基于ITS2序列探讨兰属的DNA条形码鉴定和系统发育关系

兰属中许多类型具有极高的观赏和经济价值,并在兰花产业中占据重要地位。由于兰属植物复杂的演化、遗传历史,一直以来分类鉴定困难,存在诸多分类学争议。近年来,快速发展的DNA条形码技术为兰属植物的分类鉴定提供了新的思路。该研究利用12个兰属本地样品和250条GenBank下载的兰科ITS2序列(其中81条属于兰属),通过BLAST1、遗传变异、建树法等分析评估了ITS2序列用于兰属植物分子鉴定的可行性,并基于建树结果探讨了兰属的系统发育关系。BLAST1结果显示,ITS2序列可以准确鉴定12个本地兰属样品的属、亚属划分,鉴定成功率达到100%;在组水平也具有较好的鉴定能力,鉴定成功率为92%,但在物种水平上的鉴别能力较差,鉴定成功率仅17%。参考库(GenBank下载的250条兰科ITS2序列)遗传变异分析结果显示,兰属ITS2序列具有很高的遗传多样性(变异率为74.9%),在属、亚属水平上能较好地区分,但在组或组下的物种水平,由于组内和组间变异、种内和种间变异存在较大重叠,鉴别能力较差。建树结果显示,ITS2序列可以将兰属中的建兰亚属、兰亚属和大花亚属明显区分开,建兰亚属与兰亚属亲缘较近,两者与大花亚属亲缘较远,同时还发现莲瓣兰与春兰在系统发育树中关系紧密,结果支持Du Puy & Cribb的3亚属划分,并暗示莲瓣兰可能是春兰下的一个变种或品种(支持率为69%)。综上所述,ITS2序列在兰属植物的分子鉴定上具有一定的应用价值,可作为兰属植物DNA条形码鉴定的辅助条形码。     

不同产地黄芩ITS2和psbA-trnH条形码序列分析

为吉林省野生黄芩种质鉴定提供参考,为建立黄芩鉴定标准化体系提供依据。使用中药DNA条形码鉴定技术,对目的片段进行扩增并分析,比较不同产地黄芩样本ITS2和psbA-trnH条形码片段的差异,寻找鉴别位点。10个不同产地野生黄芩药材的ITS2和psbA-trnH序列比对结果显示,在232 bp(ITS2)+318 bp(psbA-trnH),共550 bp的序列比对中,仅检测到1个"G"位点的插入/缺失,该位点位于ITS2矩阵的第53 bp处。在吉林省长春、向海、前郭、镇赉、洮南5个地区的野生样品中检测到1个"G"位点的插入/缺失,其他5个省份的样品中无此位点。     

基于ITS2条形码序列鉴定中药材续断及其混伪品

【目的】利用ITS2序列对中药材续断及其混伪品进行DNA条形码鉴定,从而确保用药安全。【方法】对续断及其混伪品ITS2进行扩增并双向测序,经CodonCode Aligner V3.7.1拼接比对后,用MEGA 5.0计算种内种间K2P遗传距离,并构建NJ系统聚类树进行鉴定分析。【结果】续断药材ITS2序列比对后长度为218bp;种内K2P遗传距离分布于0~0.009 4,种间K2P遗传距离分布于0.033~0.188 2,NJ树显示续断药材及混伪品可明显区分,表现较好的单系性。【结论】ITS2序列作为DNA条形码能准确鉴别续断药材。     

ITS2序列作为DNA条形码在苍耳属中的应用

[目的]苍耳(属)(非中国种)植物为检疫性有害生物,该试验尝试以ITS2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。[方法]试验应用通用引物对其ITS2基因进行扩增,测序得到7种苍耳属植物的ITS2序列,利用MEGA 5.1软件得到的ITS2序列进行比对和分析,并构建系统树。[结果]共发现变异位点242个,其中单突变位点12个。[结论]ITS2序列能从基因位点层面对苍耳属植物进行区分鉴定。     

