DNA条形码技术在蛇类鉴别中的应用

从NCBI中GenBank数据库下载蛇类细胞色素b基因(Cytb)序列7329条,以MT765098.1序列为标准进行对比和修剪,获得蛇类Cytb序列4665条。对蛇类Cytb序列进行核苷酸饱和度、遗传多样性、种内和种间遗传距离计算,构建系统发育树。结果表明,基于Kimura–2–Parameter模型,蛇类平均种内遗传距离为3.3%,普遍小于6.7%,而平均种间遗传距离为19.96%,普遍高于9.3%,说明蛇类物种间遗传距离存在较大差异。根据蛇类物种间遗传距离,识别出蛇类23个物种的亚种,Pareas和Hydrophis属物种含有复合体,Atractus dunni、A.iridescen和A.occidentali互为姐妹物种。

柳树DNA条形码的筛选与鉴定研究

柳树具观赏、生物修复、生物能源等多种功能,对其开展DNA条形码评估在种质资源保护和利用方面具有非常重要的应用价值。通过对柳树样品进行ITS、ITS2、matK、rbcL和rpoC1片段扩增和测序,结合GenBank数据,共获得柳树22个种,63份样品共计396条序列。比较了5个DNA片段的通用性、序列特征、种内和种间变异,并基于Best Match(BM)、Best Close Match(BCM)、BLAST及Neighbor Joining(NJ)4种方法评估DNA条形码在柳树中的鉴定能力。结果表明,5个DNA条形码中,ITS在柳树种扩增效率和测序成功率高,种内和种间遗传变异明显,鉴定效率最高,建议作为首选的单位点DNA条形码;3个条形码组合中,ITS+ITS2+rbcL鉴定成功率最高,为78.16%,4个DNA条形码组合中,ITS+ITS2+matK+rbcL物种鉴别成功率最高,为88.28%,建议ITS+ITS2+matK+rbcL作为柳树分子鉴定最优条形码组合。

基于DNA条形码ITS对西藏不同地理居群红景天的鉴定研究

目的:对大花红景天和长鞭红景天进行2种DNA条形码的碱基序列分析,并构建系统进化树,为大花红景天的真伪鉴定提供参考。方法:提取3份样品基因组DNA,对内转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)片段进行PCR扩增,双向测序,获得其序列信息;运用MEGA7.0对所有样品的ITS序列及GenBank共21条进行比对、计算种内种间遗传距离,构建Neighbor-Joining(NJ)系统进化树。结果:编号为A1~A14的大花红景天聚为一支,编号为K1~K7的长鞭红景天聚为一支;同时发现ITS序列信息变化与地域和环境明显相关。结论:将ITS序列作为DNA条形码能准确、快速地鉴别大花红景天,可为其种质资源鉴定及物种鉴别提供依据。

中国蓑鲉亚科鱼类DNA条形码及分子系统进化研究

为从分子水平分析我国蓑鲉亚科鱼类分类关系,通过PCR扩增及测序获得了我国8种蓑鲉亚科鱼类COⅠ基因部分序列,结合GenBank下载的6种蓑鲉,共计14种40个个体线粒体COⅠ基因序列,利用MEGA X计算了序列信息和遗传距离,利用基于最大似然法和邻接法构建分子系统进化树。结果显示:除盔蓑鲉(Ebosia bleekeri)和安狭蓑鲉(Pteroidichthys amboinensis)只有一个样本无法测定外,其余12种蓑鲉亚科鱼类的种间平均遗传距离是种内平均遗传距离的69.17倍,显示COⅠ基因可作为蓑鲉亚科鱼类的有效DNA条形码基因。进化树上,蓑鲉亚科部分属并未能聚成属间单系,其中蓑鲉属(Pterois)与短鳍蓑鲉属(Dendrochirus)在进化树上形成多个分支。在蓑鲉属中,翱翔蓑鲉(P.volitans)与斑鳍蓑鲉(P.miles)聚为一支,两者关系较近,但COⅠ遗传距离为0.042,大于Hebert推荐的0.020作为最小区分物种的遗传距离,支持两者为两个独立物种的观点;触须蓑鲉(P.antennata)、辐蓑鲉(P.radiate)和黑颊蓑鲉(P.mombasae)聚为一支,独立于翱翔蓑鲉与斑鳍蓑鲉的分支之外,并与短鳍蓑鲉属(Dendrochirus)的花斑短鳍蓑鲉(D.zebra)以及盔蓑鲉属(Ebosia)的种类聚在一起,与近期有关蓑鲉亚科各种属分子聚类研究结果相似;但这3种蓑鲉是否可以从蓑鲉属中独立出来归为Pteropterus属,还需要后续更多的蓑鲉亚科鱼类样品研究验证。

