综合

DNA条形码: 让中药材鉴定摆脱经验依赖

在我国抗击新冠肺炎疫情的过程中,中医药发挥了独特作用。中医药的传承、创新和发展对我国医疗卫生事业的发展具有积极的现实意义。近年来,人工智能、大数据等高新科技为传统中医药的发展不断赋能,中医药领域取得了大量的创新成果。为此,本报推出“科技赋能中医药”系列报道,将中医药在诊疗方法、药材研发与鉴定等方面的创新成果一一呈现。

中药材造假的现象自古有之。近年来,由于中药材种类繁多、来源复杂以及受市场利益的驱使,中药材品种混淆、掺伪现象时有发生,不仅导致中药材的声誉受损,而且也对患者的生命安全造成了威胁。以白鲜皮为例,许多患者由于服用了与植物白鲜皮相似的伪品中药材加工成的饮片,导致药物性肝损伤。

因此,识别药材真假伪劣尤为重要。然而,许多混伪品与药材形态相似,用传统的理化鉴定方法区别较为困难。人们亟待发现一种能准确、快速、可靠地鉴定药材的新方法,在此背景下,中国中医科学院中药研究所所长陈士林研究员带领科研人员研发出一种新的中药材鉴定方法——中药材DNA条形码鉴定技术。

为中药材量身定做“基因身份证”

中药材传统鉴定方法主要包括基原鉴定、性状鉴定、显微鉴定和理化鉴定。

这些鉴定方法各有侧重。基原鉴定应用植物、动物或矿物的形态学和分类学特征,对中药材的来源进行指认,因而对所鉴定材料的完整度有较高的要求;性状鉴定是对药材宏观性状的感官鉴定;而显微鉴定主要依据的是药材微观构造和特征;理化鉴定则是根据药材的某些物理性质或化学性质,采用物理或化学手段,对其进行真伪鉴别。

“不过,这些方法在一些近缘种、易混种的中药材鉴定上存在局限。此外,传统鉴定方法依赖经验,对鉴定人的专业素质要求较高。由于相关人才培养周期长,很多地方的老药工已经很少,面临人才断代的困境。”中国中医科学院中药研究所所长陈士林告诉科技日报记者,中药材DNA条形码鉴定技术很好地解决了这一难题,让中药材鉴定不再依赖药工。

陈士林介绍,DNA条形码的概念由加拿大动物学家保罗·赫伯特首次提出,是指使用一段较短的、标准的、易扩增的DNA片段对物种进行快速、准确、标准化的鉴定。而中药材DNA条形码主要记录的是现行分类系统下代表中药材物种的DNA序列信息。中药材DNA条形码鉴定技术就是适用于中药材物种鉴定的DNA条形码,通俗来讲,就是为中药材量身定做的“基因身份证”。中药材要获得属于自己的“基因身份证”,需要利用分子生物学手段,进行DNA提取、PCR扩增和序列测定、序列分析等。

陈士林认为,相比传统的中药材鉴定方法,中药材DNA条形码鉴定技术具有多方面优势。

“该技术具有通用性,只需选用一个或少数几个基因片段即可对绝大部分物种进行准确鉴定;鉴定过程更加快速;重复性和稳定性高;实验过程标准、操作简单;可通过互联网和信息平台对现有物种序列信息进行集中统一管理;可有效缓解分类鉴定人才缺乏的现状。”陈士林说。

近年来,DNA条形码鉴定技术在中药材鉴定中已得到成功应用,摆脱了传统形态鉴定方法依赖长期经验的束缚。陈士林强调,该技术有利于标准化,是中药分子鉴定方法学上的创新。

不过,这项鉴定技术也存在短板。陈士林解释:“由于DNA条形码鉴定技术主要在核酸层面对物种进行鉴定,不包含物种的性状和物理化学质量标准信息。所以,对于在炮制或加工过程中DNA降解的药材鉴定能力有限。另外,DNA条形码不能鉴定矿物药材。”

让中药材鉴定更趋标准化

近年来,国内相关团队正在推动中药材DNA条形码鉴定技术体系的建立。

比如,陈士林本草基因组学团队在大样本量中药材基因序列筛选研究基础上,出版了《中国药典中药材DNA条形码标准序列》和《中药DNA条形码分子鉴定》,建立了中药材DNA条形码分子鉴定体系。

