江南官方网站DNA条形码： 让中药材判定脱节经历依托

　　编者按 在我国抗击新冠肺炎疫情的进程中，中医药发挥了共同效果。中医药的传承、立异和展开对我国医疗卫生事业的展开具有活跃的现实意义。近年来，人工智能、大数据等高新科技为传统中医药的展开不断赋能，中医药范畴取得了许多的立异效果。为此，本报推出“科技赋能中医药”系列报道，将中医药在治疗办法、药材研制与判定等方面的立异效果逐个出现。

　　因而，辨认药材真假伪劣尤为重要。但是，许多混伪品与药材形状类似，用传统的理化判定办法差异较为困难。人们亟待发现一种能精确、快速、牢靠地判定药材的新办法，在此布景下，我国中医科学院中药研讨所所长陈士林研讨员带领科研人员研制出一种新的中药材判定办法——中药材DNA条形码判定技能。

　　这些判定办法各有偏重。基原判定运用植物、动物或矿藏的形状学和分类学特征，对中药材的来历进行指认，因而对所判定资料的完好度有较高的要求；性状判定是对药材微观性状的感官判定；而显微判定首要依据的是药材微观结构和特征；理化判定则是依据药材的某些物理性质或化学性质，选用物理或化学手法，对其进行真伪辨别。

　　“不过，这些办法在一些近缘种、易混种的中药材判定上存在限制。此外，传统判定办法依托经历，对判定人的专业本质要求较高。因为相关人才培养周期长，许多当地的老药工现已很少，面临人才断代的窘境。”我国中医科学院中药研讨所所长陈士林告知科技日报记者，中药材DNA条形码判定技能很好地处理了这一难题，让中药材判定不再依托药工。

　　陈士林介绍，DNA条形码的概念由加拿大动物学家保罗·赫伯特初次提出，是指运用一段较短的、规范的、易扩增的DNA片段对物种进行快速、精确、规范化的判定。而中药材DNA条形码首要记载的是现行分类体系下代表中药材物种的DNA序列信息。中药材DNA条形码判定技能便是适用于中药材物种判定的DNA条形码，浅显来讲，便是为中药材量身定做的“基因身份证”。中药材要取得归于自己的“基因身份证”，需求使用分子生物学手法，进行DNA提取、PCR扩增和序列测定、序列剖析等。

　　“该技能具有通用性，只需选用一个或少量几个基因片段即可对绝大部分物种进行精确判定；判定进程愈加快速；重复性和稳定性高；试验进程规范、操作简略；可经过互联网和信息渠道对现有物种序列信息进行会集统一管理；可有用缓解分类判定人才缺少的现状。”陈士林说。

　　近年来，DNA条形码判定技能在中药材判定中已得到成功运用，脱节了传统形状判定办法依托长时间经历的捆绑。陈士林着重，该技能有利于规范化，是中药分子判定办法学上的立异。

　　不过，这项判定技能也存在短板。陈士林解说：“因为DNA条形码判定技能首要在核酸层面临物种进行判定，不包含物种的性状和物理化学质量规范信息。所以，关于在编造或加工进程中DNA降解的药材判定才干有限。别的，DNA条形码不能判定矿藏药材。”

　　比方，陈士林本草基因组学团队在大样本量中药材基因序列挑选研讨基础上，出书了《我国药典中药材DNA条形码规范序列》和《中药DNA条形码分子判定》，建立了中药材DNA条形码分子判定体系。

　　“该体系包含以ITS2+psbA-trnH为主体的植物类药材DNA条形码判定体系和COI+ITS2的动物类药材DNA条形码判定体系。”陈士林介绍。

　　2010年，陈士林团队比较了7个候选DNA条形码，挑选的规范包含PCR扩增功率、种内/种间遗传变异等。经过对7个门753个属4800个物种6600多个样品的ITS2序列判定才干进行剖析，显现ITS2在物种水平的判定功率高达92.7%。

　　因而，陈士林团队主张将ITS2作为药用植物规范DNA条形码，一起主张ITS2可作为新的通用条形码用于判定更广泛的植物类群。2011年，我国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条形码进行研讨，主张把ITS/ITS2作为种子植物的中心条形码。

　　为了确保判定成果的精确性，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条形码序列的东西，并且是DNA条形码研讨和物种判定剖析的生物信息学渠道，对推动中药材判定办法通用化、规范化和国际化具有重要效果。

　　在研讨基础上，陈士林团队建立了中药材DNA条形码判定体系，中心数据库包含了《我国药典》(2010年版，2015年版)录入的简直一切动物、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》所记载的草药药材，扩展数据库中包含的物种数超越十万种，序列超越百万条。

　　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彻底自主知识产权的创始中草药基因测序智能判定仪——中草药DNA条形码高通量基因测序一体机，成功霸占工业链条上游壁垒，完结硬件仪器的自主知识产权和国产化，让我国中草药基因判定脱节了对国外仪器的依托。

　　此外，经过将DNA条形码技能与等温DNA扩增技能、侧向流检测试纸(LFD)设备相结合，陈士林团队还成功研制出一种快速判定剧毒植物钩吻的办法。

　　“该办法易于履行且不需求专业设备，可在30分钟内发生牢靠成果，适用于钩吻的现场快速判定，也为包含植物和动物在内的其他物种的快速现场判定供给了新的思路。”陈士林说。

　　跟着科学技能的展开，高通量测序具有测序读数更长、测序深度更深的优势，成为潜在的测序办法。陈士林表明：“咱们根据中药材条形码数据库和长读测序技能，提出了全长多条形码办法，该办法可以辨认多物种混合物的生物来历，诠释了DNA条形码技能在多物种混合物中的运用，关于来历杂乱、形状不明显，或许现已被破坏的中药材的判定研讨，供给了切实可行的方向。”

　　据介绍，中药材DNA条形码已被归入《我国药典》(2020)，为中药材建立了“基因身份证”，从基因层面处理了中草药与混伪品的物种辨认问题，一起也被归入了《英国药典》，运用在中药的栽培、出产、加工、流转及临床运用等多个环节。

　　提及中药材工业的展开，陈士林主张，要以无公害栽培为抓手，瞄准药材质量提高范畴要害中心技能，赶快展开中药材质量提高工程战略，栽培、出产安全且优质的中药材，从源头上提高中药材的质量，保证用药安全，助力中药材工业的展开。

　　“中医药工业展开有必要依托科学和技能，只要把握原创性的技能才干更好地助力中药材工业展开。”陈士林着重。