山药分子分类研究
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山药有效成分及药理作用的研究进展摘要:山药为薯蓣科,具有补肾易肺生津之功效,作为中国传统中医药中一味常用的药材,有极高的营养价值,且价格低廉,适于各种人群食用。
山药功效极多其主要成分包括:多糖、皂苷、山药素、粗纤维、果胶、糖蛋白、黏液质等。
具有美容养颜、增强体质、促进消化等功效关键词:山药;多糖;药理作用有效成分:1.多糖山药多糖可用于预防癌症,同时对免疫调节具有很理想的疗效。
山药多糖由多种糖类组成结构较为复杂,因此山药具有较大的分子质量,且分子质量大小不等。
组成山药的多糖主要有:杂多糖、均多糖、蛋白复合多糖等。
蛋白质构成了山药黏液质的主要成分,甘露醇次之,甘露聚糖和植酸构成了山药黏液质B的复合物。
研究人员先后从山药中提取出山药多糖RDPS—1、山药多糖RP等,研究表明,多糖在山药中含量丰富,含量较高,应该为山药主要药理作用的主要有效成分。
1.微量元素多位研究人员实验证实山药内含有较为丰富的微量元素,其机制可能为山药对微量元素的富集。
研究表明山药含有29种元素,其中磷的含量最高。
不同的发射光谱得到的结果不同,通过离子发射光谱检测到Cu、Co、Zn、Fe等含量仅次于磷。
而通过火焰原子吸收光谱法得到的结果是K、Ca的含量最高,而Zn、Cu的含量较之离子发射光谱得到的结果则相对较低。
研究还发现不同地域土壤和不同品种的山药对各种无机元素的富集量和能力也有很大不同。
1.蛋白质与氨基酸各国研究数据表明山药中氨基酸的含量约达到了1/10,种类在15种以上,各类氨基酸的含量也不尽相同。
丝氨酸、精氨酸在绝大多数山药的游离氨基酸中含量排名第一。
不同品种的山药中所含氨基酸种类都很丰富,约在15-17种以上。
其总含量为2.86%~6.64%,平均含量为4.95%。
1.尿囊素山药中含有尿囊素,尿囊素可广泛应用于临床,具有消炎杀菌、缓解疼痛的作用,此外还可用于麻醉。
尿囊素对治疗皮肤性疾病有较好的作用,其使细胞生长增殖的作用也可用于损伤皮肤的修复。
第二章:怀山药主要成分测定2.1蛋白质含量测定:凯氏定氮法试样处理:称取0.2g ~2. 00 g固体试样或2. 00 g ~5. 00 g半固体试样或吸取10.00 mL~25. 00 mL液体试样(约相当氮30 mg~40 mg),移人干燥的100 mL或500 mL定氮瓶中,加人研碎的0.5g硫酸铜,10 g硫酸钾及20 mL浓硫酸,稍摇匀后于瓶口放一小漏斗,将瓶以45°角斜支于有小孔的石棉网上。
小心加热,待内容物全部炭化,泡沫完全停止后,加强火力,并保持瓶内液体微沸,至液体呈蓝绿色澄清透明后,再继续加热30分钟。
取下放冷,小心加20mL蒸馏水。
放冷后,移人100 mL容量瓶中,并用少量水洗定氮瓶,洗液并人容量瓶中,再加水至刻度,混匀备用。
同时做试剂空白试验。
测定:装好定氮装置,于水蒸气发生瓶内装水至三分之二处,加人数粒玻璃珠,加甲基红指示液数滴及数毫升硫酸,以保持水呈酸性,用调压器控制,加热煮沸水蒸气发生瓶内的水。
向接收瓶内加人10 mL硼酸溶液(20g/L)及1滴~2滴混合指示液,并使冷凝管的下端插人液面下,准确吸取10 mL试样处理液由小漏斗流人反应室,并以10 mL 水洗涤小烧杯使流人反应室内,棒状玻塞塞紧将10 mL氢氧化钠溶液(400 g/L)倒人小玻杯,提起玻塞使其缓缓流人反应室,立即将玻塞盖紧,并加水于小玻杯以防漏气。
夹紧螺旋夹,开始蒸馏。
蒸馏5 min。
移动接收瓶,液面离开冷凝管下端,再蒸馏1 min。
然后用少量水冲洗冷凝管下端外部。
取下接收瓶。
以硫酸或盐酸标准滴定溶液(0. O5mol/L)滴定至灰色或蓝紫色为终点。
同时准确吸取10 mL 试剂空白消化液按上述操作。
2.2山药多糖的含量测定:多糖含量的测定方法采用苯酚-硫酸法苯酚一硫酸法是利用多糖在浓硫酸水合产生高温的作用下,迅速发生水解反应释放出单糖,并迅速脱水生成糠醛衍生物,然后与苯酚缩合生成490nm处有最大吸收峰的有色化合物来进行测定的。
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功能性山药的研究进展和发展前景20090802240 曹芃(徐州工程学院食品(生物)工程学院江苏徐州 221000)摘要:山药,又名土薯、大薯、薯药等。
山药营养丰富,具有很高的药疗价值.本文综述了山药的化学成分,通过这些主要成分研究了山药的功能,对山药抗氧化活性,抗肿瘤活性,抗衰老作用,提高免疫作用,降血糖作用,随着对山药及其主要有效成分的深入研究,山药不仅在中医治疗,而且在细胞分子水平中应用前景更加光明。
