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。     

慈竹叶蝉类害虫DNA条形码分析

叶蝉类昆虫形态结构多样,在农林生态系统的物种多样性和植物保护工作中扮演着重要角色,但其物种的准确鉴定一直是农林植保工作中的难点。DNA条形码技术极大促进了农林生态系统物种的快速、准确鉴定。本研究经过连续2年的野外调查采集慈竹Bambusa emeiensis主要叶蝉种类,扩增了广泛分布于中国慈竹的12种主要叶蝉类害虫的线粒体基因COⅠ和16S rRNA序列片段,并进行了遗传距离、系统发育及矢量Klee-diagram图分析。结果显示:慈竹叶蝉昆虫COⅠ基因序列片段(590 bp)种内遗传距离为0.004,种间遗传距离为0.283;16S rRNA基因序列片段(463 bp)种内遗传距离为0.003,种间遗传距离为0.257;不同种间存在明显的条形码间隔。2个基因序列片段的分子系统发育分析结果与形态学研究谱系关系一致。Klee-diagram图分析结果和分子系统发育结果一致。上述结果表明,COⅠ和16S rRNA基因适用于慈竹叶蝉类昆虫的物种鉴定,可为竹林叶蝉类昆虫的准确快速鉴定提供参考方法。     

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条形码技术在海洋贝类鉴定中的实践: 以大亚湾生态监控区为例

为提高物种鉴定的准确性, 本研究采用DNA条形码技术对大亚湾生态监控区冬季采集的贝类样品进行了种类鉴定。结果表明, 26个形态种中, 有15个可以通过线粒体COI和16S rRNA基因的系统发育分析鉴定到种的水平。部分形态上难以鉴定的种类, 如线缝摺塔螺(Ptychobela suturalis)和区系螺(Funa sp.)可以通过条形码实现有效鉴定。锯齿巴非蛤(Paphia gallus)、西格织纹螺(Nassarius siquijorensis)、爪哇拟塔螺(Turricula javana)等种类存在相当大的种内遗传距离, 有存在隐存种的可能性。尽管基于线粒体COI和16S rRNA基因的种内遗传距离和属内种间的遗传距离发生重合, 无明显的条形码间隙, 但通过系统树的方法仍能有效鉴定物种。可见, DNA条形码技术能有效提高海洋贝类物种鉴定的准确性并发现隐存种。     

基于环境DNA宏条形码技术的辽东湾典型围海养殖池塘内水母多样性研究

研究使用环境DNA宏条形码技术(eDNA metabarcoding)检测辽东湾东北部河口区围海养殖池塘水母种类多样性,探索适用于水母种类物种鉴定和监测的新方法。利用环境DNA宏条形码技术,分别基于18S rDNA和COI宏条形码检测了辽东湾东北部河口区围海养殖池塘水母种类多样性,通过水样采集、过滤、eDNA提取、遗传标记扩增、测序与生物信息分析的环境DNA宏条形码标准化分析流程,从围海养殖池塘7个采样点中获得可检测的采样点数据。结果显示,基于18S rDNA宏条形码检测出8种水母种类,其中钵水母纲大型水母2种、水螅水母总纲小型水母6种;基于COI宏条形码技术共检测出19种水母种类,其中钵水母纲大型水母5种、水螅水母总纲小型水母14种;两种DNA条形码标记都显示养殖种类海蜇(Rhopilema esculentum)为优势种。研究结果表明,环境DNA宏条形码技术作为一种新兴的生物多样性监测手段可用于快速检测水母种类多样性,在水母类物种鉴定、监测及早期预警中有较大的应用潜能。     

基于通用引物的多重PCR对小圆胸小蠹的分子鉴定

本研究利用通用引物的多重PCR方法开展小圆胸小蠹Euwallacea fornicatus的分子鉴定,以期探究多重PCR在昆虫分子鉴定中的可行性,并为开展小圆胸小蠹的有效、准确鉴定及综合防治等提供重要依据。使用多重PCR方法扩增了小圆胸小蠹的COI、16S和28S的3个分子片段,并将获得的目的序列在GenBank中进行BLAST比对;利用MEGA 7计算方胸小蠹属不同种间的遗传距离,并基于邻接法和最大似然法分别构建单基因系统发育树。结果表明：多重PCR可以用于小圆胸小蠹分子序列的获取;基于COI和16S的遗传距离分析表明了小圆胸小蠹的种内遗传距离均小于2%;基于单个基因构建的系统发育树均显示本研究扩增的小圆胸小蠹COI和16S序列与GenBank中获取的小圆胸小蠹COI和16S序列聚为一支。多重PCR可以应用于小圆胸小蠹的分子鉴定,该方法不仅可以提高物种鉴定的准确率,还可以减少PCR过程中的时间和DNA消耗。     

基于mtDNA COI基因的离腹寡毛实蝇属常见种DNA条形码识别和系统发育分析

【目的】离腹寡毛实蝇属Bactrocera昆虫是最具经济重要性的实蝇类害虫,本研究依据mtDNA COI基因碱基序列对离腹寡毛实蝇属常见实蝇种类进行识别鉴定与系统发育分析。【方法】以口岸经常截获的离腹寡毛实蝇属8个亚属21种实蝇为对象,采用DNA条形码技术,通过对mtDNA COI基因片段 (约650 bp)的测序和比对,以MEGA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(NJ) 构建系统发育树。【结果】聚类分析与形态学鉴定结果一致,除11种单一序列实蝇外,其他10种实蝇均各自形成一个单系,节点支持率为99%以上。种内（10种）遗传距离为0.0003~0.0068,平均为0.0043;种间（21种）遗传距离为0.0154~0.2395,平均为0.1540;种间遗传距离为种内遗传距离的35.8倍,而且种内、种间遗传距离没有重叠区域。【结论】基于mtDNA COI基因的DNA条形码技术可以用于离腹寡毛实蝇属昆虫的快速鉴定识别,该技术体系的建立对实蝇类害虫的检测监测具有重要意义。     

北京白羊沟景区农林交错带蛾类DNA条形码鉴定

[目的]DNA条形码技术已经在多个类群中得到了广泛应用,但对数量巨大的鳞翅目昆虫而言,仍然缺失大量数据,尤其是形态鉴定较为困难的小蛾类和很多中型蛾类,尚无法构建较为完善的DNA条形码系统.本研究旨在为鳞翅目害虫DNA条形码系统的构建和完善提供数据来源及支撑,验证COⅠ基因作为DNA条形码通用基因的准确性,探讨28S rDNA的D2基因片段作为DNA条形码辅助基因的可行性,并检验目前BOLD系统的鉴定成功率.[方法]对采集自北京白羊沟风景区的小蛾类和中型蛾类490头标本进行形态鉴定和DNA测序,分别基于COⅠ及28S D2基因计算种内种间遗传距离,并构建了NJ系统发育树.[结果]BOLD系统的鉴定成功率为65％,对小蛾类和夜蛾类鉴定成功率较低.基于COⅠ基因的NJ树鉴定成功率为94.4％,基于28S D2基因的NJ树鉴定成功率为89.4％.[结论]结合种内与种间遗传距离结果,COⅠ基因适合作为鳞翅目蛾类DNA条形码通用基因,28S D2基因较为保守,不适合作为DNA条形码的辅助基因.