虾脊兰属植物 DNA 条形码的确立

目的：结合ITS2、psbA-trnH和matk序列对兰科虾脊兰属植物进行物种区分鉴定研究，并确立能准确鉴别虾脊兰属植物的序列或者序列组合。方法：采用试剂盒法对已收集的6种虾脊兰属植物进行总DNA的提取，通过扩增及测序，运用codencodeV4.2软件对所得序列进行拼接与剪切，使用MEGA5.0对ITS2、psbA-trnH和matk序列3种序列分别进行比对分析，计算种内及种间Kimura 2-parameter（K2P）遗传距离，构建Neighbor-joining（NJ）系统聚类树。结果：实验共得到序列56条（包含GenBank序列17条），ITS2序列和matK序列其种内大遗传距离小于种间小遗传距离，而该属psbA-trnH序列种内遗传距离范围和种间遗传距离范围有重合。结论：ITS2序列和matK序列可以作为虾脊兰属部分植物的鉴定序列，而psbA-trnH序列不能用于虾脊兰属植物的鉴定。

罂粟属植物核心DNA条形码的筛选

DNA条形码(DNA barcoding)技术是一种准确、高效且对操作人员要求不高的物种鉴定技术.为了筛选出适合罂粟属的DNA条形码,从GenBank上获得罂粟属植物共69条序列,包括21条ITS序列,10条matK序列,8条psbA-trnH序列,14条rbcL序列和16条trnL-trnF序列.应用Mega 6.0软件分析了罂粟属的ITS,matK,psbA-trnH,rbcL,trnL-trnF序列的特征,通过计算序列的种内、种间距离,评估序列的Barcoding Gap和构建NJ,UPGMA系统发育树进行分析.分析结果表明:trnL-trnF不仅种内变异和种间变异差别大,而且有明显的barcoding gap,种内变异和种间变异重合较少,能较好地区分不同种类的罂粟;所构建的NJ和UPGMA系统发育树,也能将全部物种区分开.综合考虑,建议把trnL-trnF作为鉴定罂粟属植物的核心条形码,结合其他片段作为组合条形码.

贝母类药材湖北贝母Fritillaria hupehensis系统位置的探讨——来自ITS,rpl16,matK序列的证据

湖北贝母为传统中药,然而《Flora of China》将其基原植物湖北贝母Fritillaria hupehensis归并于天目贝母F.monantha项下.该实验采用分子系统学方法,以川百合Lilium davidii为外类群,用核基因ITS序列和叶绿体基因rpl16序列、matK序列等3个片段对湖北贝母及其近缘类群天目贝母F.monantha、安徽贝母F.anhuiensis等进行联合建树分析,对湖北贝母植物的系统位置进行了探讨,为湖北贝母药材的安全使用提供分子证据.结果显示,分子系统树上,3种贝母各自的居群聚为一支,之后天目贝母与安徽贝母聚为一支,后与湖北贝母聚为一支.表明湖北贝母与天目贝母的亲缘关系可能要远于安徽贝母与天目贝母之间的关系,因此不适宜将湖北贝母归并于天目贝母.

基于DNA条形码分析的霍山石斛及其常见混伪品的初步研究

该研究选择叶绿体基因rbcL,matK及核基因组ITS2序列初步探讨石斛属植物的系统发育关系,筛选可用于石斛属药用植物鉴定的DNA条形码通用序列,分析应用DNA条形码对霍山石斛及伪品进行品种鉴定的可能性.使用ITS2,rbcL,matK序列的通用引物对石斛属植物进行扩增测序,通过比较各序列的扩增和测序成功率,种内和种间的变异等指标,运用Bi-oEdit,MEGA 5.0等软件分析序列,构建NJ分子系统树,进而评价不同序列的鉴定能力.结果表明ITS2序列不仅在石斛属种内变异和种间变异大,而且有明显的条形码间隙,种内变异和种间变异重合较少,ITS2序列不同石斛种形成单系分支的百分比也高,能较好地区分不同种类的石斛.rbcL和matK序列扩增成功率低、NJ系统树可靠性不高,rbcL和matK序列构建的系统树中形成单系的物种支持百分比例均较低.因此ITS2序列可以作为DNA条形码用来鉴别霍山石斛和铜皮石斛、铁皮石斛.

ObjectivePoisonous plants are a deadly threat to public health in China. The traditional clinical diagnosis of the toxic plants isinefficient, fallible, and dependent upon experts. In this study, we tested the performance of DNA barcodes for identification of the most threatening poisonous plants in China. MethodsSeventy-four accessions of 27 toxic plant species in 22 genera and 17 families were sampled andthree DNA barcodes (matK,rbcL, and ITS) were amplified, sequenced and tested.Three methods, Blast,pairwise global alignment (PWG)distance, and Tree-Building were tested for discrimination power. ResultsThe primer universality of all the three markers was high. Except in the case of ITS for Hemerocallisminor, the three barcodes were successfully generated from all the selected species. Among the three methodsapplied, Blast showed the lowest discrimination rate,whereasPWGDistance and Tree-Building methods were equally effective. The ITS barcode showed highest discrimination rates using the PWG Distance and Tree-Building methods. When the barcodes were combined, discrimination rates were increased for the Blast method. ConclusionDNA barcoding technique provides us a fast tool for clinical identification of poisonous plants in China.We suggestmatK,rbcL, ITS used in combination as DNA barcodes for authentication of poisonous plants.

