地黄属植物的DNA条形码研究

地黄属(Rehmannia)为玄参科(Scrophulariaceae)药用植物,广泛分布于中国中东部及北部地区。由于地黄属植物经历了快速成种,导致其属内物种间形态性状差异较小,运用传统的形态学分类方法已难以准确地鉴定物种,近年来迅速发展起来的DNA条形码技术为快速、准确地鉴别物种提供了新思路。本研究选用3个叶绿体DNA非编码区片段(trn L-trn F、trn M-trn V和trn S-trn G)及核基因ITS片段,运用PWG-distance和TreeBuilding两种方法对地黄属5个物种75个个体进行了DNA条形码分析。结果表明:单个叶绿体DNA片段或核基因ITS片段对地黄属物种的鉴别率较低(0%~20%),组合的叶绿体DNA片段分辨能力虽然高于单个DNA片段,但并不能将地黄属5个物种完全区分开;trn S-trn G+ITS片段组合的分辨率可达100%,能够将地黄属5个物种准确区分,与所有叶绿体DNA片段和核基因ITS片段组合(trn L-trn F+trn M-trn V+trn S-trn G+ITS)的辨别率相同,因此推荐trn S-trn G+ITS作为地黄属植物的标准条形码。此外,利用DNA条形码鉴别物种时,可采用叶绿体DNA片段和核DNA片段组合的方法来提高物种鉴定的成功率。     

鸡爪槭种下分类群的DNA条形码筛选

槭属鸡爪槭(Acer palmatum Thunb.)是北温带广泛分布的一类园艺观赏树种,由于频繁的种内杂交渐渗导致其种下分类群的形态性状特征趋同,致使传统的形态学分类难以准确鉴定,新兴的DNA条形码技术为快速、准确的鉴定鸡爪槭种下分类群提供了新的思路。本研究采用5个叶绿体DNA片段(rpl16、psbA-trnH、trnL-trnF、rbcL、matK)和核基因组ITS片段,运用PWG-distance和Tree-Building两种方法对鸡爪槭的8个分类群共32个个体进行DNA条形码分析。结果显示,单个叶绿体基因组片段(分辨率为0%~25%)或核rDNA ITS片段(12.5%)的分辨率较低,不同组合的叶绿体DNA片段(0%~62.5%)、叶绿体片段与核rDNA ITS片段(12.5%~50%)的分辨率则相对较高。其中,rpl16+psbA-trnH+trnL-trnF片段组合的分辨率最高(62.5%),较为符合DNA条形码快速、准确鉴定的要求,因此建议将其作为鸡爪槭种下分类群鉴定的DNA条形码。     

蒟蒻薯属(薯蓣科)植物DNA条形码研究

蒟蒻薯属(Tacca)植物种间在形态上差别不大,导致分类上存在一定的困难.DNA条形码是一种利用短的DNA标准片段来鉴别和发现物种的方法.本研究利用核基因ITS片段和叶绿体基因trn H-psbA,rbcL,matK片段对蒟蒻薯属6个种的DNA条形码进行研究,对4个DNA片段可用性,种内种间变异,barcode gap进行了分析,采用Tree-based和BBA两种方法比较不同序列的鉴定能力.结果显示:单片段ITS正确鉴定率最高,片段组合rbcL+matK正确鉴定率最高.支持CBOL植物工作组推荐的条码组合rbcL+matK可作为蒟蒻薯属物种鉴定的标准条码,建议ITS片段作为候选条码.丝须蒟蒻薯Tacca integrifolia采自西藏的居群与马来西亚居群形成了2个不同的遗传分支,且两者在形态上也存在一定的差异,很可能是一个新种.     

中国秋海棠属（秋海棠科）植物的DNA条形码评价

秋海棠属植物种类繁多,形态变异多样,导致种类的系统放置混乱,近缘种类鉴定困难。利用DNA条形码实现物种快速准确的鉴定技术具有不受形态特征约束的优势,为秋海棠属植物的分类鉴定提供了新的方法。本研究选择4个DNA条形码候选片段（rbcL,matK,trnH-psbA,ITS）对中国秋海棠属26种136个个体进行了分析。结果显示：叶绿体基因rbcL,matK和trnH-psbA种内和种间变异小,对秋海棠属植物的鉴别能力有限：ITS／ITS2种内和种间变异大,在本研究中物种正确鉴定率达到100％／96％,可考虑作为秋海棠属DNA条形码鉴定的候选片段。研究结果支持中国植物条形码研究组建议将核基因ITS／ITS2纳人种子植物DNA条形码核心片段中的观点。     

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。     

比较不同DNA条形码对中国海岸带耐盐植物的识别率

海岸带耐盐植物是一个生态和经济价值独特的庞杂类群,人们对其DNA条形码特性的了解甚少。本文对我国从辽宁到海南10个沿海省(市)大陆及岛屿海岸带耐盐植物广泛采样,从采集获得的样品中筛选出53科97属116个物种共562个样品进行DNA条形码研究。对3个叶绿体片段(mat K、rbc L、trn H-psb A)和1个核基因片段(ITS)进行了扩增和测序,统计各个片段的引物通用性和序列获得率,并检验了物种识别率。从序列获得率来看,mat K和trn H-psb A片段表现最好,ITS较差,ITS和mat K的引物通用性比其他2个片段差。序列相似性分析表明,单个片段ITS物种识别率最高(73.36%),其次为mat K(64.03%)和trn H-psb A(61.21%),rbc L的物种识别率最低,仅为46.41%。系统发育树分析显示mat K的物种识别率最高(82.3%),依据trn H-psb A片段难以获得可靠的系统发育树。多维度非度量分析(non-metric multidimensional scaling,NMDS)表明在进行海岸带区域性植物的DNA条形码研究时,叶绿体片段和核基因片段均应该考虑。综合上述研究结果,推荐联合片段ITS+mat K作为中国海岸带耐盐植物DNA条形码。本文为海岸带耐盐植物研究提供了总计1,939条DNA条形码基础数据,为构建耐盐植物DNA条形码数据库奠定了基础。     

蒟蒻薯属 (薯蓣科) 植物DNA条形码研究

蒟蒻薯属（Tacca）植物种间在形态上差别不大,导致分类上存在一定的困难。DNA条形码是一种利用短的DNA标准片段来鉴别和发现物种的方法。本研究利用核基因ITS片段和叶绿体基因trnH psbA, rbcL, matK片段对蒟蒻薯属6个种的DNA条形码进行研究,对4个DNA片段可用性,种内种间变异,barcode gap进行了分析,采用Tree based和BBA两种方法比较不同序列的鉴定能力。结果显示：单片段ITS正确鉴定率最高,片段组合rbcL+matK正确鉴定率最高。支持CBOL植物工作组推荐的条码组合rbcL+matK可作为蒟蒻薯属物种鉴定的标准条码,建议ITS片段作为候选条码。丝须蒟蒻薯Tacca integrifolia采自西藏的居群与马来西亚居群形成了2个不同的遗传分支,且两者在形态上也存在一定的差异,很可能是一个新种。     

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。     

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。     

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.