DNA条形码技术在生物分类学中的应用前景

DNA条形码(DNA barcoding)技术作为近年来发展起来的一门物种鉴定的新兴技术,已引起越来越多的关注。这一技术的主要目的是鉴定已知物种和发现的新物种。DNA条形码提供了可信息化的分类学标准和更加敏感的分子差别模式,相对于传统生物鉴定的优势在于可以揭示隐存种,鉴定缺少形态数据或形态不易区分的种类,为物种鉴定提供简单有效的工具。综述了DNA条形码技术的产生、发展和基本原理以及在生物分类学中的应用及存在的问题。     

DNA条形码在鱼类胃含物种类鉴定中的应用

DNA条形码技术是利用一段较短的DNA序列实现快速准确物种鉴定的工具,已成为近年来生物类群的研究热点,并逐步被引进到各个领域。在海洋生物群落生态学中,DNA条形码已被用于海洋生物系统分类、分子遗传多样性、种间亲缘关系、系统进化关系等研究;国外已有学者将其应用到海洋生物食性分析的研究中,国内相关文章较少。本文介绍了DNA条形码的由来、发展以及相关原理和基本实验步骤,并阐述了其优点以及局限性,分析了其在肉食性鱼类胃含物不可辨认种类鉴定中的应用价值,并展望其在未来分类学发展中的应用前景。     

DNA条形编码技术在缓步动物分类中的研究进展

缓步动物是一种十分微小的水生无脊椎动物,用传统的形态分类学方法对其进行物种鉴定难度较大。DNA条形编码技术是近几年用于物种分类、鉴定等研究的一种新兴的分子学技术。     

利用DNA条形码技术的两种实蝇鉴定研究

实蝇类昆虫遍布世界的热带、亚热带和温带地区,多为国内外重点关注的重要农业检疫性害虫。目前,针对实蝇的检疫鉴定多依据成虫的形态特征进行,但对残缺虫体、幼虫、蛹等,则无法进行有效鉴定。DNA条形码技术是一种近些年来发展迅速的物种鉴定分子生物学方法 ,作为传统形态学物种鉴定方法的补充,它利用一个短的DNA片段做标记,以帮助确定某一物种。本研究利用传统形态学方法,结合DNA条形码技术,利用一对通用引物,对具条实蝇Bactrocera scutellata和南瓜实蝇Bactrocera tau 2种实蝇类害虫DNA的COI基因进行扩增,扩增PCR产物经测序后同NCBI及BOLD数据库比对进行物种鉴定。结果表明,传统昆虫形态鉴定方法以DNA条形码技术为辅助,既能对实蝇类昆虫进行准确鉴定。     

DNA条形码技术及其在海洋贝类分类中研究进展

海洋贝类种类繁多,传统的形态学鉴定方法很多时候已无法准确区分各物种。新兴的DNA条形码技术能够利用物种的DNA序列在较短时间内完成对物种的有效鉴定,弥补传统方法的不足。目前,基于线粒体细胞色素c氧化酶Ⅰ基因的DNA条形码在动物物种鉴定方面已获得较为广泛的认可,同时研究人员们也在积极开发适用于植物、真菌等物种的DNA条形码序列。本文综述了DNA条形码技术在常见海洋贝类分类中的研究进展,分析了DNA条形码技术的可行性、优势与局限,并对其发展前景进行了展望,以期为日后DNA条形码技术更广泛的运用提供理论依据。     

植物DNA条形码鉴定研究进展

DNA条形码技术是近几年迅速发展的一种基于分子水平的物种鉴定技术,基本原理是根据不同物种间特定基因片段的序列差异,利用生物信息学技术对物种进行快速分类和鉴定,在植物的物种鉴定中已有较广泛的应用。本文从植物DNA条形码鉴定的步骤、DNA条形码在植物鉴定中的研究进展方面进行综述,并提出DNA条形码技术在植物中应用的一些展望。     

紫菜属DNA条形码的研究进展

文中综述了DNA条形码作为一种新兴分类学技术的发展状况,介绍了其与传统分类学相比的优缺点,以及其在大型海藻中的应用现状,并总结了大型海藻中常用到的一些DNA条形码作为紫菜属物种分类鉴定工具的适用性和有效性。     

