中药材DNA条形码鉴定技术让中药材鉴定更趋标准化 助力中药材产业发展

“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。

助力中药材产业发展

“中药材DNA条形码鉴定技术近年来发展迅速。”陈士林表示。

2019年，陈士林团队与深圳华大智造科技股份有限公司合作开发了我国具有完全自主知识产权的首创中草药基因测序智能鉴定仪——中草药DNA条形码高通量基因测序一体机，成功攻克产业链条上游壁垒，完成硬件仪器的自主知识产权和国产化，让我国中草药基因鉴定摆脱了对国外仪器的依赖。

此外，通过将DNA条形码技术与等温DNA扩增技术、侧向流检测试纸(LFD)装置相结合，陈士林团队还成功研发出一种快速鉴定剧毒植物钩吻的方法。

“该方法易于执行且不需要专业设备，可在30分钟内产生可靠结果，适用于钩吻的现场快速鉴定，也为包括植物和动物在内的其他物种的快速现场鉴定提供了新的思路。”陈士林说。

随着科学技术的发展，高通量测序具有测序读数更长、测序深度更深的优势，成为潜在的测序方法。陈士林表示：“我们基于中药材条形码数据库和长读测序技术，提出了全长多条形码方法，该方法能够识别多物种混合物的生物起源，诠释了DNA条形码技术在多物种混合物中的应用，对于来源复杂、形状不明显，或者已经被粉碎的中药材的鉴定研究，提供了切实可行的方向。”

据介绍，中药材DNA条形码已被纳入《中国药典》(2020)，为中药材建立了“基因身份证”，从基因层面解决了中草药与混伪品的物种识别问题，同时也被纳入了《英国药典》，应用在中药的种植、生产、加工、流通及临床应用等多个环节。

提及中药材产业的发展，陈士林建议，要以无公害种植为抓手，瞄准药材品质提升领域关键核心技术，尽快开展中药材品质提升工程战略，种植、生产安全且优质的中药材，从源头上提升中药材的质量，保障用药安全，助力中药材产业的发展。

“中医药产业发展必须依靠科学和技术，只有掌握原创性的技术才能更好地助力中药材产业发展。”陈士林强调。(科技日报记者 代小佩)

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关键词： 中药材 DNA条形码 鉴定技术 鉴定方法