第５期
焦明超等：ＤＮＡ条形码技术在生物分类学中的应用前景
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后，ＧｅｎＢａｎｋ提供的Ｃ０１序列数迅速增长．突出表现在除脊索动物之外各类群Ｃ０１序列数量的剧增．目前脊索动物的分类基本上都已经完成。２００５年２月。伦敦举办了第一届全球ＤＮＡ条形码会议．对ＤＮＡ条形码的分类理念、实验技术的细节分析以及资料库建立等议题进行了讨论。最终目的是联合各个类群的ＤＮＡ条形码数据库组建～个全球生物的ＤＮＡ条形码数据库．将此数据库设置在ＧｅｎＢａｎｋ中．让公众可以自由登录查询［６’引。２
ＤＮＡ条形码技术的原理
ＤＮＡ条形码技术是通过对一个标准目的基因
的ＤＮＡ序列进行分析从而进行物种鉴定的技术。ＤＮＡ序列由Ａ，Ｔ，Ｃ。Ｇ４种碱基组成．如果有ｎ个碱基，就会有４ｎ种编码方式。如果按照这个公式计算。１５个碱基位点就能出现近１０亿种的编码序列．这个数字是现存物种的１００倍。由于自然选择的原因。某些位点上的碱基是同定的．从而导致可能的编码组合数减少。这可以通过只考虑蛋白编码基因来解决．因为在蛋白编码基因里。由于密码子的简并性．其第三位碱基通常都不受自然选择作用的影响，是自由变化的。一个长度３００ｂｐ的蛋白质编码基因的核苷酸片段在第ｉ密码子位点含有１００个核苷酸．这些位点上发生的替代通常都是中性选择．并且大多数都是通过随机漂变在种群中固定下来的。在这１００多个位点上就存在４１００种可能性．为随后的序列比对分析提供了较大的可能性。随着分子生物学技术的飞速发展．获得１００多个碱基序列变得非常容易。
理想的ＤＮＡ条形码应当符合下列标准【３］：①具有足够的变异性以区分不同的物种：⑦同时应具有相对的保守性，以便于用通用引物进行扩增；③必
须是一段标准的ＤＮＡ区来尽可能鉴别不同的分类
群；④目标ＤＮＡ区应当包含足够的系统进化信息
以定位物种在分类系统（科，属等）中的位置：⑤目标ＤＮＡ区应该足够的短．以便有部分降解的ＤＮＡ扩增。
ｍｔＤＮＡ是一种闭合的、双链环状的核外遗传系统．是真核细胞中分子量较小而又较易纯化的复制单位．线粒体基因没有内含子，没有等位基因重组事件．是母系遗传的单倍体，并且线粒体基因的通用引物能够扩增绝大多数的动物物种．因此比核基因更有优势。
线粒体基因组１３个蛋白编码基因的长度在动物界中变化很小（图１…），基于长度差异的考虑．９００ｂｐ左右最适合现有的技术条件，其中，只有ＣＯ／，
万方数据
图ｌ线粒体全基因组序列图解
Ｃｙｔｂ，ＮＤ４，ＮＤ５这４个基因满足上述条件…。考虑到Ｃ０１和Ｃｙｔｂ的进化速率比ＮＤ４和ＮＤ５慢．首先．进化太快就不可能设计出通用引物．也就限制了它作为ＤＮＡ条形码的标记基因：其次．由于进化速率过分远源物种的分类关系．ＣＯ／和Ｃｙｔｂ都拥有合适的
序列长度和适宜的进化速率．但ＣＯＩ相比Ｃｙｔｂ更具
有优势，表现在：Ｏ）ｃｏ／的通用引物能够扩增大多数的ＣＯＩ－５’序列；②ｃＤ，序列拥有更多的系统发育信
号，更适合于分析亲缘关系密切的分类类群。
因此．通常选择ＣＯＩ作为ＤＮＡ条形码的标记
基因．对那些ＣＯ／不能有效鉴定的物种．可以考虑
使用其他片段作为辅助标记基因．
ＤＮＡ条形码技术在生物分类学中
的应用
ＤＮＡ条形码技术在植物分类学上的研究进展ｒＤＮＡ）和６５个广义形态学形状重建毛茛目的系
ＤＮＡ条形码技术在动物分类学中则得到更广３。Ｈｅｂｅｒｔ
快引发碱基发生二次突变．导致数据信息不能够区
３相对较慢。植物的线粒体ＤＮＡ因杂交和基因渗入而变异很少．不适合用作标记基因片段．利用线粒体基因通常不能成功鉴别物种【１０］。依据某一个片段也不可能准确鉴定所有的植物物种．因此．研究者提出了不同的片段组合方案：ＩＴＳ＋ｔｒｎＨ－ｐｓ６Ａ、ｒｐｏＣｌ＋ｒｐｏＢ＋ｍａｔＫ和ｒｐｏＣｌ＋ｍａｔＫ＋ｔｒｎＨ－ｐｓｂＡ等。任宝青等，ｌｏ 利用４个ＤＮＡ片段（ｒｂｃＬ、ｍａｔＫ、ｔｒｎＬ—Ｆ，
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统发育关系．并更新了毛茛目的分类系统。随着ＰＣＲ技术和ＤＮＡ测序技术的快速发展．ＤＮＡ条形码技术将在植物分类学中扮演更加重要的角色。
泛的应用，几乎涉及动物各类群的分类［６－１３等…选取Ｃ０１基因的一段序列对动物中的７门８目