【正文】 寬 218mm，通常無(wú)毛或疏具疣毛，邊緣粗糙。穎果灰白色。 葉鞘較松弛，無(wú)毛或具柔毛；葉舌具長(zhǎng) 1～ 2毫米的纖毛；葉片扁平，長(zhǎng) 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(wú)毛。谷粒長(zhǎng)圓形，頂端鈍，具細(xì)點(diǎn)狀皺紋。 第一章 引 言 5 菊屬、紫草屬、狗尾草屬植物的觀賞價(jià)值 菊花是我國(guó)名花之一 ,歷時(shí)歷代受到人們的喜愛(ài)。 狗尾草初生時(shí)是小小的細(xì)細(xì)的一到兩片的嫩葉，遠(yuǎn)望去幾乎不見(jiàn)。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(qiáng)，常讓人驚嘆不已。 菊屬、紫草屬、狗尾草屬植物的藥用價(jià)值及其有效成分 菊花除有較高的觀賞價(jià)值外，還有很多實(shí)用價(jià)值?！队憧~緲?shù)洝分杏涊d：慈禧愛(ài)吃白菊花。南京人以菊葉做菜入湯?，F(xiàn)已生產(chǎn)的菊花食品有菊花晶、菊花糕、菊花酒等。據(jù)古籍記載，菊花味甘苦，性微寒 。對(duì)口干、火旺、目澀，或由風(fēng)、寒、濕引起的肢體疼痛、麻木的疾病均有一定的療效。對(duì)眩暈、頭痛、耳鳴有防治作用?！侗静菥V目》中對(duì)菊花茶的藥效也有詳細(xì)的記載：性甘、微寒，具有散風(fēng)熱、平肝明目之功效。 ” 現(xiàn)代醫(yī)學(xué)也研究證實(shí)，菊花具有降血壓、消除癌細(xì)胞、擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈和抑第一章 引 言 6 菌的作用，長(zhǎng)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(shí)飲用。 同時(shí)，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。若長(zhǎng)期食用，還有 “利血?dú)?、輕身、延年 ”的功效。 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。 紫草最先作為中藥，但也能提煉制成西藥。用于血熱毒盛、斑疹紫黑、麻疹不透、瘡瘍、濕疹、水火燙傷。作為西藥的功能抗病原微生物作用、抗炎作用、對(duì)心血管系統(tǒng)的作用、避孕作用、抗腫瘤作用及其它作用。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。 主要成分為：紫草根含色素成分、脂肪酸。 狗尾草主治：除熱，去濕，消腫。 ① 《綱目》：治疣目，貫發(fā)，穿之即干滅也。 ② 《綱目拾遺》：治疔癰癬。③ 《貴州民間方藥集》：解熱，治目疾。 ④ 《陸川本草》：去濕，消腫。 ⑤ 《重慶草藥》：治目疾流淚起霧。甾醇（ sterol)，甾醇糖甙（ sterol glycoside )，和單酸甘油酯（ monoglyceride)。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。 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(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)或其它的數(shù)學(xué)方面的處理 , 借用遺傳學(xué)分析軟件對(duì)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析 ，之后構(gòu)建分子系統(tǒng)樹(shù) , 最后對(duì)構(gòu)建的系統(tǒng)樹(shù)做相應(yīng)的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析以檢驗(yàn)系統(tǒng)樹(shù)的可靠性。近年來(lái)隨著 DNA 測(cè)序技術(shù)自動(dòng)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(diǎn)，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(lái)越廣泛?；蛐蛄蟹治鍪瞧渲斜容^常用的手段之一 .報(bào)道中已經(jīng)用來(lái)作序列分析的基因主要有 ITS及 rbcL等。隨著 DNA 測(cè)序技術(shù)的自動(dòng)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(diǎn)已經(jīng)在植物分子系統(tǒng)學(xué)研究領(lǐng)域成為基石。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(lái)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。因此 , 僅選用其中一種來(lái)源的 DNA序列無(wú)法全面揭示雜交和異源多倍化等系統(tǒng)進(jìn)化問(wèn)題。近年來(lái) , 越來(lái)越多的研究選用多種 DNA片段來(lái)進(jìn)行植物分子系統(tǒng)重建。但這兩類 DNA片段有時(shí)無(wú)法提供足夠的信息 位點(diǎn) , 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(wèn)題。 