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缓步动物的DNA条形编码研究

肖欣  
【摘要】: 条形码技术(Barcode techniques)是在计算机的应用实践中产生和发展起来的一种自动识别技术,它是为实现对信息的自动扫描而设计的,是实现快速、准确而可靠的采集数据的有效手段。近几年来,DNA条形编码(DNA Barcoding)技术已成为生物分类学研究中引人注目的新方向,它是分子生物学和生物信息学相结合的产物。在理论上,利用该技术可对地球上每一种生物建立DNA条形编码,从而达到对生物的识别与鉴定。 缓步动物是一种个体十分微小的水生无脊椎动物,它和节肢动物有着较近的亲缘关系,二者互为姊妹群。缓步动物以它特有的隐生现象而被人们关注,传统的形态学方法可以通过有无背板将其分为截然不同的两大类:真缓步纲和异缓步纲。缓步动物的表皮上有颗粒状、板状、棘状、丝状和乳头状突起,我们把它们称为附件。这些附件根据其所在的位置可以分为头部附件、侧面附件、背面附件、背外侧附件和尾部附件(只在少数海生种类存在)。侧面和背面的附件在形态分类学上很重要,特别是对于异缓步纲的物种。还有一些种的鉴定需要看它的卵的形状和表面结构。因此用传统的形态学方法对其进行物种鉴定难度较大,目前,能够快速精确的鉴定所采标本属于哪个种的研究者为数不多。随着分子生物学技术的发展,一种能够快速精确地进行物种鉴定的方法--DNA条形编码技术受到了越来越多的关注。 本实验采用氯仿--异戊醇抽提法从单个熊虫个体中提取,获得了几种缓步动物的DNA,采用PCR扩增和测序的方法,成功获得了冠形雷氏熊虫(Richtersius coronifer)等六个种的mt COⅠ序列,其中五个种已经上传至Genbank,并在文中给出了登录号。通过分析碱基组成可以看出,在这五种缓步动物的COI基因序列中文氏棘甲熊虫T含量最高,而COI含较高的A+T含量则是这五种缓步动物的共同现象。 此外,通过用邻接法(NJ)和最大简约法(MP)所建的系统树可以看出,一个种的不同个体的线粒体细胞色素C氧化酶Ⅰ亚基(mt COI)的碱基组成十分相似,一个属的不同种也较其他属的种类相似度较高,在系统树中的表现为相似度高的聚为一支,初步验证了DNA条形编码技术用于缓步动物分类的可行性。 本实验为国内研究缓步动物DNA条形编码的首例,由于时间、人力有限,只得出了几个种的结果。缓步动物目前约有1000个记录种,要对这些种类全部进行DNA条形编码,需要更多的时间、人力和物质资源。目前国外已有专门的缓步动物基因库,投入缓步动物条形码研究的学者也越来越多,将条形码研究与传统的形态学研究相结合将成为国际上的新趋势。


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