关键词:山药;成分;功能性质;前景The study progress and development prospect of Chinese yam2009080240 CAO Peng(College of food science and Bioengineering,Xuzhou Institute of Technology,xuzhou,jiangsu221000,China)Abstract:yam, potato, sweet potato,also known as soil large potato medicine. Yam nutrition is rich, have very high medical value. This article reviews the yam chemical composition,through which the main constituents of the function of Chinese yam yam,antioxidant activity, anti-tumor activity, anti aging effect,enhance immune function, hypoglycemic effect, as the main effective components in Chinese yam and in-depth study,not only in traditional Chinese medicine treatment of yam, but also in the cell and molecular level, application prospect brighter.Key words: Yam; Components; Functional properties; Prospect山药原名薯蓣,为薯蓣科植物薯蓣的根茎.我国主产于河南、山东、河北、山西等地区。
山药的研究进展1、引言山药又称薯蓣,为多年生草本植物,具有健脾益肺、补肾固精、益气养阴等功效。
此外,山药还富含淀粉、蛋白质、脂肪、矿物质及多种维生素等营养成分,是药食同源的典型代表。
近年来,随着人们健康意识的提高,山药的药用价值和食用价值得到了越来越广泛的应用和研究。
2、山药的研究现状山药的研究涉及多个领域,包括分类、种植、加工、药用价值等。
在分类方面,根据《中国植物志》记载,山药属共有27种,其中最常见的为薯蓣和褐苞薯蓣。
在种植方面,山药适宜生长在温暖湿润的气候环境中,土壤以疏松肥沃、排水良好的砂质壤土为佳。
此外,山药的种植技术也在不断发展和优化,以提高产量和品质。
在加工方面,山药可加工成多种食品和药品,如山药粉、山药片、山药粥等食品,以及六味地黄丸、补中益气丸等中药。
这些产品不仅在国内外市场上拥有广泛的需求,也为山药产业的发展带来了巨大的潜力。
在药用价值方面,山药具有多种药理作用,如抗氧化、抗肿瘤、抗炎、抗菌、抗病毒等。
研究表明,山药中的多种成分具有药理活性,如多糖、皂苷、黏液质等。
这些成分在调节免疫功能、改善消化系统、抗疲劳等方面具有一定的作用。
3、山药研究中的问题与挑战尽管山药的研究取得了一定的进展,但仍存在一些问题和不足。
首先,山药的基因组研究相对滞后,目前尚未完成全基因组测序。
此外,山药中的一些特定成分如皂苷和多糖的生物合成途径和调控机制尚不明确。
这给山药品种的选育、改良和利用带来了一定的困难。
此外,在山药种植过程中,常常面临病虫害问题,导致产量和品质下降。
因此,需要加强山药抗性品种的选育和种植技术的推广。
同时,为了满足市场需求,还需要进一步优化山药的加工工艺和技术,提高产品的质量和附加值。
4、山药研究的成功案例分析尽管山药研究中仍存在一些问题和挑战,但仍有许多成功的案例值得我们借鉴和探讨。
例如,某公司成功开发了一种新型的山药粉加工工艺,该工艺采用超微粉碎技术,使山药粉的颗粒更细、更均匀。
118山药是传统的保健食品之一,也是药食同源的植物,在我国很多地方都可种植。
山药味甘平,入肺、归脾、益肾,具有益气养阴之功效,可以治疗慢性肠炎、脾虚久泻、肺虚咳喘等症。
一、中药山药的成分1.脂肪酸。
经气相色谱-质谱法检测,山药中共含有27种脂肪酸,其中饱和脂肪酸18种,在脂肪酸总量中约占51%,主要成分为软脂酸;不饱和脂肪酸9种,在脂肪酸总量中约占49%,主要成分为油酸、亚油酸及亚麻酸。
在所有山药中,怀山药的脂肪酸含量最多,这也是怀山药具有营养保健作用的原因之所在。
2.蛋白质和氨基酸。
山药中富含的蛋白质具有抗羟自由基和DPPH自由基活性的功效,还具有碳酸酐酶活性,可以抑制胰蛋白酶的活性,调节人体的酸碱平衡,并对呼吸系统起到保护作用。
山药中含有多种氨基酸,其中包括多种人体必需的氨基酸,并且山药中的总氨基酸含量越丰富,必需氨基酸的含量就越高。
