基于nrDNA-ITS序列的10种枸杞属植物亲缘关系研究

以10种枸杞属植物为材料,利用nrDNA-ITS序列,探讨其遗传多样性及亲缘关系。采用改进CTAB法提取枸杞叶片基因组DNA,利用合成的ITS4和ITS5为引物对其DNA中的nrDNA-ITS区进行扩增、对目的片段测序,并对测序结果进行聚类分析。测序结果表明,10种枸杞属植物ITS的长度为582~656 bp,保守位点(C)560个,变异位点(V)95个,其中简约信息位点(Pi)70个,单核苷酸变异位点(S) 25个;5.8S序列的长度均为154 bp,保守位点(C)136个,变异位点(V)18个,其中简约信息位点(Pi)12个,单核苷酸变异位点(S)6个。10条序列聚类图明显地分为2大类5个小组,‘0901’与‘蒙杞1号’处于同一分支,亲缘关系最近,‘宁杞3号’和‘宁杞7号’为同一分支,亲缘关系最近,‘宁杞5号’和青海诺木洪黑果枸杞单独为一分支,与其他几个枸杞品种的亲缘关系最远。10条枸杞属植物的ITS序列已上传至NCBI,登录号为KJ189761~KJ189770。本研究测序和分析了10种枸杞属植物的ITS序列,聚类结果表明了它们之间的亲缘关系与差异,为枸杞遗传多样性和系统发育研究奠定了基础。     

从核糖体DNA ITS区序列研究甘蔗属及其近缘属种的系统发育关系

测定了甘蔗属及其近缘属的13个种共43个个体和1个橡草(Pennisetum schumach)外群的核糖体DNA中的内转录间隔区(ITS)及5.8S rDNA 基因的序列.结果表明:甘蔗属及其近缘属种的ITS区(含ITS1,5.8S rDNA和ITS2)序列的长度范围为589～591bp,变异位点为140个,信息位点为60个;其中,ITS1和ITS2的长度范围分别为205～208bp和216～220bp,     

基于ITS基因的部分兰属序列分析

本研究以4个兰属品种为材料,通过PCR扩增及构建系统发育树,分析4个兰属品种之间的亲缘关系。结果表明:(1)4个兰属品种的ITS序列长度在647~655 bp之间,其中ITS1的序列长度为242 bp,ITS2的序列长度为244 bp。(2)四个品种共存在175 bp的变异位点,其中ITS1和ITS2的变异位点数较多,5.8S区域较为保守。(3)4个兰属品种的(G+C)含量在60.12%~68.21%之间,其中文山红柱兰的(G+C)含量最高,垂花兰的(G+C)含量最低。研究认为,ITS基因可以作为植物系统发育研究的标记,而且具有一定的灵敏度,为兰属植物的系统发育研究提供了较好的技术支持。     

主要麻类作物的ITS序列分析与系统进化

比较主要麻类作物和测序植物间的ITS序列,可明确它们间系统位置和进化关系。本研究采用PCR扩增和搜索Gen Bank数据库,获得32份麻类作物和11份测序作物的核糖体内转录间隔区(internal transcribed spacers,ITS)序列,利用MEGE软件分析ITS长度、G+C含量与同源性百分比差异。结果表明,黄麻属、红麻属、苎麻属和亚麻属的ITS基本序列全长分别为963、939、658和686 bp;G+C含量分别为57.87%、58.03%、59.05%和53.75%。黄麻属变异区域集中在220~386 bp间,红麻属变异区域集中在2个区段(206~347 bp,599~713 bp),苎麻属ITS变异区域分布在4个区段(158~163 bp、193~199 bp、288~333 bp和681~688 bp),亚麻属ITS变异区域分布在5个区段(219~229bp、235~240 bp、427~432 bp、468~484 bp和588~594 bp)。系统位置分析表明,红麻属与棉花亲缘关系最近,黄麻与棉花亲缘关系较近;亚麻与苎麻各为一小支。系统位置分析与传统的植物分类结果较一致。研究主要麻类作物比较基因组学时,红麻、黄麻可参考棉花,苎麻可参考杨树或蓖麻。推测红麻属的进化时间约为33.7百万年前(million years ago,MYA),黄麻属约为65.3MYA,苎麻属约为67.5MYA,亚麻属约为90.5MYA。主要麻类作物进化时间越久,同属不同种之间ITS变异区段越多。     