DNA条形码技术在桃蚜寄生蜂鉴定上的应用

桃蚜(Myzus persicae)是桃树上最重要的害虫之一,为明确其寄生性天敌的物种多样性,该研究对江苏沿海地区桃园内桃蚜僵蚜进行采集,待僵蚜中寄生蜂成虫羽化后采用形态学和DNA条形码的方法相结合进行鉴定。目前调查共发现该地区桃蚜寄生蜂有2科5种,分别为蚜小蜂科(Aphelinidae)的短矩蚜小蜂(Aphelinus abdominalis)和褐带蚜小蜂(Aphelinus maculatus);茧蜂科(Braconidae)的细长径蚜茧蜂(Lipolexis gracilis)、棉蚜茧蜂(Binodoxys communis)和烟蚜茧蜂(Aphidius gifuensis)。该研究提取了5种寄生蜂的COI基因,通过构建进化树的方法,发现分子鉴定与形态学鉴定结果一致,证明了DNA条形码技术在鉴定寄生蜂这类小型昆虫中的准确性和广阔的应用前景。

海三棱藨草及其近缘种的DNA条形码研究

海三棱藨草[×Bolboschoenoplectus mariqueter(Tang&F.T.Wang)Tatanov]的分类学地位至今尚无定论。为明确海三棱藨草的分类学地位并探讨其与近缘种的关系,该研究分别利用1个核基因(ITS)和5个叶绿体基因(mat K、ndh F、rbc L、trn L和trn L-trn F)的DNA条形码序列对海三棱藨草及其近缘种的4种21批样品进行扩增和测序,通过采用相似性搜索算法对单一序列和序列组合的物种鉴定效率进行评价,并基于贝叶斯推断方法构建系统发育树进行鉴定分析。结果表明:(1)ITS+mat K序列组合的物种鉴定效率最高,为71.4%,可实现海三棱藨草及其近缘种的种间区分、鉴定。(2)基于ITS+mat K序列组合构建海三棱藨草及其近缘种的系统发育树,发现同一物种的样品聚集度较好,海三棱藨草与三棱草属[Bolboschoenus(Asch.)Palla]的物种聚为一支,明显与水葱属[Schoenoplectus(Rchb.)Palla]物种分开,并且海三棱藨草与海滨三棱草[Bolboschoenus maritimus(Linnaeus)Palla]形成单系。综上所述,ITS+mat K序列组合可作为海三棱藨草及其近缘种物种鉴定的最佳条形码序列,研究结果不支持海三棱藨草为天然杂交种的观点,而应将其归入三棱草属中,海三棱藨草应为海滨三棱草的异名。该研究结果为海三棱藨草及其近缘种的分类学研究提供了分子依据。

