第 19卷第 1期

    2005年 3月

    上 海 中 医 药 大 学 学 报

    ACT A UN I VERSIT ATIS TRAD ITI ON I SMED I CAL I S SI NENSIS PHARMACOLOGI AEQUE SHANGHA I

    Vol . 19 No . 1

    Mar . , 2003

    石斛属药用植物分子生物学研究

    魏小勇 广州中医药大学基础医学院 (广东 广州 510405)

    方 花 广州中医药大学护理学院 (广东 广州 510405)

    摘要: 目的 为进一步研究开发石斛属药用植物提供理论基础。方法 就近年来国内外有关石斛分子生物学方面研

    究进行了系统归纳和概括。结果 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。结论 石斛属药用植物分子生物学研究为有效利用、 开发、 保护及开拓石斛资源创造了条件,也为以突

    变体和生物检测方法来克隆中药有效成分的功能基因探索了一条新路子。

    关键词: 石斛;分子鉴定;基因工程

    中图分类号: R282. 710. 3 文献标识码: A 文章编号: 10082 861X(2005) 012 00472 03

    [基金项目 ] 广东省中医药局基金资助项目 (402003, 303005)。

    [作者简介 ] 魏小勇 (19692 ) ,男 ,湖南永州人 ,讲师 ,硕士 ,主

    要从事中药生物工程及组织细胞工程研究。

    石斛为传统名贵中药材 ,为兰科 (O rchidaceae)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 ,其具有“ 滋阴养胃、 清热生津、 润肺止咳、 明

    目强身 ” 之功效 ,《神农本草经 》 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、 扩张血管及抗血小板凝集、 有效减轻肝损伤等作用 ,对

    眼科疾病也有明显的治疗作用[ 1 - 2 ]。因此石斛在临床上及

    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。但由于石斛对环境

    的要求十分严格 ,自然条件下 ,种子萌发率极低 ,生长极缓

    慢 ,再加上过度采挖及环境的恶化 ,药材资源日趋枯竭。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 ,不能满足药材市场的需求。因此石斛药源一直处于相当

    紧张状态 ,亟待解决[ 3 - 4 ]

    ,应用现代生物技术和现代农业技

    术来解决才是长远之计 ,故笔者特就药用石斛的分子生物学

    研究情况作一概括。

    1 石斛的分子鉴定研究

    由于石斛生境十分独特 ,资源稀少 ,加之人为滥采和生

    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 (RFLP)、 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 (AFLP)等分子遗传标记技术已广泛应

    用于近缘生药品种的研究 ,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。Lan

    等[ 5 ]

    对 16种石斛内转录间隔区 ITS2进行了 DNA测序 ,结

    果表明 ,种间差异平均达到 1214% ,与外类群几杂质的差异

    率分别为 2918%和 1818% ,而种内差异只有 1% ,因而认为

    ITS2可作为区分石斛种间、 石斛与外类群的分子标记。张铭

    等[ 6 ]

    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 Sangon18引物从 3’ 端延长至 20

    bp,设计特异性的引物可高效快速鉴定铁皮石斛。徐红等[ 7 ]

    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 518Sr DNA 完整序列 , 14个石斛类群的 IST1与

    IST2序列的长度分别为 2282 233bp和 2422 247bp。用邻接法

    (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[ 8 ]

    建立

    了 21种枫斗类石斛的 r DNA IST序列数据库 ,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

    r DNA 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。他们[ 8 - 12 ]

    ? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.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[ 9 ]

    根据细叶石斛及其他 37种石斛的 r DNA IST序

    列设计位点特异性 PCR 鉴别引物 XY2 JB01 S和 XY2 JB01

    X,对细叶石斛进行了成功的 DNA分子鉴别。腾艳芬等[ 10 ]

    通过 mat K基因 (叶绿体基因、 编码成熟酶 K)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

    尊建等[ 13 ]

    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 ......