基于GenBank數據對紅柴胡nrDNA序列ITS2片段的分析

王鶴 楊娜 徐丹丹 等

摘要 [目的]了解紅柴胡nrDNA序列ITS2片段特征，為中藥柴胡的分子鑒定提供科學依據。 [方法]從GenBank中獲取已公布紅柴胡ITS全長序列38條和ITS2序列3條，利用MEGA6.0 進行多序列比對，分析ITS2片段堿基成分、變異位點、信息位點，計算遺傳距離，并用鄰接法（NJ）構建系統聚類樹。[結果]ITS2片段長度為224～230 bp，共發現14個簡約信息位點，最大遺傳距離0.124，系統樹可明顯分為4組，85.37%的聚為一組。[結論]ITS2在紅柴胡居群中比較保守，可作為DNA barcoding鑒定的片段使用。

關鍵詞 紅柴胡;ITS2;遺傳距離;發育分析

中圖分類號 S188文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）04-0114-03

Abstract [Objective]Sequence character of nrDNA ITS2 fragment in Bupleurum scorzonerifolium Willd. was analyzed to provide scientific evidence in identification of traditional Chinese medicinal herb chaihu.[Method]Fortyone sequences including thirtyeight full length ITS and three ITS2 fragments were downloaded from GenBank.Nucleotide composition，variable sites，parsimony informative sites were analyzed after alignment in MEGA6.0.Meanwhile，the genetic distances were computed using Kimura2parameter （K2P） model and phylogenetic tree was constructed using the neighborjoining （NJ） method.[Result]The length of ITS2 varied from 224 bp to 230 bp including 14 parsimony informative sites，and the maximum K2P distance was 0.124.Four clades were grouped in NJ tree among which 85.37% sequences clustered in clade IV.[Conclusion]ITS2 is an ideal sequence in chaihu identification for its conservatism among B.scorzonerifolium populations.

Key words Bupleurum scorzonerifolium Willd.;ITS2;Genetic distance;Phylogenetic analysis

紅柴胡（Bupleurum scorzonerifolium Willd.）是《中國藥典》收錄的中藥柴胡的2種基源植物之一，具有疏散退熱、疏肝解郁、升舉陽氣功效[1]。紅柴胡廣布于我國黑龍江、吉林、遼寧、河北、山東、山西、陜西、江蘇、安徽、廣西及內蒙古、甘肅諸省區，在俄羅斯遠東、蒙古、朝鮮至日本也有分布[2]。雖然柴胡屬的多數種類在國內各地均作為藥材收購使用，但藥性的差異仍不容忽視，因此，對紅柴胡基源植物的準確鑒定依然是值得關注的問題。

核糖體內轉錄間隔區序列（internal translation spacer，ITS） 由于所受選擇壓力小、堿基替換較快、協同進化，且具有拷貝數大等特點，在植物種質資源鑒定、系統演化、遺傳多樣性等研究中被廣泛應用[3-5]。ITS2 片段是位于5.8S 序列和 28S序列之間的nrDNA間隔區，片段短且易擴增、測序，變異位點能夠保證其鑒定能力及鑒定的成功率，其具有良好的通用性，在多個科屬基源植物及藥材的鑒定中已得到了驗證，被認為是最適合作為DNA 條形碼的片段[6-10]。筆者基于GenBank數據對紅柴胡nrDNA序列ITS2片段進行分析，以期為中藥柴胡的分子鑒定提供科學依據。

1 研究方法

1.1 數據來源

從GenBank中下載已公布的所有紅柴胡ITS全長序列38條和ITS2序列3條，與柴胡屬標準ITS2序列對比，確定共計41條ITS2序列長度邊界后作為該研究的DNA序列。

1.2 數據處理

首先，將序列導入MegAlign （Lasergene7.1）[11]，另存成.fas文件后，將所有序列用軟件MEGA6.0[12]進行多序列比對，分析ITS2序列堿基成分、變異位點、信息位點，利用Kimuras雙參數模型計算遺傳距離，并用鄰接法（NJ）構建系統聚類樹，Bootstrap設置1 000 次重復檢驗各分支的支持率。

2 結果與分析

2.1 序列特征與ITS2多態性

紅柴胡的ITS2序列長度為224～230 bp，比對后長度為230 bp，含3處插入/缺失。 其中，KF573806長度為224 bp，AY551294長度為226 bp，其余39條序列均為230 bp，平均為229.8 bp，長度變異較小。GC含量占總核苷酸堿基的60.3%。共檢測到32個變異位點，單變異位點18個，簡約信息位點14個（表1）。

2.2 遺傳距離