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DNA條形碼接棒傳統(tǒng)中藥材鑒定技術(shù) |
作者： 來源： 發(fā)布時(shí)間：2012-08-15 |
中藥材鑒定是一切中藥生產(chǎn)、應(yīng)用、研究至關(guān)重要的第一步。中藥材傳統(tǒng)的鑒定方法是以動(dòng)植物的性狀、顯微特征等來鑒定藥材的真?zhèn)�，檢驗(yàn)人員需要大量的鑒定實(shí)踐，是一種實(shí)踐性的科學(xué)。這些方法的缺點(diǎn)就是需要大量的時(shí)間熟悉這些藥材的特征，隨著一些老藥工的離開，一些鑒定經(jīng)驗(yàn)正面臨失傳的尷尬，中藥材的鑒定也正遭遇著新的考驗(yàn)。
而隨著近幾年中藥材DNA條形碼鑒定技術(shù)研究的不斷深入，中藥材鑒定或迎來一次新的技術(shù)革命。不久前，中國科學(xué)院昆明植物所舉行了中國-國際生命條形碼計(jì)劃（the International Barcodeof Life，iBOL）合作備忘錄（MOU）簽字儀式。中國科學(xué)院生物局蘇榮輝副局長(zhǎng)指出，生命條形碼技術(shù)作為新興的生物分類學(xué)工具，短短幾年內(nèi)在中國得到了迅速的發(fā)展，中國和iBOL計(jì)劃簽訂新的合作備忘錄，將提升我國在國際生命條形碼計(jì)劃事務(wù)中的國際話語權(quán)和影響力，促進(jìn)我國DNA條形碼科研的發(fā)展。
新進(jìn)展引人注目
DNA條形碼（DNA barcode）是指生物體內(nèi)能夠代表該物種標(biāo)準(zhǔn)的、有足夠變異的、易擴(kuò)增且相對(duì)較短的DNA片段。對(duì)于這個(gè)抽象概念，廣州中醫(yī)藥大學(xué)中藥資源科學(xué)與工程研究中心黃瓊林博士舉了一個(gè)生動(dòng)的比喻：“就好像我們平時(shí)在超市中看到的商品條形碼，通過讀碼器識(shí)別條形碼，就能快速準(zhǔn)確地知道商品的名稱和價(jià)格，DNA條形碼也是利用類似的技術(shù)原理來鑒別生物物種�！�
由于自然界生物的多樣性，物種內(nèi)部始終存在著大小不一的變異，中藥材物種、產(chǎn)地的不同可能會(huì)造成化學(xué)成分相差較大，甚至完全不同。因此，面對(duì)來源復(fù)雜、品種繁多、栽培及生存環(huán)境變異等情況，中藥材來源需要經(jīng)嚴(yán)格鑒定，中藥的質(zhì)量和療效才能得到初步保證。
DNA條形碼的快速發(fā)展將促進(jìn)我國中藥材的質(zhì)量控制和標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，是目前國際生物分類和鑒定研究中引人注目的新方向。當(dāng)前研究熱點(diǎn)仍然是選擇和評(píng)價(jià)可能的條形碼片段，目前最新的研究成果是ITS（ITS2）、psbA-trnH、rbcL和matK等四個(gè)片段被認(rèn)為是最優(yōu)推薦候選序列。
據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，國家科技部、自然科學(xué)基金會(huì)、中科院聯(lián)合資助了50多個(gè)項(xiàng)目，支持開展生物DNA條形碼研究，總經(jīng)費(fèi)約1.2億元。目前，我國有70多家科研機(jī)構(gòu)開展了生物DNA條形碼的研究工作并發(fā)表180多篇國際論文，國際排名第五。而此前的國際生命條形碼計(jì)劃的五年目標(biāo)是獲得至少50萬個(gè)物種的DNA條形碼標(biāo)準(zhǔn)序列，并建立通用易行的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)平臺(tái)。
中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院藥用植物研究所博士后、廣州中醫(yī)藥大學(xué)資源中心馬新業(yè)分析：“DNA條形碼生物識(shí)別系統(tǒng)將成為一種快捷、精確、自動(dòng)化、全球通用的工具，應(yīng)用于中藥材真?zhèn)舞b定，前景十分廣闊�！�
