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分子标记技术在药用植物中的应用促进了传统生药学的大发展,并由此诞生了一门新的边缘学科——分子生药学。本文以湖北省大宗地道中药材厚朴和木瓜为对象阐述了AFLP技术在药用植物研究领域中的应用。主要结论如下:
1.野外调查发现,厚朴的野生居群已基本绝迹,而凹叶厚朴的情况稍好。目前大部分所需厚朴药材来源于栽培。我们利用AFLP技术对传统药用植物厚朴的两个居群、凹叶厚朴的7个野生居群及5个栽培居群的遗传多样性和遗传结构进行了分析。7对引物组合,共扩增出200条带,其中厚朴多态性条带为164条(82.0%);凹叶厚朴多态性条带为182条(91.0%)。与其它相似生活型的植物相比,厚朴与凹叶厚朴目前仍保持适度较高的遗传变异(h=0.184,I=0.263;b=0.208,I=0.305)。对于凹叶厚朴,其野生居群有78.22%的变异分布于居群内,栽培居群则有85.92%的变异分布于居群内,说明各地凹叶厚朴居群间具有适度的遗传差异。总体上凹叶厚朴栽培居群保持了野生居群95%的遗传变异,但差异并不显著,UPGMA聚类和PCO分析不能将其野生居群和栽培居群分开,说明凹叶厚朴野生居群中的等位基因同样保留在栽培居群中。同时也提示对濒危物种进行保护,不仅要保持一定规模的种群和个体数量而且还要最大限度地保持其遗传多样性,而做到这一点无论对于生态恢复还是经济上的利用都是至关重要的。
2.为了研究影响厚朴药材品质的主要原因,探讨厚朴药材地道性本质。作者采用AFLP方法分析全国5大主产区厚朴与凹叶厚朴的遗传相似度,采用高效液相色谱技术(HPLC)法分析其药材化学成分并构建指纹图谱,用SPSS软件计算化学相似度。采用NTSYSpc2.1软件对遗传相似度矩阵与化学相似度矩阵的相关性进行mantel检验。结果显示各地厚朴与凹叶厚朴遗传相似度与其药材化学相似度均呈显著正相关(r=0.885, P=0.036;r=0.712,P=0.045),所有的聚类分析均显示厚朴与凹叶厚朴各自聚为一类。因此,可以认为在基本适宜厚朴生长的环境条件下遗传是地道性的决定因素,即厚朴的品质主要受遗传控制。
3.作者采用扩增片断长度多态性(AFLP)技术对传统木瓜药材原植物皱皮木瓜的52个品种的遗传关系进行分析。8对引物总计扩增出273条条带,其中208条为多态性的条带。从多态位点百分数和多态信息量(PIC)可以看出,皱皮木瓜品种具有广泛的遗传变异和复杂的遗传背景。基于Jaccard’s相似性系数作聚类分析,结果发现,皱皮木瓜品种间的相似性系数变化范围较大,从0.296到0.931;聚类结果将52个皱皮木瓜品种主要分为7组。每一个组包含有最少两个以上的品种,如最小的G组只有2个品种,最大的A组则有19个品种。聚类分析结果和遗传相似度间的适合度即cophenetic相关系数(r-值)为0.90,说明适合度非常好。山东临沂新选育的品种包括亚特农家品种系列和亚特基地系列,这些新品种大多是从全国的其它地区的栽培种和野生种中引进和改良选育的。聚类分析显示它们具有复杂的聚类结果,表明山东临沂的品种具有较高的种质多样性。“资”木瓜的起源地大多认为是湖北长阳。研究结果表明,来自鄂西南的长阳、宣恩和湘西桑植的三个品种在B组中优先聚类,很显然它们之间有更近的亲缘关系,暗示整个鄂西南与湘西土家族原住民区可能都属于资木瓜的地道产区。AFLP分析的结果提供了丰富的皱皮木瓜的遗传背景信息,这些资料对于该药材品种的核心种质构建和未来的育种都是非常有价值和不可缺少的。