CN107177672B - 一种用于圆盘菌鉴定的标准基因及其应用 - Google Patents

一种用于圆盘菌鉴定的标准基因及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于圆盘菌的标准基因序列及鉴定方法,属物种分子鉴定领域。所述标准检测线粒体mtLSU基因,基因序列SEQ ID NO.1。使用线粒体大亚基mtLSU基因通用引物ML7,ML8进行聚合酶链式反应(PCR)扩增,再用特异引物序列ML‑chaoF:AGAACAACGGCTAGGTGG,ML‑chaoR:GAACGAGTCCGCAGAAGA进行扩增,PCR产物经过琼脂糖胶进行验证后测序。根据mtLSU基因的序列差异,可以快速准确的鉴定圆盘菌。本发明采用可靠的DNA分子鉴定技术,无需耗费大量的时间对其进行形态学鉴定,可以快速、准确的鉴定圆盘菌,为动植物线虫的防治提供有力的研究工具。

Description

一种用于圆盘菌鉴定的标准基因及其应用
技术领域
本发明涉及物种分子鉴定领域,具体涉及一种用于圆盘菌分子鉴定的标准基因及其应用
背景技术
圆盘菌科(Orbiliaceae)是一种世界性广泛分布的小型盘菌,营腐生生活。在漫长的进化历史中,其菌丝体为适应生存环境,其菌丝体可变态为各种结构精巧的捕食器官捕食线虫,而且还能变态而重寄生其他植物病原真菌。另外,还能产生一些毒力因子,例如胞外酶包括丝氨酸蛋白酶、几丁质酶和胶原蛋白酶等直接或间接地参与侵染线虫体壁的过程。这类真菌是线虫种群自然控制的重要因子,也是植物病害生物防治的重要研究材料,在生物防治和适应性进化上具有极大研究潜力。目前该科真菌包含了几个重要的捕食线虫丝孢菌无性型属,如ArthrobotrysDactylellinaDrechslerella等。但因该科真菌包含无性型属种多,物种形态特征多样,某些物种间没有明显的显微结构差异,且目前对该类真菌的分子系统发育研究不足,分子证据和物种界定标准的缺乏,对其分类、科学命名和多样性研究造成了极大障碍。因此,急需标准基因来建立其快速的分子鉴定,通过形态研究和分子数据相结合的方法来解决其鉴别和分类问题。
发明内容
为克服形态学鉴定圆盘菌存在的不足,本发明提供了一种圆盘菌分子鉴定的标准基因序列及鉴定方法,可以快速准确地将该圆盘菌易混淆物种鉴定出来,从而为线虫的防治提供快速和有效的鉴定工具。
为实现上述目的,本发明的技术方案如下:
一种用于圆盘菌分子鉴定的标准基因及其应用,包括mtLSU标准基因片段的建立和样品的鉴别步骤;其中:
(1)根据DNA条形码技术原理,采用PCR扩增方法,确保条带的纯度及可靠性。测序结果通过手工校对、序列拼接,并确保所得序列为标准序列。从采集的圆盘菌样品提取基因组DNA,利用引物进行聚合酶链式反应(PCR)扩增出样品的mtLSU基因,将扩增产物测序后分析比对,SEQ ID NO.1样本引物序列扩增样品的mtLSU基因序列片段作为标准基因。
(2)样品的鉴别:通过将待鉴别的样品序列与标准基因进行比对,基于同源性和基于聚类分析的系统发生树法设立鉴定规则来鉴别物种,获得序列间的相似性,相似度最高或匹配度最高或遗传距离最近的对应物种即为待鉴别的物种;具体如下:
a. 基于同源性鉴定规则来鉴别物种
根据测序结果,如果与所述基因序列SEQ ID NO.1核苷酸差异个数在10个以下,即可判断所述的待测样品为圆盘菌的某个物种。
b. 基于聚类分析的系统发生树法设立鉴定规则来鉴别物种
将标准基因序列和待鉴定的样品序列与圆盘菌的mtLSU基因序列合并应用MEGA或PAUP软件构建NJ系统发育树,检验未鉴定样品的DNA 条形码序列与标准基因序列聚类在一起的物种,若未知样品与数据库中的物种构成单支系,则鉴定为该物种。
本发明的优点在于:
1、优选mtLSU基因作为最适合鉴别圆盘菌的DNA条形码,相比于其他基因,mtLSU是线粒体基因,其序列具有通用、易比对的特点。
2、建立了圆盘菌的标准基因序列和样品的鉴别方法,相比于传统的形态学鉴定方法,大大提高了鉴定效率。该方法对于样品的完整程度要求低,鉴别指标能够量化,这对于及时鉴定圆盘菌提供了有效的依据。此外,运用基于聚类分析的系统发生树法设立鉴定规则进行鉴定,其鉴定的可靠性和准确性也大大优于常规的分子鉴定方法,弥补了该类圆盘菌分子鉴定的不足。
附图说明:
附图是待鉴定样品序列及圆盘菌各属的mtLSU标准基因序列基于Kimura-2-parameter模型的遗传距离构建的NJ树。
具体实施方式:
下面结合具体的实例对本发明做进一步说明:
实施例1:待测样品与圆盘菌DNA条形码鉴别标准基因片段的同源性鉴定
1、圆盘菌标本的采集与保存:采集的10份来自云南省的样品。
2、提取圆盘菌基因组DNA:采用改进过的CTAB法提取基因组DNA,并用灭菌的去离子水将样品的DNA浓度稀释到 0.5μg/μl。
3、扩增DNA片段,进行聚合酶链式(PCR)反应,即用通用引物进行扩增,外引物对序列为:
正向引物ML7: 5' GACCCTATGCAGCTTCTACTG 3';
反向引物ML8: 5' TTATCCCTAGCGTAACTTTTATC 3';
4. 根据根据权利要求2所述的特异性引物,其特征在于内引物序列为:
正向引物ML-chaoF: 5' AGAACAACGGCTAGGTGG 3';
反向引物ML-chaoR: 5' GAACGAGTCCGCAGAAGA 3'。
PCR反应体系为 25μl :ddH2O18μl、PCR Buffer 2.5μl、MgCl2 2.5μl ,dNTPs 0.5μl ,Taq DNA 聚合酶0.5μl、DNA模板1μl,不含染料;外引物扩增程序 :95℃预变性5min,94℃变性40s,37℃退火55s,如此低温退火2-3个循环,再将最终退火温度定格于50℃,55s,72℃延伸1min,如此进行30个循环,最后72℃延伸10min,4℃保存。内引物扩增条件为:95℃预变性5min,94℃变性40s,退火温度为55℃-50.5℃逐渐降低0.5℃,共计11个循环,最后将退火温度定格在50℃,25个循环,72℃延伸1min,如此进行30个循环,最后72℃延伸10min,4℃保存。
5、扩增产物上样,用1.0%的琼脂糖凝胶、1×TBE电泳液中电泳检测,使用DNAmarker 检测 PCR片段大小。若出现明显清晰的300-400bp大小的条带,且无杂带,送测序。
6、首先用软件Chromas中检查测序后得到的序列峰图质量,确定峰图质量达到数据分析的要求之后,用DNASTAR软件包中的SeqMan进行正反向序列的拼接。将测序结果进行手工校对、序列拼接,如果目的基因片段与所述基因序列SEQ ID NO.1核苷酸差异个数在10个以下,即可判断所述的待测组织即为圆盘菌。
实施例2:运用系统发生树法设立鉴定规则来鉴别物种
1、采用实施例1中所述步骤得到待测样品的序列,将标准基因序列和待鉴定的样品序列与待测样品的mtLSU序列合并应用MEGA基于Kimura-2-parameter模型重复1000次构建系统发育树,未鉴定样品的DNA条形码序列与标准基因序列聚类在一起,圆盘菌科的6各属的序列呈现明显的分歧,序列表中序列1与Arthrobotry musiformis聚在一起,说明待鉴定样品可以鉴定为圆盘菌。
与传统的形态学鉴定方法相比,本发明获得的基因序列和运用的方法有利于实现对圆盘菌快速和准确的鉴定。
SEQUENCE LISTING
<110> 云南大学
<120> 一种圆盘菌鉴定的标准基因及其应用
<130> 2017
<160> 1
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 314
<212> DNA
<213> YMF1.03477 EQ ID NO.1
<400> 1
aagagtagct gggtatatcc taattccgaa aaatttgggg aaaaaattat attttttttc 60
ttttgagtct ttatttaata tataaaattt atataaattt aatatttcgc cgatcgccta 120
tggcggttga ccgatttctt aagatgaatt tatatataag aggataagat atattactta 180
tccctgtata tacttaatca ctatcttttt atttaaagta gaatttaatt ttaaagcaag 240
taagatttta actatatcga ggataggtgt aataaataaa attcacattt tctagtcttc 300
tgcggactcg ttca 314

