【正文】 ........................................................... 20 討論 .................................................................................................................................................. 20 ndhF 作為候選 DNA條形碼的優(yōu)勢 ...................................................................................... 20 通過 GenBank查尋 DNA條形碼研究植物遺傳關(guān)系的可行性 ....................................... 23 結(jié) 論 ................................................................................................ 23 參考文獻 ............................................................................................. 24 致 謝 ................................................................................................ 26 第一章 引 言 1 第一章 引 言 課題背景和意義 菊科是 菊糖完全代替了淀粉作為多聚糖貯存。菊科所含有的倍半萜內(nèi)酯類具有強心、抗癌、驅(qū)蟲、鎮(zhèn)痛等作用。禾本科是種子植物中最有經(jīng)濟價值的大科。是人類糧食和牲畜飼料的主 要來源，也是加工淀粉、制糖、釀酒、造紙、編織和建筑方面的重要原料。紫草科有著名藥用植物紫草、早春野花斑種草、附地菜等，并且有與紫草具有同樣藥效的軟紫草、滇紫草等；有飼料植物聚合草；有觀賞植物基及樹（福建茶）、牛舌草；有油料植物破布木。 隨著生物技術(shù)的發(fā)展，鑒別技術(shù)已從植物形態(tài)鑒別的器官水平，向以顯微粉末為基礎(chǔ)從維管束、薄壁細胞、石細胞等形態(tài)和結(jié)構(gòu)來鑒別的細胞水平發(fā)展，并正向以 DNA鑒別和多態(tài)性分析、化學成分鑒別等為特征的分子水平深入。 隱存種的發(fā)現(xiàn)、識別及形成機制是分類學研究的一個難點。雖然同工酶、RFLP、 RAPD、核基因以及葉綠體 DNA片段等分子手段被相繼用于研究苔蘚植物的隱存種形成機制 , 但是目前已報道的相關(guān)種類不過是冰山一角。近年 , DNA條形碼技術(shù)受到了各國科學家的高度重視 , 已應(yīng)用于分類學、分子系統(tǒng)學、種群遺傳學的研究。 GenBank 數(shù)據(jù)庫和 NCBI GenBank 是一個有來自于 70,000多種生物的核苷酸序列的數(shù)據(jù)庫。每條紀錄都有編碼區(qū)（ CDS）特征的注釋，還包括氨基酸的翻譯。 GenBank屬于一個序列數(shù)據(jù)庫的國際合作組織，包括 EMBL和 DDBJ。 GenBank數(shù)據(jù)庫中的序列信息量大 , 來源物種豐富、涵蓋廣泛 , 盡管尚有一定不足 , 但仍可用于篩選植物候選 DNA條形碼。