柑橘及其近緣屬植物DNA條形碼研究.pdf

1、DNA條形碼技術(shù)(DNA Barcoding)是一種利用短的DNA片段對(duì)物種進(jìn)行識(shí)別和鑒定的分子生物學(xué)技術(shù)，它作為一種新興的分類學(xué)研究技術(shù)，近年來引起了越來越多的生物學(xué)家的關(guān)注。DNA條形碼技術(shù)的原理是根據(jù)基因序列的種間遺傳變異大于種內(nèi)遺傳變異而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確快速的物種鑒定。自2003年加拿大科學(xué)家Paul Hebert等提出該技術(shù)以來，已在昆蟲、鳥類、魚類等動(dòng)物及硅藻類和原核生物中成功應(yīng)用。在動(dòng)物的DNA條形碼研究中，線粒體細(xì)胞色素c氧化酶

2、亞基I(COI)基因片段已被最成功地用于新種的發(fā)現(xiàn)和隱性種的鑒定。然而，COI基因在高等植物中進(jìn)化速率相對(duì)較慢，并不適合作為植物DNA條形碼。目前，國內(nèi)外植物DNA條形碼研究還處于尋找合適的基因片段的階段，許多學(xué)者進(jìn)行了積極的探索，報(bào)道了多種植物條形碼候選片段或片段組合，但迄今仍沒有找到能滿足所有標(biāo)準(zhǔn)的DNA條形碼特征片段。
　　 柑橘屬(Citrus L.)由林奈1753年訂立，系蕓香科(Rutaceae)、柑橘亞科(Aura

3、ntioideae)植物。根據(jù)雄蕊數(shù)目及汁胞構(gòu)造的不同，Swingle和Reece(1967)將柑橘屬及其近緣的五個(gè)屬，枳屬(Poncirus Raf.)、金柑屬(Fortunella Swingle)、澳枳檬屬(Microcitrus Swingle)、澳沙檬屬(Eremocitrus Swingle)和多蕊橘屬(Clymenia Swingle)一起劃歸為真正柑橘果樹類。在過去250余年的時(shí)間里，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)柑桔及其近緣屬植物的分類

4、和系統(tǒng)發(fā)生問題從形態(tài)到分子開展了一系列研究。然而，由于研究方法和使用的證據(jù)的不同，不同學(xué)者得到了不同的研究結(jié)論，造成了柑橘分類在亞屬劃分和種的數(shù)目等關(guān)鍵問題上分歧依然很大。準(zhǔn)確地弄清柑橘及其近緣屬植物之間的系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系，對(duì)有關(guān)的物種進(jìn)行準(zhǔn)確、快速的識(shí)別和鑒定，對(duì)未來柑橘屬植物的遺傳育種，種質(zhì)資源的深入研究、保護(hù)和利用都具有重要的理論和實(shí)踐價(jià)值。
　　 本論文以真正柑橘果樹類6屬植物59個(gè)生物類型為研究材料，用matK、rpoB、

5、rpoC1、trnG-trnS、psbH-petB、trnL-trnF等六個(gè)葉綠體片段和細(xì)胞核ITS序列作為候選基因片段，分別分析了這些候選片段在真正柑橘果樹類6屬間和柑橘屬內(nèi)物種的識(shí)別能力，試圖為植物界的DNA條形碼研究提供新信息?；谶z傳距離分析了真正柑橘果樹類屬間及柑橘屬內(nèi)種間種內(nèi)變異，討論了各片段及片段組合作為該類群植物條形碼的適應(yīng)性。結(jié)果顯示，在遺傳距離方面，ITS序列表現(xiàn)出作為該類群植物條形碼的潛力。我們還以九里香(Murr

6、aya paniculata L.)、蠔殼刺(Severinia buxifolia(Poir.)Tenore)和酒餅簕(Atalantia buxifolia(Poir.)Oliv.)作為外類群，利用PAUP計(jì)算機(jī)軟件分別用MP法、NJ法和UPGMA法，使用七個(gè)單片段和三個(gè)組合(ITS+matK、matK+trnG-trnS+psbH-petB、matK+rpoB+rpoC1)分別構(gòu)建了系統(tǒng)進(jìn)化樹，討論了候選片段鑒定屬的能力；以枳(P

7、.trifoliata(L.)Raf.)、富民枳(P.polyandra S.Q.Ding,X.N.Zhang Z.R.Bao& M.Q.Liang)和飛龍枳(P.trifoliata var.monstrosa(T.Ito)Swing.)為外類群，討論各候選片段鑒定柑橘屬內(nèi)種的能力。結(jié)果顯示，所有候選條碼的屬和屬內(nèi)種的物種鑒定率都較低，不能完成對(duì)該類群植物的準(zhǔn)確鑒定。最后，我們重點(diǎn)討論了ITS、matK和片段組合等作為柑橘及其近緣植物