基于DNA条形码对桃属植物上蚜虫的快速鉴定

桃属(Amygdalus)植物是我国重要的果树,有些种类是常见的城市绿化观赏树种,也是多种蚜虫的寄主。蚜虫的体型小,有复杂的多型现象,传统的形态学特征往往无法实现对物种的准确而快速的鉴定。本研究应用DNA条形码技术,基于COⅠ基因序列分析,对我国桃属植物上的蚜虫进行编码,为桃属植物上蚜虫的物种快速、准确鉴定提供有力的支持。本研究共编码桃属植物上蚜虫12种,其中蚜亚科Aphidinae 6属10种,毛管蚜亚科Greenideinae 1属1种,毛蚜亚科Chaitophorinae 1属1种。共获得COⅠ基因序列96条,种内平均差异为0.76%,种间为5.7%¹5.5%。基于COⅠ序列构建了NJ树,绝大多数物种的样品有效地聚为一支,且支持率达到了95%以上。结合遗传距离和系统发育树分析表明,基于COⅠ序列的DNA条形码能有效区分99%的桃属植物上的蚜虫物种。     

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。     

华山松不同生态位上蚜虫的快速鉴定——基于DNA条形码

DNA条形码技术是利用一个短的DNA标记对生物进行快速鉴定。模糊式快速鉴定则是在当前数据库信息不足的情况下利用DNA条形码技术,结合形态测量学在短时间内完成大量样品的鉴定。华山松(Pinus armandii Franch)是我国特有的重要用材树种之一,蚜虫是华山松的重要害虫,对其快速准确的鉴定有助于害虫的准确而有效的防治。本文以华山松上的蚜虫为研究对象,基于线粒体COⅠ序列构建了NJ树,采自不同地区华山松上的蚜虫样品分为13个支,各节点的支持率均达到90%以上,蚜虫种内个体间平均遗传距离在0⁰.0536之间,种间遗传距离在0.05540.0536之间,种间遗传距离在0.0554⁰.1444之间。分析结果表明,不同的蚜虫种类占据华山松上不同的部位,取食部位多样性的分化是蚜虫物种竞争并占据不同生态位的结果。模糊式快速鉴定不仅能够快速的区分华山松上的不同蚜虫物种,而且有助于发现隐存分类单元。在当前数据库信息量不足的情况下,模糊式快速鉴定是在短时间内解决大量样品物种分类的行之有效的方法。     

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。     

基于DNA条形码的四川老君山国家级自然保护区尺蛾科昆虫种类鉴定

为了解四川老君山国家级自然保护区鳞翅目Lepidoptera尺蛾科Geometridae资源,于2019年6—8月和2020年5—6月通过灯诱法采集2 402号标本,运用DNA条形码技术对标本进行分子鉴定。通过BOLD数据库,邻接法构建系统发育树和ABGD在线工具对获得的297条线粒体细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ(COⅠ)基因序列进行物种界定,结合BOLD和GenBank中70条相关种序列共367条COⅠ基因序列分析遗传距离。发现297条序列隶属于191种,其中95种鉴定到种,35种鉴定到属;鉴定到属或种水平的序列隶属于92属。计算遗传距离发现,种内遗传距离为0～4.36%,平均种内遗传距离为0.63%,种间遗传距离为3.43%～19.12%,平均种间遗传距离为11.91%。结果表明,保护区尺蛾科昆虫种类丰富,基于COⅠ基因的DNA条形码技术能有效区分尺蛾科物种。     

DNA条形码技术在田间常见蓟马种类识别中的应用

蓟马类害虫种类多、 体型小, 传统的形态学鉴定方法难以快速准确识别。本研究利用DNA条形码通用型引物, 以我国田间常见的25种蓟马为靶标扩增其线粒体DNA细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ (mitochondrial cytochrome c oxidase subunit Ⅰ gene, mtDNA COⅠ) 基因 (约650 bp), 通过对靶标片段碱基序列的测序及比对分析, 以邻接法 (NJ法) 构建系统发育树, 并以Kimura双参数模型计算种内、 种间遗传距离。结果表明： 聚类分析与形态学鉴定结果一致, 表现为较长的种间分支和较短的种内分支, 每个单系分支对应一个物种, 同一物种不同单倍型的最初分支自展值均为100%。25种蓟马的种内平均遗传距离为0.0027, 种间平均遗传距离为0.2757, 种间遗传距离为种内遗传距离的102.1倍; 而且种内、 种间遗传距离没有重叠区域。结果说明基于COⅠ基因的DNA条形码技术可以用于不同种类蓟马的快速准确鉴别。     

