DNA条形码候选序列在委陵菜属植物鉴定中的应用

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1、学校代码：10135论文分类号：Q94学号：20154016001研究生类别：全日制硕士学位论文DNA条形码候选序列在委陵菜属植物鉴定中的应用ApplicationofDNABarcodeCandidateSequencesintheIdentificationofPotentillaSpecies学科门类：理学一级学科：生物学学科、专业：植物学研究方向：植物资源学申请人姓名：乌吉斯古楞指导教师姓名：哈斯巴根教授二〇一八年六月七日内蒙古师范大学硕士学位论文内蒙古师范大学硕士学位论文中文摘要委陵菜属是一群变异十分多样而繁杂的植物，该属的

2、分类历史极其复杂。委陵菜属属下分类的区别特征都是由一些细微的形态学差异组合而成，从而导致该属的分类与准确鉴定是一个难题。因此，鉴于形态学分类的局限性，有必要借助DNA条形码技术对委陵菜属物种进行区分和鉴定。利用DNA条形码鉴别委陵菜属物种对研究委陵菜属植物的系统分类以及资源的开发利用都具有重要意义。本研究以委陵菜属的22个种（含变种）的42个居群为材料，对四个DNA条形码片段matK、rbcL、trnH-psbA和ITS的效用进行评价，并尝试筛选出适用于该属物种鉴定的DNA条形码片段或片段组合，为该属植物的数字化鉴定提供参考依据。研究

3、结果如下：1.委陵菜属植物样品中，扩增及测序结果都非常理想的是rbcL序列，扩增率及序列拼接匹配度都达100%，其次是matK序列，扩增率为100%，序列匹配度在97%及以上。相比之下，psbA-trnH序列扩增率为100%，10条序列的序列拼接匹配度在95%，其余32条拼接匹配度均为99%及以上；而ITS序列返回的序列结果全部不可用，返回测序峰图出现无信号和杂合现象，由于该片段的扩增及测序结果都不理想，认为该片段不适用于作为委陵菜属DNA的条形码研究片段。2.经过序列特征分析发现，委陵菜属保守度较高的是rbcL，变异度最高的是psb

4、aA-trnH。对比三条序列的GC%含量可得知rbcL片段的GC%含量最高，为43.3%，最低的是psbA-trnH片段，为25.6%。3.委陵菜属DNA条形码候选的三个片段中种间种内遗传距离平均值最高的是psbA-trnH片段，其次是matK，种间种内遗传距离的平均值最小的是rbcL。说明psbaA-trnH的变异度最高，rbcL的保守性最大，变异度较小。4.三个委陵菜属叶绿体基因的DNA条形码候选片段均未出现较为明显的BarcodingGap的现象。5.对委陵菜属DNA条形码候选的三个单独片段（rbcL、matK和psbaA-tr

5、nH）以及四个组合片段（rbcL+psbaA-trnH、matK+psbaA-trnH、rbcL+matK和rbcL+matK+psbaA-trnH）进行了"Bestmatch"、"Bestclosematch"和"Allspeciesbarcodes"综合评价，结果发现，单条片段中rbcL的识内蒙古师范大学硕士学位论文别率最高，psbaA-trnH的识别率较低，有19（28.78%）条序列显示无匹配信息。四条组合片段中rbcL+psbA-trnH组合片段的BestMatch准确鉴定率最高，rbcL+matK组合片段的BestClos

6、eMatch准确鉴定率最高，matK+psbA-trnH组合片段的三个评价指标均为最低，由此得知组合片段中有rbcL片段的准确鉴定率均较高。6.本研究中构建了委陵菜属三个单独片段及四个组合序列的NJ进化树和ML进化树。NJ树的部分物种比ML树聚类要准确，ML树的物种支持率普遍较比NJ树高。单独的片段中matK片段的ML树聚类最理想，组合片段中rbcL+matK+psbaA-trnH的鉴定效果最好。全部10个树中的委陵菜属物种与外类群物种很好的区分开了，委陵菜属内梭状花柱组(Sect.Closterostylae)、枝状花柱组(Sect

7、.Leptostylae)、线状花柱组(Sect.Nematostylae)、钉状花柱组(Sect.Potentilla)、棒状花柱组(Sect.Rhopalostylae)物种的聚类都较为理想。6条单个片段的系统发育树未能达到预期区分全部物种的效果，锥状花柱组(Sect.Conostylae)物种及钉状花柱组星毛委陵菜(Potentillaacaulis)同一物种的不同居群未能聚在同一个分支上，并且出现了平行支现象。组合片段的NJ树和ML树聚类完全相同，ML树的支持率较高，组合片段也未能将委陵菜属锥状花柱组物种及星毛委陵菜很好的区分

8、开。关键词：委陵菜属，DNA条形码，matK，rbcL，psbA-trnH内蒙古师范大学硕士学位论文ABSTRACTPotentillagenusisaplantthathighlydiverseandcomplicat