基于遺傳與化學的雷公藤與昆明山海棠比較研究.pdf

1、雷公藤屬植物是重要的藥用植物，藥理研究表明該屬植物具有抗炎、抗腫瘤及免疫抑制等作用，臨床常用于治療類風濕、系統(tǒng)性紅斑狼瘡自身免疫性等疾病。雷公藤（Tripterygium wilfordiiHook.f.）與昆明山海棠(Tripterygiumhypoglaucum(Levl.) Hutch)是中藥雷公藤的主要來源，二者親緣關系及臨床應用是否具有可替代性一直是雷公藤屬植物研究的熱點。本論文主要以雷公藤和昆明山海棠為研究對象，進行了大量的

2、野外樣品采集及調(diào)查工作，應用代謝組學、分子遺傳分析等研究方法比較雷公藤與昆明山海棠的差異。主要研究內(nèi)容包括:
　　1、雷公藤與昆明山海棠野生資源、栽培狀況及市售藥材性狀調(diào)查。
　　2、基于UPLC-Q-TOF-MS技術對9個不同產(chǎn)地的雷公藤與昆明山海棠的根的整體代謝輪廓進行差異分析?；赨PLC-Q-TOF-MS技術對，雷公藤（3個具有典型雷公藤葉片特征的居群）與昆明山海棠（2個具有典型昆明山海棠葉片特征的居群）的葉片進行差

3、異代謝產(chǎn)物分析。
　　3、利用分子譜系地理的研究方法對雷公藤與昆明山海棠直線距離超過50公里的14個居群進行研究分析，探索雷公藤與昆明山海棠的種間關系。并利用SSR技術進一步研究雷公藤的遺傳多樣性與遺傳分化。
　　研究結(jié)果:
　　1、野生雷公藤與昆明山海棠多分布在疏林下或光照強度較低的區(qū)域，且形態(tài)變異較大。光照、水分、土壤等對兩種植物的生長和分布有一定的影響。野生雷公藤資源人為干擾嚴重，資源量急劇萎縮。昆明山海棠生于高

4、山密林中，且采集難度較大，人為干擾狀況較輕。雷公藤與昆明山海棠人工種植的繁殖方式主要為扦插育苗。市售雷公藤藥材商品規(guī)格不統(tǒng)一，根、根莖和莖均被當作雷公藤藥材在市場流通。
　　2、系統(tǒng)聚類分析和PCA分析的結(jié)果均表明雷公藤與昆明山海棠的代謝組成分存在較明顯的差異，整體上有分為二類的趨勢。但是二者整體代謝輪廓上并沒有明顯的界限存在，總體上呈現(xiàn)一定的地域性。福建泰寧(FTN)被認為雷公藤的道地產(chǎn)區(qū)，系統(tǒng)聚類分析與PCA分析結(jié)果均表明該地

5、區(qū)的雷公藤的代謝特征有別于其他地區(qū)的同種植物，同時又與部分地區(qū)的昆明山海棠的代謝特征相近?；赨PLC-Q-TOFMS技術共篩選了23個化合物作為區(qū)分雷公藤與昆明山海棠葉片的重要生物標志物，這23個化合物分別為生物堿類化合物、低聚黃烷醇類化合物、槲皮素類及山柰酚類化合物。
　　3、雷公藤與昆明山海棠的14個居群被分成了8個單倍型，單倍型網(wǎng)絡樹狀圖與Nei's系統(tǒng)進化樹結(jié)構(gòu)相同，二種計算結(jié)果均可將8個單倍型劃分為4組。從地理結(jié)構(gòu)上看

6、，劃分的4個組均呈現(xiàn)明顯的地域性和不同的生態(tài)特征，表明環(huán)境因子與雷公藤和昆明山海棠遺傳分化有關。單倍型Hap4是居群ZLX、XYY（雷公藤）與居群XLH（昆明山海棠）的共享單倍型，證明雷公藤與昆明山海棠為同種植物。微衛(wèi)星研究表明雷公藤居群具有豐富的遺傳多樣性(Ho=0.46255，He=0.4016，A=3.0500，Ne=2.0796，I=0.6958)。雷公藤遺傳分化研究結(jié)果顯示，雷公藤的遺傳變異有42％來源于居群間(Gst=0.4

7、20，F(xiàn)st=0.436)，結(jié)果與分子方差分析結(jié)果（41％變異源于居群間）相近。表明雷公藤各居群間已經(jīng)具有了明顯的遺傳分化趨勢，基因流Nm=0.324(Nm＜1)進一步表明雷公藤居群間可能由于遺傳漂變而發(fā)生了明顯的遺傳分化。基于Nei's(1972)方法得到的遺傳相似性數(shù)據(jù)與各居群的地理距離、海拔高度進行Mantel檢驗，結(jié)果顯示雷公藤的遺傳一致性與海拔高度呈顯著相關性(r=0.609，P＜0.01，y=5.719x+16.812, R

8、2=0.2148)，地理距離較顯著相關(r=-1.1191，P＜0.05，y=-0.0038x+22.801, R2=0.0761)。
　　結(jié)論:
　　1、人為因素是雷公藤的資源量正在急劇萎縮和部分地區(qū)昆明山海棠資源也急速萎縮的主要原因。深入的開展雷公藤與昆明山海棠的人工種植，有利于緩解二者野生資源量迅速萎縮的現(xiàn)狀。目前市售雷公藤藥材的商品無統(tǒng)一規(guī)格，植物的根、根莖和莖均被當作雷公藤藥材在市場流通。在市場流通與臨床用藥中有必

9、要加強相關的監(jiān)管和監(jiān)測工作，以保證雷公藤各藥用部位的安全合理用藥。
　　2、雷公藤與昆明山海棠根的代謝產(chǎn)物特征呈現(xiàn)一定的地域性，二者整體代謝輪廓上并沒有明顯的界限存在。海拔、土壤等各種生態(tài)因子均可能是導致兩種植物之間及同種植物不同產(chǎn)地之間代謝差異的重要因子。雷公藤與昆明山海棠葉片的化學成分具有一定的相似性，黃烷醇類化合物、槲皮素類及山柰酚類化合物是植物重要的光保護作用物質(zhì)（如抵御強光輻射、過濾紫外輻射、清除植物體內(nèi)自由基等），其相