基于DNA條形碼—產地—形態分析聯用的巴西草藥DENTEDE LE?O(蒲公英)的混偽品鑒定及生藥學研究

顧選 崔秀梅 余春霞 馬長華 肖瑤 韓麗 劉春生 趙百孝 哈略

·巴西草藥研究專題·

基于DNA條形碼—產地—形態分析聯用的巴西草藥DENTEDE LE?O(蒲公英)的混偽品鑒定及生藥學研究

顧選 崔秀梅 余春霞 馬長華 肖瑤 韓麗 劉春生 趙百孝 哈略

目的 對巴西市場上銷售的藥用蒲公英的混偽品進行鑒定及生藥學研究。方法 通過提取樣品DNA、PCR擴增及雙向測序,獲得樣品的ITS序列。采用相似度分析法進行分子鑒定;根據植物產地分布特征和形態特征驗證結果,三種方法聯用獲得鑒定結果;分析混偽品的性狀和顯微特征。結果 DNA條形碼研究表明巴西藥用蒲公英的混偽品來源于菊科植物假蒲公英貓兒菊Hypochaeris radicata的全草,產地分析和形態分析驗證了DNA條形碼鑒定結果。結論 巴西藥用蒲公英的混偽品來源于菊科蒲公英屬植物假蒲公英貓兒菊Hypochaeris radicata的全草?；靷纹返纳帉W特征能夠為巴西草藥DENTE DE LE?O的真偽鑒別提供依據。

巴西草藥; 藥用蒲公英; 混偽品; DNA條形碼; 鑒定

草藥DENTE DE LE?O是巴西民族的常用藥,常作為助消化與利水通淋類藥物[1]。筆者在走訪巴西藥材市場時發現,DENTE DE LE?O被人們當做藥用蒲公英Taraxacum officinale出售及使用,有研究亦認為DENTE DE LE?O的來源為藥用蒲公英。但是筆者發現,市場上收集的草藥DENTE DE LE?O與藥用蒲公英植物的性狀描述有差異。為保證巴西藥用蒲公英臨床使用的準確性和安全性,有必要對巴西藥用蒲公英的混偽品進行品種鑒定研究,為其質量控制提供依據。

性狀鑒定方法具有簡單、經濟的優點,但其依賴于鑒定者的經驗和文獻資料,主觀性較強[2],顯微特征往往難以解決屬以下近緣種藥材的鑒定難題[3]。隨著分子生物技術的迅速發展,DNA條形碼技術憑借高效、準確、客觀、能夠鑒別無背景信息的樣品的優點[4-5],廣泛應用于中藥鑒定[6-8]。但是,對于原始部落的民族藥用植物,同屬物種親緣關系密切,條形碼相似度極高,還存在數據庫注冊物種序列不全面的問題,DNA條形碼鑒定方法不能完全解決民族藥鑒定的問題。藥用植物通常具有其固定的產地,尤其是野生藥用植物,產地信息對藥材鑒定有重要作用。植物的部分信息,如葉片形態、花蕾、果實信息等,在科屬確定的基礎上,對種的鑒別具有重要意義[9]?；谝陨纤悸?本研究采用“DNA條形碼-產地-形態”聯用方法對藥材混偽品進行鑒定,該方法能夠彌補傳統鑒定方法的缺點,為藥材鑒別和質量控制提供依據。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

2012年4月于巴西隆城市場采購巴西藥用蒲公英偽品3批,每批200 g,樣品的憑證標本保存于北京中醫藥大學標本室。

1.2 試劑

廣譜植物基因組DNA快速提取試劑盒(北京博邁德生物有限公司,批號:69632855)、Taq酶等PCR試劑(上海生工生物工程有限公司,批號: 695673BE)、乙醇、瓊脂糖、ddH2O等。

1.3 儀器

SIGMA3K-15低溫高速離心機(SIGMA公司), TECHNE TC-3000PCR擴增儀,Bio-Rad電泳儀,水平電泳槽(北京六一儀器廠),JS-680B全自動凝膠成像分析儀(上海培清科技有限公司),GRANT制冰機,超純水制備系統,KQ5200E型超聲波清洗器, SANYO-80℃超低溫冰箱(SANYO公司),DHG-9145A型電熱恒溫鼓風干燥箱(上海一恒科學儀器有限公司)。