基于DNA条形码鉴定植物药常山及其混伪品

虎耳草科（Saxifragaceae）常山属（Dichroa）植物常山（Dichroa febrifuga Lour.）是我国著名的抗疟药物。但目前全国各地使用较为混乱,代用品、混淆品多,鉴定困难。本研究收集常山及其混伪品6种,共64份样品,利用DNA条形码和二维DNA条形码技术进行物种鉴定研究。研究结果表明,DNA条形码技术可准确鉴定常山及其混伪品,20%的常山样品存在混伪现象,混伪品主要为阔叶十大功劳（Mahonia bealei（Fort.） Carr.）。常山ITS2序列长度为230 bp,种内K2P遗传距离为0~0.0253,常山及其混伪品种间K2P遗传距离为0.152~0.748。基于ITS2序列构建的NJ树显示,常山及其混伪品能够明显区分,可为临床安全用药提供科学依据。成功构建常山的二维DNA条形码鉴定体系,实现“互联网+”的跨平台信息交换,可为二维DNA条形码技术在流通监管领域的实践应用提供理论基础。     

宁夏危害枸杞的蚜虫种类为棉蚜、桃蚜和豆蚜

宁夏是我国最重要的枸杞Lycium chinense Miller生产基地,蚜虫是危害枸杞的重要害虫。多年来枸杞蚜虫一直作为一个未定名物种使用Aphis sp.。2015年作者对宁夏危害枸杞的蚜虫进行了标本采集,经中国科学院动物研究所乔格侠研究员鉴定确认是常见的3种蚜虫,分别是棉蚜Aphis gossypii Glover、桃蚜Myzus persicae(Sulzer)和豆蚜Aphis craccivora Koch。本文提供了它们的鉴定检索表和简要形态特征描述、寄主植物和分布情况。     

青海省6种裂腹鱼COI基因作为DNA条形码的适用性初探

青海省裂腹鱼鱼类至少有20种,占土著鱼类的40%以上,具有重要的生态价值。由于生态环境的恶化和人为因素的干扰,很多物种群已濒临灭绝。快速和准确的物种鉴定对于这些物种的保护至关重要,而基于形态学的传统分类法很难满足这一需求。因此,本研究通过DNA条形码技术初步探讨了在青海省裂腹鱼物种鉴定中的适用性。本研究中,测序获得了青海26尾裂腹鱼(6个物种)的细胞色素c氧化酶亚基I (COI)基因,并经GenBank数据库进行比对;基于K2P模型分析COI序列变异;运用贝叶斯法(BI)和最大似然法(ML)构建系统发育树。结果显示,6种裂腹鱼COI序列检测得到15个单倍型,且各物种间无共享的单倍型。基于K2P模型,最大种内遗传距离和最小种间遗传距离分别为(0.621±0.297)%和(2.792±0.644)%。种间平均遗传距离为(12.205±1.307)%,约为种内平均遗传距离((0.327±0.162)%)的37倍,表明各物种的COI序列间已经形成明显"条形码间隙"。AMOVA分析显示,遗传变异主要来自种间,约占97.05%;FST=0.970 54,p<0.01,说明各物种间分化程度极高。此外,基于BI和ML方法构建的系统树具有一致的拓扑结构,分辨率较高;各物种均单独聚为一个发育枝,拓扑结构合理。以上结果表明,COI基因作为DNA条形码在青海裂腹鱼物种鉴定中具有较高的适用性。     

