进入21世纪，随着分子生物学及计算机信息等技术的快速发展，人们认知自然的手段和方式发生了根本性的变化。在现有电子植物志（eFlora）的基础上，融入新一代测序技术、DNA条形码数据、地理信息数据和计算机信息技术等新元素的新一代植物志（iFlora）应运而生。iFlora是通过系列关键技术的集成和攻关，构建便捷、准确识别植物和掌握相关数字化信息的新一代植物志（或智能装备），它将极大地促进植物分类学和系统发育、演化生物学、生态学、生物地理学和保护生物学等相关学科的发展，有效地服务于生物多样性保护和生物资源可持续利用、国家生态安全和社会公共教育等，并进一步提升公众对生物多样性的认识。iFlora的实施，将为培育和拓展物种识别圈（taxasphere）和生物文化圈（bioliterate world）做出应有的贡献，并可能成为引领国际植物学发展新的生长点。
简要介绍了经典植物分类的基础工作，即鉴定、描述、命名和分类，以及发展动向。作者认为计算机辅助鉴定（如deltaintkey）将成为形态鉴定的常规手段；模式识别技术是植物图像鉴定的发展方向；突出物种遗传本质的分子鉴定将成为植物物种鉴定的核心。DELTA系统或类似的符合计算机逻辑的分类学描述语言将成为新一代植物志（iFlora）的基本语言。近20年来，一些学者逐渐表现出对现行植物命名法规的质疑和修改意愿，特别是生物法规草案（Draft BioCode）和谱系法规（PhyloCode）两个试行法规的诞生。它们促进对法规的革新与完善，并在iFlora中得以体现。以APG系统为代表的分子系统发育研究已经成为植物系统分类研究的主流，但在物种层面，物种的界定仅仅依靠分子信息显然是不够的，而必须运用综合的特征性状信息进行分析解读，真正实现物种在形态、遗传信息等综合性状的融合统一。了解和掌握这些新的技术和研究成果，无疑对于iFlora设计和编研有着重要的参考意义，而基于新技术和新理念的iFlora也将成为植物分类最新发展成果的集中体现。
对植物种质资源的保护和可持续利用是人类生存和发展的根基。虽然植物种质资源的收集和保存工作在全球范围内已经取得了阶段性的进展，但植物物种本身复杂的生物学特性、相关信息的不完整性以及收集保存利用过程中专业人才的缺乏，在一定程度上制约了野生植物种质资源的保存和利用。本文以中国野生植物多样性的保护现状为例，探讨了野生植物种质资源收集保存过程中面临的问题，以及iFlora计划的提出和实施对解决这些问题提供的可能解决方案。通过iFlora的实施，将极大地促进和推动我国乃至全球范围内的野生植物多样性保护和利用。作为iFlora的重要元素之一，植物DNA条形码的运用已经逐渐成熟，本文介绍了其在苔藓植物剪叶苔属，以及种子植物榕属、马先蒿属、蒟蒻薯属、红豆杉属和栝楼属中的应用。
在网络化、信息化逐渐改变人们学习、认知和生活的背景下，本文检索并分析了与iFlora研究相关的DNA条形码、生物多样性信息库、基因测序技术、移动鉴定设备等研究论文和情报，取得下列结果：（1） 植物DNA条形码的研究对象以及研究领域在不断延伸和扩展，但寻找高分辨率的DNA条码和组合片段仍是研究热点，相关的植物分类学、系统发育与演化、生态学、植物多样性等研究也在快速发展；（2） 生物多样性信息数据库建设爆发式增长，为iFlora的知识积累和扩展奠定了基础；（3） 第三代DNA测序技术的发展，快速测序设备的小型化将成为可能；（4） 物种认知和识别的初级移动设备已经出现；（5） 信息技术与植物科学等研究的结合，促进跨领域的研究合作和产品开发。本文讨论了iFlora研究计划，表明其是未来植物多样性研究的发展趋势。
iFlora是依据传统植物分类学及相关学科的研究基础，融入现代DNA测序技术，应用高速发展的信息、网络技术及云计算分析平台，收集、整合和管理植物物种相关信息，以建成智能物种鉴定和数据提取的开放应用系统（智能装备）。通过与该系统的双向交流，一方面，可以不断整合新的数据和技术充实iFlora的内容和功能；另一方面，可以通过该系统的多种鉴定途径实现快速、准确和方便的物种鉴定，获取所需物种的相关信息，满足专业机构和公众对物种和生物多样性的认知要求。本文重点介绍了构成iFlora的应用装置和支撑该装置的实物库（凭证标本、分子材料和DNA库）的建设及其重要性；阐述了构成iFlora各单元的高度整合和集成的特点，以及基于计算机技术的物种信息数字化和开放的云计算数据分析处理服务平台的枢纽作用；并讨论了iFlora创建过程所面临的困难和挑战，以及拟研发的智能装备的框架和应用前景。
