陳士林博士，中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所所長(zhǎng)、首席研究員，世界衛(wèi)生組織傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)合作中心主任�，F(xiàn)為教育部長(zhǎng)江學(xué)者創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人；完成了260余種中藥材產(chǎn)地生態(tài)適宜性數(shù)值區(qū)劃，編著《中國(guó)藥材產(chǎn)地生態(tài)適宜性區(qū)劃》；創(chuàng)建了基于ITS2為主體的中草藥DNA條形碼鑒定方法體系，主編《中藥DNA條形碼分子鑒定》等書(shū)籍；通過(guò)全基因組解析提出靈芝為次生代謝產(chǎn)物生物合成研究的首個(gè)中藥基原藥用模式真菌，論文在《自然通訊》Nat Commun發(fā)表, 被Nature China選為中國(guó)最佳研究亮點(diǎn)推介。獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)；發(fā)表論文300余篇,其中SCI論文180余篇。

　　■創(chuàng)新啟示錄

　　近期，媒體對(duì)“蒼術(shù)造假”的報(bào)道再次引發(fā)了人們對(duì)中藥材真?zhèn)蔚臉O大關(guān)注。事實(shí)上，長(zhǎng)期以來(lái)，在中藥材貿(mào)易及臨床應(yīng)用中，諸如冬蟲(chóng)夏草中混入亞香棒蟲(chóng)草、山銀花冒充金銀花、西洋參中混入人參等這類(lèi)魚(yú)目混珠、防不勝防的混偽問(wèn)題，一直都是讓監(jiān)管者們頭痛不已的難題。

　　DNA條形碼鑒定技術(shù)具有六大優(yōu)勢(shì)

　　中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所所長(zhǎng)陳士林研究員告訴科技日?qǐng)?bào)記者，在不法銷(xiāo)售商造假手段越來(lái)越高明的情況下，中藥材四大傳統(tǒng)鑒定方法（基原鑒定、性狀鑒定、顯微鑒定和理化鑒定）都因存在一定的局限性而無(wú)法完全保障中藥材真?zhèn)舞b別的準(zhǔn)確性。

　　隨著科學(xué)研究的不斷深入，一種新的中藥材鑒定技術(shù)已經(jīng)應(yīng)運(yùn)而生。這種被稱(chēng)作DNA條形碼的技術(shù)，通過(guò)為中藥材標(biāo)本制作一張?zhí)厥獾幕颉吧矸葑C”，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)比對(duì)后，就能對(duì)所鑒別的物種進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的識(shí)別與鑒定。

　　陳士林研究員告訴記者，DNA條形碼技術(shù)是國(guó)際上近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的生物物種鑒定新技術(shù)。該方法由于不受外界環(huán)境因素的影響以及樣品形態(tài)和材料部位的限制，可為中藥材原植物和種類(lèi)鑒別提供更加準(zhǔn)確可靠的手段，是中藥分子鑒定方法學(xué)上的一個(gè)創(chuàng)新�！皬姆肿舆z傳學(xué)角度來(lái)看，物種表現(xiàn)型的差異本質(zhì)上是基因型的差異，即體現(xiàn)在DNA序列上的差異。因此，DNA條形碼的誕生和發(fā)展，為藥用植物分類(lèi)和鑒定提供了本質(zhì)依據(jù)�！�

　　在陳士林研究員看來(lái)，DNA條形碼技術(shù)具有6大優(yōu)勢(shì)：只需選用一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)基因片斷即可對(duì)絕大部分中藥物種進(jìn)行準(zhǔn)確鑒定；可以在短時(shí)間內(nèi)鑒定大量樣本；重復(fù)性和穩(wěn)定性高；實(shí)驗(yàn)過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)、操作簡(jiǎn)單，更易實(shí)現(xiàn)物種鑒定自動(dòng)化；可有效緩解分類(lèi)鑒定人才缺乏的現(xiàn)狀；可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和信息平臺(tái)對(duì)現(xiàn)有物種序列信息進(jìn)行集中統(tǒng)一管理，并可實(shí)現(xiàn)資源共享。

　　從跟隨研究到引領(lǐng)國(guó)際的華麗轉(zhuǎn)身

　　DNA條形碼技術(shù)是利用標(biāo)準(zhǔn)基因片段對(duì)物種進(jìn)行快速、準(zhǔn)確識(shí)別與鑒定的一種新技術(shù)，識(shí)別技術(shù)的核心部分是找到能區(qū)分各物種的序列片段，而理想的條形碼應(yīng)具有通用性，同時(shí)也應(yīng)具有足夠的變異以區(qū)分不同的物種。

　　陳教授說(shuō)，“從分子遺傳學(xué)角度來(lái)看，物種的差異歸根結(jié)底是基因型的差異。因此，當(dāng)我們測(cè)出一份樣本中特有的DNA序列后，將它與已知序列進(jìn)行比較，就可以知道該樣本的身份，這對(duì)傳統(tǒng)鑒定方法是非常有效的補(bǔ)充手段。這一DNA序列就像是給每個(gè)物種標(biāo)記的條形碼，又像是每個(gè)物種獨(dú)有的‘身份證’編號(hào)，具有唯一性。”

　　DNA條形碼最先被應(yīng)用鑒定的領(lǐng)域并非中藥材，而是動(dòng)物。在動(dòng)物鑒定領(lǐng)域，COI基因已經(jīng)被確定為動(dòng)物條形碼的通用片段，但不能作為植物的DNA條形碼。因此，近年來(lái)，篩選有效的植物DNA條形碼便成為了國(guó)際生命條形碼工作者研究的首要任務(wù)之一。2005年至今，美、英、韓等國(guó)家的多個(gè)研究組提出了多個(gè)植物DNA條形碼或條形碼組合的建議，但這些序列均未能取得令人滿意的效果。

