DNA条形码技术的应用与分析

DNA条形码技术(DNA Barcoding)是一种通过使用短的标准DNA片段来快速、准确的识别与鉴定物种的技术.这几年一直是物种分类和生物多样方面研究的热点,遗传多样性作为生物多样性研究的核心问题,目前DNA条形码也开始广泛应用于生物的遗传多样性研究.本文简单概述了DNA条形码技术的发展状况、原理、标准基因片段,着重阐述了其在生物分类学和遗传多样性等中的应用,以及其所存在的局限性,并展望了其应用前景和意义.     

涉案偶蹄目动物DNA条形码构建

【目的】利用线粒体DNA条形码标记鉴定涉案偶蹄目动物,为解决偶蹄目动物残体、制品的鉴定难题提供技术参考。【方法】对16个偶蹄目动物物种共67份样本,采用试剂盒提取DNA,扩增、测定物种的线粒体DNA的COI基因、Cyt b基因片段;在GenBank上Blast搜索进行同源性分析;利用MEGA 7.0软件分别比较这两个基因片段种内和种间遗传距离,构建系统发育树。【结果】在同源性分析中,西伯利亚狍(Capreolus pygargus)的Cyt b基因片段与GenBank中西伯利亚狍、欧洲狍(Capreolus capreolus)基因序列的同源性均为99.64%~99.82%,该片段不能区分西伯利亚狍与欧洲狍这两个近缘种。其余测序结果与数据库中参考序列一致且相似度较高。对于COI片段,种内遗传距离为0~1.4%,种间遗传距离为1.8%~18.8%。对于Cyt b基因片段种内遗传距离为0~0.5%,种间遗传距离为4.0%~15.8%。两个片段的种内遗传差异均小于种间遗传差异,存在较为明显的条形码间隔。COI和Cyt b基因片段的系统发育树中,同物种的不同个体均能形成具有较高支持度的单分支;不同物种之间界限清晰,每个物种的所有个体均能够形成具有较高支持度的单分支。【结论】基于COI和Cyt b基因片段构建的DNA条形码均可用于对涉案偶蹄目动物的物种鉴定。在物种鉴定中,可采用两个片段联合使用的方式,尤其是对于近缘种的鉴定,以降低错误风险。     

6种接骨木DNA条形码分析

由于接骨木属植物种间变异小,性状不稳定等原因,其分类一直难以确定.以6种接骨木属植物的总DNA为模板,利用PCR技术扩增8个DNA条形码片段,并进行序列分析.结果表明:接骨木属叶绿体基因来源的条形码rbc L,rpo C1,Mat K,Rpo B,ycf 5序列完全一致,为高度保守序列;psb A-trn H序列虽然进化较快,但其测序结果准确性差,不适于接骨木品种鉴别.6种接骨木核基因来源的ITS条形码进化上也较为保守,根据该条形码可将接骨木区分为2类.核基因来源的ITS2条形码的扩增效率高,种间区分效果好,是较合适的接骨木属植物分子标记之一.应用ITS2条形码可将6种接骨木区分为4类:接骨木;宽叶接骨木;毛接骨木;东北接骨木、钩齿接骨木和朝鲜接骨木.     

植物DNA条形码技术:机遇与挑战

DNA条形码技术是指传统分类对物种无法鉴定时,运用一条短的标准的DNA区间作为条码来进行物种鉴定的方法.目前,叶绿体基因rbcL和matK基因片断可能被用作植物DNA条形码技术的分子标记.本文回顾了DNA条形码技术的背景,植物DNA条形码技术的过程和效果.广义DNA条形码技术已被证实在中药鉴定中具有作用.同时,本文还讨论了在我国经济高速发展时期,DNA条形码技术在生物多样性保护中应用前景.     

DNA条形码——性二型蚤蝇鉴定的有力工具

综述了近年对性二型蚤蝇鉴定的研究手段,并着重分析讨论了DNA条形码在解决性二型蚤蝇配对难题方面的有效性与可行性.同传统的形态学手段相比较,DNA条码技术在物种鉴定方面不受表层可塑性和遗传可变性的干扰,也不受物种性别和发育阶段的限制.同时,DNA条码技术标准化的操作、数字化的数据便于简单、高效、快速地对物种进行鉴定,还可以解决单靠形态学手段难以解决的性二型、雄性多型和隐存种问题.     

寄蝇亚科部分物种线粒体COl基因DNA条形码分类

DNA条形码分类(DNA Barcoding)是以生物线粒体DNA为工具来鉴定物种的新方法,是外来物种快速鉴定、物种分类与系统发育和进化分析的基础.研究以我国辽宁地区常见的寄蝇亚科(双翅目:寄蝇科)2族4属6种为对象,扩增和测定COI基因部分序列,对得到数据用MEGA4软件分析计算,构建该类群分子系统发育树.分析表明:...     

