广东紫珠matK基因的生物信息学分析

通过PCR扩增获得广东紫珠matK基因的完整核苷酸序列,利用生物信息学对matK基因进行开放阅读框、氨基酸组成、蛋白质跨膜结构区、亚细胞定位和结合区分析,预测信号肽、氨基酸亲/疏水性、氨基酸及高级结构预测,采用UPGMA算法对13种紫珠属植物构建系统进化树。结果表明,广东紫珠matK基因序列长度为1 524 bp,编码507个氨基酸,有10个开放阅读框;matK基因编码的成熟酶K蛋白含20种氨基酸,二级结构中α螺旋占49.11%、β转角4.45%、无规则卷曲28.21%,为不稳定亲水性蛋白;无信号肽、无跨膜结构,定位于叶绿体亚细胞器。系统进化聚类结果表明,广东紫珠与紫珠、Callicarpa mollis的亲缘关系较近。

基于ITS和matK序列的苗药朱砂根遗传多样性分析

为探究朱砂根的遗传多样性,对收集的16个居群的69份朱砂根样品ITS和matK序列进行双向测序,应用Genious 11.0软件分析2个序列的结构变异,应用MEGA 11.0软件基于Kimura-2-Parameter(K2P)模型,计算居群间遗传距离,采用邻接法(NJ)分别构建系统发育树。结果表明,朱砂根ITS与matK序列长度分别为447~451 bp、844~861 bp, GC含量分别为55.30%~56.30%,33.70%~34.40%,变异位点分别为24个、43个,单倍型多样性分别为0.947、0.917,核苷酸多样性分别为0.013 14、0.006 00;朱砂根ITS序列居群间遗传距离在0.000 4~0.032 0之间,平均遗传距离0.018 4;matK序列居群间遗传距离在0.000 0~0.019 6之间,平均遗传距离为0.008 6。系统发育结果表明,ITS和matK序列都将16个居群的朱砂根聚为2支,且遗传距离较小。研究表明,不同居群的朱砂根具有较为丰富的遗传多样性,且遗传距离与居群地理空间距离有关。ITS较matK序列变异更丰富,更适宜对朱砂根遗传多样性评价、分子标记开发与基源鉴定等研究。

石斛及其常见混淆品的matK基因序列比较

目的 比较几种药典收载石斛与常见市场混淆品种的 mat K基因序列 ,为石斛类药材的鉴定提供分子依据。方法 PCR扩增、测序、PAUP软件分析。结果 非石斛属的几种混淆品与正品石斛间的 mat K基因序列差异远大于正品石斛间的差异 ,PAUP4.0构建的树型图亦显示几种石斛属植物聚在一起 ,而非石斛属植物聚在外方。结论 通过 mat K基因序列可以分析石斛及其混淆品间的遗传关系 ,将正品与混淆品区别开来。

基于matK、rbcL和ITS序列的5种大叶藻系统发育研究

运用PCR直接测序法,对采自爱尔兰、日本、韩国和中国的大叶藻、矮大叶藻、丛生大叶藻和红须根虾形藻及GenBank中的宽叶大叶藻5种大叶藻叶绿体的matK、rbcL和核糖体ITS的部分序列进行测定,并比较分析了5种大叶藻3个目的片段的核苷酸序列,结果发现胞嘧啶(C)在3个目的片段上的含量均较低。ITS片段检测到172处核苷酸替换,表现出丰富的遗传多态性。matK基因片段上有52处核苷酸替换,rbcL基因片段上有20处核苷酸替换,且大部分替换来自于第三密码子的同义替换,种间在氨基酸水平上产生了一定的分化。基于ITS、matK和rbcL 3个目的片段,利用邻接法、最大简约法、最大似然法和贝叶斯法构建的系统发育树结果基本一致,明显分为3大支。矮大叶藻与大叶藻属间3种大叶藻的核苷酸最小差异值为19.33%,在分子数据上达到了属的水平。基于matK和rbcL基因片段拼接序列的分析结果表明:大叶藻与丛生大叶藻的分化时间在上新世(2～2.7百万年前),与宽叶大叶藻的分化时间在上新世(4～5.3百万年),与矮大叶藻的分化时间在渐新世(27～36百万年前),与红须根虾形藻的分化时间在始新世(33～44百万年前)。4个地区大叶藻的ITS片段序列完全相同,结果表明大叶藻ITS区的变异程度与地理距离不相关,其不适用于大叶藻不同地理株间的分子系统演化。该研究进一步阐述了5种大叶藻的系统发育关系,同时也为国内海草的分子系统发育研究提供重要参考。

