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。     

环境DNA宏条形码在生物多样性研究与监测中的应用

环境DNA宏条形码(eDNA metabarcoding)技术通过提取水体、土壤、空气中的环境DNA,使用引物PCR扩增与高通量测序,进行物种鉴定与生物多样性评估.作为一种新的监测技术,相比于传统监测技术更加快捷、准确以及对自然环境的破坏小,因此在一定程度上改变了我们调查地球生物多样性的方式.本文综述了环境DNA宏条形...     

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。     

DNA条形码在保护生物地理学中的应用

<正>生物多样性保护的需求迫在眉睫(Pimm et al.,1995;Balmford et al.,2003;Jenkins,2003)。在可利用资源有限的情况下,人们广泛关注的是如何以最小代价实现生物多样性的最佳保护,而最有效和普遍的做法就是保护生物多样性热点地区(WilsonFrancis,1988;Balmford,1998;Reid,1998;Myers et al.,2000)。保护生物地理学正是在这一背景下应运而生的,作为一门新兴的分支学科,它最早由     

植物DNA条形码与生物多样性数据共享平台构建

DNA条形码基于较短的DNA序列实现物种的快速、准确鉴定, 不仅加快了全球生物物种的鉴定和分类步伐, 也为生物多样性的管理、保护和可持续利用提供了新思路和研究方法。植物DNA条形码标准数据库的不断完善, 将使植物多样性信息的快速获取成为可能; 将不同类型数据资源整合、共享和利用, 构建植物DNA条形码数据共享平台, 是满足公众对物种准确鉴定和快速认知的重要支撑。本文介绍了近年来植物DNA条形码的研究进展; 植物DNA条形码参考数据库的研发现状和存在的问题。结合上述问题, 围绕“大数据”时代背景, 对如何管理和使用好海量的植物信息, 如何构建数据共享平台提出了一些设想: (1)数据共享平台的元数据应尽可能翔实、丰富、准确和多关联; (2)数据标准应统一规范; (3)查询入口方便、迅速、多样, 易于管理, 便于实现更大程度的数据共享和全球化的合作交流。     

DNA条形码在黄精属药用植物鉴定与遗传多样性分析中的应用

黄精属(Polygonatum)的许多物种具有重要的药用价值,但目前缺乏能够准确、高效地鉴定黄精属药用植物的DNA条形码。本研究通过对ITS、trnK-matK、rbcL、psbA-trnH和psbK-psbI序列进行扩增和测序,并从ITS序列中提取ITS2序列,共获得黄精属7个药用物种23份样品的138条序列。进一步比较6个DNA条形码对黄精属药用植物的鉴定效率,并验证所筛选条形码的可靠性。结果显示：trnK-matK的种内和种间变异重合少且有较明显的条形码间隙,其他5个序列的种内和种间变异重合多且无条形码间隙;BLAST结果表明trnK-matK的鉴定效率最高(85.7%),系统发育树显示trnK-matK的鉴定能力最强,能将全部12个多花黄精样品聚在一支,并能区分黄精、滇黄精、玉竹、点花黄精和湖北黄精;AMOVA分析结果揭示trnK-matK的群体遗传分化指数(F_st)最高,适用于区分黄精属物种间差异。因此,trnK-matK最适用于黄精属药用植物的分子鉴定。     

DNA复合条形码在太白山土壤动物多样性研究中的应用

DNA复合条形码技术(metabarcoding)将DNA条形码与高通量测序技术相结合,快速便捷地鉴定群落混合样本中的物种,成为监测群落中物种组成和丰富度的可靠方法。采用这一方法分析了秦岭太白山5种不同生境的中小型土壤动物多样性,共得到土壤动物3门9纲28目199科。群落组成分析显示生境的变化对土壤动物群落组成有一定的影响。α多样性分析显示土壤动物群落丰富度指数最高的生境为针叶林,最低的为农田;土壤动物群落多样性指数最高的生境为针叶林,最低的为落叶小叶林。群落相似性分析显示高山草甸、针叶林和农田3种生境的土壤动物群落组成相似性较高,落叶小叶林和落叶阔叶林的土壤动物群落组成与这3种生境的差异较大,落叶小叶林与落叶阔叶林的土壤动物群落组成差异也较大。     

环境DNA在湖泊生物多样性研究中的应用

环境DNA(EnvironmentalDNA,eDNA)可用于监测湖泊生物多样性,该技术对湖泊生态环境破坏性小,对于开展湖泊生态保护具有重要意义.湖泊流速较为缓慢,相对于河流更容易富集DNA,更适合于应用eDNA方法开展生物多样性研究.文章对eDNA在湖泊生物多样性上的应用进行了回顾,综述了其实验设计,分析了该技术存在...     

从物种识别到生物多样性评估——DNA条形码与DNA metabarcoding技术

在生命科学研究中,物种识别和生物多样性评估是重要的基础环节。从基于形态学特征分类的经典分类学,到近来被分子分类学家广泛接受的DNA条形码,以及在高通量测序技术基础上衍生出的DNA metabarcoding研究方法,人类正以前所未有的速度与深度重新认识生命世界。DNA metabarcoding可快速、简便、有效地从多物种混合DNA样本中还原其中的生物类群及其居群结构,实现从物种的有效识别到生物多样性的评估。概述了DNA条形码与DNA metabarcoding的概念、技术方法、应用及最新进展。