利用ITS2序列识别盾蚧科昆虫

[目的]盾蚧科隶属于半翅目蚧总科,大多数种类是危害很严重的经济害虫。由于其外部形态特征简单,导致识别该类群物种相对困难。利用DNA条形码为解决这个问题提供有效的方法。[方法]共采集了5个省47个样本,属于7属11个种,并从GeneBank下载了4属5个物种的序列。采用distance-based方法和tree-based方法对ITS2基因片段是否可以作为盾蚧科DNA条形码的补充做了分析。[结果]虽然ITS2没有Barcode gap存在,然而所有的分支都表现出了明显的单系群,表现出较高的物种识别能力。同时,Best Match(BM)和Best closed match(BCM)也表现出了超过90%的识别能力。[结论]这些结果证实ITS2在盾蚧科物种的识别有效性方面具有较高的应用价值。     

基于ITS2序列的藏当归及易混植物DNA分子鉴定

笔者所在实验室长期从事藏药基源鉴定与药物开发,为了确保试验药材的质量及临床安全用药,运用ITS2条形码技术对采自西藏的藏当归及相似植物进行分子鉴定.首先,利用试剂盒提取植物叶片的DNA,对ITS2序列进行PCR扩增,双向测序后运用SeqMan组装.而后,基于ITS2 Database中的Annotate注释方法去掉两端...     

基于ITS2条形码的人参属物种鉴定研究

人参属植物种类繁多,多数具有重要的生物学及药用价值。采用植物DNA条形码候选序列之一的ITS2片段鉴定人参属药用植物。结果表明,ITS2基因区通用性强,序列在人参属物种间差异较大,属内变异位点为41个,保守位点189个,种内遗传距离为0~0.004,种间遗传距离为0.006~0.098,平均遗传距离为0.044。基于K2P模型构建的系统发育树(NJ树)显示,同一物种均聚为一类。因此,ITS2作为DNA条形码能够有效地区别人参属物种,为人参属药材及其伪混品的鉴定提供基础。     

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.     

ITS2序列作为青风藤DNA条形码的研究

采用DNA试剂盒法提取采自不同地区的青风藤及其类似植物的基因组DNA,设计通用ITS2引物进行PCR扩增和测序,运用生物信息学软件对序列进行分析,从而对青风藤及其类似植物进行分子鉴定。结果表明:产地为陕西、贵州、湖北的青风藤样品序列长度分别为380~437、429~436、434~438 bp,GC含量在54.2%~55.7%,平均GC含量约为55%。青风藤及其类似植物的ITS2序列存在较大差异,且平均K2P遗传距离明显大于青风藤的种内平均K2P遗传距离。这说明内转录间隔区2(ITS2)作为DNA条形码可准确地鉴别青风藤与其他类似植物,为中药材的鉴别提供了新途径。     

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.     

基于nrDNA ITS序列东北地区丁香属植物的系统发育关系

通过nrDNA ITS测序分析,对东北地区的丁香属内11个种的系统发育关系进行了初步的研究。依据ITS序列中的信息位点,应用系统发育分析软件MEGA2.1构建的分子系统树,在一定程度上支持了传统的依形态特征进行的分类。但该系统树对于属下各分支间的关系作出了与传统的形态分类方法不同的推断:与在形态分类中不同,短花冠亚属(Ligustrina)并未与其余种构成姐妹群关系,而是和巧玲花系(Pubescentes)关系最近,二者组成的分支与欧丁香系(Vulgares)形成姐妹群关系;顶生花序系(Villosae)是系统树中的基部分支。     