青海省6种裂腹鱼COI基因作为DNA条形码的适用性初探

青海省裂腹鱼鱼类至少有20种,占土著鱼类的40%以上,具有重要的生态价值。由于生态环境的恶化和人为因素的干扰,很多物种群已濒临灭绝。快速和准确的物种鉴定对于这些物种的保护至关重要,而基于形态学的传统分类法很难满足这一需求。因此,本研究通过DNA条形码技术初步探讨了在青海省裂腹鱼物种鉴定中的适用性。本研究中,测序获得了青海26尾裂腹鱼(6个物种)的细胞色素c氧化酶亚基I (COI)基因,并经GenBank数据库进行比对;基于K2P模型分析COI序列变异;运用贝叶斯法(BI)和最大似然法(ML)构建系统发育树。结果显示,6种裂腹鱼COI序列检测得到15个单倍型,且各物种间无共享的单倍型。基于K2P模型,最大种内遗传距离和最小种间遗传距离分别为(0.621±0.297)%和(2.792±0.644)%。种间平均遗传距离为(12.205±1.307)%,约为种内平均遗传距离((0.327±0.162)%)的37倍,表明各物种的COI序列间已经形成明显"条形码间隙"。AMOVA分析显示,遗传变异主要来自种间,约占97.05%;FST=0.970 54,p0.01,说明各物种间分化程度极高。此外,基于BI和ML方法构建的系统树具有一致的拓扑结构,分辨率较高;各物种均单独聚为一个发育枝,拓扑结构合理。以上结果表明,COI基因作为DNA条形码在青海裂腹鱼物种鉴定中具有较高的适用性。     

DNA条形码技术在中缅树鼩隆安种群和昆明种群鉴定中的研究

目的:本研究利用线粒体细胞色素C氧化酶亚基I基因(CO1)的一段保守区域作为DNA条形码技术的研究序列,探讨DNA条形码技术对中缅树鼩隆安种群和昆明种群进行分类鉴定的可行性。方法:对22只广西隆安树鼩和21只昆明树鼩样本的CO1基因进行PCR扩增、测序,应用MEGA V5软件对序列进行比对及分析其遗传距离,采用NJ法构建系统发育树。结果:中缅树鼩种群中,隆安种群、昆明种群和海南亚种的种内遗传距离为0.00%-0.79%,种群间遗传距离为9.71%-13.59%,中缅树鼩与普通树鼩的种间遗传距离为20.43%-24.11%,存在条形码间隔。系统发育树显示:隆安种群、昆明种群及海南亚种分别聚为一小支,分支置信度高达100%。结论:本研究结果表明DNA条形码技术有助于树鼩种群和亚种的分类鉴定,经CO1基因的测序分析证实广西隆安树鼩和昆明树鼩分属不同的种群。     

基于DNA条形码对北京地区蔷薇科花卉上蚜虫的快速鉴定

蔷薇科花卉植物是北京城市绿化的主要观赏植物,也是多种蚜虫的寄主植物。由于蚜虫体型小,形态特征特化或退化,具有复杂的多型现象,依据传统的形态学特征往往无法实现对物种的准确而快速的鉴定,因此会影响对蚜虫的及时有效防治。本研究应用DNA条形码技术,基于COⅠ基因序列分析,对北京地区主要蔷薇科花卉上的蚜虫进行编码,试图在花卉种植和害虫防治时用于物种的快速、准确鉴定。实验得到9属12种蚜虫的65条COⅠ基因序列,种内平均差异为0.70%,种间平均差异为9.45%,最高可达12.59%。基于COⅠ序列构建了NJ树和MP树,绝大多数物种的样品有效地聚为一支,且支持率达到了90%以上,构建的系统发育树可以很好的显示相同物种样品的聚类。结合遗传距离和系统发育树分析表明,基于COⅠ序列的DNA条形码能有效区分83%的北京地区蔷薇科花卉蚜虫物种。     

Application of DNA barcoding technology for species identification of common thrips ( Insecta: Thysanoptera) in China