“该体系包括以ITS2+psbA-trnH为主体的植物类药材DNA条形码鉴定体系和COI+ITS2的动物类药材DNA条形码鉴定体系。”陈士林介绍。

2010年,陈士林团队比较了7个候选DNA条形码,筛选的标准包括PCR扩增效率、种内/种间遗传变异等。通过对7个门753个属4800个物种6600多个样品的ITS2序列鉴定能力进行分析,显示ITS2在物种水平的鉴定效率高达92.7%。

因此,陈士林团队建议将ITS2作为药用植物标准DNA条形码,同时建议ITS2可作为新的通用条形码用于鉴定更广泛的植物类群。2011年,中国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条形码进行研究,建议把ITS/ITS2作为种子植物的核心条形码。

为了保证鉴定结果的准确性,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条形码序列的工具,而且是DNA条形码研究和物种鉴定分析的生物信息学平台,对推进中药材鉴定方法通用化、标准化和国际化具有重要作用。

在研究基础上,陈士林团队建立了中药材DNA条形码鉴定系统,核心数据库涵盖了《中国药典》(2010年版,2015年版)收录的几乎所有动物、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》所记录的草药药材,扩展数据库中涵盖的物种数超过十万种,序列超过百万条。

助力中药材产业发展

“中药材DNA条形码鉴定技术近年来发展迅速。”陈士林表示。

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完全自主知识产权的首创中草药基因测序智能鉴定仪——中草药DNA条形码高通量基因测序一体机,成功攻克产业链条上游壁垒,完成硬件仪器的自主知识产权和国产化,让我国中草药基因鉴定摆脱了对国外仪器的依赖。

此外,通过将DNA条形码技术与等温DNA扩增技术、侧向流检测试纸(LFD)装置相结合,陈士林团队还成功研发出一种快速鉴定剧毒植物钩吻的方法。

“该方法易于执行且不需要专业设备,可在30分钟内产生可靠结果,适用于钩吻的现场快速鉴定,也为包括植物和动物在内的其他物种的快速现场鉴定提供了新的思路。”陈士林说。

随着科学技术的发展,高通量测序具有测序读数更长、测序深度更深的优势,成为潜在的测序方法。陈士林表示:“我们基于中药材条形码数据库和长读测序技术,提出了全长多条形码方法,该方法能够识别多物种混合物的生物起源,诠释了DNA条形码技术在多物种混合物中的应用,对于来源复杂、形状不明显,或者已经被粉碎的中药材的鉴定研究,提供了切实可行的方向。”

据介绍,中药材DNA条形码已被纳入《中国药典》(2020),为中药材建立了“基因身份证”,从基因层面解决了中草药与混伪品的物种识别问题,同时也被纳入了《英国药典》,应用在中药的种植、生产、加工、流通及临床应用等多个环节。

提及中药材产业的发展,陈士林建议,要以无公害种植为抓手,瞄准药材品质提升领域关键核心技术,尽快开展中药材品质提升工程战略,种植、生产安全且优质的中药材,从源头上提升中药材的质量,保障用药安全,助力中药材产业的发展。

“中医药产业发展必须依靠科学和技术,只有掌握原创性的技术才能更好地助力中药材产业发展。”陈士林强调。(记者 代小佩)

【责任编辑:欧阳雪】

前8个月绥芬河海关监管中欧班列同比增长超七成 口岸双向通行效能实现新突破

今年前8个月,绥芬河海关监管中欧班列607列,较2025年同期大幅跃升,同比增加77.49%;中欧班列箱数超6万,已超过2025年全年规模。据了解,海关精准监管赋能班列持续高效运行。绥芬河海关强化“关—铁—企”多方联动,深化“铁路快通”模式应用,推行“7×24小时”预约通关。

遇“事故”走“枫桥” 大连、营口创“路上枫桥”道交一体化解纷品牌

一些交通事故发生后,因理赔纠纷问题,当事人往往要在交警、保险公司和法院之间来回奔波。如今,在辽宁大连和营口,这样的“烦心事”已经成为历史。全省首家道路交通纠纷一体化处理中心在大连市公安局交管支队挂牌运行,交警、法院、保险全部驻点合署办公;营口创新推出“集中管辖+集成解纷”审判新模式。近日,辽宁省高级人民法院与辽宁省公安厅联合召开现场推进会,将这两地的