茜草及其混伪品DNA条形码鉴定

目的 正确鉴别中药材茜草及其混伪品.方法 本实验对茜草及其混伪品共13个物种的psbA-trnH、matK和rbcL共317条序列进行分析,建立DNA条形码鉴定体系.采用MEGA5.1进行种内种间变异及K2P(Kimura-2-Parameter)遗传距离分析,并构建NJ系统聚类树,评价psbA-trnH、matK和rbcL序列及其组合对茜草与混伪品的鉴定能力.结果 76份基原植物样品的DNA均能成功提取,psbA-trnH、matK和rbcL序列扩增成功率分别为100％、96％和99％.psbA-trnH、matK和rbcL单个序列及其两两组合,能将茜草与不同属的混伪品成功区分,但对同属其他物种鉴定效果不理想.psbA-trnH+ matK+ rbcL组合序列鉴定效果好,种内K2P遗传距离为0～0.001 4,种间K2P遗传距离0.000 7～0.630 3;NJ树显示茜草能与其混伪品茜草属其他8个物种以及紫金牛、丹参、川赤芍、蓬子菜明显区分.市场购买的30份未鉴定的茜草药材中,22份样品能成功扩增3个基因片段,采用NJ树分析,其中11份样品与茜草聚为一支,剩余样品聚为单独3支,为茜草属其他物种.结论 psbA-trnH+matK+ rbcL组合序列能作为DNA条形码对茜草及其混伪品进行鉴定.

唇形科常见药用植物DNA条形码的鉴定研究

目的 筛选出适合唇形科常见药用植物的DNA条形码序列.方法 通过对33种唇形科常见药用植物的核糖体ITS序列和40种唇形科常见药用植物的叶绿体matK基因进行PCR扩增和测序,用MEGA 6.0软件计算其种间、种内的Kimura 2-parameter(K2P)距离及各序列变异位点,评估序列的条形码间距(barcoding gap),采用邻接法(neighbor-joining,NU)构建系统聚类树.结果 ITS序列长度为620～698 bp,甲均(G+C)量为62.8％,叶绿体matK基因序列长度为859～932 bp,平均(G+C)量为34％,ITS序列与matK基因都有明显的barcoding gap,但matK基因的barcoding gap要小于ITS序列,从聚类分析来看,matK基因能更好地鉴定唇形科不同物种.结论 推荐matK基因序列作为唇形科植物鉴定的优选序列之一.

基于DNA条形码的芦荟属6种植物的分子鉴定

目的 筛选出适合芦荟属6种植物的DNA条形码序列.方法 采用试剂盒法提取芦荟属6个品种基原植物的18份样本基因组DNA,应用通用引物扩增其核基因ITS2序列和叶绿体psbA-trnH、rbcL、matK基因序列并进行双向测序,采用Sequencher 4.1.4软件对测序峰图进行校对拼接,应用MEGA 5.0软件分析不同候选序列的特征,计算物种的种内、种间Kimura 2-Parameter (K2P)遗传距离,比较其种内、种间变异的大小,评估序列的条形码间距(barcoding gap),采用邻接法(neighbor-joining,NJ)构建系统聚类树.结果 共获得72条序列,ITS2、psbA-trnH、rbcL、matK基因序列各18条,测序成功率均为100％.比对后序列长度为255～723 bp,GC量范围为30.6％～68.2％.psbA-trnH基因序列的大种内遗传距离均小于小种间遗传距离,有明显的barcoding gap,ITS2、rbcL、matK序列的种内变异和种间变异有一些重叠,没有明显的barcoding gap.基于psbA-trnH序列的发育树能将芦荟属6个品种完全区分,而其他3个序列在区分这些芦荟属品种时存在模糊鉴定.结论 DNA条形码技术可以准确鉴别芦荟属植物,psbA-trnH序列可以作为鉴别芦荟属植物的优选序列.

娑罗子基原物种的DNA条形码鉴定研究

目的 筛选出适用于鉴定七叶树属药用植物的条形码序列.方法 考察了七叶树属10个物种42份样品的核ITS、ITS2与叶绿体sbA-trnH、rbcL、matK序列的PCR扩增和测序效率、种内及种间变异、鉴定效率,对初筛后的序列进行barcodinggap检验及NJ树聚类分析.结果 psbA-trnH序列的PCR扩增和测序效率均为100％,种间小变异大于其种内大变异,且鉴定效率为候选序列中高,barcoding gap检验结果表明该序列在种间、种内变异重合比例较小,且NJ树聚类分析结果也表明sbA-trnH序列能够提供充分的辨析效果.结论 psbA-trnH序列能准确鉴定七叶树属药用植物,可作为七叶树属药用植物条形码序列.

