中国蛛缘蝽科物种DNA条形码研究(英文)

【目的】本研究旨在探讨DNA条形码对中国蛛缘蝽科(半翅目：缘蝽总科)物种界定的适用性。【方法】对中国蛛缘蝽科13属23种207个样本的线粒体COI基因DNA条形码序列进行扩增,并扩增稻缘蝽属Leptocorisa 3个物种的31条内转录间隔区1(ITS-1)序列作为辅助标记。使用MEGA 11软件计算种间和种内遗传距离(Kimura 2-parameter, K2P);采用邻接法(neighbor-joining, NJ)进行物种聚类分析;利用中介邻接网络算法构建单倍型网络图。【结果】基于线粒体COI DNA条形码序列得出测试的中国蛛缘蝽科所有23个种的种内平均K2P距离在2%以下,种间K2P距离在0.98%~23.98%之间(平均17.50%)。多数物种彼此能够被较好地分开,且支持率较高。其中,中稻缘蝽Leptocorisa chinensis和大稻缘蝽L. oratoria共享部分COI单倍型,造成COI条形码无法区分二者,可通过ITS-1序列在单倍型网络分析中将二者区分。【结论】本研究得出的中国蛛缘蝽科中绝大部分物种的DNA条形码数据分析结果与基于形态特征的分类单元一致。然而,对于其中亲缘关系极近的物种,单靠线粒体数据尤其是COI条形码序列无法进行准确界定,需引入其他DNA序列或其他类型数据进行区分。     

山西翅果油树上三种重要鳞翅目害虫的形态 和分子鉴定及生活史观察

【目的】明确山西翅果油树Elaeagnus mollis上发生危害的3种鳞翅目害虫形态鉴定特征及生活史特性,并基于mtDNA COI基因DNA条形码对这3个种进行快速物种识别鉴定。【方法】通过观察山西翅果油树上3种鳞翅目害虫成虫外部形态和解剖拍照雌、雄性外生殖器特征,利用PCR扩增对待测样本COI基因DNA条形码序列进行测定,与GenBank数据库中同源序列进行比对,基于COI基因DNA条形码序列构建邻接树 (neighborjoining, NJ),结合形态学研究结果对这3种鳞翅目害虫开展种类鉴定。【结果】形态学鉴定结果表明,危害山西翅果油树的3种鳞翅目害虫为榆兴透翅蛾Synanthedon ulmicola、兴透翅蛾Synanthedon sp.和斜纹小卷蛾Apotomis sp.。对这3个种的外部形态和雌、雄性外生殖器鉴别特征进行了描述和绘图。DNA条形码序列比对分析结果显示,榆兴透翅蛾与GenBank数据库中Synanthedon sequoiae的COI基因核苷酸序列一致性为90.7%,兴透翅蛾与GenBank数据库中Synanthedon spheciformis的COI基因核苷酸序列一致性为90.0%,斜纹小卷蛾与GenBank数据库中Apotomis capreana的COI基因核苷酸序列一致性为92.7%,NJ树聚类分析结果显示3个种分别形成明显的单系分支,与形态学和序列比对鉴定结果相吻合。【结论】本研究基于形态学鉴定和COI基因DNA条形码分子鉴定明确了危害山西翅果油树的3种鳞翅目害虫——榆兴透翅蛾、兴透翅蛾和斜纹小卷蛾,并提供了3个种的形态鉴定特征、生活史资料,为重要经济树种翅果油树的害虫防治提供了理论依据和科学资料。     

DNA条形码技术在北京百花山地区夜蛾科物种鉴定中的应用

为了探讨DNA条形码技术在夜蛾物种鉴定中的可行性, 本研究利用条形码通用引物扩增了北京百花山地区43种夜蛾75个样本的线粒体细胞色素C氧化酶亚基I （mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I, COI）基因序列, 以Kimura双参数模型进行种内种间遗传距离分析、 使用邻接法（neighbor-joining, NJ）和最大简约法（maximum parsimony, MP）分别构建系统发育树, 并利用分子序列差异阈值对样本进行分子可操作分类单元（molecular defined operational taxonomic units, MOTU）划分。结果表明： 所有夜蛾种类通过系统发育树可以成功区分; 种内平均遗传距离(0.03%)远远小于种间平均遗传距离(11.29%); 采用较为保守的1%的序列差异阈值将75个夜蛾样本分为42个MOTU, 正确率为95%, 除了MOTU04包含2个物种外, 剩余41个MOTU与形态种呈现一一对应的关系。结果显示, 基于COI基因的DNA条形码对于本研究中所涉及的夜蛾具有较好的区分, 可以作为一种有效的工具在夜蛾科昆虫物种鉴定中进行应用。     

