目的 应用DNA条形码技术对中药辛夷及其近缘种进行分子鉴定,建立快速、准确、便捷的辛夷药材鉴定方法.方法 提取 21 份辛夷药材基原植物及其近缘种基因组DNA,扩增ITS、ITS2、psbA-trnH、matK和rbcL基因序列并进行双向测序;运用MEGA7.0 软件进行序列比对,基于Kimura-2-Parameter(K2P)模型计算种内、种间的遗传距离以评估Barcoding gap,构建邻接(NJ)系统发育树反应鉴定结果.结果 5 个引物序列中,psbA-trnH和matK序列的 2 个引物能正常扩增目的基因,测序成功率均大于98％,rbcL测序成功率较低,只有38.1％;其中matK具有最多的变异位点,psbA-trnH较matK和rbcL的Barcoding gap明显;NJ系统发育树显示,psbA-trnH+matK组合条形码序列能够准确鉴别 9 个品种,将辛夷药材及其近缘种很好地区分,并首次将其应用到玉兰嫁接砧木品种的分子鉴定.结论 应用psbA-trnH+matK的序列组合能够实现辛夷药材的准确鉴定,并且可以应用于玉兰嫁接砧木品种的快速鉴别.

利用植物DNA条形码候选序列matK、psbA-trnH、psbK-psbl和rbcL对蜘蛛抱蛋属(Aspidistra)植物的19种104批样品进行扩增和测序,并采用相似性搜索算法(BLAST)对各序列的鉴定效率进行评价,得出蜘蛛抱蛋属物种鉴定的最佳序列.结果显示,psbK-psbl的物种鉴定成功率为88.7％,在单一序列中成功率最高.通过多序列组合鉴定效率的比较,发现组合序列的鉴定成功率明显高于单一序列,其中matK+(psbK-psbl)组合的鉴定成功率高达100％,基于该序列组合构建蜘蛛抱蛋属植物的系统发育树,结果显示同一物种的样品聚集度较好,多表现为单系.研究结果表明matK+(psbK-psbl)序列组合可作为蜘蛛抱蛋植物种鉴定的最佳条形码序列.

利用DNA条形码技术通过psbA-trnH, mat K, trn L序列分析, 建立一种快速鉴定野菊和药用菊的方法.提取21份样品的基因组DNA, 对psbA-trnH, mat K, trn L片段进行PCR扩增, 双向测序, 获得其psbA-trnH, mat K, trn L序列信息;运用MEGA 7. 0对所有样品的psbA-trnH, mat K, trn L序列共63条进行比对、计算种内种间遗传距离, 分析psbA-trnH+mat K+trn L组合序列SNPs分布, 构建Neighbor-Joining (NJ) 系统进化树.结果显示, 野菊, 野菊 (菊花脑) 和药用菊的种内种间遗传距离重合; psbA-trnH+mat K+trn L组合序列的SNPs分析显示其组合序列共有19个核苷酸多态性位点 (SNPs) , 野菊较野菊 (菊花脑) 、药用菊呈现更为明显的序列多态性, psbA-trnH序列表现出较为明显的长度变异; NJ树显示药用菊与野菊、野菊 (菊花脑) 区别开来, 其中编号为C2～C5的药用菊单独聚为一亚支, 置信度为62％, 编号为Z9, Z10的野菊均采自甘肃省, 单独聚为一支, 置信度为77％;同时也发现来自西北地域的野菊样品, 其psbA-trnH和trn L序列信息变化与地域和环境之间有明显的相关, 野菊与野菊 (菊花脑) 具有明显的分化, 同时还是药用菊的进化来源.因此, 将psbA-trnH+mat K+trn L组合序列作为DNA条形码能准确、快速的鉴别野菊和药用菊, 为其种质资源鉴定及物种鉴别提供了重要依据.

目的 本实验旨在从常用DNA条形码序列中筛选出有效的序列,从而实现沉香属内常见物种的快速鉴别.方法 本实验以8个不同国家5种常见的沉香属物种为材料,对其核基因ITS2,叶绿体基因matK、rbcL和trnH-psbA的序列特征进行评估,并通过构建系统进化树分析不同序列及组合对沉香属物种的鉴别效率.结果 4种序列均具有较优的PCR扩增成功率及测序成功率,其中matK序列变异位点和SNPs最多,trnH-psbA最少,Barcoding gap检验结果表明,鉴定效果最优序列依次是matK＞ ITS2＞ rbcL＞ trnH-psbA,matK片段具有明显的遗传变异间隔区域;通过计算平均节点支持率及同质性检验,matK+ITS2+ rbcL组合构建进化树可将多个沉香属物种分别聚为一支,且具有最高的节点支持率;基于Taxon DNA的BBA方法验证,matK序列与其他序列组合的鉴定效果最好.结论 使用DNA条形码技术鉴定沉香属物种,单一片段中鉴别成功率最高的为matK序列,应用matK+ ITS2+ rbcL的序列组合可以实现沉香属不同物种的准确鉴别.

