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基于芸香科、天南星科的植物DNA条形码通用序列研究

罗焜  
【摘要】: 目的:对比目前热点植物DNA条形码候选序列,试图筛选出植物界的通用条形码序列。 方法:选取天南星科98属223种490个样本和芸香科72属192种300个样本,针对目前热点条形码序列进行验证,考察的指标为样本的PCR扩增效率;候选序列种间、种内变异情况的6个“阈值”、种间和种内变异的"barcoding gap"以及"BLAST 1法”和“最近距离法”测得的种、属水平的鉴定成功率。并将rbcL、matK序列扩大到整个维管植物超过27000个样本,在更广泛的类群更多近缘物种存在时判断各自的鉴定能力。 结果:在天南星样本的各项考察指标中matK序列表现最为优异,进而扩大到维管植物中考察发现,matK序列在全体15765样本的鉴定效率为70.1%,而在考察的1674个属(属内物种数≥2)中,72.7%的属鉴定效率≥70%,12.7%的属鉴定效率≤40%;rbcL序列在全体11257样本的鉴定效率为61.6%,而在考察的1619个属(属内物种数≥2)中,56.4%的属鉴定效率≥70%,21.2%的属鉴定效率≤40%。由于matK、rbcL序列存在缺陷,我们在芸香科中对比陈士林等人的推荐ITS2和目前的热点条形码序列,发现ITS2序列在芸香科大量近缘属种存在时各考察指标则优于其他序列,同时基于课题组姚辉等人关于ITS2在大样本量的研究结果发现ITS2序列能较好的鉴定matK+rbcL复合序列无法鉴定的属。 结论:相对于CO1基因在动物条形码研究中的优异表现,植物条形码研究中目前所有的热点候选序列都不足以单条序列解决整个植物界的物种鉴定问题,结合本次关于matK、rbcL序列的研究结果与陈士林等人,姚辉等人关于ITS2的研究结果,认为在植物条形码研究中可以针对不同类群选择ITS2、matK、rbcL序列其一或联合,进行植物DNA条形码研究工作。


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