广西蜘蛛抱蛋属植物的DNA条形码研究

地区:上海市 宝山区

关键词:广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所

成果类型:其它

成果领域:生物与新医药

成果编号:A2021061000001881

成果描述:

课题来源:广西自然科学基金青年基金项目“广西蜘蛛抱蛋属植物的DNA条形码研究”(2011GXNSFB018051)。广义百合科(Liliaceae)蜘蛛抱蛋属Aspidistra Ker-Gawl.是典型的东南亚植物种类。本属植物四季青翠,故有“万年青”之称,其叶形优美,株形挺拔整齐,整体观赏效果极佳,现国内外广泛栽培,多作公园、庭院和室内的观赏植物;有些种类的花大而美丽,堪称花中珍品。此外,该属植物的近1/3的种类已作民间用药。同时,由于本属植物分布狭域性的特点,近半数种类已处于濒危和受威胁状态。然而,因其花出现于地表面,大多数较小而不显眼,易被枯枝落叶掩盖,并且在同一居群的众多植株中,常常仅少数开花,不易采集标本,增加了分类研究工作的难度。与传统形态分类学相比,DNA条形码技术的最大优势在于数据丰富准确,易于解释,通过不同的基因分别对同一个类群的系统发育进行研究,给出较为可靠或得以证明的聚类,从而指出根据形态性状确定的分类中那些错误的归类,或对于那些用形态性状无法确定系统关系的类群,给出他们的系统位置。该项目的实施不仅有助于对整个蜘蛛抱蛋属进行系统发育树的重建,而且必将对园艺和医药事业的发展以及生物多样性的保护产生深远的影响。通过对项目的实施获得了广西蜘蛛抱蛋属植物30种的三个叶绿体基因(rbcL、psbA-trnH和matK基因),其扩增成功率分别为80%、85%和100%。通过实验室研究发现,ITS1和ITS2在蜘蛛抱蛋属植物中的扩增成功率为0,并结合已有的研究报道,表明报道的ITS1和ITS2通用引物或反应条件不适用于该属物种,筛选通用引物和探索合适的反应条件需要进一步深入的研究。此外,通过对单拷贝编码蛋白基因的筛选,获得适用于本属植物的单拷贝基因。通过单基因之间的比较,课题组发现已获得的单拷贝核基因提供的信息位点数目高于3个常用的叶绿体基因。通过比对法分析,单一序列的鉴定成功率以单拷贝核基因最高,为80%,matK其次,为70%,psbA-trnH和rbcL均低于40%;条形码组合序列的鉴定成功率均较单一序列高,其中,matK +单拷贝核基因的组合序列的鉴定成功率最高,达到100%,较之之前的研究有着很大的优势。此外,通过利用单拷贝核基因与叶绿体基因的联合分析,探讨了广西蜘蛛抱蛋属物种间的系统发育关系。
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