使用植物标本馆藏为加拿大植物群建立DNA条形码库

植物标本馆的干燥，带有樟脑丸的干燥堆栈似乎远离植物科学的最前沿。然而，储存在那里的策划植物标本含有不可替代的遗传，形态，生态和化学信息，等待用现代技术进行分析。在最近一期植物科学应用的一项新研究中，圭尔夫大学的Maria Kuzmina博士及其同事挖掘了这一信息，表明植物标本可以产生可行的DNA条形码库。

DNA条形码文库是一种分子识别密钥，它可以编译文库中每个物种的DNA序列(“条形码”)，重点关注一些研究得很好，易于测序的基因组区域。这使得未来的研究人员可以从未知物种中采集DNA，对这些区域进行测序，并通过比较序列与文库，轻松找到样本来自哪个物种。

“这些参考文献用于法医鉴定具有单一DNA来源的样本，包括如果形态特征不可用，则直接鉴定植物，”Kuzmina博士说。对于实际和理论问题，它们也“在宏基因组计划中有很大需求，例如分析植物补充剂和食物，或土壤和水中的环境DNA。”

其他研究，包括Kuzmina博士的研究，以前已经证明植物标本可以产生DNA条形码库。这项研究的规模与众不同，为加拿大98%的维管植物提供了条形码(5,190种中有5,076种)。总共，作者检查了加拿大和美国北部27个植物标本中的13,170个个体标本，并补充了7,660个新收集的标本。采样的规模使得得到的DNA条形码库对于物种鉴定更有效，因为如果库中也存在正确的物种，查询序列不太可能匹配不正确的，密切相关的参考物种。

为了帮助未来的研究人员利用植物标本资源，作者还量化了影响植物标本中DNA降解的因素。不出所料，作者发现年龄和保存方法等因素会影响DNA降解水平。他们还发现该物种所属的家族很重要，因为某些家族中存在的化合物可能会影响DNA降解。

“我们的分析是基于一个大样本，不仅根据年龄，而且通过分类学关联解析，我们发现一些植物群体能够长时间保存DNA，”Kuzmina博士说。“我们成功收回了我们收藏的DNA条形码的最古老的标本是在1849年收集的。它属于玫瑰家族的女士的地幔(Alchemilla)。”

正如Kuzmina博士及其同事所证明的那样，存储在植物标本馆中的遗传信息是21世纪的重要资源。“在植物标本室中，你会发现整个国家的几代专业野外植物学家在整个植物种植季节，包括遥远的地区，以及罕见的发现，都会仔细收集，鉴定和编目，”Kuzmina博士说。

专家对每个参考样本的高质量策划和识别，以及每个参考序列对物理样本的可追溯性，为条形码库提供了一个只有植物标本馆的分类权威。“由专家注释，这种材料为进行分子研究的人提供了无与伦比的参考资料，”Kuzmina博士说。“如果没有关于生物多样性的基础知识，最前沿的科学就无法运作。”