DNA条形码在鞘翅目昆虫分子系统学研究中的应用

近年来,DNA条形码(DNA Barcoding)技术已经成为生物分类学研究中备受关注的新型技术,并在鞘翅目昆虫系统发育研究中得到广泛应用。本文总结了鞘翅目昆虫DNA条形码研究所用COⅠ基因序列,概述了DNA条形码在鞘翅目昆虫的物种分类鉴定、发现新种和隐存种、系统发育关系研究等方面的应用,并对DNA条形码研究技术新进展和标准序列筛选需要注意的问题进行了讨论。     

DNA条形码及其在生物多样性研究中的应用

DNA条形码是利用生物体内标准的、有足够变异的、易扩增且相对较短的DNA片段对物种进行快速准确鉴定的技术。自2003年DNA条形码相关概念提出以来广受关注,国内外相继开展了DNA条形码及信息系统建设研究,为DNA条形码技术的发展提供了坚实的研究基础和生物信息学分析平台。DNA条形码技术弥补了传统分类学的不足,为生物多样性研究提供了新的思路和方法。本文介绍了DNA条形码的产生与发展过程,国内外DNA条形码技术与信息系统建设研究进展,重点阐述了DNA条形码技术在物种鉴定、濒危物种保护、隐存种发现、生物多样性评估等研究领域中的应用。最后结合DNA条形码技术目前存在的问题,对其在相关研究领域的应用前景进行了展望。     

藻类DNA条形码研究进展

DNA barcode,又称为DNA条形码,是指利用短的标准DNA序列的核苷酸多样性进行物种的鉴定和快速识别.目前该方法在动物分类研究中应用广泛,其中线粒体的细胞色素c氧化酶亚基1(cytochrome c oxidase subunit 1,COI或cox 1)基因中的约700bp长度的一段被用来作为标准DNA片段.在陆地植物条形码研究中,生命-植物条形码联盟会(Consortium for the Barcode of Life-Plant Working Group,CBOL-Plant Working Group)近期推荐将植物叶绿体中的两个基因片段rbcL+ matK作为初步的陆生植物条形码,此组合能在70％的程度上进行植物物种的鉴别.在海藻的分类研究中,DNA条形码的应用较少,已有的研究主要集中在硅藻、红藻和褐藻,尚没有学者明确提出适合藻类的DNA条形码.总结了能够作为藻类DNA条形码的序列特点、应用流程及分析方法,综述了DNA条形码在藻类中的研究现状和存在的问题,展望了藻类DNA条形码的应用前景.     

DNA条形码技术在植物中的研究现状

DNA条形码技术（DNA barcoding）是用短的DNA片段对物种进行识别和鉴定的分子生物学技术。在动物研究中该技术已经成功应用于利用线粒体细胞色素c氧化酶亚基I（COI）进行物种鉴定和发现隐种或新物种。相对于动物, COI基因在高等植物中进化速率较慢, 因此植物条形码研究以叶绿体基因组作为重点, 但目前还处于寻找合适的基因片段阶段。许多学者对此进行了积极的探索, 报道了多种植物条形码的候选片段或组合, 但还没有获得满足所有标准的特征位点片段。该文介绍了DNA条形码的标准、优点、工作流程及数据分析方法, 总结了DNA条形码在植物中的研究现状。     

DNA条形码技术在植物中的研究现状

DNA条形码技术(DNA barcoding)是用短的DNA片段对物种进行识别和鉴定的分子生物学技术。在动物研究中该技术已经成功应用于利用线粒体细胞色素c氧化酶亚基I(COI)进行物种鉴定和发现隐种或新物种。相对于动物, COI基因在高等植物中进化速率较慢, 因此植物条形码研究以叶绿体基因组作为重点, 但目前还处于寻找合适的基因片段阶段。许多学者对此进行了积极的探索, 报道了多种植物条形码的候选片段或组合, 但还没有获得满足所有标准的特征位点片段。该文介绍了DNA条形码的标准、优点、工作流程及数据分析方法, 总结了DNA条形码在植物中的研究现状。     

DNA条形码在膜翅目昆虫中的应用分析

DNA条形码的提出,实现了分类学的一次质的飞跃,简便、快捷以及精确的优点使其被广泛应用在物种的分类工作中。膜翅目为昆虫纲的第3大目,其物种具有高度的多样性,种类鉴定工作复杂艰巨。DNA条形码在膜翅目中得到广泛应用。本文针对DNA条形码在膜翅目昆虫的物种分类鉴定、物种发现和隐存种、食物网与生物多样性等方面研究情况予以综述。     

