“該體系包括以ITS2+psbA-trnH為主體的植物類藥材DNA條形碼鑒定體系和COI+ITS2的動物類藥材DNA條形碼鑒定體系。”陳士林介紹。

2010年，陳士林團隊比較了7個候選DNA條形碼，篩選的標準包括PCR擴增效率、種內(nèi)/種間遺傳變異等。通過對7個門753個屬4800個物種6600多個樣品的ITS2序列鑒定能力進行分析，顯示ITS2在物種水平的鑒定效率高達92.7%。

因此，陳士林團隊建議將ITS2作為藥用植物標準DNA條形碼，同時建議ITS2可作為新的通用條形碼用于鑒定更廣泛的植物類群。2011年，中國DNA條形碼植物工作組對來自75科141屬1757物種6286樣本的4個DNA條形碼進行研究，建議把ITS/ITS2作為種子植物的核心條形碼。

為了保證鑒定結(jié)果的準確性，陳士林團隊還建立了DNA條形碼數(shù)據(jù)庫。DNA條形碼數(shù)據(jù)庫不僅是存儲樣品信息和DNA條形碼序列的工具，而且是DNA條形碼研究和物種鑒定分析的生物信息學(xué)平臺，對推進中藥材鑒定方法通用化、標準化和國際化具有重要作用。

在研究基礎(chǔ)上，陳士林團隊建立了中藥材DNA條形碼鑒定系統(tǒng)，核心數(shù)據(jù)庫涵蓋了《中國藥典》(2010年版，2015年版)收錄的幾乎所有動物、植物藥材及常見混偽品，并包含了《韓國藥典》《日本藥局方》《印度藥典》《歐洲藥典》以及《美國藥典》所記錄的草藥藥材，擴展數(shù)據(jù)庫中涵蓋的物種數(shù)超過十萬種，序列超過百萬條。

助力中藥材產(chǎn)業(yè)發(fā)展

“中藥材DNA條形碼鑒定技術(shù)近年來發(fā)展迅速。”陳士林表示。

2019年，陳士林團隊與深圳華大智造科技股份有限公司合作開發(fā)了我國具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的首創(chuàng)中草藥基因測序智能鑒定儀——中草藥DNA條形碼高通量基因測序一體機，成功攻克產(chǎn)業(yè)鏈條上游壁壘，完成硬件儀器的自主知識產(chǎn)權(quán)和國產(chǎn)化，讓我國中草藥基因鑒定擺脫了對國外儀器的依賴。

此外，通過將DNA條形碼技術(shù)與等溫DNA擴增技術(shù)、側(cè)向流檢測試紙(LFD)裝置相結(jié)合，陳士林團隊還成功研發(fā)出一種快速鑒定劇毒植物鉤吻的方法。

“該方法易于執(zhí)行且不需要專業(yè)設(shè)備，可在30分鐘內(nèi)產(chǎn)生可靠結(jié)果，適用于鉤吻的現(xiàn)場快速鑒定，也為包括植物和動物在內(nèi)的其他物種的快速現(xiàn)場鑒定提供了新的思路。”陳士林說。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高通量測序具有測序讀數(shù)更長、測序深度更深的優(yōu)勢，成為潛在的測序方法。陳士林表示：“我們基于中藥材條形碼數(shù)據(jù)庫和長讀測序技術(shù)，提出了全長多條形碼方法，該方法能夠識別多物種混合物的生物起源，詮釋了DNA條形碼技術(shù)在多物種混合物中的應(yīng)用，對于來源復(fù)雜、形狀不明顯，或者已經(jīng)被粉碎的中藥材的鑒定研究，提供了切實可行的方向。”

據(jù)介紹，中藥材DNA條形碼已被納入《中國藥典》(2020)，為中藥材建立了“基因身份證”，從基因?qū)用娼鉀Q了中草藥與混偽品的物種識別問題，同時也被納入了《英國藥典》，應(yīng)用在中藥的種植、生產(chǎn)、加工、流通及臨床應(yīng)用等多個環(huán)節(jié)。

提及中藥材產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，陳士林建議，要以無公害種植為抓手，瞄準藥材品質(zhì)提升領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)，盡快開展中藥材品質(zhì)提升工程戰(zhàn)略，種植、生產(chǎn)安全且優(yōu)質(zhì)的中藥材，從源頭上提升中藥材的質(zhì)量，保障用藥安全，助力中藥材產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

“中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須依靠科學(xué)和技術(shù)，只有掌握原創(chuàng)性的技術(shù)才能更好地助力中藥材產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”陳士林強調(diào)。(科技日報記者 代小佩)

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關(guān)鍵詞： 中藥材 DNA條形碼 鑒定技術(shù) 鑒定方法