DNA条形码与生物分类学研究

DNA条形码是一段特殊的、可用于物种鉴定的DNA序列.是近几年来国际上生物分类学研究的热点.该技术在动物分类学研究中已得到广泛的应用,所采用的DNA序列是线粒体细胞色素C氧化酶Ⅰ号基因(CO Ⅰ)的部分序列.在植物分类学研究中,DNA条形码的进展相对缓慢.目前尚处于对所提议的叶绿体DNA片段rpoB、rpoCl、matk、rbcL等进行比较和评价阶段.阐述了DNA条形码在生物分类学研究方面的应用现状、存在的问题及可能的发展趋势.     

线粒体DNA在鳞翅目昆虫系统学研究中的应用

线粒体DNA具有母性遗传与进化速率快等特点,已作为理想的分子标记广泛应用于昆虫的分类学、群体遗传学、系统发育和分子进化等研究。本文介绍了鳞翅目昆虫线粒体基因组的特征,对线粒体DNA应用于鳞翅目昆虫系统发生和分子进化等方面的研究进行了综述,并总结了线粒体基因或区段在鳞翅目昆虫不同分类阶元的适用性。     

国际生命条形码计划—DNA Barcoding

中国拥有数目庞大、种类繁多的动植物,也有很多珍贵、濒危生物,这些更是异常宝贵的科学资源。DNA条形码技术的出现可以更好的帮助鉴别这些物种,了解其分支来源,甚至可以预知其进化方向。笔者简述了DNA条形码的技术原理与操作步骤及这项技术的产生与发展情况;简要列出了DNA条形码发展过程中的重要进步与研究相对集中的物种;概述了DNA条形码的应用途径及目前DNA条形码研究中存在的主要问题、矛盾、研究思路与发展方向,并对其发展前景做出展望。     

7个地方鸡种的分子评估

成熟的基因扩增及测序技术,结合比较发达的网络与信息技术,给我们提供了以DNA为基础的系统分类方法.一种新的DNA分类方法--DNA条形编码(DNA Barcoding)技术应运而生.本研究以线粒体细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ(cytochrome c oxidase Ⅰ,CD Ⅰ)基因的特定序列作为DNA条形码,对我国7个地方鸡种进行分子评估.研究结果表明:选择的这段CO Ⅰ基因序列有22个突变位点,为13个单倍型,其中11个单倍型为各品种所特有;6个鸡种有其特异位点,这些特异单倍型和特异位点作为DNA条形码可以对其进行分子评估,并可以作为辅助各品种鉴定的依据.7个品种间Kimura双参数遗传距离为0.017～0.389.7个品种的DNA分类和形态学分类基本一致,该基因可以探讨地方鸡种分类问题.     

基于mtDNA COⅠ基因的DNA条形码技术鉴定鞘翅目幼虫

传统的形态学分类很难鉴定昆虫的蛹和幼虫。鞘翅目是昆虫纲中最大的类群,其种群鉴定工作复杂而艰巨。为了鉴定形态相似的鞘翅目昆虫的幼虫,本研究利用 PCR扩增技术获取青海20个常见鞘翅目幼虫mtDNA上COⅠ基因的566 bp序列,结合Blast搜索、遗传距离计算和NJ系统发育树构建对其进行分类鉴定,有效鉴定出20只供试鞘翅目幼虫属于5科9属。研究结果表明,DNA条形码技术进行种类鉴定快捷、准确,mtDNA COⅠ基因能够用于鞘翅目昆虫分类鉴定。     

蜜蜂属生物的物种分子诊断标签:动物DNA条形码

蜜蜂属生物构成了膜翅目昆虫一个代表属,蜜蜂属生物的物种分子诊断标签普遍选用动物DNA条形码;蜜蜂属生物的物种DNA条形码经过生物信息学数据分析,成为动物DNA条形码数据库一组不可或缺的生物样本分类学资源。本文从如下三个方面综述了蜜蜂属生物的物种DNA条形码研究进展,即蜜蜂属生物的物种DNA条形码含义,蜜蜂属生物的物种DNA条形码生物信息学数据分析方法,以及蜜蜂属生物的物种DNA条形码分类学地位。     

