基于群体遗传学的黄连属dna条形码研究

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1、提‘要目的：基于群体遗传学的黄连属DNA条形码研究：①验证DNA条形码用于黄连属药用植物种间鉴别的可行性,进而探讨DNA条形码用于药用植物近缘种鉴别的可行性，特别是对栽培药用植物种间鉴别的可行性；②构建黄连属下各种间的遗传进化关系；③推断三角叶黄连和黄连的栽培起源。方法：我国黄连属共有6种和1变种，本研究共采集了分布于我国大陆地区的黄连属中常药用的4种和1变种[峨眉黄连Coptisoweiensis{Chen)C.Y.Cheng、三角口十黄连CoptisdeltoideaC.Y.ChengetHsiao、云南

2、黄连CoptisteetaWall、黄连CoptischinensisFranch及短粤黄连Coptischinensisvar.brevisepala]1??230株个体，提取DNA后进行叶绿体基因片段rbcL、matK、trnH-psbA和核基因片段HS的PCR扩增和测序，ITS片段测序中出现杂合现象的个体进行单克隆后再次测序。所有测序结果用ContigExpress和BioEditv.7进行序列比对。在MEGA4中基于K2P(Kimura2-parameter)模型计算所得测序结果的种内平均遗传距离和种

3、间平均遗传距离，用于评价黄连属种内及种间的变异关系。运用DmiSP软件分析所选4条片段序列中所包含的基因型，并用Network4.6.0.0.软件构建基因型网状进化树。结果：ITS,matK,trnH-psbA和rbcL4个条片段仅能将黄连属4种1变种中的云南黄连与其它种区分开，3条叶绿体基因片段对黄连属药用植物的种间鉴别能力均为20%,ITS核内基因片段的鉴别能力为20%?40%，所以4个片段均不适于黄连属内种间水平的区分。运用DnaSP软件在4条片段（rbcL、matK、trnH-psbA和ITS)序列汇

4、总矩阵中总结出所包含的基因型数目分别为6，12，19和11种,各基因型代表序列已提交至Gen_Bank中并获得了相应的序列号。运用Network4.6.0.0.软件构建的4个片段基因型网状进化树显示除云南黄连外的3个种和1个变种并未分布在单一进化枝上，_峨眉黄连、三角叶黄连和黄连具有共有基因型。由黄连属中栽培居群单克隆后数据可知，黄连属栽培居群的个体中出现核内基因HS片段基因型具有较高多样性的特征，并且种间具有较多共有基因型。结论：①本研究基于群体遗传学的黄连属DNA条形码研究表明，4条候选片段均不能将黄连属

5、各种区分开，与近年来在同一种内的采样个体数量不足的情况下的黄连属DNA条形码研究中获得的结果并不一致。要运用DNA条形码技术对以黄连属为代表的药用植物近缘种特别是栽培种进行鉴别时，应该基于群体遗传学进行DNA条形码的研究，根据所得数据分析种间及种内遗传进化关系而后检验所研究对象是否具有单系性，而后再进一步进行种间鉴别。ࠔ.②分析所得基因型网状进化树可知，黄连、峨眉黄连、三角叶黄连和短萼黄连具有共有基因型，此3种和1变种在遗传进化上并未分布在单一进化枝上，并未表现出单系性而表现为多系群。分析黄连属中栽培居群单克

6、隆后数据可知，黄连属栽培居群的个体中出现核内基因ITS片段基因型具有较高多样性的特征，并且种间具有较多共有基因型，由此可推断栽培过程中黄连属种间种质混杂导致种间反复杂交并且不断处于致同进化不完全状态。③分析本研究所得基因型网状进化树后，可知三角叶黄连分别与黄连和峨眉黄连具有较多共有基因型，短萼黄连与黄连也具有共有基因型，由此可初步推断三角叶黄连是由黄连和峨眉黄连杂交起源而来，短萼黄连可能是黄连栽培起源的祖先之一。关键词黄连属；DNA条形码；药用植物；群体遗传学StudyonDNAbarcodinginCopt

7、is(RanuncuIaceae)basedonpopulationgeneticsSpeciaIity：TraditionalChinesepharmacology.Author：LiuXiaoguangTutor；ProfessorZhangYongqing、ProfessorHuangLuqi、AssociateprofessorYuanQingjunAbstractObjective:StudyonDNAbarcodinginCoptis(Ranunculaceae)basedonpopulation

8、geneticswiththepurposeto:verifythediscriminatingfeasibilityofDNAbarcodingusedinidentificationofmedicinalCoptisSalisbplants,andthentoexplorethepossibilitiesofdiscriminatingfeasibilityofDNAbarcodingusedi