中药种类繁多,应用历史悠久,产地广泛。由于地理和历史原因,药材品种混乱,基本来源复杂。比如2000年版《中华人民共和国药典》收集的中药材只有534种,即143种是多基源(两个基源以上)。
占总负荷的27%。此外,中药中同一事物同名或异名异物现象普遍存在,假冒、混淆、误用等因素直接影响中药化学成分和药理作用的研究、制剂生产、临床疗效和推广使用,严重影响了中药的声誉。与此同时,
即使是同样的药材,也因产地、野生栽培、生长年限不同而表现出品质和疗效的差异。这些问题对中药材的鉴别方法提出了新的挑战,依靠经典的形态分类和传统的鉴别方法已经不能满足鉴别的需要。
随着各种先进仪器和分子生物学的发展,各种新的鉴定方法不断推出,如红外光谱鉴定、化学指纹鉴定和DNA分子标记鉴定等。中药材鉴定领域显示出旺盛的生命力。
近年来,基于PCR的DNA分子标记鉴定技术在中药材真伪鉴定中发挥了重要作用。同时,在多源品种和道地中药材的鉴别上也崭露头角,显示出巨大的前景。以人参和西洋参的分子标记鉴定为例,
可以清晰的看到中药材分子标记鉴定的研究轨迹。自1994年AP-PCR首次用于鉴别人参和西洋参以来,已有24篇相关报道,根据所用方法的不同可分为三种类型:基于PCR技术的文献有18篇,
其中,RAPD和Ap-PCR等9个随机引物,MARMS和SCAR等3个特异性引物,3个AFLP和3个PCR-RFLP。使用DNA测序技术的文章有7篇;一种是基于分子杂交的方法,
主要针对重复序列。有些报道同时使用两种方法,如同时使用ITS序列分析和RAPD、PCR—RFLP和RAPD。
根据各篇文献的发表时间和使用的方法,可以得出人参药材分子鉴定的发展特点:虽然随机引物占主导地位,但随着时间的推移,RAPD等方法逐渐引入阶段。如果事先不知道基因组信息的特征,
RAPD已经成为中草药分子鉴定中最重要的方法,但随着18S和matK基因的测序,诞生了MARMS等新方法。同时,在RAPD基础上发展起来的方法也显示了良好的应用前景。
例如,从RAPD的特异条带中获得了用于梯度PCR检测中药复方中人参的SCAR标记和PCR引物。序列分析是各种新方法应用的基础。植物核基因组中的rDNA是研究最广泛的基因之一。
其中,18S、ITS和5S已成功应用于人参和西洋参的鉴别。测序后的碱基变异可直接作为鉴定指标,通过等位基因PCR可直接检测突变位点,通过电泳可实现准确鉴定。
等位基因PCR简单、快速、清晰,具有很大的推广应用价值。此外,叶绿体基因中的编码间隔区也逐渐成为分子系统学的热点,如参考药材对叶绿体基因中matK和trnC-trnD的测序。
简单、快速、准确是分子鉴定的发展趋势。标准药材的分子鉴定过程基本上是随机引物-序列分析-PCR-RFLP-AFLP-特异性引物PCR,体现了从复杂到简单的过程。在过去的两年里,
特异性引物的应用和复方中人参药材的成功检测,标志着人参药材的鉴别已达到完善的水平。但这些只是解决了药材的“真伪”问题,对于“质量”还是没有什么好办法。
山参、朝鲜人在中国栽培的人参、中国栽培的西洋参和西洋参的鉴别,给我们提出了新的课题。
针对以上问题,我们可以在以下几个方面加强研究,以达到“真伪”鉴定的最终目的。
1.寻找进化速度快、种间变异大的DNA序列用于测序分析。如叶绿体基因间隔区trnD-trnT、rpoB-trnC、trnH-psbA等
品种特征DNA序列的获取是将其转化为简单高效的PCR鉴定和高通量芯片鉴定的基础。同时,大量序列的获得也为中草药比较基因组学的研究提供了可能和基础。
二、大力开发新型实用的中药材分子标记鉴定方法和试剂盒。中药材DNA降解严重,选择合适的DNA提取和鉴定方法是保证中药材分子标记鉴定成功的基础。因此,对于现有的新技术和新方法,
应进行筛选和改良,以满足中药材鉴定的需要。
第三,积极与其他技术和方法结合。不同的方法有一定的适用范围和局限性。比如,由于DNA分子标记不受生物发育阶段的影响,无法鉴别不同生长年限的药材,也很难鉴别相同碱基来源(基因型)的野生和栽培药材。
单一的DNA分子标记鉴定不能解决中药材鉴定的所有难题。因此,积极寻求与各种新方法、新技术的有机结合,将有可能为中药材的鉴定提供一个全新的空间。例如,代谢组学研究的快速发展为中草药代谢标志物的鉴定提供了可能。
GC-TofMS、QTofMS等高通量、高灵敏度的仪器可以同时观测数千种化合物,监测接近全景的代谢物变化。这种方法不仅可以观察到主要的活性化合物,还可以检测到代谢中间产物(包括非活性物质)的变化。
它既能反映植物基因型的差异,又能反映环境因素的作用。整合了DNA分子标记和代谢标记的“双标记”方法,将有助于建立与中药材质量紧密联系的特异高效的标记平台,为中药材的鉴定和质量控制提供新的方法和技术。