生物DNA條形碼十年發(fā)展歷程、研究尺度和功能

生物DNA條形碼十年發(fā)展歷程、研究尺度和功能一、本文概述生物DNA條形碼技術(shù)，作為一種新興的分子生物學(xué)手段，在過去的十年里取得了顯著的進(jìn)展。這一技術(shù)通過對(duì)生物體DNA序列的分析，為生物分類、物種鑒定以及生物多樣性研究提供了新的視角和方法。本文旨在回顧DNA條形碼技術(shù)的十年發(fā)展歷程，總結(jié)其在不同研究尺度上的應(yīng)用，以及探討其在生物多樣性保護(hù)、生態(tài)學(xué)研究等領(lǐng)域的功能和價(jià)值。在過去的十年中，DNA條形碼技術(shù)從初步的探索階段逐漸走向成熟，其在生物分類學(xué)中的應(yīng)用也越來越廣泛。通過對(duì)特定基因片段的測(cè)序和分析，DNA條形碼技術(shù)能夠快速、準(zhǔn)確地識(shí)別物種，為解決傳統(tǒng)分類學(xué)中的難題提供了新的手段。同時(shí)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的降低，DNA條形碼技術(shù)也逐漸應(yīng)用于更廣泛的研究尺度，包括種群遺傳結(jié)構(gòu)、物種分布和生態(tài)系統(tǒng)組成等。除了在生物分類學(xué)中的應(yīng)用，DNA條形碼技術(shù)還在生物多樣性保護(hù)、生態(tài)學(xué)研究等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。通過構(gòu)建物種DNA條形碼數(shù)據(jù)庫，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生物多樣性的快速評(píng)估和監(jiān)測(cè)，為制定有效的保護(hù)策略提供科學(xué)依據(jù)。DNA條形碼技術(shù)還可以用于追蹤物種的遺傳交流和遷徙路徑，揭示生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)變化。本文將從多個(gè)方面對(duì)DNA條形碼技術(shù)的十年發(fā)展歷程進(jìn)行梳理和總結(jié)，以期為讀者提供一個(gè)全面、深入的了解。我們也將探討DNA條形碼技術(shù)在未來可能的發(fā)展方向和挑戰(zhàn)，以期為該領(lǐng)域的進(jìn)一步研究提供參考和借鑒。二、生物DNA條形碼的發(fā)展歷程自2003年Hebert等科學(xué)家提出DNA條形碼概念以來，生物DNA條形碼技術(shù)已經(jīng)走過了近二十年的發(fā)展歷程。這一時(shí)期，它經(jīng)歷了從概念的形成、技術(shù)的初步探索，到廣泛的應(yīng)用和深入研究的多個(gè)階段。在初始階段，科學(xué)家們主要關(guān)注的是DNA條形碼技術(shù)的理論框架和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。他們選擇了一段特定的DNA片段（通常是線粒體COI基因），作為生物種類的“身份證”，并通過PCR擴(kuò)增和測(cè)序技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物種的快速鑒定。這一階段的研究主要集中在方法的可行性和有效性的驗(yàn)證上。隨著技術(shù)的成熟，生物DNA條形碼的研究尺度逐漸擴(kuò)大。從最初的單個(gè)物種鑒定，發(fā)展到對(duì)多個(gè)物種、乃至整個(gè)生物群落的快速識(shí)別和分類?？茖W(xué)家們開始利用高通量測(cè)序技術(shù)，對(duì)復(fù)雜生物群落的DNA進(jìn)行大規(guī)模的分析，從而更全面地了解生物多樣性和群落結(jié)構(gòu)。同時(shí)，生物DNA條形碼的功能也在不斷擴(kuò)展。除了用于物種鑒定和分類，它還被應(yīng)用于生態(tài)學(xué)研究、生物多樣性保護(hù)、生物入侵監(jiān)測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域。例如，在生態(tài)學(xué)研究中，科學(xué)家們可以利用DNA條形碼技術(shù)，快速識(shí)別不同生物群落中的物種組成和豐度變化，從而揭示生態(tài)系統(tǒng)中的種間關(guān)系和相互作用。未來，隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和完善，生物DNA條形碼有望在更多領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。