药用植物DNA条形码与分子标记技术的研究进展

目的对药用植物DNA条形码技术和分子标记技术的研究进展进行综述,为药用植物鉴定、遗传育种及种质资源保护的进一步研究奠定基础。方法查阅总结近年来国内外文献,对DNA条形码技术和分子标记技术的特征、种类及在药用植物中的应用情况进行总结。结果DNA条形码和分子标记技术已经被广泛应用于药用植物中。DNA条形码技术能够迅速且精确地对药用植物进行鉴定,克服了传统鉴别方式的缺陷;分子标记技术则以其操作简便、敏感度高、结果精确等优势,在促进药用植物的科学研究中获得了广泛的应用。结论DNA条形码和分子标记技术的出现对药用植物的鉴定产生了积极的影响,为种质资源的保护、鉴定、亲缘关系分析和遗传进化提供了依据,随着科技的不断进步,DNA条形码和分子标记技术也将不断精确,并对中医药现代化产生更加深远的影响。

败酱草及其近缘种叶绿体全基因组分析和DNA条形码构建

目的:基于败酱类药材基原植物的叶绿体基因组序列分析开发特定的DNA条形码,准确鉴别败酱草及其近缘种。方法:采用Illumina高通量测序技术对败酱科败酱属植物白花败酱、黄花败酱和异叶败酱的叶绿体基因组进行测序;采用生物信息学软件对基因组进行组装注释、特征分析、序列比较和系统发育分析;基于叶绿体基因组高突变区构建特异性DNA条形码进行验证。结果:3种败酱属植物叶绿体基因组呈四分体结构,全长分别为159585、158919、158919 bp,编码的基因数分别为130、132、132,包含8个rRNA基因和37个tRNA基因,蛋白质编码基因数分别为85、87、87。ccsA、ndhG、rpl23、ndhF序列作为特异性DNA条形码成功扩增16份样品,黄花败酱、白花败酱和少蕊败酱聚类在同一支,异叶败酱和糙叶败酱聚类在另一支。通过ccsA、ndhG、ndhF序列可进一步鉴别糙叶败酱和异叶败酱。结论:ccsA、ndhG、rpl23、ndhF序列可作为补充特异性DNA条形码区分败酱草及其近缘种。

浙江沿岸日本鳀幼鱼渔业兼捕鱼类的DNA条形码鉴定

为全面了解日本鳀幼鱼渔业兼捕种类,探究线粒体细胞色素氧化酶亚单位I(COⅠ)基因片段在幼鱼鉴定方面的有效性,本实验采用DNA条形码辅助形态分类的方法,以2021年浙江沿岸日本鳀幼鱼渔业兼捕所得192尾鱼为研究对象进行条形码研究,最终鉴定出48种鱼类,隶属2纲11目36科46属,其中46个种类鉴定到种,2个种类鉴定到属,并成功鉴别11个形态学误判鱼种。研究共获得152条COⅠ序列,平均长度为654 bp(634~656 bp);种间平均遗传距离(0.2523)为种内平均遗传距离(0.0034)的74倍,表明基于COⅠ基因可以有效鉴定幼鱼;自动条形码间隙检索ABGD分析产生48个OTUs,与形态学分类结果一致;基于COⅠ基因构建系统发育树,同一种类的个体均聚为一支,物种可以有效区分,但在科级和目级水平的聚类关系不清晰,DNA条形码鉴定结果与形态学鉴定结果基本一致。研究表明,DNA条形码可作为鉴定浙江沿岸日本鳀幼鱼渔业兼捕鱼类的有效方法,弥补了传统形态学鉴定方法的不足。作为一种便捷、高效的物种识别工具,该技术可以有效提高渔业资源评估中鱼种组成的准确性。研究结果为浙江沿岸鱼类多样性及产卵洄游研究奠定了基础,同时为日本鳀幼鱼渔业的可持续利用提供科学依据。

