栀子栽培品种与近缘种的ITS2序列分析

[目的]栀子属植物是重要的观赏、药用、色素和油用资源植物,有着悠久的栽培历史.由于生长环境的不同,以及长期的人工栽培和选育,使其习性、叶的形状、花的形态、果实的形状及大小等发生诸多变异,使得栀子栽培群体的变异类型丰富,并形成了一些较为稳定的品种类型.开展栀子栽培品种和近缘种核糖体DNA内部转录间隔区2(nrDNA ITS2)序列变异程度、遗传距离和亲缘关系研究,为栀子属植物品种鉴定、遗传育种及多样性保护提供科学依据.[方法]以保存于江西省林业科学院中药资源圃内的栀子18个栽培品种和3个近缘种共38个样品为试验材料,进行聚合酶链式反应(PCR)直接测序法,对样品进行ITS2片段扩增和双向测序,所得序列用Codon Code Aligner v6.0.1软件拼接后,采用Lasergene Edit Seq 11.1软件进行平均碱基组成百分比统计,用MEGA7.0软件进行分析比对,获得序列长度、GC含量以及变异位点,基于K2P模型分析遗传距离,用UPGMA法构建系统聚类树.[结果]序列变异程度分析显示,狭叶栀子和栀子的ITS2序列长度均为347 bp,GC含量为66.86％,大黄栀子序列长度为355 bp,GC含量为67.61％,栀子栽培品种序列长度除'燃叶'、'金福水栀'为348 bp外,其他品种序列长度和栀子一致,均为347 bp,栀子栽培品种与近缘种间的平均GC含量相差不明显,GC含量为66.28％～67.15％,其中'白蟾'GC含量最低,'雀舌栀子'和'银边雀舌'GC含量最高.所有样本ITS2序列比对共产生12个变异位点,10个碱基插入,其中8个碱基插入是大黄栀子所独有的,且存在5个特异的变异位点,一部分表型特征有共性的品种之间有共同的变异位点,如植株矮小、叶片小而窄长的品种'雀舌栀子'和'银边雀舌'在50 bp处,果实相对较大的品种'分关1号'、'金福水栀'和'金元'在84 bp处等.一些品种具有特异的变异位点,如'白蟾'(133 bp处)、'小白蟾'(229 bp处)等.序列遗传距离分析显示,栀子属种间遗传距离普遍小于近缘种和品种间的遗传距离,大于栀子栽培品种之间的遗传距离,所有样本平均遗传距离为0.0055,大黄栀子和'白蟾'间遗传距离最大,为0.0206.聚类分析结果显示,栀子属乔木树种大黄栀子单独成一支,与栀子属其它种和栀子栽培品种亲缘关系最远,狭叶栀子和野生栀子所有个体总体表现出较近的亲缘关系.[结论]分析结果表明,3种栀子属植物在ITS2序列长度和GC含量上表现出较高的保守性,研究发现的部分品种共同变异位点以及部分品种特异变异位点将对栀子品种鉴定有较大的应用价值.部分聚类结果和以表型数据为基础的数量分类结果类似,但并没有像数量分类结果那样以花重瓣、大果、小果等性状形成明显的系统分枝,研究结果对栀子品种起源、资源保护和种质创新等方面有重要的指导价值.     

5种藏医药用翠雀属植物的ITS2分子鉴别研究

采用ITS2序列进行翠雀属5种藏医药用植物的分子鉴定。通过测定蓝翠雀花(Delphinium caeruleum)、光序翠雀花(Delphinium.kamaonense)、翠雀花(Delphinium.grandiflorum)和三果大通翠雀花(D.kamanense var.glabrescens)的ITS2序列,借助MEGA6.0软件比较和分析ITS2序列特征,显示翠雀属5种药用植物ITS2长度均为220 bp,变异位点12个,其中信息位点9个;光序翠雀花与翠雀花遗传距离最小,三果大通翠雀花与其余4种翠雀属植物遗传距离较大,亲缘关系较远。结果表明5种翠雀属药用植物的ITS2序列可作为分子鉴定的依据。     

基于ITS条形码序列的枸杞属植物鉴定

采用改进CTAB法提取枸杞(Lycium Chinense Mill.)叶片DNA,利用合成的特异引物对其DNA中nr DNA ITS区进行扩增,利用ITS条形码序列,对枸杞属种质资源进行鉴定,分析其亲缘关系。结果表明,测序得到了17份枸杞属近缘种的ITS条形码序列,整个ITS序列长度变异范围为603~632 bp,平均为624 bp,整个转录间隔区(ITS1+ITS2)对位排列后总长度为480 bp,有194个变异位点,占40%;保守位点288个,占60%。聚类分析结果表明,17份种质资源可分为5个大类群。基于ITS条形码序列分析在鉴定枸杞属种质遗传多样性及其亲缘关系具有一定的优越性。     

