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葉綠體基因組超級條形碼能否用于樟科植物的物種鑒定?

  從傳統的形態分類到DNA條形碼技術,都是為了解決地球上物種分類及鑒定問題,從而更有效地保護和持續利用生物多樣性資源。目前植物DNA條形碼正從單個或少數DNA片段向多個DNA片段組合、葉綠體基因組數據及基因組淺層測序等方面發展,并且已經在諸多研究中得到了廣泛地應用,尤其是基因組測序技術的巨大改進,使研究人員探索基因組超級DNA條形碼成為可能。 

  版納植物園李捷研究員團隊,多年來致力于樟科植物的分類學、系統發育與生物地理學研究。樟科植物作為熱帶雨林、亞熱帶常綠闊葉林等森林植被重要組成物種,快速準確地對該類群植物進行物種鑒定,其進行種質資源保護、群落生態生物地理學等研究的前提與基礎。然而,樟科植物中許多類群在分類系統學上一直存在爭議,全面而深入的樟科植物分類及系統發育關系研究仍舊非常欠缺,DNA條形碼技術為解決這一難題提供了契機 

  研究團隊通過廣泛的樣本收集,利用葉綠體全基因組與核基因數據對樟科25屬、133種的191個個體進行分類鑒定以及系統發育研究,探討了傳統葉綠體條形碼、專屬條形碼以及葉綠體全基因組對樟科物種的鑒定能力,同時利用葉綠體基因組數據開展了系統發育研究與核質一致性分析。研究發現葉綠體全基因組只能鑒定約60%的樟科物種,這與傳統的標準條形碼和專屬葉綠體DNA條形碼片段的鑒定率(40-50%)相比僅有適度的提高,但葉綠體基因組在糾正物種錯誤鑒定以及發現隱存種與新物種方面優勢明顯。同時,研究還進一步揭示了樟科植物類群間復雜的系統發育關系,在核質一致性分析中發現除厚殼桂族和無根藤族外,其余類群在葉綠體基因組與核基因間存在顯著的基因樹沖突與廣泛的不一致性 

  研究結果近期以Can plastid genome sequencing be used for species identification in the Lauraceae?為題發表于Botanical Journal of the Linnean Society版納植物園綜合保護中心植物系統發育與保護研究組劉志芳博士為論文第一作者,李捷研究員、英國愛丁堡皇家植物園Peter M. Hollingsworth教授、愛丁堡大學Alex D. Twyford教授以及中國科學院昆明植物研究所楊俊波高級工程師為論文共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金項目、中科院項目、科技基礎資源調查專項等項目的資助 

191個葉綠體全基因組及其提取基因鑒定能力比較

基于ML分析80GetOrganelle組裝的核質基因樹沖突/一致性分析

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