河北迁安:37名调解专家上岗 激活基层治理“专业引擎”

如何让矛盾纠纷在源头化解、在基层“熄火”?河北省迁安市给出新答案——以专业力量赋能基层治理,用机制创新筑牢平安根基。9月3日,迁安市综治中心专家聘任仪式暨“124”矛盾纠纷源头化解机制推进会议召开,首批37名人民调解专家正式受聘上岗,标志着当地矛盾纠纷多元化解体系迈入专业化、精准化新阶段。这37名专家覆盖涉法涉诉、劳动争议、医患纠纷、心理健康等十大重

从比什凯克到天津:上合峰会宣布后48小时,口岸经济合作中心落地揭牌

9月3日,中国—上海合作组织口岸经济合作中心在天津国际贸易与航运服务中心正式揭牌成立。两天前的9月1日,国家主席习近平在上海合作组织成员国元首理事会第二十六次会议上的重要讲话中,正式宣布在天津成立这一中心。从峰会宣布到落地揭牌,仅隔48小时。天津市副市长王秀峰在揭牌仪式上表示,设立该中心旨在更好发挥天津口岸与对外开放优势,助力高质量共建“一带一路”和京津冀高水平对外开放,

绥芬河自贸片区63项创新案例赋能发展 凭借多元业态拓宽发展赛道

今年上半年,绥芬河自贸片区抢抓向北开放发展机遇,通过四轮驱动发展模式,持续深耕口岸贸易、园区盘活、跨境金融、制度创新四大领域。据介绍,作为黑龙江省对外开放重要前沿阵地,绥芬河自贸片区立足口岸区位优势,多点发力、创新突破,不断丰富跨境贸易业态、盘活园区闲置资源、打通跨境金融服务堵点。

从“沉睡资产”到“发展活水”- 汨罗市创新盘活闲置校舍赋能乡村振兴

随着农村教育资源整合,一批村小校舍闲置下来,成为“沉睡资产”。汨罗市作为全国自然资源节约集约示范县(市),主动作为、因地制宜,探索出一条闲置校舍再利用的有效路径。记者近日深入该市汨罗镇实地采访,记录下这些闲置校舍“变形记”背后的生动故事。“闲置学堂”变身“茶香车间”走进汨罗镇九雁村原雁塘学校,一股姜盐芝麻豆子茶的醇厚香气扑面而来。曾经空旷沉寂的教室,如今机器声规律运转,茶叶清香

2026年铁路暑运收官 武铁发送旅客4099.3万人次创历史新高

8月31日,为期62天的2026年铁路暑运圆满落幕。7月1日至8月31日,中国铁路武汉局集团有限公司(以下简称武铁)累计发送旅客  4099.3万人次,同比增长4.1%,创历史新高。货运方面,累计发送货物1675.7万吨,同比增长0.8%,重点物资运输量稳步增长,多式联运“一单制”业务实现降本增效

武汉三站一场 “花式” 迎新!多警联动解锁开学安全新玩法

2026 年秋季开学在即,武汉铁路公安处联合武汉交警、机场公安,于8月28日至8月30日,在武汉站、汉口站、武昌站三大铁路车站以及天河国际机场共同开展 “护航开学季 平安伴你行” 交通安全答题挑战赛主题宣传活动。这也是多方单位连续第3年在 “三站一场” 联合开展开学季迎新安全宣传,活动一经推出,就受到广大来汉求学学子的热烈欢迎。“这道题我知道!” 武昌火车站

厦门开渔季 多部门联合执法护航海上安全与涉海旅游秩序

以“强化宣传教育、提高自觉意识、营造良好氛围、确保海域平安”为目标,采取联合定线巡航与分区分组巡航相结合的方式,聚合各涉海部门力量,向渔民和游客宣传海洋与渔业、港口航道、海上交通、海上治安等法律法规

续写两国睦邻友好 携手共进崭新篇章 - 绥芬河第二届中俄合唱交流大会侧记

当《喀秋莎》的悠扬旋律与《中国梦》的铿锵节拍在中俄体育馆内交织回荡,绥芬河这座百年口岸再次以歌声为笔,绘就了中俄人文交流的生动图景。8月15日,第二届中俄合唱交流大会如约而至,不仅为第四届中俄跨境狂欢季添上浓墨重彩的一笔,更在两国建交的宏大叙事中,奏响了民间情谊的温暖和弦。边城搭台,唱响“双向奔赴” 作为我国对俄开放的重要

