中药研究中DNA条形码技术的运用现状与展望(2),医学技术论文

中药研究中DNA条形码技术的运用现在状况与展望(2),医学技术论文1.应用于植物不同生态型与化学成分相关性研究植物不同生态型的产生可由多种因素造成，气候因素、土壤因素、生物因素或人为活动等可称之为生态因子，这些均可使同一物种产生不同的生态型。由这些因素导致的种内变异则是中药材品质差异的本质。而对于不同生态型之间基因水平上某些特异性片段差异的研究近年来也成为人们关注的新方向。分子水平的鉴定不受环境、人为、形态、化学成分因素的影响，所以基因水平上的鉴定更能代表生药的变异类型[22].更进一步结合化学成分差异与基因序列差异可更好的将不同产区、不同品质的中药材加以区分。基因序列特征与生态因子相关性之间的研究可以为生药生态型和品质变异的生物学本质提供科学根据。黄林芳等[23]通过psbA-trnH序列比对分析发现，两大产区肉苁蓉序列位点存在191位点GA突变差异，结合化学成分比照能准确地对肉苁蓉进行生态性划分。张宏意等[24]尝试用ITS序列区分两种表型的绿茎当归和紫茎当归以及栽培当归和野生当归，结果表示清楚该序列仅可用来鉴定当归与东当归、牡丹叶当归，却不可用与区分不同种质不同表型的当归。田建平等[25]也通过研究发现华南忍冬psbA-trnH基因序列特征与基于其生态因子的分类具有很强的相关性。2.应用于中药材、中药饮片鉴定相关研究对于原生药材鉴定的研究包括：COI基因应用于鉴别斑蝥[26]、蚂蟥[27]及其混伪品；ITS2序列用于杜仲[28]、参[29]及其混伪品的鉴别，用于民族药材圆柏[30]、香青兰[31]及其近缘种鉴别；联合应用matK和rbcL序列鉴别石斛兰属[32]植物基源等。应用于经过炮制而成的中药饮片的相关研究还在初始阶段，相关资料相对较少。崔丽娜等[33]应用COI序列成功鉴别鹿茸及其混伪品。刘晓帆等[34]利用COI基因进行分子鉴定，讨论快速、准确鉴定龟甲及其混伪品的方式方法。KoolA[35]以rpoC1、psbA-trnH、matK和ITS为DNA条形码，评价摩洛哥南部市售中药饮片的质量。综合已有研究结果来看，DNA条形码技术应用于中药饮片鉴定的阻碍主要在于两点：一是从经过加工处理的药材中提取DNA的技术还有待更进一步的提高，进而得到愈加完好、且PCR效率高的基因片段；二是还需要提取多个序列用以断定药材真伪，这在操作上较之对未经加工处理的药材进行鉴别要繁冗很多，怎样以尽可能少的序列片段进行挑选鉴定工作也是该领域有待进一步发展的方向之一。3.应用于中成药鉴定的瞻望应用于中成药鉴定方面的相关技术还有待开发，国内相关报道尚无，类似研究有澳大利亚学者Coghlan等[36]选用叶绿体trnL和核糖体16SrRNA作为目的基因，初次应用高通量测序技术[37-38]对15种海关出口中成药进行了测序，较全面、完好地检测出华而不实所包含的动植物种类。4.二维DNA条形码及超级条形码的设想二维DNA条形码的设想是将DNA条形码技术和生物信息学技术相结合。给市场上每个中药材一张二代身份证.条形码中整合了包括药材产地、生产时间等身份信息。这样一来，在中药种植基源信息检索、查询以及比对鉴定，中药种植基地种质资源的真伪，种子种苗的鉴定，现有种质资源库样品的真伪，中药资源野生变家种经过中种源的鉴定以及中药材采收、粗加工、存储和销售等市场流通的各个环节都可灵敏应用这种二维DNA条形码技术，进而使我们国家中药市场愈加标准化、规范化。针对亲缘关系很近且难以鉴定的物种，陈士林及其团队还提出了利用叶绿体基因组作为超级条形码鉴定近缘中药材的设想。这也将为愈加准确、快速的鉴定各类中药材奠定基础。以下为参考文献：[1]ChenS,PangX,SongJ,etal.Arenaissanceinherbalmedicineidentification:FrommorphologytoDNA.BiotechnolAdv,2020,32〔7〕：1237-1244[2]LouSK,WongKL,LiM,etal.AnintegratedwebmedicinalmaterialsDNAdatabase:MMDBD〔MedicinalMaterialsDNABarcodeDatabase〕。BMCGenomics,2018,11〔1〕：402-405[3]KoHL,WangYT,ChiuTS,etal.EvaluatingtheaccuracyofmorphologicalidentificationoflarvalfishesbyapplyingDNAbarcoding.PLoSOne,2020,8〔1〕：e53451[4]XiwenLi,YangYang,RobertJ,etal.PlantDNAbarcoding:fromgenetogenome.BiologicalReviews,2021,90:57-166[5]杜鹤，崔丽娜，姚辉，等。基于COI条形码序列的珍珠母及其混伪品的DNA分子鉴定。中国当代中药，2018,13〔11〕：12-14[6]刘冬，钱齐妮，张红印，等。基于COI条形码的鹿类中药材DNA条形码分子鉴定。世界科学技术-中医药当代化，2020,16〔2〕：274-278[7]YanD,LuoJY,HanYM,etal.ForensicDNAbarcodingandbio-responsestudiesofanimalhornproductsusedintraditionalmedicine.PloSOne,2020,8〔2〕：e55854[8]石林春，陈俊，刘冬，等。基于COI条形码的中药材蛇蜕及其易混伪品的DNA分子鉴定。世界科学技术-中医药当代化，2020,16〔2〕：284-287[9]高晓晨，孙佳明，杜鹤，等。中国药用软体动物养殖与DNA条码鉴定。