Vicia L.is an invaluable genus with considerable agricultural and economic importance due to its high value as feed,green manure,and medicine.However,most of this genus is not well known and remains underutilized.Due to the imprecise circumscription and delineation of Vicia species,the taxonomic history of this genus is controversial,which has hindered the identification of species with high economic potential.Therefore,rapid and accurate identification of Vicia species is essential.Simultaneously,species identification through DNA barcoding has become an effective taxonomic classification tool.Here,the species-discrimination abilities of matK,rbcL,trnH-psbA,trnL-trnF,ITS1,and ITS2 were tested in 161 Vicia species with both sequence similarity (nearest neighbor,best match,and best close match) and tree-based (maximum likelihood tree) methods.Among the single barcode sites,trnH-psbA had the highest level of polymorphism (52.4％ variable sites;nucleotide diversity,0.1338).Additionally,trnH-psbA had the highest mean interspecific distance (0.1352) and intraspecific distance (0.0071).The combined barcode matK+trnH-psbA had the highest correct identification rate by the sequence similarity method.Both trnH-psbA (75.38％) and matK (70.73％) showed higher species discrimination rates than the other barcodes when using the tree-based method.Based on overall performance,matK and trnH-psbA,alone or in combination,were the best barcodes for Vicia.Internal transcribed spacer (ITS1) also showed good performance and provided essential information regarding nuclear DNA,so this site is also recommended as a backup barcode for Vicia.These Vicia barcodes can be used to identify species and to evaluate germplasm resource collections.

目的 基于藁本属Ligusticum叶绿体基因组高频插入缺失区域开发InDel标记,同时结合通用条形码对道地川芎及其常用混伪品进行种质鉴定和系统发育研究.方法 通过8个DNA通用条形码ycf1、matK、ITS2、rpoC1、rbcL、rpoB、trnK、psbA-trnH序列片段对采集的26个川芎样品及其常用混伪品进行了扩增和测序,采用了遗传距离统计法、barcodinggap分析法和构建系统发育树法进行亲缘关系和系统发育研究.同时利用InDel分子标记,采用构建进化树法对道地川芎及其混伪品物种进行分子鉴定.结果 rbcL片段保守位点最多(97.32％),且GC含量最高(44.9％).rbcL+rpoB片段具有最小的平均种内遗传距离(0.002 5),psbA-trnH片段具有最大的平均种间遗传距离(0.429 2).trnK片段和rbcL+rpoB片段具有最高的种间变异,psbA-trnH片段的“barcoding gap”区重叠度最小.采用的8对DNA通用条形码无法准确地鉴定道地川芎药材与其他混伪品物种.InDel分子标记的聚类分析中,24对InDel引物中的4对引物组合能准确地鉴定出道地川芎,并将道地川芎及其混伪品物种聚类为4个分支,其中一个分支为采集的道地川产川芎药材.结论 InDel标记对道地川芎及其常用混伪品的鉴定能力高于通用条形码.对于传统的通用DNA条形码,由于遗传成分差异大,无法区分川芎及其常用混伪品.新开发出的InDel分子标记可以有效地鉴定道地川芎及其常用混伪品,从分子水平上为川芎道地性研究提供有效手段.

目的 应用分子生物学鉴定技术,筛选出应用于鉴定钩藤属物种的最佳DNA条形码,建立快速、准确、便捷的钩藤属植物鉴定方法.方法 从广东、广西等地收集了8个钩藤属物种的叶片、茎枝作为材料,共计44份样品.提取样品总DNA,分别对条形码ITS、matK、psbA-trnH、rbcL、trnL-trnF序列进行扩增、测序、拼接、校对;利用MEGA7.0分析比对序列特征;基于TaxonDNA计算种内、种间的遗传距离以分析barcoding gap及Best Match、Best Close Match评估DNA条形码的鉴别能力;使用MEGA7.0、Phylosuite等软件构建单条形码及组合条形码的最大似然法(maximum likelihood,ML)、最大简约法(maximum parsimony,MP)、贝叶斯推断法(bayesian inference,BI)系统发育树.结果 条形码 ITS、matK、psbA-trnH、rbcL、trnL-trnF序列均扩增成功且具有较高的测序成功率,其中psbA-trnH具有最多的变异位点,ITS次之,rbcL最少;Best Match、Best Close Match与Barcoding gap分析结果显示:5个单一条形码中,ITS鉴定钩藤属物种效果突出且具有明显的Barcoding gap,而组合条形码ITS+rbcL序列表现更为优异.基于所有单一条形码构建的系统发育树,ITS序列的物种鉴别成功率最高,能够准确鉴定8个钩藤属物种;基于组合条形码构建的系统发育树,ITS+rbcL序列具有最高的平均节点支持率,且该序列集包含的11个钩藤属物种均能单独聚为一支.结论 应用ITS+rbcL的序列组合能够实现钩藤属不同物种的准确鉴定.