以雾灵山夜蛾科为材料评估进化模型对DNA条码分类的影响

为了探究进化模型对DNA条形码分类的影响, 本研究以雾灵山夜蛾科44个种的标本为材料, 获得COI基因序列。使用邻接法（neighbor-joining）、 最大简约法（maximum parsimony）、 最大似然法（maximum likelihood）以及贝叶斯法（Bayesian inference）构建系统发育树, 并且对邻接法的12种模型、 最大似然法的7种模型、 贝叶斯法的2种模型进行模型成功率的评估。结果表明, 邻接法的12种模型成功率相差不大, 较稳定; 最大似然法及贝叶斯法的不同模型成功率存在明显差异, 不稳定; 最大简约法不基于模型, 成功率比较稳定。邻接法及最大似然法共有6种相同的模型, 这6种模型在不同的方法中成功率存在差异。此外, 分子数据中存在单个物种仅有一条序列的情况, 显著降低了模型成功率, 表明在DNA条形码研究中, 每个物种需要有多个样本。     

DNA条形码试剂盒检测技术在大小蠹属种类鉴定中的应用（英文）

【目的】DNA条形码技术已成为生物分类鉴定的有力工具。DNA条形码技术的相关问题,如物种种内和种间的遗传距离出现重叠区域,将直接影响到物种鉴定的准确性。我们应用DNA条形码试剂盒检测技术来快速、准确地鉴定口岸截获的检疫性大小蠹属种类。【方法】针对大小蠹昆虫设计引物以提高PCR扩增效率。运用自主研发的基因条码分析软件找出基因片段上区分每个物种的多态位点规律,作为该物种的鉴定特征并建立数据库,应用于物种鉴定。【结果】使用针对大小蠹属昆虫设计的引物成功扩增出325 bp的COI基因片段。将大小蠹属12种昆虫的COI基因片段上的核苷酸诊断位点的组合作为物种的鉴定特征,可以准确地区分近似种。通过比对植物检疫鉴定系统数据库里的鉴定特征,将6个大小蠹属的未知样品成功鉴定到种(核苷酸序列一致性为100%),与形态鉴定结果一致。【结论】结果表明DNA条形码试剂盒检测技术可以准确鉴定大小蠹属的种类。该检测技术可以应用于其他经济重要性有害生物的检测鉴定。     

基于线粒体COI基因的青海省44种蚤类的分子鉴定及系统发育分析

【目的】本研究应用DNA条形码技术对青海省部分蚤种进行鉴定,旨在弥补蚤类传统形态分类方法的不足。【方法】通过PCR扩增3总科6科22属44种共182头蚤类标本的线粒体COI基因片段(约600 bp)并进行测序和比对;用K2P模型计算种内及种间遗传距离;以邻接法(neighborjoining,NJ)构建系统发育树。【结果】共测得182条COI基因序列片段(GenBank登录号:MG138154-MG138335);分析可知蚤种内遗传距离0.01%~2.90%,种间遗传距离4%~12%,种间遗传距离显著大于种内遗传距离。系统发育树显示,同一物种的不同个体均形成高支持率的单系,种间分支很明显。【结论】本研究结果表明COI基因可以用于蚤类的快速鉴定。     

DNA条形码技术在河北保定、廊坊地区鳞翅目昆虫上的应用及小型区域数据库的构建

【目的】为了探究DNA条形码技术和小型区域数据库在蛾类鉴定上的可行性,本研究利用条形码通用引物扩增了采自河北保定、廊坊地区10种夜蛾82个样本的线粒体细胞色素c氧化酶亚基I(Mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I,COⅠ)基因序列。【方法】基于进化树、距离、阈值和特征的方法。【结果】虽然整体分类效果较好,但基于进化树、距离、阈值的方法都无法将二点委夜蛾Athetis lepigone进行较好的分类;样本LF110802.008总是被分入标瑙夜蛾Maliattha signifera类群,与形态学分类结果发生分歧。基于特征的方法运用核基因28S进行分析,结果与形态分类一致。同时还探讨了基于特征方法得到的诊断特征数目与样本数量之间的关系,发现两者密切相关;基于特征的方法对小样本量的鉴定也比较有效。本研究建立了小型区域的DNA条形码数据库,使物种识别具有更强的针对性,有利于提高地区性蛾类病虫害防治效果。【结论】在蛾类鉴定中,DNA条形码有很好的分类效果,小型区域数据库很有实际应用价值。     