基于rDNA-ITS序列探讨甘蔗近缘属种的系统进化关系

以狼尾草属(PennisetumRich.)的象草(P.purpureum)为外群体,依据rDNA-ITS序列探讨了甘蔗亚族(Saccharinae)内与甘蔗植物分类关系较近的8属37种120份材料的系统进化关系,结果表明,ITS1序列长度为200~208bp,变异位点91个,简约信息位点70个,GC含量为60.4%~69.1%;ITS2序列长度为215~220bp,变异位点93个,简约信息位点68个,GC含量为66.1%~73.4%;5.8sDNA序列长度为164bp,变异位点18个,简约信息位点9个,GC含量为54.1%~58.0%;根据变异位点,简约信息位点占总位点的比例可以看出,ITS序列比5.8sDNA序列变异程度高,其中ITS1序列又较ITS2序列变异丰富。属种间遗传距离表明芒属(Miscanthus)和荻属(Triarrhena)与甘蔗属(Saccharum)的亲缘关系最近,其次为蔗茅属(Erianthus)和河八王属(Narenga);而莠竹属(Microstegium)、大油芒属(Spodiopogon)、白茅属(Imperata)与甘蔗属亲缘关系较远。根据甘蔗近缘属种的NJ和MP系统发育关系,支持将斑茅(E.arundinaceus)归入蔗茅属,荻属归入芒属的观点;河八王属的河八王(N.porphyrocoma)与滇蔗茅(E.rockii)亲缘关系较近,而与同属的金猫尾(N.fallax)亲缘关系较远;蔗茅属和芒属属种系统进化关系较其他属种复杂;有4份材料被发现鉴定有误,不应用于后续研究。     

叶绿体5S rDNA 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450 bp,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marK基因在竹亚科的属间长度上无差异,产物的长度约为1 500 bp,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(BstN Ⅰ).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(Phyllostachysparvifolia)和黄古竹(Phyllostachys angusta).刚竹属植物的mark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marK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.     

冬瓜枯萎病菌核糖体rDNA ITS区的克隆与序列分析

采用镰刀菌核糖体基因转录间隔区(ITS)通用引物,PCR扩增冬瓜枯萎病菌核糖体基因ITS区,并对产物进行克隆和序列分析;利用Mega 4.1软件对序列及GeneBank中以葫芦科为寄主的镰刀菌不同专化型ITS序列进行聚类。冬瓜枯萎病菌ITS全长1 063 bp,其中包括18S rDNA一部分序列,5.8S rDNA,ITS1和ITS2全部序列及28S rD-NA部分序列。聚类结果将15个菌株ITS序列划分为2个类群,类群I包括4个菌株,分别为2个西瓜枯萎病菌株和2个甜瓜枯萎病菌株;类群II包括11个菌株,其中冬瓜枯萎病菌株就在该类群中,其余为甜瓜枯萎病菌株5个、西瓜枯萎病菌株3个、黄瓜枯萎病菌株、丝瓜枯萎病菌株和葫芦枯萎病菌株各1个。     

基于ITS序列对青海不同地区中国沙棘遗传变异的分析

为研究青海省不同地区中国沙棘的遗传变异,本研究采集青海省不同地区野生的中国沙棘、西藏沙棘和肋果沙棘叶片作为实验材料,提取沙棘叶片的DNA,对其内转录间隔区(ITS)进行PCR扩增和扩增产物测序检测。对中国沙棘的ITS序列进行同源性和差异性分析,以西藏沙棘和肋果沙棘为外类群构建系统发育树。结果表明,不同地区中国沙棘ITS序列的同源性很高,均在99.5%以上。聚类分析结果显示中国沙棘、肋果沙棘和西藏沙棘各自分为一组,与形态学分类中归属于三个不同的种的分类结果一致。11个中国沙棘样品的ITS1区序列长度均为307 bp,5.8S区均为167 bp,ITS2区均为264 bp,3个区域分别存在3个、1个和5个变异位点。说明青海省不同地区中国沙棘的ITS区基因发生了不同程度的变异,本研究为进一步研究沙棘ITS基因提供了理论依据。     

