運用生物信息學方法鑒別易混種射干和鳶尾

陳 瑩

(福建農林大學園林學院福建 福州 350002)

運用生物信息學方法鑒別易混種射干和鳶尾

陳 瑩

(福建農林大學園林學院福建 福州 350002)

利用GenBank核酸數據庫中rbcL序列鑒定觀賞藥用植物易混品種射干和鳶尾。在GenBank核酸數據庫下載射干和鳶尾的rbcL序列，NCBI虛擬PCR方法獲取共有的對應片段，應用 MEGA5.0 軟件計算種內種間(K2P)遺傳距離和構建鄰接(NJ)系統聚類樹。獲得4個射干rbcL序列及7個鳶尾rbcL序列，這些序列在30bp-630bp之間具有對應序列，基于該段序列分析顯示射干和鳶尾之間的 K2P 遺傳距離0.01，遠大于鳶尾種內遺傳距離(0.001)與射干種內遺傳距離(0)； NJ系統聚類樹結果表明能將射干和鳶尾區分開來，分別單獨聚為一類。結果表明：所選rbcL序列適用于射干和鳶尾的鑒別，可為射干和鳶尾準確應用提供鑒定依據。

射干；鳶尾；rbcL序列 ； DNA條形碼；混淆品種

射干(Belamcanda chinensis (L.)Redouté)與鳶尾(Iris tectorum Maxim. )同為鴛尾科植物，為多年生草本，主要分布在中國中南部，均具有較高觀賞與藥用價值，但是其應用價值不盡相同，特別是其藥用價值差異較大，應嚴格區別[1]。而實際應用中，二者之間代用、誤用現象屢屢發生。從葉的形態與顯微特征等傳統手段對兩者進行鑒別存一定難度，DNA條形碼分析技術為物種鑒定提供了可靠的識別方法，近幾年來已成為研究熱點。葉綠體DNA中rbcL序列，已被證明可用于對多種植物在種水平的識別[2-3]。本研究應用rbcL條形碼對易混品種射干與鳶尾進行鑒定分析，旨在為射干與鳶尾的快速準確鑒定及其準確應用提供科學依據。

一、材料與方法

1.樣本

從GenBank下載不同來源的4 個射干rbcL序列(登錄號：AJ309694.1，GQ436298.1，JF972897.1， AJ307078.1)，7個鳶尾rbcL序列(登錄號：JF942087.1，JF942088.1，JF942089.1，JF942090.1，JF942091.1，JF942092.1，GQ436732.1)。

2.序列處理

所獲射干與鳶尾rbcL序列，利用NCBI虛擬PCR方法獲取共有的對應片段，以備后續分析。?

3.數據分析

利用MEGA5.0 軟件進行種內種間Kimura 2-parameter (K2P)遺傳距離分析，最近距離法(Nearsest distance)及構建鄰接(NJ)系統聚類樹對射干與鳶尾進行鑒定分析。

二、結果

1.序列分析

所下載射干與鳶尾rbcL序列長短不一致，利用NCBI虛擬PCR方法獲取共有的對應片段，在序列30～630 bp 之間獲得共有對應序列，在該片段之內，僅有9個SNP位點，可見射干與鳶尾進化上在該序列中的變異極小，位點突變率僅達1.5%；

2.種內種間遺傳距離分析

各樣本種內種間遺傳距離分析表明，射干4個樣本序列的種內沒有變異，K2P平均遺傳距離分為0；而鳶尾7個樣本序列的種內極小，K2P平均遺傳距離分為0.001；但種間的變異略大，K2P 遺傳距離達0.01，遠大于鳶尾與射干的種內遺傳距離。因此，rbcL序列能夠將鳶尾與射干區分開。

3.系統聚類樹鑒定結果

所獲得射干和鳶尾的rbcL序列，應用Meg 5.0軟件構建NJ系統聚類樹，詳見圖1。

圖1 基于NJ 法構建rbcL 序列的射干與鳶尾的系統聚類樹Fig1 Phylogenetic tree of B.chinensis and I. tectorum based on NJ method

由圖1 可知，rbcL條形碼可將4個射干樣品序列單獨聚為一類，7個鳶尾樣品序列單獨聚為另一類，種間沒有交叉，能夠明顯區分開，表明rbcL 序列可準確鑒別射干和鳶尾。

三、小結

射干與鳶尾耐陰、耐旱，分布廣泛，在園林與醫藥中均有較廣泛的應用，但由于形態極相似，在實際應用中常相互誤用，急需快速準確的鑒定方法。本研究運用生物信息學的手段對射干和鳶尾的rbcL條形碼序列進行遺傳距離與聚類分析，確定所研究序列適用于對射干和鳶尾的鑒定了，為進一步利用該條形碼進行分子生物學鑒定提供一定的理論依據。

[1]國家藥典委員會.中國藥典[S].一部.北京:中國醫藥科技出版,2010.

[2]陳士林,宋經元,姚輝,等.藥用植物 DNA條形碼鑒定策略及關鍵技術分析[J].中國天然藥物,2009,7(5)322-327.

[3]陳士林,姚輝,宋經元,等.基于DNA barcode (條形碼)技術的中藥材鑒定[J].世界科學技術-中醫藥現代化,2007.9(3)7-12.

Q811.4

A

1000-9795(2014)012-000173-02

陳 瑩(1981-)，女，福建閩候人，碩士，講師，研究方向：觀賞藥用植物與園林生態研究。

福建省教育廳科技項目(JB13052)。