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。

基于DNA宏条形码技术的斑海豹食性分析

野生动物食性研究是掌握动物生境需求的核心内容,对野生动物的保护和管理具有重要意义。在我国辽东湾斑海豹(Phoca largha)传统繁殖地和盘锦栖息地海域采集其粪便,选用12S rRNA作为分子标记进行粪便DNA扩增,利用高通量测序鉴定其食物组成。结果发现:在斑海豹粪便中共鉴定出鱼类16种,隶属5目8科13属。食物组成的相对丰度显示:梭鱼(Liza haematocheilus)为绝对优势的饵料食物(40.72%),其次为鰕虎科(Gobiidae)种类(23.18%)。属水平不同采样群体的相对丰度显示:2021年、2023年辽东湾北部冰区和2023年盘锦辽河口栖息地排在前3位的种类分别是梭属(Liza)31.91%、矛尾鰕虎属(Chaeturichthys)14.06%和缟鰕虎属(Tri⁃dentiger)8.39%,梭属42.37%、复鰕虎属(Acanthogobius)14.06%和矛尾鰕虎属11.17%,及梭属47.93%、矛尾鰕虎属13.93%和绵鳚属(Zoarces)12.18%,分别合计占斑海豹3个群体食物组成相对丰度的54.36%、67.60%和74.04%。研究结果与辽东湾北部的渔业资源优势物种一致,表明斑海豹为广食性物种,其食物组成主要取决于栖息海域、季节及主要猎物种类的丰度。

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。

基于环境DNA宏条形码的青岚湖自然保护区鱼类组成及分布特征

为探究在不同引物、不同参考数据库下环境DNA技术检测结果的差异,于2021年4月,采用环境DNA宏条形码技术分析了青岚湖鱼类多样性。选取16S rRNA及Cytb 2种引物,NCBI及本地数据库2种数据库,分别进行比对注释。结果表明:在青岚湖29个采样点中,共检测到7目15科43属64种鱼类,其中在16S-NCBI情形下获得4目9科19属20种鱼类,在16S-本地数据库情形下获得6目13科27属38种鱼类,在Cytb-NCBI情形下获得4目6科16属19种鱼类,在Cytb-本地数据库情形下获得2目5科15属20种鱼类。在青岚湖29个采样点中,鱼类更多地分布于湖面宽阔的中间地带(如S31附近),且南部较北部更少,鱼种的分布呈现一定的空间相似性。就研究区域而言,选择16S rRNA引物及本地数据库可以获得更全面的鱼类物种。通过与青岚湖鱼类历史数据比对发现,环境DNA技术在研究区域具有较强的适用性,如能选择适当的引物和本地数据库,可以更全面地反映研究区域的物种组成情况。

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。

基于环境DNA宏条形码的汉江上游黄金峡段鱼类多样性研究

2020年,采用环境DNA宏条形码对汉江上游黄金峡鱼类多样性进行研究,并对比历史调查数据,构建汉江上游黄金峡段鱼类名录。从9个采样点中共检测出20种鱼类,占名录的45.45%;鲤鱼(Cyprinus_car-pio)、鲫鱼(Carassius_auratus)、圆吻鲴(Distoechodon_tumirostris)和银鮈(Squalidus_argentatus)为优势种;黄金峡上、下游Shannon指数存在显著性差异(P<0.01,n=9),上游鱼类Shannon指数明显大于下游,黄金峡水利枢纽是造成鱼类多样性空间差异的主要原因。环境DNA检测出的鱼类组成与过去传统方法监测的结果相近。环境DNA宏条形码技术是一种新兴的生物监测手段,可以辅助传统鱼类监测方法,快速检测汉江上游鱼类多样性及其空间分布。

淡水鱼类环境DNA宏条形码引物的筛选及其在千岛湖的应用

基于环境DNA(eDNA)技术的鱼类多样性监测方法因具有灵敏度高、对目标生物无伤害以及成本低等特点,近年来在国内外得到了广泛应用。eDNA方法的有效性往往取决于宏条形码引物的选择,尽管目前已经有一些鱼类环境DNA宏条形码引物,但较少有研究综合评估这些引物的检出效果。本研究评估了来自COI、Cytb、12S rRNA和16S rRNA基因的29对鱼类e DNA宏条形码引物(包括本研究设计的2对和从国内外文献中引用的27对引物),首先基于计算机模拟PCR(in silico PCR)进行了初步分析,随后通过高通量测序对其中效果较好的17对引物开展了更进一步的验证,结果显示:计算机模拟PCR结果良好的引物在进行高通量测序时并非全部表现良好,表明引物的筛选不能仅仅依靠计算机模拟PCR;具有更长扩增片段长度的宏条形码引物并没有获得理想中更好的扩增效果,表现效果好的引物大多是扩增片段长度处于200~300 bp之间的引物;相对于COI和Cytb而言,12S rRNA引物与16S rRNA引物均具有良好的扩增效果,适宜作为鱼类环境DNA宏条形码而用于鱼类多样性研究;同时,鉴于当前的鱼类DNA条形码数据库尚不完备以及不同引物的特性不同,使用多对引物将大大增加物种的检出概率和e DNA研究的可信性。本研究展示了eDNA在评估生物多样性方面的潜力,有助于将来的鱼类eDNA研究,从而为鱼类多样性的保护提供参考。

