基于DNA metabarcoding技术的如意金黄散处方成分鉴定研究

中药的有效性和安全性是国内外关注的热点,本研究以如意金黄散为例,基于DNA metabarcoding技术,尝试从投料药材真伪角度评价中药的有效性和安全性.首先,收集如意金黄散处方成分药材及其混伪品样品161份,从已发表文献中下载密切相关物种序列154条,构建"如意金黄散DNA条形码鉴定数据库",该数据库包含10属119个物种.收集不同批次的如意金黄散样品3份,以ITS2序列为条形码,使用Illumina HiSeq平台进行PE250深度测序,利用本研究构建的"如意金黄散DNA条形码鉴定数据库"进行投料药材基原物种识别,结果表明,基于DNA metabarcoding技术可检测到除厚朴外的全部处方成分,不同药材的测序量存在显著差异;检测到苍术药材的混伪品朝鲜苍术和天南星药材的混伪品虎掌南星,提示如意金黄散临床使用的有效性和安全性存在潜在风险;不同批次鉴定结果具有稳定性和可重复性.本研究表明,基于DNA metabarcoding技术的如意金黄散处方成分鉴定方法符合中药复杂体系特点,有望成为中成药鉴定的新方法,并为中成药的有效性和安全性评价提供参考.     

基于DNA条形码鉴定植物药常山及其混伪品

虎耳草科（Saxifragaceae）常山属（Dichroa）植物常山（Dichroa febrifuga Lour.）是我国著名的抗疟药物。但目前全国各地使用较为混乱,代用品、混淆品多,鉴定困难。本研究收集常山及其混伪品6种,共64份样品,利用DNA条形码和二维DNA条形码技术进行物种鉴定研究。研究结果表明,DNA条形码技术可准确鉴定常山及其混伪品,20%的常山样品存在混伪现象,混伪品主要为阔叶十大功劳（Mahonia bealei（Fort.） Carr.）。常山ITS2序列长度为230 bp,种内K2P遗传距离为0~0.0253,常山及其混伪品种间K2P遗传距离为0.152~0.748。基于ITS2序列构建的NJ树显示,常山及其混伪品能够明显区分,可为临床安全用药提供科学依据。成功构建常山的二维DNA条形码鉴定体系,实现“互联网+”的跨平台信息交换,可为二维DNA条形码技术在流通监管领域的实践应用提供理论基础。     

中国东北地区林蛙属物种的分类学研究(两栖纲:蛙科)

用比较分类学方法和数值分类方法相配合,对我国东北产林蛙属物种多样性和原各命名物种的有效性及与中国林蛙的关系进行了探讨。结果认为：地方名为哈土螨的原中国林蛙的东北居群应属于我国蛙类的一新纪录东北林蛙Ｒ．ｄｙｂｏｗｓｋｉｉ,而Ｒ．ｓｅｍｉｐｌｉｃａｔａ和Ｒ．ｃｈｅｎｓｉｎｅｎｓｉｓ ｃｈａｎｇｂａｉｓｈａｎｅｎｓｉｓ（魏刚等,１９９１ａ）为该种的同物异名,重新界定了东北林蛙和中国林蛙的分布区,提出中国     

中药材二维DNA条形码流通监管体系研究

中药材品种复杂混乱给中药材流通监管造成不便,加强中药材及饮片质量监管、保证公众用药安全备受关注.本研究将二维DNA条形码技术应用于中药材流通监管领域,建立中药材二维DNA条形码流通监管体系.该体系包括DNA条形码序列获得与DNA条形码信息跨平台转换两大部分内容,以亚麻子、黑芝麻、火麻仁、蓖麻子和苘麻子5种药材共计109份样本为例研究建立该体系:依照中药材DNA条形码分子鉴定法获得待检样本DNA条形码序列;基于开源代码PHP QR Code的编码方式对实验所得DNA条形码序列进行编码,转换成二维码图片;使用移动终端扫描识读该二维码信息,并通过网页浏览器提交至中药材DNA条形码数据库获知鉴定结果.将二维码技术与DNA条形码技术相结合,为每个药材基原物种提供标准二维DNA条形码,有利于DNA条形码信息在不同平台间转换,为二维DNA条形码技术在实际流通监管工作中的应用提供理论基础,能有效实现对中药材流通的数字化监管,推动中药材流通监管现代化、国际化进程.     

