喜马拉雅-横断山区杜鹃属植物DNA条形码研究进展

杜鹃属（Rhododendron）是中国种子植物最大的属，在中国有590种左右（包括近年来发表的新属），占全球该属植物的60%。喜马拉雅-横断山区是杜鹃属植物的起源和分化中心之一，分布有317种杜鹃花，其中210种为本地区特有种，占中国杜鹃属物种数的55.5%。快速辐射物种形成和种间自然杂交导致杜鹃属不同物种间形态界限模糊，物种的准确鉴定非常困难，被认为是最困难的分类类群之一。

最近，中国科学院昆明植物研究所高连明研究组和李德铢研究组合作，利用四个DNA条形码片段（ITS、psbA-trnH、matK 和 rbcL）对分布于喜马拉雅-横断山区的173种（531个个体）杜鹃花进行了 DNA 条形码研究。研究结果表明，不同的分析方法(NJ, PWG 和 BLAST)对物种的鉴别率有所不同，BLAST分析通常能得到最高的物种鉴别率，而基于系统发育邻接树（NJ）分析法得到的物种鉴别最低，使用不同分析方法得到的物种分辨率之间不易直接比较。基于 PWG 的鉴定结果，四个DNA条形码对杜鹃属物种鉴别率介于 12.21% - 25.19% 之间，鉴别成功率依次为 ITS < rbcL < matK < psbA-trnH。研究认为 psbA-trnH 是杜鹃属物种鉴定的最佳单个条码片段，而核基因片段 ITS 鉴定率低的原因很可能是由于种间杂交和基因渐渗有关。研究人员根据不同条形码组合的鉴定效率，提出了鉴别杜鹃属植物的最佳条形码组合为ITS + psbA-trnH + matK。研究人员还对影响喜马拉雅-横断山区杜鹃属物种鉴定率较低的因素进行了深入讨论，并提出将 DNA 条形码结果与物种分布地和生境同时考虑，将有助于提高物种的鉴别率。研究人员认为 DNA 条形码技术虽然在杜鹃属的物种鉴定率不高（约42%），但在亚属和组水平上具有高鉴别率，其技术对生物多样性热点地区的物种鉴定和评价方面可提供重要信息。

该研究成果最近以“DNA barcoding of Rhododendron (Ericaceae), the largest Chinese plant genus in biodiversity hotspots of the Himalaya–Hengduan Mountains”为题发表于 Molecular Ecology Resource 上（http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1755-0998.12353/abstract），该研究得到中国科学院大科学装置(2009-LSFGBOWS-01)、中国科学院重点部署项目(KJZD-EW-L07, KSCX2-EW-Z-2, KSCX2-EW-Q-10)以及科技部基础性工作专项(2012FY110800)的资助。

基于四个条形码联合片段构建的系统发育邻接树，显示杜鹃属植物亚属和组水平上的鉴定率