蓟马类害虫种类多、体型小,传统的形态学鉴定方法难以快速准确识别.本研究利用DNA条形码通用型引物,以我国田间常见的25种蓟马为靶标扩增其线粒体DNA细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ(mitochondrial cytochrome coxidase subunit Ⅰ gene,mtDNA CO Ⅰ)基因(约650 bp),通过对靶标片段碱基序列的测序及比对分析,以邻接法(NJ法)构建系统发育树,并以Kimura双参数模型计算种内、种间遗传距离.结果表明:聚类分析与形态学签定结果一致,表现为较长的种间分支和较短的种内分支,每个单系分支对应一个物种,同一物种不同单倍型的最初分支白展值均为100％.25种蓟马的种内平均遗传距离为0.0027,种间平均遗传距离为0.2757,种间遗传距离为种内遗传距离的102.1倍;而且种内、种间遗传距离没有重叠区域.结果说明基于COⅠ基因的DNA条形码技术可以用于不同种类蓟马的快速准确鉴别.     

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。     

基于线粒体COI和16S片段序列的北部湾北部水螅水母DNA条形码分析

水螅水母类是浮游动物群落的重要组成部分,在近岸海洋生态系统物质循环和能量流动中扮演着重要角色。水螅水母类形态结构简单,但其物种的准确鉴定一直是分类工作中的难点。DNA条形码极大地促进了水螅水母物种的快速、准确鉴定。本研究扩增了北部湾北部28种水螅水母的线粒体COI和16S序列,分别为92条和116条;比较了2个基因片段的种内、种间K2P(Kimura 2-parameter)遗传距离;构建了基于这2个基因片段的系统发育邻接树(neighbor-joining phylogenetic tree);并结合矢量分析构建了Klee-diagram图。结果显示:COI序列的种内遗传距离为0.008±0.005(0–0.033),种间遗传距离为0.298±0.128(0.092–0.597);16S序列的种内遗传距离为0.006±0.010(0–0.047),种间遗传距离为0.394±0.195(0.068–0.898)。2个基因序列在所调查种类中,种内遗传差异均小于种间遗传差异,存在明显的条形码间隔(barcoding gap)。基于2个基因片段的NJ树均显示,单种所有个体都位于同一独立分枝。研究结果表明,以COI和16S作为DNA条形码均能对北部湾北部常见水螅水母类进行物种鉴定。     

巨疖蝙蛾不同虫态的COI基因条形码识别

【目的】巨疖蝙蛾Endoclita davidi(Poujade,1886)是雪峰虫草菌Ophiocordyceps xuefengensis的重要寄主。本研究分析了该虫线粒体DNA COI基因条形码,以在不同虫态及被虫草菌寄生的僵虫状态下能快速准确鉴定寄主种类。【方法】PCR扩增巨疖蝙蛾成虫(足一对,胸肌,翅基部)、卵(单粒)、幼虫(胸足一对)、蛹(少量体壁组织)及虫草僵虫(胸足或体壁)组织共计21个样品的COI基因片段(约658 bp)并进行测序和比对;以MEGA6.0软件的K2-P双参数模型计算种内及种间遗传距离;以邻接法(neighbor-joining,NJ)和最大简约法(maximum parsimony,MP)两种方法构建系统发育树。【结果】聚类分析与形态学鉴定结果一致,所纳入分析的20个样品均为同一物种,节点支持率可达99%。种内遗传距离为0.00%~1.08%,平均0.54%。与蝙蝠蛾科其他6种昆虫种间遗传距离为5.36%~13.31%,平均10.47%;种间遗传距离为种内遗传距离的19.39倍(10.47%vs 0.54%),而且种内与种间遗传距离没有重叠区域。【结论】基于mtDNA COI基因DNA条形码技术可以用于巨疖蝙蛾的快速准确鉴定,并对蝙蝠蛾科(Hepialidae)昆虫的分子系统发育分析有重要意义。     

基于COI序列的DNA条形码在中国沿海缀锦蛤亚科贝类中的应用分析

该研究探讨了将COI序列应用于中国沿海缀锦蛤亚科贝类物种鉴定的可行性,获得了该亚科5属11种贝类51个个体的43个单倍型序列.碱幕替换饱和性分析表明,颠换未出现饱和现象,而转换在序列分化达到10%至15%时即到达饱和.单倍犁Hap33可能是由杂交引起的,排除此瞥倍型,种内个体间遗传距离在0%到2.02%之间,平均为0.46%,属内不同种个体间遗传距离在17.21%～32.24%之间,平均为24.96%,存在条形码问隙:11种缀锦蛤哑科贝类在邻接树和贝叶斯树上都独立的单系群.该研究表明,基于COI的DNA条形码技术能够将研究所涉及的约98%的缀锦蛤亚科贝类鉴定剑种的水平,因此,利用DNA条形码技术可以对缀锦蛤亚科贝类进行有效地分类鉴定.     

