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。

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。

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序列的积雪草与其易混品的分子鉴定方法分析

目的：积雪草容易与多种混淆品相互混淆,本研究拟基于mat K序列探讨积雪草与其混淆品鉴定的新方法。方法：从Gen Bank核酸数据库下载积雪草、过路黄、连钱草和乌蔹莓的mat K序列,应用Clustal X 2.1软件进行SNP鉴别位点分析,应用MEGA5.0软件计算种内种间（K2P）遗传距离和构建邻接（NJ）系统聚类树。结果：获得积雪草与过路黄各5个mat K序列及连钱草和乌蔹莓各1个mat K序列,分析显示积雪草与其混伪品的mat K序列存在较大差异,具有近百个SNP位点,且其中多是积雪草特有的,可用于分子鉴定。且积雪草最大种内K2P遗传距离0.001,远远小于其与混伪品的种间K2P遗传距离0.242-0.293,构建的系统发育树显示积雪草与其混淆品可明显分开。结论：综合以上分析,mat K序列为鉴定积雪草及其混淆品提供了新的分子鉴定方法。

matK序列作为DNA条形码在苍耳属中的应用

以matK序列作为DNA条形码,对从国外截获的7种苍耳属植物进行物种区分鉴定研究,采用DNeasyPlant Mini Kit试剂盒进行总DNA的提取,应用通用引物对其matK基因进行扩增,测序得到7种苍耳属植物的matK序列,利用MEGA 5.1软件对这7种苍耳属植物的matK序列进行比对和分析并构建系统树,结果显示:matK序列能从基因位点层面对苍耳属植物进行区分鉴定。

基于trnH-psbA和matK序列的不同种油茶种苗DNA条形码分析

为有效鉴别出不同种油茶种苗,收集101份不同种油茶种苗作为试材,其中18份越南油茶、79份普通油茶、1份博白大果油茶、3份红花油茶,利用叶绿体基因组trnH-psbA和matK序列进行扩增并测序分析,随后对序列进行拼接及特征分析,并计算样本种间及种内遗传距离,构建系统发育树。结果表明:101份供试材料的trnH-psbA序列全长381 bp,有10个变异位点,可通过变异位点鉴别出越南油茶、红花油茶及部分普通油茶,系统发育树将越南油茶聚为一支,自展支持率为64%;matK序列全长797 bp,有5个变异位点,可通过变异位点鉴别出越南油茶、红花油茶及部分普通油茶,系统发育树将红花油茶聚为一支,越南油茶聚为一支,自展支持率分别为65%和64%。因此,trnH-psbA序列可对越南油茶进行有效鉴别,而matK序列可对越南油茶和红花油茶进行有效鉴别。该研究结果对避免油茶种苗混杂、规范海南油茶种苗市场有一定的指导意义。

基于matK序列探讨蔷薇科李亚科的系统发育关系

为探讨蔷薇科(Rosaceae)李亚科(Maloideae)的系统发育关系,运用PAUP软件对Gene Bank中李亚科27种植物的mat K序列进行了系统发育树的构建,结果表明:桃属(Amygdalus L.)植物聚为一类,桃、新疆桃、光核桃和山桃为一进化枝,获得69%的置信支持率;梅、杏和山杏聚为一类,获得60%的置信支持率;臀果木、桂樱、稠李和臭樱聚为一类,获得83%的较高置信支持率。此外,桃属在核果类系统学分类中地位较高,杏梅次之,稠李属、臭樱属和桂樱等属的系统学地位较低。

基于matK序列的婆婆纳属部分植物亲缘关系分析

本研究利用叶绿体基因matK分析了婆婆纳属16种植物的系统发育关系。直接测序或下载共获得16个种的共36条序列,通过BioEdit和Mega6. 0等软件分析后共获得长度为733bp的序列矩阵,种间距离的范围为0. 002-0. 101之间,系统发育树聚类结果表明睫毛婆婆纳为在这16个物种中最原始,其余物种形成两个独立的并系。本研究表明matK序列可用于分析婆婆纳属植物的系统发育关系。

