《以系統學為基礎的薔薇科DNA條形碼研究》是周世良為項目負責人，中國科學院植物研究所為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：以系統學為基礎的薔薇科DNA條形碼研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：周世良
- 依託單位：中國科學院植物研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
DNA條形碼技術簡單地說就是利用物種特有的DNA序列信息鑑別物種。DNA條形碼技術的套用是科學技術發展和學科交叉的必然結果，是分類學廣泛套用的必由之路，是基礎研究成果轉化為服務社會需求的典型案例。.DNA條形碼技術曾備受質疑：DNA條形碼技術真的能鑑別物種嗎？這其實是個關於物種的科學問題，不是DNA條形碼技術所能回答的，而必須由分類學和分子系統學來回答。因此，DNA條形碼技術必須與分類學和分子系統學有機結合起來。因此，本項目擬以具有重要經濟意義和深厚研究基礎的薔薇科為研究對象，在通用條形碼的基礎上，開發更高解析度的標記，用系統發育的方法審定物種的範疇，探討DNA條形碼技術與分類學和分子系統學有機結合的必要性，為DNA條形碼技術套用中可能遇到的葉綠體基因標記不可靠、快速物種分化、雜交、多倍化、無融合生殖小種、不完全譜系分選問題提供解決的成功案例，促進我國DNA條形碼技術健康發展。
結題摘要
本項目採用分工協作、各司其職，相互配合、發揮專長的運作模式，圓滿完成了各項研究內容，取得了豐碩的成果：發表了影響因子3以上的SCI研究論文7篇和發明專利1項；兩度參加International Barcode of Life Conference並組織分會；培養了兩名科研骨幹、一名博士、兩名博士生和兩名碩士畢業生；為豐臺工商分局、懷柔食藥監局和廣東迪艾生光電技術有限公司提供了食品添加物的原植物物種鑑定服務。主要研究成果總結如下。 1. 開發了高解析度葉綠體基因ycf1和單拷貝核基因Sbe1。 為了解決用現有植物DNA條形碼解析度低的問題，我們測定了大量的葉綠體基因組。通過比較葉綠體全基因組學研究，找到了位於ycf1基因內的高變區域，設計出適合的通用引物。經檢驗ycf1引物的擴增成功率均在90%以上，解析度顯著優於其他基因片段。 （2）最佳化了的rbcLb基因區域和ITS引物。 rbcL的適用面廣但解析度低。為了提高rbcL的區分能力和擴增效果，我們提出的rbcLb對被子植物的物種區分度提高了10%。 ITS是目前解析度最高的來自核基因組的DNA條形碼，引物經常擴增出動物和微生物的片段。為了解決這個問題，我們通過計算機模擬和實際檢驗，設計了生物通用性和植物專一性引物，分子系統學和DNA條形碼解決了技術問題。 （3）提出了DNA修復技術。我們採用了DNA片段重構技術，克服了利用標本館材料所遇到的DNA降解問題。 （4）重新界定了的李屬。廣義李屬的界定是屬於薔薇科分類的核心問題之一。我們使用了12個葉綠體DNA片段和3個核基因片段，建立了廣義李屬的系統發育關係，從而提出了廣義李屬1屬3亞屬和李亞屬7組的分類新體系。這個新分類系統將被套用在《Flora of Pan-Himalaya》中。 （5）短片段葉綠體基因組測序策略。我們開展了比較葉綠體基因組學研究，開發了138對被子植物通用引物。套用這些引物，任何科學家都可以測定一般被子植物的葉綠體基因組，使他們邁進了基因組時代。 薔薇科是個大科，存在廣泛的無融合生殖現象，形態變異複雜，研究難道極大。要解決這樣一個重要類群的物種問題，需要科學基因的持續資助。