不同环境因子对梭梭种子萌发的影响

该文研究了温度、盐分、干旱等环境因子对梭梭种子萌发的影响。结果表明:梭梭种子萌发速率随着温度的降低而减慢,不同温度条件下,梭梭种子的最终萌发率均在90%以上;较高浓度的Nacl溶液,对梭梭种子萌发进程具有抑制作用,当Nacl浓度大于44g/L时,最终萌发率和萌发速率显著降低,盐胁迫复水后的萌发恢复率均在60%以上;梭梭种子只能在渗透势为0~-2.4MPa的条件下萌发,随着干旱胁迫的加强,梭梭种子的萌发率和萌发速率逐渐降低,干旱胁迫复水后的萌发恢复率均在70%以上。通过研究梭梭种子对温度的广泛适应性,以及在盐胁迫和干旱胁迫后种子复水萌发的能力,探索梭梭种子萌发机制,为荒漠区植被恢复和重建提供参考。     

基于ITS2序列的12种苔藓植物亲缘关系分析

以尖叶薄鳞苔为外类群,利用ClustalX 2.0和MEGA 4.1软件对12种苔藓植物的ITS2序列进行比对和分析,构建分子系统树.结果表明,12种苔藓植物的ITS2序列长度在432-493bp之间,排序后总长度为540 bp,其中变异位点305个,信息位点200个.12种苔藓植物的遗传距离在0.016～0.472之间,平均遗传距离为0.309.利用MP法建立的系统树显示,12种苔藓植物分为3组,其中7个丛藓科物种聚为一组,3个青藓科物种聚为一组,2种灰藓科植物聚为一组,序列分析结果与形态学分类结果一致,表明ITS2可用于苔藓植物的亲缘关系分析.     

不同盐分胁迫对梭梭种子发芽的影响

为了检验NaCl能否模拟盐土对梭梭种子进行盐分胁迫,以及研究不同种源梭梭种子对不同盐分胁迫的适应能力,用NaCl和盐土两种盐溶液的5个浓度水平,对5个不同种源的梭梭种子进行发芽试验,结果表明:NaCl和盐土盐溶液对各种源梭梭种子的发芽能力均有一定程度的影响,且随着浓度的增加影响程度逐渐加剧,其中对发芽率的影响程度明显低于对发芽势、发芽指数和平均发芽速度的影响;NaCl和盐土胁迫下,不同浓度间各种源梭梭种子的发芽率、发芽势、发芽指数、平均发芽速度均达到极显著相关;NaCl胁迫当浓度为3%时,各种源梭梭种子的发芽能力由强至弱依次为:内蒙古阿拉善左旗、新疆植物园梭梭、内蒙古磴口县乌兰布和沙区、甘肃民勤沙生植物园、新疆植物园白梭梭;盐土胁迫当浓度为4.45%时,仅有内蒙古阿拉善左旗的梭梭有5%的发芽率,而其它各种源的梭梭种子几乎全部丧失了发芽能力,浓度2.97%时,甘肃民勤沙生植物园梭梭种子发芽能力最强,新疆白梭梭最弱;NaCl对各种源梭梭种子发芽能力的胁迫程度低于盐土。     

基于核糖体18S和ITS2序列探讨胰阔盘吸虫的分子进化地位

为了研究胰阔盘吸虫的分子进化地位,应用PCR方法扩增胰阔盘吸虫的核糖体18S和ITS2序列,并以其为标记基因,采取最大简约法(MP)构建系统发生树,分析该虫与相关吸虫的进化关系。结果扩增得到的胰阔盘吸虫部分18S序列长度为1 200 bp,ITS2序列全长为231 bp;两种基因构建的进化树结果相似,每科虫体均形成一个独立分支,在双腔科的分支中,阔盘属吸虫聚集在一起与双腔属吸虫关系密切,与传统形态学分类结果一致。表明核糖体18S和ITS2序列为吸虫分子进化分析的良好标记基因。     

柴达木盆地梭梭LEA基因的扩增及序列分析

为发掘梭梭(Haloxylon ammodendron)抗逆相关基因,以柴达木盆地梭梭的同化枝为材料,扩增其LEA基因并进行了序列测定与分析。结果表明,所得柴达木盆地梭梭的LEA基因碱基数为234 bp,其中A碱基70个,T碱基52个,G碱基59个,C碱基53个;氨基酸序列分析表明,所得LEA基因片段编码78个氨基酸,其中强碱性氨基酸有12个,强酸性氨基酸有6个,疏水性氨基酸有34个,亲水性氨基酸有26个。     