基于COⅠ基因对南海鱼类鉴定的可行性分析

为研究DNA条形码技术在南海海域鱼类分类鉴定中的可行性,采集了南海6目28科43属65种鱼类进行COⅠ基因序列扩增,获得序列与NCBI数据库进行比对,结合形态学信息,对鱼类分类鉴定进行分析.利用MEGA5.0软件计算各物种序列信息、遗传距离以及构建分子系统进化树,结果显示:所得65种鱼类COⅠ基因同源序列633 bp,与NCBI数据库比对,可搜索出相似率99%以上的样品,可以鉴定到种的水平.序列中A、T、G、C碱基平均组成为:A:23.8%、T:28.6%、G:18.8%、C:28.8%.样品种间、属间、科间和目间的遗传距离分别为:14.88%、19.09%、23.14%和24.68%,随着分类阶元的升高,物种的平均遗传距离差异越大.构建的系统进化树,科级以下阶元的分类关系与形态分类基本一致,而科级以上阶元的分类关系与形态学分类差别较大,说明COⅠ基因在鱼类分子鉴定上是有效的条形码基因,但在系统进化关系上不一定适用于高级阶元的系统进化分析.     

DNA条形码技术在昆虫分类学中的研究进展

DNA 条形编码( DNA Barcoding )是一种快速、准确的生物分类技术,它是分子生物学和生物信息学相结合的产物。昆虫种类繁多,近似物种鉴定困难使该技术在昆虫分类工作中得到了广泛应用。文章简要综述了DNA条形码技术的概念、原理与操作步骤,详细阐述了DNA条形码技术在昆虫分类研究中的具体应用情况,对其在应用过程中相比传统形态分类方法的优势和存在问题予以论述,并探讨了DNA 条形码技术今后在昆虫分类中应用的可行性与发展前景。     

鳅科鱼类DNA条形码鉴定及系统进化研究

【目的】为了探讨线粒体COI基因作为DNA条形码在鳅科鱼类物种鉴定中的有效性及在系统进化关系分析中的适用性,对鳅科鱼类3亚科18属61种共358条线粒体COI基因序列进行了分析。【结果】61种鳅科鱼类的种内和种间的平均遗传距离分别为0.010和0.162,种间平均遗传距离是种内平均遗传距离的16.2倍。鳅科鱼类遗传距离在种内、种间重叠较少,能形成一定的DNA条形码间隙。ABGD分类把61个物种划分为66个OTUs,OTUs的划分与距离法基本一致。系统聚类中,有6组鱼类物种个体间相互混杂,不能按各自的物种聚类,有4个物种分化成明显的两支,46个物种能按各自的形态学分类分别聚成单支。南鳅属、花鳅属、似鳞头鳅属、瘦身鳅属和泥鳅属中部分物种没有按其形态学分类的属聚在一起。沙鳅亚科能形成单系,但条鳅亚科和花鳅亚科不能形成单系。在研究中,COI条形码可以鉴定鳅科鱼类75.41%的物种,另外,COI条形码也能够明确大多鳅科鱼类属和亚科的分类地位,研究结果可为鳅科鱼类的物种鉴定和系统分类提供参考。     

DNA条形码技术在海马物种鉴定中的应用分析

海马具有重要的药用和观赏价值，但因其可供鉴定的形态特征较少，应用形态学对海马进行种水平的鉴定时经常会遇到很多困难。DNA条形码技术为海马物种鉴定提供了重要的鉴定方法。通过检索生命条形码数据库（BOLD）和GenBank数据库中海马的DNA条形码信息，应用MEGA软件计算海马种间遗传距离，分析DNA条形码在海马物种鉴定中的应用效果。结果表明，COI基因条码可以有效鉴别大部分种以上阶元的海马，但对亲缘关系较近的海马难以获得准确的鉴定结果。还有一些海马尚无相关的基因信息，也无法通过基因条形码进行鉴别。因此，应用DNA条形码鉴定海马物种尚有一定的局限性。     

