《豆科锦鸡儿属的DNA条形码和物种分类鉴定》

  • 来源专题:生物育种
  • 编译者: 季雪婧
  • 发布时间:2024-10-22
  •     中国科学院西双版纳热带植物园(以下简称“版纳植物园”)宏观进化研究组立足中国云南和东南亚丰富的生物多样性,利用多学科理论和研究手段开展系统分类、宏观进化和生物多样性研究。近期该研究组研究人员在被子植物大科豆科锦鸡儿属的DNA条形码研究中取得进展。

        豆科(Fabaceae)为双子叶植物纲蔷薇超目豆目的一个成员,是以荚果为共同特征的一个大类群,为被子植物的第3大科,约650属,18000种,我国有172属,1485种13亚种153变种。豆科植物具有重要的经济价值,是人类食品中淀粉、蛋白质、油和蔬菜的重要来源之一。锦鸡儿属(Caragana)是豆科一个中等大小的属,全世界约有100种,主要分布于亚洲和东欧,落叶灌木。在我国,锦鸡儿属主要分布于中国西北部、中部和东部各省,喜光、抗旱、耐瘠薄,不仅具有观赏和药用价值,还是近年来主要的防沙治沙植物。

        在传统的形态分类中,锦鸡儿属主要依靠形态特征进行物种区分,但是由于形态变异复杂以及形态趋同等因素,使得锦鸡儿属的物种分类仍存在较大问题。版纳植物园宏观进化研究组Shabir Ahmad Rather助理研究员结合多年的野外调查和研究材料积累,对锦鸡儿属进行了几乎覆盖整个国内分布区的物种取样和多个DNA条形码片段测序,构建了迄今为止取样最全的系统发育树。研究结果显示,不同于国际DNA条形码协会推荐的rbcL +matK条形码组合,核nrITS和叶绿体DNA条形码psbA-trnH在锦鸡儿属具有较高的分辨率,因而推荐nrITS+psbA-trnH的条形码组合;利用DNA条形码构建的系统发育树,澄清了部分物种复合体的物种划分问题,如甘肃锦鸡儿(C. kansuensis)和白毛锦鸡儿 (C.licentiana)应该合并到甘蒙锦鸡儿(C. opulens)。然而,由于部分物种的样品较少,本研究未能解决一些形态近缘种之间的系统关系,今后需要开展更多工作。该研究以“DNA barcoding of recently diverging legume genera:         Assessing the temperate Asian Caragana (Fabaceae: Papilionoideae)”为题发表于植物系统分类和进化领域期刊Journal of Systematics and Evolution上,版纳植物园宏观进化研究组Shabir Ahmad Rather助理研究员为该论文的第一作者,刘红梅副研究员为通讯作者。该研究工作得到国家自然科学基金、云南省博士后科研项目和科技部科技基础性工作专项等项目的资助。

