参考文献： 13

1 绪论

1。1 叶绿体基因组研究概况

1。1。1 叶绿体基因组的结构与功能

叶绿体是普遍存在于植物中，用来控制光合作用的细胞器之一，具有遗传特性[1]，含有可以进行自我复制的双链闭合环状DNA双链。植物的叶绿体基因组的大小一般在120-160kb。近年来，随着高通量测序DNA的发展，叶绿体基因组的研究不断深入。叶绿体基因组数据库迅速充实,越来越多的植物叶绿体基因组完成测序。分析这些测序数据，通过对比，可以得出叶绿体DNA的结构基因序列大部分都是一致的这一结论。这体现了植物叶绿体基因组成及排列顺序上的保守性。典型的叶绿体基因组结构可分为四个区域。分别为大单拷贝区，2个反向重复区域（IRA、IRB）和小单拷贝区[2-3]。按照功能，编码的基因种类一般可以分为4种：一是与自我复制相关的基因。二是与光合作用相关的基因。三是与其他合成相关的基因，比如与氨基酸、脂肪酸、色素的合成相关的基因。四是其他还未知功能的基因。论文网

1。1。2 叶绿体基因组测序的发展

自1909年C。E。Correns与Baur对植物遗传研究中揭开了叶绿体基因组的序幕后，叶绿体基因组测序迅速成为科学研究的热点，并且伴随着科学、科技水平的蓬勃发展，基因组测序技术也随之迅速发展。目前为止，叶绿体DNA测序已经发展到了第三代：

传统的Sanger双脱氧链终止法、化学降解法，以及在此基础上发展的荧光自动测序等，都统称为第一代测序技术[4]。通过克隆叶绿体基因组的片段再用一代测序技术进行测序，传统的测序法的操作往往是将纯化的DNA打断变成随机序列，随后通过酶切克隆到载体中，最后利用双脱氧链终止法对克隆载体进行测序。虽然Sanger测序法是成熟的和大规模的，这是因为它的低序率基因组测序的广泛应用，成本高、工艺复杂。这制约了其在基因组测序上的广泛应用。 

进入21世纪后，第二代高通量测序技术诞生。第二代测序技术无需进行DNA扩增及克隆，不仅保持了高准确率，而且大大降低了测序的成本，同时极大地提高了测序速度。目前，绝大多数的叶绿体基因组测序工作都是通过第二代高通量测序技术进行的。

作为新兴技术，第三代测序技术具备更高的通量，耗时短，操作简便的特点。其核心为单分子测序，通过光学方法直接记录聚合酶的合成情况[5]。并且注意上述操作都是在不受干扰的情况下进行的。 

1。1。3 叶绿体基因组研究意义

虽然近年来数据库中上传的叶绿体基因组的序列数目快速增长，但是考虑到植物种类数量庞大的特点，目前数据库中只能占据其中的很小的一部分。更重要的是，相对于其他的植物总体而言一些重要的药用植物叶绿体全基因组的研究数量比较少，我们能够得到的基因组信息还非常很有限。一般而言我们对药用植物的基因组研究往往体现在三个方面：一是药用植物的物种鉴定，二是药用植物系统进化研究，三是药用植物叶绿体基因工程[1]。文献综述

1。2 菘蓝研究进展

菘蓝Isatis indigotica Fort。属于十字花科植物，约50种，主要分布于亚洲的中部和西南部，中国有4 种，常常以干燥根和叶入药。根就是常见的中药材板蓝根。板蓝根性苦、寒，归心、胃经，具有清热解毒、凉血利咽的功效。板蓝根广泛应用于流感、腮腺炎肝炎等多种疾病的临床治疗[6-7]；叶被称作大青叶，性苦、寒，具有凉血消斑、清肝泻火、定惊的功效[8]。

菘蓝由于其在临床上卓越的功效以及对人较低的毒性，受到的关注越来越多，市场需求量也明显上升。野生品种早已难以满足市场的需求，现入药大部分为栽培品种。对菘蓝的研究也大概集中在化学成分、药理活性的研究上，通过查阅文献还有一些对不同氮素形态及比例对菘蓝代谢生长的影响有所研究，但并没有涉及对菘蓝叶绿体基因组的研究在基因文库中也仅仅只有对一些片段的测序。通过对菘蓝叶绿体基因组的研究可以改良品种，提高产量，进一步加深对菘蓝的认识。