山东新分布药用植物碎米桠的DNA条形码分子鉴定

利用DNA条形码技术,对一种在山东省中药资源普查中发现的形态鉴定较困难的植物进行了分子鉴定。首先对样本进行总DNA提取,核ITS2 序列、叶绿体psbA-trnH序列的PCR扩增和测序,然后将所得序列用Chromasv校对拼接,利用软件MEGA6.0分析数据。结果表明,该物种为山东新分布唇形科香茶菜属植物碎米桠。该研究为山东省新分布种碎米桠的确定及其资源开发提供了重要证据。     

鹅耳枥属树种叶绿体基因组结构及变异分析

[目的]了解鹅耳枥属(Carpinus)树种叶绿体基因组基因组成及结构特征,为鹅耳枥属的系统发育及基因组进化研究提供参考.[方法]获取鹅耳枥属16个树种的叶绿体基因组,对其进行基因注释,利用生物信息学方法比较叶绿体基因组间的结构特征与变异程度,并以麻栎(Quercus acutissima)为外类群分析了鹅耳枥属的系统...     

DNA条形码在农用动物中的应用

DNA条形码技术作为近年来分子标记研究的热点,发展十分迅速,但在农用动物中的应用的相关报道还很少见。本文通过对DNA条形码的发展历程、原理和技术流程及其在肉类等鉴定中的应用等方面阐述了DNA条形码在农用动物中应用的前景和局限性,为农用动物的鉴定提供了新的思路和方法。     

DNA宏条形码技术在动植物法医鉴定中的应用进展

DNA宏条形码技术是随着2代高通量测序技术的发展而出现的一种物种鉴别技术.该技术结合了DNA条形码技术和高通量测序技术的优点,可以对混合样本中的多物种来源进行同步鉴定.本研究介绍DNA宏条形码技术的含义以及目前的应用需求,分析DNA宏条形码技术在食品、药品监管、打击野生动植物犯罪、刑事案件侦查等司法实践中的应用现状,总...     

鱼类线粒体基因组研究进展

线粒体基因组(mitochondrial genome DNA,mtDNA)具有严格的母系遗传且能进行自我复制,并且在世代传递过程中不易发生重组、进化速率较快等优点.因此mtDNA广泛应用于系统进化、种群遗传、适应性进化等领域中.本文对鱼类mtDNA研究做了详细阐述,系统总结了近年来鱼类mtDNA结构与特征、线粒体的起源与演化、种群遗传、适应性进化、鱼类条形码物种识别等研究进展,以期对相关研究有一定参考价值.     

南四湖泥鳅与大鳞副泥鳅CO I基因序列分析

利用PCR-测序技术,对山东省南四湖的泥鳅与大鳞副泥鳅CO I(线粒体氧化酶)基因约900 bp的片段进行测序和分析。这些CO I基因片段的碱基平均含量AT为55.5%,GC为44.5%;序列同源性分析发现,泥鳅和大鳞副泥鳅种内平均遗传距离分别为0.012和0.001,都小于0.02,与其他鱼类的种间遗传距离都大于0.02。利用种间遗传距离构建系统树表明,泥鳅和大鳞副泥鳅样本各自成支,两支的关系比其他鱼种要近,这与形态学分类结果一致,说明该CO I基因序列可以作为DNA条形码用于物种的鉴定。     

海产刚毛藻科的形态分类与分子系统发育学研究进展

刚毛藻科(Cladophoraceae)海藻有巨大的潜在经济/环境价值,同时由于其大量繁殖生长,也成为我国水体主要敌害藻之一。为指导资源利用及制定防治策略,确定准确的物种名称,阐明其演化关系,迫切需要了解刚毛藻科系统发育学知识。基于此,本文从传统的形态分类学与系统发育学两方面阐述刚毛藻科的研究进展,以期为刚毛藻科海藻物种名称的确定、DNA条形码研究技术及其系统演化关系研究提供参考。     

Nuclear DNA sequences detect species limits in ancient moa

Ancient DNA studies have typically used multi-copy mitochondrial DNA sequences. This is largely because single-locus nuclear genes have been difficult to recover from sub-fossil material, restricting the scope of ancient DNA research. Here, we have isolated single-locus nuclear DNA markers to assign the sex of 115 extinct moa and, in combination with a mitochondrial DNA phylogeny, tested competing hypotheses about the specific status of moa taxa. Moa were large ratite birds that showed extreme size variation both within and among species. For some taxa, this large variation was hypothesized to represent sexual dimorphism, while for others it was argued to reflect the existence of different species. Our results show that moa were characterized by extreme reverse sexual dimorphism and as a result we have been able to clarify the number of moa species. For example, we show that the three recognized 'species' of Dinornis comprised only two monophyletic groups and that two of these 'species' comprised individuals of one sex only. This study also illustrates that single-locus nuclear DNA sequences can be consistently recovered from ancient material.     

