[发明专利]用于鉴别九华黄精的叶绿体基因组及其在九华黄精鉴别中的应用

说明书

本发明公开了一种九华黄精叶绿体基因组及其在九华黄精鉴别中的应用，九华黄精叶绿体基因组包括九华黄精叶绿体基因组中的4个具有特定功能并具有高度特异性的基因，分别为rpoB、ycf4、ndhF、trnI‑GAU，其核苷酸序列依次为SEQ ID NO.1～4所示。本发明在对黄精属叶绿体全基因组分析基础上，通过组合叶绿体基因组4个高变区序列基因，实现九华黄精快速且准确的鉴别，对于与九华黄精亲缘关系较近的黄精属各物种，也可以使用本发明提供的叶绿体基因组进行快速且准确的鉴别。

技术领域

本发明涉及黄精鉴别技术领域，具体是一种用于鉴别九华黄精的叶绿体基因组及其在九华黄精鉴别中的应用。

背景技术

多花黄精(Polygonatum cyrtonema Hua)曾隶属于广义百合科(Liliaceae)，黄精属(Polygonatum)。在最新的APG IV系统中，通过分子系统发育研究，将其归于天门冬科(Asparagaceae)中。多花黄精种内的亲缘关系及物种界定至今仍存在争议，并且历史上对黄精属的系统分类问题也比较混乱。由于种内变异大，各地多花黄精质量参差不齐，严重影响产业化进程。

多花黄精中具有地方特色的九华黄精因质量上乘，入选中国国家地理标志产品，入列“十大皖药”。随着生物技术的发展，现代研究发现黄精属植物的根状茎含有多糖、甾体皂碱、蒽醌类、各种生物碱、木脂素等多种成分，因此，九华黄精的药用价值也越来越得到人们的关注。为此，需要为九华黄精的物种界定提供更多证据。

叶绿体是绿色植物中的核心细胞器，在光合作用以及碳固定功能中起着至关重要的作用。高等植物中的叶绿体基因组由一个LSC区、一个SSC区和两个IRA区构成环状双链，大小在120-180kb(千碱基对)之间，可进行独立的复制和转录。对于某一物种，叶绿体基因组结构保守，遗传性变异小，但对比不同物种间的叶绿体基因组信息，又存在序列重排、收缩、扩张等现场。

九华黄精的叶绿体全基因组序列长度约158Kb，基于现有技术对其进行大样本测序、组装，成本较高且存在一定的难度，不利于商业化推广。目前，现有基于叶绿体基因atpB-rbcL，matK，rbcL and rps16无法对九华黄精以及与其亲缘关系较近的黄精属进行有效鉴定。为此，开发一种长度适中且能够有效鉴别九华黄精的DNA条形码非常必要。

发明内容

本发明旨在提供一种九华黄精叶绿体基因组及其在九华黄精鉴别中的应用，实现九华黄精快速且准确的鉴别。

本发明保护一种用于鉴别九华黄精的叶绿体基因组及其在鉴别九华黄精中的应用，包括九华黄精叶绿体基因组中的4个具有特定功能并具有高度特异性的基因，分别为rpoB、ycf4、ndhF、trnI-GAU，其核苷酸序列依次为SEQ ID NO.1～4所示。

本发明还保护一种九华黄精鉴别方法，包括以下步骤：

步骤1，采集新鲜待测九华黄精样本叶片，提取样品总DNA；

步骤2，以SEQ ID NO.1～4高变区的基因组序列，采用SEQ ID NO.5～12对应的引物进行PCR扩增，并进行电泳检测，若扩增长度与设计目的片段一致且仅有一条带，则PCR扩增成功；

步骤3，将PCR产物基于MGISEQ2000平台进行双向测序；

步骤4，将得到的SEQ ID NO.1～4高变区基因序列，按rpoB、ycf4、ndhF、trnI-GAU顺序拼接，并与权利要求1所述的叶绿体基因组进行对齐、校对；

步骤5，利用校对后的序列构建NJ/ML/Bayes树，若与权利要求1所述的叶绿体基因组序列聚为一支且支持率大于80，则确定其为九华黄精。