陳士林博士，中國中醫(yī)科學院中藥研究所所長、首席研究員，世界衛(wèi)生組織傳統(tǒng)醫(yī)學合作中心主任。現(xiàn)為教育部長江學者創(chuàng)新團隊負責人；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》等書籍；通過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選為中國最佳研究亮點推介。獲得國家科技進步二等獎2項；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“蒼術(shù)造假”的報道再次引發(fā)了人們對中藥材真?zhèn)蔚臉O大關(guān)注。事實上，長期以來，在中藥材貿(mào)易及臨床應用中，諸如冬蟲夏草中混入亞香棒蟲草、山銀花冒充金銀花、西洋參中混入人參等這類魚目混珠、防不勝防的混偽問題，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

　　中國中醫(yī)科學院中藥研究所所長陳士林研究員告訴科技日報記者，在不法銷售商造假手段越來越高明的情況下，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法完全保障中藥材真?zhèn)舞b別的準確性。

　　隨著科學研究的不斷深入，一種新的中藥材鑒定技術(shù)已經(jīng)應運而生。這種被稱作DNA條形碼的技術(shù)，通過為中藥材標本制作一張?zhí)厥獾幕颉吧矸葑C”，經(jīng)過數(shù)據(jù)比對后，就能對所鑒別的物種進行快速、準確的識別與鑒定。

　　陳士林研究員告訴記者，DNA條形碼技術(shù)是國際上近年來發(fā)展起來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鑒別提供更加準確可靠的手段，是中藥分子鑒定方法學上的一個創(chuàng)新�！皬姆肿舆z傳學角度來看，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，為藥用植物分類和鑒定提供了本質(zhì)依據(jù)�！�

　　在陳士林研究員看來，DNA條形碼技術(shù)具有6大優(yōu)勢：只需選用一個或少數(shù)幾個基因片斷即可對絕大部分中藥物種進行準確鑒定；可以在短時間內(nèi)鑒定大量樣本；重復性和穩(wěn)定性高；實驗過程標準、操作簡單，更易實現(xiàn)物種鑒定自動化；可有效緩解分類鑒定人才缺乏的現(xiàn)狀；可通過互聯(lián)網(wǎng)和信息平臺對現(xiàn)有物種序列信息進行集中統(tǒng)一管理，并可實現(xiàn)資源共享。

　　從跟隨研究到引領(lǐng)國際的華麗轉(zhuǎn)身

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

　　陳教授說，“從分子遺傳學角度來看，物種的差異歸根結(jié)底是基因型的差異。因此，當我們測出一份樣本中特有的DNA序列后，將它與已知序列進行比較，就可以知道該樣本的身份，這對傳統(tǒng)鑒定方法是非常有效的補充手段。這一DNA序列就像是給每個物種標記的條形碼，又像是每個物種獨有的‘身份證’編號，具有唯一性�！�

　　DNA條形碼最先被應用鑒定的領(lǐng)域并非中藥材，而是動物。在動物鑒定領(lǐng)域，COI基因已經(jīng)被確定為動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，篩選有效的植物DNA條形碼便成為了國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、韓等國家的多個研究組提出了多個植物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。

　　在國家863計劃等基金的支持下，近10年來，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)他的研究團隊分別從葉綠體基因組、線粒體基因組和細胞核基因組三個部分進行了篩選和對比，完成了從跟隨國際研究到引領(lǐng)國際研究的華麗轉(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，通過比較分析7個候選DNA條形碼，對753個屬、4800個物種、6600多個樣品進行研究后發(fā)現(xiàn)，細胞核基因組的ITS2序列在物種水平的鑒定效率高達92.7%，顯著優(yōu)于國際植物工作組推薦的序列組合。據(jù)此他們首次在國際上提出將ITS2序列作為藥用植物標準DNA條形碼，同時建議ITS2作為新的通用條形碼用于鑒定更廣泛的植物類群。其科研論文《ITS2作為藥用植物通用DNA條形碼序列》在國際權(quán)威科學雜志《公共科學圖書館—綜合》發(fā)表后，引發(fā)了國際社會對ITS2序列研究的熱潮，該文章被德國專業(yè)網(wǎng)站選為近25年來在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)建立起了一個完備的包括以ITS2序列為核心、加上psbA-trnH為補充序列的植物類中藥材的DNA條形碼，以及以COI序列為核心、ITS2為輔助序列的動物類中藥材的DNA條形碼鑒定體系，該技術(shù)已被幾十家企業(yè)轉(zhuǎn)讓應用。70余篇相關(guān)文章也發(fā)表在Cladistics、PNAS、PLoS 、BMC 、FEMS、BRV 等國際知名雜志上。其主編的《中藥DNA條形碼分子鑒定》一書，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

　　陳士林告訴記者，“中藥材鑒定是研究中藥品種、質(zhì)量，制定中藥標準，尋找和擴大藥源的前提和基礎(chǔ)。DNA條形碼識別技術(shù)為中藥材真?zhèn)舞b定標準化、自動化提供了技術(shù)支持，將為中藥材鑒定迎來一場新的技術(shù)革新”。中藥材DNA條形碼技術(shù)的廣泛應用，還需要存儲海量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫作支撐。陳士林告訴記者，早在2006年，中國醫(yī)學科學院藥用植物研究所就建立了我國藥用植物的種質(zhì)資源庫，現(xiàn)在已經(jīng)保存了幾萬份以上的種質(zhì)資源。為進一步加快中藥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、查詢以及比對鑒定。

　　談到未來中藥DNA條形碼的研究方向，陳士林認為，我國中藥材質(zhì)量差異很大，導致了市場的不平衡以及不正當競爭，同時還造成了中藥資源的浪費。中藥材市場流通中缺乏符合生產(chǎn)實際、與市場流通配套的中藥材質(zhì)量評價標準。針對市售中藥材在流通領(lǐng)域可能面對的各種問題，可以將二維DNA條形碼技術(shù)運用于中藥材流通管理領(lǐng)域中。目前，該研究團隊建立了全世界最大的中草藥DNA條形碼鑒定數(shù)據(jù)庫和中藥材DNA條形碼鑒定系統(tǒng)網(wǎng)站 http://www.tcmbarcode.cn，包括2萬余個物種，該數(shù)據(jù)庫鑒定系統(tǒng)以《中國藥典》2010版收載的植物和動物藥材為研究對象，將DNA條形碼技術(shù)和生物信息學技術(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，并涵蓋絕大多數(shù)美國藥典、日本藥局方、歐盟藥典、韓國藥典和印度藥典的草藥。可廣泛應用于從中藥材源頭生產(chǎn)到市場流通等各環(huán)節(jié)，如中藥種植基源信息檢索、查詢以及比對鑒定，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)資源庫樣品的真?zhèn)危兴庂Y源野生變家種過程中種源的鑒定以及中藥材采收、粗加工、存儲和銷售等市場流通環(huán)節(jié)。