基于DNA条形码技术对山茶属植物物种鉴别的探讨

发布时间：2020-05-19 11:21

【摘要】：本研究运用DNA条形码(DNA barcoding)检测技术,选取叶绿体基因组中的序列rbc L,matK,trnH-psbA序列与核基因组中的ITS,ITS2序列作为DNA条形码候选片段,验证其对山茶属植物的应用效力,以期在不受外部形态、发育阶段限制的条件下准确、快速、大规模地对山茶属植物进行鉴定,分析其亲缘关系及物种演化进程。采集山茶属植物18个组共64个植物样品,提取基因组DNA并用于序列的扩增,从引物的通用性、序列的测定成功率来看,叶绿体基因序列rbcL,matK和trn H-psbA能够成功扩增和测序;而基因组序列ITS和ITS2序列引物通用性不高,有较多杂带出现,PCR产物出现了结合和杂合的问题,导致测序失败。ITS序列难以扩增的现象较普遍,推测可能的原因是山茶属植物核基因组中存在多拷贝现象,或是引物特异性不强,致使PCR扩增产物杂带过多,无法获得正确序列信息。叶绿体基因rbcL,matK和trnH-psbA序列在山茶属基因扩增中较易获得,引物适用性高,可作为候选DNA条形码片段。主要结果如下:1山茶属植物组织含有较多的糖类、多酚类、单宁、蛋白质等次生代谢物质,在提取植物DNA时,能够与DNA分子发生特异地结合,从而污染样品。本试采取改良的CTAB法,对山茶属植物DNA提取具有较好的效果。2本研究共获得山茶属内物种的rbcL序列61条,长度为569 bp;matK序列64条,长度为846bp;trnH-psbA基因序列62条,长度为491bp,其中,trnH-psbA序列含有最多的变异位点(156)。3单一序列rbcL,matK和trn H-psbA在山茶属内的鉴定效率分别为29.51%、10.94%和32.26%,并且能够成功区分不同属植物。选取米碎柃木(Eurya chinensis)、红淡比(Cleyera japonica)、厚皮香(Ternstroemia gymnanthera)、碧桃(Prunus persica)、木蓝属植物Indigofera aspalathoides、爱玉子(Ficus pumila var.Awkeotsang)和石榴(Punicagranatum)为外类群时,三个基因片段都能在属的水平将物种正确鉴定,rbcL,matK和trnH-psbA的属间鉴定成功率分别为75%,87.50%和87.50%。4组合序列中,matK+rbcL对于山茶属植物具有最大的物种鉴别率(36.07%),组合序列的鉴定结果与单一片段相似。结果表明,山茶属植物的保守性较大,山茶属植物中实果茶组、茶组、金花茶组、红山茶组和超长柄茶组变异率较大,能够正确鉴定。
【图文】：

序列,DNA提取,CTAB法,样品

样品 DNA 提取琼脂糖凝胶电泳检测结果（左侧采用试剂盒法，右侧用改良的ctrophoregram of total DNA of the genus Camellia(The results on the left side basedmethod and the right side based on the modified CTAB method. )段 PCR 扩增结果增效率是评价 DNA 条形码适用性的一个重要指标，，本研究共选用，分别是 rbcL, matK, trnH-psbA,ITS 和 ITS2 序列。如图 2-2～2-4 所示

序列,序列,PCR扩增

图 2-2 rbcL 序列 PCR 扩增琼脂糖凝胶电泳检测图Fig 2-2 Electrophoregram of PCR products of rbcL sequences
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S685.14

【参考文献】