1.4 DNA提取和PCR擴增

方法取樣品,觀察形態,形態結果一致。取葉片進行DNA提取。各份樣本分別用液氮冷凍后研磨成細粉,采用植物DNA提取試劑盒提取總DNA。采用ITS序列通用引物在熱循環擴增儀上進行擴增,PCR擴增條件:50μL體系含 2×Taq PCR MasterMix 25μL,引物 P1和 P4各加2.5μL(5 μmol/L),DNA模板4μL,ddH2O 16μL。PCR擴增程序:94℃預變性5分鐘,94℃變性1分鐘,55℃退火1分鐘,72℃延伸1分鐘,40個循環后,72℃延伸10分鐘[3]。PCR產物經1%的瓊脂糖凝膠電泳,在紫外燈下檢視,均由上海生工生物工程有限公司測序部測序。各樣品均采用正向和反向測序,以保證測序的準確性。

1.5 序列分析方法

利用ContigExpress軟件對測序獲得的正、反向序列進行拼接,根據ITS序列邊界保守區截取待鑒定物種的ITS全長序列,然后利用相似度法分析序列。

1.6 基于DNA條形碼的鑒定方法

根據NCBI中BLAST功能,檢索NCBI中注冊的相似度最高的物種,按照相似度最高的物種截取ITS全長。再利用樣品的ITS序列檢索,本文以相似度90%[11-12]為科屬的鑒定閾值,以最高相似度科屬為鑒定依據;以相似度97%為物種鑒定閾值,認為相似度在97%以上可能為相同物種,否則,數據庫中可能未收錄該序列,以相似度97%以上的最高相似度物種為鑒定依據,獲得鑒定結果。

1.7 基于產地分析的鑒定方法

根據“1.6”項下獲得的物種鑒定結果,依據《巴西植物志》記載該屬植物物種信息,如果最高相似度物種與產地分析不符合,分析第二最高相似度物種,直到符合產地分析要求,獲得物種的鑒定結果。

1.8 基于形態分析的鑒定方法

根據“1.7”項下獲得的鑒定結果,查詢《巴西植物志》數據庫中巴西草藥的形態信息,通過形態核對,進一步證實“1.7”項下的鑒定結果。

1.9 生藥學研究及比較

根據顏色、形狀、大小等觀察混偽品的性狀特征,在顯微鏡下觀察顯微特征,描述混偽品的性狀和顯微特征,比較混偽品和藥用蒲公英的區別。

2 結果與分析

2.1 基于DNA條形碼的鑒定

2.1.1 科屬的鑒定3份樣品的測序峰圖良好,3份樣品的測序結果一致,選擇一條序列用于后續分析。截取ITS片段后,經BLAST檢索,樣品與菊科貓兒菊屬Hypochaeris L.植物相似度最高,相似度范圍為91%～100%,與其他屬相似度均低于91%。因此,該樣品來自菊科貓兒菊屬植物。

2.1.2 種的鑒定 根據DNA條形碼鑒定指標(相同物種相似度達到97%以上,相似度最高的物種為最佳鑒定結果),樣品與假蒲公英貓兒菊Hypochaeris radicata的相似度最高,相似度為100%,因此,巴西藥用蒲公英偽品的基原為假蒲公英貓兒菊。

2.2 基于產地分析的鑒定

根據文獻記載,南美洲國家很早引進假蒲公英貓兒菊物種,巴西20世紀已有假蒲公英貓兒菊物種的記載。因此,從產地信息分析,該巴西草藥可能為Hypochaeris radicata。

2.3 基于形態分析的鑒定

樣品具有主根。葉倒披針形,基部狹窄,邊緣波狀齒,先端圓形。花具有少數幾個頭狀花序,小花呈明亮的黃色。瘦果棕色,體圓筒狀,具有冠毛。與藥用蒲公英的主要區別是:藥用蒲公英葉片形狀具有明顯羽狀深裂,頂端裂片三角形[13];而假蒲公英貓兒菊葉片披針形,邊緣波狀齒,先端圓形。根據以上特征,本品與www.efloras.org數據庫中收載的假蒲公英貓兒菊的形態特征基本符合,因此,根據形態分析,本品來源于菊科假蒲公英貓兒菊的全草。

