更好的條形碼 新的DNA序列庫可以改善植物鑒定
從少量材料中鑒定單個植物物種的能力具有驚人的用途,從監(jiān)測蜜蜂種群到評估食物和營養(yǎng)補充劑的含量,以及制定草食動物早餐的含義。對植物片段進行分類可能很棘手,因此埃默里大學的研究人員開發(fā)了一個新的遺傳信息數(shù)據(jù)庫,可以與最新的DNA測序技術一起使用,以提高植物鑒定的準確性。
遺傳條形碼是可變DNA的區(qū)域,其可用于通過將其獨特的條形碼序列與來自數(shù)千種植物的已知序列的數(shù)據(jù)庫進行比較來鑒定物種。高通量DNA測序的最新進展意味著現(xiàn)在可以同時區(qū)分和分析混合樣品中的多個物種。這個過程,DNA元編碼,為研究人員節(jié)省了在對DNA進行測序之前分離不同植物物種的艱巨任務。在植物科學應用中發(fā)表的一篇新論文中,艾默里大學環(huán)境科學系的Karen Bell博士及其同事利用公開數(shù)據(jù)開發(fā)了rbcL基因序列庫,這是植物中流行的條形碼,可供使用在DNA元編碼研究中。
Bell的工作建立在植物的第一個DNA元代碼編碼數(shù)據(jù)庫的基礎上,該數(shù)據(jù)庫包含來自72,000多種物種的ITS2條形碼序列。通過結(jié)合ITS2和rbcL信息,該團隊能夠從混合的花粉粒樣品中準確識別更多物種,從而提高DNA元鏈接編碼技術的分辨率和準確度。
的rbcL基因的基因是有用的,因為條形碼其編碼的關鍵酶光合作用的一部分核酮糖二磷酸羧化酶(Rubisco的),因此它在幾乎所有的植物種類是存在的。其DNA序列的一部分在物種之間變化很大,使其成為DNA條形碼的理想選擇。在過去十年中,工廠已開發(fā)出幾個條形碼區(qū)域,但rbcL特別適用于新技術。貝爾詳細說,“我們之所以選擇rbcL是因為基因的長度很容易應用于現(xiàn)代高通量測序方法。” 新的rbcL文庫包含來自38,400種植物物種的序列,約占地球上所有種子植物的9%。
高通量DNA測序的快速創(chuàng)新使數(shù)據(jù)分析方法落后,但rbcL和ITS2數(shù)據(jù)庫的開發(fā)意味著DNA元編碼可以比以往更快,更準確地用于鑒定植物。使用組合的rbcL和ITS2元代碼,Bell和她的團隊能夠在花粉?;旌衔镏需b定出9 種植物中的8 種 - 分別使用rbcL或ITS2條形碼進行鑒定。如果物種不包括在參考文庫中,則無法通過DNA條形碼識別,因此必須添加來自估計的450,000種開花植物的更多序列以使這些數(shù)據(jù)庫更全面。
貝爾和她的同事調(diào)整了DNA元編碼生物信息學管道,使其能夠在數(shù)據(jù)庫開發(fā)后使用額外的DNA條形碼。這應該進一步提高條形碼的準確性,因為貝爾解釋說,“現(xiàn)有的遺傳標記越多,遺傳鑒定的可能性就越大。” 隨著基因組測序成本的降低,研究人員不會局限于掃描DNA小片段的條形碼:“在未來的某個時刻,我們將使用全植物基因組進行DNA條形碼編碼。實驗室技術是可用,但目前我們沒有足夠的完整植物基因組來制作數(shù)據(jù)庫。“
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