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重樓屬（Paris?Linn.）隸屬于百合目（Liliales）黑藥花科（Melanthiaceae），根據(jù)最新的分類修訂，全屬共26種具根狀莖的多年生草本植物，在歐亞大陸的溫帶和亞熱帶地區(qū)廣泛分布；該屬絕大部分種類（22種）分布于中國(guó)，并以中國(guó)西南山地為屬的多樣化和分布中心。重樓屬植物具有重要的藥用價(jià)值，具粗壯根狀莖的種類在中國(guó)、喜馬拉雅地區(qū)和中南半島均有著悠久的藥用歷史。其中，滇重樓（Paris yunnanensis）和七葉一枝花（P. chinensis）為《中華人民共和國(guó)藥典》（2020版）收載的藥用重樓的基源植物，二者均以根狀莖入藥。迄今為止，僅在國(guó)內(nèi)就已研發(fā)出九十多種以藥用重樓為原料的國(guó)藥準(zhǔn)字號(hào)藥品，這些產(chǎn)品按用途大多可以歸為止血、消炎和抗腫瘤兩類。

長(zhǎng)期以來(lái)，醫(yī)藥企業(yè)生產(chǎn)所需的藥用重樓原料一直依賴于野生資源，巨大的商品藥材需求導(dǎo)致所有具粗壯根狀莖的國(guó)產(chǎn)重樓屬植物均遭受了嚴(yán)重的“株連九族式”采集和過(guò)度利用，致使其野生資源迅速枯竭。為有效保護(hù)國(guó)產(chǎn)重樓屬植物，2021年8月，國(guó)家林業(yè)和草原局在發(fā)布的《國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄》中將除北重樓（P. verticillata）以外的所有國(guó)產(chǎn)種類列為國(guó)家二級(jí)保護(hù)植物。

目前，藥用重樓的種植技術(shù)和種植規(guī)模均已得到大幅度提高，但對(duì)野生重樓屬植物的采集仍未受到有效遏制。為避免國(guó)產(chǎn)重樓屬植物也重蹈三七（Panax notoginseng）“栽培繁茂、野生滅絕”之覆轍，迫切需要對(duì)非法采集和交易野生重樓屬植物的行為進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管和有效控制，以防止過(guò)度利用對(duì)該屬瀕危物種的生存和繁衍造成進(jìn)一步的危害。此外，植物化學(xué)證據(jù)也表明重樓屬種間甾體皂苷類化合物的種類及其含量均存在較大的差異。因此，盲目采集野生重樓屬植物并將其作為商品藥的生產(chǎn)原料，還會(huì)對(duì)醫(yī)藥企業(yè)的質(zhì)量控制以及相關(guān)醫(yī)藥產(chǎn)品的治療效果造成不利影響。鑒此，研發(fā)能夠精準(zhǔn)追溯市場(chǎng)銷售的重樓商品（如：根狀莖、種子、種苗）物種來(lái)源的分子鑒定技術(shù)，可為重樓屬瀕危物種保護(hù)及相關(guān)醫(yī)藥產(chǎn)品的質(zhì)量控制提供有效的技術(shù)支持。

近年來(lái)，隨著高通量測(cè)序技術(shù)的不斷發(fā)展，植物葉綠體全基因組和核基因組核糖體DNA（nrDNA）序列作為重要的分子標(biāo)記已被廣泛用于物種鑒定。既往研究表明，利用高通量測(cè)序技術(shù)可從DNA高度降解的館藏標(biāo)本和經(jīng)過(guò)加工的植物材料（包括重樓藥材）中成功獲取葉綠體全基因組和nrDNA序列，以進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析和物種鑒定。然而，由于缺乏相應(yīng)的參考數(shù)據(jù)集，尚無(wú)法應(yīng)用高通量測(cè)序技術(shù)追溯市場(chǎng)銷售重樓產(chǎn)品的物種來(lái)源。

中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所西南山地植物多樣性歷史與演化專題組長(zhǎng)期從事重樓屬植物的進(jìn)化、保育與可持續(xù)利用研究，為突破上述限制性技術(shù)瓶頸，研究人員采用群體取樣策略廣泛收集了153個(gè)國(guó)產(chǎn)重樓屬植物樣品材料，并基于形態(tài)特征對(duì)所有樣品進(jìn)行了細(xì)致的物種鑒定。其后，通過(guò)高通量測(cè)序獲取各個(gè)樣品的葉綠體全基因組和nrDNA序列構(gòu)建物種鑒定參考數(shù)據(jù)集。該數(shù)據(jù)集涵蓋了所有20種具粗壯根狀莖的國(guó)產(chǎn)重樓屬植物，大部分種類包含采自模式標(biāo)本產(chǎn)地的樣本；為避免種間雜交影響參考數(shù)據(jù)集的精確度，取樣僅限于在無(wú)其他同屬物種同域分布的群體中進(jìn)行，以獲取遺傳純正的個(gè)體。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)系統(tǒng)發(fā)育和種間遺傳分化分析對(duì)兩套參考數(shù)據(jù)集的遺傳參數(shù)與形態(tài)物種界定之間的一致性進(jìn)行評(píng)估。結(jié)果表明，該研究所構(gòu)建的葉綠體全基因組和nrDNA參考數(shù)據(jù)集各項(xiàng)遺傳指標(biāo)均可滿足準(zhǔn)確鑒定國(guó)產(chǎn)藥用和瀕危重樓屬物種的實(shí)際需求。因此，建立這樣的參考數(shù)據(jù)集為利用高通量測(cè)序技術(shù)監(jiān)管野生重樓屬植物的非法采集和相關(guān)產(chǎn)品的市場(chǎng)交易奠定了基礎(chǔ)。該參考數(shù)據(jù)集的構(gòu)建不僅有助于保護(hù)重樓屬瀕危物種，還有助于醫(yī)藥企業(yè)在原料環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的質(zhì)量控制以確保相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量和療效。此外，該參考數(shù)據(jù)集的構(gòu)建也有助于重樓屬的演化和分類學(xué)研究，并為利用高通量測(cè)序技術(shù)建立科屬水平高質(zhì)量的二代DNA條形碼（Plant Barcoding 2.0）參考數(shù)據(jù)集提供了重要的研究范例。

該研究成果以Establishing the first reference library for utilizing high-throughput sequencing technologies in identifying medicinal and endangered?Paris?species (Melanthiaceae)為題發(fā)表在國(guó)際農(nóng)林科學(xué)領(lǐng)域一區(qū)期刊Industrial Crops & Products。中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所2021級(jí)碩士研究生繆柯為論文第一作者，西南山地植物多樣性歷史與演化專題組長(zhǎng)紀(jì)運(yùn)恒研究員為通訊作者。該研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（31872673，32370395），云南省科技計(jì)劃重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（202103AC100003），云南省“興滇英才支持計(jì)劃”頂尖創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（202305AT350001）的支持。

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圖?分別基于葉綠體全基因組和核糖體基因數(shù)據(jù)對(duì)瀕危重樓屬物種構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)，并計(jì)算其種間和種內(nèi)遺傳距離