开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
拟研究或解决的问题
在植物基因组中,叶绿体基因组(cpDNA)与核基因、线粒体基因相比,都能提供重要的遗传信息及分子标记,长期以来研究者都以叶绿体基因组为重点研究对象。通过叶绿体全基因组的比较对植物进行快速和准确的鉴定。
本研究希望使用此方法对堇菜属相近种提供更多鉴定信息。
采用的研究手段
本研究基于高通量测序技术、生物信息学技术对紫花地丁极其5种混伪品提出更高效稳定的鉴定方法。
文献综述
紫花地丁是我国具有悠久药用历史的一种植物,入药后有良好的清解热毒,消痈散结之效。所谓“地丁”,为贴地生长的一些植物,历代以“地丁”为名的植物大约28属50多种,其中惟堇菜属植物用药经久,广为流传,其用药史上可溯至先秦时期[1]。由于堇菜属植物形态相似,其品类比较混乱,历代本草对紫花地丁的原植物没有统一的记载,直至《中华人民共和国药典》2015年版一部,将其合法基源作为堇菜科堇菜属植物光瓣堇菜V. yedoensis Makino收载,其他均为混伪品[2]。目前市场上药材外观性状上与紫花地丁难以区别的同属全草植物,有早开堇菜、犁头草(别名心叶堇菜)、戟叶堇菜、长萼堇菜、球果堇菜等。现今,国内主要还是使用传统生药方法对紫花地丁药材进行鉴定,此外还有如傅里叶变换红外(FT-IR)光谱法等等的仪器分析法。于此基础上,研究者不断尝试建立出适应性高、准确度高的鉴定方法。随着现代分子生物学技术不断发展与革新,叶绿体分子系统学迅速兴起。基于叶绿体基因组(cpDNA)具有整体高度保守性,且易于分析的特点,叶绿体基因组序列可作为研究药用植物系统进化及物种鉴定的有效工具。1986年,烟草和地钱叶绿体全基因组测序完成,为叶绿体全基因组测序开创了先河。截至2020年3月,已有776多个物种的叶绿体全基因组序列在NCBI发布。
1.1堇菜属植物系统发育学研究概况
林奈1753年以香堇菜为模式种建立堇菜属,其分布广,种类众多,是堇菜科中最大的属,约525至600种[5]。堇菜属植物变异性强,亲缘近种杂交现象普遍,本研究中涉及的有其中6个品种:紫花地丁(Viola philippica)、早开堇菜(Viola prionantha Bunge)、犁头草(V. japonica)、戟叶堇菜(V. Betonicifolia J. E. Smith)、长萼堇菜(V. inconspicua Blume)、球果堇菜(Viola collina Besser)。
