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(bǔ)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行小范圍研究，進(jìn)而加快植物標(biāo)準(zhǔn)DNAIt形碼的確定,促進(jìn)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(kuò)

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(jìn)一步驗證ITS2對裸子植物的鑒定能力,我們擴(kuò)大了樣本范圍對其進(jìn)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(dá)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(kuò)增成功率、遺傳距離

3、差異、"DNAbarcodinggap"和物種鑒定能力四個方面進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(dá)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(jìn)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(kuò)大樣本量的基礎(chǔ)上對這兩個片段進(jìn)行了進(jìn)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