基于DNA条形码技术鉴定蒙药材刺柏叶及其混淆品

目的:基于DNA条形码技术鉴别蒙药材刺柏叶及其混淆品。方法:采用国际通用的条形码序列ITS2、psb A-trn H、mat K和rbc L,对刺柏叶及其混淆品圆柏叶共计11份样品进行DNA提取、扩增,采用CodonCode Aligner进行序列拼接,并用MEGA软件对拼接序列进行变异位点分析、邻接(NJ)聚类分析,并计算其平均种内、种间遗传距离。结果:4对引物的PCR扩增产物测序成功率分别为ITS2 100%、psb A-trn H 100%、rbc L 100%、mat K 0%;ITS2序列和psb A-trn H序列均可通过变异位点比较区分刺柏叶及其混淆品;NJ聚类分析的结果显示,psb A-trn H序列的NJ聚类树中刺柏叶与圆柏叶均能分别聚为一支,且psb A-trn H序列的平均种间遗传距离明显大于平均种内遗传距离。结论:psb A-trn H序列能有效区分圆柏叶与刺柏叶,可作为鉴别刺柏叶及其混淆品圆柏叶的条形码序列,为蒙药材刺柏叶及其混淆品的鉴别提供支持。

药用植物虎耳草的DNA条形码鉴定及基因组大小评估

目的:通过对虎耳草(Saxifraga stolonifera)进行物种鉴定和基因组大小测定,以更全面地开发其植物资源的遗传信息。方法:通过对虎耳草DNA条形码引物的筛选,发现ITS2+matK条形码可确认待测的植物样本为虎耳草。进一步利用虎耳草及其近似物种的ITS2和matK条形码序列构建系统发育树。进化分析结果表明虎耳草与其同属物种的亲缘关系较远。结果:流式细胞术估测虎耳草基因组大小约为949.4 Mb。结论:本研究基于条形码序列对十堰武当山本地的虎耳草物种进行了鉴定,为虎耳草的基因组提供了特征信息,为后续虎耳草全基因组测序研究的物种选择和测序策略规划提供了参考。

不同DNA条形码在微口线虫属形态相近物种分类上的应用

为建立和完善海洋线虫相近物种的DNA条形码鉴定方法,本研究以深圳福田红树林湿地自由生活的海洋线虫优势属微口线虫属(Terschellingia)为研究对象,在形态分类鉴定基础上,将DNA条形码技术引入海洋线虫形态相似物种的鉴定,研究线粒体细胞色素氧化酶第一亚基(COⅠ)基因、18S核糖体RNA基因(18S rDNA)和28S rDNA三种基因序列片段的物种分类效果。研究共鉴定出微口线虫属4个不同的形态学种,获得其中3个种的DNA序列。18S rDNA及28S rDNA两种条形码所构建的发育树支持将本属划分成6个类群;Kimura 2 parameter(K2P)种内和种间阈值分别为18S rDNA的0%~2.5%和0.4%~13.7%,28S rDNA的0%和20.5%~84.6%。18S rDNA的MN18F-Nem_18S_R引物对所扩增的序列最适合作为微口线虫属种类鉴定的DNA条形码,并可用于区分物种复合体。28S rDNA序列虽然能成功扩增,但扩增效率相对较低;COⅠ基因片段无法在所有物种中成功扩增,推测现有引物可能不适合用于本属序列的提取。研究结果表明,DNA条形码可以用于自由生活海洋线虫形态相似物种的识别,但不同的单基因片段对相同物种的鉴定结果有明显差异。

基于DNA条形码的食用菌与其易混有毒真菌的鉴定

目的利用DNA条形码技术对常见可食用真菌与其易混的野生有毒真菌进行分子鉴定。方法使用MEGA7.0软件对GenBank中获得菌类的ITS2、nrLSU及EF1-α基因序列进行分析和序列比对,计算各分类群种内与种间的kimura 2-parameter(K2P)遗传距离、构建相邻结合法(neighbor joining,NJ)系统聚类树,利用ITS2数据库预测各物种的ITS2二级结构。利用4Sale软件进行ITS2二级结构比对,运用ProfDistS软件构建剖面邻接(profile neighbor joining,PNJ)进化树。结果遗传距离结果表明各分类群存在明显的条形码间隔(barcoding gap);NJ树结果显示各物种均可独立分支,具有良好的单系性;PNJ树同样可以区分食用菌与易混有毒真菌;各物种的ITS2二级结构均存在明显差异。结论ITS2、nrLSU和EF1-α可作为DNA条形码用于可食用真菌与其易混的野生有毒真菌的鉴定,为推动真菌的分子鉴别在食品安全管理中广泛应用,保障食品安全与公众健康提供了新的技术手段。