Claims (3)

1.一种圆盘菌的DNA条形码标准基因,其特征在于,所述DNA条形码标准基因核苷酸序列如序列表中序列1所示的DNA分子序列。
2.应用权利要求1所述的一种圆盘菌的DNA条形码标准基因进行圆盘菌分子鉴定的方法,包括以下4个步骤:
(1) 从样品菌丝中提取基因组DNA;
(2) 以步骤(1)所提取的基因组DNA为模板,用圆盘菌通用外引物扩增,再用特异性内引物进行聚合酶链式反应,外引物序列为:正向引物ML7: 5' GACCCTATGCAGCTTCTACTG 3',反向引物ML8: 5' TTATCCCTAGCGTAACTTTTATC 3',内引物序列为:正向引物ML-chaoF: 5'AGAACAACGGCTAGGTGG 3',反向引物ML-chaoR: 5' GAACGAGTCCGCAGAAGA 3';
(3)对步骤(2)扩增得到的DNA产物进行测序;
(4) 将测序结果进行人工拼接和校正,与基因序列表中的圆盘菌的代表菌株序列SEQID NO.1进行同源性比对,若核苷酸差异个数在10个以下,即可将该样品鉴定为圆盘菌。
3.根据权利要求2所述的应用一种圆盘菌的DNA条形码标准基因进行圆盘菌分子鉴定的方法,其外引物扩增条件为:95℃预变性5min,94℃变性40s,37℃退火55s,如此低温退火2-3个循环,再将最终退火温度定格于50℃,55s,72℃延伸1min,如此进行30个循环,最后72℃延伸10min,4℃保存; 内引物扩增条件为:95℃预变性5min,94℃变性40s,退火温度为55℃-50.5℃逐渐降低0.5℃,共计11个循环,最后将退火温度定格在50℃,25个循环,72℃延伸1min,如此进行30个循环,最后72℃延伸10min,4℃保存。
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圆盘菌无性型属的分子系统发育及其DNA条形码研究;和晓霞;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 基础科学辑》;20150915(第9期);第18页第1-3段、第20页表2、第70页最后一段 *

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