虎刺属（DamnacanthusC.F.Gaertn.）是茜草科的一个小属，包含13种，中国分布11种。虎刺属是主要在东亚分布的常绿灌木类群，有关其系统学研究的报道较为少见。该属多数种类有肉质根，形似巴戟天，这种肉质根经常被当做中药巴戟天收购。虎刺属的分类较为混乱，其系统位置长期存在争论，曾被放置于茜草科不同的族。本研究利用叶绿体基因组学、多重PCR与高通量测序获得的序列证据，对虎刺属的系统发育和分类学进行了探究，对基于标本材料的系统发育基因组学方法在物种界定中的应用进行了探索。
　　本研究组装并注释了18个茜草科植物个体的叶绿体全基因组，包括虎刺属的5个个体，及其近缘属的13个个体。虎刺（D.indicus C.F.Gaertn.）的叶绿体基因组全长为153,997bp，包括一个大的单拷贝区(LSC85,159bp)、一个小的单拷贝区(SSC17,584bp)和两个倒置重复区(IRA和IRB分别为25,627bp)。它包含134个基因，其中蛋白编码基因89个，tRNA基因37个，rRNA基因8个。从GenBank数据库上（https://www.ncbi.nlm.nih.gov/）获取了14个个体的相对可信的叶绿体基因组数据，基于最大似然法构建了系统发育树。系统发育分析结果表明，虎刺属与蔓虎刺属（Mitchella L.）、巴戟天属（Morinda L.）亲缘关系较近。利用叶绿体基因组的数据，设计了虎刺属DNA的专一性引物，以便于进行PCR实验。
　　本研究选取了虎刺属的标本材料，对一种基于标本材料的系统基因组学方法进行了实验验证，克服了虎刺属种类群体取样困难和信息位点不足的缺点，很好地解决了疑难类群的物种界定问题。通过DNA修复技术将标本材料降解后的小片段DNA进行修复，获得高质量的DNA模板，在获得完整叶绿体基因组序列的基础上筛选并扩增高变异区域，进而用于系统发育分析。基于标本材料的系统发育基因组学方法可成功应用到在虎刺属的系统发育研究中，并可推广到茜草科其它类群。
　　本研究从中国科学院植物研究所植物标本馆（PE）和广西植物标本馆（IBK）共采集到192份虎刺属标本个体，覆盖了虎刺属13个种中的11个，能较好地代表该属在物种和地理分布上的多样性。首先选取了5个具有代表性的个体进行叶绿体基因组进行比对，设计出135个高变异区的分子标记，对虎刺属的192份标本材料DNA进行了高通量测序。基于最大似然法来推测虎刺属内的系统发育关系，结果表明。虎刺属内有四个关系明确的分支类群：（1）虎刺与大卵叶虎刺（D.majorSieb.et Zucc.）；（2）浙皖虎刺（D.macrophyllusSieb.ex Miq.）；（3）台湾虎刺（D.angustifoliusHayata）；（4）西南虎刺（D.tsaii Hu）。在本研究中，虎刺、浙皖虎刺、台湾虎刺、西南虎刺四个种的单系性都得到了支持，支持将大卵叶虎刺并入虎刺。
　　虎刺属的分类学问题还没有完全解决，需要增加非国产种的取样。在分子系统学的基础上，还需要开展形态学、孢粉学以及解剖学证据的研究，彼此相互印证，才能实现对虎刺属的分类修订。