【文章內(nèi)容簡介】 熱病癍疹，濕疹，尿血，血淋，血痢，瘡瘍，丹 毒，燒傷，熱結(jié)便秘。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。藥材基源為紫草科植物紫草、新藏假紫草或滇紫草的根。臨床作用有治療急慢性肝炎、治療肺結(jié)核合并血小板減少性紫癜、治療惡性葡萄胎并發(fā)子宮絨毛膜上皮癌、治療嬰兒皮炎、外陰濕疹、陰道炎及子宮頸炎、治療青年扁平疣及銀屑病、治療玫瑰糠疹。 紫草還有美容功效，紫草具有顯著的祛痘和消炎的效果，有很大的美容價值，被荀草園的永樂坊、美體小鋪、瑞士 magic care魔法護(hù)理等眾多化妝品品牌列為化妝品功能性成分之一紫草 的美容機(jī)理：紫草主要功能為涼血，活血化瘀，解毒透疹，因此能加速痘印和疤痕的新陳代謝，加上其良好的殺菌消炎作用。 主要成分為：紫草根含色素成分、脂肪酸。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酰基紫草醌（ Teracrylshikonin）． 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。 狗尾草主治：除熱，去濕，消腫。治癰腫，瘡癬，赤眼。 ① 《綱目》：治疣目，貫發(fā)，穿之即干滅也。 凡赤眼拳毛倒睫者，翻轉(zhuǎn)目險，以一、二莖 蘸水戛去惡血。 ② 《綱目拾遺》：治疔癰癬。 面上生癬，取草效莖揉軟，不時搓之。③ 《貴州民間方藥集》：解熱，治目疾。又用治麻 (疣 )子。 ④ 《陸川本草》：去濕，消腫。治黃水瘡。 ⑤ 《重慶草藥》：治目疾流淚起霧。 主要成分：種子含脂類達(dá) %，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)。甾醇（ sterol)，甾醇糖甙（ sterol glycoside )，和單酸甘油酯（ monoglyceride)。 DNA 序列分析在植物分子系統(tǒng)學(xué)研究中的應(yīng)用和難題 分子系統(tǒng)學(xué) 近些年來隨著分子生物學(xué)的迅速發(fā)展分子系統(tǒng)學(xué) ( Mo lecu lar Systemat ics)發(fā)展起來 , 它利用大量分子實驗的數(shù)據(jù) , 采用生物統(tǒng)計學(xué)方法來研究生基因間和物體間的進(jìn)化關(guān)系 , 事用來闡明植物系統(tǒng)進(jìn)化的一門新興的學(xué)科。上世紀(jì) 60年代中期最早將 分子系統(tǒng)學(xué)研究應(yīng)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。 20世紀(jì) 70年代基因銀行的建立積累了大量的 DNA 序列信息 , PCR技術(shù)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(xué)的發(fā)展 , 使得系統(tǒng)發(fā)育研究水平達(dá)到了一個相當(dāng)高的地步。 第一章 引 言 8 分子系統(tǒng)學(xué)的研究主要是從所要分析類群的一些代表物種和合適的外類群 , 選擇和使所要分析的目的生物大分子或組合確定 , 并設(shè)法從中獲得相關(guān)數(shù)據(jù) ,對得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對或其它的數(shù)學(xué)方面的處理 , 借用遺傳學(xué)分析軟件對處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析 ，之后構(gòu)建分子系統(tǒng)樹 , 最后對構(gòu)建的系統(tǒng)樹做相應(yīng)的數(shù)學(xué)統(tǒng)計分析以檢驗系統(tǒng)樹的可靠性。分子系統(tǒng)學(xué)主要的內(nèi)容包括分類學(xué)研究、系統(tǒng)發(fā)育重建和分子進(jìn)化和種群的遺傳結(jié)構(gòu)分析等幾個方面 , 經(jīng)常采用研究方法這幾種： DNA 序列分析、 RAPD、 RFLP、 AFLP、 ISSR 和同工酶標(biāo)記等 , 在這些的方法中 , 最主要、最常用的是 DNA 序列分析方法是種群的遺傳結(jié)構(gòu)分析。近年來隨著 DNA 測序技術(shù)自動化水平的不斷的提高 ,由于這種方法具有快速、高效、準(zhǔn)確等優(yōu)點，已經(jīng)成為植物分子系統(tǒng)學(xué)研究領(lǐng)域方面的基石 ,在進(jìn)化研究和植物系統(tǒng)發(fā)育 中應(yīng)用的越來越廣泛。 DNA 序列分析在植物分子系統(tǒng)學(xué)研究中的應(yīng)用 近些年來 ,分析許多存在爭議的系統(tǒng)學(xué)問題采用分子生物學(xué)手段 , 已經(jīng)獲得了很大的成功 ?；蛐蛄蟹治鍪瞧渲斜容^常用的手段之一 .報道中已經(jīng)用來作序列分析的基因主要有 ITS及 rbcL等。 DNA 序列分析技術(shù)能應(yīng)用于植物系統(tǒng)發(fā)育和進(jìn)化研究中，該方法研究主要是通過提取植物的基因組 DNA, 設(shè)計引物并且擴(kuò)增出適合進(jìn)行系統(tǒng)進(jìn)化研究的基因片段 ,進(jìn)行 測序之后進(jìn)行序列比對 , 建立取代模型然后構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹 , 用來分析物種間親緣關(guān)系和演化變異。