在植物分子系統(tǒng)學(xué)研究中常見(jiàn)的難題 系統(tǒng)分析結(jié)果存在沖突 通常基于 DNA序列所構(gòu)建的系統(tǒng)樹(shù)為基因樹(shù) ( gene tree) , 它并不一定能反映真實(shí)的物種樹(shù) ( species tree) 。主要有如下幾種情況 : (1) 基于同一核基因位點(diǎn)的系統(tǒng)樹(shù)上 , 同一種內(nèi)的基因序列在系統(tǒng)樹(shù)的位置沖突 , 即種內(nèi)序列并非單系 。 (3) 基于不同核基因位點(diǎn)間的系統(tǒng)結(jié)果矛盾 。發(fā)現(xiàn)基因樹(shù)存在沖突時(shí) , 應(yīng)首先排除取樣不足及 DNA序列信息位點(diǎn)不足的影響。在此 基礎(chǔ)上 , 應(yīng)著重考慮基因位點(diǎn)的譜系重排、基因的復(fù)制和丟失 , 或植物進(jìn)化過(guò)程中經(jīng)歷的雜交、多倍化和基因水平轉(zhuǎn)移等歷史。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。當(dāng)所應(yīng)用的 LCNG位點(diǎn)因譜系重排在植物后代中的保留不一致時(shí) , 必然會(huì)導(dǎo)致一些物種或個(gè)體在系統(tǒng)樹(shù)上的位置沖突或與以往其它分析結(jié)果相矛盾。如前所述 , 譜系重排是后代對(duì)基因位點(diǎn)的隨機(jī)保留引起的 , 具有偶然性 。因此如果基于多種獨(dú)立的核基因的系統(tǒng)樹(shù)中 , 某些分類群其沖突的系統(tǒng)關(guān)系是一致的 , 則說(shuō)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(diǎn)的譜系重排引起的。主要原因如下 : (1) 序列數(shù)據(jù)不足或序列 “噪音 ”的影響。 (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。適應(yīng)性輻射進(jìn)化現(xiàn)象廣泛存在于動(dòng)植物的進(jìn)化中。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(wèn)題必須選用在分化當(dāng)時(shí)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 。雜交被認(rèn)為是引起物種快速分化的一個(gè)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(diǎn)。 Erixon和 Oxelman (2020) 通過(guò)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(shù)的支持率來(lái)判斷引起短枝的原因。另外 , 當(dāng)發(fā)現(xiàn)一些分化時(shí)間并不很短的類群在系統(tǒng)樹(shù)上表現(xiàn)短枝及多叉分支時(shí) , 到底需要多少序列信息來(lái)解決其間的關(guān)系成為目前的討論熱點(diǎn)。 DNA 條形碼 DNA條形碼的概念是由 Hebert等 (2020)提出的。一 個(gè)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(zhǎng)度、直接測(cè)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。 (2) 對(duì)分類學(xué)專家的依賴 , 分類學(xué)專家往往需要經(jīng)過(guò)多年的培養(yǎng)才能擅長(zhǎng)于某一門(mén)類 , 而當(dāng)前人類對(duì)生物資源利用的范圍和強(qiáng)度均日益加大 , 相比之下傳統(tǒng)分類學(xué)專家隊(duì)伍卻急劇縮減。國(guó)內(nèi)外一些科學(xué)家對(duì)條形碼技術(shù)都采取了一定的研究和介紹。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。在生命條形碼概念提出之初 ,生物學(xué)家希望能找到一個(gè)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。對(duì)于高等植物來(lái)說(shuō) , 在提出將 rbcL和 matK作為組合條形碼之后 ,也仍然不能實(shí)現(xiàn)對(duì)物種的全面鑒定。 DNA barcoding必須依賴傳統(tǒng) 的形態(tài)分類學(xué) ,在條形碼數(shù)據(jù)庫(kù)建立之前 , 取樣必須建立在形態(tài)分類學(xué)研究的基礎(chǔ)上 。（ 3）以往的研究在取樣上尺度較大 ,而對(duì)具體類群的研究較少 , 1個(gè)科或 1個(gè)屬只用有限的種類作為代表 , 同一種內(nèi)的取樣也不足 , 這樣雖然表面上看來(lái)利用選定的 DNA條形碼可以容易地把代表物種區(qū)分開(kāi) , 但實(shí)際上目前建議的植物 DNA條形碼 (例如 rbcL和 matK)由于其分子進(jìn)化速率較慢 , 在種級(jí)水平上 , 特別是對(duì)于那些經(jīng)歷了近期適應(yīng)輻射或快速進(jìn)化的屬來(lái)說(shuō) , 分辨率較低。 