基于三个分子标记的粉毛蚜亚科DNA条形码

【目的】粉毛蚜亚科昆虫是重要的林业害虫,但是由于蚜虫体型较小,形态特征趋于简化,可用于物种鉴定的有效特征非常有限,因此一般基于外部形态特征难以对蚜虫物种实现快速准确的鉴定。本研究获取该亚科2属10种的DNA条形码标准序列,解决部分物种的分类问题,同时比较了3种标记对粉毛蚜亚科（Pterocommatinae）物种快速鉴定的效率。【方法】基于蚜虫的线粒体细胞色素氧化酶C亚基I（cytochrome oxidase subunit I, COI）基因、细胞色素b（cytochrome b, Cytb）基因和蚜虫初级内共生菌Buchnera 6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶（gluconate-6-phosphate dehydrogenase, gnd）基因,对2属10种共197号样品进行NJ分析、遗传距离的计算以及基于相似性的物种鉴定分析。【结果】与K-2P模型相比,基于p-distance模型计算得到的遗传距离更小,序列差异频次图上种内距离与种间距离的重叠区域也小于前者;COI序列的物种鉴定成功率最高。获取了粉毛蚜亚科近200条DNA条形码标准序列,并建立了基于3个标记的该亚科物种DNA条形码序列库。【结论】在粉毛蚜亚科DNA条形码研究中,p-distance模型要优于K-2P模型;COI序列具有最高的条形码分析效率;增毛卷粉毛蚜Plocamaphis assetacea可能为蜡卷粉毛蚜Plocamaphis flocculosa的同物异名。     

DNA条形码技术对重大潜在入侵害虫大洋臀纹粉蚧的鉴定有效性研究

【目的】粉蚧是一类重要的世界性检疫性害虫,对果蔬产业以及水果的进出口贸易造成了巨大威胁。通常,口岸截获的粉蚧多为若虫或残体,加之隐存种的存在和较小的近缘种间差异,严重影响了基于形态学特征的粉蚧类害虫识别鉴定的准确性和及时性。本研究旨在明确DNA条形码技术对重大潜在入侵害虫大洋臀纹粉蚧Planococcus minor(Maskell)的鉴定有效性。【方法】以旅检截获的36头大洋臀纹粉蚧为对象、其近缘种柑橘臀纹粉蚧Pl.citri(Risso)为参照,以线粒体COI基因5'端和3'端序列以及核糖体28S r DNA D2-D3区段序列为分子标记进行比对分析,以K-2-P模型计算种内种间遗传距离,以最大似然法(maximum likelihood,ML)构建进化树并进行系统发育分析,同时利用Species Identifier物种识别软件评价3种基因片段对大洋臀纹粉蚧的鉴定效果。【结果】当分别以COI基因5'端和3'端序列为分子标记时,截获大洋臀纹粉蚧的碱基序列与NCBI中大洋臀纹粉蚧的序列一致性分别为100%和99%~100%,而与近缘种柑橘臀纹粉蚧COI基因5'端和3'端的核苷酸序列一致性分别为97%~98%和96%~98%;且大洋臀纹粉蚧和柑橘臀纹粉蚧分别存在5个和11个稳定的物种特异性识别位点;系统发育分析显示,截获的大洋臀纹粉蚧均与数据库中的大洋臀纹粉蚧聚为一支。当以28S r DNA D2-D3区段序列为分子标记时,臀纹粉蚧属各物种间高度保守,无法区分大洋臀纹粉蚧与其近缘种柑橘臀纹粉蚧;种间遗传距离仅为0.004。此外,物种识别软件评价结果显示,基于COI基因5'端和3'端序列的鉴定结果完全正确,而基于28S r DNA D2-D3区段序列的鉴定结果却存在45.2%~61.9%的模糊鉴定。【结论】基于COI基因5'端和3'端的DNA条形码技术完全可用于大洋臀纹粉蚧的快速准确鉴定及检测,对有效阻截其入侵和进一步扩散蔓延意义重大。     

DNA条形码技术在农林入侵害虫鉴定与溯源研究中的应用

快速准确识别鉴定昆虫的方法在植物检疫中具有重要意义.长期以来,基于形态特征的入侵害虫鉴定研究由于经常遇到诸如幼期(包括卵、幼虫/若虫、蛹/前蛹/拟蛹),隐存种、复合种以及样本受损等情况,致使物种的快速准确鉴定陷入举步维艰的境地.DNA条形码技术的发展为上述问题的解决提供了新契机,已成为昆虫分类鉴定、植物及其产品的产地检疫和调运检疫以及出入境检验检疫中备受关注的一种新兴技术.本文以重大农林害虫类群介壳虫类、蓟马类、粉虱类和实蝇类等为例,简要介绍DNA条形码技术在农林入侵害虫鉴定和溯源研究中的应用,并对DNA条形码技术的进一步完善进行了探讨和展望.     

