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樟科植物DNA Barcode及香樟系统地理学的初步研究

摘要DNA barcode是指基于一小段DNA序列来区分物种的方法。其准确、快速的特点在识别已知物种、发现新物种以及生物多样性研究方面都有着广阔的应用前景。在动物中,线粒体基因的细胞色素C氧化酶I号基因(COI)中一段长为约600bp的区间已经被证实为适合人多数动物的DNA barcode区间。但在植物中,由于植物自身的特点,DNA barcode相对于其在动物中的研究来说要困难得多,并且至今还没有达成一致性观点。 在陆生植物中,叶绿体中psbA-tmH基因间隔区间和一部分matK基因被认为是两个理想的但又饱受争议的DNA barcodc区间。本研究分析并比较了上述两区间在樟科7个属,共34个物种(包括许多亲缘关系很近的物种)中的区分效果.并通过香樟叶绿体基因组psbA-tmH和tmS-tmG基因间隔区间的测序,对其进行了系统地理学研究。结果表明: (1)psbA-trnH和matK区间的引物在所有34个樟科物种中的PCR扩增成功率都达到了100%。在34个物种中(包括许多近缘物种),psbA-trnH序列区分出了26个截然不同的序列,matK序列共区分出了22个不同的序列,分别占到了总数的76.47%和64.71%。两个区间在不同属物种之间都能够很好的区分,但在一些亲缘关系十分近物种的区分上还存在困难。另外将psbA-tmH以及matK序列组合起来,也没有显示出比单独的psbA-tmH区间能区分出更多的序列。 (2)由于psbA-tmH区间在近缘物种之间的序列分化值(2.45%)要远远大于matK区间(0.36%),前者将近为后者的7倍,因此我们建议相比matK基因区间而言,叶绿体psbA-tmH区间作为陆生植物的首选质体DNA barcodc区间更合理。 (3)另外运用实验所获得的樟科植物DNA barcode数据,我们发现在NCBI数据库中香樟(Cinnamomum camphora)所对应的编号为AB331294的序列与本实验中获得的香樟该段区间所对应的序列两者之间有13个碱基的差别,序列分化大小达到了2.6%;而与本实验所获得的银术(Cinnamomum septentrionale)-香樟的一近缘种所对应的序列两者之间只有1个碱基的差别,序列分化只有0.3%,因此,我们认为NCBI数据库中编号为AB331294的序列并非对应的是香樟物种,而很可能是银术或者为银木的一个种内变异。 (4)中国人陆香樟的遗传多样性非常低。

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