隨著 DNA 測序技術(shù)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(zhǔn)確的優(yōu)點已經(jīng)在植物分子系統(tǒng)學(xué)研究領(lǐng)域成為基石。 DNA 序列在植物分子系統(tǒng)學(xué)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(xué)研究中大多僅選用一種來源的 ( nDNA或 cpDNA) 甚至一個 DNA片段作為數(shù)據(jù)來源。如在薔薇科中 , 2020年前的研究中均只選用了第一章 引 言 9 一種 DNA片段或單一來源的片段，大多數(shù)被子植物的葉綠體基因組為母系遺傳(Corriveau amp。 Coleman, 1988) , 而核基因為雙親遺傳。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(jìn)化問題。此外 ,不同植物分類群間 DNA片段的進(jìn)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。近年來 , 越來越多的研究選用多種 DNA片段來進(jìn)行植物分子系統(tǒng)重建。 由常用 DNA 片段分析向低拷貝核基因分析發(fā)展 長期以來 , 基于 DNA序列分析的植物系統(tǒng)學(xué)研究依賴于 cpDNA和 nrDNA的重復(fù)區(qū) , 特別是內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū) ( ITS) 的應(yīng)用最為頻繁。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(jìn)化 ( inp lete concerted evolution) , 在一些植物類群中并不能預(yù)期地解決其系統(tǒng)關(guān)系問題。因此 , 低拷貝核基因 (Low2copy nuclear gene, LCNG) 因其豐富的資源和較快的進(jìn)速率被廣泛的開發(fā)和應(yīng)用。 在植物分子系統(tǒng)學(xué)研究中常見的難題 系統(tǒng)分析結(jié)果存在沖突 通?；?DNA序列所構(gòu)建的系統(tǒng)樹為基因樹 ( gene tree) , 它并不一定能反映真實的物種樹 ( species tree) ?；诓?同 DNA片段構(gòu)建的基因樹間可能會存在分歧 , 即某些個體或群體在不同的基因樹上的位置并不一致。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(nèi)的基因序列在系統(tǒng)樹的位置沖突 , 即種內(nèi)序列并非單系 。 (2) 基于細(xì)胞質(zhì)和核基因序列的系統(tǒng)結(jié)果矛盾 。 (3) 基于不同核基因位點間的系統(tǒng)結(jié)果矛盾 。 (4) 基于葉綠體不同區(qū)域間的系統(tǒng)結(jié)果矛盾。發(fā)現(xiàn)基因樹存在沖突時 , 應(yīng)首先排除取樣不足及 DNA序列信息位點不足的影響。其次 , 需考慮選用的 DNA片段的進(jìn)化速率和進(jìn)行系統(tǒng)分析時選用的替代模式是否妥當(dāng)。在此 基礎(chǔ)上 , 應(yīng)著重考慮基因位點的譜系重排、基因的復(fù)制和丟失 , 或植物進(jìn)化過程中經(jīng)歷的雜交、多倍化和基因水平轉(zhuǎn)移等歷史。 第一章 引 言 10 譜系重排或譜系分選 ( inp lete lineage sorting, deep coalescence) 是后代對祖先多態(tài)等位基因進(jìn)行隨機(jī)保留的結(jié)果 , 即后代不同物種攜帶了祖先的不同等位基因。譜系重排在核基因家族的進(jìn)化中很普遍 , 在葉綠體基因組上也存在。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。當(dāng)所應(yīng)用的 LCNG位點因譜系重排在植物后代中的保留不一致時 , 必然會導(dǎo)致一些物種或個體在系統(tǒng)樹上的位置沖突或與以往其它分析結(jié)果相矛盾。 基因位點的譜系重排和植物的雜交、多倍化事件作為引起系統(tǒng)關(guān)系結(jié)果沖突的兩大原因是可以區(qū)分的。如前所述 , 譜系重排是后代對基因位點的隨機(jī)保留引起的 , 具有偶然性 。 而雜交及多倍化事件是植物進(jìn)化過程中固有的。因此如果基于多種獨立的核基因的系統(tǒng)樹中 , 某些分類群其沖突的系統(tǒng)關(guān)系是一致的 , 則說明這些植物分類群存在雜交或異源多倍化的進(jìn)化歷史 , 反之則可能是 基因位點的譜系重排引起的。 系統(tǒng)關(guān)系無法得到解決 基于 DNA序列信息所構(gòu)建的系統(tǒng)樹可能存在分支不理想及支持率低 , 主要表現(xiàn)為多叉分支 poly2tomy (呈現(xiàn)為灌木叢狀 bush) 或短枝 ( short branch) , 從而無法達(dá)到解決系統(tǒng)關(guān)系的初衷。