深耕文脉四十三载 鞍山市博物馆让千年文物“活”在当下

一座国家二级博物馆用四十三年的坚守,让沉寂的历史重焕生机。8日下午,鞍山市博物馆暑期沉浸式演艺吸引众多市民驻足观看,这是该馆推动文物活态传承的缩影。今年以来,“流动博物馆直通车”持续走进校园,暑期沉浸式演艺全面上线,地域文化课题研究不断深化,数字化服务和文物修复室建设有序推进,馆校合作、馆际合作范围逐步拓展。鞍山市博物馆馆长于红介绍,该馆成立于198

离岸信托个税规则首次全面明确:设立存续终止全环节覆盖 统一适用20%税率

财政部、税务总局7月24日发布《关于离岸信托征收个人所得税有关事项的公告》(财政部 税务总局公告2026年第21号),首次系统明确离岸信托设立、存续、终止清算全环节的个人所得税征管规则。根据公告,个人将财产装入离岸信托以及通过离岸信托取得收益,均属于个人所得税法规定的应税所得,应当依法申报纳税。近年来,一些个人通过设立离岸信托进行财富代际传承、跨境资产配置及风险管理

英国新首相伯纳姆火线组阁 誓言推动“40年来最大变革”

英国政坛20日迎来戏剧性更迭。工党新任党首安迪·伯纳姆当日在白金汉宫接受国王查尔斯三世授权组建新政府,正式就任英国首相。前任首相斯塔默于当天早些时候辞去首相职务。伯纳姆就任后数小时内即完成新一届内阁组建,多项人事任命出人意料,被视为其开启政治新时代的明确信号。前国防大臣“爆冷”执掌财政根据首相办公室发布的人事通报,最受瞩目的财政大臣一职由前国防大臣约翰·希利出任。希利上

湖南醴陵“五彩隆兴坳”夏日音乐会:美育归乡筑薪火 青春逐梦耀乡野

7月18日晚,醴陵市枫林镇隆兴坳村村民委员会广场晚风习习、歌声悠扬。“五彩隆兴坳”夏日音乐会顺利上演。本次活动是“音符里的种花家”公益实践团暑期“三下乡”社会实践的成果集中展演,也是本土青年学成归乡、以美育人、薪火相传的一次深情回馈,更是株洲市文联、湖南工商大学落实省文联"村歌嘹亮"主题活动以及省市艺教融合工作的一项重要举措。株洲市文联党组书记刘文星,醴

辽宁高院部署党风廉政建设 强调以家风建设共筑廉洁防线

在7月15日召开的辽宁高院党组(扩大)会议上,一场关于全省法院党风廉政建设的专题部署引发关注。与以往不同,此次会议将“深化家庭家教家风建设”列为重点议题之一,明确推动院家共建,以家风促廉风,共筑廉洁防线。会议对当前全省法院党风廉政建设面临的形势进行了分析,指出要清醒认识严峻挑战,发扬自我革命精神,聚焦“五个过硬”,教育引导干警砺初心、铸法魂、明法纪、固底线,着力

人类命运共同体基金会在港成立 王晶倡议以“大道之和”重塑世界秩序

来自全球政商界、学术界、文化界、公益界和智库界等多领域的近300位嘉宾现场见证基金会揭牌,会议取得圆满成功。会上,基金会主席王晶以《开启新轴心时代》为题发表主旨演讲,她指出,人类社会历经数千年演进,科技生产力与物质财富实现跨越式增长,但和平、发展、安全、信

霍尔木兹海峡“双重封锁” 特朗普宣布对伊朗“重新开战”

美国总统特朗普13日宣布,美军将于14日恢复对伊朗的海上封锁,并称美国将成为“霍尔木兹海峡守护者”,对所有经由该海峡运输的货物收取20%的费用。美军中央司令部随后确认,封锁行动将于美国东部时间14日16时(伊朗当地时间14日23时30分)正式启动。这意味着美伊两国总统6月17日远程签署的谅解备忘录,在生效不到一个月后即告名存实亡。从“停火”到“重新开战”事情的转折始于7
返回
顶部