例如,新鲜怀山药中的粗蛋白含量为3.59%,总氨基酸含量为2.71%,其中必需氨基酸的含量为1.05%,氨基酸种类高达17种之多。
在山药所含的游离氨基酸中,精氨酸和丝氨酸的含量最多,对新鲜山药进行水解氨基酸检测,发现谷氨酸的含量最高,天冬氨酸及精氨酸次之。
另外,部分山药还含有抗突变物质,长期食用有助于预防各类肿瘤疾病。
3.酯类。
山药中含有棕榈酸、-胡萝卜苷、柠檬酸双甲酯、壬二酸、油酸等12种酯类化合物。
4.多糖类。
多糖是山药的主要活性成分,具有抗肿瘤、调节免疫功能的作用。
山药多糖的结构及组成较为复杂,不同的实验分离方式可以提取出不同的多糖成分,如均多糖、杂多糖、糖蛋白等,这些多糖的相对分子质量也各不相同,从几千到几百万都有。
5.尿囊素。
尿囊素是一种乙内酰脲衍生物,在医药、农业、化妆品等领域都有着广泛的应用。
山药中的尿囊素具有麻醉、消炎等功效,有望在鱼鳞病、表皮角化等疾病中药山药的成分及药理学研究的治疗中发挥作用。
近年来,科学家陆续发现了尿囊素的多种药用功能,比如对糖尿病、肝硬化、骨髓炎等疾病都有一定的治疗效果。
中药药理学课程论文----山药的主要成分及药理活性研究目录一、基本情况 (4)1. 性状 (4)2. 产地 (4)3. 有效部位 (4)4. 鉴别 (4)5. 炮制 (5)6. 性味 (5)7. 归经 (5)8. 功能主治 (5)二.提取分离方法 (5)1. 常用提取方法及其优缺点 (5)2. 山药提取工艺及其最佳工艺条件 (7)2.1溶剂提取法 (7)2.2 蛋白酶法 (8)2.3 常规水提法与超声波辅助提取 (8)2.4微波辅助提取 (8)3. 山药多糖的分离纯化、分析与化学结构 (8)3.1分离纯化、分析 (8)3.2 化学结构 (8)4.评价方法 (9)4.1 葡萄糖标准溶液的配制 (9)4.2 6%苯酚溶液的配置 (9)4.3 供试品溶液的制备 (9)4.4 标准曲线的绘制 (9)4.5稳定性试验 (9)4.6 精密度试验 (10)4.7 重复性试验 (10)4.8 加样回收率试验 (10)4.9 供试品溶液含量测定 (10)三.主要化学成分 (10)1. 脂肪酸 (10)2. 蛋白质与氨基酸 (10)3. 酯类等成分 (11)4. 多糖类成分 (11)5. 微量元素 (11)6. 其他成分 (11)四.药理作用 (12)1. 山药多糖的药理作用 (12)1.1抗氧化作用 (12)1.2降血糖、血脂作用 (12)1.3免疫调节作用 (12)1.4 抗肿瘤、抗突变作用 (13)1.5 抗衰老作用 (13)2.山药水提液其他的药理作用 (13)2.1肾缺血再灌注损伤的保护作用 (13)2.2肝损伤的保护作用 (13)3. 山药针对2型糖尿病药理研究的进展 (13)3.1 降低血糖 (15)3.2 改善胰岛素抵抗 (15)3.3 抑制α-葡萄糖苷酶活性 (17)3.4 防治糖尿病并发症 (17)五.主要研究单位 (17)六.参考文献 (18)山药山药(Rhizoma Dioscoreae)为薯蓣科植物薯蓣的块茎(根茎),属多年生缠绕草本植物。
山药种质资源研究引言山药是一种具有丰富营养价值和药用价值的作物,被广泛应用于食品、保健品和药品等领域。
种质资源作为山药产业的基础,对于山药的品种改良、提高产量和品质具有重要意义。
本文将围绕山药种质资源的重要性、现状与应用进行阐述。
背景山药种质资源是指具有特定遗传特征的山药品种及其携带的基因资源。
山药种质资源的重要性主要体现在两个方面:一是为山药的品种改良提供基础材料,提高产量和品质;二是为研究山药的遗传特性、生物学特性及病虫害防治提供基础数据。
山药种质资源按照生态类型可分为野生山药种质资源、栽培山药种质资源和半野生山药种质资源。
现状目前,国内外对于山药种质资源的研究主要集中在品种鉴定、遗传多样性分析和品种选育等方面。
在国内,已建立了山药种质资源圃,并开展了一系列的基础研究工作,如品种的分类与鉴定、种质资源的遗传分析等。
同时,也进行了一些应用研究,如新品种的培育和推广、配套栽培技术等。
然而,在山药种质资源的收集、保存和利用方面仍存在不足,如种质资源流失严重、品种选育进展缓慢等。
重点山药种质资源中的重点种类主要包括具有特殊药用价值、高营养价值、适宜于特定生态条件栽培的山药品种。
这些重点种类具有以下特点:1、特殊药用价值:如铁棍山药,其药用价值较高,被广泛应用于中医临床。
2、高营养价值:如大和芋头山药,其口感良好,营养价值丰富。
3、适宜于特定生态条件栽培:如南方山药,适应于高温多雨的气候条件。
对于这些重点种类,需要进一步深入探讨其生态生物学特性、栽培技术和育种方向等。
例如,研究不同品种的山药对于土壤、气候等环境因素的适应性,开发适用于不同生态条件的栽培技术;通过杂交育种等方法,培育具有优良性状的山药新品种。
