基于DNA条形码的柳属植物系统发育研究

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2021.06.007

植物研究 ›› 2021, Vol. 41 ›› Issue (6): 896-903.doi: 10.7525/j.issn.1673-5102.2021.06.007

基于DNA条形码的柳属植物系统发育研究

任伟超¹, 徐姣², 孙伟³, 刘美琦¹, 于欣欣¹, 王思嘉¹, 马伟¹()

^1.黑龙江中医药大学药学院，哈尔滨 150040
^2.黑龙江中医药大学佳木斯学院，佳木斯 154007
^3.中国中医科学院中药研究所，北京 100700

收稿日期:2020-11-13 出版日期:2021-11-20 发布日期:2021-10-29
通讯作者: 马伟 E-mail:88788891@qq.com
作者简介:任伟超（1989—），男，博士研究生，主要从事中药资源开发与利用。
基金资助:
国家中医药管理局全国中药资源普查项目(GZY-KJS-2018-004);黑龙江中医药大学优秀创新人才领军人才项目(2018RCL09)

Phylogenetic Analysis of DNA Barcoding Sequences in the Genus Salix

Wei-Chao REN¹, Jiao XU², Wei SUN³, Mei-Qi LIU¹, Xin-Xin YU¹, Si-Jia WANG¹, Wei MA¹()

^1.Pharmacy College，Heilongjiang University of Chinese Medicine，Harbin 150040
^2.Jiamusi College，Heilongjiang University of Chinese Medicine，Jiamusi 154007
^3.Institute of Chinese Materia Medica，China Academy of Chinese Medical Sciences，Beijing 100700

Received:2020-11-13 Online:2021-11-20 Published:2021-10-29
Contact: Wei MA E-mail:88788891@qq.com
About author:REN Wei-Chao（1989—），male，doctor，engaged in development and utilization of traditional Chinese medicine resources.
Supported by:
National Chinese Medicine Resources survey Project of the State Administration of Traditional Chinese Medicine(GZY-KJS-2018-004);Outstanding Innovative Talents Leading Talent Project of Heilongjiang University of Traditional Chinese Medicine(2018RCL09)

摘要/Abstract

摘要：

对黑龙江省柳属不同植物ITS2和psbA-trnH基因间隔区序列进行系统发育分析，探索柳属植物的遗传多样性和亲缘关系。提取柳属植物和柽柳样品基因组DNA，通过PCR扩增法，获得各样品ITS2和psbA-trnH序列并测序。通过对序列种内种间遗传距离及邻接法构建系统发育树进行分析。基于ITS2序列的DNA条形码鉴定方法能将五蕊柳、粉枝柳、筐柳、蒿柳与其他物种区分开，柳组物种仅可鉴定到组级别。在以psbA-trnH基因片段序列建立的系统发育树中，柳属各种之间的序列聚类较为混乱，并不能各自独立聚为一支。因此，ITS2序列在柳属植物分类鉴定上具有一定的优势，为柳属植物的开发利用提供参考依据。

关键词: 柳属, ITS2, psbA-trnH, DNA条形码, 分子鉴定

Abstract:

We used phylogenetic analysis to compare the ITS2 and psbA-trnH sequences of the plant of the genus Salix samples， so as to explore the genetic diversity and genetic relationship of these resources. Extract genomic DNA of the genus Salix and Tamarix chinensis samples. The ITS2 and psbA-trnH gene sequences of each samples were amplified and sequenced by PCR. The intraspecific and interspecific genetic distances and the neighbor joining（NJ） methods were used to construct phylogenetic trees. According to the phylogenetic tree of ITS2. S. pentandra， S. rorida， S. linearistipularis and S. schwerinii formed a monophyletic clade， distinguished from the same genus. Phylogenetic tree constructed by psbA-trnH sequences were unable to distinguish the genus Salix samples from different geographical sources. Therefore， ITS2 sequence was suitable for the authentication， and would provide a certain reference for the subsequent development and research of the plant of genus Salix.

