“中国药用动物DNA条形码研究”揭秘
给药用动物一张“身份证”
□本报记者 徐亚静
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。
, http://www.100md.com
“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。
, 百拇医药
“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。
, http://www.100md.com
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，在分子鉴定的操作中，没有形成统一和规范的操作标准和规程，如药用动物遗传物质材料采集规范、动物药材DNA提取操作规范等，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，但在实际操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”
, 百拇医药
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提取操作规范等，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操作规范，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。
, http://www.100md.com
国际生命条形码计划(iBOL)
相关链接：
国际生命条形码计划(iBOL)
加拿大学者Paul Hebert 于2003年提出了DNA条形码的概念，并随后发起了iBOL计划，该计划提出了基于基因片段鉴定生物物种的标准及其实施框架。iBOL在2009年1月正式启动，第一期目标是5年内取得代表着50万个物种的500万号标本的DNA条形码记录。
在2008年4月召开的“加拿大生命条形码网络科学会议”上，中国科学院相关成员单位与iBOL牵头单位安大略生物多样性研究所及其资助机构安大略基因组研究基金会签订了合作谅解备忘录，中科院应邀代表中国作为iBOL四个中心节点之一，与加拿大、美国和欧盟具有相同的地位。中国作为中心节点，主要负责领导亚洲生命条形码计划的实施，并为亚洲其他区域节点或国家节点提供技术支持、人员培训与合作机会。, 百拇医药
□本报记者 徐亚静
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。
, http://www.100md.com
“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。
, 百拇医药
“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。
, http://www.100md.com
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，在分子鉴定的操作中，没有形成统一和规范的操作标准和规程，如药用动物遗传物质材料采集规范、动物药材DNA提取操作规范等，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，但在实际操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”
, 百拇医药
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提取操作规范等，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操作规范，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。
, http://www.100md.com
国际生命条形码计划(iBOL)
相关链接：
国际生命条形码计划(iBOL)
加拿大学者Paul Hebert 于2003年提出了DNA条形码的概念，并随后发起了iBOL计划，该计划提出了基于基因片段鉴定生物物种的标准及其实施框架。iBOL在2009年1月正式启动，第一期目标是5年内取得代表着50万个物种的500万号标本的DNA条形码记录。
在2008年4月召开的“加拿大生命条形码网络科学会议”上，中国科学院相关成员单位与iBOL牵头单位安大略生物多样性研究所及其资助机构安大略基因组研究基金会签订了合作谅解备忘录，中科院应邀代表中国作为iBOL四个中心节点之一，与加拿大、美国和欧盟具有相同的地位。中国作为中心节点，主要负责领导亚洲生命条形码计划的实施，并为亚洲其他区域节点或国家节点提供技术支持、人员培训与合作机会。, 百拇医药