2.4 混偽品的生藥學研究

2.4.1 性狀特征 混偽品根頭部倒圓錐形,基生,花梗一至數個。葉多皺縮破碎,灰綠色或綠褐色,富黃白色柔毛,先端鈍或尖,葉基部漸狹,下延成柄狀,淺裂。花倒圓錐形,有時稍壓扁呈扇形。頭狀花序,總苞片多層,外層為舌狀花,管狀花多數,位于中央,黃色。花梗較長,灰綠色,中空,光滑,直徑0.2～0.7 cm,折斷面纖維性,外層灰綠色,內層黃白色,內層質松軟,有彈性。果橢圓形,具白色冠狀毛,由花托處發射狀長出瘦果?；靷纹放c藥用蒲公英在葉片形狀上存在較大的區別:藥用蒲公英葉片形狀具有明顯羽狀深裂,頂端裂片三角形;而假蒲公英貓兒菊葉片披針形,邊緣波狀齒,先端圓形。

2.4.2 顯微特征 粉末棕黃色。(1)導管常見具緣紋孔導管,少見螺紋導管或雙螺紋導管。(2)花粉粒類球形,外壁有刺。(3)菊糖結晶,不規則形。(4)石細胞淡黃棕色,類方形,類長方形,類圓形或不規則形,有的層紋明顯,壁較厚。

3 討論

傳統的鑒定方法依靠文獻和鑒定人員的經驗,不能鑒別無背景信息的藥材,DNA條形碼技術能夠彌補傳統鑒定方法的不足,通過分子鑒定技術能夠對無背景信息藥材鑒定,不受樣品開花季節及樣品外形的影響。有時相似度最高的序列有多個物種,這時利用分子鑒定技術進行藥材鑒定也存在困難;采用產地分析和形態分析能夠較好的驗證DNA條形碼鑒定方法的鑒定結果,得到準確的鑒定結果。采用DNA條形碼-產地-形態聯合分析,能夠快速、準確地對未知樣品進行鑒定。通過生藥學研究發現,性狀特征能夠為巴西草藥的質量控制提供依據。

假蒲公英貓兒菊原產于非洲北部和歐洲,而后,非洲南部和亞洲東南部、澳洲印度北部、日本、北美、南美以及太平洋群島引進該物種。在1974年中國發現該物種,最早見于《臺灣植物志》。由于花色鮮艷,可用于盆栽或切花[14]。假蒲公英貓兒菊與藥用蒲公英在形態特征上較為相似,易導致經驗不足的人誤采誤收,給臨床上的準確用藥帶來潛在的威脅。因此,采藥和用藥人員應注意觀察藥用蒲公英的葉片特征來鑒別物種,保證準確用藥。

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The pharmacognosy research on the adulterants of Brazilian herb DENTE DE LE?O based on a combined analysis of DNA barcoding-origin-morphology

GU Xuan,CUIXiu-mei,YU Chun-xia,etal. School ofChinese Materia Medica,Beijing University ofChinese Medicine,Beijing 100102,China Corresponding author:LIU Chun-sheng,E-mail:max_liucs@263.net

Objective To study a new adulterant of DENTE DE LE?O in Brazil and perform a pharmaceutical analysi.M ethods Total genomic DNA was isolated from thematerials,,and nuclear DNA ITS sequences were amplified and sequenced.Similarity identification of BLAST analysis was performed. Next,the results were verified according to plant geographical distribution and morphological profiles. Finally,the features of adulterant were demonstrated through microscopic observation.Results

Adulterants of Brazil herbs DENTE DE LE?O was Hypochaeris radicata Linnaeus,Sp.Pl.The origin analysis and morphological analysis verified the results of DNA barcoding.Conclusion Adulterants of Brazilian herb DENTE DE LE?O are from the Asteraceae plant Hypochaeris radicata with the whole plants. Adulterants pharmacognosy features can provide the basis for identification of Brazil herbs DENTE DE LE?O.

Brazilian herb; DENTE DE LE?O; Adulterants; DNA barcoding; Identification

R284

A

10.3969/j.issn.1674-1749.2015.11.004

2015-08-22)

(本文編輯:董歷華)

國家國際科技合作專項(2011DFA31370)

100102 北京中醫藥大學中藥學院(劉春生、馬長華),針灸推拿學院[趙百孝、哈略(碩士研究生)],中醫養生學研究所(韓麗);北京華邈中藥工程技術開發中心(顧選、崔秀梅);河南省藥品審評認證中心(余春霞)

顧選(1990-),女,碩士。研究方向:藥用植物與分子生藥學。E-mail:guxuan123.love@163.com

劉春生(1964-),博士,教授,博士生導師。研究方向:藥用植物與分子生藥學。E-mail:max_liucs@263.net