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trnH-psbA和matK序列的油茶种子DNA条形码鉴定

本研究利用叶绿体基因组trnH-psbA和matK序列对不同物种的34份油茶种子进行DNA条形码鉴定,以分析这两个序列在鉴别越南油茶(Camellia vietnamensis)和普通油茶(Camellia oleifera)的效率。结果表明:34份供试材料的trnH-psbA序列全长395 bp、11个变异位点,系统发育树将普通油茶聚为一支,支持率为72%;matK序列全长837 bp、2个变异位点,系统发育树将越南油茶与高州油茶聚为一支,支持率为64%。可见,trnH-psbA序列和mat K序列结合,可对普通油茶和越南油茶与其他供试油茶物种进行有效鉴别。

基于matK部分序列福建茶树遗传多样性分析

为研究福建茶树的遗传多样性水平,以福建省5个地区51个茶树品种为样本,分析其遗传结构和遗传分化。结果表明:福建茶树matK部分序列长度为833 bp,存在26个多态位点(S),7种单倍型(Hap1~Hap7),表现为高单倍型多样性(0.525)和低核苷酸多样性(0.00189)。单倍体系统发育树形成4大分支,自展支持率均大于60%。不同茶树群体间的遗传距离为0.0003~0.0033,群体内遗传距离为0.0000~0.0037。福建茶树群体间分化系数Fst=-0.01622~0.50000和基因流Nm=-15.66307~15.21073。51个福建茶树的遗传多样性较低,不同群体之间存在一定程度的遗传分化。中性检验Tajima’s D、Fu and Li’D*and F*均为显著负值,错配分布曲线为单峰模式,表明福建茶树群体间发生了扩张事件。结果为进一步开发利用这一资源提供参考依据。

基于mtDNA和cpDNA序列的甘薯栽培种及近缘野生种分析

【目的】利用线粒体DNA(Mitochondrial DNA,mtDNA)序列和叶绿体DNA(Chloroplast DNA,cpDNA)matK序列对甘薯Ipomoea batatas栽培种及近缘野生种进行分子鉴定和亲缘关系分析,为甘薯栽培种和近缘野生种的种质鉴定、保护及开发利用提供理论依据。【方法】以3个甘薯栽培种及8个近缘野生种为材料,采用CTAB法提取基因组DNA,通过PCR扩增mtDNA序列和cpDNA matK序列,使用DnaSP 6.0对序列进行核苷酸多态性、单倍型多样性等特征分析,并基于邻接法构建3个甘薯栽培种及8个近缘野生种的系统发育进化树。【结果】5个mtDNA序列和cpDNA matK序列经测序、比对、拼接后,长度为6713 bp,GC占比在47.79%~48.31%之间。合并序列的单倍型数量、核苷酸多态性、变异位点数量、单一突变位点数量、简约信息位点数量和插入/缺失位点数量分别为9、0.00325、69、39、30和111。中性检验显示,合并序列差异不显著(P>0.10),遵循中性进化模型。3个甘薯栽培种及8个近缘野生种间的遗传距离在0.00000~0.00584之间,平均遗传距离0.00326,遗传多样性较低;按照亲缘关系被分为2大类,各大类内部亲缘关系较近。【结论】本研究采用的序列可对甘薯栽培种和近缘野生种进行准确的鉴定区分,为甘薯近缘野生种的进化和利用提供参考和理论指导。

中国广义金合欢属植物亲缘关系的分子分析

通过ITS-rpl16序列和mat K序列的分子分析,对中国现有金合欢属的各亚属间的亲缘关系进行了研究,结果表明:我国现有广义金合欢属的14个种大致被聚为相思亚属、皮刺亚属和金合欢亚属3大类,原产中国的3种皮刺亚属的种聚成1支,表明印度金合欢和羽叶金合欢关系更近,二者再与儿茶形成姐妹类群。基于选自美洲、非洲、澳大利亚和中国乡土种(印度金合欢、羽叶金合欢和儿茶)共40个金合欢属种和1个外类群的mat K序列建立的系统发育树表明:皮刺亚属和相思亚属的亲缘性关系比与金合欢亚属的亲缘关系更近,相思亚属和金合欢亚属均是单系类群,而皮刺亚属属于并系类群;中国的几个乡土种都与非洲一些种的亲缘关系较近,聚为1支。

