【正文】 (Pennisi,2022)、rpoC1 (Chase et al., 2022)、rpoB (Chase et al.,2022), 以及5個不同的片段組合(Pennisi, 2022)被提議為陸生植物候選DNA 條形碼。 Erickson, 2022)、trnL intron (Taberlet et al.,2022)、trnHpsbA (Kress et al., 2022。 （3）以往的研究在取樣上尺度較大,而對具體類群的研究較少, 1個科或1個屬只用有限的種類作為代表, 同一種內的取樣也不足, 這樣雖然表面上看來利用選定的DNA條形碼可以容易地把代表物種區(qū)分開, 但實際上目前建議的植物DNA條形碼(例如rbcL和matK)由于其分子進化速率較慢, 在種級水平上, 特別是對于那些經(jīng)歷了近期適應輻射或快速進化的屬來說, 分辨率較低。此外, 隨著生物多樣性保護、藥品和食品市場規(guī)范以及資源調查等方面的社會需求日益增長, 在選擇DNA條形碼時還要考慮各種具體需求的特殊性 (2) 對類群進行形態(tài)分類學修訂是開展植物DNA條形碼研究的基礎, 而植物DNA條形碼反過來可以檢驗形態(tài)分類, 但目前傳統(tǒng)形態(tài)分類學和現(xiàn)代分子分類學還未能達到有機的結合。 。國內外一些科學家對條形碼技術都采取了一定的研究和介紹。一個理想的DNA條形碼, 必須在不同研究類群中具有通用性、適當?shù)男蛄虚L度、直接測序即可獲得高質量的序列、有良好的物種分辨能力等特性。另外, 當發(fā)現(xiàn)一些分化時間并不很短的類群在系統(tǒng)樹上表現(xiàn)短枝及多叉分支時, 到底需要多少序列信息來解決其間的關系成為目前的討論熱點。雜交被認為是引起物種快速分化的一個重要原因, 因此快速進化通常伴隨著頻繁的雜交, 使得重建系統(tǒng)發(fā)育困難, 目前仍是系統(tǒng)進化研究中的難點。適應性輻射進化現(xiàn)象廣泛存在于動植物的進化中。主要原因如下:(1) 序列數(shù)據(jù)不足或序列“噪音” 的影響。如前所述, 譜系重排是后代對基因位點的隨機保留引起的, 具有偶然性 。譜系重排在核基因家族的進化中很普遍, 在葉綠體基因組上也存在。發(fā)現(xiàn)基因樹存在沖突時, 應首先排除取樣不足及 DNA序列信息位點不足的影響。主要有如下幾種情況: (1) 基于同一核基因位點的系統(tǒng)樹上 , 同一種內的基因序列在系統(tǒng)樹的位置沖突, 即種內序列并非單系。但這兩類DNA 片段有時無法提供足夠的信息位點, 且nrDNA 因存在不完全協(xié)同進化( inp lete concerted evolution) , 在一些植物類群中并不能預期地解決其系統(tǒng)關系問題。因此, 僅選用其中一種來源的DNA序列無法全面揭示雜交和異源多倍化等系統(tǒng)進化問題。隨著DNA 測序技術的自動化水平不斷提高, DNA序列分析的方法由于其快速、高效、準確的優(yōu)點已經(jīng)在植物分子系統(tǒng)學研究領域成為基石。近年來隨著DNA 測序技術自動化水平的不斷的提高,由于這種方法具有快速、高效、準確等優(yōu)點，已經(jīng)成為植物分子系統(tǒng)學研究領域方面的基石,在進化研究和植物系統(tǒng)發(fā)育中應用的越來越廣泛。上世紀60年代中期最早將分子系統(tǒng)學研究應用于植物系統(tǒng)發(fā)育, 它主要用于近緣物種和居群水平的系統(tǒng)發(fā)育研究。⑤《重慶草藥》：治目疾流淚起霧。③《貴州民間方藥集》：解熱，治目疾。①《綱目》：治疣目，貫發(fā)，穿之即干滅也。主要成分為：紫草根含色素成分、脂肪酸。作為西藥的功能抗病原微生物作用、抗炎作用、對心血管系統(tǒng)的作用、避孕作用、抗腫瘤作用及其它作用。紫草最先作為中藥，但也能提煉制成西藥。若長期食用，還有“利血氣、輕身、延年” 的功效。 ” 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、調節(jié)心肌功能、降低膽固醇，適合中老年人和預防流行性結膜炎時飲用。對眩暈、頭痛、耳鳴有防治作用。據(jù)古籍記載，菊花味甘苦，性微寒。南京人以菊葉做菜入湯。 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。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。谷粒長圓形，頂端鈍，具細點狀皺紋。穎果灰白色。狗尾草，一年生草本。種子借風、灌溉澆水及收獲物進行傳播。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。內藏，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。 