编辑推荐：
柴胡（Bupleurum chinense DC.）是重要药用植物，其种内变异研究不足影响开发利用。研究人员分析其形态、遗传和化学表型，发现显著种内变异，确定 3 个分支且安徽种质资源优。为合理利用柴胡资源提供依据。
在传统医学的大舞台上，柴胡（
Bupleurum chinense DC.）可是一位 “明星” 药材。它的干燥根，也就是人们熟知的柴胡（Radix Bupleuri），有着调节肝功能、促进气血运行、缓解疼痛等诸多功效，在中医药典中占据着重要地位，还被广泛应用于逍遥丸、小柴胡颗粒等众多中成药里。随着对柴胡需求的不断增长，2022 年其需求量已超 9000 吨。
然而，这位 “明星” 却有着许多不为人知的秘密。柴胡在分类学上较为复杂，种内变异情况一直模糊不清。以往的研究由于样本量小、地理分布范围窄，难以清晰地呈现其全貌。而且，基于 DNA 条形码的遗传信息也十分有限，这就像在黑暗中摸索，很难准确把握柴胡的种内谱系划分和系统发育关系。这种不明确的状况严重阻碍了柴胡的优化开发、合理利用以及临床应用的安全性和有效性。于是，为了揭开柴胡的神秘面纱，南方医科大学的研究人员踏上了探索之旅，他们的研究成果发表在了《BMC Plant Biology》上。
研究人员开展了一项多方位的研究。首先是样本采集，他们从中国 9 个省（市）的 31 个自然种群收集了野生柴胡标本，这些样本涵盖了柴胡在中国的核心分布区域，为研究提供了丰富的素材。
在研究方法上，主要运用了以下关键技术：一是对 168 份标本的 21 个形态学性状进行量化分析，包括植株高度、根长、叶形等，通过标准化处理和主成分分析（PCA）等方法，来探究形态学变异；二是提取标本的总基因组 DNA，进行高通量测序，对质体基因组进行从头组装和注释，分析质体基因组的变异和遗传多样性；三是基于系统发育树分析，选取代表性样本，利用高效液相色谱（HPLC）技术测定柴胡皂苷 a（SSa）、柴胡皂苷 c（SSc）和柴胡皂苷 d（SSd）的含量。
研究结果如下：
- 种内形态变异：测量的 25 个形态学性状差异明显，主成分分析筛选出 6 个主成分，解释了 74.0% 的总变异。聚类分析将标本分为两个形态类群，地理分布呈现明显差异，2 类群主要来自中国西部，1 类群来自中部和东部，过渡区域种群混合。
- 柴胡质体基因组结构：柴胡完整质体基因组大小变化有限，为 154,789 - 155,963 bp，呈保守的四分体结构。编码 133 - 134 个功能基因，部分基因存在内含子、假基因化现象。
- 质体基因组变异与遗传多样性：分析发现 2,343 个可变位点，确定了 9 个高变基因区域和 10 个高变间隔区。40 个质体基因组有 34 种单倍型，不同地区单倍型和核苷酸多样性有差异。
- 系统发育关系与种群结构：最大似然（ML）系统发育分析确定了 3 个分支，种群结构分析也支持这一结果。不同分支间遗传分化明显，基因流有限，地理隔离是种群分化的重要因素。
- 植物化学变异分析：建立的分析方法可靠，10 个柴胡种群的柴胡皂苷含量有显著地理差异，所有样本都符合药典标准，安徽样本总皂苷含量较高，但皂苷含量与遗传分化无显著相关性。
在研究结论和讨论部分，研究人员发现柴胡存在显著的种内变异。形态学上，东西部存在差异，为种质分类和野外鉴定提供了参考；质体基因组分析筛选出了潜在的分类和鉴定标记；遗传分化方面，确定了 3 个遗传分支，地理隔离影响种群分化，且遗传与柴胡皂苷含量无显著关联，说明环境因素对皂苷含量影响更大。同时，研究也指出形态学和遗传学分析存在不一致的地方，未来需要结合核基因研究进一步深入探究。
这项研究意义重大，它全面揭示了柴胡的种内变异情况，让人们对柴胡有了更深入的认识。确定了遗传多样性高且柴胡皂苷含量高的安徽种质资源，为柴胡资源的合理利用提供了科学依据，有助于保障其临床应用的有效性和安全性，推动柴胡在医药领域的进一步开发和利用。