亚热带森林乔木树种DNA条形码研究——以哀牢山自然保护区为例

作为新一代植物志iFlora的重要组成部分,DNA条形码已经成为物种鉴定中重要且有效的方法。本研究以亚热带森林的乔木树种为研究对象,开展了DNA条形码的尝试性工作。为评估DNA条形码对鉴定亚热带森林树种的有效性,收集并研究了来自哀牢山自然保护区内5l科111属中204个树种的525个乔木个体。结果显示,所选4个DNA片段（rbcL,matK,trnH-psbA和ITS）的PCR扩增成功率都超过90％;测序成功率rbcL和matK最高,分别为90．7％和90．5％,trnH-psbA次之（83．6％）,ITS最低（73．5％）,表明4个片段在亚热带森林乔木中都具有较好的通用性。应用BLAST与NJ Tree两种方法,对物种和属水平的鉴别成功率进行统计,发现单片段中ITS最高,分别为68．4％-81．3％和99．0％～100％,核心条码rkL和matK组合的成功率是52．8％～60．2％和86．7％～90．5％,再与补充条码trnH-psbA和ITS联合,可以成功鉴别74．7％～79．6％哀牢山自然保护区亚热带森林中的乔木物种。由于ITS片段在亚热带森林部分重要树种类群（樟科和壳斗科等）中的测序成功率较差,所以对这些植物类群采用trnH-psbA作为DNA条形码是一个更好的选择。     

DNA barcoding analysis of Coleoidea (Mollusca: Cephalopoda) from Chinese waters

Coleoids are part of the Cephalopoda class, which occupy an important position in most oceans both at an ecological level and at a commercial level. Nevertheless, some coleoid species are difficult to distinguish with traditional morphological identification in cases when specimens are heavily damaged during collection or when closely related taxa are existent. As a useful tool for rapid species assignment, DNA barcoding may offer significant potential for coleoid identification. Here, we used two mitochondrial fragments, cytochrome c oxidase I and the large ribosomal subunit (16S rRNA), to assess whether 34 coleoids accounting for about one-third of the Chinese coleoid fauna could be identified by DNA barcoding technique. The pairwise intra- and interspecific distances were assessed, and relationships among species were estimated by NJ and bayesian analyses. High levels of genetic differentiation within Loliolus beka led to an overlap between intra- and interspecific distances. All remaining species forming well-differentiated clades in the NJ and bayesian trees were identical for both fragments. Loliolus beka possessed two mitochondrial lineages with high levels of intraspecific distances, suggesting the occurrence of cryptic species. This study confirms the efficacy of DNA barcoding for identifying species as well as discovering cryptic diversity of Chinese coleoids. It also lays a foundation for other ecological and biological studies of Coleoidea.     

藓类植物DNA条码的初步研究——以蔓藓科部分属为例

选取7个叶绿体基因片段,其中3个编码区基因片段（matK,rps4 and rbcL-a）和4个非编码区基因片段（atpB-rbcL,atpF-H,psbK-Iandtrn H-psbA）,一个线粒体基因片段（nad5）和一个核基因片段（ITS2）,材料包括5个属14个种的74份样品。分析比较了6个基因片段的多样性、种内和种间的遗传距离、鉴别率等。结果显示,在使用单个片段时ITS2的鉴定效果最好,而atpB-rbcL则是叶绿体基因片段中鉴别能力最高的。使用组合片段的结果发现,两个基因片段组合的鉴别效果最好。通过NJ树的方法检验,atpB-rbcL＋trn H-psbA和rbcL-a＋＋trn H-psbA的鉴定成功率是64%,当再增加一个或两个基因片段时其鉴定效果并没有提高。本研究表明在植物中应用DNA条码需要用质体基因和核基因联合。     