最好。 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。該屬多數(shù)植物葉芳香，互生。另外，NCBI研究者還堅持推動與NIH內部其他研究所及許多科學院和政府的研究實驗室的合作。這些研究者不僅僅在基礎科學上做出重要貢獻，而且往往成為應用研究活動產(chǎn)生新方法的源泉。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。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DNA條形碼的可行性。 GenBank 數(shù)據(jù)庫和 NCBIGenBank 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。隨著生物技術的發(fā)展，鑒別技術已從植物形態(tài)鑒別的器官水平，向以顯微粉末為基礎從維管束、薄壁細胞、石細胞等形態(tài)和結構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。 菊 科 所 含 有 的 倍 半 萜 內 酯類 具 有 強 心 、 抗 癌 、 驅 蟲 、 鎮(zhèn) 痛 等 作 用 。進一步使用單克隆酶切方法測定了不同脅迫處理對 ndhF C290 位編輯效率的影響。植物擁有 3 套基因組, 按進化速率由快到慢依次為核基因組( nDNA) 、葉綠體基因組( cpDNA) 和線粒體基因組(mtDNA) (Wolfe et al. , 1987) 。每套基因組內不同區(qū)域的核苷酸進化速率不同, 為各分類階元的系統(tǒng)學研究提供了豐富的變異來源。論文基于 ndhF 序列對幾種植物進行了遺傳關系分析。 禾 本 科 是 種 子 植 物 中 最 有 經(jīng) 濟 價 值的 大 科 。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。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。第一章 引 言 2 NCBI(美國國立生物技術信息中心)理解自然無聲但精妙的關于生命細胞的語言是現(xiàn)代分子生物學的要求。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。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。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。頭狀花序上盤花和邊花同時存在或缺邊花。為多年生草植物。為短日照植物，在每，每天12小時以上的黑暗與10℃的夜溫適于花芽發(fā)育。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. ，（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。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。種子經(jīng)越冬休眠后萌發(fā)。稈直立或基部膝曲，高10100cm，基部徑達37mm?；?、果期510月?；ü谙那镩g。然而只需要一場微雨，便足以讓它蓬勃成燎原之勢。可以食用、茶用、藥用。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。有散風清熱、清肝明目和解毒消炎等作用。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。對肝火旺、用眼過度導致的雙眼干澀也有較好的療效?，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。作為中藥的功能主治涼血，活血，解毒透疹。藥材基源為紫草科植物紫草、新藏假紫草或滇紫草的根。色素成分為萘醌衍生物， 有紫草素（紫草醌，Shikonin） 、乙酰紫草素（Acetylshikonin） 、去氧紫草素第一章 引 言 7 （Deoxyshikonin） 、異丁基紫草素（Isobutyshi konin） 、異戊酰紫草素（Isovalerylshikonin） 、β，β 二甲基丙烯酰紫草素（ β，βDimethyla crylshikonin） 、β羥基異戊酰紫草素（ βHydroxyisovalerylshikonin） 、紫草烷（Alkannan） 、紫草紅（Alkannin） 、α甲基正丁酰紫草素（αMethylnbutyrylshikonin） 、3，4二甲基戊烯3?；喜蒗═eracrylshikonin ） ．　新疆假紫草根含β羥基異戊酰紫草醌、 3,4二甲基戊烯 3?