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1、植物学报ChineseBulletinofBotany2010,45(1):102–108,www.chinbullbotany.comdoi:10.3969/j.issn.1674-3466.2010.01.015·专题论坛·DNA条形码技术在植物中的研究现状*闫化学,于杰西南大学园艺园林学院,重庆400716摘要DNA条形码技术(DNAbarcoding)是用短的DNA片段对物种进行识别和鉴定的分子生物学技术。在动物研究中该技术已经成功应用于利用线粒体细胞色素c氧化酶亚基I(COI)进行物种鉴定和发现隐种或新物种。相对于动物,COI基因在高等植物中进化速率较慢,因此植物条形码研究以叶绿
2、体基因组作为重点,但目前还处于寻找合适的基因片段阶段。许多学者对此进行了积极的探索,报道了多种植物条形码的候选片段或组合,但还没有获得满足所有标准的特征位点片段。该文介绍了DNA条形码的标准、优点、工作流程及数据分析方法,总结了DNA条形码在植物中的研究现状。关键词COI基因,DNA条形码,植物闫化学,于杰(2010).DNA条形码技术在植物中的研究现状.植物学报45,102–108.自卡尔·林奈对生物物种进行系统分类以来,生进展综述如下。物学家利用各种各样的性状——颜色、外形和行为等来鉴定动物和植物。最近数十年,研究者开始利用1DNA条形码的标准及优点DNA中携带的遗传信息来完成这个任务
3、。DNA条形码理论上,DNA条形码利用A、T、C和G4个碱基,只需15(DNAbarcoding)技术是一种利用短的DNA片段对物要15个碱基位点就可以得到4个排列方式,远大于种进行识别和鉴定的新的分子生物学技术,是生物学现存物种的数量(肖金花等,2004)。Meyer和近期研究的热点之一。2003年,加拿大圭尔夫大学Paulay(2005)根据每百万年2%的物种进化速率,推(UniversityofGuelph)PaulHebert教授提出了“DNA测对于一个有1百万年生殖隔离历史的物种类群,一条形码”概念,将条形码技术引入生物界。其思想产生段长度为600bp的DNA序列平均就有12个特
4、征信号于现代商品零售业的条形编码系统,就像以超市条形位点可用于识别,即可以包括所有物种。即使在亲缘码识别产品一样,利用A、T、C和G4个碱基在基因关系很近的类群中,大多数物种的进化历史都超过了中的排列顺序识别物种。PaulHebert教授率先于1百万年,所以600bp的DNA片段足够分析当前绝大2003年选取线粒体细胞色素c氧化酶亚基I多数的物种。(cytochromecoxidasesubunit1,COI)作为动物中Kress等(2005)和Taberlet等(2007)提出了理想通用的物种鉴定标记(Hebertetal.,2003a,2003b),的DNA条形码标准,综合起来有以下几
5、点:(1)具有可并提出DNA条形码的定义:通过使用短的标准DNA以区分物种的足够变异和分化,同时种内变异必须足片段,对物种进行快速、准确的识别和鉴定。目前,够小;(2)有高度保守的引物设计区以便于设计通用引DNA条形码技术在很多动物分类群中得到了成功应物;(3)片段足够短,以便于DNA提取和PCR扩增,尤用(Hebertetal.,2004a,2004b;Wardetal.,2005;其是对部分降解的DNA的扩增。Hajibabaeietal.,2006;Yooetal.,2006;Kerretal.,生命条形码联盟(consortiumforthebarcodeof2007),有关植物条
6、形码的工作也在进行中,重点是life,CBOL)阐述了DNA条形码的优点(http://phe.选择合适的片段并对其进行评价(Pennisi,2007;rockefeller.edu/barcode/),可以概括为以下几点。(1)KressandErickson,2008)。本文就有关研究工作的以DNA序列为检测对象,其在个体发育过程中不会——————————————————收稿日期:2008-12-15;接受日期:2009-03-13基金项目:国家自然科学基金(No.30671450)*通讯作者。E-mail:ylp840203@163.com闫化学等:DNA条形码技术在植物中的研究现状
7、103改变。同种生物不同生长时期的DNA序列信息是相同andHebert,2008)。的,即使经过加工,形态发生变化,而DNA序列信息序列数据分析是DNA条形码探索的最重要环节。不会改变,较之传统的方法,扩大了检测样本的范动物条形码的分析方法成熟且简单,首先进行序列比围;同时样本部分受损也不会影响识别结果。(2)可进对和人工校正,通过MEGA或PAUP计算种内和种间行非专家物种鉴定。该技术是可机械重复的,只要设的K2P距
