石斛属药用植物生物工程研究.PDF
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2006年2月23日
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参见附件(79KB，3页)。
※基金项目 广东省中医药局资助项目 No. 402003 , 303005
3作者简介 魏小勇,男,医学硕士,讲师,主要从事中药生物工程。
石斛属药用植物生物工程研究※
□魏小勇1 3
方 花2
(1. 广州中药大学基础医学院 广东 广州 510405
2. 广州中医药大学护理学院 广东 广州 510405)
摘 要 本文就近年来国内外有关石斛分子生物学方面研究进行了简要概述 , 主要对石斛分子鉴
定、基因工程研究进行了总结。同时提出了今后药用石斛分子生物学研究的前景。
关键词 石斛 分子鉴定 基因工程
石斛为传统名贵中药材 , 为兰科 (orchidaceae)
石斛属 (Dendrobium Sw) , 以新鲜或干燥的茎入药 ,我国 76 种石斛属植物中有 30 多种作为药用 , 著名的
有铁皮石斛、金钗石斛、霍山石斛等。它具有“滋阴
养胃、清热生津、润肺止咳、明目强身”之功
效[1～3 ]
, 《神农本草经》中将其列为上品 , 被誉为
“中华九仙草”之首。药用石斛的有效成分主要是生
物碱和多糖。现代药理研究表明 , 石斛还具有抗肿
瘤、抗衰老、增强机体免疫力、扩张血管及血小板凝
集、有效减轻肝损伤等作用 , 对眼科疾病也有明显的
治疗作用。因此石斛在临床及中医复方中被广泛应
用 , 如“清睛粉”、“石斛夜光丸”、“脉络宁注射液”、“清咽宁”和“益肠汤”等等。但石斛对生长环境的
要求十分严格 , 自然条件下 , 种子萌发率极低 , 生长
极缓慢; 另一方面人们过度采挖 , 环境的恶化 , 石斛
资源日趋枯竭[4～7 ]。为保护利用这一珍稀中药材 , 增
加产量 , 不少学者进行了石斛组织培养快速繁殖研
究 , 并取得了一定的进展。但试管苗移栽成活率低 ,产量低 , 目前还没能应用试管苗进行大面积栽培 , 因
此石斛药源一直处于相当紧张状态 , 亟待解决。应用
现代生物技术和现代农业技术来解决才是长远之计。
本文就石斛分子生物研究情况作一概括。
1 石斛的分子鉴定
由于石斛生长环境十分独特 , 资源稀少 , 加之人
为滥采和生长环境破坏 , 不少名贵品种已近濒危。目
前石斛药材市场出现大量假冒伪劣产品。另外 , 石斛
属中药品种众多、产地各异 , 商品规格极为复杂 , 致
使石斛成为目前药典收载的中药材中基源最为混乱的
品种之一 , 对其鉴定与质量评价及辨别真伪历来十分
困难。
近年发展的 DNA 指纹图谱技术为生药的分子鉴
定提供了可能 , 限制性内切酶片段长度多态性
(RFL P) 、聚合酶链反应 ( PCR) 、随机扩增多态性
DNA (RAPD) 、扩增的限制性内切酶片段长度多态性
(AFL P) 等分子遗传标记技术已广泛应用于近缘生药
中医药通报·方药研究
Traditional Chinese Medicine Journal 45
? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.品种的研究 , 鉴于分子生物技术在药材质量评价及真
伪方面的优势 , 分子生物技术在石斛鉴定研究中应用
得最多。
DNA分子标记是石斛鉴定应用最广泛的技术。
张铭等[8 ]
利用随机扩增多态性 DNA (RAPD) 技术对
26 种石斛进行了基因组 DNA 多态性分析并构建了聚
类树状图。根据筛选到的 DNA 片段序列 , 将 San2
gon18 引物从 3’端延长至 20bp , 设计特异性的引物
可高效快速鉴定铁皮石斛。徐红等[9 ]
研究黄草石斛
IST片段遗传多态性 , 用一对引物进行 PCR扩增 , 扩
增产物纯化后用双脱氧终止法测序 , 获得核糖体
DNA中 IST和 5. 8 SrDNA 完整序列 , 14 个石斛类群
的 IST1 与 IST2 序列的长度分别为228～233bp 和242
～247bp。用NJ 法根据 IST1 与 IST2 序列数据重建系
统发生树 , 发现两序列在石斛种内保守 , 种间差异较
大 , 与外类群的差异最大 , 因此可作为黄草石斛分子
鉴定的标记。丁小余等建立了 21 种枫斗类石斛的 rD2
NA IST 序列数据库[10 ]
, 对曲茎石斛 (南阳居群) 、霍山石斛 (霍山居群) 、铁皮石斛 (天台居群) 的 rD2
NA IST序列进行比较 , 选出了 7 个碱基位点用作鉴
别曲茎石斛 (南阳居群) 及其近似品种的 DNA 证
据[11 ]。他们[13、 14 ]
用类似方法挑选 15 个碱基位点作为
鉴别束花石斛及其相似品种玫瑰石斛、喇叭石斛、报
春石斛、兜唇石斛的DNA 标记。罗玉明等[11 ]
根据细
叶石斛及其 37 种石斛的 rDNA IST 序列设计位点特
异性 PCR鉴别引物 XY- JBO1 S和 XY- JBO1 X , 对
细叶石斛进行了成功的鉴别。
腾艳芬等[ l2 ]
通过 mat K基因序列分析石斛及其混
品之间的遗传关系 , 将正品石斛与伪品区分开来。张
尊建[8 ]
等建立了密花石斛、马鞭石斛、短棒石斛、鼓
槌石斛和金钗石斛等五种石斛的 HPLC UC 指纹图
谱 , 为石斛的全面质量控制提供依据 ......
