以廬山或牯嶺命名的8種江西鄉(xiāng)土植物的DNA分子鑒定研究.pdf

1、DNA條形碼技術(shù)可以快速準(zhǔn)確地鑒定物種，這使其成為傳統(tǒng)植物鑒定體系中的重要補(bǔ)充，同時(shí)也能夠作為新型工具來很好的保障植物準(zhǔn)確地進(jìn)行分類鑒定。本此實(shí)驗(yàn)主要以廬山或牯嶺命名的8種植物為對(duì)象來探討DNA條形碼技術(shù)是否可用于該地區(qū)的物種鑒定。
　　目的:
　　利用DNA條形碼技術(shù)來快速、準(zhǔn)確地對(duì)廬山地區(qū)以廬山或牯嶺命名的8種鄉(xiāng)土植物物種及其密切相關(guān)種進(jìn)行鑒定研究，為后續(xù)進(jìn)行有效的對(duì)以廬山或牯嶺命名的江西鄉(xiāng)土植物分類系統(tǒng)管理打好基礎(chǔ)。<

2、br>　　方法:
　　本研究選用廬山上采摘的以廬山或牯嶺命名的8種鄉(xiāng)土植物樣本的DNA序列來進(jìn)行DNA提取，逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(RT-PCR)擴(kuò)增和測(cè)序。為了擴(kuò)大研究范圍，本次實(shí)驗(yàn)從GenBank中下載了多個(gè)近緣物種的DNA序列，全部序列經(jīng)CodonCode Aligner V軟件拼接、Clustalw4.0軟件比對(duì)分析、MEGA7.0計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù)和K2P模型構(gòu)建NJ和ML聚類樹等進(jìn)行鑒定分析。
　　結(jié)論：
　　一

3、．在以廬山或牯嶺命名的8種鄉(xiāng)土植物中ITS與psbA-trnH序列進(jìn)行PCR擴(kuò)增并且測(cè)序的成功率為100％。ITS序列所獲得的5種植物序列長(zhǎng)度均在440至724bp之間，比對(duì)長(zhǎng)度為316~661bp，其中變異位點(diǎn)率為31.9%到61.3%，簡(jiǎn)約位點(diǎn)率也達(dá)到了49.1%~54.5%；psbA-trnH序列所獲得的3種植物序列長(zhǎng)度均在475~581bp之間，比對(duì)長(zhǎng)度在351~481bp之間，其中變異位點(diǎn)率為35.5%~52.9%，簡(jiǎn)約位點(diǎn)率

4、也達(dá)到了27.8%~51.6%。此結(jié)果表明兩類序列不但有較大的變異性，而且還存在較多的信息位點(diǎn)來用于重建可靠的系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系。
　　二．以廬山或牯嶺命名的8種鄉(xiāng)土植物與近緣種其ITS+PsbA-trnH序列中平均GC含量為29.8%~62.5%。以廬山或牯嶺命名的8種鄉(xiāng)土植物種內(nèi)的K2P遺傳距離均為0.000，本研究發(fā)現(xiàn)以廬山或牯嶺命名的8種鄉(xiāng)土植物的ITS+PsbA-trnH序列與其近緣種的差異較大、變異位點(diǎn)較多，8種鄉(xiāng)土植物種間

5、的K2P平均距離為0.0744~0.3117，因此該8種鄉(xiāng)土植物和相關(guān)種間的K2P遺傳距離均大于種內(nèi)的；
　　三．研究時(shí)采用NJ和ML法構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹發(fā)現(xiàn)以廬山或牯嶺命名的8種鄉(xiāng)土植物其物種的分支組成均具有很高相似性，這一結(jié)果印證了構(gòu)建的NJ和ML系統(tǒng)樹所用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)其可信度高。
　　四．研究結(jié)果顯示，ITS+psbA-trnH序列可為物種種間系統(tǒng)的發(fā)育研究提供分子依據(jù)：
　　(1)本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)廬山木槿與木槿的近緣關(guān)

6、系最近，所以支持《中國(guó)植物志》將廬山木槿歸屬于木槿屬這一觀點(diǎn)；
　　(2)本研究中牯嶺山梅花與絹毛山梅花個(gè)體聚在一起，與其他近緣種明顯分開，其與《中國(guó)植物志》中說明的牯嶺山梅花是絹毛山梅花的一變種，親緣關(guān)系最近符合；
　　(3)廬山蠟瓣花(Corylopsis sinensis Hemsl var.calvescens Rend)：中國(guó)植物志及一些地方植物志已改為禿蠟瓣花(Corylopsis willottiae Rend

7、)。本研究將廬山蠟瓣花、蠟瓣花和腺蠟瓣花歸為一支，并支持《中國(guó)植物志》第三十五卷把廬山蠟瓣花歸為蠟瓣花屬中的穗花系；
　　(4)本研究發(fā)現(xiàn)，ITS序列在景天屬物種種間和種內(nèi)變異均存在顯著的差異，其水平鑒定成功率達(dá)到100%。因此本研究可以準(zhǔn)確地將廬山景天、土佐景天和日本景天區(qū)分開，所以ITS序列可作為景天屬植物的DNA條形碼通用序列；
　　(5)psbA-trnH序列可以準(zhǔn)確的將石韋及其近緣屬進(jìn)行區(qū)分。psbA-trnH序列

8、可以準(zhǔn)確鑒定石韋及其親緣屬這一屬性使其可用于蕨類藥材DNA條形碼的鑒定研究；
　　(6)ITS序列在忍冬屬中具有很高的擴(kuò)增效率和鑒定成功率。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中通過雙向測(cè)序兩端拼接，有效的解決了測(cè)序過程中可能會(huì)存在polyA/T結(jié)構(gòu)這一問題，從而可得到物種識(shí)別所需要的信息。該序列贊同《中國(guó)植物志》（第七十二卷）將廬山忍冬作為下江忍冬的一變種，歸為紅花亞組；
　　(7)本研究發(fā)現(xiàn)，ITS序列可以準(zhǔn)確的區(qū)分廬山懸鉤子、北懸鉤子、絨毛懸鉤

9、子和石生懸鉤子，因此ITS序列作為鑒定懸鉤子及其親緣物種的研究是具有可行性的；
　　(8)本研究發(fā)現(xiàn)，ITS序列在東俄芹屬物種的種間和種內(nèi)變異均存在顯著的差異，因此可以準(zhǔn)確地將傘形科中東俄芹屬、茴芹屬、小芹屬和舟瓣芹屬區(qū)分開，所以ITS序列可被視為傘形科植物DNA條形碼中的通用序列。
　　本研究的創(chuàng)新性：首次嘗試在DNA分子層面上對(duì)廬山地區(qū)的鄉(xiāng)土植物進(jìn)行研究。研究依據(jù)分子系統(tǒng)學(xué)理論、基于DNA條形碼在植物鑒定中的原則、利用鑒