应用山药种质资源在农业生产和保健事业中具有广泛的应用。
首先,山药作为一种营养丰富的食品,被广泛应用于膳食搭配和健康饮食中。
同时,山药还具有滋阴补阳、健脾益肾等药用价值,对于多种疾病具有辅助治疗作用。
不同品种山药的健康功效研究进展刘昕玥,王凤忠,范蓓*,王琼*(中国农业科学院农产品加工研究所/农业农村部农产品加工质量安全风险评估实验室/农业农村部农产品质量安全收贮运管控重点实验室,北京 100193)摘 要: 目的:对不同品种山药的功能成分、功效作用及机制的研究进展进行综述,以期为相关功能性产品开发和研究提供科学依据。
方法:以山药、品种、功能成分、功效作用机制等为检索词在古籍以及中国知网、万方数据库、维普数据库、PubMed 、Web of Science 等数据库查找相关文献进行归纳、整理和分析。
结果:山药作为一种具有悠久药用历史的天然的传统中药材,功能活性成分十分丰富,包括多糖类、皂苷类、多酚类、尿囊素等,具有抗衰老、降血糖、降血脂、增强免疫等作用,对功效作用机制以及活性成分之间相互作用机制还不明确。
结论:山药在药用和健康食品开发方面具有较好的应用前景,应加大对其结构、功效作用及机制和相关产品的研究。
关键词: 山药;不同品种;功能成分;功能机制;研究进展山药属于薯蓣科多年生植物,根部可以入药[1]。
山药益气养阴、补脾润肺、补肾强身[2],临床上多用于脾虚食少、肺虚喘咳、肾虚遗精、虚热消渴等症的治疗。
山药的功能成分包括多糖、尿囊素、皂苷、多酚类化合物等,其中各种成分既独立起效又协同作用,构成了山药丰富多样的药理作用和营养保健功能。
现代研究证实,山药具有提高免疫力、抗衰老、降血糖、降血脂等药理功效。
本文针对不同品种山药的主要功能活性成分、功效以及机制进行概述与分析,旨在为深入研究山药的健康功效及产品研发提供参考。
1 山药主要品种基本情况目前,世界发现600多个山药品种,主要生长在温暖、潮湿、多雨的环境。
我国山药品种有100多个,主要有55个种属、11个变种和1个亚种,具有市场影响力的品种32个,在海拔50~1 950 m 地区均有种植,形成了以长江为界的北方种植区和南方种植区,不同地区繁育和选育出适宜本地区自然环境和气候的栽培模式和品种。
收稿日期:2011-09-03基金项目:徐州市科技计划项目(XZZD0924);徐州工程学院2011年度大学生创新创业基金项目,徐州工程学院校级培育项目(XKY2011110)作者简介:侯进慧(1980-),山东峄县人,男,讲师,博士,主要从事生物工程方向研究.第26卷第4期徐州工程学院学报(自然科学版)2011年12月Vol.26No.4Journal of Xuzhou Institute of Technology(Natural Sciences Edition)Dec.2011山药分子分类研究侯进慧,陈宏伟,高兆建,董玉玮,周玲洁,张 悦,蔡 侃(徐州工程学院,江苏徐州 221006) 摘要:提取山药基因组和叶绿体DNA作为模板,分别扩增山药核糖体18SrDNA和叶绿体核糖体16SrDNA片段.测序获得1 646bp的山药核糖体18SrDNA和1 351bp的山药叶绿体核糖体16SrDNA,GenBank登录号分别是JF703101和JF703100.将以上两个基因片段分别与Gen-Bank中的一些物种的相关序列进行序列对比,结果表明,18SrDNA序列相似度较大,物种间差异较小.而叶绿体16SrDNA序列在分析不同科的物种演化关系上有较高的分辨率,为分子水平上山药资源的研究提供了资料.关键词:山药;叶绿体;18SrDNA;16SrDNA中图分类号:Q751 文献标志码:A 文章编号:1674-358X(2011)04-0051-05多年生缠绕性草本植物山药(Dioscorea opposita Thunb.)也称薯蓣,分类上属于单子叶植物纲(Liliop-sida),薯蓣目(Dioscoreales),薯蓣科(Dioscoreaceae),薯蓣属(Dioscorea).山药生长有肥大的地下块茎,是重要的食用和药用植物.在《本草纲目》中记载,山药具有“益肾气,健脾胃,止泻痢,化痰涎,润皮毛”等功效.它的药性平和,补而不腻,补而不滞,在临床上常能产生意想不到的功效.相关研究表明,山药具有多种生物活性,其主要功效成分是山药多糖[1-3]. 高等植物具有核基因组和核外基因组.核基因组中的核糖体RNA基因(rDNA)在分子结构上是多拷贝串联重复序列,一个重复单位由5.8S、18S、26S编码区和一些间隔区组成.5.8S、18S、26S三种核糖体RNA基因的演化速率较慢,常用于分析植物在科级和科级以上的系统发育.而18SrDNA因其长度适中,因此是植物分子系统研究中常用基因片段.