结合现代植物学、DNA测序与信息等关键技术而产生的新一代智能植物志（iFlora），其研发中最首要和迫切的任务之一就是如何将前沿、准确和完善的植物数据信息进行特色整合及智能化处理，为用户提供一个客观而科学的，具理论和实际应用为一体的植物学知识共享平台，并有效地为国民经济发展提供有价值的植物资源信息渠道。本文简要介绍了与传统植物志和目前常用的电子植物志数据库相区别的iFlora数据信息的分级内容、特点和功能，并强调了作为iFlora的核心数据信息，即用于物种鉴定的植物DNA条形码、关键形态学分类特征、植物图像等识别数据，以及分子系统发育数据等。以杜鹃花科（Ericaceae）白珠树属（Gaultheria）和其属下红粉白珠（G.hookeri）为例，介绍了iFlora采用的三类数据（核心数据、基础数据和拓展数据）构成的三级信息及其功能，同时探讨了信息整合时可能遇到的问题。
随着世界主要国家和地区传统植物志的完成和即将完成，植物学进入后植物志时代。由于学科的积累和科技的发展，新一代植物志（iFlora）成为植物志发展的必然。本文概述了iFlora的特点、主要构件和应用范围；介绍了近三十年来遗传信息及其获取技术的发展概况，以及它们在iFlora中的重要作用；讨论了目前技术条件下各类遗传信息获取技术的优劣和整合提高的方法；提出了iFlora实施过程中的阶段性目标；以及随着数据信息的快速积累，相关技术特别是快速、简便测序技术和设备的发展与iFlora可能的最终发展目标。
DNA条形码是利用标准的基因片段对物种进行快速鉴定的技术，已经成功用于生物物种分类和鉴定、生态学调查和生物多样性评估等研究领域。尽管生命条形码数据（BOLD）系统提供了主要针对动物类群DNA条形码研究的技术规范，但由于植物本身的生物学特性与所使用的条形码不同，因此已有技术规范并不完全适用于植物DNA条形码的研究。本文根据植物DNA条形码研究的特点与我国的实际情况，编写了植物DNA条形码研究技术标准和规范指南，具体包括十个方面的内容，即植物DNA条形码研究的样品采集策略；植物标本和野外数据的采集规范；植物标本图像信息的采集规范；植物DNA材料的采集规范；植物DNA材料的干燥与保存规范；植物总DNA的质量标准及保存规范；植物标准DNA条形码的选择与通用引物；DNA条形码的扩增与测序；DNA条形码数据的命名、编辑和提交规范；以及DNA条形码数据分析。我们期望通过这些标准规范的实施和在实践中的不断修订和完善，能为我国学者开展植物DNA条形码和iFlora研究提供参考和借鉴。
关键词：植物DNA条形码；技术规范；物种鉴定；标准；新一代植物志
中药的准确鉴定涉及到人民生命安全和切身利益。传统的鉴定方法，即感官评价、显微鉴定和理化鉴定均存在不同程度的局限性，而分子鉴定则为中药的快速和准确鉴定带来了新的契机。为了使中药的分子鉴定得到更加广泛和有效的应用，应该高度重视相关标准、规范的制订。本文提出了中药分子鉴定的一些主要方法：1)真伪品鉴定：特异聚合酶链式反应法；2)正品和替代品鉴定：DNA条形码鉴定法；3)多基源鉴定：群体遗传学分析法；4)产地鉴别：分子谱系地理学分析法。经上述方法仍无法鉴别的贵重药材可进一步应用人类亲子鉴定的方法，开发特异微卫星标记进行进一步的鉴定。
鹅膏属（Amanita）部分物种为重要食用真菌，而另外部分物种则是剧毒的，在我国及其他许多国家，每年都有因误食剧毒鹅膏而导致中毒甚至死亡的事件发生。DNA条形码是用一段或几段短的DNA序列来对物种进行快速、准确鉴定的方法。本研究选取三个候选片段，即核糖体大亚基（nLSU）、内转录间隔区（ITS）和翻译延长因子1-α（tef1-α），使用真核生物通用引物，测试我国已知的7种剧毒鹅膏及2种易混的可食鹅膏，并将欧美分布的但与黄盖鹅膏（A.subjunquillea）亲缘关系密切的绿盖鹅膏（A.phalloides）纳入分析中。nLSU的PCR扩增和测序成功率均为100%，但种内和种间遗传变异偶有重叠。ITS的PCR扩增和测序成功率分别达到100%和85.7%，且具有高的种间变异和低的种内变异。tef1-α的PCR扩增和测序成功率分别达到85.7%和100%，种间和种内遗传分化均高于ITS和nLSU。三个片段的物种分辨率均较高，但与nLSU相比，ITS和tef1-α具有更为明显的barcode gap。鉴于ITS可能会成为真菌界的通用条码，故建议将ITS作为鹅膏属的核心条形码，tef1α和nLSU作为该属的辅助条形码。
应对社会公众和国家相关行业和部门对植物物种认知的广泛需求，新一代植物志（iFlora）应运而生。为了服务于该研究计划，本文提出了iFlora科技领域云的建设构想，拟建设由云服务端(资源层、服务层)、植物志智能生成系统、客户端(应用层)和核心用户群组成的信息化协同工作环境和应用平台：即(1) 在云端搭建协同工作平台，用以整合植物DNA条形码标准数据库、植物多样性信息数据库、计算模型库等信息化资源；(2) 在虚拟化科研平台中嵌入智能生成系统，为终端用户生成和展示智能植物志；(3) 在客户端开发多平台移动应用程序，服务于终端用户和实际应用。该建设将遵循植物学发展的规律，在植物学与信息化融合的过程中，形成众多科学工作者能够共同参与的，可共享、无障碍、无缝链接的云工作环境。该环境将整合机器、网络和分类学家的认知能力，为公众认知植物世界提供智能的认知系统。