根據(jù) GenBank中 150條葉綠體ndhF基因的序列 , 采用 BLAST相似性分析 , 評價了這兩個 DNA片段作為植物第一章 引 言 2 DNA條形碼的可行性。 NCBI(美國國立生物技術(shù)信息中心 )理解自然無聲但精妙的關(guān)于生命細胞的語言是現(xiàn)代分子生物學的要求。通過只有四個字母來代表 DNA化學亞基的字母表，出現(xiàn)了生命過程的語法，其最復(fù)雜形式就是人類。闡明和使用這些字母來組成新的 “單詞和短語 ”是分子生物學領(lǐng)域的中心焦點。數(shù)目巨大的分子數(shù)據(jù)和這些數(shù)據(jù)的 隱秘而精細的模式使得計算機化的數(shù)據(jù)庫和分析方法成為絕對的必須。挑戰(zhàn)在于發(fā)現(xiàn)新的手段去處理這些數(shù)據(jù)的容量和復(fù)雜性，并且為研究人員提供更好的便利來獲得分析和計算的工具，以便推動對我們遺傳之物和其在健康和疾病中角色的理解。 它的使命包括四項任務(wù)： ，生物化學，和遺傳學知識的存儲和分析的自動系統(tǒng) 2. 實行關(guān)于用于分析生物學重要分子和復(fù)合物的結(jié)構(gòu)和功能的基于計算機的信息處理的，先進方法的研究 醫(yī)藥治療人員對數(shù)據(jù)庫和軟件的使用。 NCBI通過下面的計劃來實現(xiàn)它的四項目的： NCBI有一個多學科的研究小組包括計算機科學家，分子生物學家，數(shù)學家，生物化學家，實驗物理學家，和結(jié)構(gòu)生物學家，集中于計算分子生物學的基本的和應(yīng)用的研究。這些研究者不僅僅在基礎(chǔ)科學上做出重要貢獻，而且往往成為應(yīng)用研究活動產(chǎn)生新方法的源泉。他們一起用數(shù)學和計算的方法研究在分子水平上的基本的生物醫(yī)學問題。這些問題包括基因的組織，序列的分析，和結(jié)構(gòu)的預(yù)測。目前研究計劃的一些代表是：檢測和分析基因組織，重復(fù)序列形式，蛋白 domain和結(jié)構(gòu)單元，建立人類基因組的基因圖譜， HIV感染的動力學數(shù)學模型，數(shù)據(jù)庫搜索中的序列錯誤影 響的分析，開發(fā)新的數(shù)據(jù)庫搜索和多重序列對齊算法，建立非冗余序列數(shù)據(jù)庫，序列相似性的統(tǒng)計顯著性評估的數(shù)學模型和文本檢索的矢量模型。另外，NCBI研究者還堅持推動與 NIH內(nèi)部其他研究所及許多科學院和政府的研究實驗室的合作。 第一章 引 言 3 菊屬、紫草屬、狗尾草植物 菊屬、紫草屬、狗尾草屬植物的概況 菊屬是菊科 (Asteraceae)的一屬。約 100種，多可供觀賞，主要原產(chǎn)舊大陸亞熱帶及溫帶地區(qū)。栽培種的頭狀花序較野生種大得多。該屬多數(shù)植物葉芳香，互生。頭狀花序上盤花和邊花同時存在或缺邊花。如野黃菊全國均有分 布，紫野菊分布在華東、華北及東北地區(qū)，毛華菊分布在華中，甘菊多分布于東北及華北， 小紅菊多分布于華北及東北，菊花腦產(chǎn)于南京。菊花品種遍布全國各城鎮(zhèn)與農(nóng)村，尤以北京、 南京、上海、杭州、青島、天津、開封、武漢、成都、長沙、湘潭、西安、沈陽、廣州、中山市小 欖鎮(zhèn)等為盛。 8世紀前后，作為觀賞的菊花由我國傳至日本，被推崇為日本國微的圖樣。 為多年生草植物。喜涼爽、較耐寒，生長適溫 18－ 21℃ ，地下根莖耐旱，最忌積澇，喜地勢高、土層深厚、富含腐殖質(zhì)、疏松肥沃、排水良好的壤土。