DNA条形码的发展及研究进展

2025-03-26 21:56:06

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回答1：

2003年，詹森的研究小组开始为目录中的昆虫描绘DNA条形码。根据他们的研究发现，1种他们原以为以10种植物为食的蝴蝶实际上是10种不同的蝴蝶种群，每一种以1种植物为食；1种看似单一种群的黄蜂实际上是36种截然不同的种群；对16种苍蝇种群进行分析后发现，它们实际上是73种独特的种群。詹森在相隔仅1000米的区域内捕捉皇帝蛾，两群皇帝蛾的DNA条形码差异比例达到8%，证明一个单一种群分化成两个种群。
在南太平洋塔希提岛附近的法属波利尼西亚岛屿茉莉亚岛，一项大型DNA条形码计划已经进行到第4个年头。从山顶到深海，一支国际科学家小组确认了体长超过大约1毫米的所有生物并描绘DNA条形码。迄今为止，科学家共为茉莉亚岛上超过三分之二的居民编制目录，涉及到大约6500个物种。如此高的覆盖率是研究茉莉亚岛生态系统的第一步。在这座岛屿的一些栖息地，物种拥有的可辨认特征并不是很多。茉莉亚岛生物代码项目负责人、史密森尼学会的克里斯·梅耶表示，根据鱼类胃内容物破译其饮食结构就像根据干衣机内的棉绒判断衣服使用何种布料一样。如果你找到一个纽扣，判断它来自哪条裤子并非难事。但如果是一小团绒毛，你就很难判断到底是来自蓝毛巾还是蓝色牛仔裤。在这种情况下，DNA条形码便成为一个强有力的工具。
梅耶与同事马特希·莱雷和J. T.伯赫姆对3种鱼类的胃内容物进行DNA排序，而后描绘条形码。令他们感到吃惊的是，有多达69种捕食性物种与他们数据库中的条形码相匹配。这个数据库涵盖一个生物目录，涉及到蠕虫、其他鱼类、软体动物和甲壳类动物。
研究发现，只有一种枪虾和一种东方扁虾这两种捕食性物种成为一种以上的捕食者的猎物。梅耶表示：“捕食者的猎物选择——至少这项研究中涉及的物种——要比我们此前认为的更具有配置性。”目前，生态学家开始将捕食者与猎物间的这种关系与生态系统模型结合在一起，用于测试这种资源配置如何支持珊瑚礁的恢复，尤其是在面临气候变化以及最近的外来物种入侵呈上升趋势的情况下。
运用CO I作为条形码对韩国92种鸟类物种进行了有效鉴定。同时，CO I基因特定片段作为DNA barcoding在真菌的鉴定研究中也取得了有价值的结果。Min等对Aseomyeota、Basidiomyeota、Chytridiomycota的3 1个真菌物种CO I进行了研究，结果显示约600 bp的CO I基因片段长度可以准确进行鉴定。由于CO I基因在植物中的进化速率远慢于在动物中的进化速率，不适合作为大多数植物的编码基因，许多学者对植物中适合作为DNA barcoding的基因进行了积极的探索。Kress等应用rDNA ITS序列和质体trnH—psbA基因间序列对53个科88个属99个物种的进行研究，结果表明rDNA ITS序列和质体trnH—ps—基因间序列可以对植物物种进行DNA条形编码。Chase等评价了叶绿体rbcL序列和rDNA ITS序列，并提出在陆地植物长期的DNA条形编码目标研究中，需要进行更为精确的多标记序列条形码研究。Taberlet等研究认为叶绿体trnL(UAA)内含子全序列(254—767 bp)及其P6环(10—143 bp)在作为DNA条形编码中虽有不足，但仍具有许多优势，如引物高度保守，扩增体系稳定，P6环在高度降解的DNA样本中仍然可以扩增出来，在食品行业，法医鉴定和永冻层中的样品的鉴定研究中优势明显。一系列DNA条形码计划正在世界各地进行。在加拿大丘吉尔的北极圈附近地区，科学家对6000种物种进行编目，包括数量惊人的昆虫；在新几内亚，DNA条形码用于了解蝴蝶的进化；在波多黎各，这种条形码又被用于破译森林的结构。梅耶说：“DNA条形码就像是放大倍率10x到100x的显微镜。”借助于这项技术，研究人员能够较以往更进一步了解生态系统，获取更多细节。

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