木本竹类植物DNA条形码研究

	木本竹类植物DNA条形码研究
	蔡兆明
导师	李德铢
学位专业	植物学
摘要	竹亚科是禾本科中的一个重要类群，在工业、林业、生态等方面具有重要价值，同时在我国人民的日常生活和文化生活中占据特殊重要的位置。然而，竹亚科植物由于有性生殖周期长、繁殖性状不易获得及营养性状不够稳定等诸多原因导致形态学的分类鉴定十分困难。DNA条形码技术对物种的鉴定不依赖于生物体的形态性状，在物种鉴定方面显示了重要的作用。本研究选取了CBOL植物工作组推荐的核心条形码标记片段 rbcL、matK以及两个补充条形码trnH-psbA和ITS对15属32种117个木本竹类植物样本进行研究，以评价DNA条形码技术在竹类植物鉴定中的应用效果，并筛选适合木本竹类植物鉴定的DNA条形码，主要结果和结论如下：三个叶绿体片段均具有较好的引物通用性，其PCR扩增和测序成功率均达到100%。matK引物390F和1326R，rbcL引物1F和rbcL-a_r和trnH-psbA引物trnH和psbA可作为木本竹类植物DNA条形码研究中的通用引物。ITS在木本竹类植物中扩增及测序成功率均较低，需设计本竹类植物ITS新引物以提高其通用性。根据四个DNA片段加上ITS2的评估，核糖体ITS片段具有最大的种间和种内平均遗传距离，而trnH-psbA的种间和种内平均遗传距离则最小。Wilcoxon signed rank test检测表明，五个DNA片段间的种内变异率差异不显著，而种间变异率存在一定的差异，ITS较三个叶绿体片段具有更大的种间变异速率。种内及种间平均遗传距离分布表明五个条形码均没有明显的“Barcoding Gap”。三个叶绿体片段在木本竹类植物中具有较低的分辨率，无论在属级水平还是种级水平的鉴定率均未能超过20%。三个叶绿体片段中，rbcL的鉴别率略高于matK和trnH-psbA，但仍很难满足物种鉴定的需要，需与进化速率更快的片段作为木本竹类植物的组合条形码。核基因ITS具有较高的鉴定成功率，在属级水平上该片段鉴定率为62.5%，在种级水平上鉴定率为66.7%。ITS2与ITS序列具有相似的物种分辨率，如该片段能够克服ITS所存在的扩增及测序成功率低等问题，可作为ITS的替代条形码作为木本竹类植物的DNA条形码，是ITS片段的一个有效的补充片段。相比于单条形码，多条形码组合的鉴别率有明显提高。CBOL植物工作组推荐的双条形码组合rbcL + matK在竹类植物中鉴定率较低，并不适合作为该类群的DNA条形码。在双条形码组合中，rbcL + ITS 具有最高的鉴定率，在属级和种级水平的鉴定率分别达到87.5%和83.33%。在双条形码组合的基础上，增加叶绿体片段（如三条形码组合和四条形码组合）未能提高物种鉴别率，仅增加部分物种分支的支持率。综合经济投入、工作量及物种鉴定率等多方面因素，我们建议rbcL + ITS作为木本竹类植物DNA条形码的最佳组合.
语种	中文
	2011-05
学位授予单位	中国科学院研究生院
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.kib.ac.cn/handle/151853/16891
专题	昆明植物所硕博研究生毕业学位论文
推荐引用方式 GB/T 7714	蔡兆明. 木本竹类植物DNA条形码研究 [D]. 中国科学院研究生院,2011.

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