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植物DNA条形码研究获进展

时间:2016-08-04 10:09来源:中科院昆明植物研究所   作者:未知 阅读:

植物DNA条形码研究获进展

DNA条形码是利用标准DNA片段对生物物种进行快速鉴定的新技术,由加拿大科学家Paul Hebert于2003年正式提出,近年来已发展成为生命科学和生物技术领域的研究热点。2008年,我国正式加盟国际生命条形码研究计划(iBOL)。2009年,在中国科学院依托大科学装置开放研究等项目的支持下,中科院昆明植物研究所研究员李德铢带领研究团队发起和实施了中国维管植物DNA条形码计划。经过两年的共同努力,提出了植物条形码新标准(Li et al., 2011)。2013年,“第五届国际生命条形码大会”在昆明召开,会议发布了《关于促进DNA条形码和生物多样性科学的昆明宣言》,并举办了“DNA条形码信息学与实验技术国际培训班”。与此同时,基于新一代测序技术,该研究团队进一步发展了细胞器条形码(Organelle-barcode)的研究内涵和物种鉴定的关键技术(Yang et al., 2013)。目前,该研究团队正在进一步完善中国维管植物属级水平的条形码物种鉴定的参考数据库,并对疑难类群开展了超级条形码(叶绿体全基因组和核糖体大亚基)、微条形码(mini-barcode)和微卫星分子标记的测试与评价,积极探索构建微管植物DNA条形码2.0(Plant DNA Barcode 2.0)。

基于DNA条形码研究和新一代植物志iFlora方面取得的研究进展,在中国与国际生命条形码计划合作备忘录的框架下,李德铢与国际生命条形码计划科学指导委员会主席Peter Hollingsworth开展了深入合作。近日,在2015年第六届国际生命条形码大会报告的基础上,Hollingsworth和李德铢等在英国皇家学会学术刊物Philosophical Transactions of the Royal Society B 发表了植物DNA条形码的专题综述。文章回顾和总结了近年来国际上植物核心条形码应用于物种发现、分类学、植物区系和生态学等领域取得的重要进展;分析和探讨了核心条形码在物种鉴定成功率、局限性和可能的影响因素。进一步指出随着新一代测序技术的发展,扩增子测序(amplicon sequencing)、叶绿体基因组测序(plastid genome sequences)、靶向富集(targeted enrichment)、基因组浅层测序(genome skimming)等方法的涌现,应积极规划DNA条形码未来的发展方向,并提出新的共识:(1)继续推进植物核心DNA条形码参考数据库的构建;(2)为补充核心条形码物种分辨率有限的问题,在正式确定植物DNA条形码2.0研究计划前,今后将重点关注和研究两个方面的内容,即基因捕获核基因(genome capture of nuclear markers)和基因组浅层测序(genome skimming)。由于基因组浅层测序数据可以兼容植物核心DNA条形码序列、细胞器条形码和核糖体大亚基序列,文章建议在下一步的工作中要给予特别重视。为了实现对绝大部分陆生植物的准确鉴定,倡议进一步深化国际合作,以推动植物DNA条形码新工作流程的建立。

该研究得到了国家重点基础研究发展计划(2014CB954100)和中科院大科学装置开放研究项目(2009-LSFGBOWS-01)的资助。

(责任编辑:泉水)
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