發(fā)布時(shí)間：2017-12-08 07:24

  本文關(guān)鍵詞：ITS2二級(jí)結(jié)構(gòu)在藥用植物DNA條形碼鑒定中的可行性

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【摘要】：準(zhǔn)確的物種鑒定是保證中醫(yī)藥療效與安全的先決條件。傳統(tǒng)中藥材的鑒定方法,如基源鑒定、性狀鑒定、顯微鑒定和理化鑒定常常存在主觀性強(qiáng)、穩(wěn)定性差等缺點(diǎn),因而使鑒定不夠精準(zhǔn)。DNA條形碼技術(shù)作為物種鑒定的新技術(shù)克服了上述方法的缺點(diǎn),已被廣泛應(yīng)用于中藥材的鑒定。其中ITS2作為中藥材鑒定的核心DNA條形碼已經(jīng)被納入《中國(guó)藥典》,但分辨力不足嚴(yán)重制約了其推廣使用,需要進(jìn)一步挖掘其有利于中藥鑒定的系統(tǒng)發(fā)育信息。ITS2在細(xì)胞中主要是依靠二級(jí)結(jié)構(gòu)形式來實(shí)現(xiàn)它的功能,其中蘊(yùn)含著核酸序列所不具有的系統(tǒng)發(fā)育信息。部分類群的研究表明,在基于ITS2的系統(tǒng)發(fā)育分析中加入二級(jí)結(jié)構(gòu)信息能夠改善其系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果,但是ITS2二級(jí)結(jié)構(gòu)改善系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果的程度以及二級(jí)結(jié)構(gòu)信息能否應(yīng)用于藥用植物DNA條形碼鑒定中,尚不明確。而RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)、比對(duì)和編碼技術(shù)的日漸成熟,也為進(jìn)一步探究及利用ITS2二級(jí)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)發(fā)育信息提供了可能。本研究通過測(cè)序或GenBank獲取ITS/ITS2序列,通過GenBank注釋和Hidden Markov模型界定ITS2邊界。以屬為單位將ITS2序列矩陣導(dǎo)入LocARNA軟件構(gòu)建并比對(duì)二級(jí)結(jié)構(gòu),使用改良后的RNAstat編碼產(chǎn)生二級(jí)結(jié)構(gòu)信息。利用PAUP建樹軟件以最大簡(jiǎn)約法構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹,最終建立ITS2二級(jí)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)發(fā)育分析體系。本研究選取茄屬(5olanum L.)藥用植物及中藥"木通"(Akebia quinata(Houtt.)Decne.)為研究對(duì)象,探究ITS2二級(jí)結(jié)構(gòu)信息在藥用植物DNA條形碼鑒定中的實(shí)際物種分辨率。在此基礎(chǔ)上,基于GenBank已有數(shù)據(jù)將研究擴(kuò)大至種子植物100個(gè)屬,以全面評(píng)估ITS2二級(jí)結(jié)構(gòu)信息提升物種分辨率的能力。研究結(jié)果表明:(1)在木通植物中,加入ITS2二級(jí)結(jié)構(gòu)信息,系統(tǒng)樹的物種分辨率提高了 33%,且成功地將木通與其混偽品分開;在茄屬藥用植物類群中,加入二級(jí)結(jié)構(gòu)信息后,很好地解決了茄屬幾種藥用植物的鑒定問題。(2)常規(guī)的序列比對(duì)(ClustalX)方法可能存在缺陷,因?yàn)樗突诙?jí)結(jié)構(gòu)信息指導(dǎo)的核酸序列比對(duì)(LocARNA)產(chǎn)生的矩陣在長(zhǎng)度、插入/缺失的大小和位置在多數(shù)屬中存在一定的差異。(3)在種子植物類群中,將ITS2二級(jí)結(jié)構(gòu)信息加入系統(tǒng)發(fā)育分析中,能夠使ITS2核酸矩陣長(zhǎng)度增加約31%,變異位點(diǎn)數(shù)增加約46%,信息位點(diǎn)數(shù)增加約45%;在該信息與核酸信息聯(lián)合分析構(gòu)建的系統(tǒng)樹中,所有屬的系統(tǒng)樹支持率均有增加,但只有23(23%)個(gè)屬的物種分辨率得到提升,物種分辨率平均提升8%,這使ITS2序列與ITS和組合條形碼matK+ITS2、trnH-psbA+ITS2的物種分辨率相當(dāng)�；谏鲜鲅芯拷Y(jié)果,本研究建議將ITS2二級(jí)結(jié)構(gòu)信息作為重要補(bǔ)充信息與核酸信息一起納入到藥用植物DNA條形碼鑒定中。該方法彌補(bǔ)了 ITS2核酸信息在DNA條形碼鑒定中的不足,進(jìn)一步完善了中藥的分子鑒定體系,并為中藥DNA條形碼技術(shù)的發(fā)展提供了新的研究方向。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：R282.5

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