新丛赤壳属真菌DNA条形码研究

以新丛赤壳属19个种为材料,选择ITSrDNA,β-tubulin,EF—1α和RPB2作为候选基因,对获得的205个序列片段采用不同方法进行分析,筛选该属的DNA条形码．将种内与种间序列差异以及序列获得的难易程度作为评价指标．结果表明,任何一个单独的基因都不宜作为其DNA条形码,EF-1α与RPB2基因组合可以准确识别种内与种间差异,建议作为该类真菌的DNA条形码．研究过程中,将形态学与序列分析相结合,发现顶环新丛赤壳和小孢新从赤壳两个隐存种．     

动物DNA条形码之分析方法研究进展

DNA条形码是一段可用于物种鉴定的DNA序列。本文综述了近年来多种基于DNA条形码的分析方法及其在物种鉴定和隐存种发现中的应用,主要包括遗传距离法、进化树法、相似性比对法、诊断法和统计分类法等,旨在为这一技术的广泛应用提供参考。     

基于DNA条形码技术构建王朗国家级自然保护区陆生脊椎动物遗传资源数据库及物种鉴定

DNA条形码(DNA barcode)是基因组中较短的、种内变异相对稳定的基因序列,已经成为生物多样性保护研究中物种鉴定、生物多样性评估的有力手段之一。四川王朗国家级自然保护区地处青藏高原东缘,属于世界生物多样性热点地区,具有丰富的生物资源,在我国珍稀动物保护领域具有重要地位。目前保护区已累积了大量的陆生脊椎动物监测数据,但缺乏遗传资源本底调查和基础的遗传资源数据库。本研究基于DNA条形码技术,以四川王朗国家级自然保护区为主要研究区域,基于样线法和博物馆标本调研,对所采集的314份样品进行DNA条形码分析,共鉴定兽类、鸟类、两栖类18目35科74种,首次获得了王朗齿突蟾(Scutigerwanglangensis)的线粒体基因(COI、12S-16S、16S、Cytb)及核基因(RAG1)的条形码序列信息,并通过比较不同监测方法说明了DNA条形码技术在动物多样性调查中的应用前景。本研究基于DNA条形码技术最终获得了216份DNA条形码数据,初步建立了保护区陆生脊椎动物遗传资源数据库,该数据库将为评估保护区生物多样性提供基础信息,为动物保护和管理工作提供技术支持。     

DNA条形码在生态学研究中的应用与展望

DNA条形码是利用标准的DNA片段对物种进行快速鉴定的技术,已在生物学各相关领域得到广泛应用。随着DNA条形码技术的不断发展和完善,已成功应用于生态学领域的相关研究中。本文综述了DNA条形码在物种快速鉴定和隐存种发现、群落系统发育重建和生态取证、群落内物种间相互关系研究等方面的应用,并介绍了DNAmetabarcoding技术和环境DNA条形码在生物多样性和生态学研究领域中的应用。最后,结合新的测序技术和未来大科学装置的发展,在相关数据库逐渐完善,新分析方法和计算模型不断开发使用的情景下,对DNA条形码在生态学相关领域的应用前景进行了展望。     

植物DNA条形码研究进展

DNA条形码(DNA barcoding)已成为近5年来国际上生物多样性研究的热点,即通过使用短的标准DNA片段,对物种进行快速、准确的识别和鉴定.该技术在动物研究中已得到广泛的应用,所采用的标准片段是线粒体COI基因中约650 bp长的一段.然而在植物中DNA条形码的研究进展相对缓慢,目前尚处于对所提议的各片段比较和评价阶段,还未获得一致的标准片段.由于植物中线粒体基因组进化速率较慢,因此条形码片段主要在叶绿体基因组上进行选择,被提议的编码基因片段主要有rpoB,rpoCI,matK,rbcL,UPA,非编码区片段有tmH-psbA,atpF-atpH,psbK-psbI,此外还有核基因ITS.已有的研究表明以上任何一个单片段都不足以区分所有植物物种,因而不同的研究组相继提出了不同的片段组合方案,目前被广泛讨论的组合主要有5种.本文综述了DNA条形码序列的优点、标准、工作流程、分析方法和存在的争议,重点论述了植物条形码研究中被提议的各序列片段和组合的研究现状.     

