苍术属植物的遗传关系研究

摘要: 运用对PCR 产物直接测序的方法测定了苍术属8 种植物的ITS 序列和叶绿体atpB-rbcL、psbB-psbF和trnL-trnF 基因间隔区序列。计算了不同种间ITS 序列、atpB-rbcL+psbB-psbF+trnL-trnF 序列的碱基差别 (转换值/颠换值) 和Kimura 遗传距离。序列数据经排列后进行UPGMA 法分析，结果显示：① 罗田苍术-苍术和辽东苍术-朝鲜苍术各自构成一个分支，再参照分支内各植物之间的遗传距离值，认为将罗田苍术作为苍术变种不适宜；② 鄂西苍术与属内其余植物亲缘关系都较远，在属内处于原始地位；③ 支持将辽东苍术归入朝鲜苍术, 将北苍术作为苍术的一个变种处理。

    菊科苍术属 (Atractylodes DC.) 是一个分布于东亚地区的属， 除鄂西苍术Atractylodes carlinoides(Hand.-Mazz.) Kitam.因其根茎不发达而不作药用外,其余均以根茎作药材使用[1]。长期以来，对于苍术属植物种及种下等级的划分一直存在着争议[1−7]。刘慎谔[2]将北苍术定为种，并在其下划分出全叶苍术A.chinensis var. simplicifolia、辽东苍术A. chinensis var.
liaotungensis Kitag.和赤峰苍术A. chinensis var. quinqueloba等几个变种。傅舜谟等[4]主张将北苍术作为苍术A.1ancea (Thunb.) DC.的变种A.1ancea (Thunb.) DC.var. chinensis (Bunge) Kitam.更合适。郭允珍等[1]同意将北苍术作为苍术的变种，同时将全叶苍术、赤峰苍术和辽东苍术作为北苍术的变型处理。林镕和石铸[5,6]将茅苍术和北苍术合并为苍术A. 1ancea (Thunb.)
DC.。胡世林等[8, 9]认为分布于大别山区罗田县、金寨县等地的苍术是一个新的地理亚种，命名为罗田苍术A. lancea (Thunb.) DC. subsp. 1uotianensis Hu etFeng。
    分子生药学是生药学与分子生物学相互融合而形成的一门新兴交叉学科，它在药用植物的亲缘鉴定、系统发育等方面的研究日益显现出旺盛的生命力[10]。目前，已有不少学者开展了苍术类药材分子生药学研究。如Mizukami 等[11−13]开展了苍术属植物rDNA RFLP 分析和叶绿体trnK 基因系统发育研究,Kohjyouma 等[14]、任冰如等[15, 16]和郭兰萍等[17]开展了苍术RAPD 分析，Shiba 等[18]对苍术、北苍术、朝鲜苍术、关苍术和白术5 种苍术属植物的252 个样品进行了核基因组ITS 区序列分析，葛燕芬等[19]对上述5 种苍术属植物叶绿体trnL-trnF 序列进行了测定和比较分析。以上研究表明，分子生药学研究可以为苍术属植物的遗传进化和亲缘关系研究提供较好的
证据。同时，由于不同分子标记在不同类群中的分辨率有所不同，上述研究仍未能很好地解决苍术属植物分类上存在的问题。

    ITS 序列存在于高度重复的核糖体DNA 中，是高度重复的串联序列单位，具位点内或位点间的协同进化。被子植物ITS 区长度较稳定，总长度为600～700 bp，能提供较丰富的信息位点，PCR 扩增及测序简单易行。因此，ITS 序列已成为在序列水平上探讨科内属间及属下种间关系十分有效的手段[20, 21]。叶绿体DNA (cpDNA) 具有分子质量小、结构简单和有独立的进化路线等优点[10]。而在特定的cpDNA 非编码区存在相对较高的核苷酸置换率[22]，从而使之在种间和种内都拥有较高的遗传变异[23]，这对于较近分类群的研究有重要价值。为此，本文尝试采用ITS序列分析以及叶绿体atpB-rbcL 、psbB-psbF 和trnL-trnF 序列分析，为苍术属植物相关种的界定、亲缘关系和系统发育等进行分子生药学方面的研究。