基于COⅠ基因对卷蛾科昆虫的分子系统发育关系研究

目前,对于检疫截获昆虫的鉴定大都采用形态学的方法,传统的昆虫形态学鉴定方法存在一定的缺陷,例如大多数昆虫的形态鉴定是以完整的成虫为研究对象,而昆虫的早期(卵、幼虫和蛹)形态结构与肢体残缺的虫体均很难辩认,鉴定非常困难。DNA是遗传信息的载体,直接从DNA上得到的信息是最准确、最可靠的,因此DNA条形码技术可以解决传统昆虫形态学鉴定的这一缺陷。鳞翅目是昆虫中利用DNA条形码研究最多的目,分析卷蛾科22种昆虫29条线粒体COⅠ基因及其遗传进化距离,讨论DNA条形码技术在检疫性蛾类昆虫鉴定应用中的可行性。     

DNA条形码技术在真菌上的研究与应用

DNA条形码技术通过标准化的小片段DNA序列对物种进行快速鉴定分析,在动植物和微生物分类鉴定中得到广泛应用,而在真菌鉴定研究中相对滞后.综述了DNA条形码的起源、发展及其在真菌研究中的应用,并探讨分析了DNA条形码技术存在的问题以及未来的发展.     

基于环境DNA宏条形码的珠江河口鱼类种类组成

利用环境DNA宏条形码技术对珠江河口区的鱼类组成进行初步探究。采用线粒体12S部分序列作为条形码标记,对采自珠江口伶仃洋7个采样点的水样滤膜DNA进行扩增,共获得有效序列26 777条,聚类得到35种可操作分类单元(OTU)序列。经比对共检测出35种鱼类,隶属于9目20科29属。其中,30种鉴定到种水平,5种仅鉴定到属水平。在7个采样点中分别检测到9～31个种类,种类数量最多的是鲈形目,共22种。在A和F点检测到易危(Vulnerable)物种——迈氏条尾(Taeniura meyeni)。通过与珠江河口不同海域的两项类似的研究对比发现,研究区域、样品采集策略和采用的条形码标记的不同使得检测到的鱼类种类的数量和组成上有明显差异。研究表明,环境DNA宏条形码技术适用于珠江河口伶仃洋鱼类种类组成调查,可以作为传统调查方法的一种补充手段,用于河口区鱼类多样性调查和研究。     

基于DNA条形码的桑黄真菌分子鉴定

DNA条形码(DNA barcoding)技术是一种利用生物基因组内短遗传标签进行分类鉴定的方法。桑黄自古以来是一种名贵中药材,而市售桑黄主要依托简单的形态鉴定造成混淆众多。近年来大量研究表明,桑黄类真菌种类至少有7个种,并且其药效也不尽相同。【目的】为更准确、高效对桑黄类真菌进行鉴定,本研究以采集自西藏、吉林和浙江的3种桑黄子实体为材料,筛选最佳DNA条形码与相应PCR条件。【方法】利用组织分离获得3种桑黄纯培养菌株,分别编号为1713、1714和HS菌株。利用ITS、NL、rpb1、rpb2和ef1-α等7组DNA条形码分别对3种桑黄进行PCR扩增、测序、比对和发育树分析,并结合形态学特征,确定其最适DNA条形码和分类学地位。【结果】结果表明,ITS和NL条形码对3种桑黄均能够获得单一目的条带;rpb1Y、rpb2B和rpb2Y条形码特异性低,扩增后获得多个条带;而rpb1B和ef1-α条形码均无法获得条带。通过多序列比对,结合形态分析,确定1713菌株为桑黄纤孔菌(Inonotus sanghuang),而1714和HS菌株均为鲍姆纤孔菌(Inonotus baumii)。【结论】本研究确定ITS和NL为桑黄分子鉴定的最佳DNA条形码,其PCR最适退火温度范围分别为58～59℃和49～50℃,为桑黄真菌快速鉴定提供参考依据。     