Key words: Salix, ITS2, psbA-trnH, DNA barcoding, molecular identification

中图分类号:

S792.12

任伟超, 徐姣, 孙伟, 刘美琦, 于欣欣, 王思嘉, 马伟. 基于DNA条形码的柳属植物系统发育研究[J]. 植物研究, 2021, 41(6): 896-903.

Wei-Chao REN, Jiao XU, Wei SUN, Mei-Qi LIU, Xin-Xin YU, Si-Jia WANG, Wei MA. Phylogenetic Analysis of DNA Barcoding Sequences in the Genus Salix[J]. Bulletin of Botanical Research, 2021, 41(6): 896-903.

图/表 6

表1

柳属及其近缘物种来源信息

物种

Species

ITS2序列编号（样品来源）

ITS2 sequence number（Samples source）

采集地

Location

经纬度

Latitude and longitude

叶片形状

Leaf Shape

白皮柳

S. pierotii

NEFU00401（D7）

大庆Daqing

125.07°E，46.59°N

叶长为宽6倍，叶缘有整齐锯齿，托叶小不明显

Leaf blade 6 time as long as wide，margin serrate， stipules small

旱柳

S. matsudana

NEFU00402（Y15） NEFU00404（D4）

NEFU00405（D8） NEFU00406（D1）

NEFU00407（D2） NEFU00408（D2）

NEFU00409（D2） NEFU00410（D2）

NEFU00416（D1） NEFU00417（Y15）

伊春，大庆

Yichun，Daqing

128.53°E，47.44°N

125.07°E，46.59°N

叶长为宽6倍，叶缘有整齐锯齿，托叶小不明显

Leaf blade 6 time as long as wide，margin serrate，stipules small

朝鲜柳

S. koreensis

NEFU00403（Y19） NEFU00411（D5）

NEFU00412（D5） NEFU00415（Y9）

伊春，大庆

Yichun，Daqing

128.53°E，47.44°N

125.07°E，46.59°N

叶长为宽6倍，叶缘有整齐锯齿，托叶小不明显

Leaf blade 6 time as long as wide，margin serrate，stipules small

圆头柳

S. capitata

NEFU00413（H4） NEFU00414（Y8）

哈尔滨，伊春

Harbin，Yichun

126.65°E，45.71°N

128.53°E，47.44°N

叶长为宽6倍，叶缘有整齐锯齿，托叶小不明显

Leaf blade 6 time as long as wide，margin serrate，stipules small

五蕊柳

S. pentandra

NEFU00418（T7） NEFU00419（T7）

NEFU00420（T7） NEFU00421（T7）

塔河

Tahe

124.73°E，52.34°N

叶缘有腺齿，鲜叶有粘液

Leaf margin glandular dentate，fresh leaf viscid

粉枝柳

S. rorida

NEFU00423（Y3） NEFU00422（Y4）

NEFU00424（Y10） NEFU00425（Y7）

NEFU00426（Y1） NEFU00427（Y1）

NEFU00428（Y10） NEFU00429（T1）

伊春，塔河

Yichun，Tahe

128.53°E，47.44°N

124.73°E，52.34°N

叶长为宽6倍，叶缘有整齐锯齿，托叶大

Leaf blade 6 time as long as wide，margin serrate，stipules big

钻天柳

Chosenia arbutifolia

NEFU00430（T5） NEFU00431（T5）

NEFU00432（T5）

塔河

Tahe

124.73°E，52.34°N

叶长圆状披针形至披针形，上面灰绿色，下面苍白色，常有白粉，近全缘

Leaf blade lanceolate or round-lanceolate，adaxially green，abaxially glaucous，pruinose，subentire