在馬新業(yè)看來，DNA條形碼的優(yōu)勢(shì)十分明顯：首先，同種生物不同生長(zhǎng)時(shí)期的DNA序列信息是相同的，即經(jīng)過加工后形態(tài)發(fā)生變化，而DNA序列信息不會(huì)改變。較之傳統(tǒng)的方法，其擴(kuò)大了檢測(cè)樣本范圍，即使樣本部分受損也不會(huì)影響識(shí)別結(jié)果；其次，可進(jìn)行非專家物種鑒定，由于該技術(shù)操作是機(jī)械重復(fù)的，只要實(shí)驗(yàn)方案確定，經(jīng)過簡(jiǎn)單培訓(xùn)的技術(shù)員即可操作；再次，準(zhǔn)確性高，特定的物種具有特定的DNA序列信息，而形態(tài)學(xué)鑒別會(huì)因趨同和變異導(dǎo)致物種的鑒定誤差。
例如，山麥冬和湖北麥冬的表現(xiàn)型雖然相差較小，在基因上卻相差較大。
目前，中藥材DNA條形碼研究已經(jīng)取得了較好的成果。黃瓊林介紹說，COI基因片段已被公認(rèn)可作為動(dòng)物DNA條形碼，它也成功應(yīng)用于動(dòng)物類中藥材的鑒別。在植物方面，陳士林教授等提出了以ITS2序列作為中藥材原植物的通用條形碼，并完成了2010版《中國藥典》收載的208個(gè)常用中藥材動(dòng)植物及1000余種混淆品種的DNA條形碼鑒定研究，建立了二維條形碼鑒定平臺(tái)和物種移動(dòng)鑒別系統(tǒng)。
記者了解到，廣州中醫(yī)藥大學(xué)中藥資源科學(xué)與工程研究中心目前已建立起基于26SrDNAD1-D3+matK雙位點(diǎn)的中藥材DNA條形碼體系，并將DNA條形碼應(yīng)用于陽春砂等嶺南道地藥材的鑒定、道地性研究中。
此外，香港中文大學(xué)邵鵬柱教授及其研究團(tuán)隊(duì)建立了中國涼茶藥用植物DNA條形碼。這些DNA條形碼不但可以鑒別涼茶藥用植物及其偽品或代用品，更能成功利用這些DNA條形碼區(qū)別市場(chǎng)上所購買的涼茶原藥材。
應(yīng)用前景存爭(zhēng)議
對(duì)于新興的DNA條形碼技術(shù)未來發(fā)展前景，業(yè)界看法不一。
馬新業(yè)認(rèn)為：“傳統(tǒng)方法由于受到專業(yè)人才、準(zhǔn)確性、檢測(cè)效率等限制，已不能滿足中藥產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展需求，開發(fā)新型鑒定技術(shù)才能做到與時(shí)俱進(jìn)。”
“DNA條形碼技術(shù)一旦在中藥種植、加工、生產(chǎn)等各環(huán)節(jié)及相關(guān)行業(yè)（如企業(yè)、科研、醫(yī)院和商品質(zhì)檢等）成功應(yīng)用，將在品種真?zhèn)舞b定層面有效保障臨床療效和用藥安全，規(guī)范流通領(lǐng)域秩序和管理，開拓國際市場(chǎng)，并在理念上促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)�！瘪R新業(yè)進(jìn)一步分析說。
然而，中藥材大多是來源于植物，物種差異性很大，條形碼片段的變異程度差異較大，在實(shí)驗(yàn)中PCR擴(kuò)增、測(cè)序成功率也不盡相同。技術(shù)難點(diǎn)還是在于其“通用性”。
培力藥業(yè)有限公司藥材資源中心主任王勝勇對(duì)于目前呼聲較高的DNA條形碼技術(shù)則持謹(jǐn)慎態(tài)度，他表示：“DNA鑒定技術(shù)只是作為中藥材鑒定方法的一個(gè)補(bǔ)充。DNA鑒定技術(shù)主要用于近緣藥材、動(dòng)物類藥材、名貴藥材與混偽品、野生品與栽培養(yǎng)殖品以及藥材道地性的鑒定。由于需要把每類藥材的有效遺傳標(biāo)記找到，并建立數(shù)據(jù)庫，這是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程。此外，操作人員需要經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，且費(fèi)用昂貴，推廣難度不小�！�
目前，DNA條形碼中藥鑒定技術(shù)的推廣普及工作已開始進(jìn)行。伴隨中藥植物資源和中藥材DNA條形碼鑒定研究日趨增多，科學(xué)論證日益充分，對(duì)于DNA條形碼的未來發(fā)展，馬新業(yè)表示，雖看似很難，但其技術(shù)方法容易掌握，日后如果能具體統(tǒng)一操作標(biāo)準(zhǔn)、它將是一種非常便捷的中藥材鑒定技術(shù)。加之成本越來越低，可以為更多人熟悉和應(yīng)用，這將大力推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 |
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