主要原因如下 : (1) 序列數(shù)據(jù)不足或序列 “噪音 ”的影響。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(yīng)的通過增加植物分類群樣本、選用較快進(jìn)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(jìn)行計算得到改善。 (2) 植物的快速分化 ( rap id diversification) 和網(wǎng)狀進(jìn)化等復(fù)雜進(jìn)化史的影響。有時足夠的序列數(shù)據(jù)可能依然無法得到理想的系統(tǒng)樹分支 , 主要表現(xiàn)為某些分類群在系統(tǒng)樹上始終為短枝 , 其枝長為 0或接近 0, 暗示了組成短枝的植物存在快速分化 ( rap id radiation, 也稱適應(yīng)性輻射進(jìn)化 ) , 即這些植物種在較短時間內(nèi)從祖先中分化出 , 在分子上的變異較小 , DNA序列上表現(xiàn)為同一核苷酸位點較第一章 引 言 11 短時間內(nèi)可能經(jīng)歷了多次突變 , 因此即使應(yīng)用足夠 的 DNA數(shù)據(jù)都無法解決其間的系統(tǒng)關(guān)系。適應(yīng)性輻射進(jìn)化現(xiàn)象廣泛存在于動植物的進(jìn)化中。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。理論上 , 為了解決快速進(jìn)化植物分類群間的系統(tǒng)進(jìn)化問題必須選用在分化當(dāng)時進(jìn)化速率同樣較快的分子片段 , 但尋找這樣的片段比較困難 。 也有學(xué)者建議結(jié)合傳統(tǒng)的形態(tài)學(xué)指標(biāo)來解決。雜交被認(rèn)為是引起物種快速分化的一個重要原因 , 因此快速進(jìn)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(jìn)化研究中的難點。 雖然序列 “噪音 ” (主要是 重組子的干擾 ) 和植物的快速進(jìn)化都會引起相似的短枝 , 但可以通過檢驗加以區(qū)分。 Erixon和 Oxelman (2020) 通過比較隨機(jī)分割序列及鄰接分區(qū)兩種模式所構(gòu)建系統(tǒng)樹的支持率來判斷引起短枝的原因。如果隨機(jī)分割所獲得的支持率高于鄰接分區(qū)則意味著這些分類群存在快速輻射進(jìn)化歷史 , 反之則是重組子對系統(tǒng)樹的干擾。另外 , 當(dāng)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(guān)系成為目前的討論熱點。也有研究表明應(yīng)用 AFLP標(biāo)記反而可以解決 nDNA和cpDNA序列難于澄 清的系統(tǒng)關(guān)系問題綜上所述 , 當(dāng)基于 DNA序列所構(gòu)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(guān)系時 ,應(yīng)對序列數(shù)據(jù)進(jìn)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(jié)合已知的植物遺傳背景或進(jìn)化史 , 采取相應(yīng)的有效措施進(jìn)行改善 , 才能正確地揭示分類群內(nèi)的系統(tǒng)關(guān)系、推斷植物分化過程中經(jīng)歷的復(fù)雜進(jìn)化史。 DNA 條形碼 DNA條形碼的概念是由 Hebert等 (2020)提出的。它是利用一個或幾個標(biāo)準(zhǔn)的DNA片段實現(xiàn)對物種快速、準(zhǔn)確的鑒定 , 還是一種有效識別隱存種的方法。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(dāng)?shù)男蛄虚L度、直接測序即可獲得高質(zhì)量的序列、有良好的物種分辨能力等特性。 利用 DNA條形碼技術(shù)有望實現(xiàn)對物種的快速自動鑒定 , 從而克服傳統(tǒng)分類學(xué)研究方法的諸多缺陷 , 例如 : (1) 對各種形態(tài)特征齊全的標(biāo)本的依賴 , 對于被第一章 引 言 12 子植物來說 , 根據(jù)缺少花果的標(biāo)本 , 是很難正確鑒定種的 。 (2) 對分類學(xué)專家的依賴 , 分類學(xué)專家往往需要經(jīng)過多年的培養(yǎng)才能擅長于某一門類 , 而當(dāng)前人類對生物資源利用的范圍和強度均日益加大 , 相比之下傳統(tǒng)分類學(xué)專家隊伍卻急劇縮減。因 此 , DNA條形碼概念在 2020年一經(jīng)提出 , 就得到了科技界和社會的積極響應(yīng)。國內(nèi)外一些科學(xué)家對條形碼技術(shù)都采取了一定的研究和介紹。 就整體而言 , 在植物類群中條形碼的研究和應(yīng)用尚處于探索階段 , 稍落后于對動物類群的研究。主要表現(xiàn)在以下幾個方面。 (1) 植物 DNA條形碼的選擇及其評價仍沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。在生命條形碼概念提出之初 ,生物學(xué)家希望能找到一個基因或者一小段 DNA序列就