姜科植物matK条形码鉴定及聚类分析

目的 应用matK序列对姜科10个属21种植物进行鉴定及聚类分析,为姜科药用植物的分子鉴定提供依据.方法 用SnapGene(R)Viewer校正拼接测序所得姜科的matK序列,应用BioEdit v7.0.9.0软件及Mega 6.0对实验所得的22条及GenBank数据库中下载的21条matK序列进行比对分析,计算K2P遗传距离,构建系统进化树进行聚类分析.结果 姜科的matK序列长度约为1200bp,43条目的序列差异位点241个,不同姜科种间均存在序列差异,以美人蕉科美人蕉为外类群,构建的系统进化树显示,同属的姜科植物能聚为一类.结论 利用姜科植物matK序列数据库及遗传分析软件,所得研究结果表明matK这一DNA条形码序列可对姜科植物进行有效地分类鉴定.

连翘茎叶的鉴别研究

目的:对连翘茎叶的药材性状、显微特征、matK基因序列等进行鉴别. 方法:采集原植物叶片和嫩枝,对其进行生药鉴定.结果:连翘茎叶的生药特征为连翘叶质地较薄,但栅栏组织发达,海绵组织较紧密;气孔不定式.嫩枝表面有沟槽,表皮完整,维管柱椭圆形,韧皮纤维多散在,髓发达;粉末中导管成束,木纤维管胞状,木薄壁细胞壁念珠状,腔内纹孔明显.结论:上述特征可为连翘叶质量标准的制定提供参考依据.

基于DNA条形码的三种沉香属物种鉴定研究

目的:利用5个DNA条形码(ITS、matK、rbcL、psb A-trnH和trnL-trnF)对3个沉香属物种白木香、马来沉香和Aquilaria crassna Pierre进行分子鉴定,为沉香属药材的种类鉴定和种间分类地位提供分子生物学依据.方法:使用改良CTAB法提取沉香属植物的总DNA,分别对5个条形码序列进行聚合酶链式反应(PCR)扩增与测序.序列经DNAStar软件拼接,MEGA 7.0软件比对分析及计算相关数据,基于K2P模型构建系统发育树.结果:各条形码序列均被成功扩增与测序,其中trnL-trnF由于含有寡核苷酸重复序列而导致测序序列质量低.ITS及matK均能提供较多遗传信息,但在系统发育树中无法准确区分白木香、马来沉香和Aquilaria crassna Pierre这3个物种,而ITS+matK的组合能准确分辨上述物种.结论:ITS+matK组合序列可以用来鉴别沉香属物种,为沉香属药材的种类鉴定和种间分类地位提供分子生物学依据.

滇产糙苏属3种药用植物的ITS及matK分子鉴别

目的:分析滇产糙苏属3种药用植物丽江糙苏、黑花糙苏和假秦艽野生居群的ITS区和matK基因片段碱基序列,为丽江糙苏、黑花糙苏和假秦艽野生资源的鉴别及保护提供分子依据.方法:采用ITS区特异引物ITS4/ITS5和matK基因特异引物matKXF/matK5R进行PCR扩增并测序.结果:在ITS1、ITS2和matK基因片段上,丽江糙苏、黑花糙苏和假秦艽的种间K2P小遗传距离均大于种内K2P大遗传距离,NJ系统发育树也显示这3种药用植物均可与GenBank数据库中糙苏属外源种植物鉴别开,其中丽江糙苏、黑花糙苏和假秦艽的ITS2序列上分别具有3个、2个和1个有效鉴别位点,ITS1序列上分别具有3个、3个和3个有效鉴别位点,假秦艽的matK序列具有3个有效鉴别位点,丽江糙苏和黑花糙苏的matK序列需多个变异位点结合方可进行有效鉴别.结论:本研究表明ITS1、ITS2和matK片段可用于丽江糙苏、黑花糙苏和假秦艽的分子鉴别.

落葵薯DNA条形码筛选及其近缘植物的分子鉴定

目的:利用DNA条形码鉴定落葵薯及其近缘植物.方法:对来自不同产地的28份落葵薯及其近缘植物的核基因ITS序列和ITS2序列、叶绿体基因matK序列、psb A-trnH序列和rbcL序列进行PCR扩增并测序,比较不同序列的PCR成功率及测序成功率,对各序列进行种内和种间变异分析,Barcoding gap检验,以及构建NJ树聚类分析,评估不同序列对落葵薯及其近缘植物的鉴别能力.结果:经PCR扩增、测序后发现落葵psb A-trnH序列出现碱基缺失事件,其他序列均扩增、测序成功;matK序列和rbcL序列的测序成功率均为100％,ITS序列和ITS2序列的测序成功率分别为78.75％和64.28％;4条序列中,ITS序列和matK序列的种内和种间距离分别在barcodinggap检验中明显分离;从NJ树来看,ITS序列、matK序列均可区分落葵薯及其近缘植物.结论:建议采用ITS序列及matK序列作为落葵薯及其近缘植物鉴定的DNA条形码.