石斛属药用植物DNA条形码复合序列鉴定研究

以往的DNA条形码序列筛选研究在取样上尺度较大，而对具体类群的研究较少，1个科或1个属只用很少的种类作为代表。DNA条形码的应用主要集中在属内物种水平，而生物条形码协会建议的植物DNA条形码rbcL和matK序列分子进化速率较慢，在种级水平上分辨率较低。申请者前期研究表明matK序列不能有效鉴定石斛属物种，本研究拟对石斛属叶绿体和核基因DNA条形码候选序列进行综合评价，通过PCR扩增效率，不同序列的测序效率和测序质量，种内/种间遗传距离，种内最大、种间最小遗传距离进行比较，确定种间鉴定的阈值；以Wilcoxon Signed Rank Tests等方法对不同序列在种内和种间的变异性大小统计学检验；对不同序列进行barcoding gap分析，以BLAST等方法评价不同序列的鉴定效率，建立石斛属药用植物DNA条形码复合序列鉴定体系，为石斛属药用植物鉴定、生物多样性和资源保护研究提供依据。

石斛属药用植物种类繁多，形态近似，常规方法难以区分，因而对其快速准确鉴定成为安全用药的前提。本研究采集石斛属及其混伪品45种，对其叶绿体accD、rpoC1、rpoB、ycf5、rbcL、matK、psbA-trnH、psbK-psbI、atpF-atpH和核ITS、ITS2序列进行了研究。结果表明：accD、rpoC1、rpoB、ycf5、atpF-atpH序列中石斛属物种中变异较小，不适合作为其鉴定的DNA条形码序列。rbcL、matK、psbA-trnH、psbK-psbI、ITS和ITS2序列获得率分别为86.3%、94.7%、88.4%、78.9%、94.7%和94.7%。ITS2的种内种间变异均最大，ITS次之，rbcL最小；ITS2和ITS的barcoding gap较其他序列明显。复合序列分析表明，ITS2+psbA-trnH的鉴定效率可达98.8%，适合作为石斛属药用植物及其混伪品鉴定的DNA条形码序列。