中国部分马、驴种质资源CYTB条形码遗传多样性分析

旨在构建我国部分马、驴细胞色素b(CYTB)基因的DNA条形码数据库，并研究其遗传多样性。以全国不同区域的8个马和3个驴品种共计149例样本为研究对象，以CYTB为候选基因，构建DNA条形码数据库，并与前期获得的细胞色素氧化酶Ⅰ(COⅠ)和16S rRNA(16S)基因的DNA条形码进行对比，对我国部分马、驴品种进行遗传多样性分析。本研究共生成了CYTB DNA条形码1 271条，经分析，CYTB、COⅠ和16S的GC含量范围分别为44.4%～47.0%、38.3%～47.0%和40.9%～42.6%。对比后发现CYTB基因拥有最多的单倍型序列，在3个基因中表现出更多的多态性位点数，且单倍型多样性更高。编码蛋白的CYTB和COⅠ基因的第3位密码子突变率更高，保守性最小，而非编码蛋白16S基因中3位密码子突变率没有显著差异。CYTB和COⅠ蛋白序列的氨基酸含量不同，CYTB中含量最多的3个氨基酸为亮氨酸、异亮氨酸和苏氨酸，COⅠ为亮氨酸、甘氨酸和丙氨酸。在CYTB和16S条形码中，无论是在物种水平上还是在亚种水平上，种内和种间距离都出现重合现象，而马和驴的COⅠDNA条形码在种内/种间遗...     

柞园栎树林中刺蛾科昆虫的DNA条形编码及其在系统分类中的应用

刺蛾科昆虫是柞园栎树林中的重要害虫类群。克隆了栎树林中主要刺蛾科昆虫的线粒体细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ基因(mtDNA COⅠ,Gen Bank登录号:KP727647~KP727664),以此作为供试刺蛾科昆虫的DNA条形编码基因分析其碱基组成特点和遗传进化规律,探讨将其应用于栎树林中刺蛾科害虫的分类鉴定和系统进化关系研究的可行性。刺蛾科昆虫各物种间的mtDNA COⅠ基因碱基组成差异不明显,碱基T、C、A、G的平均含量分别为38.0%、16.2%、30.7%和15.1%,AT含量为68.7%,显著高于GC含量(31.3%),表现出明显的AT使用趋向性;碱基明显倾向于使用T(AT偏倚度为-0.106 26),具有较弱的C偏好性(GC偏倚度为-0.035 14),不同物种间该基因碱基T使用偏好程度差异较大。刺蛾科昆虫mtDNA COⅠ基因碱基变异率为26.64%,碱基颠换明显高于转换(R值为0.75)。刺蛾科昆虫各物种mtDNA COⅠ基因的平均进化率为11.5%,进化率最大的发生在锯纹岐刺蛾Austrapoda seres与中国扁刺蛾Thosea sinensis间,进化率最小的发生在黄刺蛾Monema flavescens与梨娜刺蛾Narosoideus flavidorsalis之间。在刺蛾科昆虫mtDNA COⅠ基因的系统进化树中,中国绿刺蛾Parasa sinica和中国扁刺蛾Thosea sinensis聚在一起形成一个单系,其他物种聚在一起形成另外一个单系。以上结果表明,mtDNA COⅠ基因可作为DNA条形编码用于栎树林刺蛾科害虫的分类鉴定和系统进化研究。     

中国地方鸡种DNA分子水平遗传多样性的研究进展

遗传多样性的研究主要包括形态学水平,染色体水平、蛋白质水平、DNA水平等。中国地方鸡种类繁多,研究地方鸡种的遗传多样性,不仅能加强生物多样性的保护,同时对起源、进化、分类鉴定及遗传育种等都有重要意义。20世纪80年代以来,分子生物学技术的快速发展为遗传多样性检测提供了更直接、更精确的方法,即直接通过分析DNA水平的序列变化检测动物遗传多样性。DNA分析方法成为目前最有效的遗传分析方法,避免了根据表型性推断基因型时可能产生的误差。作者对目前中国各种鸡群的遗传多样性在DNA水平的研究进行了综述,旨在发掘地方鸡种的优良基因,为地方鸡种的分子育种、改良提供参考。     

狂蝇科昆虫线粒体COⅠ基因组研究进展

狂蝇科昆虫种类多、分布广,在畜牧业上具有重要的经济意义。近年来,线粒体基因组已成为双翅目昆虫分析系统发育研究中很重要的遗传标记,并普遍应用于双翅目昆虫各个阶段的研究中。文章就狂蝇科线粒体COⅠ基因的结构、排列、碱基组成及进化速率等进行介绍,探讨其在分子系统学研究中的应用,为狂蝇科昆虫分子信息学研究提供参考。     