例如，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，它可以用于快速鑒定病原體，為疾病的診斷和治療提供有力支持；在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，它可以用于監(jiān)測(cè)農(nóng)作物病蟲害的發(fā)生和傳播，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。生物DNA條形碼技術(shù)的發(fā)展歷程是一個(gè)不斷創(chuàng)新和擴(kuò)展的過程。從最初的理論構(gòu)想到現(xiàn)在的廣泛應(yīng)用，它已經(jīng)成為一種強(qiáng)大的生物技術(shù)工具，為生物多樣性研究、生態(tài)保護(hù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等多個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展提供了有力支持。三、生物DNA條形碼的研究尺度生物DNA條形碼的研究尺度呈現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn)，其深度和廣度隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和需求的增長(zhǎng)而逐步擴(kuò)大。在研究尺度上，DNA條形碼技術(shù)主要涵蓋了物種識(shí)別、種群遺傳結(jié)構(gòu)分析以及生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性評(píng)估等層次。物種識(shí)別是DNA條形碼技術(shù)的核心應(yīng)用。通過利用標(biāo)準(zhǔn)化的DNA片段作為識(shí)別碼，可以快速、準(zhǔn)確地鑒定物種，有效地解決了傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)鑒定方法中的主觀性和耗時(shí)性問題。物種識(shí)別尺度的研究不僅為生物多樣性保護(hù)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，也為生態(tài)學(xué)和進(jìn)化生物學(xué)的研究提供了重要支持。種群遺傳結(jié)構(gòu)分析是DNA條形碼技術(shù)在更深層次上的研究尺度。通過對(duì)不同地理種群或不同生態(tài)種群中個(gè)體的DNA條形碼數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和分析，可以揭示種群間的遺傳差異和基因流動(dòng)情況，進(jìn)而推斷種群的遺傳結(jié)構(gòu)和進(jìn)化歷史。這對(duì)于理解物種的適應(yīng)機(jī)制和保護(hù)策略制定具有重要意義。在更宏觀的尺度上，DNA條形碼技術(shù)被廣泛應(yīng)用于生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性評(píng)估。通過采集和分析生態(tài)系統(tǒng)中多個(gè)物種的DNA條形碼數(shù)據(jù)，可以全面評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)的物種組成和多樣性水平，揭示物種間的相互作用和生態(tài)關(guān)系。這為生態(tài)恢復(fù)和生物多樣性保護(hù)提供了科學(xué)依據(jù)，也為生態(tài)學(xué)和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的研究提供了新的視角和方法。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和研究的深入，生物DNA條形碼的研究尺度還將不斷擴(kuò)大。未來，我們可以期待DNA條形碼技術(shù)在更多領(lǐng)域和更深層次上的應(yīng)用，為生物多樣性的保護(hù)和生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)更多力量。四、生物DNA條形碼的功能生物DNA條形碼作為一種新興的分子識(shí)別技術(shù)，其在生物多樣性保護(hù)、物種鑒定、生態(tài)學(xué)研究以及生物入侵監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。這種技術(shù)的出現(xiàn)不僅改變了傳統(tǒng)生物分類學(xué)的方法，更使得科學(xué)家們能夠在分子層面上更精確地理解和描述生物世界的復(fù)雜性。生物DNA條形碼在物種鑒定方面發(fā)揮了巨大的作用。傳統(tǒng)的物種鑒定方法往往依賴于形態(tài)學(xué)特征和生態(tài)學(xué)行為，但在面對(duì)形態(tài)相似或生態(tài)行為難以區(qū)分的物種時(shí)，這種方法就顯得力不從心。