植物物种的快速鉴定与iFlora：DNA条形码在马先蒿属中的应用

DNA条形码技术就是利用一段较短的标准DNA序列对物种进行快速鉴定。与基于植物外部形态特征的传统分类鉴定方法相比,DNA条形码具有高效、准确,且易于实现自动化和标准化的特点。马先蒿属（PedicularisL．）植物具对生（轮生）叶的种类70％以上分布在中国．近缘种间形态上非常相似,鉴定较为困难。研究选取马先蒿属具对生（轮生）叶类群43种164份样品,利用叶绿体基因（rbcL、matK、trnH-psbA）和核基因（ITS）条形码片段,采用建树法和距离法检验4个条形码对这些物种的鉴定效果。结果表明,ITS片段用于建树法和距离法的鉴别率分别为81．40％和89．57％,其鉴别率高于3个叶绿体基因片段和任一基因片段的组合条码。另外,利用ITS成功解决了一些疑难种的分类问题。DNA条形码在马先蒿属研究中的实用性为新一代植物志（iFlora）实现物种的快速和准确鉴定提供了有力支持,并能为分类学、生态学、进化生物学、居群遗传学和保护遗传学等分支学科的研究提供重要信息。     

COI-based DNA barcoding of Arcoida species (Bivalvia: Pteriomorphia) along the coast of China

DNA barcoding is a promising tool for the rapid and unambiguous identification of species. Some arcoid species are particularly difficult to distinguish with traditional morphological identification owing to phenotypic variation and the existence of closely related taxa. Here, we apply DNA barcoding based on mitochondrial cytochrome c oxidase I gene (COI) to arcoid species collected from the coast along China. Combining morphology with molecular data indicates the 133 specimens of Arcoida could be assigned to 24 species. Because of the deep genetic divergence within Tegillarca granosa, there was an overlap between genetic variation within species and variation between species. Nevertheless, NJ and Bayesian trees showed that all species fell into reciprocally monophyletic clades with high bootstrap values. Our results evidence that the COI marker can efficiently identify species, correct mistakes caused by morphological identification and reveal genetic differentiation among populations within species. This study provides a clear example of the usefulness of barcoding for arcoid identification. Furthermore, it also lays a foundation for other biological and ecological studies of Arcoida.     

Testing four proposed barcoding markers for the identification of species within Ligustrum L.(Oleaceae)

DNA barcoding is a biological technique that uses short and standardized genes or DNA regions to facilitate species identification. DNA barcoding has been used successfully in several animal and plant groups. Ligustrum (Oleaceae) species occur widely throughout the world and are used as medicinal plants in China. Therefore, the accurate identification of species in this genus is necessary. Four potential DNA barcodes, namely the nuclear ribosomal internal transcribed spacer (ITS) and three chloroplast (cp) DNA regions (rbcL, marK, and trnH-psbA),were used to differentiate species within Ligustrum. BLAST, character-based method, tree-based methods and TAXONDNA analysis were used to investigate the molecular identification capabilities of the chosen markers for discriminating 92 samples representing 20 species of this genus. The results showed that the ITS sequences have the most variable information, followed by trnH-psbA, matK, and rbcL. All sequences of the four regions correctly identified the species at the genus level using BLAST alignment. At the species level, the discriminating power of rbcL, matK, trnH-psbA and ITS based on neighbor-joining (NJ) trees was 36.8%, 38.9%, 77.8%, and 80%,respectively. Using character-based and maximum parsimony (MP) tree methods together, the discriminating ability of trnH-psbA increased to 88.9%. All species could be differentiated using ITS when combining the NJ tree method with character-based or MP tree methods. Overall, the results indicate that DNA barcoding is an effective molecular identification method for Ligustrum species. We propose the nuclear ribosomal ITS as a plant barcode for plant identification and trnH-psbA as a candidate barcode sequence.     

重大潜在入侵害虫番茄潜叶蛾的SS-CoI快速检测技术

【背景】番茄潜叶蛾是源自南美洲的一种最具毁灭性的世界性入侵害虫,其适生区范围广,且与其他潜叶类昆虫难以准确、快速识别。【方法】以田间常见的其他6种潜叶类害虫为对照,采用基于mtDNACOl基因的种特异性SS—COI方法,研究番茄潜叶蛾快速分子检测技术。【结果】种特异性检测结果显示,SS-COl引物只对番茄潜叶蛾mtDNA具有扩增能力,对美洲斑潜蝇、南美斑潜蝇、三叶草斑潜蝇、葱斑潜蝇、豌豆潜叶蝇、桃潜叶蛾等其他潜叶类害虫不具有扩增效果。该引物不仅对成虫和单粒卵具有很好的扩增效能,对单根触角、头部、胸部、腹部以及翅和足等成虫残体亦具有同样的扩增能力,其最低检出阈值为312．5Pg·μL^-1。【结论与意义】该方法在有效防范番茄潜叶蛾侵入我国,保障农业生产安全和生态环境安全中意义重大。