橡实象虫等25种昆虫线粒体COⅠ基因的遗传多样性及系统进化分析

橡实象虫(Curculio arakawai)是象甲科中危害柞树种子和嫩芽的重要害虫。为探讨利用线粒体细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ(COⅠ)基因的特定区段作为DNA条形码快速准确识别橡实象虫的可行性,克隆了3个橡实象虫线粒体COⅠ基因5'端长度约556 bp的片段(GenBank登录号:JN258957,JN258958,JN258959),并与鞘翅目、鳞翅目、双翅目共24种昆虫的同源片段进行碱基组成多样性和系统进化分析。序列分析结果显示:橡实象虫与其它24种昆虫的COⅠ基因序列呈现丰富的遗传多样性,碱基位点的变异率为48.2%,序列平均差异为19.7%;COⅠ基因序列的AT含量(69.9%)明显高于GC含量(30.1%),存在显著的AT使用倾向性;碱基替换模式颠换大于转换,碱基替换数与物种两两遗传距离呈明显的线性关系;COⅠ基因序列的碱基变异速率较快的位点主要集中在序列中间区域的210～390 bp。基于COⅠ基因序列构建的NJ、ME和MP系统进化树均显示橡实象虫与鞘翅目象甲科(Curculionidae)昆虫的进化关系最近,聚在一起形成一个分支,鳞翅目等其它昆虫聚在一起形成另外一个分支;橡实象虫与鞘翅目象甲科Kyklioacalles属昆虫间遗传距离最小,与鳞翅目丝角蝶科Macrosoma sp.属昆虫间的遗传距离最大。根据COⅠ基因序列的多样性,能将橡实象虫明显地与其它昆虫区分开。     

DNA条形码技术在草地天敌昆虫分类鉴定中的应用

利用DNA条形码技术对收集到的8种草地螟寄生性天敌昆虫线粒体DNA细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ(mtDNA COⅠ)的部分序列进行测定,通过比对分析,以邻接法(NJ)和最大简约法(MP)构建天敌昆虫系统发育树,以Kimura双参数模型计算天敌昆虫种内及种间的遗传距离。结果发现:与Genbank中寄生蝇及寄生蜂序列进行对比、剪切,共得到584bp的寄生蝇条形码基因序列49条、625bp的寄生蜂条形码基因序列45条。其中,49条寄生蝇的平均碱基含量中AT含量为71.1%,大于GC含量;45条寄生蜂的平均碱基含量中AT含量为74.0%,大于GC含量;均表现出AT偏向性。4种寄生蝇种内平均遗传距离为0.0015,种间平均遗传距离为0.1137;4种寄生蜂种内平均遗传距离为0.0015,种间平均遗传距离为0.3010,两类天敌昆虫的种间遗传距离均远大于种内遗传距离;聚类分析显示每一种天敌对应一个分支。说明基于COⅠ基因的条形码技术可以用于草地螟寄生性天敌昆虫的鉴别。     

DNA条形码技术及其在畜牧兽医上的应用

DNA条形码技术是利用生物体基因组DNA中一段短的DNA序列作为物种快速鉴定的遗传标记,建立DNA序列和生物物种之间一一对应的关系检测方法。本文对DNA条形码技术的背景、技术原理进行了介绍,着重综述了其在畜牧兽医上的应用,并对未来的发展进行了展望。     

转录间隔区（ITS）在寄生虫分子生物学分类中的应用及其进展

在寄生虫分子分类学研究中,利用核糖体DNA对寄生虫进行分类学,以及虫种进化关系学的研究,已经成为国际上普遍应用的方法。但由于它具有高度保守性的特点,所以很难在同种异株的区分上有所作为。内转录间隔区ITS是位于寄生虫的遗传物质特别是核糖体DNA（rDNA）上18S和28S基因之间的区域片段,由于它在生物种和亚种间变异较大。从而可以用来进行动物原虫种间以及株间的分类鉴定。因此,在分子分类学领域,越来越多的采用核rDNA的内转录间隔区（ITS）作为分子标记。本文介绍ITS作为分子标记在寄生虫分子分类中的作用及其进展。     

新疆野兔DNA条形码筛选

旨在筛选一种用于快速鉴定新疆兔属物种的DNA条形码。本研究以新疆4种野兔共计40例样本为研究对象,以CO1、ND4、16S rRNA和ITS2为候选基因,经PCR扩增和测序后,综合分析比较候选序列在种水平上的鉴定能力。结果表明,ITS2候选片段因未获得达到测序要求的PCR扩增产物最先被排除。相较于16S rRNA,CO1和ND4在序列特征、变异特征参数和秩和检验结果上均表现出更强的变异水平,遗传频率分布图有着更宽的gap,系统聚类树的鉴定结果有着更高的鉴定准确率。而从种间变异特征、种间秩和检验结果及遗传频率分布图来看,ND4均略优于CO1。本试验综合分析得到的最优DNA条形码为ND4,候补DNA条形码为CO1。该结论可为新疆兔属物种的分类分布研究和珍稀野兔资源的保护利用等提供一定的参考依据。     

