中藥材DNA條形碼鑒定技術讓中藥材鑒定更趨標準化 助力中藥材產業發展

“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/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，擴展數據庫中涵蓋的物種數超過十萬種，序列超過百萬條。

助力中藥材產業發展

“中藥材DNA條形碼鑒定技術近年來發展迅速。”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了我國具有完全自主知識產權的首創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，成功攻克產業鏈條上游壁壘，完成硬件儀器的自主知識產權和國產化，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條形碼技術與等溫DNA擴增技術、側向流檢測試紙(LFD)裝置相結合，陳士林團隊還成功研發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業設備，可在30分鐘內產生可靠結果，適用于鉤吻的現場快速鑒定，也為包括植物和動物在內的其他物種的快速現場鑒定提供了新的思路。”陳士林說。

隨著科學技術的發展，高通量測序具有測序讀數更長、測序深度更深的優勢，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讀測序技術，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條形碼技術在多物種混合物中的應用，對于來源復雜、形狀不明顯，或者已經被粉碎的中藥材的鑒定研究，提供了切實可行的方向。”

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題，同時也被納入了《英國藥典》，應用在中藥的種植、生產、加工、流通及臨床應用等多個環節。

提及中藥材產業的發展，陳士林建議，要以無公害種植為抓手，瞄準藥材品質提升領域關鍵核心技術，盡快開展中藥材品質提升工程戰略，種植、生產安全且優質的中藥材，從源頭上提升中藥材的質量，保障用藥安全，助力中藥材產業的發展。

“中醫藥產業發展必須依靠科學和技術，只有掌握原創性的技術才能更好地助力中藥材產業發展。”陳士林強調。(科技日報記者 代小佩)

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