DNA条形码技术为中草药提供基因身份证

<正>中国医学科学院药用植物研究所研发出中草药DNA条形码鉴定技术,为中草药建立了"基因身份证",用于解决中草药掺伪的行业难题。相关成果分别发表在《生物技术前沿》、《生物学评述》和《美国科学院院报》上。中草药原材料存在诸多外形相似的植物,掺伪现象时有发生,严重影响药物疗效与用药安全。长期以来,中草药与其常见混伪品主要依赖视觉进行识别,缺乏精准的技术手段。DNA     

“中国珍稀濒危植物DNA条形码鉴定平台”简介

<正>为解决珍稀濒危植物鉴定难的问题,中国科学院植物研究所建立了"中国珍稀濒危植物DNA条形码鉴定平台"(http://www.brep.ac.cn),使得通过分子手段快速准确鉴定珍稀濒危植物成为可能。该平台是建设中的"中国珍稀濒危植物信息系统"的核心内容之一,该信息系统不仅使分子鉴定和形态鉴定有机结合,而且还能获得有关鉴定结果(物种)的大量相关信息。1鉴定平台有六大特点第一,与国际DNA条形码领域充分接轨。平台建设者采用了国际社会建议的DNA条形码rbcL和matK,     

中国秋海棠属 (秋海棠科) 植物的DNA条形码评价

秋海棠属植物种类繁多,形态变异多样,导致种类的系统放置混乱,近缘种类鉴定困难。利用DNA条形码实现物种快速准确的鉴定技术具有不受形态特征约束的优势,为秋海棠属植物的分类鉴定提供了新的方法。本研究选择4个DNA条形码候选片段（rbcL,matK,trnH psbA,ITS）对中国秋海棠属26种136个个体进行了分析。结果显示：叶绿体基因rbcL,matK和trnH psbA种内和种间变异小,对秋海棠属植物的鉴别能力有限;ITS/ITS2种内和种间变异大,在本研究中物种正确鉴定率达到100%/96%,可考虑作为秋海棠属DNA条形码鉴定的候选片段。研究结果支持中国植物条形码研究组建议将核基因ITS/ITS2纳入种子植物DNA条形码核心片段中的观点。     

中国秋海棠属（秋海棠科）植物的DNA条形码评价

秋海棠属植物种类繁多,形态变异多样,导致种类的系统放置混乱,近缘种类鉴定困难。利用DNA条形码实现物种快速准确的鉴定技术具有不受形态特征约束的优势,为秋海棠属植物的分类鉴定提供了新的方法。本研究选择4个DNA条形码候选片段（rbcL,matK,trnH-psbA,ITS）对中国秋海棠属26种136个个体进行了分析。结果显示：叶绿体基因rbcL,matK和trnH-psbA种内和种间变异小,对秋海棠属植物的鉴别能力有限：ITS／ITS2种内和种间变异大,在本研究中物种正确鉴定率达到100％／96％,可考虑作为秋海棠属DNA条形码鉴定的候选片段。研究结果支持中国植物条形码研究组建议将核基因ITS／ITS2纳人种子植物DNA条形码核心片段中的观点。     

莪术基原植物DNA条形码序列的筛选与鉴定

为寻找适用于中药材莪术基原植物鉴定的DNA条形码序列,探索快速高效的莪术基原植物鉴定的新方法,该文首先利用扩增成功率和测序成功率对中药材莪术三种基原植物,9个样本的7种DNA条形码序列(ITS、ITS2、matK、psbA-trnH、trnL-trnF、rpoB和atpB-rbcL)进行评估,然后利用MEGA6.0软件对获得的高质量的序列通过变异位点分析、遗传距离计算和系统树分析等进一步进行评估,最后将筛选到的DNA条形码序列对未知基原的待测样品进行基原鉴定。结果表明:(1) ITS、ITS2和matK等条形码序列在莪术基原植物中的扩增或测序成功率较低,难以应用于实际鉴定;而psbA-trnH、trnL-trnF和rpoB条形码序列变异位点信息过少,不足于区分莪术的三种不同基原植物;只有atpB-rbcL条形码序列的扩增和测序成功率较高,容易获得高质量的序列,同时序列长度(642～645 bp)理想,变异位点多(11个),可实现莪术的三种不同基原的区分鉴别。(2)待测样品经基于atpB-rbcL序列构建的系统发育树鉴别为温郁金。综上所述,叶绿体atpB-rbcL序列能够准确鉴定莪术不同基原植物,可以作为中药材莪术基原植物鉴定的条形码序列。     