羊驼Cytb基因序列的测定及其研究

测定了羊驼线粒体DNA细胞色素b基因部分序列，并与骆驼科其它物种细胞色素b基因进行同源序列比较，分析了碱基组成及变异情况，并用邻接法和最大简约法构建了分子系统树，在分子水平上探讨了羊驼在骆驼科动物中的分类地位。结果表明，羊驼与骆马和美洲驼存在的遗传差异相对比羊驼与原驼大，为传统分类学中的羊驼是原驼驯化以后的一种家养驼的提法提供了分子学依据。     

3个地方鸡种线粒体DNA COⅠ基因条形码遗传多样性研究

以大骨鸡、安义瓦灰鸡和金湖乌凤鸡3个地方鸡种为研究对象,利用DNA测序技术测定了线粒体细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ(cytochrome c oxidaseⅠ COⅠ)基因序列,以揭示3个地方鸡种COⅠ基因的遗传多样性。结果表明,选择的这段COⅠ基因序列在3个地方鸡种中有3个突变位点,为4个单倍型。大骨鸡、瓦灰鸡和金湖乌凤鸡品种内平均多态性分别为0.15%,0.3072%,0.3073%。3个地方品种单倍型多样度范围为0.2222-0.5030,平均为0.3954。瓦灰鸡遗传多样性相对较丰富,大骨鸡相对较贫乏。3个鸡种群体间的Kimura双参数遗传距离范围为0.060~0.077;瓦灰鸡群体内的遗传距离最大,为0.089。3个品种的DNA分类和形态学分类基本一致,该基因可以探讨地方鸡种分类问题。     

牦牛线粒体基因的研究进展及应用

在研究牦牛起源分化过程中,mt DNA作为良好的遗传标记用来构建系统发育树。线粒体是活细胞产能所必需的,其正常功能对维持牦牛生命活动至关重要,因此mt DNA还可用于牦牛高原环境适应性和高原医学等方面的研究。研究牦牛mt DNA对于探讨牦牛的起源进化、分化分类、高原适应性、遗传育种、资源保护及利用都有重要意义。文章对近年来mt DNA在牦牛起源进化、高原适应性、高原医学和遗传育种四个方面研究中的应用进行综述,探讨了牦牛线粒体基因的研究现状及应用意义。     

麝科动物的起源进化与遗传多样性研究进展

对麝科动物的分子遗传学研究不仅可加深人们对麝科起源及物种形成的认识,而且对麝科动物群体遗传多样性的保护具有重要意义。随着现代高通量测序技术及分子遗传学、生物信息学的迅速发展,人们对麝科起源与进化进行了较为系统的研究,取得了可喜成果。文章就近年来国内外对麝科动物的起源进化和遗传多样性研究进展进行回顾,揭示麝科动物的演化史,利用分子遗传标记、基因组学、转录组学等先进技术,研究麝科动物的遗传多样性以及麝香分泌相关机制或功能基因,并对未来麝科动物起源进化以及遗传多样性研究趋势进行了展望。     

3个地方鸡种线粒体DNA COⅠ基因条形码遗传多样性研究

以大骨鸡、安义瓦灰鸡和金湖乌凤鸡3个地方鸡种为研究对象,利用DNA测序技术测定了线粒体细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ（cytochrome c oxidaseⅠCOⅠ）基因序列,以揭示3个地方鸡种COⅠ基因的遗传多样性。结果表明,选择的这段COⅠ基因序列在3个地方鸡种中有3个突变位点,为4个单倍型。大骨鸡、瓦灰鸡和金湖鸟凤鸡品种内平均多态性分别为0．15％,0．3072％,0．3073％。3个地方品种单倍型多样度范围为0．2222—0．5030,平均为0．3954。瓦灰鸡遗传多样性相对较丰富,大骨鸡相对较贫乏。3个鸡种群体间的Kimura双参数遗传距离范围为0．060～0．077;瓦灰鸡群体内的遗传距离最大,为0．089。3个品种的DNA分类和形态学分类基本一致,该基因可以探讨地方鸡种分类问题。