浮游藻类环境DNA宏条形码监测引物的比较与验证

环境DNA(eDNA)宏条形码技术通量高、重复性好,在未来生态环境监测中有巨大的应用潜力。目前,浮游藻类环境DNA监测仍处在发展阶段,尚缺乏统一的浮游藻类扩增引物。利用同一个野外环境样本,比较8对通用引物在浮游藻类环境DNA监测中的差异,为初步建立规范化的浮游藻类环境DNA监测方法提供支撑。结果表明,不同引物对浮游藻类扩增存在明显偏好性,靶向扩增16S rDNA的引物主要检出硅藻,其次是隐藻和绿藻;靶向扩增18S rDNA的1391、AD3和ANF 3对引物具有较高的浮游藻类扩增效率和物种辨识度,分别检出67、62、63个浮游藻属,其检出的浮游藻类的相对丰度排序均为硅藻>绿藻>隐藻>金藻>甲藻,可以作为通用引物用于浮游藻类环境DNA宏条形码监测。

基于ITS条形码的滇鸡血藤及混伪品分子鉴定

目的:基于内转录间隔区(ITS)序列,运用DNA条形码技术对滇鸡血藤药材及其混伪品进行序列比对分析,根据单核苷酸多态性位点构建滇鸡血藤单倍型数据库,建立快速、准确鉴定滇鸡血藤的分子鉴定方法。方法:以滇鸡血藤及其混伪品为材料,利用DNA提取试剂盒,分别提取滇鸡血藤及其混伪品的总DNA,对ITS序列进行聚合酶链式反应扩增及测序分析,使用DNAMAN软件统计其片段长度及变异位点个数,使用MEGA软件对数据进行分析比对,计算Kimura2-parameter遗传距离,并利用邻接法建立系统发育树进行分析。结果:滇鸡血藤ITS序列片段长度为675 bp,共包括19种单倍型,与其主要混伪品的差异位点为212、223、224 bp,系统发育树显示,ITS序列能够区分滇鸡血藤及其混伪品。结论:ITS条形码可以作为区分鉴定滇鸡血藤及其混伪品的分子条形码,包含19个单倍型的单倍型数据库覆盖了滇鸡血藤全部的单倍型。

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。

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。

药用蛇及其水提物的DNA微型条形码鉴别研究

目的:建立药用蛇及其水提物的DNA微型条形码鉴别方法。方法:通过比对药用蛇及常见11种混伪品的16S rRNA序列,建立约220 bp的蛇类DNA微型条形码,并与16S rRNA标准条形码比较,对药用蛇原料及水提物进行测序鉴定。采用MEGA-X软件分析遗传距离并以邻接法(NJ)构建系统发育树。结果:DNA微型条形码引物对药用蛇原料及水提物的扩增率为100%,鉴定率为100%。药用蛇及其混伪品的种内平均遗传距离均小于种间平均遗传距离,且各物种在NJ系统发育树中具有良好的单系性,并与16S rRNA标准条形码原料的鉴定结果一致。结论:该研究建立的蛇类DNA微型条形码可有效实现药用蛇原料及水提物等制品的物种鉴别,为保障蛇类原料、临床汤剂及配方颗粒等药品的安全性和有效性提供了技术支撑。

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。

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。

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。

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。

基于改进的YOLOv8算法的二维码和条形码检测方法

基于改进的YOLOv8算法的二维码和条形码检测方法是一种高效的图像处理技术,旨在快速准确地识别和定位图像中的二维码和条形码。改进的YOLOv8是一种实时目标检测系统,有着快速、准确和高效的特点。首先,通过预处理图像来提高二维码和条形码的可识别性,例如调整对比度和亮度。接着,对处理过的图像进行分析,以便快速定位图像中的二维码和条形码。改进的YOLOv8算法的一个关键特点是其使用了深度学习技术,这使得算法能够在各种条件下有效地识别和检测目标,不仅能处理标准形状和尺寸的二维码和条形码,还能识别被部分遮挡或处于不利角度的码。此外,算法的实时处理能力使其非常适合需要快速响应的应用场景,如零售业的快速结账和物流行业的包裹跟踪。总的来说,基于改进的YOLOv8算法的二维码和条形码检测方法提供了一种高效、灵活且可靠的解决方案,适用于多种商业和工业应用。

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。