DNA条形码:让中药材鉴定摆脱经验依赖
作者:人民资讯 来源:百家号 2021-8-27 打印内容
陈士林认为,相比传统的中药材鉴定方法,中药材DNA条形码鉴定技术具有多方面优势。
“该技术具有通用性,只需选用一个或少数几个基因片段即可对绝大部分物种进行准确鉴定;鉴定过程更加快速;重复性和稳定性高;实验过程标准、操作简单;可通过互联网和信息平台对现有物种序列信息进行集中统一管理;可有效缓解分类鉴定人才缺乏的现状。”陈士林说。
近年来,DNA条形码鉴定技术在中药材鉴定中已得到成功应用,摆脱了传统形态鉴定方法依赖长期经验的束缚。陈士林强调,该技术有利于标准化,是中药分子鉴定方法学上的创新。
不过,这项鉴定技术也存在短板。陈士林解释:“由于DNA条形码鉴定技术主要在核酸层面对物种进行鉴定,不包含物种的性状和物理化学质量标准信息。所以,对于在炮制或加工过程中DNA降解的药材鉴定能力有限。另外,DNA条形码不能鉴定矿物药材。”
让中药材鉴定更趋标准化
近年来,国内相关团队正在推动中药材DNA条形码鉴定技术体系的建立。
比如,陈士林本草基因组学团队在大样本量中药材基因序列筛选研究基础上,出版了《中国药典中药材DNA条形码标准序列》和《中药DNA条形码分子鉴定》,建立了中药材DNA条形码分子鉴定体系。
“该体系包括以ITS2+psbA-trnH为主体的植物类药材DNA条形码鉴定体系和COI+ITS2的动物类药材DNA条形码鉴定体系。”陈士林介绍。
2010年,陈士林团队比较了7个候选DNA条形码,筛选的标准包括PCR扩增效率、种内/种间遗传变异等。通过对7个门753个属4800个物种6600多个样品的ITS2序列鉴定能力进行分析,显示ITS2在物种水平的鉴定效率高达92.7%。
因此,陈士林团队建议将ITS2作为药用植物标准DNA条形码,同时建议ITS2可作为新的通用条形码用于鉴定更广泛的植物类群。2011年,中国DNA条形码植物工作组对来自75科141属1757物种6286样本的4个DNA条形码进行研究,建议把ITS/ITS2作为种子植物的核心条形码。
为了保证鉴定结果的准确性,陈士林团队还建立了DNA条形码数据库。DNA条形码数据库不仅是存储样品信息和DNA条形码序列的工具,而且是DNA条形码研究和物种鉴定分析的生物信息学平台,对推进中药材鉴定方法通用化、标准化和国际化具有重要作用。
在研究基础上,陈士林团队建立了中药材DNA条形码鉴定系统,核心数据库涵盖了《中国药典》(2010年版,2015年版)收录的几乎所有动物、植物药材及常见混伪品,并包含了《韩国药典》《日本药局方》《印度药典》《欧洲药典》以及《美国药典》所记录的草药药材,扩展数据库中涵盖的物种数超过十万种,序列超过百万条。
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