吉林中医药，2020,32〔8〕：820-824[10]崔丽娜，杜鹤，孙佳明，等。基于COI条形码序列的龟甲及其混伪品的DNA分子鉴定。吉林中医药，2020,32〔2〕：176-178[11]吕国庆，牛完立，姬可平，等。动物性中药材地龙DNA条形码初步研究。广东农业科学，2018,11〔17〕：114-116[12]陈士林，庞晓慧，姚辉，等。中药DNA条形码鉴定体系及研究方向。世界科学技术-中医药当代化，2018,13〔5〕：747-754[13]PangXH,SongJY,ZhuYJ,etal.ApplyingplantDNAbarcodesforRosaceaespeciesidentification.Cladistics,2018,27:165-170[14]李栎，肖憬，苏振宇，等。ITS2条形码序列对茜草科黎药植物的鉴定。中草药，2020,43〔13〕：1814-1818[15]GaoT,YaoH,SongJY,etal.EvaluatingthefeasibilityofusingcandidateDNAbarcodesindiscriminatingspeciesofthelargeAsteraceaefamily.BMCEvolBiol,2018,10:324[16]朱英杰，陈士林，姚辉，等。重楼属药用植物DNA条形码鉴定研究。药学学报，2018,45〔3〕：376-382[17]MaXY,XieCX,LiuC,etal.SpeciesidentificationofmedicinalPteridophytesbyaDNAbarcodemarker,thechloroplastpsbA-trnHintergenicregion.BiolPharmBull,2018,33:1919-1924[18]SunZY,GaoT,YaoH,etal.IdentificationofLonicerajaponicaanditsrelatedspeciesusingtheDNAbarcodingmethod.PlantaMed,2018,77:301-306[19]HanJP,SongJY,LiuC,etal.IdentificationofCistanchespecies〔Orobanchaceae〕basedonsequencesoftheplastidpsbA-trnHintergenicRegion.ActaPharmaceuticaSinica,2018,45:126-130[20]ZuoYJ,ChenZJ,KondoK,etal.DNAbarcodingofPanaxspecies.PlantaMed,2018,77:182-187[21]陈倩，刘义梅，刘震，等。ITS2和psbA-trnH序列鉴别马鞭草科药用植物。中国中药杂志，2020,37〔8〕：1107-1113[22]HUANGLuQi,XIAOPeiGen,GUOLanPing,etal.Molecularpharmacognosy.ScienceChina:LifeSciences,2018,53〔6〕：643-652[23]黄林芳，郑司浩，武拉斌，等。基于化学成分及分子特征中药材肉苁蓉生态型研究。中国科学：生命科学，2020,44〔3〕：318-328[24]张宏意，罗连，余意，等。不同种质和表型当归与惯用品东当归、牡丹叶当归的rDNAITS序列分析。中医药导报，2020,20〔4〕：78-79[25]田建平，胡远艳，张吉贞，等。华南忍冬psbA-trnH基因序列特征及生态因子相关性研究。安徽农业科学，2021,43〔3〕：38-40[26]陈仕江，鲁增辉，廖玉凤，等。7种中药材斑蝥COI基因序列的分子系统学研究。西南农业学报，2020,26〔5〕：1809-1813[27]刘晓帆，刘春生，杨瑶珺，等。基于COI基因的水蛭及其混伪品的DNA条形码研究。北京中医药大学学报，2020,36〔1〕：63-66[28]彭梓，朱金国，谭建锡，等。基于ITS2序列的杜仲及其主要混伪品的鉴定。中草药，2020,44〔21〕：3042-3047[29]赵莎，辛天怡，侯典云，等。参药材及其混伪品的ITS/ITS2条形码鉴定研究。世界科学技术-中医药当代化，2020,15〔3〕：421-428[30]GaoT,YaoH,SongJ,etal.IdentificationofmedicinalplantsinthefamilyFabaceaeusingapotentialDNAbarcodeITS2.Jethnopharmacol,2018,130〔1〕：116-121[31]樊丛照，李晓瑾，朱军，等。维吾尔药材香青兰DNA条形码鉴定方式方法的研究。世界科学技术-中医药当代化，2020,15〔3〕：415-420[32]宋海龙，樊丛照，阿依别克，等。维吾尔药材新疆圆柏DNA条形码鉴定研究。世界科学技术-中医药当代化，2020,16〔2〕：319-324[33]崔丽娜，杜鹤，刘新成，等。基于COI条形码序列的鹿茸及其混伪品的DNA分子鉴定。吉林中医药，2020,32〔4〕：384-387[34]刘晓帆，刘春生，杨瑶君，等。基于COI基因的龟甲及其混伪品的DNA条形码研究。中国中药杂志，2020,38〔7〕：947-950[35]KoolA,deBoerHJ,KrugerA,etal.MolecularidentificationofcommercializedmedicinalplantsinsouthernMorocco.PloSOne,2020,7〔6〕：e39459[36]CoghlanML,HaileJ,HoustonJ,etal.DeepsequencingofplantandanimalDNAcontainedwithintraditionalChinesemedicinesrevealslegalityiss