分子技术破解石斛类中药快速鉴定难题

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石斛属物种植物形态非常相似,分类特征主要集中在花器官性状上,且物种之间还存在一定相同的形态特征,其物种鉴定一直被认为是植物分类领域中的难题。对于药材石斛来说,已经完成丧失了花的特征,比原植物更难鉴定。


DNA分子标记是指能反映生物个体或种群间基因组中某种差异的特异性DNA片段,其不受器官、发育阶段、外界环境的影响,已广泛用于中药材、中药饮片的分子鉴定。在开展分子鉴定之前,首先要利用分子系统学手段对鉴定对象和鉴定标记进行评估。


为了获得准确、客观的结果,取样的数量和范围至关重要,尤其是针对石斛这种复杂的品种。“会当凌绝顶 一览众山小”,在全属采样的基础上,分析物种与物种之间的关系,才能避免因“盲人摸象”而做出不正确的判断。


中国中医科学院中药资源中心石斛研究团队花费10年时间,对亚洲大陆石斛属184种1600个样品开展研究,在准确进行标本鉴定的和严格筛选的基础上,利用不同基因片段对这些标本进行分子系统学分析。


基于基因进化树和TaxonDNA软件分析进行物种鉴定率评估,其中ITS+matK在所研究的DNA条形码及其组合中物种鉴定率最高,184个物种的鉴定率为72.16%。基于上述方法,随机挑选石斛属5种植物进行物种鉴定,鉴定率为100%;但随机挑选石斛属91种植物进行物种鉴定,其鉴定率降为79.12%。随着物种数量的增多,基于ITS+matK进行物种鉴定的准确性越低,因此建立覆盖中国石斛属植物DNA片段数据库对于药材的鉴定具有重要的意义。


对于具体品种,是否能选用某种DNA标记进行鉴定,需要具体分析,才能做出判断。如铜皮石斛D.moniliforme,通过基因进化树分析,利用ITS+matK无法将其与霍山石斛、梵净山石斛、河南石斛等鉴别;而金钗石斛则可以和其他石斛物种鉴别。


上述基础工作以及石斛属药材原植物DNA片段数据库的建设,为进一步建立石斛药材分子鉴定方法奠定了坚实的基础。


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