而DNA條形碼技術(shù)通過對(duì)比不同物種間DNA序列的差異，為物種鑒定提供了一種高效、準(zhǔn)確的手段。這一技術(shù)的運(yùn)用不僅極大地提高了物種鑒定的效率，同時(shí)也降低了人為因素造成的誤判。生物DNA條形碼在生物多樣性保護(hù)方面也發(fā)揮了重要作用。通過對(duì)特定區(qū)域生物群落的DNA條形碼數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析，科學(xué)家們可以更準(zhǔn)確地評(píng)估該區(qū)域的生物多樣性狀況，從而制定出更為科學(xué)合理的保護(hù)策略。DNA條形碼技術(shù)還能夠快速識(shí)別和追蹤瀕危物種，為野生動(dòng)物保護(hù)和救援工作提供了有力的技術(shù)支持。在生態(tài)學(xué)研究中，生物DNA條形碼也發(fā)揮了重要的作用。通過對(duì)不同生態(tài)系統(tǒng)中生物群落的DNA條形碼數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，科學(xué)家們可以深入了解物種間的相互關(guān)系、生態(tài)位分化以及群落演替等生態(tài)學(xué)問題。這不僅有助于我們更好地理解生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，也為生態(tài)恢復(fù)和生態(tài)保護(hù)提供了重要的理論依據(jù)。生物DNA條形碼在生物入侵監(jiān)測(cè)方面也展現(xiàn)出了巨大的潛力。隨著全球化的加速和國際貿(mào)易的日益頻繁，生物入侵已成為全球范圍內(nèi)面臨的重要生態(tài)問題。DNA條形碼技術(shù)能夠快速、準(zhǔn)確地識(shí)別入侵物種，為相關(guān)管理部門提供及時(shí)、有效的信息支持，從而幫助我們更好地應(yīng)對(duì)生物入侵帶來的挑戰(zhàn)。生物DNA條形碼作為一種新興的分子識(shí)別技術(shù)，在物種鑒定、生物多樣性保護(hù)、生態(tài)學(xué)研究以及生物入侵監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。隨著這一技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，相信我們將會(huì)在更多領(lǐng)域見證其巨大的潛力和價(jià)值。五、總結(jié)與展望在過去的十年里，生物DNA條形碼技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在生物多樣性研究、物種鑒定、環(huán)境監(jiān)測(cè)以及生態(tài)保護(hù)等多個(gè)領(lǐng)域取得了顯著的進(jìn)展。通過利用DNA序列的特異性，DNA條形碼技術(shù)為生物分類提供了新的視角和工具，使得研究者能夠更準(zhǔn)確、快速地識(shí)別物種，并揭示生物群落的復(fù)雜性和多樣性。研究尺度上，DNA條形碼的應(yīng)用已經(jīng)從單個(gè)物種的鑒定逐漸擴(kuò)展到整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的分析。研究者們利用高通量測(cè)序技術(shù)，對(duì)多個(gè)物種的DNA條形碼數(shù)據(jù)進(jìn)行快速分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的整體把握。這種從微觀到宏觀的研究尺度轉(zhuǎn)變，為生態(tài)學(xué)、保護(hù)生物學(xué)等學(xué)科提供了新的研究手段。在功能上，DNA條形碼不僅用于物種鑒定，還廣泛應(yīng)用于生物入侵監(jiān)測(cè)、遺傳多樣性分析、親緣關(guān)系鑒定等領(lǐng)域。其高度的特異性和敏感性使得DNA條形碼在環(huán)境監(jiān)測(cè)和生態(tài)保護(hù)方面發(fā)揮著越來越重要的作用。展望未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，生物DNA條形碼技術(shù)將繼續(xù)在生物多樣性研究、生態(tài)保護(hù)和環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。我們也應(yīng)該意識(shí)到，DNA條形碼技術(shù)并非萬能的，其應(yīng)用仍存在一定的局限性和挑戰(zhàn)。例如，對(duì)于某些親緣關(guān)系相近的物種，DNA條形碼可能難以準(zhǔn)確區(qū)分；數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可靠性也是影響DNA條形碼應(yīng)用效果的重要因素。