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DNA条形码技术在石耳属地衣分类中的应用

作　者: 郑方圆
导　师: 刘川鹏
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: 石耳属地衣 DNA条形码 rDNA-ITS 物种鉴定树 微型条码
分类号: Q949
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


DNA条形码技术,是一种借助生物体的一段DNA短片段来对生物进行快速鉴定的技术。作为传统分类学的辅助手段,DNA条形码技术以数字化为特征,因而对物种的自动化鉴定、生物多样性的监测以及濒危物种的保护都具有重大的意义。石耳属地衣是一类大型、独立、叶状的地衣型真菌,因其分布广,所处系统进化位置特殊,并具食用、药用等多种经济价值,一直是分类学者关注的热点之一。本研究首先对ITS序列是否是石耳属合适的DNA条形码进行了评估,确定了ITS序列是石耳属合适的DNA条形码区段。本研究供试的石耳属地衣标本共305份,利用通用引物ITS5和ITS4特异性地扩增了石耳属地衣的ITS序列,共获得有效ITS序列228条,扩增及测序的成功率达74.8%。对228条ITS序列进行序列比对,获得可作为DNA条形码的有效序列长度为520 bp。在此基础上,本研究利用Mega 5.0构建了物种鉴定树,结果表明ITS序列将供试的15个种的石耳属地衣标本划分为8大聚类簇,成功聚类了12个种。通过物种鉴定树的构建还印证了U. yunnana的疑似种和U. hypococcinea的新亚种在种系发生中的位置。同时,我们在确定了ITS作为合适的石耳属地衣DNA条形码的基础上,进一步在ITS1和ITS2两个区域寻找石耳属地衣各物种的特有序列,即微型条码。共寻找到石耳属地衣18个种的微型条码共24条,仅通过3-4个差异碱基的组合即可区分不同的物种,物种内特有序列的获得弥补了系统发生树无法将亲缘关系较近的地理替代种以及种对区分开的缺陷。本研究在传统分类学的基础上,应用ITS序列作为DNA条形码可轻松简便地将石耳属内各物种区分开,并能进一步确认某些疑似亚种或新种在石耳属地衣中的系统位置;同时微型条码的获得也为后续物种鉴定芯片的应用提供了研究依据。这将对地衣分类学的表型与基因型相结合的研究具有重要意义。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第1章 绪论  8-18
  1.1 DNA 条形码概述  8-10
    1.1.1 DNA 条形码发展简史  8-9
    1.1.2 DNA 条形码原理  9-10
    1.1.3 微型条形码  10
  1.2 条形码在各物种类群中的应用  10-13
    1.2.1 DNA 条形码在动物中的应用  11-12
    1.2.2 DNA 条形码在植物中的应用  12
    1.2.3 DNA 条形码在真菌中的应用  12-13
  1.3 DNA 条形码存在的问题及解决方法  13-14
  1.4 石耳属地衣Umbilicaria 研究综述  14-16
    1.4.1 地衣型真菌简介  15
    1.4.2 石耳属地衣  15-16
  1.5 本文主要研究内容  16-17
  1.6 本章小结  17-18
第2章 材料与方法  18-30
  2.1 实验材料  18-25
    2.1.1 实验标本  18-22
    2.1.2 GenBank 中获得的ITS 序列  22-23
    2.1.3 主要试剂及缓冲液配制  23-24
    2.1.4 PCR 反应所需引物  24
    2.1.5 主要仪器设备  24-25
    2.1.6 主要分析软件  25
  2.2 实验方法  25-29
    2.2.1 标本采集及标记  25-26
    2.2.2 基因组DNA 的提取与检测  26-27
    2.2.3 PCR 扩增ITS 序列  27-28
    2.2.4 序列比对、系统树建立及遗传距离分析  28-29
  2.3 本章小结  29-30
第3章 石耳属地衣DNA 条形码区段评估  30-41
  3.1 引言  30
  3.2 ITS 序列扩增与测序的普遍性  30-33
  3.3 物种鉴定树建立  33-37
  3.4 石耳属遗传距离分析  37-38
  3.5 本章讨论  38-40
    3.5.1 标本年代的选择  38
    3.5.2 DNA 提取方法的选择  38
    3.5.3 比对软件的使用  38-39
    3.5.4 以ITS 序列作为石耳属地衣的条形码的可行性  39-40
  3.6 本章小结  40-41
第4章 微型条码的筛选  41-51
  4.1 引言  41
  4.2 石耳属地衣各物种ITS 序列系统树的建立  41-42
  4.3 石耳属典型物种微型条码  42-48
  4.4 本章讨论  48-50
  4.5 本章小结  50-51
结论  51-52
参考文献  52-58
攻读学位期间发表的学术论文  58-60
致谢  60

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中图分类: > 生物科学 > 植物学 > 植物分类学（系统植物学）
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