DNA條形碼是利用標(biāo)準(zhǔn)DNA片段對(duì)生物物種進(jìn)行快速鑒定的新技術(shù),由加拿大科學(xué)家Paul Hebert于2003年正式提出,近年來(lái)已發(fā)展成為生命科學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。2008年,我國(guó)正式加盟國(guó)際生命條形碼研究計(jì)劃(iBOL)。2009年,在中國(guó)科學(xué)院依托大科學(xué)裝置開(kāi)放研究等項(xiàng)目的支持下,李德銖研究員帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)起和實(shí)施了中國(guó)維管植物DNA條形碼計(jì)劃。經(jīng)過(guò)兩年的共同努力,提出了植物條形碼新標(biāo)準(zhǔn)(Lietal.,2011)。2013年,“第五屆國(guó)際生命條形碼大會(huì)”在昆明召開(kāi),會(huì)議發(fā)布了《關(guān)于促進(jìn)DNA條形碼和生物多樣性科學(xué)的昆明宣言》,并舉辦了“DNA條形碼信息學(xué)與實(shí)驗(yàn)技術(shù)國(guó)際培訓(xùn)班”。與此同時(shí),基于新一代測(cè)序技術(shù),該研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步發(fā)展了細(xì)胞器條形碼(Organelle-barcode)的研究?jī)?nèi)涵和物種鑒定的關(guān)鍵技術(shù)(Yangetal.,2013)。目前,該研究團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)一步完善中國(guó)維管植物屬級(jí)水平的條形碼物種鑒定的參考數(shù)據(jù)庫(kù),并對(duì)疑難類(lèi)群開(kāi)展了超級(jí)條形碼(葉綠體全基因組和核糖體大亞基)、微條形碼(mini-barcode)和微衛(wèi)星分子標(biāo)記的測(cè)試與評(píng)價(jià),積極探索構(gòu)建微管植物DNA條形碼2.0(Plant DNA Barcode2.0)。
基于DNA條形碼研究和新一代植物志iFlora方面取得的研究進(jìn)展,在中國(guó)與國(guó)際生命條形碼計(jì)劃合作備忘錄的框架下,李德銖研究員與國(guó)際生命條形碼計(jì)劃科學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)主席Peter Holling sworth教授開(kāi)展了深入合作。近日,在2015年第六屆國(guó)際生命條形碼大會(huì)報(bào)告的基礎(chǔ)上,Holling sworth教授和李德銖研究員等在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)著名學(xué)術(shù)刊物(Philosophical Transactions of the Royal Society B)發(fā)表了植物DNA條形碼的專(zhuān)題綜述。文章回顧和總結(jié)了近年來(lái)國(guó)際上植物核心條形碼應(yīng)用于物種發(fā)現(xiàn)、分類(lèi)學(xué)、植物區(qū)系和生態(tài)學(xué)等領(lǐng)域取得的重要進(jìn)展;分析和探討了核心條形碼在物種鑒定成功率、局限性和可能的影響因素。進(jìn)一步指出隨著新一代測(cè)序技術(shù)的發(fā)展,擴(kuò)增子測(cè)序(amplicon sequencing)、葉綠體基因組測(cè)序(plastid genome sequences)、靶向富集(targeted enrichment)、基因組淺層測(cè)序(genome skimming)等方法的涌現(xiàn),應(yīng)積極規(guī)劃DNA條形碼未來(lái)的發(fā)展方向,并提出新的共識(shí):(1)繼續(xù)推進(jìn)植物核心DNA條形碼參考數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建;(2)為補(bǔ)充核心條形碼物種分辨率有限的問(wèn)題,在正式確定植物DNA條形碼2.0研究計(jì)劃前,今后將重點(diǎn)關(guān)注和研究?jī)蓚€(gè)方面的內(nèi)容,即基因捕獲核基因(genome capture of nuclear markers)和基因組淺層測(cè)序(genome skimming)。由于基因組淺層測(cè)序數(shù)據(jù)可以兼容植物核心DNA條形碼序列、細(xì)胞器條形碼和核糖體大亞基序列,文章建議在下一步的工作中要給予特別重視。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)絕大部分陸生植物的準(zhǔn)確鑒定,倡議進(jìn)一步深化國(guó)際合作,以推動(dòng)植物DNA條形碼新工作流程的建立。
文章鏈接為Holling sworth PM, Li D-Z, van der Bank M, Twyford AD. 2016. Telling plant species apart with DNA: from barcodes to genomes. Phil. Trans. R. Soc. B 371: 20150338. (http://rstb.royalsocietypublishing.org/content/371/1702)。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(2014CB954100)和中國(guó)科學(xué)院大科學(xué)裝置開(kāi)放研究項(xiàng)目(2009-LSFGBOWS-01)的資助。
DNA條形碼在物種發(fā)現(xiàn)、分類(lèi)學(xué)、植物區(qū)系和生態(tài)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用范例。
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