3作者简介 魏小勇,男,医学硕士,讲师,主要从事中药生物工程。
石斛属药用植物生物工程研究※
□魏小勇1 3
方 花2
(1. 广州中药大学基础医学院 广东 广州 510405
2. 广州中医药大学护理学院 广东 广州 510405)
摘 要 本文就近年来国内外有关石斛分子生物学方面研究进行了简要概述 , 主要对石斛分子鉴
定、基因工程研究进行了总结。同时提出了今后药用石斛分子生物学研究的前景。
关键词 石斛 分子鉴定 基因工程
石斛为传统名贵中药材 , 为兰科 (orchidaceae)
石斛属 (Dendrobium Sw) , 以新鲜或干燥的茎入药 ,我国 76 种石斛属植物中有 30 多种作为药用 , 著名的
有铁皮石斛、金钗石斛、霍山石斛等。它具有“滋阴
养胃、清热生津、润肺止咳、明目强身”之功
效[1～3 ]
, 《神农本草经》中将其列为上品 , 被誉为
“中华九仙草”之首。药用石斛的有效成分主要是生
物碱和多糖。现代药理研究表明 , 石斛还具有抗肿
瘤、抗衰老、增强机体免疫力、扩张血管及血小板凝
集、有效减轻肝损伤等作用 , 对眼科疾病也有明显的
治疗作用。因此石斛在临床及中医复方中被广泛应
用 , 如“清睛粉”、“石斛夜光丸”、“脉络宁注射液”、“清咽宁”和“益肠汤”等等。但石斛对生长环境的
要求十分严格 , 自然条件下 , 种子萌发率极低 , 生长
极缓慢; 另一方面人们过度采挖 , 环境的恶化 , 石斛
资源日趋枯竭[4～7 ]。为保护利用这一珍稀中药材 , 增
加产量 , 不少学者进行了石斛组织培养快速繁殖研
究 , 并取得了一定的进展。但试管苗移栽成活率低 ,产量低 , 目前还没能应用试管苗进行大面积栽培 , 因
此石斛药源一直处于相当紧张状态 , 亟待解决。应用
现代生物技术和现代农业技术来解决才是长远之计。
本文就石斛分子生物研究情况作一概括。
1 石斛的分子鉴定
由于石斛生长环境十分独特 , 资源稀少 , 加之人
为滥采和生长环境破坏 , 不少名贵品种已近濒危。目
前石斛药材市场出现大量假冒伪劣产品。另外 , 石斛
属中药品种众多、产地各异 , 商品规格极为复杂 , 致
使石斛成为目前药典收载的中药材中基源最为混乱的
品种之一 , 对其鉴定与质量评价及辨别真伪历来十分
困难。
近年发展的 DNA 指纹图谱技术为生药的分子鉴
定提供了可能 , 限制性内切酶片段长度多态性
(RFL P) 、聚合酶链反应 ( PCR) 、随机扩增多态性
DNA (RAPD) 、扩增的限制性内切酶片段长度多态性
(AFL P) 等分子遗传标记技术已广泛应用于近缘生药
中医药通报·方药研究
Traditional Chinese Medicine Journal 45
? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.品种的研究 , 鉴于分子生物技术在药材质量评价及真
伪方面的优势 , 分子生物技术在石斛鉴定研究中应用
得最多。
DNA分子标记是石斛鉴定应用最广泛的技术。
张铭等[8 ]
利用随机扩增多态性 DNA (RAPD) 技术对
26 种石斛进行了基因组 DNA 多态性分析并构建了聚
类树状图。根据筛选到的 DNA 片段序列 , 将 San2
gon18 引物从 3’端延长至 20bp , 设计特异性的引物
可高效快速鉴定铁皮石斛。徐红等[9 ]
研究黄草石斛
IST片段遗传多态性 , 用一对引物进行 PCR扩增 , 扩
增产物纯化后用双脱氧终止法测序 , 获得核糖体
DNA中 IST和 5. 8 SrDNA 完整序列 , 14 个石斛类群
的 IST1 与 IST2 序列的长度分别为228～233bp 和242
～247bp。用NJ 法根据 IST1 与 IST2 序列数据重建系
统发生树 , 发现两序列在石斛种内保守 , 种间差异较
大 , 与外类群的差异最大 , 因此可作为黄草石斛分子
鉴定的标记。丁小余等建立了 21 种枫斗类石斛的 rD2
NA IST 序列数据库[10 ]
, 对曲茎石斛 (南阳居群) 、霍山石斛 (霍山居群) 、铁皮石斛 (天台居群) 的 rD2
NA IST序列进行比较 , 选出了 7 个碱基位点用作鉴
别曲茎石斛 (南阳居群) 及其近似品种的 DNA 证
据[11 ]。他们[13、 14 ]
用类似方法挑选 15 个碱基位点作为
鉴别束花石斛及其相似品种玫瑰石斛、喇叭石斛、报
春石斛、兜唇石斛的DNA 标记。罗玉明等[11 ]
根据细
叶石斛及其 37 种石斛的 rDNA IST 序列设计位点特
异性 PCR鉴别引物 XY- JBO1 S和 XY- JBO1 X , 对
细叶石斛进行了成功的鉴别。
腾艳芬等[ l2 ]
通过 mat K基因序列分析石斛及其混
品之间的遗传关系 , 将正品石斛与伪品区分开来。张
尊建[8 ]
等建立了密花石斛、马鞭石斛、短棒石斛、鼓
槌石斛和金钗石斛等五种石斛的 HPLC UC 指纹图
谱 , 为石斛的全面质量控制提供依据 ......
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