杜鹃花属(Rhododendron,L.)植物,DNA,条形码鉴定

工作报告 |

时间:

2021-07-04 01:38:37

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摘    要:杜鹃花属(Rhododendron L.)植物作为重要观赏和中药植物,市场前景广阔,发展潜力巨大。本文通过归纳杜鹃花属植物的分类、鉴定相关问题,发现利用DNA条形码可有效解决杜鹃花属植物(品种)的鉴定问题。基于杜鹃花属植物的具体情况,本文对序列参考数据库建设、分子标记开发以及杜鹃花品种的野生亲本溯源三方面内容进行综述,并结合GenBank中1 311条杜鹃花属DNA序列及作者测序获得的463条序列,初步建立杜鹃花属DNA条形码数据库,并通过非加权组平均法利用matK与psbA-trnH序列联合建立UPGMA树,部分杜鹃花属栽培品种可与野生种聚为一支。综合说明DNA条形码技术可用于对杜鹃花属栽培品种开展初步的野生亲本溯源。

关键词:杜鹃花; DNA条形码;中国珍稀濒危植物DNA条形码鉴定平台

中图分类号:S685.21; Q941+1         文献标识码:A           DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2019.10.001

Abstract: Genus Rhododendron is a group of important ornamental plants and traditional Chinese medicine resources with broad market prospects. In this paper, a DNA barcoding method for effectively solve species (cultivars) identification problems was proposed based on the review of taxonomy and identification history of genus Rhododendron. Three key topics related to DNA barcoding research on genus Rhododendron, which included reference library construction, molecular markers screening and optimization, and cultivars wild relatives tracing, were discussed. The DNA barcodes database of genus Rhododendron was preliminarily constructed with 1 311 DNA sequences in GenBank and 463 sequences generated by the authors. The UPGMA tree was constructed by matK and psbA-trnH sequences, and some cultivated varieties could be grouped with the wild species. The results suggested that DNA barcoding could be used to carry out preliminary wild relatives tracing of cultivated Rhododendron varieties.

Key words: Rhododendron L.; DNA barcoding; BREP

杜鹃花多指杜鹃花属(Rhododendron L.)植物——《中国植物志》[1]和《中国植物志》(英文版)[2]中记录本属中文名为“杜鹃属”,但由于杜鹃花的中文名来自杜鹃鸟[3]即动物界中的杜鹃属(Cuculus L., Cuculidae),为避免与动物学之“杜鹃”相混淆,此处参考耿玉英[3]的处理,将表示植物的“杜鹃”后面加一“花”字,用中文名“杜鹃花属”将植物杜鹃与动物杜鹃相区别。

杜鹃花属最初由林奈在1753年建立[4],其学名Rhododendron来源于希腊语,由rhodon(玫瑰)和dendron(树)组合而来,字面上的意思是“玫瑰树”[5]。杜鹃花属包含约1 000个野生种,虽然不同学者对于具体数字观点不一[1-3,6-8],但都承认它是种子植物中少见的大属。权威的植物学名数据库The Plant List统计了杜鹃花属下物种水平名称共计2 506个(包含杂交种),其中741个为接受名称,850个为异名,另有915个名称的地位待定(有待进一步分类研究)[7],可见野生杜鹃花属植物在物种水平的多样性非常丰富。杜鹃花的品种数目则更多,其国际品种登陆权威(the International Cultivar Registration Authority for the genus Rhododendron)收录了上万个杜鹃花品种[9]。相对如此丰富的物种和栽培品种,最初西方对杜鹃花的分类学研究和物种描述使用的材料却仅来自于部分模式标本和少量被引种到西方栽培的植株,因此当时对可利用的分类关键性状掌握并不完善;且由于杜鹃花在野外极易产生各种变异并伴有杂交,不同学者对于杜鹃花的分类存在较多争议[1-3,6,10]。面对物种数量如此之多,而且栽培品种的性状变异极其复杂的类群,仅依据形态性状进行物种和品种的分类尚存较多问题;而且形态学鉴定需要长期的研究基础和经验,面对植物分类鉴定专业人才缺失的现状,杜鹃花及其品種的鉴定问题将成为制约相关研究和产业发展的瓶颈。如今,在分类研究中注重居群内变异的观察和体现居群概念的标本馆标本研究[11]等方面工作,以进一步加深对杜鹃花属植物形态和变异的理解,这将有利于杜鹃花分类问题的更好解决。但更值得注意的是,引入分子生物学数据可以为杜鹃花分类研究提供分子层面数据,基于这些数据进行的分子系统学研究为杜鹃花分类研究开拓了新的局面[12-19]。在对杜鹃花属分类和分子系统学研究的基础上,杜鹃花分子鉴定应运而生[20-28],特别是利用分子标记鉴定物种的DNA条形码技术。DNA条形码技术也许可以为杜鹃花物种和品种鉴定难题提供一个可行的、稳定的、高效的解决方案。

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