基于不同序列对不同来源浙贝母的鉴定分析

目的:基于ITS2、psbA-trnH、matK序列,探讨不同来源浙贝母的分子鉴定方法及系统进化关系。方法:分别提取7个来源浙贝母的DNA,经PCR扩增及测序,并用MEGA 7.0等软件对测序结果进行分析。结果:ITS2序列未检测到变异位点;psbA-trnH序列共检测到124个变异位点,遗传距离变化范围为0~1.103;matK序列共检测到174个变异位点,遗传距离范围为0~0.289。3个野生种相比,象山野生种与各地栽培种源的遗传距离更小。邻接法(NJ)系统树分为两支,象山野生种和各地栽培种源聚为一类,长兴野生种和临平野生种聚为一类,与遗传距离分析结果一致。结论:基于ITS2、psbA-trnH、matK序列,栽培浙贝母地域分化不明显,有待进一步研究。另外,psbA-trnH和matK序列分析结果表明,3个野生种相比,象山野生种与各地栽培种源的亲缘关系更为接近,提示目前的栽培浙贝母可能均起源于象山,具体演化规律有待后续深入研究。

我国主要产区白芷的基原和群体遗传组成特征分析

目的:分析我国主要产区白芷的遗传组成差异。方法:以15份不同主产区的白芷为材料,应用核基因ITS2序列和叶绿体基因matK序列进行基原差异分析;应用SRAP分子标记技术,进行UPGMA聚类和遗传多样性分析。结果:ITS2序列全长452 bp、获得有2个变异位点,可以区分白芷与其变种杭白芷;而matK序列全长834 bp、仅有1个变异位点,不能有效区分白芷与其变种杭白芷。筛选得到8对SRAP引物,获得34个多态性位点;UPGMA聚类结果显示,所有样本按基原不同划分为白芷和杭白芷两个大类群,而杭白芷类群中,四川产区和浙江产区来源的材料又划分为两个小类群。四川和浙江产区杭白芷群体之间的遗传距离为0.0759,遗传相似系数为0.9269,基因分化系数(Gst)为0.3298。结论:ITS2序列和SRAP标记均可以区分白芷材料的基原,四川和浙江产区的白芷基原均为杭白芷,两大产区杭白芷经长期地理隔离,已发生了低程度的遗传分化。

多基原药材大黄叶绿体matK基因序列分析及鉴定研究

大黄为多基原药材,其混淆品种类很多,传统的药材鉴定方法无法实现对药材基原种的鉴别。本研究通过对采集于大黄主产区的正品基原以及常用混淆品药材matK基因序列的差异分析,结合已有报道的大黄matK基因序列结果,探讨从基因型角度进行大黄药材分子鉴定的可行性。采用改良试剂盒法提取DNA,以大黄属matK基因通用引物进行PCR扩增,扩增产物经回收纯化后双向测序,运用ContingExpress、DNAman、MEGA5.0等软件进行序列分析,总结大黄正品基原与混淆品的基因型对应规律。结果显示正品大黄的matK基因序列全长1 518 bp,变异位点57个。基于587、707和838位3个特异性位点可鉴别掌叶组外的混淆品与正品基原,基于基因型特异性可鉴别掌叶组内条裂大黄、六盘山鸡爪大黄和绿花唐古特大黄3种组内混淆品以及正品基原的3个种,同时也能在一定程度上实现正品基原产地的鉴别,但是对此还有待于增加药材样品进一步验证。

