DNA条形码和近红外光谱(NIRS)技术鉴定研究中国蜘蛛抱蛋属植物

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蜘蛛抱蛋属Aspidistra于1822年由J.Ker-Gwal.建立,隶属广义百合科Liliaceae,该属植物分布于亚洲东部的热带和亚热带地区,在我国主要分布在长江以南地区。目前全世界分布有该属植物约120种,我国有约83种。本实验通过查阅和整理有关蜘蛛抱蛋属植物研究的文献资料,对该属植物进行野外考察和样品采集,利用DNA条形码和近红近光谱分析技术对该属植物进行鉴定研究。  针对目前蜘蛛抱蛋属植物种类较多,分类鉴别定难度大,利用植物DNA条形码研究方法,对该属植物18种97批样品的4个候选序列(marK、psbA-trnH、psbK-psbI和rbcL)进行PCR扩增、测序,采用CodonCode Aligner5.1.2软件校对拼接各样品的序列,使用Taxon DNA软件进行序列比对和分析各序列种内、种间变异情况,作barcoding gap图,应用相似性搜索法(Blast1)计算各序列鉴定效率。最后,考察各个条形码序列的扩增成功率、测序成功率、种内与种间遗传变异、Barcoding Gap和鉴定成功率,找到适用于该属植物的条形码序列。结果表明,psbK-psbI的鉴定成功率为88.7%,在单一序列中鉴定效率最高。同时考察了多序列组合对该属植物的鉴定效率,结果鉴定效率明显高于单一序列,其中matK+psbK-psbI的鉴定成功率达100%,采用MEGA5.0软件基于matK+psbK-psbI序列构建NJ树,结果表明,同一物种的样品聚集度较好,表现为单系性,基本能对不同物种进行区分。因此,认为matK+psbK-psbI序列适合作为蜘蛛抱蛋植物物种鉴定的DNA条形码。  本实验对蜘蛛抱蛋属植物18种42批样品的近红外谱进行采集,采用一阶导数、标准正态变量变换(SNV)和多元散射校正(MSC)方法对样品的原始图谱进行处理,运用TQAnlyst8.0化学计量学软件对样品近红外光谱数据进行相似度计算,采用PASW Statistics18.0软件通过组件连接和欧氏距离对光谱数据进行聚类分析,绘制42批样品的聚类分析树状图和主成分分析图。通过近红外光谱相似度计算值、聚类分析结果和主成分分析结果结合该属植物在形态学、孢粉学和细胞学方面的研究结论,发现以上研究结论基本一致。结果表明,除乐山蜘蛛抱蛋与十字蜘蛛抱蛋、线叶蜘蛛抱蛋与盈江蜘蛛抱蛋以外,本实验中其它种间均可通过近红外光谱分析技术进行物种鉴别。
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