DNA条形码技术应用于人参鉴定

人参(Panax ginsengC.A.Meyer),被人们称为“百草之王”,是国内外常用的珍稀名贵中草药和高级滋补品,濒临灭绝,是急需进行资源保护的珍贵物种.随着中草药市场的国际化,由于利益的驱动,市场上伪混品屡见不鲜,对其正确鉴定就成为进行资源保护的首要条件.国内外学者对人参等药用植物资源的鉴定和可持续利用进行了广泛研究.DNA条形码(DNA barcoding)技术是分子鉴定的最新发展,即通过比较一段或几段通用DNA片段,对物种进行快速、准确的识别和鉴定,是近年来生物分类和鉴定的研究热点,在物种鉴定方面显示了广阔的应用前景.在分析传统的鉴定方法在适用范围和局限性的基础上,着重介绍了新兴的DNA条形码技术及其分析方法在人参鉴定上的特点及应用.     

基于涉案兽类12S rRNA基因的NCBI数据库序列可靠性分析

本研究以常用于动物种属鉴定的12S rRNA基因位点为研究对象,利用所测得的17种常见涉案兽类12S rRNA基因部分片段序列及NCBI数据库中下载的该物种DNA序列及其近缘物种DNA序列,构建系统进化树。根据进化树的聚类情况,判断NCBI数据库中的相关基因序列或物种名称的正确性,并对其中错误序列的登陆号进行标记,以防对后续涉案动物的准确鉴定造成影响。分别从17种常见涉案兽类(共26份样本)中提取线粒体DNA,并利用通用引物扩增线粒体DNA上的12S rRNA基因部分片段并进行测序分析。通过NCBI数据库的Blast比对功能,筛选出与本研究物种同源性由高到低的物种,并从NCBI基因数据库中下载此类近缘物种的12S rRNA基因序列共351条,利用MEGA7.0软件构建该物种及其近缘物种系统进化树。通过比对发现NCBI中登录号为KP202279等3个序列所对应物种拉丁名错误。登录号为AY184436等11个序列所对应物种拉丁名可能存在疑问。GenBank中某些物种拉丁名有同种异名现象。因此,NCBI数据库数据可靠性有待进一步验证,只能作为涉案物种鉴定的参考数据之一,可借助构建系统进化树等方法来确认其结果的准确性。     

DNA条形码研究进展

DNA条形码是应用有足够变异的标准化短基因片段对物种进行快速、准确鉴定的新的生物身份识别系统.2003年,加拿大Guelph大学Hebert等首次正式提出了DNA条形码概念,2004年成立了生物条形码联盟,目前有来自50个国家的两百多个组织成为其成员,2007年5月加拿大Guelph大学组建了世界上第一个DNA barcoding鉴定中心,2009年1月正式启动"国际生命条形码计划",中国科学院代表中国与加拿大、美国和欧盟共同为iBOL 4个中心节点.线粒体细胞色素C氧化酶基因COⅠ具有引物通用性高和进化速率快等优点,是理想的动物DNA条形码,不过,COⅠ在植物中应用效果较差,因此,核糖体ITS序列和质体rbcL、matK和trnH-psbA等序列也相继被引入植物的DNA条形码研究.虽然DNA条形码研究还处于起步阶段,面临巨大挑战,但是,越来越多的研究表明DNA条形码可以广泛应用于生物的分类和鉴定,是一种简便、高效、准确的物种鉴定技术,已经在动物、植物和微生物等研究中取得了显著成果,是生命科学领域发展最快的学科前沿之一.本文从DNA条形码的开发、应用、国内相关文献研究现状、DNA条形码面临的挑战以及发展前景等进行了综合分析,以期推动我国DNA条形码和分类学研究的发展.     