因此，未來的研究應(yīng)更加注重技術(shù)的優(yōu)化和創(chuàng)新，提高DNA條形碼的準(zhǔn)確性和可靠性。我們也需要加強(qiáng)跨學(xué)科的合作與交流，推動(dòng)DNA條形碼技術(shù)在更多領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。相信在不久的將來，生物DNA條形碼技術(shù)將為我們的生態(tài)保護(hù)和生物多樣性研究提供更加全面、深入的視角和工具。參考資料：隨著科技的不斷進(jìn)步，DNA條形碼研究已經(jīng)取得了顯著的進(jìn)展。本文將介紹DNA條形碼的背景、意義、研究現(xiàn)狀和未來發(fā)展方向，以幫助讀者更好地了解這一新興領(lǐng)域。DNA條形碼是一種利用生物體內(nèi)DNA序列信息進(jìn)行身份識(shí)別的方法。它有著廣泛的應(yīng)用前景，在法醫(yī)學(xué)、流行病學(xué)、生物多樣性研究、物種鑒定等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。在法醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，DNA條形碼可以幫助警方快速準(zhǔn)確地識(shí)別犯罪嫌疑人或物證，提高破案效率。在流行病學(xué)領(lǐng)域，DNA條形碼可以用于追蹤疾病的傳播途徑和起源地，為防控措施的制定提供科學(xué)依據(jù)。在生物多樣性研究領(lǐng)域，DNA條形碼可以用來鑒定物種，保護(hù)瀕危物種，評(píng)估生物資源的利用價(jià)值。在物種鑒定領(lǐng)域，DNA條形碼可以幫助科學(xué)家快速準(zhǔn)確地鑒定生物物種，為生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和管理提供支持。自20世紀(jì)90年代以來，DNA條形碼技術(shù)不斷發(fā)展，目前已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)相對(duì)成熟的發(fā)展階段。國際上已經(jīng)建立了多個(gè)DNA條形碼數(shù)據(jù)庫，用于儲(chǔ)存和檢索生物物種的DNA序列信息。同時(shí)，研究人員也在不斷探索新的DNA條形碼技術(shù)，以適應(yīng)更多的應(yīng)用場(chǎng)景和需求。在國內(nèi)，越來越多的研究機(jī)構(gòu)和高校也開始開展DNA條形碼研究工作。例如，中國科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所建立了中國動(dòng)物DNA條形碼數(shù)據(jù)庫，為國內(nèi)動(dòng)物物種的鑒定和保護(hù)提供了重要的支持。一些地方公安局也開始嘗試將DNA條形碼技術(shù)應(yīng)用于刑事偵查領(lǐng)域，并取得了一定的成果。雖然DNA條形碼研究已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，但仍存在許多挑戰(zhàn)和問題需要解決。未來，DNA條形碼技術(shù)將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展：完善DNA條形碼數(shù)據(jù)庫建設(shè)：目前國際上已有的DNA條形碼數(shù)據(jù)庫主要集中于動(dòng)物和植物物種，未來將進(jìn)一步完善包括微生物和化石物種在內(nèi)的更廣泛的生物類群數(shù)據(jù)庫建設(shè)，以適應(yīng)更廣泛的研究需求。推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化工作：目前DNA條形碼技術(shù)在應(yīng)用中還存在著標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化不足的問題，未來將進(jìn)一步完善這一領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，提高DNA條形碼技術(shù)的可重復(fù)性和可靠性。加強(qiáng)技術(shù)應(yīng)用拓展：目前DNA條形碼技術(shù)主要應(yīng)用于科研和刑事偵查領(lǐng)域，未來將進(jìn)一步拓展其應(yīng)用范圍，將其應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品溯源等領(lǐng)域，為社會(huì)發(fā)展和人民生活提供更多保障。深化基礎(chǔ)研究：目前DNA條形碼技術(shù)還存在一些基礎(chǔ)研究問題需要解決，例如物種鑒定中的新方法探索和算法優(yōu)化等，未來將進(jìn)一步深化基礎(chǔ)研究，推動(dòng)這一領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展。