在微酸性至微堿性土壤中皆能生長。而以 。為短日照植物，在每天，每天 12小時以上的黑暗與 10℃ 的夜溫適于花芽發(fā)育。 紫草屬是紫草科的一屬，約 60種，分布于溫帶地區(qū)，我國有 4種，產(chǎn)西南至西北、東北，其中紫草 L. erythrorhizon Sieb. et Zucc. 的根供染料用。一年生或多年生草本或亞灌木；葉互生，全緣；花白色、黃色或青紫色，組成穗狀花序或總狀花序；萼通常分裂，裂片 5，線形；花冠管狀或高腳碟狀，裂片 5，覆瓦狀排列，喉部有時有附屬體或有毛；雄蕊 5。內(nèi)藏，花絲短，花藥長圓形，藥隔 有時伸出成一短尖頭；子房 4裂，胚珠 4顆；小堅果 4，平滑或有小疣體。 狗尾草屬是禾本科，約 140種，分布溫帶和熱帶地區(qū)，我國約 17種，分布甚廣，其中最常見的有狗尾草 S. viridis （ L.） Beauv.，金色狗尾草 （ L. ）Beauv. 和粽葉狗尾草 S. palmifolia（ Willd. ） Stapf等，莖葉可作飼料；粟（小米）S. italica（ L. ） Beauv. 為我國很早就栽培的一種糧食作物，有很多品種和品系。一年生或多年生草本；圓錐花序頂生，圓柱狀或疏展呈塔狀，小穗無芒，有 1－第一章 引 言 4 2小花，全部或部分小穗托以 1至數(shù)枚剛毛，脫落于極短而呈杯狀的小穗柄上，剛毛宿存，第一穎卵形或圓形，比小穗短 1/4至 1/2，第二穎約與小穗等長，第一小花雄性或中性，外稃與第二穎同質(zhì)，第二小花兩性，外稃革質(zhì)，平滑或有皺紋。 種子發(fā)芽適宜溫度為 15~30℃ 。種子出土適宜深度為 2~5cm,土壤深層未發(fā)芽的種子可存活 10年以上。中國北方 4~5月出苗 ,以后隨澆水或降雨還會出現(xiàn)出苗高峰 。6~9月為花果期。一株可結(jié)數(shù)千至上萬粒種子。種子借風、灌溉澆水及收獲物進行傳播。種子經(jīng)越冬休眠后萌發(fā)。適生性強 ,耐旱耐貧瘠 ,酸性或堿性 土壤均可生長。生于農(nóng)田、路邊、荒地。 狗尾草，一年生草本。稈直立或基部膝曲，高 10100cm，基部徑達 37mm。葉鞘松弛，邊緣具較徑的密綿毛狀纖毛；葉舌極短，邊緣有纖毛；葉片扁平，長三角狀狹披針形或線狀披針形，先端長漸尖，基部鈍圓形，幾成栽狀或漸窄，長 430cm，寬 218mm，通常無毛或疏具疣毛，邊緣粗糙。圓錐花序緊密呈圓柱狀或基部稍疏離，直方或稍彎垂，主軸被較長柔毛，長 215cm，寬 413mm（除剛毛外），剛毛長 412mm，粗糙，直或稍扭曲，通常綠色或褐黃到紫紅或紫色；小穗 25個簇生于主軸 上或更多的小穗著生在短小枝上，橢圓形，先端鈍，長，鉛綠色；第 1穎卵形，長約為小穗的 1/3，具 3脈，第 2穎幾與小穗等長，橢圓形，具 57脈；第 1外稃與小穗等長，具 57脈，先端鈍，其內(nèi)稃短小狹窄，第 2外稃橢圓形，具細點狀皺紋，邊緣內(nèi)卷，狹窄；鱗被楔形，先端微凹；花柱基分離。穎果灰白色。花、果期 510月。 葉鞘較松弛，無毛或具柔毛；葉舌具長 1～ 2毫米的纖毛；葉片扁平，長 5～30厘米，寬 2～ 15毫米，頂端漸尖，基部略呈圓形或漸窄，通常無毛。圓錐花序緊密呈圓柱形，長 2～ 15厘米，微彎垂或直立，綠色 、黃色或變紫色；小穗橢圓形，先端鈍，長 2～ ；第一穎卵形，具 3脈，第二穎具 5脈；第一外稃與小穗等長，具 5～ 7脈，有一窄狹的內(nèi)稃。谷粒長圓形，頂端鈍，具細點狀皺紋。花果期夏秋間。 第一章 引 言 5 菊屬、紫草屬、狗尾草屬植物的觀賞價值 菊花是我國名花之一 ,歷時歷代受到人們的喜愛。