DNA条形码及其在海洋浮游动物生态学研究中的应用

浮游动物的准确鉴定是浮游动物生态学研究的基础.传统的基于形态特征的鉴定不仅费时费力,而且部分类群特别是浮游幼体由于形态差异细微,鉴定存在困难,导致物种多样性被低估.DNA条形码(DNA barcodes)技术为浮游动物物种鉴定提供了一个有力工具,已迅速应用于海洋浮游动物生态学研究.本文介绍了DNA条形码的基本概念、优势及局限性,总结了该技术(主要是基于线粒体细胞色素C氧化酶第一亚基(mtCOI)基因序列片段的DNA条形码)在海洋浮游动物物种快速鉴定、隐种发现、营养关系研究、生物入侵种监测、群落历史演变反演、种群遗传学以及生物地理学中的成功应用.随着DNA条形码数据库信息量覆盖率的不断提高和新一代测序技术的快速发展,DNA条形码将提供除了种类鉴定外更加丰富的信息,从而帮助人们更好地理解海洋浮游动物的多样性及其在生态系统中的功能,推动海洋浮游动物生态学的发展.     

DNA条形码技术在小型兽类鉴定中的探索:以甘肃莲花山为例

为验证DNA条形码技术在小型兽类物种鉴定中的可行性,我们使用传统的形态学方法和DNA条形码技术对甘肃莲花山国家级自然保护区采集的77号小型兽类标本进行鉴定.共鉴定出物种13种,分别属于3目7科.其中小纹背鼩鼱(Sorex bedfordiae)、藏鼩鼱(S.thibetanus)、甘肃鼹(Scapanulus oweni)黑线姬鼠(Apodemus agrarius)、社鼠(Niviventer confucianus)、斯氏鼢鼠(Eospalax smithi)、高原鼠兔(Ochotona curzoniae)等7种为莲花山首次报道.另外,采自海拔2,800 m的黑线姬鼠是该物种全球海拔最高的分布记录.通过对两种方法进行比较,我们发现形态鉴定需要研究者具有足够的分类学背景,基于DNA条形码的物种鉴定则限制于网络数据库中缺乏足够的序列信息导致成功率不高.因此我们认为现阶段形态鉴定依然是小型兽类鉴定的基石和主要手段,DNA条形码技术可以作为重要的补充手段,对形态鉴定的结果进行检验.最后本文认为DNA条形码鉴定前景非常乐观,但在现阶段的使用中应与经典分类紧密结合并尽可能保存凭证标本.     

菊科橐吾属植物的DNA条形码研究（英文）

DNA条形码是一项利用短的、标准的DNA片段对物种进行快速、有效识别和鉴定的新技术。菊科橐吾属约140种,是典型的高山植物,种间杂交频繁,形态变异复杂,从形态学方面鉴定近缘种较为困难。本研究选取4个DNA核心条形码片段(ITS,matK,psb A-trnH和rbcL),对橐吾属35种144个个体进行条形码研究。研究结果显示叶绿体基因matK,psbA-trnH和rbcL在种内和种间变异都很小,对橐吾属的物种鉴定率极低;ITS在种间变异率相对较大,物种鉴定率为60%。而各片段联合后的物种鉴定率并未提高。     