  • 原文来源:http://www.ebiotrade.com/newsf/2024-10/20241015073133505.htm
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    • 编译者:changjiang
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    •   长江是世界三大河流之一,也是亚洲第一长河,源于青藏高原,流经青海等11省市,止于东海,全长6,300余公里,落差约5,000米。长江流域面积广阔,地形地貌复杂,特别是上游的独特环境造就了众多特有鱼类物种。据统计,长江鱼类约400余种,鱼类产量占到我国淡水鱼类产量的70%左右,因此也被称为“淡水鱼类的摇篮”。近几十年,长江沿岸经济的蓬勃发展导致了生物栖息地不同程度的破坏,人类对资源的开发和利用远远超过其再生能力以及环境的容纳量,生物资源量急剧下降,特别是鱼类资源严重受损,部分鱼类甚至已经濒临灭绝。   为响应国家“五位一体”建设和落实长江大保护战略,对长江流域鱼类资源的多样性的评估急需更合理、更有效的分子鉴定体系。中国科学院水生生物研究所何舜平研究员学科组通过与西南大学等多家单位合作,利用十余年来采集到的长江鱼类样品评估了长江鱼类DNA条形码鉴定的有效性。该研究共收集长江鱼类2,830条条形码序列,涉及16目,40科,135属,238种。通过构建DNA条形码参考数据库,首次对长江流域鱼类进行了全面的分子评估,涉及到的物种约为目前已知物种的64.2%。结果表明,82%的鱼类物种能够有效鉴定到物种水平。三大高原鱼类复杂的形成及分化机制导致不同物种间存在共享单倍型,部分同属物种可能由于局部适应的趋同进化也存在共享单倍型,但通过条形码技术仍能够将这些物种很好的鉴定到科和属的水平。此外,研究也表明长江鱼类条形码生物多样性高于形态多样性,部分物种存在较高的隐存多样性。因此,该研究构建的DNA条形码参考数据库能够为后期的长江鱼类资源保护和监管提供有力帮助。   该研究已由博士研究生沈彦君等人完成,通讯作者为何舜平研究员。该研究得到中国科学院先导B项目基金的资助。相关论文已发表于Molecular Ecology Resources杂志上(DNA barcoding the ichthyofauna of the Yangtze River: insights from the molecular inventory of a mega-diverse temperate fauna)。 文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/1755-0998.12961
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    • 来源专题:生物育种
    • 编译者:姜丽华
    • 发布时间:2023-04-21
    • 两栖爬行动物总体形态较保守且存在趋同现象,给传统分类带来了困难,仅仅使用形态学的鉴定标准极大地影响了对其物种多样性的正确评估。DNA条形码技术由于采用数字化形式,使样本鉴定过程能够实现自动化和标准化,突破了对传统形态经验的过度依赖,不受生物体发育阶段的限制,可弥补传统形态学鉴定方法的不足。DNA条形码技术与传统形态学分类方法相结合不仅可以快速、准确的对物种进行鉴定和分类,还可能发现许多潜在的物种。   作为全球范围的两栖爬行动物DNA条形码“COLDCODE”计划发起团队之一,中国科学院昆明动物研究所张亚平团队和车静团队在前期的工作中已经解决了两栖爬行动物中COI引物扩增较为困难的瓶颈问题,为“COLDCODE”计划实施奠定了技术基础。   基于系统的野外考察和长期的积累,车静团队联合国内多家单位科研人员开展了广泛合作交流,结合NCBI已发表数据,首次系统性构建了中国蛇类DNA条形码参考数据集(COI),对中国蛇类多样性进行了评估。该研究涉及228个已知物种,占已描述物种的80.6%,覆盖了中国大部分区域。   研究表明:1.中国蛇类物种多样性被低估,保守估计中国蛇类存在至少36个未被描述的新种。这些未被描述的新种主要分布在游蛇科、水游蛇科和蝰科。除此之外,DNA条形码的结果还提示传统分类可能严重低估了中国蛇类的物种多样性。2.DNA条形码能够有效鉴定大部分的中国蛇类到物种水平,但是对于存在分类争议、不完全谱系分选、基因渐渗和复杂的物种形成及分化机制等类群,DNA条形码表现出较低的识别效率。3.部分物种DNA条形码数据分析呈现一定的谱系地理结构,如“海岛-大陆”分化模式(台湾海峡和琼州海峡的隔离作用)和中国“东-西”分化模式。   中国具有丰富的蛇类物种多样性,已知现存的蛇类有283种,隶属18科65属(截止2020年12月31日),占世界总蛇类种数的8%左右。近年来,中国蛇类物种数量仍然在不断增加。此外,近几十年来,由于对蛇类资源的过度开发利用,加之栖息地遭破坏、非法的收集和蛇类贸易等,中国蛇类面临严重威胁。根据IUCN的评估,其中有2种极危蛇种、4种濒危蛇种,18种易危和近危蛇种。同时,蛇类具有重要的应用价值,自古以来被人类所食用、药用以及作为化工原料,其中蛇毒是极为珍贵的药物原料,在医药领域中有很大利用价值。以上研究构建的DNA条形码参考数据集为中国蛇类研究、资源保护和监管提供了科学数据支撑。   以上研究成果发表于《分子生态资源》(Molecular Ecology Resources),车静、张亚平、宜宾学院教授郭鹏、安徽师范大学教授黄松为文章共同通讯作者。研究得到科技部重点研发项目、第二次青藏高原综合科学考察研究项目、中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金项目,以及中国西南野生生物种质资源库动物分库(国家重大科技基础设施专项)等相关项目的支持。