DNA条形码技术在生物分类学鉴定中的应用.ppt

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1、一、前言二、DNA条形码的概念及原理三、DNA条形码的标准及优点四、DNA条形码的操作及分析方法五、DNA条形码在植物中的研究现状六、DNA条形码在药用植物鉴定中的应用主要内容一、前言长期以来．生物分类学家一直在寻找能够迅速区分不同物种的方法。自卡尔-林奈对生物物种进行系统分类以来，生物学家利用各种各样的性状——颜色、外形和行为等形态或者解剖学特征的传统分类学来鉴定动物和植物，这些特征往往对形态近似种的鉴定较网难，且可能出现错误。最近数十年，研究者开始利用DNA中携带的遗传信息来完成这个任务。DNA条形码(DNAbarcoding)技术是一种利

2、用短的DNA片段对物种进行识别和鉴定的新的分子生物学技术，是生物学近期研究的热点之一。二、DNA条形码的概念及原理DNABarcoding的概念由加拿大动物学家PaulHebert首次提出。DNA条形码技术(DNAbarcoding)是利用标准的、有足够变异的、易扩增且相对较短的DNA片段(DNAbarcode)自身在物种种内的特异性和种间的多样性而创建的一种新的生物身份识别系统，它可以对物种进行快速的自动鉴定。DNA条形码的原理：DNA是生物的遗传信息载体，遗传物质的不同，决定了生物的多样性。由于每种生物物种的DNA序列都是唯一的，就给DNA

3、条形码提供了物质基础。由于部分碱基的保守性，几十个碱基的长度不能提供足够的编码信息，因此目前的DNA条形码分析都是基于几百个碱基长度的DNA序列。DNA条形码技术（2003年,Herbert）是通过对一个标准目的基因的DNA序列进行分析从而进行物种鉴定的技术。这个概念的原理与零售业中对商品进行辨认的商品条形码是一样的。简单地说，DNA条形码技术的关键就是对一个或一些相关基因进行大范围的扫描，进而来鉴定某个未知的物种或者发现新种。自从提出DNA条形码的概念以来，这种新兴分类学技术已经引起了越来越多的生物学家的关注。DNA条形码技术是分类学中辅助物

4、种鉴定的新技术，它代表了生物分类学研究的一个新方向，因此它在生态、环境、食品等诸多领域都将会有广泛的应用。DNA条形码技术的产生和发展Tautz等首先提出运用DNA序列作为生物分类系统的主要平台，即DNA分类学(DNAtaxonomv)的观点。2003年初，Hebert等首次提出用一种基因的序列作为鉴别不同物种的条形码，并选中C01基因。随后探讨该技术在鸟类分类鉴定中的可行性．他们的工作推动了条形码技术在生物物种鉴定中的应用。2003年3月，20多位分类学家、分子生物学家和生物信息学家汇聚美国冷泉港．召开了题为“TaxonomyandDNA”的

5、会议．提出对全球所有生物物种的某个特定基因进行大规模测序．以期实现物种鉴定的目标．进而推进生物进化历史的研究。同年9月，在冷泉港再次召开题为“Taxonomv．DNAandthebarcodeoflife”的会议．对DNA条形码鉴定所有真核生物的科学性、社会利益有了更深入的探讨。并且提出了组织策略及国际生物条形码计划(Internationalbareodeoflifeprojeet)的发展蓝图。2003年，加拿大圭尔夫大学(UniversityofGuelph)PaulHebert教授提出了“DNA条形码”概念。将条形码技术引入生物界。其思想

6、产生于现代商品零售业的条形编码系统。将超市用以区分成千上万种不同商品的条形码概念引入，利用A、T、C和G4个碱基在基因中的排列顺序识别物种，他们把这种小片段基因序列称作物种的DNA条形码（DNAbarcodes），并提出为全球生物编码的计划。PaulHebert教授率先于2003年选取线粒体细胞色素C氧化酶亚基I(cytochromecoxidasesubunit1，c01)作为动物中通用的物种鉴定标记，并提出DNA条形码的定义：通过使用短的标准DNA片段，对物种进行快速、准确的识别和鉴定。PaulHebert等对动物界包括脊椎动物和无脊椎动物

7、共11门13320个物种的线粒体细胞色素c氧化酶亚基1（CytochromecoxdaseI，COI）基因序列比较分析,发现98%的物种遗传距离差异在种内为0%-2%，种间平均可达到11.3%，据此提出可以用单一的小片段基因来代表物种。目前，DNA条形码技术在很多动物分类群中得到了成功应用2004年秋，美国国立生物技术信息中心(NCBI)与生命条形码联盟(CBOL)签署合作。物种条形码的标准DNA序列及其相关数据将存档于GenBank。随后，GenBank提供的C01序列数迅速增长．突出表现在除脊索动物之外各类群C01序列数量的剧增．目前脊索动

8、物的分类基本上都已经完成。。2005年2月。伦敦举办了第一届全球DNA条形码会议．对DNA条形码的分类理念、实验技术的细节分析以及资料库建立等议题进行