DNA条形码试剂盒检测技术在大小蠹属种类鉴定中的应用

[目的]DNA条形码技术已成为生物分类鉴定的有力工具.DNA条形码技术的相关问题,如物种种内和种间的遗传距离出现重叠区域,将直接影响到物种鉴定的准确性.我们应用DNA条形码试剂盒检测技术来快速、准确地鉴定口岸截获的检疫性大小蠹属种类.[方法]针对大小蠹昆虫设计引物以提高PCR扩增效率.运用自主研发的基因条码分析软件找出基因片段上区分每个物种的多态位点规律,作为该物种的鉴定特征并建立数据库,应用于物种鉴定.[结果]使用针对大小蠹属昆虫设计的引物成功扩增出325 bp的COI基因片段.将大小蠹属12种昆虫的COI基因片段上的核苷酸诊断位点的组合作为物种的鉴定特征,可以准确地区分近似种.通过比对植物检疫鉴定系统数据库里的鉴定特征,将6个大小蠹属的未知样品成功鉴定到种(核苷酸序列一致性为100％),与形态鉴定结果一致.[结论]结果表明DNA条形码试剂盒检测技术可以准确鉴定大小蠹属的种类.该检测技术可以应用于其他经济重要性有害生物的检测鉴定.     

环渤海区域林蛙资源及其保护

目的对环渤海区域进行物种多样性的调查研究,通过本研究为这一区域的林蛙保护提供科学依据。方法根据多年来的野外调查,结合已有研究进行分析评估。结果本区域分布林蛙有6种,其中黑龙江林蛙、徂徕林蛙和昆嵛林蛙分布区域狭窄,徂徕林蛙和昆嵛林蛙不仅是中国的特有种,也仅分布于本区域的山东省。林蛙作为重要的自然资源,药用价值巨大,养殖产业不断发展。随着养殖业的发展,林蛙保护问题日显突出。结论环渤海区域是中国林蛙属物种多样性最为丰富的地区,也是东北林蛙养殖的主要地区,应加强保护和合理开发利用。     

检疫性疫霉DNA条形码标准分子构建

质粒标准分子是指含有外源基因和内源标准基因特异性片段的重组质粒分子.DNA条形码技术是通过对标准目的基因的DNA序列进行分析从而进行物种鉴定的技术.构建基于DNA条形码的质粒标准分子是DNA条形码技术应用于检测实践的要求.本研究将这两种检测鉴定技术相结合应用于检疫性疫霉的检测,构建了11种检疫性疫霉的DNA条形码标准分子,进行了测序验证,均匀性,稳定性和特异性验证.结果表明,构建的质粒标准分子准确度,均匀性,稳定性和特异性均良好,对实际口岸检验检疫工作具有实践应用价值.     

我国32种鸟类DNA条形码分析

DNA条形码是一种分子分类方法,近年来在物种鉴定方面得到迅速的发展和应用.本研究分析了我国27属32种鸟类(61只)的线粒体细胞色素c氧化酶亚基Ⅰ(COⅠ)基因的条形码片段,分别用阈值法、聚类法和诊断核苷酸进行了分析,探究DNA条形码鉴定我国鸟类的准确性.结果显示,种内CO Ⅰ序列变异很小,种间存在较多的变异位点,种间的遗传距离显著大于种内的遗传距离,DNA条形码序列能够鉴定所有鸟类.     

地黄属植物的DNA条形码研究

地黄属(Rehmannia)为玄参科(Scrophulariaceae)药用植物,广泛分布于中国中东部及北部地区。由于地黄属植物经历了快速成种,导致其属内物种间形态性状差异较小,运用传统的形态学分类方法已难以准确地鉴定物种,近年来迅速发展起来的DNA条形码技术为快速、准确地鉴别物种提供了新思路。本研究选用3个叶绿体DNA非编码区片段(trn L-trn F、trn M-trn V和trn S-trn G)及核基因ITS片段,运用PWG-distance和TreeBuilding两种方法对地黄属5个物种75个个体进行了DNA条形码分析。结果表明:单个叶绿体DNA片段或核基因ITS片段对地黄属物种的鉴别率较低(0%~20%),组合的叶绿体DNA片段分辨能力虽然高于单个DNA片段,但并不能将地黄属5个物种完全区分开;trn S-trn G+ITS片段组合的分辨率可达100%,能够将地黄属5个物种准确区分,与所有叶绿体DNA片段和核基因ITS片段组合(trn L-trn F+trn M-trn V+trn S-trn G+ITS)的辨别率相同,因此推荐trn S-trn G+ITS作为地黄属植物的标准条形码。此外,利用DNA条形码鉴别物种时,可采用叶绿体DNA片段和核DNA片段组合的方法来提高物种鉴定的成功率。