DNA条形码技术在生物分类学鉴定中的应用公开课获奖课件.pptx

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条形码原则及长处四、DNA条形码操作及分析措施五、DNA条形码在植物中研究现实状况六、DNA条形码在药用植物鉴定中应用一、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，遗传物质不一样样，决定了生物多样性。由于每种生物物种DNA序列都是唯一，就给DNA条形码提供了物质基础。由于部分碱基保守性，几十个碱基长度不能提供足够编码信息，因此目前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（,Herbert）是通过对一种原则目旳基因DNA序列进行分析从而进行物种鉴定技术。这个概念原理与零售业中对商品进行识别商品条形码是同样。简朴地说，DNA条形码技术关键就是对一种或某些有关基因进行大范围扫描，进而来鉴定某个未知物种或者发现新种。，加拿大圭尔夫大学(UniversityofGuelph)PaulHebert专家提出了“DNA条形码”概念。将条形码技术引入生物界。其思想产生于现代商品零售业条形编码系统。将超市用以辨别成千上万种不一样样商品条形码概念引入，运用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专家率先于选用线粒体细胞色素C氧化酶亚基I(cytochromecoxidasesubunit1，c01)作为动物中通用物种鉴定标识，并提出DNA条形码定义：通过使用短原则DNA片段，对物种进行迅速、精确识别和鉴定。PaulHebert等对动物界包括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,发现98%物种遗传距离差异在种内为0%-2%，种间平均可抵达11.3%，据此提出可以用单一小片段基因来代表物种。目前，DNA条形码技术在诸多动物分类群中得到了成功应用理想DNA条形码应当符合如下原则①具有足够变异性以辨别不一样样物种。②同步应具有相正保证守性，以便于用通用引物进行扩增。③必须是一段原则DNA区来尽量鉴别不一样样分类群。④目旳DNA区应当包括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目旳DNA区应当足够短，以便有部分降解DNA扩增。三、DNA条形码原则及长处，由AlfredSloan基金会赞助，在美国华盛顿特区举行了一种有关DNA条形码大型研讨会，本次会议创立了生命条形码联盟(CBOL,theConsortiumfortheBarcodeofLife)。生命条形码联盟论述了DNA条形码长处：(1)以DNA序列为检测对象，生物DNA是由遗传信息决定，因此同种生物不一样样生长时期DNA序列信息是相似，虽然通过加工，形态发生变化，DNA序列信息不会变化，较之老式措施，扩大了检测样本范围；同步样本部分受损也不会影响识别成果。(2)可进行非专家物种鉴定。只要设计一套简朴试验方案，通过简朴培训技术员即可操作。(3)精确性高。特定物种具有特定DNA序列信息，而形态学鉴别特性会因趋同和变异导致物种鉴定误差。(4)通过建立DNA条形码数据库，可一次性迅速鉴定大量样本。分类学家新研究成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条形码操作及分析措施DNA提取根据样品不一样样，可以采用不一样样提取措施，例如CTAB法、TrizolQiagenDNeasykit等(DoyleJJ，DoyleJL.1987)设计通用引物一般状况下，可以通过度析NCBI和GenBank数据库中DNA序列，在模板保守区内运用专业软件设计引物。PCR扩增以样品DNA为模板，运用通用引物进行扩增。不一样样序列有不一样样PCR程序。有时需要在试验中调整PCR程序，才能得到目旳序列。一般而言，假如样品DNA纯度高且完整，则有助于PCR进行。假如样品DNA有较为严重降解现象，可以根据基因叶绿体trnL(UAA)内含子短片段重新设计通用引物，有助于序列扩增。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，选用扩增效果好样品，进行单向或双向测序。测序原理目前用于测序技术重要是Sanger于1977年发明双脱氧核糖核酸链末端终止法。这种测序措施是根据核普酸在某一固定点开始，随机在某一种特定碱基处终止，并且在每个碱基背面进行荧光标识，产生以A、T、C、G结束四组不一样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，从而获得可见DNA碱基序列。基本原理是每个反应具有所有四种脱氧核营酸三磷酸(dNTP)使之扩增，并混入限量一种不一样样双脱氧核普三磷酸(ddNTP)使之终止。