基于ITS和matK序列的兰科沼兰族分子系统研究及二新种（英文）

沼兰族是兰科植物的大族之一,约2000种,除了极地和沙漠地区,全球均有分布。该族植物主要分布在热带地区,尤其在东南亚、热带美洲、非洲以及澳大利亚等地区种类非常丰富。目前,已有关于该族植物形态和分子系统的研究,但有关该族亚族和属间的系统关系尚不清楚,属的界定争议也较大。该文基于核基因片段ITS和叶绿体基因片段mat K序列,采用最大简约法、最大似然法贝叶斯推理分析法,对现有沼兰族主要属的123种植物和10个外类群植物进行了分子系统学研究。结果表明:沼兰族主要分为3个亚族分支,包括附生的鸢尾兰亚族(Oberoniinae)、地生的羊耳蒜亚族(Liparidinae)和沼兰亚族分支(Crepidium clade)。鸢尾兰亚族包括6个属、羊耳蒜亚族分支包括5个属、沼兰亚族分支包括4个属;丫辦兰亚族(Ypsilorchidinae)应归并为鸢尾兰亚族;Disticholiparis属于Stichorkis属的模式标本相同,应并人Stichorkis属;沼兰属(Crepidium)和无耳沼兰属(Dienia)的唇辦结构差异较大,但二者均为单系类群。此外,在收集野外实验材料过程中,发现了2种产自中国西南部和越南北部的沼兰族新种,分别命名为麻栗坡羊耳蒜(Platystyliparis malipoensis G.D.Tang,X.Y.Zhuang&Z.J.Liu)和秉滔羊耳蒜(Cestichis pingtaoi G.D.Tang,X.Y.Zhuang&Z.J.Liu)。

何首乌及其常见混淆品的matK基因序列分析及鉴别

目的:比较何首乌与其常见混淆品的matK基因序列,从分子水平对中药材何首乌进行鉴定。方法:改良的CTAB法提取基因组DNA,用一对matK通用引物进行PCR扩增,TA克隆后进行测序和序列分析。结果:除毛脉蓼之外,其他混淆品与正品何首乌间的matK基因序列差异较大,不论是核苷酸替代数还是遗传距离,都远远大于不同居群的何首乌之间;进一步比对分析,发现了可以快速鉴别何首乌及其同属混淆品的鉴别位点;运用matK序列分析成功地对3种市售何首乌药材进行了真伪鉴定。结论:根据matK序列特征,能有效区分何首乌及其常见混淆品,matK序列可以作为何首乌药材鉴定的分子标记。

蛇床子地理分布与叶绿体matK基因序列的相关性分析

目的 探讨中药蛇床子Cnidiummonnieri(L .)Cuss .居群间的DNA序列变异与地理分布的关系 ,为蛇床子品质评价提供分子依据。方法 采用PCR直接测序技术对蛇床子 6个居群 6个个体样品的叶绿体matK基因进行测序分析研究。结果 蛇床子 6个居群的matK基因核苷酸序列长 12 6 8bp ,编码 42 2个氨基酸成熟酶。根据排序比较 ,蛇床子 6个居群间的matK基因序列存在 12个变异位点 ,氨基酸序列 10个变异位点。邻接法构建的系统分支树表明 :蛇床子居群间的亲缘关系与地理分布及所含香豆素化学型呈良好的相关性。结论 结合香豆素分析数据 。

含笑亚族及其近缘植物matK基因序列分析

测定了木兰科等１４种植物的叶绿体ｍａｔＫ基因的一段长１０３９碱基对的序列．最大同源性分析构建的系统树图建议：①与一般的分类系统的结果一致，含笑属的３个种间具有极高的同源性；②合果木属、观光木属与含笑属之间的同源性也很高，建议它们有可能可以归为同一亚族，甚至归为同一属；③与一般分类系统相反，长蕊木兰属与木兰属的关系较远而与含笑属极接近，故有可能归入含笑亚族．

