天花粉基因条形码鉴定及气候生态适宜性研究

作     者：杨志鹏 

作者单位：淮阴工学院 

学位级别：硕士

导师姓名：孔晶;丁爱忠

授予年度：2020年

学科分类：1008[医学-中药学(可授医学、理学学位)] 10[医学] 

主      题：天花粉 DNA条形码 相关性 气候生态适宜性 

摘      要：天花粉是葫芦科植物栝楼Trichosanthes kirilowii Maxim.或双边栝楼Trichosanthes rosthornii Harms的干燥根。目前,天花粉在中药市场应用广泛,但是其质量参差不齐,本文针对天花粉现有的质量标准中存在的科学与技术问题开展对天花粉的研究,为了更好的开发和利用天花粉资源、进行天花粉的鉴别以及栝楼的种植提供理论支持。主要内容与结论如下:1.天花粉DNA条形码鉴别研究。本研究利用ITS2序列和psb A-trn H序列对天花粉及其混伪品进行鉴别研究,样本来源较为充足,丰富了天花粉的鉴定手段,进而为其他药用植物的鉴定提供方法借鉴。通过采集11份不同产地的天花粉以及3份天花粉的混伪品,利用ITS2和psb A-trn H序列对其进行DNA条形码研究。结果表明:天花粉及其混伪品的扩增效率达到了94%,其ITS2序列和psb A-trn H序列的种间的最小K2P距离都大于种内最大K2P距离,这两个基因序列都可以很好的将天花粉及其混伪品区分开来。构建的NJ树结果表明,ITS2序列和psb A-trn H序列不同产地的天花粉样品聚为有两个小支的大类,混伪品如王瓜根、木鳖根、木薯各自形成一类。因此,本论文构建了以ITS2+psb A-trn H序列的天花粉鉴别方法。2.天花粉有效成分与气候因子的研究。本研究选用的提取方法为丙酮分级沉淀法提取天花粉蛋白、水提醇沉法提取天花粉多糖以及乙醇提取法提取天花粉总皂苷,含量测定法为考马斯亮蓝法测定天花粉蛋白、蒽酮-硫酸比色法测定天花粉多糖以及香草醛-齐墩果酸测定天花粉总皂苷,将天花粉的有效成分与气候因子进行相关性分析。结果表明:不同产地的天花粉有效成分含量存在显著性的差异。天花粉蛋白含量与年均温、1月均温、极端最低温呈显著正相关,与7月均温、极端最高温无相关性;天花粉多糖含量与年均温、1月均温、极端最低温呈显著正相关,与极端最高温呈正相关,与7月均温无相关性。天花粉总皂苷与年均温、1月均温、极端最低温呈显著正相关,与7月均温、极端最高温均呈正相关。天花粉蛋白、天花粉多糖、天花粉总皂苷的含量均与相对湿度和年降水量呈正相关,与经纬度、日照时数呈负相关,与海拔呈正相关,此研究为选取适宜种植条件,提高天花粉的品质提供依据。3.栝楼气候生态适宜性研究。借助GIS技术,结合Max Ent模型得到栝楼当代及未来适宜生态分布区等级图。结果表明,当代栝楼的分布地区涵盖我国中东部大部分地区,最适宜区主要分布长江下游流域、淮河流域、华北平原、四川盆地大部分地区。但在未来气候三种温室气体排放情景RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5的影响下,栝楼的适生区面积有不同程度的减少并且分布变得零散,有向“东缩、向“南缩的趋势,最适宜区集中在长江中下游平原的大部分地区及四川盆地部分地区。且在气候变化的影响下,栝楼生长的最适宜区和适宜区,天花粉的总皂苷含量相对较高,但是天花粉蛋白和多糖含量无明显相关性。栝楼的种植应加大对栝楼合理种植的宣传,选择适宜种植条件,才能确保天花粉的质量,实现天花粉的现代化生产。