人参属分子年龄标记物的识别与开发研究

Authentication of the age of a certain medicinal plant is a difficult issue in Chinese herbal medicine for the lack of universal marker or uniform detect method. Ginseng, include ginseng, American ginseng and noto-ginseng, which are the roots of Panax L., has been used in Oriental medicine as a stimulant and dietary supplement. Older ginseng plants are substantially more medically potent, but ginseng age can be simulated using unscrupulous cultivation practices. Therefore, effective methods for identifying the age of ginseng roots are urgently needed to improve quality control and protect the interests of ginseng consumers. In this project, we use rhizoma panzcis majoris as model species to exploit age-related biomarker. By using telomere restriction fragments method to analysis its telomere length and screen age-related miRNA in the same individual, mathematical modening between age and biomarker will established. Thus, universal age marker obtained and new age identification method could have established. This new method could be applied as quality standards in ginseng quality control.

药用植物生长年限的鉴别研究一直是中药鉴别的热点和难点问题，目前缺乏统一的检测标记和检测方法。人参属植物为多年生药用植物，药材质量与生长年限长短具有密切关系。然而受检查技术和手段的限制，目前仍然缺乏稳定可控的年龄标记物，无法有效控制和评价人参属药材质量，乃至造成资源的浪费。本课题拟利用人参属药用植物珠子参一年生长一个串珠(节)的特性，从同一株珠子参的不同串珠中开发识别人参属通用年龄标记物，通过对代表不同年限的串珠端粒长度和miRNA进行开发，寻找出合适的年龄标记物构建出年龄标记物与人参属药用植物生长关系数学模型，建立人参属药用植物年限检测方法，对其适用性进行考察，并应用于相关人参属药材的质量标准，以提高中药材尤其是多年生中药的质量控制水平。

药用植物生长年限鉴别是中药鉴定的难点问题，目前仍缺乏有效鉴别手段。人参属是其中的典型代表。前期研究已初步表明端粒与人参生长年限具有相关性，但仍缺乏合适的鉴别方法，且是否可以拓展到人参属其他物种仍需进一步研究。本项目在前期研究的基础上，开展了人参属分子年龄标识物的识别与开发研究，主要研究成果如下：.（1）建立了人参属物种端粒qPCR快速检测方法，其端粒拷贝数T与DNA含量相关性为0.9809，PGK1拷贝数S与DNA含量相关性为0.9617，具有良好的线性范围。传统端粒末端限制性片段TRFs与新方法进行方法结果一致性R=0.8705。考察了生长年限、产地及不同生长季对人参端粒长度的影响。发现主根在不同生长季和不同生长年限端粒长度均出现一定变异，而叶受生长年限和生长季影响较小。（2）建立了人参属原植物、药材及其制品PCR鉴别方法，设计了人参，西洋参特异性DNA分子标记，可扩出166 bp的物种特异性鉴别条带，用于对易于混杂样本，尤其是人参和西洋参进行PCR鉴别。（3）对每间隔2年的珠子参串珠和叶样本进行转录组和小RNA组测序。获得10个与年限高度相关小RNA分子标记并进行了验证，其中bdi-miR398a和gra-miR157b可在原植物及干燥药材中检出，且与年限呈线性关系，可作为人参属药材小RNA年龄标识物。对比miRNA、端粒和mRNA检测结果，端粒仍是合适的人参属分子年龄标识物。