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運用生物信息學方法鑒別易混種射干和鳶尾

2014-03-15 01:08:13
佳木斯職業(yè)學院學報 2014年12期
關鍵詞:射干鳶尾條形碼

陳 瑩

(福建農(nóng)林大學園林學院福建 福州 350002)

運用生物信息學方法鑒別易混種射干和鳶尾

陳 瑩

(福建農(nóng)林大學園林學院福建 福州 350002)

利用GenBank核酸數(shù)據(jù)庫中rbcL序列鑒定觀賞藥用植物易混品種射干和鳶尾。在GenBank核酸數(shù)據(jù)庫下載射干和鳶尾的rbcL序列,NCBI虛擬PCR方法獲取共有的對應片段,應用 MEGA5.0 軟件計算種內(nèi)種間(K2P)遺傳距離和構建鄰接(NJ)系統(tǒng)聚類樹。獲得4個射干rbcL序列及7個鳶尾rbcL序列,這些序列在30bp-630bp之間具有對應序列,基于該段序列分析顯示射干和鳶尾之間的 K2P 遺傳距離0.01,遠大于鳶尾種內(nèi)遺傳距離(0.001)與射干種內(nèi)遺傳距離(0); NJ系統(tǒng)聚類樹結果表明能將射干和鳶尾區(qū)分開來,分別單獨聚為一類。結果表明:所選rbcL序列適用于射干和鳶尾的鑒別,可為射干和鳶尾準確應用提供鑒定依據(jù)。

射干;鳶尾;rbcL序列 ; DNA條形碼;混淆品種

射干(Belamcanda chinensis (L.)Redouté)與鳶尾(Iris tectorum Maxim. )同為鴛尾科植物,為多年生草本,主要分布在中國中南部,均具有較高觀賞與藥用價值,但是其應用價值不盡相同,特別是其藥用價值差異較大,應嚴格區(qū)別[1]。而實際應用中,二者之間代用、誤用現(xiàn)象屢屢發(fā)生。從葉的形態(tài)與顯微特征等傳統(tǒng)手段對兩者進行鑒別存一定難度,DNA條形碼分析技術為物種鑒定提供了可靠的識別方法,近幾年來已成為研究熱點。葉綠體DNA中rbcL序列,已被證明可用于對多種植物在種水平的識別[2-3]。本研究應用rbcL條形碼對易混品種射干與鳶尾進行鑒定分析,旨在為射干與鳶尾的快速準確鑒定及其準確應用提供科學依據(jù)。

一、材料與方法

1.樣本

從GenBank下載不同來源的4 個射干rbcL序列(登錄號:AJ309694.1,GQ436298.1,JF972897.1, AJ307078.1),7個鳶尾rbcL序列(登錄號:JF942087.1,JF942088.1,JF942089.1,JF942090.1,JF942091.1,JF942092.1,GQ436732.1)。

2.序列處理

所獲射干與鳶尾rbcL序列,利用NCBI虛擬PCR方法獲取共有的對應片段,以備后續(xù)分析。?

3.數(shù)據(jù)分析

利用MEGA5.0 軟件進行種內(nèi)種間Kimura 2-parameter (K2P)遺傳距離分析,最近距離法(Nearsest distance)及構建鄰接(NJ)系統(tǒng)聚類樹對射干與鳶尾進行鑒定分析。

二、結果

1.序列分析

所下載射干與鳶尾rbcL序列長短不一致,利用NCBI虛擬PCR方法獲取共有的對應片段,在序列30~630 bp 之間獲得共有對應序列,在該片段之內(nèi),僅有9個SNP位點,可見射干與鳶尾進化上在該序列中的變異極小,位點突變率僅達1.5%;

2.種內(nèi)種間遺傳距離分析

各樣本種內(nèi)種間遺傳距離分析表明,射干4個樣本序列的種內(nèi)沒有變異,K2P平均遺傳距離分為0;而鳶尾7個樣本序列的種內(nèi)極小,K2P平均遺傳距離分為0.001;但種間的變異略大,K2P 遺傳距離達0.01,遠大于鳶尾與射干的種內(nèi)遺傳距離。因此,rbcL序列能夠將鳶尾與射干區(qū)分開。

3.系統(tǒng)聚類樹鑒定結果

所獲得射干和鳶尾的rbcL序列,應用Meg 5.0軟件構建NJ系統(tǒng)聚類樹,詳見圖1。

圖1 基于NJ 法構建rbcL 序列的射干與鳶尾的系統(tǒng)聚類樹Fig1 Phylogenetic tree of B.chinensis and I. tectorum based on NJ method

由圖1 可知,rbcL條形碼可將4個射干樣品序列單獨聚為一類,7個鳶尾樣品序列單獨聚為另一類,種間沒有交叉,能夠明顯區(qū)分開,表明rbcL 序列可準確鑒別射干和鳶尾。

三、小結

射干與鳶尾耐陰、耐旱,分布廣泛,在園林與醫(yī)藥中均有較廣泛的應用,但由于形態(tài)極相似,在實際應用中常相互誤用,急需快速準確的鑒定方法。本研究運用生物信息學的手段對射干和鳶尾的rbcL條形碼序列進行遺傳距離與聚類分析,確定所研究序列適用于對射干和鳶尾的鑒定了,為進一步利用該條形碼進行分子生物學鑒定提供一定的理論依據(jù)。

[1]國家藥典委員會.中國藥典[S].一部.北京:中國醫(yī)藥科技出版,2010.

[2]陳士林,宋經(jīng)元,姚輝,等.藥用植物 DNA條形碼鑒定策略及關鍵技術分析[J].中國天然藥物,2009,7(5)322-327.

[3]陳士林,姚輝,宋經(jīng)元,等.基于DNA barcode (條形碼)技術的中藥材鑒定[J].世界科學技術-中醫(yī)藥現(xiàn)代化,2007.9(3)7-12.

Q811.4

A

1000-9795(2014)012-000173-02

陳 瑩(1981-),女,福建閩候人,碩士,講師,研究方向:觀賞藥用植物與園林生態(tài)研究。

福建省教育廳科技項目(JB13052)。

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