叶绿体基因组(chloroplast DNA,cpDNA)是植物核外基因组的特有部分,呈闭环双链DNA分子,长度大多在120~160kb之间,占到植物总DNA质量分数的10%~20%[4].作为细胞质DNA的cpDNA是通过母系单向遗传的,由于其在细胞分裂时不经受核基因的重组,成了一个独立的遗传单位,可用来分析植物物种的遗传变异和演化关系[5]. 本文使用PCR的方法首次分析了山药核糖体的18SrDNA和叶绿体的16SrDNA的片段,通过测序获得了基因序列,对GenBank数据库中相近物种的序列进行了比对分析,并结合传统分类学研究资料,对药用植物山药的分类学问题进行了探讨.1 材料与方法1.1 材料 健康的山药样品采自于徐州铜山县农民种植菜地,采摘后立即带到实验室进行研究分析. 植物基因组提取试剂盒、DNA胶回收试剂盒和分子生物学试剂Long Taq、DNA Marker等购自天根生化科技(北京)有限公司.生化分析试剂购自国药集团化学试剂有限公司.PCR引物合成自上海生物工程技术服务有限公司.1.2 基因组DNA和叶绿体DNA的提取 基因组DNA参照植物基因组提取试剂盒的方法提取.将表面灭菌的山药置无菌研钵中,加入适量液氮研磨成粉末,提取山药基因组DNA.叶绿体DNA参照文献[6]的方法提取.将山药绿叶进行组织匀浆,差速·15·离心分离,密度梯度离心,分离提取叶绿体,再使用苯酚/氯仿抽提获得叶绿体DNA.将DNA放置-20℃保存.1.3 rDNA序列扩增 在Biometra PCR仪上,使用LA-Taq DNA聚合酶扩增山药核糖体的18SrDNA和叶绿体的16SrDNA序列.反应条件是94℃预变性3min,94℃变性60s,56℃退火60s,72℃延伸90s,反应25个循环,72℃延伸10min.核糖体18SrDNA引物是:F:5′-GTAGTCATATGCTTGTCTC-3′和R:5′-TCCGCAGGT-TCACCTACGGA-3′[7].叶绿体16SrDNA序列的引物是:F:5′-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3′,R:5′-GGTTACCTTGTTACGACTT-3′[8].1.4 克隆测序 胶回收目的DNA片段,与载体连接,用于测序.连接体系是:1μL T4DNA连接酶缓冲液、1μL pGEM-T载体、1μL T4DNA连接酶、3μL回收的DNA片段,用灭菌ddH2O补充体积至10μL.16℃连接4h,转化DH5α感受态细胞,筛选转化子,提取质粒送生物公司测序.1.5 序列分析 将测序获得的序列提交到NCBI GenBank数据库中,获得accession number.使用DNAMAN软件将韭菜与GenBank中的序列相近的一些物种18SrDNA序列进行序列对比,分析相关序列,构建演化树.2 结果与分析2.1 DNA片段的扩增 使用琼脂糖凝胶电泳检测扩增出的山药18SrDNA和叶绿体16SrDNA片段如图1所示.图1 扩增DNA片段的电泳结果2.2 序列的测序 经生物公司测序,利用软件进行序列拼接,获得1 646bp的山药核糖体18SrDNA(GenBank no.JF703101)和1 351bp的山药叶绿体核糖体16SrDNA(GenBank no.JF703100)(图2、图3).2.3 山药分类分析 使用NCBI的BLAST程序获得GenBank数据库中18SrDNA与山药相近的序列,确定相关物种的类别,分析山药与相关物种的分类关系(图4).分析结果显示,山药18SrDNA序列与双子叶植物纲(Dicotyle-doneae)的西红柿(Solanum lycopersicum,AC215459)、烟草(Nicotiana tabacum,AJ236016)、蛾蝶花(Schi-zanthus pinnatus,AF207016)、腋花矮牵牛(Petunia axillaris,AJ236020)、四倍体马铃薯(Solanum tuberos-um,X67238)、毛蕊花(Verbascum thapsus,AF207051)等物种序列相似度较高. 分析GenBank数据库中叶绿体16SrDNA与山药相近的序列(图5).分析结果显示,山药与同属薯蓣科的另外两物种龟甲龙(Dioscorea elephantipes,EF380353)和(Dioscoreasp.Qiu 94044,DQ629457)聚类到一起.与单子叶植物纲的棕榈科(Palmae)、岩菖蒲科(Tofieldiaceae)和天门冬科(Asparagaceae)三个科的相似度较高.