植物DNA条形码技术机遇与挑战.PDFVIP

2011年 5月 中央民族大学学报 (自然科学版) May，2011 第 20卷 第 2期 JournalofMUC(NaturalSciencesEdition) V01．2O N0．2 植物 DNA条形码技术 ：机遇与挑战 ． 孙 瑶 ，郗厚诚 ，薛春迎 ，李德铢 (1．中国科学院生物多样性 与生物地理学重点实验室 ， 中国科学院昆明植物研究所 ，昆明 650204； 2．中国科学院研究生院 ，北京 10049) 摘 要 ： DNA条形码技术是指传统分类对物种无法鉴定时 ，运用一条短的标准 的 DNA区间作为条码来进 行物种鉴定 的方法 ．目前 ，叶绿体基 因 rbcL和 matK基因片断可能被用作植物 DNA条形码技术 的分子标记 ． 本文 回顾 了DNA条形码技术的背景，植物 DNA条形码技术 的过程和效果 ．广义 DNA条形码技术 已被证实 在 中药鉴定 中具有作用 ．同时 ，本文还讨论 了在我 国经济高速发展 时期 ，DNA条形码技术在生物多样性保护 中应用前景． 关键词 ： DNA条形码技术 ；物种鉴 定 ；生物多样性保 护 ；中药 中图分类号 ：Q94—3 文献标识码 ：A 文章编号 ：1005．8036(2011)02-0071-05 — ．L 口 生命科学的基础是对物种进行鉴定并描述特征．长期 以来 ，科学家们始终试 图寻找最好 的方法对 生物进行分类．起源于 18世纪中叶的现代分类学是将形态特征和解剖特征作为主要证据．地球上现存 物种大约有一亿种 ，现代分类学只描述了1．7百万物种… ，可能还有多达一亿的真核生物在科学上仍然 是未知的，若用传统的基于一个类群一个类群 ，一张标本一张标本的形态描述的方法将这些物种编 目似 乎是不可行的．即使 目前通讯及互联网技术 的提高 ，这个工作量仍是不可逾越 的．因此 ，新兴的技术必 将被利用到这项任务 中去 ． 分类学在世界范围内都不景气 ．分类学专家的短缺 已经变成一个全球性 问题 ，这使一些需要生 物分类学知识的领域受到冲击 J．同时，形态鉴定也面临挑战 ，如鉴定用的检索性状 由于表型可塑性和 基 因型可变性很容易导致鉴定错误 ，加之隐秘种的存在 以及物种不 同生活期都加剧了鉴定的混乱 J， 另外 ，当植物组织来 自幼苗 、部分材料或 已被处理 的材料 ，形态鉴定会变得困难或者不可能完成 ．最 近发展起来的 DNA测序技术使 DNA条形码技术鉴定物种成为可能． “DNA条形码技术 ”这个词最早 出现在 1993年 ，当时并没有引起科学界的关注 ，但是利用分子手段进行物种鉴定 的概念则提 出得更 早 [8J．DNA条形码技术的黄金时代开始于2003年 ．现在成立 的 “生命条形码协会”(Consortiumfor theBarcodeofLife(CBOL))是推动DNA条形码技术发展的组织 ，旨在促进 DNA条形码技术 的国际标 准和协调研究． 收稿 日期 ：2010-07·15 基金项 目：国家 自然科学基金 (No．NSF和 中国科学 院大工程项 目(No．0924411129)的支持． 作者简介 ：孙瑶 (1987一)，女(汉族)，中国科学院昆明植物研究所硕士研究生． 通讯作者 ：薛春迎 (1969一)，女 (汉族)，中国科学院昆踢植物研究所副研究员 ，研究方 向：植物学系统与进化学 72 中央民族大学学报 (自然科学版) 第 20卷 1 植物 DNA条形码技术 的过程 DNA条形码技术是运用来 自生物体基因组适 当部分的一段短 的核苷酸序列对物种进行种级水平 鉴定 ，DNA条形码技术的核心是选择合适的 DNA片断，其变异速率必须足够 的慢从而使种 内变异最 小，同时也要求充分的快来显示种间变异 ，同时它必须相对容易得到，插人