茶枝柑及近缘种的分子鉴别研究

来源 :广州中医药大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:nn18
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目的:茶枝柑为芸香科(Rutacae)柑橘属(Citrus)植物,其外层果皮制干,陈化3年以上即为广陈皮,具有理气健脾、和胃止呕、燥湿化痰、疏肝利胆、解结化痈等多种功效。其果肉富含糖类、有机酸、天然维生素等营养物质,同时可作为陈皮茶、添加剂和香料等,具有很高的食用价值。作为广东道地药材的广陈皮,是临床用药的首选药材,开发前景广阔。但由于广陈皮与一般陈皮在市场上价格差异极大,因此市场上多有一般陈皮冒充广陈皮的现象。陈皮与广陈皮的区分主要以产地来分的,广陈皮主产于广东新会、四会等地,陈皮则主产于福建、湖南、江西、重庆、湖北、四川等地。而现有的性状、显微等鉴别方法以及检测陈皮指标性成分等,不适于快速准确鉴别广陈皮与一般陈皮。因此为确保陈皮药材质量稳定可控和临床用药安全有效,建立快速准确鉴别茶枝柑与其他柑橘品种的方法是亟待解决的问题。方法:本研究采用了 ISSR分子标记对茶枝柑及近缘种共38份材料进行区分;对比SCoT分子标记和ISSR分子标记的鉴别优势;同时探索SCoT结合克隆测序对物种鉴定的可行性;寻找适合茶枝柑及近缘种鉴别的通用条形码;以及尝试在分子角度上区分茶枝柑的驳枝和芽枝;最后对茶枝柑果皮的DNA提取方法优化,尝试对比不同贮存年限茶枝柑果皮的DNA含量变化,将茶枝柑果皮与叶的基因序列进行对比验证,以期为今后市场上流通的各类陈皮进行准确鉴别。结果:1.采用L16正交设计法对茶枝柑的ISSR反应体系进行优化,最终优化结果为1×PCR buffer,1.5mmol/L Mg2+,0.2mmol/L dNTPs,0.3μmol/L primer,0.5U Taq酶,50ng模板DNA。通过筛选退火温度及多态性验证后,筛选了 11条ISSR引物,共扩增了 2126条条带,多态性达到100%,同时通过UPGMA聚类分析将茶枝柑及近缘种38份材料在相似系数0.54~0.94水平上得以区分。2.探讨了 SCoT分子标记对比ISSR分子标记的优势以及结合分析效果。以L25正交方法对SCoT反应体系进行优化得到最佳体系为1× PCR buffer,2mmol/L Mg2+,0.25mol/L dNTPs,0.625 μmol/L primer,0.5U Taq 酶,20ng 模板 DNA。最终筛选出了 12条引物对38份茶枝柑及近缘种遗传多态性分析,共扩增了 2846条条带,多态位点百分率占98.7%。在相似系数为0.54~0.91水平上38份材料得以区分。因此不管是SCoT还是ISSR分子标记均能将38份供试材料分开,虽有一定的差异,但是从总体上来看结果大致相同,说明SCoT和ISSR分子标记是进行茶枝柑及近缘种分子鉴定的有效工具。3.SCoT分子标记结合克隆测序对茶枝柑及近缘种进行了序列比对分析,同源性为63.84%,而遗传距离则在0.001~0.654之间,基于Kimura遗传距离分析材料间的Phylogenetic Tree发现聚为三类,每一种供试材料都存一个或多个突变位点可以作为特异位点与其他供试材料区分开。因此验证了 SCoT分子标记技术结合克隆测序在茶枝柑及近缘种的分子鉴别研究是有效的。4.通过4条国际通用条形码对茶枝柑及近缘种的筛选鉴别,其中matK序列测序成功率为50%,rbcL序列变异位点为0,而BLAST比对发现ITS2和psbA-trnH鉴别效率均为100%,因此最终选用了 ITS2和psbA-trnH序列作为材料鉴别条形码,通过组合序列分析材料区分度高于单条形码,因此推荐ITS2+psbA-trnH序列作为茶枝柑及近缘种的鉴别序列。5.在分子水平上对茶枝柑驳枝和芽枝区分,通过4条国际条形码筛选,其中ITS2、psbA-trnH和matK序列中均未发现差异位点,而在rbcL序列上芽枝和驳枝得以完全区分,为茶枝柑选苗选育上提供了广泛前景及应用价值。6.建立了 cCTAB法作为茶枝柑果皮的有效提取方法,较试剂盒法提高了十倍多产率,而不同贮存年限茶枝柑果皮DNA含量与时间并无明显关联。通过茶枝柑果皮与其叶的psbA-trnH序列比对发现完全一致,进一步验证了 DNA条形码的鉴定优势。结论:ISSR分子标记结合SCoT分子标记的遗传多态性高,茶枝柑及近缘种在UPGMA聚类树几乎完全得以区分。SCoT分子标记结合克隆测序得到多个变异位点,可以作为材料的区分位点。ITS2结合psbA-trnH序列适合作为茶枝柑及近缘种的条形码鉴别序列。rbcL序列水平上可将两种繁育方式的茶枝柑完全得以区别。cCTAB法能有效提取10年以上茶枝柑果皮DNA,同时通过psbA-trnH序列比对,验证了条形码的通用性和准确性。
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