应用matK基因鉴别青天葵及其常见混伪品

分析了青天葵及其混伪品matK序列,以期在分子水平建立青天葵及其常见混伪品的鉴别方法。采用一对通用引物对matK基因进行PCR扩增并测序,所得序列用DNAMAN、MEGA等软件进行分析。获得青天葵及其混伪品的matK基因序列长度为587 bp,平均GC含量为32.8%。青天葵的种内遗传距离为0,与混伪品种间遗传距离范围为0.016～0.375。基于matK基因序列构建的NJ聚类树能明显地区别青天葵及其混伪品。因此,应用matK基因序列可以有效鉴别青天葵及其混伪品。

中日产川芎的matK、ITS基因序列及其物种间的亲缘关系

目的 分析中国产川芎LigusticumchuanxiongHort.及日本产川芎CnidiumofficinaleMakino的核基因组ITS和叶绿体基因组matK序列 ,为探讨中日产川芎物种间的亲缘关系提供分子依据。方法 采用PCR直接测序技术测定川芎和日本川芎的ITS基因和matK基因核苷酸序列并作序列变异分析。结果 川芎和日本川芎的matK序列长度均为 12 68bp ,编码 4 2 2个氨基酸。ITS1 5 8S ITS2序列长度均为 699bp ,其中 18SrRNA基因 3′端序列 5 4bp ,ITS1序列 2 15bp ,5 8SrRNA基因序列 162bp ,ITS2序列 2 2 2bp ,2 6SrRNA基因 5′端序列 4 6bp。根据排序比较 ,川芎原植物与其商品药材间的matK基因和ITS基因序列完全相同 ,而川芎与日本川芎间matK基因则仅有 1个变异位点 ,即在上游 95 9nt处 1个转换替代 (T→C) ,反映在氨基酸序列则发生一个非同义取代V(GTG)→A(GCG) ;ITS基因也仅有 1个变异位点 ,即在ITS1上游 5 4nt处 1个转换替代 (T→C)。结论 通过进化速率较快的基因序列同源性分析 ,基本可以认为中日所产川芎基原一致 ,日本川芎学名似应改为LigusticumchuanxiongHort.

连香树科及其近缘植物matK序列分析和系统学意义(英文)

测定和分析了连香树科(Cercidiphyllaceae)、交让木科(Daphniphyllaceae)、金缕梅科(Hamamelidaceae)代表植物的叶绿体matK序列(5’端31bps除外),以木兰属作为外类群,应用邻接法构建分子系统树,结果表明:连香树科与水青树科的亲缘关系较远。连香树科、交让木科和金缕梅科形成了一个自展数据支持率(bootstrap)为100％的单系类群,其中金缕梅科枫香属(Liquidambar)、红花荷属(Rhodoleia)和金缕梅属(Hamamelis)虽构成了一个单系类群,但自展数据支持率仅为68％;连香树科与交让木科构成的单系分支自展数据支持率仅为53％。由于连香树科、交让木科、金缕梅科之间的进化距离相当短,表明这3个科之间亲缘关系密切,内部分支的自展数据支持率不高,表明它们之间准确的亲缘关系有待进一步研究。本研究结果与rbcL、aptB、18SrDNA序列分析结果相似,但自展数据支持率更高,表明matK序列分析可应用于较高等级分类群系统发育关系的研究。

基于matK基因序列的核桃种间亲缘关系分析

matK基因是陆地植物核心条码候选片段之一,文章通过克隆获得22个核桃品种matK基因近3'端长度为726 bp EST序列,运用序列分析技术探索matK在核桃种间关系研究中的价值。结果表明,在所测的matK基因的核苷酸序列中发生变异的核桃品种均属早实核桃类群,而晚实核桃类群无变异发生;推导氨基酸序列分析显示薄壳香由于发生突变,提前终止翻译而只编码173个氨基酸,而其他品种均编码234个氨基酸;采用近邻接树法和最大简约法构建的系统进化树显示,22个品种核桃分为5个组,其中扎343与其他21个品种有明显差异,8个新选育的品种中金薄丰1号较为突出;而辽核1号与西扶1号亲缘关系最近。对matK基因深入研究将为核桃种质资源保护、杂交育种及开发运用提供分子生物学依据。