DNA条形码与线粒体基因组在蚌科生物多样性研究中的应用

蚌科是生活在淡水中的滤食性贝类。蚌能过滤、净化水体,且对水质变化反映敏感,是检测水质的指示生物之一。但由于栖息地缺失和破坏,过度商业捕捞以及环境污染等因素的影响,蚌科已被确定为世界上最濒危的动物类群之一。因此,对蚌科生物多样性的研究显得尤为重要。随着测序技术的不断发展,DNA测序成本越来越低、速度不断加快、准确度不断提高。而作为物种鉴定和发现隐存种的DNA序列工具,DNA条形码已被广泛应用于生物多样性的研究。线粒体基因组是动物唯一的核外基因组,也是遗传多样性重要的组成部分,并为生物多样性研究提供了丰富的信息。同时,蚌科线粒体DNA特殊的双重单亲遗传方式更受到广大研究者的高度重视。本综述对DNA条形码和线粒体基因组用于蚌科生物多样性研究中的特点、研究现状和应用范围等方面进行了总结和分析,并展望了蚌科生物多样性的研究趋势,旨在为蚌科生物多样性研究、保护蚌类和科学利用蚌类资源提供参考。     

应用DNA条形码对植物标本的核查

DNA条形码主要目的是物种鉴定和新物种或隐存种的发现,而DNA条形码参考数据库是物种快速鉴定的重要基础。目前中国维管植物DNA条形码参考数据库正在建设之中,借助于公共数据库（NCBI）和初步建立的中国植物DNA条形码参考数据库,运用DNA条形码数据开展了植物标本鉴定的核查工作：（1）比较DNA序列信息与标本鉴定信息,从科、属、种级水平查找鉴定错误的标本;（2）基于有较好研究基础的DNA条形码参考数据库,开展未知标本的鉴定;（3）通过对标本核查的总结,提出DNA条形码参考数据库建设过程中的几点建议。     

线粒体COⅠ基因在昆虫DNA条形码中的研究与应用

自2003年DNA条形码(DNA barcodes)概念出现以来,DNA条形码技术(DNA barcoding)受到生物分类学领域普遍关注,线粒体细胞色素氧化酶亚基I(mtDNACOⅠ)被用作动物类群的主要条形码序列,基于该基因片段的昆虫条形码研究在国内外广泛开展。本文在概述DNA条形码、条形码技术及已开展的昆虫条形码研究计划的基础上,总结了昆虫mtDNACOⅠ条形码及其技术在发现和描述隐种、种类分子鉴定以及系统发育等方面的研究进展,分析了细胞核线粒体假基因(Numts)对mtDNACOⅠ条形码扩增的影响,提出检测和避免Numts的方法,并对DNA条形码技术的进一步研究和应用进行了讨论和展望。     

戴云山国家级自然保护区访花昆虫DNA条形码数据集

访花和传粉昆虫对于维持生态系统功能具有重要作用,但我国相关昆虫类群的本底数据非常缺乏。作为基于特定基因序列的物种划分方法, DNA条形码在标本鉴定、新物种发现、生物多样性保护、种群遗传和进化等研究领域具有重要的应用价值。本文报道了福建戴云山国家级自然保护区双翅目、膜翅目和鞘翅目3个类群访花昆虫的815条线粒体COI条形码数据,并详细提供了所获样品的海拔分布信息。该数据集可为地区性昆虫多样性的DNA条形码数据库构建、隐存种发现、海拔梯度物种遗传多样性和生物多样性保护等方面研究提供帮助。     

珠江流域常见鱼类及大型底栖动物DNA条形码空缺分析

条形码数据库是开展基于DNA的生物监测关键先决条件。为在珠江流域有效开展基于DNA的生物监测,迫切需要了解物种DNA条形码的覆盖或空缺状况。整理了珠江流域常见鱼类和大型底栖动物的物种清单,从National Center and Biotechnology Information (NCBI)数据库中检索了物种清单的DNA条形码序列,分析了常见鱼类(包括线粒体组和12s rRNA基因)和大型底栖动物(包括线粒体组、COI和18s rRNA基因)的DNA条形码覆盖范围和空缺程度。数据分析表明：(1)珠江流域共记录了常见鱼类221种,隶属于2纲18目51科和137属;常见大型底栖动物105种/属,隶属于6纲14目53科。(2)共检索到常见鱼类线粒体组序列913条和12s rRNA基因序列962条,分别占总物种的81.45%和57.92%;有12.67%的物种没有线粒体组和12s rRNA基因序列,若将条形码阈值设置为至少包含5个参考序列,则空缺度上升至52.94%;(3)共检索到常见大型底栖动物线粒体组65条序列、COI基因26,988条序列和18s rRNA基因175条序列,分别占总种/...     

