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中药材真伪鉴定迈入基因时代

中药品种的混淆和真伪鉴别方法的缺乏严重影响了中药的疗效和安全性。因此,中国医学科学院药用植物研究所陈士林在国际科技合作等资金的支持下,经过近十年的研究,带领一个团队完成了8000多种中药及其混淆品的脱氧核糖核酸条形码研究。建立了“中药条码生物识别系统”,可以实现中药资源的信息检索、查询和比对识别,从遗传层面解决中药和掺假品的物种识别问题。

近日,“中草药核酸条码生物识别系统”荣获中国中医药学会2014年“康源杯”科技奖一等奖。这一成就标志着中药鉴定进入了基因鉴定通用标准化的时代。

为了满足中药行业对中药品种的鉴定要求,项目组进行了近十年的深入研究和大量筛选实验。首先,已证实约220 bp的核基因组序列ITS2具有理想的鉴定效率,特别适用于中药等具有脱氧核糖核酸降解的材料。研究发现,该序列明显优于国际生命条形码联盟推荐的400-800bp叶绿体序列rbcL和matK组合条形码。

如何证明基于ITS2的中药材条码识别新方法体系的有效性?

项目组在对8000多种中草药及其混淆品的基因条形码进行实验研究后,获得了多个基因条形码序列,或称“基因识别卡”。每种药典品种都经过实验验证。实验样品包括原种样品、药材样品、对照药材样品和综述样品。所有序列均经过严格筛选,以确保中草药核酸条形码数据的可靠性。

根据这些“基因识别卡”数据,项目组建立了中草药核酸条形码的生物识别系统,开辟了中草药识别领域新的识别方法体系,可以实现中草药资源的信息检索、查询和比对识别,并建立了中草药核酸条形码识别的信息操作平台。该系统突破了传统鉴定方法的局限性,传统鉴定方法主要依靠经验,受形态和化学特征的影响。它客观性强、重复性好、稳定性高、通用性强,可以通过互联网、手机等多媒体信息平台进行识别。

此外,项目团队在大量实验和验证的基础上,建立了世界上最完整的中草药核酸条形码识别数据库,其中包括中国药典、美国药典、日本药典、欧盟药典、韩国药典和印度药典收录的95%的中草药品种。该数据库包含了100多万种草药(主要是ITS2、巴西草药和薏苡)及其掺杂物的脱氧核糖核酸条形码序列。数据库采用严格的序列校对机制,保证获得序列的一致性和准确性,通过数据库的标准化管理,保证数据库的安全维护和有序增减。

中草药脱氧核糖核酸条形码技术是鉴定领域中草药品尝客观基因从主观眼口判断的技术革命。它为中草药的混合使用和掺假等工业问题提供了强有力的工具。它改变了生药鉴定学科被动追赶其他学科的局面,走在鉴定领域国际学科的前列。

该研究在国际脱氧核糖核酸条形码领域得到了广泛的关注和认可。已有150多篇论文发表在国内外期刊上,如生物技术期刊、生物学期刊、分支学期刊、PNAS期刊、自然群落期刊、FEMS期刊、公共科学图书馆期刊、生物信息学期刊