植物DNA條形碼序列篩選與鑒定研究

1、植物DN粽形碼序列篩選與鑒定研究DNAft形碼是指用短的、標(biāo)準(zhǔn)的DNAff列作為物種標(biāo)記來鑒定物種的一種新技術(shù)，它是傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)分類的有效補充。目前，植物類群中DN煤形碼的研究和應(yīng)用尚處于探索階段,篩選候選片段、進而確定通用條形碼是當(dāng)前植物條形碼研究的首要任務(wù)。為了評估候選條形碼在植物中的通用性,本文選取了植物主要類群之一裸子植物門作為取樣對象進行研究。此外,由于DNAIt形碼的應(yīng)用主要集中在屬內(nèi)物種水平,因此本文還專門針對被子植物門中薔薇科和大戟科兩個具體類群進行小范圍研究，進而加快植物標(biāo)準(zhǔn)DNAIt形碼的確定,促進植物完整條形碼數(shù)據(jù)庫的建立。綜合實驗分析結(jié)果,得出的主要結(jié)論如下：(1)基于擴

2、增效率、種內(nèi)種間遺傳距離、"DNAbarcodinggap"和物種鑒定能力四個篩選標(biāo)準(zhǔn),本文評估了七個DNA片段(psbA-trnH,rbcL,matK,rpoB,rpoCl,ITS和ITS2)對裸子植物鑒定的有效性。研究結(jié)果表明ITS2是所選片段中最適合鑒定裸子植物的條形碼。為了進一步驗證ITS2對裸子植物的鑒定能力,我們擴大了樣本范圍對其進行評估。對于涵蓋12科80屬502種的888個樣本,ITS2的正確鑒定效率在種水平和屬水平分別達到73%和98%。(2)以薔薇科植物為研究對象，本文分別對四個DNAt段(rbcL,matK,rpoCl和ITS2)的擴增成功率、遺傳距離

3、差異、"DNAbarcodinggap"和物種鑒定能力四個方面進行了評估和比較。研究結(jié)果表明ITS2是所評估DNAt段中最有潛力的DNA形碼。為了進一步檢驗ITS2對薔薇科植物鑒定的有效性,本文基于一個更大的樣本量對其進行驗證。對于來自96屬893種的1410個樣本,ITS2可以將其78%的樣本正確鑒定到種,屬水平的鑒定成功率可達到100%。此外,本文還專門針對薔薇科中12個富含密切相關(guān)種的屬進行了研究。結(jié)果表明，除了Amelanchier,Alchemilla和Rosa之外,ITS2對其他九個屬均有較高的物種鑒定成功率(69%-97%)。對于含有大于100個物種的屬(Cl

4、iffortia,Prunus和Rubus),ITS2仍能正確鑒定>70%的物種。(3)通過對大戟科植物四個DNA形碼候選序列rbcL,matK,ITS和ITS2在種內(nèi)種間遺傳距離差異，"DNAbarcodinggap"以及物種鑒定能力等方面的評估和比較,結(jié)果表明,ITS/ITS2非常適合鑒定大戟科植物。為了證明ITS/ITS2的鑒定能力,本文在擴大樣本量的基礎(chǔ)上對這兩個片段進行了進一步評估,對于大戟科66屬871種的1183個樣本,ITS/ITS2可以成功鑒定大于90%的種以及100%的屬。此外,本文還專門研究了ITS/ITS2對大戟科中七個屬(Andrachne,Mallotus,Euphorbia,Croton,Phyllanthus,MacarangaandGlochidion)的鑒定能力。結(jié)果表明,ITS/ITS2對七個屬均有較高的物種鑒定成功率(68%-100%)。對于Euphorbia和Croton兩個屬,每個屬的物種數(shù)均大于240個,ITS/ITS2仍能正確鑒定88%-99%的物種。本研究以裸子植物、薔薇科以及大戟科為例,系統(tǒng)地分析和比較了不同DNA片段作為植物DNAa形碼的鑒定有效性。ITS2在所選取的三個植物分類單元中均有較