
药植所云南分所资源中心团队于2026年3月在《中草药》杂志发表题为“唐松草属叶绿体基因组的结构特征解析、分子标记筛选及其系统进化研究”的研究论文(doi: 10.7501/j.issn.0253-2670.2026.06.023)。该研究详细解析了滇川唐松草(Thalictrum finetii)和高原唐松草(Thalictrum cultratum)的叶绿体基因组序列及结构特征,筛选出10个高变异位点,可作为唐松草属物种鉴定的候选DNA条形码序列;同时,通过系统进化分析明确了唐松草属内物种间的进化关系及其在毛茛科中的系统发育位置。该文第一作者为药植所云南分所助理研究员张越,通讯作者为研究员张忠廉。研究获得云南省“兴滇英才支持计划”青年人才专项;中国医学科学院医学与健康科技创新工程:药用植物种质资源库建设(2021-I2M-1-032)的资助。
唐松草属(Thalictrum L.)植物具有显著的药用价值,其地下根茎和地上茎秆均可入药,具清热、降压、抗菌等功效,在民间医药体系中常用于肠炎、痢疾、黄疸等疾病的治疗。然而,该属植物形态变异复杂,传统形态学手段难以准确界定其亲缘关系与分类界限,加之该属下近缘种间形态相似度高,地理分布存在交叉,且药用部位相同,易在药材市场中造成混淆,鉴别难度较大。这些问题严重制约了唐松草属药用植物的临床应用及科学研究。因此,开发适用于该属植物的特异性分子标记鉴定方法,深入开展系统进化关系研究,对于解决药材混用问题及厘清分类学争议具有重要意义。
本研究利用Illumina HiSeq4000测序平台,对滇川唐松草和高原唐松草的CP全基因组进行了测序。系统解析了其基因组结构特征及密码子使用模式;同时,结合NCBI已发表的14个唐松草属物种的CP基因组数据,对16个物种的简单重复序列类型及IR/LSC、IR/SSC边界结构进行比较分析(图1)。

以丝叶唐松草CP基因组序列(NC_053570)作为对照,对16种唐松草属植物CP基因组序列进行比较(图2)。结果显示,16个CP基因组之间的总体差异较小,其中两个IR区的序列差异低于LSC区和SSC区;非编码区的序列差异较为明显,而外显子与非翻译区(UTRs)的差异则较微弱。

为开发唐松草属物种鉴定的分子标记,利用DnaSP软件检测了该属物种CP基因组序列的核苷酸多态性(Pi)及高度可变区域(图3)。结果显示,IRs区的变异性低于LSC和SSC区;LSC和SSC区域中相对较高的Pi值表明,在基因组进化过程中可能发生快速的核苷酸替代,这一特征对物种鉴定与系统发育分析具有重要意义。基于完整CP基因组序列的比对,筛选出10个高变异位点:ndhF-rpl32、ycf1、petN-psbM、ndhC-trnV、trnT-trnL、trnS-psbZ、ndhG-ndhI、ndhD、infA、rpl16,这些高变异区域可作为唐松草属物种鉴定的候选分子标记。

为研究唐松草属物种的系统发育关系及其在毛茛科中的分类地位,本研究收集了NCBI已发布的全部毛茛科物种CP基因组序列,共10个属45个物种的CP基因组序列,构建了ML系统发育树(图4)。由于序列覆盖较为全面,所得系统发育分析结果也更可靠。该分析强化了对这些物种种属间进化关系的理解,为物种鉴定和系统进化研究提供了重要的分子依据。同时也为缓解药材市场上唐松草属药用植物的准确鉴定问题提供了参考。