基于叶绿体trnL-F序列以及matK序列探讨虎杖属与西伯利亚蓼的系统学位置

以蓼科Polygonaceae酸模亚科Rumicoideae酸模族Rumiceae大黄属RheumL.作外类群,对蓼亚科Polygonideae蓼族Polygoneae 4属19种1变种的trnL-F序列以及16种1变种的matK序列进行了测定(部分序列取自GenBank)和聚类分析,探讨了虎杖属Reynoutria Houtt.和西伯利亚蓼Polygonum sibiricum Laxm.的系统学位置,结果表明:(1)虎杖属在两个严格一致树中都聚到了何首乌属Fallopia Adans.的内部,trnL-F序列的支持率为99%,matK序列的支持率为100%,说明虎杖属应归入何首乌属中,所以虎杖属的R.japonica Houtt.与R.sachalinense(F.Schmidt ex Maxim.)Nakai应分别命名为Fallopia japonica(Houtt.)RonseDecraene和F.sachalinense(F.Schmidt ex Maxim.)Ronse Decraene;(2)两个严格一致树都表明,西伯利亚蓼远离蓼属Polygonum L.,聚到了何首乌属的附近,两个序列支持率都为99%,应将该种从蓼属中移出来,提升为属级,即西伯利亚蓼属Knorringia Tzvel.,西伯利亚蓼应命名为Knorringia sibirica(Laxm.) Tzvel.。另外,本文对何首乌属与西伯利亚蓼属作了界定。

基于matK基因的几种苔藓植物的亲缘关系分析

以钝鳞紫背苔(Plagiochasma appendiculation)为外类群(outgroup),利用ClustalX 2.0和MEGA 4.1软件对8种苔藓植物的matK基因序列进行比对和分析,构建分子系统树。结果表明:8种苔藓植物的matK序列长度为638bp～650bp,排序后总长度为664bp,其中变异位点357个,信息位点180个。遗传距离为0.058～0.557,平均遗传距离为0.287。利用NJ法建立的系统树显示,8种苔藓植物分为3组,其中2种丛藓科的聚为一组,3种青藓科的聚为一组,3种灰藓科的聚为另一组。序列分析结果与形态学结果一致,表明matK基因序列可用于苔藓植物的亲缘关系分析。

基于matK序列的木犀属植物系统发育初步研究

以流苏树属的流苏树,女贞属的女贞和木犀榄属的木犀榄作为外类群,利用叶绿体matK基因序列,对木犀属19个种进行种间亲缘关系及系统分类学研究。结果表明:①木犀属植物叶绿体matK基因序列较为保守,特别表现在3′端;②木犀属植物是一单系类群;③19种木犀属植物可以分为3个分支:香花木犀和华东木犀各单独聚为一个分支;其余聚为一个分支;其中美洲木犀、牛矢果和厚边木犀聚为一个亚分支,都属于圆锥花序组;木犀组的红柄木犀、毛木犀、石山桂、狭叶木犀和管花木犀组的山桂花5种植物聚为一个亚分支;其余的9种木犀组植物聚为一个亚分支;④经典的基于形态学的P.S.Green分类系统没有得到分子数据的支持,圆锥花序组聚在一起,而木犀组和管花木犀组之间的亲缘关系是交叉的。因此作者认为matK序列需要结合其他分子序列以及形态学指标进行综合分析,才能获得科学合理的木犀属分类系统。

基于matK序列的几种重要大戟科植物系统发育初步研究

以海垦2号为试材,克隆橡胶树叶绿体matK基因,并结合GenBank中公布的大戟科24个代表物种matK基因序列,采用MEGA4软件,构建大戟科几种重要植物的系统发育进化树。结果显示,24个大戟科物种总体聚为两大分支,叶下珠亚科单独聚为一支,其它3个亚科聚为另一支。巴豆亚科的4个物种并没有首先聚在一起,而是巴豆和麻疯树、橡胶树和木薯分别聚为一支,然后和铁苋菜亚科呈平行关系。大戟亚科的虎刺梅交叉在巴豆亚科之内,刺果树没有聚在铁苋菜亚科,而是平行于巴豆亚科和大戟亚科。本研究结果总体上与传统的分类方法一致,巴豆亚科和大戟亚科的物种之间区分不明显,刺果树属的刺果树在传统的分类学中属于铁苋菜亚科,而在本研究中归属于巴豆亚科,表明本研究结果与传统的分类不是完全平行。