药用石斛的叶绿体matK基因序列分析及鉴别

比较22份(包括待检材料4份)共计12种药用石斛及密花石豆兰(1份)的叶绿体DNA matK基因序列差异,从分子水平对药用石斛进行鉴定。采用改良的CTAB法提取石斛基因组DNA,PCR扩增,克隆测序法对叶绿体DNA matK基因全序列进行测定,运用BioEdit、MEGA4.0等软件分析序列,构建分子系统树。测得石斛属12种植物的叶绿体matK基因长1410bp,变异位点51个,信息位点11个。除了存在碱基替换的遗传变异外,还存在碱基的插入和缺失。石斛种间以及种内不同居群(品种)间均能在NJ树中明显分化开来,种间平均遗传距离为0.008,种间最大遗传距离为0.014,最小遗传距离为0.003,碱基相差8～20个。种内不同居群(品种)遗传距离为0.001,相差1～5个碱基。并成功地对4种待检种进行了鉴定。利用12种石斛的matK基因全序列数据库及遗传分析软件,通过对待检种的matK基因全序列进行测定,可以在分子水平对石斛不同种及种内不同居群(品种)进行鉴别,为石斛的分子鉴定提供依据。

四川江安大白李与重庆开州地方李的亲缘关系比较试验

长江上中游地区是世界李的原产地,李品种资源丰富,传统主栽品种为江安大白李。为了快速甄别重庆地方李与江安大白李之间的亲缘关系,加快重庆地方良种李新品种培育,采用DNA条形码技术,运用分子鉴定方法,从分子水平对重庆开州区选择的开州晚熟李与江安大白李进行matK、rbcL、ITS序列测定和比对,构建物种NJ进化树,快速鉴定两者之间的亲缘关系,指导地方李新品种培育。通过对开州晚熟李和江安大白李叶片样品的matK、rbcL、ITS序列测定,发现两种地方李的3种序列中,ITS、rbcL序列NJ进化树均表现为梳子状,差异不明显,两者之间达不到区分"种"的程度;matK序列NJ进化树之间有明显的差异。研究表明,开州晚熟李与江安大白李亲缘关系较近,属同种植物,但两者存在品种间遗传差异,通过进一步的培育有望育成新品种。

云南草果种质资源DNA条形码序列分析

目的筛选与评价适用于云南草果居群的DNA条形码。方法以云南省草果种质资源为样本对ITS、psbA-trnH、matK、rbcL和ycf15条DNA条形码常用序列进行筛选与评价,并对草果居群进行扩增,测序,测序序列用Genestar进行拼接,然后用Mega进行数据处理,并对草果多样性及其鉴定进行分析。结果引物ITS5和ITS4对草果的扩增片段长度大约为520 bp;rbcLa-F和rbcLa-R对草果的扩增片段长度大约为498 bp;引物ycf1-bF和ycf1-bR对草果的扩增片段长度大约为800 bp;引物psb A-trn H-1F和psbA-trnH-1R对草果的扩增片段长度大约为400 bp;引物matK-2F和matK-2R对草果的扩增片段长度大约为470 bp。扩增及测序的成功率均较高,结果大多可用。通过对草果ITS、psb A-trnH、matK和ycf1序列的扩增结果进行分析,草果与其他豆蔻属植物都可以被清晰地区分开;ITS序列所有样本分为MG5白花草果居群和其他居群;psb A-trn H序列所有样本分为MG5白花草果居群,MG6黄花草果居群和其他居群;matK序列所有样本分为MG6黄花草果居群和其他居群,MG5白花草果样本扩增失败;ycf1序列所有样本分为MG6黄花草果居群和其他居群,MG5白花草果居群与其他22个草果居群聚为一支;rbcL序列对所有样本的扩增均一致。结论ITS、matK、psb A-trn H及ycf1序列均能将草果与其他同属植物进行准确区分;MG6的matK、psbA-trnH及ycf1序列发现了序列位点的变异,为草果品种的选育做出贡献。ITS和psb A-trn H序列可将黄花和白花草果序列区分开;草果白花黄花所有样本rbcL序列无任何变异,且用rbcL序列无法鉴别草果与其他同属植物,可将其舍去。