梭梭不同生长阶段的枝系构型特征

通过对民勤荒漠植物梭梭(Haloxylon ammodendron)不同生长发育阶段(3～11 a龄)枝系构型进行了统计分析.结果表明:1)梭梭不同生长阶段的分枝格局参数,总体分枝率和分枝角度差异不显著,且总体分枝率均较低.2)梭梭生长初期逐步分枝率(SBR)1∶2大于生长后期,而梭梭生长初期(SBR)2∶3小于生长后期.3)梭梭的分枝角度随级数的增加而呈现减小的趋势,梭梭在越靠近植株顶端,年幼的枝和干之间的分枝角度越接近于30°,而在越靠近植株基部的老枝和干之间的分枝角度多接近于60°.4)梭梭的各级分枝长度存在显著差异(p＜0.05),梭梭枝条的伸展能力从低级到高级呈现相对减弱的趋势.5)随着梭梭个体生长发育,其植株的枝径比差异显著(p＜0.05),随分枝级数的增加,其枝径比呈现出逐渐增大的趋势,说明其枝条间的承载力越大.梭梭在不同生长发育阶段,枝系构型表现出一定的可塑性,反映了对荒漠环境的适应.     

不同立地条件对营造梭梭林的影响

在民勤干旱荒漠区选择老虎口、青土湖风沙口及关井压田区等5个造林点在不同立地条件下梭梭造林成活率及当年生长量的影响进行了研究。结果表明,不同立地条件对梭梭林的成活率、当年新枝长、树高及地径的影响差异性显著;栽植在不同立地条件类型下梭梭的成活率、当年枝长、苗高和径粗的排序为：老虎口沙区（样地类型Ⅰ）〉关井压田区（样地类型Ⅴ）〉青土湖沙区（样地类型Ⅱ）〉沙区丘间地（样地类型Ⅲ）〉关井压田区（样地类型Ⅳ）.     

不同退化程度的人工梭梭林地土壤理化特征

采用聚类分析法将民勤荒漠绿洲过渡带12个人工梭梭林样点划分为4个退化程度,以空间代替时间,研究了人工梭梭林退化对土壤理化性质的影响。结果表明:1)随着人工梭梭林的退化,梭梭枯枝率显著增大,梭梭活株比例、新稍长与长势显著降低。2)各土层中阳离子以Na^+与Ca^2+为主,阴离子以SO4^2-为主,各养分含量总体上随土层深度增加而逐渐降低。除容重外,土壤各物理指标间均存在显著相关性,土壤各化学指标间以及各化学指标与物理指标间的相关性普遍不显著。3)随着人工梭梭林的退化,土壤机械组成、含水率、全盐含量、Na^+、Ca^2+、Mg^2+、Cl^-、SO2^-4、速效N、速效P、全P和阳离子代换量在3个土层间均无显著差异,pH值、有机质和全N含量在各土层间的差异由显著变为不显著,K^+与NO^-3含量在各土层间的差异由不显著变为显著。随着人工梭梭林退化程度的加剧,土壤有机质和速效P含量显著减小,表明有机质和速效P含量的降低是人工梭梭林退化的原因之一。     

几种槭属植物亲缘关系的ITS序列分析

为了选择适宜挪威槭"皇家红"嫁接的砧木,笔者对槭属植物的8个种(含变种)核糖体DNA内转录间隔区(ITS)序列进行了PCR扩增和序列分析,扩增出约750bp左右的的序列(包含完整的ITS1、5.8S和ITS2序列及部分18S和26S rRNA基因片段.各样品的ITS1长度为221～236bp,ITS2为231～237bp,含有多个特异性信息位点.并利用ITS序列为依据对8种槭属植物系统发育进行分析,从分子水平上阐明了8种槭属植物的亲缘关系,为挪威槭"皇家红"嫁接生产中适宜砧木的选择提供了理论依据.