DNA条形码技术在生物分类学鉴定中的应用名师优质课获奖市赛课一等奖课件.ppt

DNA条形码技术在生物分类学中应用一、序言二、DNA条形码概念及原理三、DNA条形码标准及优点四、DNA条形码操作及分析方法五、DNA条形码在植物中研究现实状况六、DNA条形码在药用植物判定中应用一、序言二、DNA条形码概念及原理DNA条形码原理：DNA是生物遗传信息载体，遗传物质不一样，决定了生物多样性。因为每种生物物种DNA序列都是唯一，就给DNA条形码提供了物质基础。因为部分碱基保守性，几十个碱基长度不能提供足够编码信息，所以当前DNA条形码分析都是基于几百个碱基长度DNA序列。DNA条形码技术（年,Herbert）是经过对一个标准目标基因DNA序列进行分析从而进行物种判定技术。这个概念原理与零售业中对商品进行识别商品条形码是一样。简单地说，DNA条形码技术关键就是对一个或一些相关基因进行大范围扫描，进而来判定某个未知物种或者发觉新种。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。其思想产生于当代商品零售业条形编码系统。将超市用以区分成千上万种不一样商品条形码概念引入，利用A、T、C和G4个碱基在基因中排列次序识别物种，他们把这种小片段基因序列称作物种DNA条形码（DNAbarcodes），并提出为全球生物编码计划。PaulHebert教授率先于年选取线粒体细胞色素C氧化酶亚基I(cytochromecoxidasesubunit1，c01)作为动物中通用物种判定标识，并提出DNA条形码定义：经过使用短标准DNA片段，对物种进行快速、准确识别和判定。PaulHebert等对动物界包含脊椎动物和无脊椎动物共11门13320个物种线粒体细胞色素c氧化酶亚基1（CytochromecoxdaseI，COI）基因序列比较分析,发觉98%物种遗传距离差异在种内为0%-2%，种间平均可到达11.3%，据此提出能够用单一小片段基因来代表物种。当前，DNA条形码技术在很多动物分类群中得到了成功应用理想DNA条形码应该符合以下标准①含有足够变异性以区分不一样物种。②同时应含有相正确保守性，方便于用通用引物进行扩增。③必须是一段标准DNA区来尽可能判别不一样分类群。④目标DNA区应该包含足够系统进化信息以定位物种在分类系统(科，属等)中位置。⑤目标DNA区应该足够短，方便有部分降解DNA扩增。三、DNA条形码标准及优点年，由AlfredSloan基金会赞助，在美国华盛顿特区举行了一个关于DNA条形码大型研讨会，此次会议创建了生命条形码联盟(CBOL,theConsortiumfortheBarcodeofLife)。生命条形码联盟阐述了DNA条形码优点：(1)以DNA序列为检测对象，生物DNA是由遗传信息决定，所以同种生物不一样生长时期DNA序列信息是相同，即使经过加工，形态发生改变，DNA序列信息不会改变，较之传统方法，扩大了检测样本范围；同时样本部分受损也不会影响识别结果。(2)可进行非教授物种判定。只要设计一套简单试验方案，经过简单培训技术员即可操作。(3)准确性高。特定物种含有特定DNA序列信息，而形态学判别特征会因趋同和变异造成物种判定误差。(4)经过建立DNA条形码数据库，可一次性快速判定大量样本。分类学家新研究结果将不停地加入数据库，成为永久性资料，从而推进分类学科愈加紧速深入地发展。四、DNA条形码操作及分析方法DNA提取依据样品不一样，能够采取不一样提取方法，比如CTAB法、TrizolQiagenDNeasykit等(DoyleJJ，DoyleJL.1987)设计通用引物普通情况下，能够经过分析NCBI和GenBank数据库中DNA序列，在模板保守区内利用专业软件设计引物。PCR扩增以样品DNA为模板，利用通用引物进行扩增。不一样序列有不一样PCR程序。有时需要在试验中调整PCR程序，才能得到目标序列。普通而言，假如样品DNA纯度高且完整，则有利于PCR进行。假如样品DNA有较为严重降解现象，能够依据基因叶绿体trnL(UAA)内含子短片段重新设计通用引物，有利于序列扩增。全新4通道实时荧光定量PCR仪PCR扩增原理琼脂糖凝胶电泳用于检测PCR扩增效率，选取扩增效果好样品，进行单向或双向测序。测序原理当前用于测序技术主要是Sanger于1977年创造双脱氧核糖核酸链末端终止法。这种测序方法是依据核普酸在某一固定点开始，随机在某一个特定碱基处终止，而且在每个碱基后面进行荧光标识，产生以A、T、C、G结束四组不一样长度一系列核普酸，然后在尿素变性PAGE胶上电泳进行检测，从而取得可见DNA碱基序列。基本原理是每个反应含有全部四种脱氧核营酸三磷酸(dNTP)使之扩增，并混入限量一个不一样双脱氧核普三磷酸(ddNTP)使之终止。因为ddNT