DNA條形碼作為一種新興的身份識(shí)別方法，具有廣泛的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿?。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和研究工作的深入推進(jìn)，相信它在未來會(huì)為人類社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步做出更大的貢獻(xiàn)。隨著分子生物學(xué)和生物信息學(xué)的快速發(fā)展，植物DNA條形碼技術(shù)已成為生物分類學(xué)和生態(tài)學(xué)研究的重要工具。DNA條形碼是一種利用基因序列作為識(shí)別生物物種的新興技術(shù)，其目的是通過比較物種間的DNA序列差異來準(zhǔn)確、快速地鑒定物種。本文將綜述植物DNA條形碼的最新研究進(jìn)展，包括其研究意義、技術(shù)發(fā)展、應(yīng)用領(lǐng)域以及未來挑戰(zhàn)。植物DNA條形碼研究對(duì)于生物多樣性保護(hù)、生態(tài)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和環(huán)境變化的研究等方面具有深遠(yuǎn)的影響。DNA條形碼能夠提供一種高效、準(zhǔn)確的物種鑒定方法，這對(duì)于保護(hù)生物多樣性、防止非法采伐和貿(mào)易有著重要的意義。通過DNA條形碼可以監(jiān)測(cè)植物物種的分布和遷移，對(duì)于研究氣候變化和生物地理學(xué)具有重要作用。DNA條形碼還可以用于植物資源的開發(fā)利用，為新藥研發(fā)、植物育種等提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。植物DNA條形碼技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了多個(gè)階段。最初，研究人員主要利用核糖體內(nèi)部轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)（ITS）進(jìn)行DNA條形碼研究。然而，隨著研究的深入，ITS的局限性逐漸顯現(xiàn)，如低分辨率和種內(nèi)變異等問題。隨后，葉綠體基因組和核基因組序列被廣泛應(yīng)用于植物DNA條形碼研究中。其中，葉綠體基因組具有母系遺傳、高變異性和豐富的多態(tài)性等優(yōu)點(diǎn)，使得葉綠體DNA條形碼在物種鑒定和系統(tǒng)演化研究中發(fā)揮重要作用。而核基因組則具有更高的分辨率和遺傳背景信息豐富等優(yōu)勢(shì)，但其在序列分析中存在較大的工作量和成本。植物DNA條形碼已被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。在物種鑒定方面，DNA條形碼技術(shù)已成為植物分類學(xué)研究的重要工具，可以幫助科研人員快速準(zhǔn)確地鑒定物種。在生態(tài)學(xué)研究中，DNA條形碼技術(shù)可以用于監(jiān)測(cè)物種的分布和遷移，揭示生態(tài)系統(tǒng)的演變規(guī)律。在環(huán)境監(jiān)測(cè)和保護(hù)方面，DNA條形碼可以幫助監(jiān)測(cè)環(huán)境污染和生物入侵等情況，為環(huán)境治理和保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí)，在農(nóng)業(yè)和林業(yè)育種方面，DNA條形碼技術(shù)可以為品種選育和新品種注冊(cè)提供快速準(zhǔn)確的鑒定方法，提高育種效率和品質(zhì)。雖然植物DNA條形碼技術(shù)在近年來得到了廣泛應(yīng)用和認(rèn)可，但仍存在一些挑戰(zhàn)和限制。DNA條形碼的標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)據(jù)庫建設(shè)仍需加強(qiáng)。雖然國際上已經(jīng)建立了一些植物DNA條形碼數(shù)據(jù)庫，但仍存在數(shù)據(jù)不完整、不準(zhǔn)確等問題。DNA條形碼技術(shù)在系統(tǒng)發(fā)育和進(jìn)化生物學(xué)方面的應(yīng)用還需進(jìn)一步深化。如何結(jié)合其他技術(shù)手段如宏基因組學(xué)和代謝組學(xué)等來提高DNA條形碼的準(zhǔn)確性和分辨率也是未來需要解決的問題。植物DNA條形碼技術(shù)作為一種新興的生物分類學(xué)和生態(tài)學(xué)研究工具，已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域取得了顯著成果。