新疆扁桃种质资源ITS序列分析及系统发育研究

本研究旨在为新疆扁桃种质资源的分子鉴定和遗传多样性研究提供依据。以24份扁桃种质为材料,提取DNA后对ITS序列进行PCR扩增及测序,测序结果与序列KC862380(Prunus lusitanica var.)比对,获得ITS1、5.8S与ITS2序列。利用相关生物信息学软件对ITS1与ITS2序列分别计算变异位点和简约信息位点等,构建UPGMA系统发育树。结果显示,ITS1与ITS2序列对位后长度分别为230 bp和277 bp,含丰富的变异位点和简约信息位点。基于ITS1序列的UPGMA树的遗传距离在0.00~0.01之间,‘鹰嘴’、‘矮丰’及‘石子’各自成一支。基于ITS2序列的UPGMA树其遗传距离在0.000~0.006之间,‘鹰嘴’与‘石子’聚为一支。研究表明,5.8S rDNA序列保守性极强,ITS1序列的变异信息大于ITS2序列,并且其碱基的缺失和替换多于ITS2序列,可能是导致系统发育树结果存在差异的原因。     

基于ITS2和psbA-trnH序列鉴别巴戟天及其3种近缘植物

基于ITS2和psbA-trnH序列鉴别巴戟天及其3种近缘植物。对巴戟天及其3种近缘植物的ITS2和psbA-trnH序列进行PCR扩增和测序,运用遗传距离分析、DNA Barcoding Gap和系统发育(NJ)树3种方法对其进行鉴别。结果,巴戟天及其3种近缘植物的ITS2序列长度为237bp,GC含量为70.3%,保守率为86.08%,变异率为13.92%,ITS2序列上种间变异大于种内变异,存在较显著的DNA Barcoding Gap,其NJ树能准确鉴别出全部供试物种。巴戟天及其3种近缘植物的psbA-trnH序列长度为290bp,GC含量为20.2%,保守率为53.10%,变异率为46.55%,psbA-trnH序列上种间变异大于种内变异,无明显的DNA Barcoding Gap,其NJ树仅能准确鉴别出海滨木巴戟和羊角藤。ITS2序列的物种鉴定能力优于psbA-trnH序列。因此,基于ITS2和psbA-trnH序列能成功鉴别巴戟天及其3种近缘植物。     

栽培稻种内核糖体基因的ITS序列比较研究

以普通野生稻(O. rufipogon)为外类群,对栽培稻(O. sativa)籼亚种(O. sativa ssp. indica)和粳亚种(O. sativa ssp. japonica)18个材料的核糖体基因(rDNA)内转录间隔区（internal transcribed spacers, ITS）全序列进行比较分析。供试材料中有籼亚种品种(系)9个,粳亚种品种(系)6个,爪哇稻2个和陆稻1个。结果发现,栽培稻种内总变异位点23个,占总碱基数的5.41%;8个信息位点,占总碱基数的1.82%。籼亚种ITS全序列的长度为425~430 bp,G+C含量为74.25%~75.59%;粳亚种ITS序列总长度为425 bp,G+C含量为74.25%~75.59%。以ITS全序列构建的系统树能将栽培稻区分为籼、粳2个亚种群,爪哇稻与籼稻有较近的亲缘关系,这对研究栽培稻的演化有一定的指导意义。     