基于DNA条形码的桑黄真菌分子鉴定

DNA条形码(DNA barcoding)技术是一种利用生物基因组内短遗传标签进行分类鉴定的方法。桑黄自古以来是一种名贵中药材,而市售桑黄主要依托简单的形态鉴定造成混淆众多。近年来大量研究表明,桑黄类真菌种类至少有7个种,并且其药效也不尽相同。【目的】为更准确、高效对桑黄类真菌进行鉴定,本研究以采集自西藏、吉林和浙江的3种桑黄子实体为材料,筛选最佳DNA条形码与相应PCR条件。【方法】利用组织分离获得3种桑黄纯培养菌株,分别编号为1713、1714和HS菌株。利用ITS、NL、rpb1、rpb2和ef1-α等7组DNA条形码分别对3种桑黄进行PCR扩增、测序、比对和发育树分析,并结合形态学特征,确定其最适DNA条形码和分类学地位。【结果】结果表明,ITS和NL条形码对3种桑黄均能够获得单一目的条带;rpb1Y、rpb2B和rpb2Y条形码特异性低,扩增后获得多个条带;而rpb1B和ef1-α条形码均无法获得条带。通过多序列比对,结合形态分析,确定1713菌株为桑黄纤孔菌(Inonotus sanghuang),而1714和HS菌株均为鲍姆纤孔菌(Inonotus baumii)。【结论】本研究确定ITS和NL为桑黄分子鉴定的最佳DNA条形码,其PCR最适退火温度范围分别为58~59℃和49~50℃,为桑黄真菌快速鉴定提供参考依据。     

基于DNA条形码的桑黄真菌分子鉴定

DNA条形码(DNA barcoding)技术是一种利用生物基因组内短遗传标签进行分类鉴定的方法。桑黄自古以来是一种名贵中药材,而市售桑黄主要依托简单的形态鉴定造成混淆众多。近年来大量研究表明,桑黄类真菌种类至少有7个种,并且其药效也不尽相同。【目的】为更准确、高效对桑黄类真菌进行鉴定,本研究以采集自西藏、吉林和浙江的3种桑黄子实体为材料,筛选最佳DNA条形码与相应PCR条件。【方法】利用组织分离获得3种桑黄纯培养菌株,分别编号为1713、1714和HS菌株。利用ITS、NL、rpb1、rpb2和ef1-α等7组DNA条形码分别对3种桑黄进行PCR扩增、测序、比对和发育树分析,并结合形态学特征,确定其最适DNA条形码和分类学地位。【结果】结果表明,ITS和NL条形码对3种桑黄均能够获得单一目的条带;rpb1Y、rpb2B和rpb2Y条形码特异性低,扩增后获得多个条带;而rpb1B和ef1-α条形码均无法获得条带。通过多序列比对,结合形态分析,确定1713菌株为桑黄纤孔菌(Inonotus sanghuang),而1714和HS菌株均为鲍姆纤孔菌(Inonotus baumii)。【结论】本研究确定ITS和NL为桑黄分子鉴定的最佳DNA条形码,其PCR最适退火温度范围分别为58~59℃和49~50℃,为桑黄真菌快速鉴定提供参考依据。     

DNA条形码在水生动物物种鉴定中的应用

水生动物是一类主要生活于水中的动物类群,其具有种类多样、分布广泛、复杂难辨等特点,但是对于水产动物的物种鉴定长期以来一直困扰着相关方面的专家和学者.随着DNA条形码技术的提出,其已被成功地应用于水生动物的物种鉴定.整理总结了国内外使用DNA条形码在水生动物物种鉴定中的应用.     

DNA条形码技术在中药材鉴定中的应用

DNA条形码技术是一种新兴的分子鉴定方法,它能弥补传统化学方法和形态学方法鉴定中药材的不足之处。通过查阅文献,在分析DNA条形码技术的原理、发展的基础上,对目前一些热门的DNA条形码候选序列ITS、ITS2、psbA-trnh、rbcL、matK展开讨论,重点分析其在植物类和动物类中药材鉴定中的应用,为中药材的鉴定提供新的思路。     

DNA条形码技术在病原真菌分类鉴定中的应用

病原真菌是一种具有致病性的真菌,对植物有极大的危害。DNA条形码技术是通过对足够变异、短、能够作为标准目的基因的DNA序列进行分析,并进一步对未知物种进行快速、高效地分类和鉴定或者发现新物种的一项新技术。在介绍DNA条形码技术概况的基础上,对DNA条形码技术在病原真菌分类鉴定中的应用前景进行展望,以推进我国病原真菌DNA条形码在相关研究和应用领域的发展。