然而，仍需加強(qiáng)技術(shù)研究和應(yīng)用探索，以更好地服務(wù)于生物多樣性保護(hù)、生態(tài)監(jiān)測(cè)和環(huán)境治理等方面的工作。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，我們有理由相信，植物DNA條形碼技術(shù)將在未來為解決環(huán)境和生物多樣性問題提供更有效的方法。DNA條形碼（DNAbarcode）是指生物體內(nèi)能夠代表該物種的、標(biāo)準(zhǔn)的、有足夠變異的、易擴(kuò)增且相對(duì)較短的DNA片段。DNA條形碼技術(shù)是利用生物體DNA中一段保守片段對(duì)物種進(jìn)行快速準(zhǔn)確鑒定的新興技術(shù)?？茖W(xué)家們用DNA條形碼技術(shù)鑒定物種及物種間親緣關(guān)系，修改已有的分類學(xué)結(jié)論等。2002年生物學(xué)家研發(fā)出生物自己的條形碼，用于對(duì)動(dòng)物界，包括脊椎動(dòng)物和無脊椎動(dòng)物身份識(shí)別，但這種條形碼并不是印在物品上，而是存在于所研究的動(dòng)植物DNA中。根據(jù)在2011年8月舉行的美國生態(tài)學(xué)會(huì)會(huì)議上公布的研究，DNA條形碼已經(jīng)成為生態(tài)學(xué)研究的重要工具，不僅用于物種鑒定，同時(shí)也幫助生物學(xué)家進(jìn)一步了解生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的相互作用。DNA條形碼是一個(gè)特定的DNA片段序列，擁有足夠的可變性以確定物種出身。在發(fā)現(xiàn)一種未知物種或者物種的一部分時(shí)，研究人員便描繪其組織的DNA條形碼，而后與國際數(shù)據(jù)庫內(nèi)的其他條形碼進(jìn)行比對(duì)。如果與其中一個(gè)相匹配，研究人員便可確認(rèn)這種物種的身份。條形碼技術(shù)(Barcodetechniques)是為實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的自動(dòng)掃描而設(shè)計(jì)的，它在零售業(yè)的發(fā)展過程中起到了重要作用，節(jié)省了交易時(shí)間，提高了銷售效率。隨著分子生物學(xué)技術(shù)和生物信息學(xué)的發(fā)展，基于DNAbar．coding技術(shù)進(jìn)行鑒定和分類的研究已成為生物分類學(xué)研究中引人注目的新方向和研究熱點(diǎn)。關(guān)于DNAbarcoding的大量報(bào)道見諸于相關(guān)學(xué)術(shù)刊物和其他媒體上，如Science_1I2，Nature，PNAS_5I6，TheNewYorkTimes¨，NationalGeographicNews等。生物條形碼協(xié)會(huì)(ConsortiumfortheBarcodeofLife)已有40個(gè)國家的130多個(gè)研究單位參與其中。2007年5月10日，世界上第一個(gè)DNAbarcoding鑒定中心在加拿大UniversityofGuelph成立。本文綜述了DNAbarcoding技術(shù)的研究現(xiàn)狀，并就該技術(shù)在中藥材鑒定中應(yīng)用的技術(shù)方法、技術(shù)路線、關(guān)鍵問題以及應(yīng)用范圍等方面開展研究進(jìn)行了論述，為建立中藥材DNAbarcoding鑒定技術(shù)奠定基礎(chǔ)。在DNA分類學(xué)(DNATaxonomy，即以DNA序列作為生物分類系統(tǒng)平臺(tái))的基礎(chǔ)上加拿大動(dòng)物學(xué)家PaulHebert等對(duì)動(dòng)物界，包括脊椎動(dòng)物和無脊椎動(dòng)物共11門13320個(gè)物種的線粒體細(xì)胞色素C氧化酶亞基基因序列比較分析，除腔腸動(dòng)物Cnidaria外，98%的物種遺傳距離差異在種內(nèi)0%～2%，種間平均可達(dá)到11．3%，據(jù)此提出可以用單一的小片段基因來代表物種，作為物種的條形編碼，為全球生物編碼’，即DNAbarcoding(DNA條形碼)是利用一段標(biāo)準(zhǔn)DNA序列作為標(biāo)記來實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確和自動(dòng)化的物種鑒定，類似于超市利用條形碼掃描區(qū)分成千上萬種不同的商品。由于PaulHebert首先倡導(dǎo)將條形碼編碼技術(shù)應(yīng)用到生物物種鑒定中，因此他被稱為DNA條形編碼之父。