基于DNA条形码ITS1、ITS2及其二级结构对药材巴戟天及易混伪品进行鉴定

[目的]利用DNA条形码ITS1、ITS2碱基序列及其二级结构对巴戟天药材及其混伪品进行鉴定.[方法]利用Codon Code Aligner 17.0或SeqMan软件对测序获得的双向序列进行拼接,从GenBnak上下载巴戟天及其混伪品的ITS1、ITS2碱基序列并利用MEGA 11.0软件分别与测序获得的碱基序列进行比对分析,获得测序样品的ITS1、ITS2碱基序列.将所有ITS1、ITS2碱基序列利用MEGA 11.0软件比对分析,分别构建NJ、ML系统聚类树并计算种内、种间遗传距离及各物种种间碱基变异位点、简约信息位点,利用在线网页构建各物种ITS1、ITS2碱基序列二级结构.[结果]基于ITS1碱基序列巴戟天与大果巴戟、虎刺、鸡眼藤、假巴戟、南五味子、香巴戟、羊角藤的种间遗传距离分别为0.034、0.233、0.052、0.052、1.004、1.004、0.049,种间简约信息位点分别为6、30、9、9、90、90、10个,根据NJ系统聚类树显示虎刺与羊角藤、香巴戟与南五味子无法鉴别,ML系统聚类树显示香巴戟与南五味子无法鉴别.基于ITS2碱基序列巴戟天与大果巴戟、虎刺、鸡眼藤、假巴戟、南五味子、香巴戟、羊角藤的种间遗传距离分别为0.014、0.113、0.034、0.015、0.509、0.516、0.017,种间简约信息位点分别为7、34、15、8、91、88、9个,根据NJ系统聚类树显示除香巴戟与南五味子无法鉴别外,其他各物种均独立聚为一支,ML系统聚类树显示各物种均独立聚为一支.基于ITS2构建的二级结构能够准确对各物种进行鉴别.[结论]基于ITS2构建的ML系统发育树、二级结构均能够对巴戟天及其混伪品进行鉴别,ITS2序列的物种鉴定能力优于ITS1序列.

基于DNA条形码鉴别青葙子及其混伪品绿穗苋种子

目的:基于DNA条形码对青葙子、绿穗苋种子进行鉴定。方法:基于ITS2、psbA-trnH、matK、rbcL常用DNA条形码的通用引物对样品进行扩增、测序,并从NCBI数据库下载ITS2、psbA-trnH、matK、rbcL碱基序列。利用MEGA 11.0软件构建NJ系统发育树、计算遗传距离及比较种间差异,并基于ITS2序列构建二级结构。结果:基于上述序列构建的NJ树均独立聚为一支,其中ITS2的种间遗传距离最大,基于ITS2构建的二级结构具有明显差异。结论:基于DNA条形码ITS2碱基序列及其二级结构可准确鉴别出青葙子及其混伪品绿穗苋种子,psbA-trnH碱基序列可以作为辅助鉴别序列。

药用植物冷水花DNA条形码分析和基因组大小测定

目的:鉴定采集到的冷水花属植物样本并测定其基因组大小。方法:用聚合酶链式反应扩增样品的ITS2、rbcL和psbA-trnH序列并测序,通过比对Nr核酸数据库确定物种;以玉米Mo17为对照,用流式细胞术测定其基因组大小。结果:本研究采集到的冷水花植物与冷水花(Pilea notata)ITS2序列一致性为100%,其基因组大小约为498.4 Mb。结论:ITS2序列可以较好地区分冷水花属植物,采用流式细胞术可以简便地估算待测植物样品的基因组大小。

