基于系统发育框架整合民族植物学筛选地中海唇形科植物生物勘探候选物种

《Journal of Ethnobiology and Ethnomedicine》：Integrating traditional knowledge with phylogenetics to identify Mediterranean Lamiaceae with high medicinal and food potential

　　

摘要

背景

地中海地区是全球生物多样性的热点区域，唇形科（Lamiaceae）对当地的植物多样性做出了重要贡献。作为食品与医药相互关联的典型例子，这些植物因其丰富的植物化学成分、独特的风味和传统用途而备受重视。本文将传统文化知识与系统发育框架相结合，以指导生物勘探工作，旨在发现尚未充分利用的植物谱系，将其作为治疗药物、替代营养品和功能性食品的新来源。

方法

利用一组地中海地区唇形科植物的物种级系统发育树，我们结合了基于拓扑的结构热点分析（hot node analysis）和基于距离的系统发育分歧切割方法（jackknifing partition），来识别在16个类别中具有药用和食用价值的系统发育簇。

结果

从民族植物学角度来看，Nepetoideae亚科内的植物在多种用途上表现出显著聚集性，这一亚科的植物通常富含单萜类精油。我们的分析发现，该类群中的植物在食物和药用两大用途之间存在高度一致性，突显了它们的功能性潜力。在地中海地区唇形科植物的背景下，在219个潜在候选物种中，有145种植物此前未被记录在民族植物学文献中，它们属于百里香属（Thymus）、牛至属（Origanum）、 savory属（Satureja）和刺芹属（Clinopodium），由于两种分析方法都给出了高度支持，因此被列为主要候选对象。

结论

尽管这四个属的用途已被广泛认可，但我们的研究框架超越了传统的认知范围。通过识别这些知名属中未被记录的物种，我们的结果表明，即使在经过深入研究的谱系中，也可能隐藏着巨大的潜力。这种系统发育优先级排序方法提供了一种预测性强、非随机且成本效益高的路线图，有助于引导针对地中海地区唇形科植物的生物勘探工作，寻找在天然药物开发、食品应用和营养保健品方面具有高潜力的候选物种。

背景

地中海地区是全球生物多样性的热点区域，唇形科（Lamiaceae）对当地的植物多样性做出了重要贡献。作为食品与医药相互关联的典型例子，这些植物因其丰富的植物化学成分、独特的风味和传统用途而备受重视。本文将传统文化知识与系统发育框架相结合，以指导生物勘探工作，旨在发现尚未充分利用的植物谱系，将其作为治疗药物、替代营养品和功能性食品的新来源。

方法

利用一组地中海地区唇形科植物的物种级系统发育树，我们结合了基于拓扑的结构热点分析（hot node analysis）和基于距离的系统发育分歧切割方法（jackknifing partition），来识别在16个类别中具有药用和食用价值的系统发育簇。

结果

从民族植物学角度来看，Nepetoideae亚科内的植物在多种用途上表现出显著聚集性，这一亚科的植物通常富含单萜类精油。我们的分析发现，该类群中的植物在食物和药用两大用途之间存在高度一致性，突显了它们的功能性潜力。在地中海地区唇形科植物的背景下，在219个潜在候选物种中，有145种植物此前未被记录在民族植物学文献中，它们属于百里香属（Thymus）、牛至属（Origanum）、 savory属（Satureja）和刺芹属（Clinopodium），由于两种分析方法都给出了高度支持，因此被列为主要候选对象。

结论

尽管这四个属的用途已被广泛认可，但我们的研究框架超越了传统的认知范围。通过识别这些知名属中未被记录的物种，我们的结果表明，即使在经过深入研究的谱系中，也可能隐藏着巨大的潜力。这种系统发育优先级排序方法提供了一种预测性强、非随机且成本效益高的路线图，有助于引导针对地中海地区唇形科植物的生物勘探工作，寻找在天然药物开发、食品应用和营养保健品方面具有高潜力的候选物种。