基于ITS序列的竹亚科植物分子鉴定研究

利用ITS序列对竹亚科13个属76个竹种进行DNA条形码分子鉴定.该研究提取慈竹属、刚竹属、箬竹属、唐竹属、矢竹属、大明竹属、赤竹属、巴山木竹属、倭竹属、短穗竹属、簕竹属、酸竹属及少穗竹属共13个属62个竹种DNA,对其内转录间隔区ITS序列进行PCR扩增和双向测序,所得序列与GenBank数据库下载的14条ITS序列共76个竹种序列用Clustal X软件比对,再利用MEGA6.06软件构建K2P距离法的NJ系统发育树.结果显示,种内遗传距离为0~3.907,平均遗传距离为0.370;种间遗传距离为0~4.394,平均遗传距离为2.287,种内遗传距离远小于种间遗传距离.ITS序列可用于竹类资源的物种鉴定研究.     

RAPD技术在实验动物中的应用

随着生物医学的发展 ,实验动物种质资源的保护和利用、实验动物的标准化问题已成为当今实验动物科学发展的主题。实验动物遗传背景分析、品种或品系的鉴定、引种和繁育均需要一定的遗传标记辅助完成 ,分子遗传标记作为一种有效精确的监测手段 ,突破了形态学标记、细胞学标记和同功酶标记等表达型标记的局限性 ,可以从分子水平揭示物种的遗传变异 ,在许多领域发挥着独特的作用。RAPD技术是 1990年被首次提出 ,由于该方法具有简便、快速、成本低、信息含量丰富等特点 ,在生物类群种属分类鉴定、遗传图谱构建、物种亲缘关系的确定以及种群遗…     

基于核糖体DNA大亚基片断序列探讨中国东海海域赤潮原甲藻的分子分类

采用PCR扩增技术对分类上有争议的中国东海赤潮原因种(被称为东海原甲藻．本简称：东海株系)的基因组DNA进行了核糖体DNA大亚基片断(LSU rDNA)的扩增和测序．并与一同扩增的来自美国CCMP的被称为具齿原甲藻(本简称：CCMP株系)的同源序列进行分析比较。结果表明，两710bp的LSUrDNA同源序列中仅存在7个碱基的差异．遗传相似度高达99．01％．遗传差异为0．99％．进一步与Genebank其他3种原甲藻即P．mezicanum、P．mieans和P．minimum的同源序列进行比较，发现其他3种原甲藻两两问的种间遗传相似度在91．1％～95．5％之间．而P.micans和P．minimum种内不同株系的遗传相似度为99．4％～99．9％．均为99％以上．综合这些数据说明东海株系与CCMP株系之间的0．99％的遗传差异应视为种内差异．原甲藻的东海株系与CCMP株系当属异名同种．因此本试验结果从分子水平支持了被称为东海原甲藻的原甲藻与被称为具齿原甲藻(P．deantatum)的原甲藻同为一种的观点。     

水杉木材DNA提取及条形码分子鉴定

通过对水杉不同年限及不同部位的木材DNA提取及片段扩增实验,结果显示改良后的CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)法、SDS (sodium dodecyl sulfate)法及高盐低pH法均可以用于水杉木材DNA的提取,经过纯化后的木材DNA可以进行片段扩增.在提取木材DNA过程中,边材比心材更适合,所提取的DNA数量和质...     

鸮形目7种鸟类腹部羽毛的扫描电镜观察

在对涉案野生动物的鉴定中,羽毛常作为现场物证成为鉴定依据。为探讨鸮形目7种鸟类腹部羽毛作为鉴定依据的可行性,利用扫描电镜观察其腹部羽毛的羽小枝间距、节间距和节直径等显微结构。结果发现:草鸮科与鸱鸮科鸟类可通过羽小枝间距和节间距鉴定区分。而在物种水平上,羽小枝间距、节间距和节直径等虽然在不同物种间具有高灵敏性的差异,但其种内变异度大,作为鉴定依据还需结合更多的显微结构指标。研究结合涉案动物鉴定的实践应用需求,发现羽毛显微结构具有作为鉴定依据的应用前景。     

利用12S rRNA基因标记鉴定鱼翅真伪

为检测鱼翅样本真伪及鲨鱼种属,通过提取送检鱼翅、鱼翅羹样本DNA,扩增其线粒体DNA上的用于动物种属鉴定的12S rRNA基因片段,并进行DNA测序和序列分析,测序结果在GenBank上进行BLAST搜索,与数据库中相关物种序列进行同源性分析。结果表明,在送检的23份样本中,18份鱼翅羹样本、2份粉丝状鱼翅、1份翅状鱼翅中均未成功提取到DNA,未扩增出目的基因片段,而从2份鱼翅样本中成功地提取到了基因组总DNA,并成功扩增出了12S rRNA基因片段,这2份样本的12S rRNA基因片段的碱基序列分别与黑边鳍真鲨(Carcharhinus limbatus)、斜锯牙鲨(Rhizoprionodon terraenovae)的同源性达到99%。对鉴定出含有鲨鱼成分的2份样本进行高温泡发处理,高温泡发实验表明,1份样本(22号)有明胶析出。研究证实,12SrRNA基因序列测定技术能准确、快速鉴定待检样本中是否含有鲨鱼成分,结合高温泡发时是否有明胶析出可综合判定鱼翅真伪。