我國栽培菊花的歷史悠遠 ,長久以來人們在賞菊時形成了一定的品評標準 ,一盆合格的獨本菊應(yīng)具備 :每盆一本 ,著花一朵 ,花大瓣重 ,色澤艷麗 ,葉色墨綠 ,葉片肥大不脫節(jié) ,莖干粗直 ,節(jié)間短密均勻 ,無病蟲害 ,高度約 45cm,能充分體現(xiàn)本品種的特點。 狗尾草初生時是小小的細細的一到兩片的嫩葉，遠望去幾乎不見。然而只需要一場微雨，便足以讓它蓬勃成燎原之勢。雖然根須淺淺地幾乎只是浮在土上，然而若是拔得不徹底或是拔完了仍然扔在地里，那么依舊是不能置它于死地的，只需要一夜的露水，便足以讓它生出新芽或者復(fù)活，其生命力之強，常讓人驚嘆不已。待到稍長大一些，便拔節(jié)生出一根細長的穗來，結(jié)滿了千百顆籽粒，毛茸茸的搖曳在風里，仿佛調(diào)皮的小狗在抖動著尾巴。 菊屬、紫草屬、狗尾草屬植物的藥用價值及其有效成分 菊花除有較高的觀賞價值外，還有很多實用價值?？梢允秤?、茶用 、藥用?！队憧~緲錄》中記載：慈禧愛吃白菊花。廣東人以菊花為酒宴名貴配料。南京人以菊葉做菜入湯。據(jù)說，河南開封人用菊花包餃子，其滋味清香爽口，引人食欲。現(xiàn)已生產(chǎn)的菊花食品有菊花晶、菊花糕、菊花酒等。 菊花為菊科多年生草本植物，是我國傳統(tǒng)的常用中藥材之一，主要以頭狀花序供藥用。據(jù)古籍記載，菊花味甘苦，性微寒 。有散風清熱、清肝明目和解毒消炎等作用。對口干、火旺、目澀，或由風、寒、濕引起的肢體疼痛、麻木的疾病均有一定的療效。主治感冒風熱，頭痛病等。對眩暈、頭痛、耳鳴有防治作用。菊花有野菊和家菊之分，其中家菊清肝 明目，野菊祛毒散火，甘苦微寒 ,清熱解毒 ,對眼睛勞損、頭痛、高血壓等均有一定效用?！侗静菥V目》中對菊花茶的藥效也有詳細的記載：性甘、微寒，具有散風熱、平肝明目之功效。《神農(nóng)本草經(jīng)》認為，白菊花茶能 “主諸風頭眩、腫痛、目欲脫、皮膚死肌、惡風濕痹，久服利氣，輕身耐勞延年。 ” 現(xiàn)代醫(yī)學也研究證實，菊花具有降血壓、消除癌細胞、擴張冠狀動脈和抑第一章 引 言 6 菌的作用，長期飲用能增加人體鈣質(zhì)、調(diào)節(jié)心肌功能、降低膽固醇，適合中老年人和預(yù)防流行性結(jié)膜炎時飲用。對肝火旺、用眼過度導(dǎo)致的雙眼干澀也有較好的療效。 同時，菊花茶香氣濃郁，提神醒 腦，也具有一定的松弛神經(jīng)、舒緩頭痛的功效。中醫(yī)多用以主治目赤、咽喉腫疼、耳鳴、風熱感冒、頭疼、高血壓、瘡療毒等病癥。若長期食用，還有 “利血氣、輕身、延年 ”的功效?，F(xiàn)代臨床醫(yī)學也證明，菊花可擴張冠狀動脈，增加血流量，降低血壓，對冠心病，高血壓，動脈硬化、血清膽固醇過高癥都有很好的療效。 藥用成分：有腺嘌呤、膽堿、水蘇堿（ stachydrine ）、密蒙花甙（ acacetin7rhamnoglucoside）、木犀草素 7葡萄糖甙、大波斯菊甙（ cosmosiin）、刺槐素 7 葡 萄 糖 甙 （ acacetin7glucoside ）、 布 枯 葉 素 7 葡 萄 糖 甙（ diosmetin7glucoside）以及花色素；還含有揮發(fā)油， 油中主含菊花酮（ chrysanthenone）、龍腦、龍腦乙酸酯等。尚含花色素 3丙二酰葡萄糖甙[cyanidin3O（ 6C malonylβDglucopyranoside]。 紫草最先作為中藥，但也能提煉制成西藥。作為中藥的功能主治涼血，活血，解毒透疹。用于血熱毒盛、斑疹紫黑、麻疹不透、瘡瘍、濕疹、水火燙傷。清熱涼血，用于麻疹，