中藥材DNA條形碼鑒定技術(shù)讓中藥材鑒定更趨標準化 助力中藥材產(chǎn)業(yè)發(fā)展

“該體系包括以ITS2+psbA-trnH為主體的植物類(lèi)藥材DNA條形碼鑒定體系和COI+ITS2的動(dòng)物類(lèi)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(gè)候選DNA條形碼，篩選的標準包括PCR擴增效率、種內/種間遺傳變異等。通過(guò)對7個(gè)門(mén)753個(gè)屬4800個(gè)物種6600多個(gè)樣品的ITS2序列鑒定能力進(jìn)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(shí)建議ITS2可作為新的通用條形碼用于鑒定更廣泛的植物類(lèi)群。2011年，中國DNA條形碼植物工作組對來(lái)自75科141屬1757物種6286樣本的4個(gè)DNA條形碼進(jìn)行研究，建議把ITS/ITS2作為種子植物的核心條形碼。

為了保證鑒定結果的準確性，陳士林團隊還建立了DNA條形碼數據庫。DNA條形碼數據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(jìn)中藥材鑒定方法通用化、標準化和國際化具有重要作用。

在研究基礎上，陳士林團隊建立了中藥材DNA條形碼鑒定系統，核心數據庫涵蓋了《中國藥典》(2010年版，2015年版)收錄的幾乎所有動(dòng)物、植物藥材及常見(jiàn)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，擴展數據庫中涵蓋的物種數超過(guò)十萬(wàn)種，序列超過(guò)百萬(wàn)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(lái)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(kāi)發(fā)了我國具有完全自主知識產(chǎn)權的首創(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(lài)。

此外，通過(guò)將DNA條形碼技術(shù)與等溫DNA擴增技術(shù)、側向流檢測試紙(LFD)裝置相結合，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。

“該方法易于執行且不需要專(zhuān)業(yè)設備，可在30分鐘內產(chǎn)生可靠結果，適用于鉤吻的現場(chǎng)快速鑒定，也為包括植物和動(dòng)物在內的其他物種的快速現場(chǎng)鑒定提供了新的思路。”陳士林說(shuō)。

隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高通量測序具有測序讀數更長(cháng)、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據庫和長(cháng)讀測序技術(shù)，提出了全長(cháng)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用，對于來(lái)源復雜、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(shí)可行的方向。”

據介紹，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”，從基因層面解決了中草藥與混偽品的物種識別問(wèn)題，同時(shí)也被納入了《英國藥典》，應用在中藥的種植、生產(chǎn)、加工、流通及臨床應用等多個(gè)環(huán)節。

提及中藥材產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，陳士林建議，要以無(wú)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(kāi)展中藥材品質(zhì)提升工程戰略，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。(科技日報記者 代小佩)

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