稻属物种的DNA条形码研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:guomenling
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
稻属(Oryza L.)有20多个物种,其中水稻(O.sativa)是最重要的粮食作物,为世界一半的人口提供了食物。稻属植物种子作为宝贵的种质资源被收集存放在种子库中,用于保存、育种和科学研究。稻属不同物种的种子较难从形态性状上区分,种子库中常有鉴定错误的种子样品,给种子资源利用带来不良后果。为了正确鉴定稻属的种子或其他材料,本研究首先界定了稻属物种,在此基础上分别分析常规DNA条形码、稻属专一DNA条形码和超级DNA条形码在稻属物种鉴定中的效用,以期达到快速、准确鉴别稻属材料的目的。  本研究补充测定了稻属5个物种的叶绿体基因组和2个高区分度的核基因(NP78、R22),结合GenBank的叶绿体基因组数据和这两个核基因数据进行系统发育分析,得出以下结论:(1)O.sativa的两个亚种粳稻(subsp.japonica)和籼稻(subsp.indica)分别来自普通野生稻(O.rufipogon)和一年生野稻(O.nivara);(2)非洲栽培稻(O.glaberrima)与野生亲本(O.barthii)同属一个物种;(3)确定BBCC基因组型非洲产O.schweinfurthiana(以前并入O.punctata)和亚洲产O.malampuzhaensis(以前并入O.officinalis)分别为独立的物种;(4)D基因组等于E基因组。最终确认稻属有24个物种。  在对稻属物种进行界定后,本研究首先分析通用DNA条形码matK和rbcL对稻属物种的分辨能力。这两个植物核心条形码能鉴定EE、FF和HHJJ的物种,rbcL仅能鉴定3个物种,matK可鉴定8个物种,因此稻属物种鉴定需要分辨率更高的专用条形码。  通过分析比较稻属物种的叶绿体全基因组,我们从中找出7个变异性最高的区域(clpP-rps12、matK、psaJ-rpl33、rpoB-trnC、rps16-trnQ、rps19-rpl22、trnV-ndhC),作为稻属专用的DNA条形码。其鉴别能力评估结果显示:单一的专用DNA条形码片段中,matK和rps16-trnQ的物种分辨率能力最高(在不同的评估方法中最高为45.83%),而clpP-rps12和rps19-rpl22的物种分辨率较低(16%左右)。这七个专用DNA候选条码的片段组合与通用条形码相比,物种的分辨率有明显提升(79%)。另外,这些专用DNA条形码在稻属不同染色体组型物种分辨能力不同。其中CCDD、EE、FF、HHJJ和HHKK染色体组型中的物种能很好的区分开(100%),而AA、BB、BBCC、CC和GG染色体组型中的物种鉴定能力相对较弱。  随着测序技术的发展,用整个叶绿体基因组序列(即超级DNA条形码)鉴别物种已经成为现实。我们补充测定了五个多倍体物种的叶绿体全基因组,结合公共数据库中的叶绿体全基因组数据,应用超级条形码对样品进行判别。与专用DNA条形码相比,超级DNA条形码以很高的支持率解决了AA、BB、BBCC、CC和GG染色体组型物种难以区分的难题。  稻属具有重要的经济价值,杂交育种工作使得材料鉴定难度增加,因而无论是种质资源材料,还是公共数据库中的数据,都存在较高比例的错误鉴定。用DNA条形码对所获得的种子库材料的鉴定结果显示,7%的种子材料鉴定错误。  本研究用叶绿体基因组全面分析了稻属所有物种,筛选出了高变异的专用DNA条形码,为稻属材料的DNA条形码鉴定打下了坚实基础,为稻属遗传资源保护、科研材料的正确性提供技术支撑,可避免人力、物力和时间的浪费。
其他文献
促血小板生成素(Thrombopoietin,TPO)受体c-Mpl属于造血因子受体超家族,其特征为含有4个半胱氨酸的200个氨基酸的保守区域和位于该区域C端附近的Trp-Ser-X-Trp-Ser顺序.人c-M
在城市发展中,市政工程建设是不可缺少的部分.其不仅可以使得城市居民的生活更加便捷,而且也能够为城市带来很多方面的经济效益,推动城市的有效发展,提高城市的综合竞争力.但
此文详细分析了目前土木工程施工管理中具有的问题,并提出了相应的处理措施.
城市规划需要综合考虑城市的布局,协调城市的整体规划,科学的依靠地形和交通特性对城市进行科学的规划,根据空间的布局完善各个片区的职能,形成整个城市的整体发展.而建筑是
DNA的复制属于半不连续复制。其中前导链DNA的复制为连续的,而后随链DNA的复制只能以冈崎片段为单位分段进行。将这些离散的冈崎片段连接为完整新链的过程被称为冈崎片段的成
旋转式音圈电机因其具有惯量小、跟踪精度高、直接驱动、无齿槽结构的特点,在精密伺服系统中的应用越来越广泛。近年来,随着对产品指标要求的不断提高,对旋转式音圈电机的驱动控
结核病是由结核分枝杆菌引起的一种慢性疾病,在全球范围仍然是最严重的公共卫生威胁之一。耐药分枝杆菌的出现使得结核病的防治面临更严峻的挑战。发展抗结核新型药物对于有效
随着社会经济的不断发展,经济呈现出一体化和全球化的趋势,国际经济贸易也随之不断发展壮大,这使世界各国经济联系更为紧密和频繁。大力发展我国对外经济贸易是发展经济的重
有机化工合成是一种化学工艺,其具有鲜明的特点,能在有机化工的合成过程中保持很高的纯度,具有明显的专一性,较快地促成氧化物生成,在合成过程中不会有污染情况出现,对环境没
招标代理机构区别于其他结构的主要特点是通过综合行业资源,促进了中国招标行业的稳定平衡进步,但是,许多招标阶段也存在一些问题,这些问题直接影响了参与者的权益.在当前的