DNA barcoding allows the identification of an organism by comparing the sequence of selected DNA regions(barcodes)with a previously compiled database,and it can be useful for taxonomic identification of species in complex genera,such as Tamarix.Many species of this genus show convergent morphology,which leads to frequent errors in their identification.Highly variable genetic markers,such as microsatellites or short sequence repeats(SSR),could be used to differentiate species where DNA barcodes fail.Here,we tested the ability of both,5 different marker regions(rbcL,matK,ITS,trnH-psbA,and ycf1),and 14 microsatellites,to properly identify Tamarix species,especially those from the Mediterranean Basin,and compared the pros and cons of the different analytical methods for species identification.DNA barcoding allows the genetic identification of certain species in Tamarix.The two-locus barcodes matK+ITS and ITS+ycf1 were the best-performing combinations,allowing up to 69％and 70％,respectively,correct identification.However,DNA barcoding failed in phylogenetically close groups,such as many Mediterranean species.The use of SSR can aid the identification of species,and the combination of both types of data(DNA barcoding and SSR)improved the success.The combination of data was especially relevant in detecting the presence of hybridization processes,which are common in the genus.However,caution must be exercised when choosing the clustering methods for the SSR data since different methods can lead to very different results.

目的 利用DNA条形码技术探索罂粟的鉴定方法,寻找可靠的DNA条形码序列对罂粟属植物进行种内和种间的鉴别.方法 采用5种不同种类的虞美人和花菱草作为罂粟鉴别的种内植物、种间植物.利用叶绿体基因组matK、rbcL、trnH-psbA和核糖体基因组ITS2、ITS4、ITS5引物对提取的DNA进行扩增,并双向测序拼接,利用MEGA.X.对序列进行分析比对,计算种内、种间遗传距离,同时使用该软件构建NJ系统发育树.结果 将测序结果录入Genbank中进行比对分析,结果显示单一DNA条形码序列无法有效区分虞美人与罂粟.通过Genbank下载数据使用matK+rbcL+trnH-psbA组合条形码构建系统发育树成功,对罂粟和虞美人样本测序结果进行验证.经验证,matK+rbcL+trnH-psbA组合条形码构建NJ发育树成功,能有效区分虞美人和罂粟.结论 matK+rbcL+trnH-psbA作为组合DNA条形码使用,可以有效鉴别罂粟属内植物.

目的 分析4个通用植物DNA条形码序列(trnH-psbA、matK、rbcL和ITS2)及其组合对黄精属药用植物的物种鉴定分辨率,挖掘适用于黄精属种间鉴定的高分辨率分子标记.方法 以《中国药典》2020年版中收录的黄精属药用植物黄精Polygonatum sibiricum、滇黄精P.kingianum、多花黄精P.cyrtonema、玉竹P.odorati及其地方常见同属替代品、混伪品共12种79个野生个体为对象,将4个通用DNA条形码序列独立、联合分析,评估其种间、种内变异情况,并分别基于建树法(tree-based method)和PWG距离法(PWG-distance method)评估不同条形码及其组合的物种鉴定分辨率.结果 ITS2序列扩增成功率低,trnH-psbA、matK、rbcL序列的引物在黄精属植物中通用性较好;3组叶绿体序列的种间变异依次为matK＞trnH-psbA＞rbcL,种内变异差异不显著,种间、种内遗传距离无明显的Barcoding gap;各条形码独立及联合分析的物种鉴定分辨率普遍偏低,其中,组合条形码trnH-psbA+matK+rbcL在建树法分析中的分辨率最高,为25％,trnH-psbA+rbcL在距离法分析中的分辨率最高,为50％.结论 4个通用DNA条形码序列及其组合都并非黄精属药用植物不同种间有效区分鉴定的理想分子标记,但多序列联合分析能在一定程度上提高物种鉴定成功率.