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“中国药用动物DNA条形码研究”揭秘

日期:2010-10-23   来源:   阅读数:601

  收银员将货物在机器前轻轻一刷,有关这个货物的信息就立刻显示在电脑屏幕上,这样便捷的货物辨识方式依赖于一项技术——条形码。在不远的将来,我国所有的药用动物也将会有一个由该物种的DNA信息组成的条形码,从而有效地提高药材真伪鉴别的水平,甚至进一步推动药材种植、生物制药等的发展。记者从中国中医科学院中药研究所获悉,由该所牵头,国内十几家科研院所参与的“中国药用动物DNA条形码研究”已于日前启动。那么,到底什么是DNA条形码,这一研究又将怎样展开呢?记者就此进行了采访。


  DNA条形码:鉴别动物药的“利器”


  在药材市场,面对来源繁多的,甚至已经粉碎的动物药材,许多人都会有这样的想法:这是什么?这是真品么?这些疑问其实也正是长期困扰我国中药界的一个难题——由于大部分动物药都是贵重、紧缺药材,通常以粉末等形式入药,因此市场极为混乱,鉴别十分困难。


  “在不远的将来,通过DNA条形码研究,这个问题也许会被轻而易举地解决。”中国中医科学院中药研究所的李军德副研究员说,你只要将待鉴别的动物药材的一小块放进专门的快速检测仪器中,这个药材的DNA信息就会显示出来,再把这个信息与数据库中该物种的标准DNA序列进行对比,就可以鉴定它的真伪。


  李军德告诉记者,动物药真伪鉴别问题实际上涉及一个非常专业的领域——分类学。以往的分类学研究方法主要侧重于形态学比较,最近30年,分子系统学发展迅速,产生了分子分类学和DNA分类学等概念。2003年,加拿大学者Hebert等将分子方法拓展到整个生物分类应用当中,首次正式提出了DNA条形码的概念。


  所谓DNA条形码,是指利用一段标准DNA序列作为标记来实现快速、准确和自动化的物种鉴定。这种新兴分类学技术引起了越来越多的生物学家的关注,成为物种鉴定和分类学研究的新方向和研究热点。目前,作为“国际生命条形码计划”四个中心节点(加拿大、美国、欧盟和中国)之一,我国在世界生物DNA系统分类及条形码技术中占据相当重要的地位,植物,包括药用植物的DNA条形码研究已经全面启动。


  “将DNA条形码技术应用到药用动物领域,就好比给每个药用动物制定了特有的‘身份证’,将有效地解决动物药鉴别的难题。”李军德说。


  当前研究局限:实际应用不够


  那么,我国现有的技术能力是否足以开展药用动物DNA条形码研究呢?中国中医科学院中药研究所的唐仕欢博士介绍,目前国际上的DNA条形码研究技术已经比较成熟,主要针对在所有生物当中都存在的一个基因——细胞色素氧化酶Ⅰ(COⅠ)基因的一部分进行分析。这部分DNA序列能够区分出物种差异,就像物种的“身份证”编号。


  唐仕欢指出,近年来,我国在中药材DNA分子鉴定技术上取得快速进展,涌现出RFLP、RAPD、AP-PCR以及基因芯片等技术,已经具备开展药用动物DNA条形码研究的能力。但总的来说,我国的药用动物DNA分子鉴定研究还存在不少问题。


  首先是研究品种十分局限,主要集中在蛇类中药材、鹿类中药材,以及鸡内金、海马、龟甲等少数品种。而对其他常用的品种,如虻虫、斑蝥、蝉蜕、土鳖虫、水蛭、地龙、全蝎、蜈蚣等,则研究不多。


  其次是参与单位较少。从事动物药材分子鉴定的研究机构主要有中国药科大学、沈阳药科大学、南京师范大学、北华大学、中国科学院昆明动物所、安徽大学、北京中医药大学、中国中医科学院中药研究所等少数大中专院校和科研院所。加之从事动物药材鉴定和分类学研究的队伍不断缩减,使得全面而系统地开展动物药材分子鉴定研究面临巨大挑战。


  第三,数据共享不足。由于各自研究比较分散,品种局限,在分子鉴定的****作中,没有形成统一和规范的****作标准和规程,如药用动物遗传物质材料采集规范、动物药材DNA提取****作规范等,难以形成共享的分子鉴定数据信息系统,从而限制了相应技术和方法的推广应用。


  第四,实际应用不够。有关动物药材的分子鉴定重点在基础研究,虽然在很多相关报道中,均提示建立的方法具有简单、准确、快速、灵敏度高、重现性好等特点,但在实际****作中得到推广应用的很少。


  新研究展望:打造动物药材的“身份证”


  此次中国中医科学院中药研究所牵头的“中国药用动物DNA条形码研究”,将与长春中医药大学、广西药用植物研究所、重庆中药研究院及云南中医学院等多家单位展开联合攻关。近年来,中国中医科学院中药研究所先后开展了乌梢蛇、蕲蛇、金钱白花蛇等蛇类药材高特异性PCR鉴别研究,其中乌梢蛇、蕲蛇的研究成果被作为国家鉴别蛇类药材标准收录到2010版《中国药典》。同时,他们还开展了32味常用动物药材的DNA条形码研究。


  据了解,“中国药用动物DNA条形码研究”将以《中国药用动物志》修订为基础,测定13门34纲148目416科2080种(亚种)药用动物的DNA条形码。目前,相关研究机构已制定了药用动物遗传物质材料采集规范、动物药材DNA提取****作规范等,下一步将联合国内各有关科研院所、大中专院校按照标准的****作规范,进一步扩大样品数量,完善标本的采集,利用分子生物学技术获得动物药材标准序列,构建动物药材DNA条形码分子鉴定的标准平台。


  在此基础上,该研究组还将联合全国有关科研院校,制定、完善药用动物种质资源的描述标准、技术规程;逐步建立“中国动物药材分子鉴定数据库系统”,包括“中国动物药材DNA条形码数据库”、“中国动物药材分子标识数据库”、“中国动物药材分子鉴定基因序列数据库”等,实现信息数据共享。这不仅将为动物药材的鉴定提供依据,而且为药用动物的分类及其遗传多样性研究奠定基础。