【摘 要】
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五倍子是一味传统中药,既具有重要的药用价值又可以作为工业原料。五倍子是盐肤木属植物被倍蚜取食刺激诱导产生的虫瘿组织,但虫瘿组织与寄主植物的基因是否存在差异却从未有人做过研究,且对其基原植物盐肤木属的物种分类与鉴定研究也非常少。DNA条形码技术能够对物种进行快速准确鉴定;叶绿体基因组研究可应用于物种鉴定、叶绿体基因工程、系统进化及分类研究,两者均可用于物种鉴定与分类研究且各有优势。本研究对五倍子基原
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五倍子是一味传统中药,既具有重要的药用价值又可以作为工业原料。五倍子是盐肤木属植物被倍蚜取食刺激诱导产生的虫瘿组织,但虫瘿组织与寄主植物的基因是否存在差异却从未有人做过研究,且对其基原植物盐肤木属的物种分类与鉴定研究也非常少。DNA条形码技术能够对物种进行快速准确鉴定;叶绿体基因组研究可应用于物种鉴定、叶绿体基因工程、系统进化及分类研究,两者均可用于物种鉴定与分类研究且各有优势。本研究对五倍子基原植物及其上五倍子虫瘿进行通用条形码序列PCR扩增和Sanger测序,并比较了两者条形码片段的异同,以期对虫瘿与寄主植物基因的差异性进行初步探索。对盐肤木属植物进行通用条形码序列PCR扩增测序、Illumina高通量测序和序列拼接及组装,以评估通用条形码序列鉴定效率和得到叶绿体基因组。对叶绿体基因组进行注释、结构、比较和系统发育分析,并且筛选高变区开发特异性DNA条形码,为盐肤木属植物的物种鉴定研究、植物资源保护与利用和漆树科系统发育研究提供重要依据和参考。主要结果如下:1.五倍子与其基原植物通用条形码序列比对(1)盐肤木Rhus chinensis、红麸杨R.punjabensis var.sinica、青麸杨R.potaninii及其上五倍子的ITS2、psbA-trrnH、bcL和matK序列扩增成功率分别为100%、91.7%、100%和75.0%。比较寄主与五倍子虫瘿条形码序列的异同,ITS2、psbA-trnH、rbcL和matK序列均无变异位点。2.盐肤木属植物通用条形码序列鉴定研究(1)盐肤木、红麸杨、青麸杨、川麸杨R.wilsonii、白背麸杨R.hypoleuca和火炬树R.typhina的ITS2和psbA-trnH序列扩增及测序成功率均为100%。ITS2和psbA-trnH序列变异位点数量分别为28和69个;变异位点百分比分别为12.3%和9.6%。(2)基于遗传距离分析,ITS2和psbA-trnH片段鉴定效率分别为60.0%和40.0%。基于NJ树分析,ITS2和psbA-trnH序列鉴定效率分别为66.7%和33.3%。3.四种盐肤木属植物叶绿体基因组结构分析(1)红麸杨、青麸杨、川麸杨和白背麸杨叶绿体基因组长度分别为159,617bp、159,620bp、159,472bp和159,814bp,且均呈典型的四分体结构,GC含量均为37.9%。(2)除白背麸杨注释出132个基因外其余均注释出133个基因,总共有19个在IR区重复的基因,infA是四个物种共有的假基因,rps19仅为红麸杨和青麸杨的假基因。(3)在红麸杨、青麸杨、白背麸杨和川麸杨中散在重复序列数量分别为50、50、45和54个,SSRs位点分别为86、84、79和72个。(4)基于叶绿体基因组全局比对共筛选出3个高变区ccsA-ndhD、trnD-trnY和trn T-trnL,经验证trnD-trnY片段结合1个SNP位点可鉴别6个盐肤木属物种。(5)基于叶绿体基因组构建ML系统进化树,发现盐肤木与白背麸杨亲缘关系密切,红麸杨与青麸杨关系密切,火炬树与川麸杨亲缘关系较近。
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