结果还显示,双子叶植物纲的原双子叶植物美国蜡梅(Calycanthus floridus,DQ629462)、黑花腊·25·徐州工程学院学报(自然科学版) 2011年第4期梅(Calycanthus fertilis var.ferax,AJ428413)和Austrobaileya scandens(DQ629585)三种植物聚类到一起,与单子叶植物纲岩菖蒲科Tofieldiaceae的Tofieldia calyculata(DQ629454)有较近的演化关系.ATTCAGACTGTGAAACTGCGAATGGCTCATTAAATCAGTTATAGTTTGTTTGATGGTATCTACTACTCGGATAACCGTAGTAATTCTAGAGCTAATACGTGCAACAAACCCCGACTTCTGGAAGGGATGCATTTATTAGATAAAAGGTCGACGCGGGCTCTGCCCGTTGCTGCGATGATTCATGATAACTCGACGGATCGCACGGCCATCGTGCCGGCGACGCATCATTCAAATTTCTGCCCTATCAACTTTCGATGGTAGGATAGTGGCCTACCATGGTGGTGACGGGTGACGGAGAATTAGGGTTCGATTCCGGAGAGGGAGCCTGAGAAACGGCTACCACATCCAAGGAAGGCAGCAGGCGCGCAAATTACCCAATCCTGACACGGGGAGGTAGTGACAATAAATAACAATACCGGGCTCTATGAGTCTGGTAATTGGAATGAGTACAATCTAAATCCCTTAACGAGGATCCATTGGAGGGCAAGTCTGGTGCCAGCAGCCGCGGTAATTCCAGCTCCAATAGCGTATATTTAAGTTGTTGCAGTTAAAAAGCTCGTAGTTGGACTTTGGGATGGGCCGGCCGGTCCGCCCTATGTGTGCACCGGTCGTCTCGTCCCTTCTGTCGGCGATGCGCTCCTGGCCTTAATTGGCCGGGTCGTGCCTCCGGCGCTGTTACTTTGAAGAAATTATAGTGCTCAAAGCAAGCCTACGCTCTGTATACATTATCATGGGATAACATTATAGGAATTCGGTCCTATTACGTTGGCTTCGGGATCGGAGTAATGATTAACAGGGGACAGTCGGGGGCATTTGTATTTTCATAGTCAGAGGTGATATTCTTGGATTTTATGAAAGACGAACAACTGCGAAAGCATTTGCCAAGGATGTTTTCATTAATCAAGAACGAAAGTTGGGGGCTCGAAGACGATCAGATACCGTCCTAGTCTCAACCATAAACGATGCCGACCAGGGATCGGCGGATGTTGCTTTTAGGACTCCGCCGGCACCTTATGAGAAATCAAAGTTTTTGGGTTCCGGGGGGAGTATGGTCGCAAGGCTGAAACTTAAAGGAATTGACGGAAGGGCACCACCAGGAGTGGAGCCTGCGGCTTAATTTGACTCAACACGGGGAAACTTACCAGGTCCAGACATAGTAAGGATTGACAGACTGAGAGCTCTTTCTTGATTCTATGGGTGGTGGTGCATGGCCGTTCTTAGTTGGTGGAGCGATTTGTCTGGTTAATTCCGTTAACGAACGAGACCTCAGCCTGCTAACTAGCTATGCGGAGGTATCCCTTCGCGGCCAGCTTCTTAGAGGGACTACGGCCTTTTAGGCCGCGGAAGTTTGAGGCAATAACAGGTCTGTGATGCCCTTAGATGTTCTGGGCCGCACGCGCGCTACACTGATGTATTCAACGAGTTTATAGCCTTGGCCGACAGGCCCGGGTAATCTTTGAAATTTCATCGTGATGGGGATAGATCATTGCAATTGTTGGTCTTCAACGAGGAATTCCTAGTAAGCGCGAGTCATCAGCTCGCGTTGACTACGTCCCTGCCCTTTGTACACACCGCCCGTCGCTCCTACCGATTGAATGATCCGGTGAAATGTTCGGATCGCGGCGACGTGGGCGGTTCGCTGCCCG图2 