卷边柳

S. siuzevii

NEFU00436（T4） NEFU00437（T4）

NEFU00438（T4）

塔河

Tahe

124.73°E，52.34°N

叶长为宽6倍，叶全缘或向下反卷，下面有白色绢毛

Leaf blade 6 time as long as wide，margin entire，abaxially densely pubescent

蒿柳

S. viminalis

NEFU00439（Y2） NEFU00440（Y2）

伊春

Yichun

128.53°E，47.44°N

叶长为宽6倍，叶全缘或向下反卷，下面有白色绢毛

Leaf blade 6 time as long as wide，margin entire，abaxially densely pubescent

筐柳

S. linearistipularis

NEFU00434（H2） NEFU00435（H2）

哈尔滨

Harbin

126.65°E，45.71°N

叶长为宽6倍，先端钝，叶缘锯齿间距大

Leaf blade 6 time as long as wide，apex obtuse，serrate widely spaced

乌柳

S. cheilophila

NEFU00433（H6）

哈尔滨

Harbin

126.65°E，45.71°N

苞片仅基部有毛，幼叶线性或披针形

Bracts base downy，leaf blade linear or lanceolate

表1

表2

表3

表4

图1

图2

参考文献 18

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物种 Species	GenBank登陆号 GenBank Number
五蕊柳Salixpentandra	EF060378、EF060376、AJ006429、KX166542、KX166541、KX165869、KX008896、KX008897
粉枝柳S.rorida	FR744735
钻天柳Chosenia arbutifolia	HE800885
蒿柳S. viminalis	KX166372、KX165889、AJ006435、KX008957、KX008956
山杨Populus davidiana	MH580354、MH580355、KC845087

物种 Species	编号 Voucher	核酸序列号 Nucleotide sequences	物种 Species	编号 Voucher	核酸序列号 Nucleotide sequences
白皮柳S. pierotii	NEFU00401	MT177150	粉枝柳S. rorida	NEFU00422	MT177170
旱柳S. matsudana	NEFU00402	MT177151		NEFU00423	MT177171
	NEFU00404	MT177153		NEFU00424	MT177172
	NEFU00405	MT177154		NEFU00425	MT177173
	NEFU00406	MT177155		NEFU00426	MT177174
	NEFU00407	MT177156		NEFU00427	MT177175
	NEFU00408	MT177157		NEFU00428	MT177176
	NEFU00409	MT177158		NEFU00429	MT177177
	NEFU00410	MT177159	钻天柳C. arbutifolia	NEFU00430	MT177178
	NEFU00416	MT177164		NEFU00431	MT177179
	NEFU00417	MT177165		NEFU00432	MT177180
朝鲜柳S. koreensis	NEFU00403	MT177152	卷边柳S. siuzevii	NEFU00436	MT177183
	NEFU00411	MT177160		NEFU00437	MT177184
	NEFU00412	MT177161		NEFU00438	MT177185
	NEFU00415	MT177163		NEFU00439	MT177186
圆头柳S. capitata	NEFU00413	MH924219	蒿柳S. viminalis	NEFU00440	MT177187
圆头柳S. capitata	NEFU00414	MT177162	五蕊柳S. pentandra	NEFU00418	MT177166
乌柳S. cheilophila	NEFU00433	MH924218		NEFU00419	MT177167
筐柳S. linearistipularis	NEFU00434	MT177181		NEFU00420	MT177168
筐柳S. linearistipularis	NEFU00435	MT177182		NEFU00421	MT177169

遗传距离 Genetic distance	筐柳 S. linearistipularis	钻天柳 C. arbutifolia	粉枝柳 S. rorida	五蕊柳 S. pentandra	山杨 P. davidiana
筐柳S. linearistipularis	0	0.009 3	0.009 3~0.014	0.014 2~0.019 0	0.090 1
钻天柳C. arbutifolia		0	0.009 3~0.014	0.014 1~0.018 9	0.084 4
粉枝柳S. rorida			0~0.004 6	0.014 1~0.023 7	0.089 5~0.089 8
五蕊柳S. pentandra				0	0.090 5~0.095 6
山杨P. davidiana					0

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基于DNA条形码的柳属植物系统发育研究

Phylogenetic Analysis of DNA Barcoding Sequences in the Genus Salix

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