存在差異。
圖1 用BioEdit軟件對(duì)ITS2條帶分析結(jié)果截圖
圖2 用BioEdit軟件對(duì)psbA-trnH條帶分析結(jié)果截圖
通過(guò)兩對(duì)引物對(duì)ITS2 和 psbA-trnH 條帶進(jìn)行擴(kuò)增,均可得出擴(kuò)增結(jié)果,且擴(kuò)增出的條帶通過(guò)凝膠電泳顯像,條帶清晰,均可進(jìn)行測(cè)序。將測(cè)序結(jié)果導(dǎo)入NCBI網(wǎng)站進(jìn)行比對(duì),可獲得比對(duì)結(jié)果,但將比對(duì)結(jié)果用BioEdit軟件進(jìn)行分析時(shí)發(fā)現(xiàn),ITS2條帶位點(diǎn)變異量較大,且比對(duì)獲得的物種種類與采樣獲得的種類相一致,而psbA-trnH條帶位點(diǎn)變異量較少,比對(duì)結(jié)果與樣本鑒定結(jié)果存在差異,或許作者所采集到的物種,還沒(méi)有其他研究者進(jìn)行psbA-trnH 條帶的擴(kuò)增并上傳至NVBI網(wǎng)站,所以得出的結(jié)果與采集的樣品存在差異。但整體來(lái)講,通過(guò)ITS2 和psbA-trnH 條帶的擴(kuò)增,對(duì)紫堇屬植物中的黃堇類植物的鑒定具有一定的實(shí)踐指導(dǎo)意義。