枸杞属植物DNA条形码研制及其物种的鉴定研究

Lycium barbarum is an well-known as a key edible plant. It is our country of origin of protection by traditional export products. This project is aim to resolve genetic background of Lycium barbarum germplasm, excellent resources, utilization and breeding cycles long. Based on large-scale collection Lycium barbarum germplasm in Chian, The chloroplast encoded genes (matK,rpoB,rpoC1,rbcL) and chloroplast intergenic sequences (trnH-pasbA,trnG-trnS,psbH-petB,trnL-trnF),as well as nuclear ITS and its first and second space sequence(ITS1,ITS2) were analysed as the candidate plant barcoding regions.The MEGA software was used to calculate the basic composition,the frequency of DNA mutation and the ratio of transition/transversion.Additionally,SPSS software was used to analyse the sequence divergence through wilcoxon test. In our study, the distribution of intra-specific and inter-specific genetic distance was compared to identify the species of Lycium using the single fragment and the combined fragments respectively. The objective of study would reveal genuine and the rational utlization of Lycium barbarum germplasm.

宁夏枸杞是药食同源功能型道地药材，也是我国受原产地保护的传统出口创汇产品。本项目针对枸杞种质资源遗传背景不清、优异资源挖掘和利用滞后等问题，在广泛收集中国分布枸杞属种质资源的基础上，采用叶绿体编码基因（matK、rpoB、rpoC1、rbcL）、叶绿体间隔序列（trnH-psbA、trnG-trnS、psbH-petB、trnL-trnF）和核基因内转录间隔序列（ITS）及其间隔区（ITS1、ITS2）共9个DNA序列作为条形码侯选，使用MEGA软件计算序列的碱基组成、序列间的碱基变异频率和序列间的转换颠换频率及其比率。使用SPSS软件进行wilcoxon检验比较分析不同编码序列之间的差异。通过比较序列种内和种间差异的分布，运用单一片段和组合片段分别对枸杞属植物进行鉴定，比较各单一序列及片段组合鉴定率的大小，筛选用于枸杞DNA条形码的片段序列，为揭示枸杞道地性和种质资源合理利用提供依据。

本项目针对枸杞种质资源遗传背景不清、优异资源挖掘和利用滞后等问题，在广泛收集中国分布枸杞属种质资源的基础上，采用叶绿体编码基因（matK、rpoB、rpoC1、rbcL）、叶绿体间隔序列（trnH-psbA、trnG-trnS、psbH-petB、trnL-trnF）和核基因内转录间隔序列（ITS）及其间隔区（ITS1、ITS2）共9个DNA序列作为条形码侯选，使用MEGA软件计算序列的碱基组成、序列间的碱基变异频率和序列间的转换颠换频率及其比率。使用SPSS软件进行wilcoxon检验比较分析不同编码序列之间的差异。通过比较序列种内和种间差异的分布，运用单一片段和组合片段分别对枸杞属植物进行鉴定，比较各单一序列及片段组合鉴定率的大小，筛选用于鉴定枸杞DNA条形码的片段序列，为揭示枸杞道地性和种质资源合理利用提供依据。结果表明，ITS、trnG-trnS、trnL-trnF和psbA-trnH序列的变异位点较为丰富，分别为192个，31个，19个和8个，能够鉴别出大多数的枸杞种质材料，且其系统发育树内部有较高的自展支持率，能够反映出种质之前的亲缘关系，因此建议采用以ITS序列作为通用条形码序列，psbA-trnH、trnG-trnS和trnL-trnF序列作为补充序列进行枸杞属植物的鉴定研究。利用枸杞的测序分析，能够从分子水平探讨枸杞属的系统地位，进行遗传多样性分析，为枸杞品种改良、新品种定向培育的亲本选择、提高杂种优势的预测和利用效率等育种实践以及枸杞种质资源生物多样性的保存提供理论参考依据，并在枸杞新品种、品系的推广中提供鉴定标准，同时有利于从DNA水平上促进枸杞的起源、演化及分类方面的研究。