　　在國(guó)家863計(jì)劃等基金的支持下，近10年來(lái)，為了建立和完善鑒別中草藥的DNA條形碼體系，陳士林研究員帶領(lǐng)他的研究團(tuán)隊(duì)分別從葉綠體基因組、線粒體基因組和細(xì)胞核基因組三個(gè)部分進(jìn)行了篩選和對(duì)比，完成了從跟隨國(guó)際研究到引領(lǐng)國(guó)際研究的華麗轉(zhuǎn)身。

　　2010年，陳士林帶領(lǐng)的課題組在藥用植物DNA條形碼序列篩選研究中，通過(guò)比較分析7個(gè)候選DNA條形碼，對(duì)753個(gè)屬、4800個(gè)物種、6600多個(gè)樣品進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞核基因組的ITS2序列在物種水平的鑒定效率高達(dá)92.7%，顯著優(yōu)于國(guó)際植物工作組推薦的序列組合。據(jù)此他們首次在國(guó)際上提出將ITS2序列作為藥用植物標(biāo)準(zhǔn)DNA條形碼，同時(shí)建議ITS2作為新的通用條形碼用于鑒定更廣泛的植物類(lèi)群。其科研論文《ITS2作為藥用植物通用DNA條形碼序列》在國(guó)際權(quán)威科學(xué)雜志《公共科學(xué)圖書(shū)館—綜合》發(fā)表后，引發(fā)了國(guó)際社會(huì)對(duì)ITS2序列研究的熱潮，該文章被德國(guó)專(zhuān)業(yè)網(wǎng)站選為近25年來(lái)在ITS2領(lǐng)域最受關(guān)注的16篇文章之一。

　　目前，陳士林課題組已經(jīng)建立起了一個(gè)完備的包括以ITS2序列為核心、加上psbA-trnH為補(bǔ)充序列的植物類(lèi)中藥材的DNA條形碼，以及以COI序列為核心、ITS2為輔助序列的動(dòng)物類(lèi)中藥材的DNA條形碼鑒定體系，該技術(shù)已被幾十家企業(yè)轉(zhuǎn)讓?xiě)?yīng)用。70余篇相關(guān)文章也發(fā)表在Cladistics、PNAS、PLoS 、BMC 、FEMS、BRV 等國(guó)際知名雜志上。其主編的《中藥DNA條形碼分子鑒定》一書(shū)，已于2012年由人民衛(wèi)生出版社出版發(fā)行。

　　建成世界最大中草藥DNA條形碼鑒定數(shù)據(jù)庫(kù)

　　陳士林告訴記者，“中藥材鑒定是研究中藥品種、質(zhì)量，制定中藥標(biāo)準(zhǔn)，尋找和擴(kuò)大藥源的前提和基礎(chǔ)。DNA條形碼識(shí)別技術(shù)為中藥材真?zhèn)舞b定標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化提供了技術(shù)支持，將為中藥材鑒定迎來(lái)一場(chǎng)新的技術(shù)革新”。中藥材DNA條形碼技術(shù)的廣泛應(yīng)用，還需要存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)作支撐。陳士林告訴記者，早在2006年，中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所就建立了我國(guó)藥用植物的種質(zhì)資源庫(kù)，現(xiàn)在已經(jīng)保存了幾萬(wàn)份以上的種質(zhì)資源。為進(jìn)一步加快中藥DNA條形碼鑒定研究步伐，該所已建立藥用植物DNA條形碼數(shù)據(jù)庫(kù)和基于ITS2和psbA-trnH的中藥DNA條形碼鑒定網(wǎng)站，可用于中藥資源信息檢索、查詢(xún)以及比對(duì)鑒定。

　　談到未來(lái)中藥DNA條形碼的研究方向，陳士林認(rèn)為，我國(guó)中藥材質(zhì)量差異很大，導(dǎo)致了市場(chǎng)的不平衡以及不正當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)還造成了中藥資源的浪費(fèi)。中藥材市場(chǎng)流通中缺乏符合生產(chǎn)實(shí)際、與市場(chǎng)流通配套的中藥材質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)市售中藥材在流通領(lǐng)域可能面對(duì)的各種問(wèn)題，可以將二維DNA條形碼技術(shù)運(yùn)用于中藥材流通管理領(lǐng)域中。目前，該研究團(tuán)隊(duì)建立了全世界最大的中草藥DNA條形碼鑒定數(shù)據(jù)庫(kù)和中藥材DNA條形碼鑒定系統(tǒng)網(wǎng)站 http://www.tcmbarcode.cn，包括2萬(wàn)余個(gè)物種，該數(shù)據(jù)庫(kù)鑒定系統(tǒng)以《中國(guó)藥典》2010版收載的植物和動(dòng)物藥材為研究對(duì)象，將DNA條形碼技術(shù)和生物信息學(xué)技術(shù)相結(jié)合，建立了用于中藥鑒定的網(wǎng)絡(luò)信息化操作平臺(tái)，并涵蓋絕大多數(shù)美國(guó)藥典、日本藥局方、歐盟藥典、韓國(guó)藥典和印度藥典的草藥�？蓮V泛應(yīng)用于從中藥材源頭生產(chǎn)到市場(chǎng)流通等各環(huán)節(jié)，如中藥種植基源信息檢索、查詢(xún)以及比對(duì)鑒定，中藥種植基地種質(zhì)資源的真?zhèn)危N子種苗的鑒定，現(xiàn)有種質(zhì)資源庫(kù)樣品的真?zhèn)危兴庂Y源野生變家種過(guò)程中種源的鑒定以及中藥材采收、粗加工、存儲(chǔ)和銷(xiāo)售等市場(chǎng)流通環(huán)節(jié)。