山药18SrDNA序列CATGCAAGTCGGACGGGAaGTGGTGTTTCCAGTGGCGGACGGGTGAGTAAGGCGTAAGAACCTGCCCTTGGGAGGGGAACAACAACTGGAAACGGTTGCTAATACCCCGTAGGCTGAGGAGCAAAAGGAGGAATCCGCCCGAGGAGGGGCTCGCGTCTGATTAGCTAGTTGGTGAGGCAATAGCTTACCAAGGCGATGATCAGTAGCTGGTCCGAGAGGATGATCAGCCACACTGGGACTGAGACACGGCCCAGACTCCTACGGGAGGCAGCAGTGGGGAATTTTCCGCAATGGGCGAAAGCCTGACGGAGCAATGCCGCGTGGAGGTAGAAGGCCCACGGGTCGTGAACTTCTTTTCTCGGAGAAGAAGCAATGACGGTATCTGAGGAATAAGCATCGGCTAACTCTGTGCCAGCAGCCGCGGTAAGACAGAGGATGCAAGCGTTATCCGGAATGATTGGGCGTAAAGCGTCTGTAGGTGGCTTTTCAAGTCCGCCGTCAAATCCCAGGGCTCAACCCTGGACAGGCGGTGGAAACTACCAAGCTGGAGTACGGTAGGGGCAGAGGGAATTTCCGGTGGAGCGGTGAAATGCGTAGAGATCGGAAAGAACACCAACGGCGAAAGCACTCTGCTGGGCCGACACTGACACTGAGAGACGAAAGCTAGGGGAGCAAATGGGATTAGATACCCCAGTAGTCCTAGCCGTAAACGATGGATACTAGGCGCTGTGCGTATCGACCCGTGCAGTGCTGTAGCTAACGCGTTAAGTATCCCGCCTGGGGAGTACGTTCGCAAGAATGAAACTCAAAGGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGTTTAATTCGATGCAAAGCGAAGAACCTTACCAGGGCTTGACATGCCGCGAATCCTCTTGAAAGAGAGGGGTGCCCTCGGGAACGCGGACACAGGTGGTGCATGGCTGTCGTCAGCTCGTGCCGTAAGGTGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAACCCTCGTGTTTAGTTGCCACCATTGAGTTTGGAACCCTGAACAGACTGCCGGTGATAAGCCGGAGGAAGGTGAGGATGACGTCAAGTCATCATGCCCCTTATGCCCTGGGCGACACACGTGCTACAATGGGCGGGACAAAGGGTCGCGATCCCGCGAGGGTGAGCTAACTCCAAAAACCCGTCCTCAGTTCGGATTGCAGGCTGCAACTCGCCTGCATGAAGTCGGAATCGCTAGTAATCGCCGGTCAGCCATACGGCGGTGAATTCGTTCCCGGGCCTTGTACACACCGCCCGTCACACTATGGGAGCTGGCCATGCCCGAAGTCGTTACCTTAACCGCAAGGA图3 山药叶绿体16SrDNA序列·35·侯进慧,等:山药分子分类研究注:括号内是序列登录号.图4 根据山药18SrDNA序列和GenBank相关序列构建的系统发育树注:括号内是序列登录号.图5 根据山药核糖体16SrDNA序列和GenBank相关序列构建的系统发育树3 结论 在植物资源分析和系统分类学的研究中,一般是分析相关植株的解剖学、孢粉学和生理学、细胞遗传学等学科的研究结果,进行表型分析和物种资源的分类.利用数据信息量较大的DNA分子信息,在结合传统分类学方法,可以更好地对植物资源进行系统分类.利用分子序列进行植物资源分析,是当今农业资源分析研究的一个热点[9].本文首次获得了山药18SrDNA和叶绿体16SrDNA序列,使用生物软件,将山药与GenBank中的相近物种的序列进行DNA序列比对分析.分子系统学分析为药用植物山药的分类演化和育种提供了理论依据,对山药的遗传改良和资源开发有重要意义. 在数据库中检索到的与山药18SrDNA序列相近物种都是双子叶植物纲,而山药是属于另外一个纲:单子叶植物纲.这样的结果说明,核基因组中的18SrDNA在植物间的序列相似度较大,演化分析的分辨率较低.18SrDNA序列分析对揭示被子植物中高等级分类群间的系统发育关系具有重要意义.Soltis等利用18SrDNA序列探讨了被子植物系统发育关系,他们选用了223种代表被子植物的所有亚纲,结果发现18S基因树与rbcL基因树结果高度一致,系统阐明了被子植物的系统发育关系[10]. 而叶绿体16SrDNA序列在分析物种演化关系上有较好的分辨效果.叶绿体16SrDNA分析显示,有三个明显的分支群.分支一是蜡梅科(Calycanthaceae)和木兰藤科(Austrobaileyaceae)的三个物种:Calycan-thus floridus、Calycanthus fertilis和Austrobaileya scandens;分支二是棕榈科两个物种:Phoenix dac-tylifera和Elaeis oleifera;分支三是薯蓣科的三个物种:Dioscorea opposita、Dioscorea elephantipes和Di-oscorea sp.Qiu 94044.