基于叶绿体基因组种间高变区序列的黄精属药用植物分子鉴定

　　 摘要: 黄精属Polygonatum Mill.是天门冬科Asparagaceae一个具有重要药用价值的草本植物类群, 高度的形态多样性、广泛的地理分布、复杂的物种形成过程以及缺乏高分辨率的分子标记, 导致属下种间划分鉴定长期存在争议

　　

摘要: 黄精属Polygonatum Mill.是天门冬科Asparagaceae一个具有重要药用价值的草本植物类群, 高度的形态多样性、广泛的地理分布、复杂的物种形成过程以及缺乏高分辨率的分子标记, 导致属下种间划分鉴定长期存在争议。本研究以中国分布的黄精属15种代表药用植物来自32个居群共166个个体为对象, 以黄精属叶绿体全基因组14个种间高变区序列作为候选分子标记, 评估其种间、种内变异情况, 并分别基于建树法(tree-based method) 和距离法(pairwise genetic distance method, PWG-distance method) 分析评估各序列及其组合对黄精属药用植物的种间鉴定分辨率。结果显示, 除trnT-trnL外, 其余13条候选分子标记序列的PCR扩增和测序成功率良好; 序列独立、联合分析的种间、种内遗传距离间均存在不同程度的重叠, 其中, 序列联合分析的种间、种内遗传距离重叠程度显著小于独立分析。14组序列独立分析基于建树法和距离法的物种鉴定分辨率分别为6.67%~40%和20%~60%, 联合分析的物种鉴定分辨率分别提升至40%~73.33%和46.67%~73.33%%。其中, 组合序列C0和C1 (建树法和距离法)、C2和C3 (建树法) 以及C25 (距离法) 的物种鉴定分辨率均为最高, 达到73.33%, 说明多序列联合分析能有效提高物种鉴定分辨率。此外, 序列psaJ-rpl33、rps16-trnQ、trnF-ndhJ、trnT-trnL、trnK-matK和atpF及组合序列psaJ-rpl33+rps16-trnQ+trnF-ndhJ+trnK-matK+atpF均具有相对较高的物种鉴定分辨率, 可作为黄精属药用植物种间鉴定的特异性高分辨率分子标记(组合)。本研究将为黄精属药用植物种质资源保护利用和该属植物来源中药材的准确鉴定及规范黄精药材市场提供理论基础。