葡萄炭疽病菌鉴定及同源性分析

为揭示葡萄炭疽病菌种类和遗传特征,给深入研究该病提供科学理论依据。本研究对不同地区的26株葡萄炭疽病菌通过形态学和r DNA-ITS序列分析进行鉴定及同源性研究。利用真菌通用引物ITS4、ITS5对病菌基因组进行PCR扩增,将测序结果与NCBI数据库上已知序列进行比对,同时利用Clustalx 1.83和MEGA 5.0软件进行聚类分析。结果表明:病菌菌落为白色或灰白色,菌丝呈绒状或絮状,分生孢子为圆柱形或圆筒状,单孢,无色;测得病菌ITS序列为500 bp左右,鉴定病原均为胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)。不同地区葡萄炭疽菌的r DNA-ITS序列同源性高,亲缘关系比较近,但是各菌株间存在着遗传差异,并且菌株之间差异与地理来源和品种无明显的相关性。     

辣椒疫霉菌ITS及β-tubulin的扩增和序列分析

为了探索湖南省不同地区辣椒疫霉的系统发育关系与遗传多样性,从湖南芷江、宁乡等地采集辣椒疫病病株,经过分离和离体叶片接种,得到2株对辣椒叶片有强致病性的辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici)菌株。利用PCR技术对所分离的2个菌株进行ITS以及β-tubulin扩增并测序,将测序结果与国内外报道的相关序列构建系统发育树,结果表明,离体叶片接种法能够对辣椒疫霉菌有一个初步的鉴定,PCR扩增的ITS序列长度为770 bp左右,β-tubulin序列长度为780 bp左右,ITS序列以及β-tubulin序列构建的系统发育树表明湖南省内辣椒疫霉的亲缘性比较近,与国外的亲缘性比较远,说明了不同地区疫霉菌株的亲缘性与地理来源有一定的相关性。     

黄瓜细菌性角斑病的分子检测

探索黄瓜细菌性角斑病菌(Pseudomonas syringae pv.)的分子检测技术,为快速、准确鉴定和检测提供技术和方法。根据丁香假单胞杆菌黄瓜角斑病致病型病菌与其他黄瓜病原菌核糖体基因转录间隔区 (16S-23S Ribosomal DNA Intergenic Spacer,ITS)序列间的差异,设计特异性引物PLf1/PLr2 (PLf1: 5'-ATA AGG GTG AGG TCG GCA GTT-3',PLr2: 5'-CTC GTC TTT CAT CGC CTT TG-3')。引物PLf1/PLr2可从丁香假单胞杆菌黄瓜角斑病致病型病菌中增出一条473 bp的条带,将黄瓜细菌性角斑病菌和其他菌种分开。建立的黄瓜细菌性角斑病分子检测的方法可用于该病害的快速分子检测,可直接对黄瓜叶片汁液进行病原菌检测,并且可在接种后病症发生前72 h内检测到病原菌。     

基于ITS序列海带目种质资源的物种鉴定研究

为了更准确地鉴定海带目种质资源,为种质保存和保护提供依据,研究采用海带目的核糖体DNA内转录间隔区（Internal Transcribed Spacer,rDNA ITS区）的通用引物,以待鉴定海带目样品的基因组DNA为模板通过PCR方法扩增出ITS序列,在测序的基础上对25棵分别采自日本和烟台海区的海带目样品进行分子鉴定。结果表明,25个待鉴定褐藻目样品和16个已知物种,通过ITS序列聚类分析,分别聚在不同的单系类群中且在物种鉴定树中种内的支持率均较高,分属于2科3属,聚类为7个不同的种,形态学观察的结果与分子鉴定结论相吻合。海带目ITS序列引物通用性强,有效扩增率高,可用于海带目物种的快速鉴定。     

ITS序列在苦荞麦种质资源鉴定中的应用

为了更精确有效地鉴定苦荞麦种质资源,根据ITS序列通用引物,以苦荞麦基因组DNA为模板通过PCR方法扩增出ITS(internal translation spacer)序列,在克隆测序的基础上对荞麦属5个栽培苦荞麦中进行分子鉴定与亲缘关系分析。结果表明：（1）5个供试材料ITS序列的变异小,序列长度在584~590 bp之间,G+C含量高,为67.5%~68.5%。（2）通过聚类方法分析发现‘建德苦荞麦’和‘红花苦荞麦’聚为一支,‘西荞2号’和‘西荞3号’聚为一支。