竹亚科DNA条形码研究进展

传统的植物分类方法主要根据植物的形态特征尤其是有性生殖特征进行分门别类,但竹类植物大多开花周期较长,很难采集到花等有性生殖结构,而其他形态特征容易受到环境影响而发生变化,因此,竹类植物的分类鉴定一直是一个难题。DNA条形码是近年来兴起的、借助分子手段对生物进行辅助鉴定的1种分子技术,已在很多植物中得到应用。该文对DNA条形码在竹类植物中的研究进展进行概述,提出了DNA条形码在竹类植物分类中存在的问题,并对今后该技术在竹类植物分类鉴定中的应用前景进行了展望。

基于DNA条形码技术的徐闻角尾海域夏、秋季仔稚鱼鉴定研究

采用DNA条形码技术的标准COⅠ基因片段作为DNA条形码,对徐闻角尾珊瑚礁海域夏、秋季仔稚鱼进行分子鉴定,并探讨其在鱼类早期阶段物种鉴定的适用性。本研究共获得199条仔稚鱼样品COⅠ序列,其中有69个序列鉴定到种水平、110个序列鉴定到目、科、属水平。本研究共成功鉴定了32个类群,隶属6目19科20属,其中17个类群鉴定到种的水平,5个类群鉴定到属的水平,9个类群鉴定到科的水平,1个类群鉴定到目的水平,另有9个类群未能鉴定。在科级水平上,虾虎鱼科种类和数量最多,种类数占比为17.07%,数量占比为31.16%;其次为鲾科,种类数占比为7.31%,数量占比为8.04%。以上研究结果表明,依据DNA条形码技术鉴定徐闻珊瑚礁海域的仔稚鱼,鉴定到种的水平比例偏低,成鱼DNA条形码序列的缺乏是一个重要因素。因此,亟需构建本海域分布的鱼类DNA条形码数据库,并结合传统形态学方法,以便更加准确地鉴定仔稚鱼物种。

基于ITS序列的五味子DNA条形码鉴定分析

基于五味子的内转录间隔区(Internal transcribed spacer,ITS)条形码序列,探讨五味子药材基源的鉴定方法,为该药材来源的鉴别和规范栽培种植提供参考。本研究共收集16份五味子样品,提取样品基因组DNA,PCR扩增ITS序列后双向测序,所得序列经SeqMan拼接后,采用MEGA11软件对序列进行分析比对,计算K2P遗传距离,并利用邻接(NJ)法建立系统发育树。结果表明,研究区16个样本的ITS序列结构差异较小,碱基序列相似,其中2份样本出现1个变异位点;结合遗传距离和NJ聚类树结果可看出,五味子属所有样品聚为一支,其中研究区五味子样本与来自GenBank的五味子聚为一支,南五味子属作为外群单独聚为一支,且分支具有很高的支持率,种内差异不明显,可与五味子属近缘种区分开。基于ITS序列的DNA条形码技术能够对五味子及其同科植物进行区分鉴别。

DNA条形码技术在乌头属植物鉴别中的研究进展

乌头属植物具有重要的药用价值,但市场上乌头属植物药材品种混乱,伪品、相似品过多,存在鱼目混珠现象,严重影响了乌头药材的疗效与安全。因此,正确识别乌头属植物十分重要。乌头属植物传统的鉴别方法(比如基源鉴定等)存在主观性强、对专业人员依赖性高等缺陷。随着DNA条形码技术的发展,其在乌头属植物鉴别中的应用越来越受到人们的重视。基于此,本文对当前DNA条形码技术在乌头属植物鉴别中的研究进展进行归纳,为促进乌头属植物的鉴定技术与方法的进一步创新提供理论支撑。