猫科动物DNA条形码及线粒体假基因对物种鉴定的影响

在多种动物类群中,基于线粒体细胞色素c氧化酶亚基Ⅰ(COⅠ)基因的DNA条形码是一种高效的物种鉴别手段,然而猫科Felidae动物中广泛存在的线粒体假基因可能影响DNA条形码的有效性。本研究共涉及猫科动物12属25种119个样本。采用3对条形码通用引物对6属11种29个猫科动物样本进行了扩增及测序。结果3个样本扩增失败,8个样本得到假基因,18个样本获得了条形码序列。结合另外93条猫科动物条形码序列(源自BOLD Systems),采用Kimura 2-parameter模型计算遗传距离,构建Neighbor-Joining(NJ)树。结果显示,遗传距离种内为0%~8.1%,平均0.8%;种间为1.4%~13.1%,平均8.7%;属间为8.2%~21.8%,平均15.1%。NJ树显示,除3个种外,其余物种均以极高的置信度(99%)形成单系分支。而假基因序列有些可以单独形成分支,有些夹杂在COⅠ序列形成的分支中,对物种鉴定产生干扰。     

利用COⅠ基因序列和杂交实验分析鉴定桨角蚜小蜂属的本地种群

桨角蚜小蜂体型小,个体差异小,传统的形态学鉴定方法难以快速准确鉴定。本研究以海氏桨角蚜小蜂,古桥桨角蚜小蜂及两个本地桨角蚜小蜂未知种群为研究对象,利用线粒体DNA细胞色素C氧化酶亚基I(mitochondrial cytochrome oxidase subunit I gene,mt DNA COⅠ)基因序列分析和相似种种间杂交方法,鉴定了桨角蚜小蜂属的两个本地种群(河北廊坊和新疆吐鲁番种群)。通过对靶标片段剪辑序列的测序及比对分析,以最大简约法(Maximum parsimony,MP)和最大似然法(Maximum likelihood,ML)分别构建系统发育树,并以Kimura双参数模型计算种内和种间遗传距离,进而利用种群间杂交手段分析相似种间生殖隔离情况。结果显示:桨角蚜小蜂廊坊种群与古桥桨角蚜小蜂聚为一支,两者的种群内遗传距离分别为0.0029和0.0173,种群间遗传距离为0.011;桨角蚜小蜂新疆种群和海氏桨角蚜小蜂聚为一支,两者的种内遗传距离分别为0.0023和0.000,种间遗传距离0.024,进一步的种间杂交试验表明,新疆种群与海氏桨角蚜小蜂间无生殖隔离现象,证明两种群属于同一物种。桨角蚜小蜂属新疆吐鲁番种与海氏桨角蚜小蜂可能属于同一物种。结合COⅠ基因序列分析和种间杂交试验来共同鉴定未知桨角蚜小蜂不仅可以提高鉴定准确度,更能一定程度上弥补分子鉴定手段可能存在的缺陷。     

我国32种鸟类DNA条形码分析

DNA条形码是一种分子分类方法,近年来在物种鉴定方面得到迅速的发展和应用.本研究分析了我国27属32种鸟类(61只)的线粒体细胞色素c氧化酶亚基Ⅰ(COⅠ)基因的条形码片段,分别用阈值法、聚类法和诊断核苷酸进行了分析,探究DNA条形码鉴定我国鸟类的准确性.结果显示,种内CO Ⅰ序列变异很小,种间存在较多的变异位点,种间的遗传距离显著大于种内的遗传距离,DNA条形码序列能够鉴定所有鸟类.