分支一是较高等的植物类群双子叶植物纲.分支二、三和Tofieldia calyculata、Yuc-ca schidigera属于单子叶植物纲.cpDNA属于单系遗传,只要存在低趋同性的核DNA数据,哪怕是单个位点上固定的分化都能提供一个好的统计结果[11].本研究结果也显示,cpDNA的序列信息为分析科及科以上分类阶元的系统发育提供了重要依据,可弥补传统分类方法的不足.参考文献:[1]明·李时珍.本草纲目:下册[M].北京:人民卫生出版社,1982:1676-1679.·45·徐州工程学院学报(自然科学版) 2011年第4期[2]张红英,赵现敏,崔保安.山药多糖研究进展[J].河南中医学院学报,2006,21(127):87-88.[3]丁玲,王东,张中林,等.不同商品地山药多糖含量的分析[J].辽宁中医药大学学报,2009,11(4):187-188.[4]刘红梅,张宪春,曾辉.DNA序列在蕨类分子系统学研究中的应用[J].植物学报,2009,44(2):143-158.[5]高玉梅.白菜类作物的分类与系统进化的分子研究[DB/OL].中国农业科学院博士学位论文.(2009-09-02)[2011-03-10].http://dlib.edu.cnki.net/kns50/detail.aspx?dbname=CDFD2009&filename=2009152380.nh.[6]卢太白,曾玲,李坤,等.绿色蔬菜叶绿体DNA的提取和纯化[J].西北农业学报,2006,15(1):186-188.[7]杨泽民,章群,谢数涛.湛江等鞭金藻18SrRNA基因序列分析与分类学意义[J].水利渔业,2008,28(2):13-15.[8]邱服斌,刘琳,宋未.人参细胞器核糖体小亚单位DNA的PCR扩增与序列测定[J].生物技术通报,2008(1):124-127.[9]刘志文,韩旭,赵明辉,等.核核糖体DNA在植物系统发育中的应用与研究进展[J].安徽农业科学,2008,36(9):3561-3561.[10]Soltis D E,Kuzoff R K,Conti E,et al.MatK andrbcLGene Sequence Data Indicate thatSaxifraga(Saxifragaceae)is Poly-phyletic[J].Amer J Bot,1996,83(3):371-382.[11]Harris E E,Hey J.X Chromosome evidence for ancient human histories[J].Proc Natl Scl USA,1999(6):3320-3324.Molecular Phylogenetic Analysis of Dioscorea OppositaHOU Jin-hui,CHEN Hong-wei,GAO Zhao-jian,DONG Yu-wei,ZHOU Ling-jie,ZHANG Yue,CAI Kan(Xuzhou Institute of Technology,Xuzhou 221008,China) Abstract:With genome and chloroplast DNA taken as template,Dioscorea opposita 18SrDNA andchloroplast 16SrDNA fragments were amplified.A 1646bp Dioscorea opposita 18SrDNA(JF703101)anda 1351bp chloroplast 16SrDNA(JF703100)were sequenced and submitted to GenBank.Analysis of thetwo fragments with related sequences in GenBank shows that greater similarity lies in 18SrDNA,whilechloroplast 16SrDNA has a good potential in Phylogenetic analysis of species in different family.The pa-per provides data for further research of Dioscorea oppositain molecular level.Key words:Dioscorea opposita;chloroplast;18SrDNA;16SrDNA(责任编辑 崔思荣)·55·侯进慧,等:山药分子分类研究。