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手持一個植物DNA條形碼測定儀,,即能迅速獲知路邊植物的準確名稱和所歸科、屬等,,這對于眾多植物愛好者來說無疑是一個值得歡欣鼓舞的好消息,。DNA條形碼(DNA barcode)是指生物體內(nèi)能夠代表該物種的DNA片段,具有標準,、有足夠變異,、易擴增且相對較短等特點,。植物DNA條形碼的主要作用就是物種鑒定,尤其對一個區(qū)域內(nèi)物種快速鑒定的作用很大,。一些植物學家們目前正致力于植物DNA條形碼的研究,。他們認為,這樣一個簡便,、快捷的儀器離我們并不太遠,。
植物DNA條形碼*早由加拿大皇家學會會員保羅·赫伯特等于2003年提出,如今已迅速成為生命科學和生物技術(shù)領(lǐng)域研究的前沿學科之一,,被視為是對傳統(tǒng)物種鑒定的一個非常有利的補充,,尤其是對采用傳統(tǒng)系統(tǒng)學方法難以鑒定的物種特別有用。例如,,對于植物的幼苗,、碎片、根系以及植物制成品(如茶飲料,、中藥)等非常有用,,未來在生命科學、法醫(yī)學,、流行病學,、醫(yī)藥、食品衛(wèi)生安全等方面具有廣闊的應用前景,。
此外,,據(jù)中科院華南植物園分子生態(tài)研究組組長葛學軍介紹,對于昆蟲的食性,,如普食性昆蟲還是專一食性昆蟲,,它們吃什么植物,以前很難進行準確定性,,僅靠觀察進行估計,。目前,可以采用植物DNA條形碼引物,,從昆蟲整體DNA中進行擴增,,然后對目標片段進行序列測序、鑒定,,從而了解昆蟲的食物是什么,。
中國的一些植物學家聯(lián)手,試圖依托中國西南野生生物種質(zhì)資源庫等已有積累,,建立一個植物DNA條形碼的原始數(shù)據(jù)庫——條形碼“大廈”,。不過,復雜繁多的植物多樣性,要以標準,、統(tǒng)一的條形碼為代表,,是一項艱巨的任務(wù),僅篩選基因條形碼一項內(nèi)容就不簡單,。
日前,,由中國科協(xié)主辦,云南省科學技術(shù)協(xié)會,、中科院昆明植物研究所,、云南省植物學會承辦,在于昆明舉行的中國科協(xié)第62期新觀點新學說學術(shù)沙龍——“植物DNA條形碼前沿探討”上,,中科院昆明植物研究所院重點實驗室副主任高連明表示,,篩選基因條形碼必須遵循三個基本準則:第一,通用性,,即所用條形碼在所有的生物類型中都能夠擴增出來,;第二,序列的可讀性,,測序后得出的序列質(zhì)量要好,,既要擴增,還能夠測序,;第三,,物種的分辨率,所用條形碼必須要有一定的物種分辨率,,能夠把物種分開,。
植物的進化伴隨著雜交和多倍化,多倍化即染色體數(shù)目加倍現(xiàn)象,,由此形成一系列的變化,。在這種情況下,,研究人員嘗試以葉綠體基因代表母系,、核基因代表雙親,由此一組基因做完,,不僅可以把物種鑒定清楚,,還有助于弄清該物種是否是雜交來源。中國植物條形碼委員會副主任,、中國科學院植物研究所系統(tǒng)與進化植物學國家重點實驗室主任汪小全表示:“在將來,,可能就是以葉綠體基因做主碼,這樣很容易鑒定到科屬和常見的,、孤立的物種,。”
未來植物DNA條形碼測定儀的應用正是基于這個條形碼“大廈”。軟件和網(wǎng)站構(gòu)建出“大廈”的筋骨,,除了要有DNA材料為填充,,還必須要有規(guī)范的憑證標本內(nèi)容,,而且憑證標本還要有對應的地理信息(GIS),即標本采集地等信息,。
國際生命條形碼委員會中國代表,、中科院昆明植物研究所所長李德銖指出,DNA條形碼可以解決很多問題,,但并不能包打天下,。DNA條形碼的發(fā)展必須是在分類學家的指導下,或者依托分類學家去開展,,才能建起一個可靠的數(shù)據(jù)庫,。