DNA条形码分析方法研究进展

DNA条形码是一段短的、标准化的DNA序列,DNA条形码技术通过对DNA条形码序列分析实现物种的有效鉴定.随着生物DNA条形码序列的大量测定,DNA条形码分析方法得到迅速发展,推动了其在生物分子鉴定中的应用.2003年以来,DNA条形码技术已广泛应用于动物、植物和真菌等物种的鉴定,并有力地推动了生物分类学、生物多样性和生态学等学科的发展.本文在综述DNA条形码技术的基础上,总结了5类主要的DNA条形码分析方法,即基于遗传距离的分析、基于遗传相似度的分析、基于系统发育树的分析、基于序列特征的分析和基于统计分类法的分析,并进一步展望了DNA条形码技术的发展与应用.     

检疫性疫霉DNA条形码标准分子构建

质粒标准分子是指含有外源基因和内源标准基因特异性片段的重组质粒分子.DNA条形码技术是通过对标准目的基因的DNA序列进行分析从而进行物种鉴定的技术.构建基于DNA条形码的质粒标准分子是DNA条形码技术应用于检测实践的要求.本研究将这两种检测鉴定技术相结合应用于检疫性疫霉的检测,构建了11种检疫性疫霉的DNA条形码标准分子,进行了测序验证,均匀性,稳定性和特异性验证.结果表明,构建的质粒标准分子准确度,均匀性,稳定性和特异性均良好,对实际口岸检验检疫工作具有实践应用价值.     

DNA条形码技术在青海海东地区小型兽类鉴定中的应用

为弥补传统形态分类方法的不足,探究应用DNA条形码技术进行分子生物学鉴定的可行性,本研究用DNA条形码技术检测了青海省海东地区3目6科14属18种110只小型兽类的COI基因部分序列。分析所测COI基因序列可知:种内遗传距离≤3%,种间遗传距离5-10%,属间遗传距离12-19%,种间遗传距离显著大于种内遗传距离。NJ树显示同种个体聚为有很高支持度的单一分支。有6个个体(4只黄胸鼠、2只小家鼠)在现场鉴定中被误定为其他种类。研究结果表明使用条形码技术能纠正形态学鉴定中的错误,也说明动物线粒体COI基因是一个有效的DNA条形码标准基因。     

DNA条形码研究进展

DNA条形码是应用有足够变异的标准化短基因片段对物种进行快速、准确鉴定的新的生物身份识别系统.2003年,加拿大Guelph大学Hebert等首次正式提出了DNA条形码概念,2004年成立了生物条形码联盟,目前有来自50个国家的两百多个组织成为其成员,2007年5月加拿大Guelph大学组建了世界上第一个DNA barcoding鉴定中心,2009年1月正式启动"国际生命条形码计划",中国科学院代表中国与加拿大、美国和欧盟共同为iBOL 4个中心节点.线粒体细胞色素C氧化酶基因COⅠ具有引物通用性高和进化速率快等优点,是理想的动物DNA条形码,不过,COⅠ在植物中应用效果较差,因此,核糖体ITS序列和质体rbcL、matK和trnH-psbA等序列也相继被引入植物的DNA条形码研究.虽然DNA条形码研究还处于起步阶段,面临巨大挑战,但是,越来越多的研究表明DNA条形码可以广泛应用于生物的分类和鉴定,是一种简便、高效、准确的物种鉴定技术,已经在动物、植物和微生物等研究中取得了显著成果,是生命科学领域发展最快的学科前沿之一.本文从DNA条形码的开发、应用、国内相关文献研究现状、DNA条形码面临的挑战以及发展前景等进行了综合分析,以期推动我国DNA条形码和分类学研究的发展.