自 2020年開(kāi)展植物 DNA條形碼研究以來(lái) , 共有 9個(gè) DNA片段即 : ITS(Kress et al., 2020)、 rbcL (Newmaster et al., 2020。 Erickson, 2020)、 trnL intron (Taberlet et al.,2020)、 trnHpsbA (Kress et al., 2020。 Kress amp。 Pennisi, 2020)、 atpFatpH、 psbKpsbI 第一章 引 言 13 (Pennisi,2020)、 rpoC1 (Chase et al., 2020)、 rpoB (Chase et al.,2020), 以及 5個(gè)不同的片段組合 (Pennisi, 2020)被提議為陸生植物候選 DNA條形碼。 ndhF是葉綠體功能基因，該基因共含有 21個(gè)編輯位點(diǎn) , 且這 21個(gè)位點(diǎn)均為部分編輯。進(jìn)一步使用單克隆酶切方法測(cè)定了不同脅迫處理對(duì) ndhF C290位編輯效率的影響。這不僅可以為國(guó)家經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境建設(shè)以及生物多樣性保護(hù)提供全面準(zhǔn)確和快速便捷的物種信息服務(wù) , 同時(shí)可以滿足人們不斷增長(zhǎng)的對(duì)生物識(shí)別、觀賞和利用等各方面的需要 , 提高人民的物質(zhì)和文化生活水平。 第二章 實(shí)驗(yàn)方法 14 第二章 實(shí)驗(yàn)方法 材料與方法 主要軟件 Clustal X 它用來(lái)對(duì)核酸與蛋白序列進(jìn)行多序列比較（ multiple sequence alignment）的軟件 。 MEGA 它主要集中于進(jìn)化分析獲得的綜合的序列信息。 數(shù)據(jù)來(lái)源 GenBank數(shù)據(jù)庫(kù)中的序列信息量大 , 來(lái)源物種豐富、涵蓋廣泛 , 盡管尚有一定不 (Newmaster etal., 2020), 但仍可用于篩選植物 DNA序列。 材料 實(shí)驗(yàn)材料包括菊屬 19種、紫草屬 23種、狗尾草屬 21種。 物種拉丁文名 中文名 ndhF 長(zhǎng)度 /bp (C+G)/% GenBank 序號(hào) ———— 2174 % ———— 2174 % ———— 1996 % ———— 2174 % ———— 2174 % ———— 2174 % ———— 2174 % ———— 2174 % subsp. maekawanum ———— 2174 % ———— 2174 % morifolium ———— 2174 % C. vulgare 法蘭西菊 2174 % 甘菊 2174 % 菊花 2174 % 菊花腦 2174 % 毛華菊 2174 % 茼蒿 2020 % 野菊 2174 % 紫花野菊 2174 % 表 22：紫草屬 23 種。 物種拉丁文名 中文名 ndhF 長(zhǎng)度 /bp (C+G)/% GenBank序號(hào) ———— 2020 % ———— 2017 % ———— 2043 % ———— 2043 % ———— 2043 % ———— 2034 % ———— 2042 % ———— 2034 % ———— 2043 % ———— 2032 % ———— 2043 % ———— 2043 % 第二章 實(shí)驗(yàn)方法 17 ———— 2043 % ———— 2043 % ———— 2022 % ———— 2034 % ———— 2042 % 大蘆穗 2043 % 紅女王 2043 % 雞矢藤 2021 % 榿樹(shù) 2036 % 數(shù)據(jù)分析 運(yùn)用 Clustal X 程序?qū)?:序列進(jìn)行對(duì)位排列 , 個(gè)別位點(diǎn)做必要的人工校正。用最大似然法 ( Max imum parsimony, MP) 、鄰位相接法 ( Neighbor Joining, NJ) 構(gòu)建分子系統(tǒng)樹(shù) , 應(yīng)用自展法 ( Boot strap, 1 000 replicates) 對(duì)所構(gòu)建的系統(tǒng)樹(shù)進(jìn)行檢測(cè)。采用 MEGA (Tamura et al., 2020)和 K2P模型分別計(jì)算種 內(nèi)、種間遺傳距離。自展支持率檢驗(yàn)重復(fù) 1,000次 , 以確定分支結(jié)構(gòu)的可靠性。 23種紫草屬 ndhF基因的長(zhǎng)度為 305~596bp，最短的 ，最長(zhǎng)的 ， G+C含量為 %~% ，多數(shù)為%。 遺傳距離分析 利用 MEGA 軟件對(duì) ndhF 序列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，所得菊屬群種間遺傳距離見(jiàn)表 31，所得紫草屬群種間遺傳距離見(jiàn)表 32，狗 尾草屬群種間遺傳距離見(jiàn)表33。第一大組含有三種菊屬植物，第二組含有 16 種菊屬植物，該屬又分為兩個(gè)亞屬，第一組亞屬只有 ，其它植物組成第二個(gè)亞屬，而且親緣都比較近。第一大組含有 2 種紫草屬植物，包括 和