；喜蒗舅嶂饕獮檐浿?、油酸及亞油酸等。 凡赤眼拳毛倒睫者，翻轉目險，以一、二莖蘸水戛去惡血。又用治麻(疣)子。主要成分：%，脂類中的脂肪酸為：棕櫚酸（palmitic acid)，硬脂酸（dtearic acid)，油酸（oleic acid)，亞油酸（linoleic acid)和亞麻酸（linolenic acid)，及痕量的肉豆蔻酸（myristic acid)，棕櫚油酸（palmitoleic acid)和花生酸（arachidic acid)。20世紀70年代基因銀行的建立積累了大量的DNA 序列信息, PCR技術的不斷發(fā)展又使得在基因水平研究植物的遺傳變異成為可能,從而極大地推動了分子系統(tǒng)學的發(fā)展, 使得系統(tǒng)發(fā)育研究水平達到了一個相當高第一章 引 言 8 的地步。 DNA 序列分析在植物分子系統(tǒng)學研究中的應用近些年來,分析許多存在爭議的系統(tǒng)學問題采用分子生物學手段, 已經(jīng)獲得了很大的成功 。 DNA 序列在植物分子系統(tǒng)學研究中的發(fā)展 由 DNA 單一序列分析向多序列分析發(fā)展在早期的植物分子系統(tǒng)學研究中大多僅選用一種來源的( nDNA或cpDNA) 第一章 引 言 9 甚至一個DNA片段作為數(shù)據(jù)來源。此外,不同植物分類群間DNA片段的進化速率并不一致, 且一段長度有限的序列有時無法提供足夠的信息位點。因此, 低拷貝核基因(Low2copy nuclear gene, LCNG) 因其豐富的資源和較快的進速率被廣泛的開發(fā)和應用。 (2) 基于細胞質和核基因序列的系統(tǒng)結果矛盾。其次, 需考慮選用的 DNA片段的進化速率和進行系統(tǒng)分析時選用的替代模式是否妥當。譜系重排與種源/基源拷貝區(qū)分問題有相似之處, 但不同的是譜系重排的潛在威脅性隨所研究植物類群的分化時間越短而越大, 因此在低水平的系統(tǒng)發(fā)育研究中問題尤為突出。 而雜交及多倍化事件是植物進化過程中固有的。即選用的 DNA片段在所研究的植物分類群中分化度過低, 或數(shù)據(jù)中因存在較多的非信息位點 (如重組子的存在) , 可以相應的通過增加植物分類群樣本、選用較快進化速率的DNA片段及排除重組子并采用最適宜的核苷酸替代模型進行計算得到改善。如基于多種DNA序列的研究發(fā)現(xiàn)薔薇科蘋果亞科的各分類群經(jīng)歷了早期快速分化, 表現(xiàn)為系統(tǒng)樹上的短枝。雖然序列“噪音 ” (主要是重組子的干擾) 和植物的快速進化都會引起相似的短枝, 但可以通過檢驗加以區(qū)分。也有研究表明應用AFLP標記反而可以解決nDNA和cpDNA序列難于澄清的系統(tǒng)關系問題綜上所述, 當基于DNA序列所構建的系統(tǒng)樹因支持率低或存在沖突而并不能解決系統(tǒng)關系時,應對序列數(shù)據(jù)進行全面的分析, 包括對譜系重排、基源/種源拷貝、重組子和假基因拷的檢驗和判斷, 并結合已知的植物遺傳背景或進化史, 采取相應的有效措施進行改善, 才能正確地揭示分類群內的系統(tǒng)關系、推斷植物分化過程中經(jīng)歷的復雜進化史。利用DNA條形碼技術有望實現(xiàn)對物種的快速自動鑒定, 從而克服傳統(tǒng)分類第一章 引 言 12 學研究方法的諸多缺陷, 例如: (1) 對各種形態(tài)特征齊全的標本的依賴, 對于被子植物來說, 根據(jù)缺少花果的標本, 是很難正確鑒定種的。就整體而言, 在植物類群中條形碼的研究和應用尚處于探索階段, 稍落后于對動物類群的研究。在生命條形碼概念提出之初,生物學家希望能找到一個基因或者一小段DNA序列就可以區(qū)別地球上所有的物種, 即one gene for allspecies。 。而DNA條形碼的應用主要集中在屬內物種水平, 因此只有針對具體類群進行探索研究, 才可能為建立完整的條形碼數(shù)據(jù)庫起到積極有效的作用。 Chase et al.,2022。然而, 對于植物類群來說, 目前還沒有找到一個理想的DNA條形碼。目前的研究, 在整個生命世界, 即使在整個植物界, 找到一個基因或不太長的一個DNA片段來區(qū)別每一個物種幾乎是不可能的 , 但是通過一個條形碼組合在基因組范圍內實現(xiàn)階層條形碼, 逐級縮小范圍, 最后達到物種自動鑒定的目的是非?，F(xiàn)實和可行的，生物信息學家和網(wǎng)絡工程師利用分類學家建立的條形碼數(shù)據(jù)庫開發(fā)出物種自動鑒定網(wǎng)絡信息系統(tǒng), 最終研制出便攜式的物種鑒定儀或DNA barcoder裝備為大眾服務。多序列比較在分子生物學中是一個基本方法，用來發(fā)現(xiàn)特征序列，進行蛋白分類，證明序列間的同源性，幫