6份狼尾草属菌草的ITS和叶绿体matK序列分析

对来自福建农林大学、闽清、闽侯和南平等地的6份狼尾草属菌草的ITS片段和叶绿体matK基因序列进行测定,并用Clustal X 2.0和MEGA 4.1软件对其进行比对分析,构建系统发育树.结果表明,6份菌草的ITS序列长度均为585 bp,其中变异位点0-3个,信息位点2个,遗传距离为0-0.089,平均遗传距离为0.022;mat K序列长度为880-881 bp,其中变异位点(信息位点)1个,遗传距离为0-0.016,平均遗传距离为0.010.ITS系统树结果显示6份共菌草聚成四类,其中杂交狼尾草和象草(MQ)聚类在第I类的同一分支,巨菌草和象草聚在第Ⅱ类的不同分支,表明其亲缘关系比较近;mat K序列系统树结果除了象草(MQ)外其余5份菌草均聚在了同一分支上,表明叶绿体mat K序列无法将供试的6份菌草区分开.

matK序列作为DNA条形码在中药鸡骨草中的应用

采用改良的CTAB法提取来自不同地区的9种中药鸡骨草的总DNA，利用豆科植物通用引物对matK序列进行PCR扩增，将扩增得到的序列提交到GeneBank中获得登录号。最后将所有序列进行聚类分析，计算种问及种内遗传距离．建立系统发育邻接树。结果表明，marK序列的全长为889-895bp；不同植物之间的遗传距离较大，同种植物之间的遗传距离较小，且最大的种内遗传距离小于最小的种间遗传距离。因此，matK序列可以作为豆科植物的DNA条形码。

拟单性木兰属近缘植物matK基因的序列分析

测定了木兰科（Ｍａｇｎｏｌｉａｃｅａｅ）拟单性木兰属（Ｐａｒａｋｍｅｒｉａ）等１０种（１１个样）植物的叶绿体ＤＮＡｍａｔＫ基因部分序列（１０３９碱基对）．最大同源性分析构建的系统树图建议：①拟单性木兰属与单性木兰属（Ｋｍｅｒｉａ）有极近的同源关系；②木兰属（Ｍａｇｎｏｌｉａ）的玉兰亚属（ＳｕｂｇｅｎｕｓＹｕｌａｎｉａ）与拟单性木兰属和单性木兰属关系亦很近，并形成１个单系分支；而木兰属的２个亚属，木兰亚属（ＳｕｂｇｅｎｕｓＭａｇｎｏｌｉａ）与玉兰亚属之间的关系却较远，木兰属内呈并系演化特征；③木兰亚属，木莲属（Ｍａｎｇｌｉｅｔｉａ）以及玉兰亚属、拟单性木兰属和单性木兰属所组成的分支形成一个单系分支．拟单性栏属、单性木兰属的系统位置。

叶绿体5SrDNA ITS和matK基因序列应用于刚竹属植物系统分类的可行性分析

本文应用CTAB法从37种竹类植物中提取基因组DNA,根据在GenBank中发表的5S rDNAITS和matK基因设计引物,通过PCR进行扩增。结果表明:37种竹子5S rDNA ITS序列PCR产物大小约为450bp,在刚竹属内部无长度上的差异,但是舒竹(Phyllostachys shuchengensis)与其他刚竹属植物相比,有一个位点的差异(由A变为C)。因此,5S rDNA ITS在属下水平上无法提供较大的信息量,变异性较低,不适于刚竹属属下水平的系统分类研究。同样,选取37种竹子中3个竹种的matK基因的PCR扩增产物直接进行测序,结果显示matK基因在竹亚科的属间长度上无差异,产物的长度约为1500bp,将测序结果进行同源性比对,在变异位点附近寻找多态性酶切位点,碱基序列上有一个位点的差异(BstNⅠ)。PCR-RFLP结果显示,共有3种竹子在此位点发生变异分别为:浙江淡竹(Phyllostachys meyeri)、安吉金竹(Phyllostachys parvifolia)和黄古竹(Phyllostachys angusta)。刚竹属植物的matK基因序列相当保守,片段中刚竹属间的绝对核苷酸差异不到1个,所提供的信息量不够充分。因此,叶绿体5S rDNA ITS和matK基因序列不适用于刚竹属植物系统分类研究,但其可能适合在属或属以上分类等级竹类植物的系统分类中应用。