不同种源辽东冷杉rDNA ITS序列及其亲缘关系

对6个种源辽东冷杉的r DNA ITS序列进行了扩增、纯化和测序,比较分析了各种源r DNA ITS序列的长度、碱基变异位点、(G+C)含量和遗传距离,构建了系统发生树。结果表明:辽东冷杉6个种源的r DNA ITS序列总长度均为1 355 bp,其中ITS1、ITS2和5.8S r DNA序列长度分别为1 162、71和162 bp,种源间无长度差异;r DNA ITS序列中只有8个碱基变异位点,均位于ITS1序列上,碱基变异类型为碱基转换或颠换;ITS1和ITS2序列中的(G+C)含量分别为60.24%~60.59%和58.60%,种源间(G+C)含量差异极小;种源间遗传距离平均值仅为0.002 3,其中清原种源和宽甸种源的遗传距离最小(0),其他种源间的遗传距离在0.000 7~0.003 7。上述结果均表明辽东冷杉种源间亲缘关系较近,遗传变异程度较低。系统发生树将地理距离相近的种源聚在一起,表明辽东冷杉6个种源遗传距离与地理距离有明显的相关性。     

石斛属植物rDNA ITS序列的克隆与分析

对24种石斛属植物的rDNA ITS序列进行克隆分析,以期为石斛属植物的分子鉴定和遗传多样性研究提供依据。以叶片基因组为模板,利用通用引物分别扩增24种石斛属植物的ITS序列,结果表明,ITS全长为634～646 bp,其中,58S序列的长度十分保守,均为164 bp;而ITS1和ITS2序列长度变异较大,分别为226～235 bp和241～247 bp。ITS1和ITS2序列具有丰富的变异位点,分别为176和166个;其中,信息位点分别为114和104个,发现了大量的转换、颠换和插入/缺失现象。而58S序列相对保守,有36个变异位点,其中信息位点16个。本研究表明,利用ITS序列可将本研究中的24种石斛属植物完全区分,这24种石斛属植物的遗传距离为0007～0302,其中鼓槌石斛和粟斑鼓槌石斛的遗传距离最小,亲缘关系最为接近;而金耳石斛与短棒石斛的遗传距离最大,亲缘关系最远。     

药用石斛rDNA ITS序列分析

为准确进行药用石斛资源鉴定,阐明属内的种间关系,以32个药用石斛样品基因组DNA为模板,采用rDNA ITSPCR扩增、测序、分子遗传进化分析等方法,研究了供试药用石斛间的遗传多样性.结果表明:32个石斛样品的ITS序列(只包含ITS1、5.8S rDNA ITS和ITS2)长度变化范围在632～645 bp之间,ITS1长度为225～234 bp,GC含量为43.8％～53.1％,变异位点198个、占总位点81.48％,简约信息位点138个、占总位点56.79％;ITS2长度为240～247 bp,GC量为47.0％～55.9％,变异位点183个、占总位点72.90％,简约信息位点123个、占总位点49.00％.建立了28种药用石斛(共32份)rDNA ITS区碱基全序列数据库,为石斛的分子鉴定提供了依据.     

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.     

胡枝子属植物ITS序列研究与系统发育分析

用PCR产物直接测序法对10种胡枝子属植物和1个外类群的ITS序列进行了测定.结果表明,10种胡枝子ITS序列全长在612～622 bp之间,其中ITS1长度在243～228 bp之间,变异较大,ITS2长度在215～220 bp,5.8S的长度均为165 bp,比较保守.序列比对结果发现有76个变异位点,占比对序列长度的11.93%.构建了胡枝子属植物ITS序列的系统发育树,并探讨了参试胡枝子种质的亲缘关系.     

日本荚蒾ITS序列的克隆与分析

为日本荚蒾的分子鉴定及遗传多样性研究提供参考,在克隆日本荚蒾rDNA ITS全长的基础上,利用生物信息学手段明确其序列特征和系统发育关系。结果表明:日本荚蒾的ITS全长为617bp,ITS1、ITS2和5.8S序列长度分别为226bp、227bp和164bp;荚蒾属18种植物的ITS全长为607～617bp,其中ITS1为224～230bp,ITS2为219～227bp;ITS1和ITS2的变异位点各有86个和74个,其中信息位点分别为41个和29个;荚蒾属植物的平均遗传距离为0.062,日本荚蒾和宜昌荚蒾之间的遗传距离最小,在系统发育树上处于同一分支,支持率达99%。     

濒危药用植物盘龙参rDNA ITS序列分析

采用改良CTAB法提取2份江西省盘龙参总DNA,利用通用引物对rDNA ITS序列进行PCR扩增,克隆后测序,应用MEGA 5.2软件进行序列分析和构建系统发育树,以研究盘龙参ITS片段遗传多样性,分析该片段在盘龙参DNA分子鉴别和绶草属植物系统学研究中的意义。结果表明,盘龙参样本的rDNA ITS长度为766~767 bp;该样本与GenBank中绶草属的rDNA ITS对比分析,ITS1、ITS2长度分别为214~245、256~367 bp,变异位点分别为16.17%、3.50%,ITS总变异位点为9.27%;基于ITS序列,用p-distances法计算遗传距离和NJ法建立系统发育树,2段序列在绶草属种内保守,中间有较大变异,可作为盘龙参分子鉴定标记,而绶草属的系统发生关系尚须进一步研究。