马鞭草科和茜草科植物DNA条形码研究

摘要

目的:通过对国际热点的植物DNA条形码候选序列psbA-trnH,rbcL、matK和ITS2/ITS进行研究和分析,筛选出适合马鞭草科和茜草科药用植物鉴定的DNA条形码序列。
　　 方法:选择psbA-trnH、rbcL、miatK、ITS2/ITS序列的通用引物、对马鞭草科和茜草科植物DNA样品进行扩增和测序,用扩增及测序成功率、种内种间差异、barcoding gap、基于BLAST1和Nearest Distance方法的鉴定成功率以及系统发育树等指标来评价各候选序列的鉴定能力。
　　 结果:对马鞭草科32个种55个样本的序列分析发现,matK的扩增成功率太低,未纳入后续分析,ITS、ITS2、psbA-trnH以及rbcL的扩增及测序成功率分别为83.6％(46)、83.6%(46)、96.4%(53)、98.2%(54),其鉴定成功率除rbcl为77.8%(BLAST1)和75.9%(Nearest Distance)外都为100%,但ITS2序列的种间,种内差异,barcoding gap较psbA-trnH,ITS有明显优势。ITS2序列进一步纳入网上163个样本的数据后其鉴定成功率依然可以达到89.5%(BLAST1),87.6%(Nearest Distance)。且在属水平上皆为100%。
　　 马鞭草科大青族的ITS、ITS2、psbA-trnH以及,rbcL的扩增及测序成功率分别为96.0%(24)、96.0%(24)、100.0%(25)、100.0%(25),ITS2序列和psbA-trnH的种间,种内种间差异以及鉴定成功率无显著差异。
　　 对于茜草科53个种85个样本的ITS2,psbA-traH以及rbcL的扩增及测序成功率分别为72.9%(62)、96.5%(82)、88.2%(75),ITS2,psbA-trnH序列的鉴定成功率均为100%,rbcL序列种水平上的鉴定成功率为76.0%,73.3%。加入网上数据之后共929个样本,ITS2序列在物种水平上的鉴定成功率为83.5%(BLAST1),80.4%(Nearest Distance),属水平上为96.7%(BLAST1),96.4%(Nearest Distance)。
　　 结论:ITS2序列可以做为马鞭草科和茜草科的候选序列,而psbA-trnH序列由于其良好的扩增及测序成功率,可作为补充序列,ITS2序列和psbA-trnH序列是茜草科和马鞭草科较好的条形码序列组合,在马鞭草科大青族中可将psbA-trnH序列作为主鉴别序列。