理想的DNAbarcoding應(yīng)當(dāng)符合下列標(biāo)準(zhǔn)：(1)具有足夠的變異性以區(qū)分不同的物種，同時(shí)具有相對(duì)的保守性；(2)必須是一段標(biāo)準(zhǔn)的DNA區(qū)來盡可能鑒別不同的分類群；(3)目標(biāo)DNA區(qū)應(yīng)當(dāng)包含足夠的系統(tǒng)進(jìn)化信息以定位物種在分類系統(tǒng)(科、屬等)中的位置；(4)應(yīng)該是高度保守的引物設(shè)計(jì)區(qū)以便于通用引物的設(shè)計(jì)；(5)目標(biāo)DNA區(qū)應(yīng)該足夠的短以便于有部分降解的DNA的擴(kuò)增…。DNAbarcoding作為生物“種水平species—level”鑒定的工具引人注目。Genbank數(shù)據(jù)庫中COI序列正在快速增加。Min等分析了COI序列及其來源基因組核苷酸含量之間的關(guān)系，結(jié)果表明849個(gè)COI基因的5端的DNAbarcoding序列令人驚奇地準(zhǔn)確地代表了其來源完整線粒體基因mtDNA的重要信息，也就是說對(duì)于未測(cè)序的基因組，從DNAbarcoding能快速預(yù)知完整基因組的組成。2003年，詹森的研究小組開始為目錄中的昆蟲描繪DNA條形碼。根據(jù)他們的研究發(fā)現(xiàn)，1種他們?cè)詾橐?0種植物為食的蝴蝶實(shí)際上是10種不同的蝴蝶種群，每一種以1種植物為食；1種看似單一種群的黃蜂實(shí)際上是36種截然不同的種群；對(duì)16種蒼蠅種群進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，它們實(shí)際上是73種獨(dú)特的種群。詹森在相隔僅1000米的區(qū)域內(nèi)捕捉皇帝蛾，兩群皇帝蛾的DNA條形碼差異比例達(dá)到8%，證明一個(gè)單一種群分化成兩個(gè)種群。在南太平洋塔希提島附近的法屬波利尼西亞島嶼茉莉亞島，一項(xiàng)大型DNA條形碼計(jì)劃已經(jīng)進(jìn)行到第4個(gè)年頭。從山頂?shù)缴詈?，一支國際科學(xué)家小組確認(rèn)了體長(zhǎng)超過大約1毫米的所有生物并描繪DNA條形碼。迄今為止，科學(xué)家共為茉莉亞島上超過三分之二的居民編制目錄，涉及到大約6500個(gè)物種。如此高的覆蓋率是研究茉莉亞島生態(tài)系統(tǒng)的第一步。在這座島嶼的一些棲息地，物種擁有的可辨認(rèn)特征并不是很多。茉莉亞島生物代碼項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、史密森尼學(xué)會(huì)的克里斯·梅耶表示，根據(jù)魚類胃內(nèi)容物破譯其飲食結(jié)構(gòu)就像根據(jù)干衣機(jī)內(nèi)的棉絨判斷衣服使用何種布料一樣。如果你找到一個(gè)紐扣，判斷它來自哪條褲子并非難事。但如果是一小團(tuán)絨毛，你就很難判斷到底是來自藍(lán)毛巾還是藍(lán)色牛仔褲。在這種情況下，DNA條形碼便成為一個(gè)強(qiáng)有力的工具。梅耶與同事馬特?！とR雷和J.T.伯赫姆對(duì)3種魚類的胃內(nèi)容物進(jìn)行DNA排序，而后描繪條形碼。令他們感到吃驚的是，有多達(dá)69種捕食性物種與他們數(shù)據(jù)庫中的條形碼相匹配。這個(gè)數(shù)據(jù)庫涵蓋一個(gè)生物目錄，涉及到蠕蟲、其他魚類、軟體動(dòng)物和甲殼類動(dòng)物。研究發(fā)現(xiàn)，只有一種槍蝦和一種東方扁蝦這兩種捕食性物種成為一種以上的捕食者的獵物。梅耶表示：“捕食者的獵物選擇——至少這項(xiàng)研究中涉及的物種——要比我們此前認(rèn)為的更具有配置性?！蹦壳?，生態(tài)學(xué)家開始將捕食者與獵物間的這種關(guān)系與生態(tài)系統(tǒng)模型結(jié)合在一起，用于測(cè)試這種資源配置如何支持珊瑚礁的恢復(fù)，尤其是在面臨氣候變化以及最近的外來物種入侵呈上升趨勢(shì)的情況下。運(yùn)用COI作為條形碼對(duì)韓國92種鳥類物種進(jìn)行了有效鑒定。同時(shí)，COI基因特定片段作為DNAbarcoding在真菌的鑒定研究中也取得了有價(jià)值的結(jié)果。Min等對(duì)Aseomyeota、Basidiomyeota、Chytridiomycota的31個(gè)真菌物種COI進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示約600bp的COI基因片段長(zhǎng)度可以準(zhǔn)確進(jìn)行鑒定。由于COI基因在植物中的進(jìn)化速率遠(yuǎn)慢于在動(dòng)物中的進(jìn)化速率，不適合作為大多數(shù)植物的編碼基因，許多學(xué)者對(duì)植物中適合作為DNAbarcoding的基因進(jìn)行了積極的探索。Kress等應(yīng)用rDNAITS序列和質(zhì)體trnH—psbA基因間序列對(duì)53個(gè)科88個(gè)屬99個(gè)物種的進(jìn)行研究，結(jié)果表明rDNAITS序列和質(zhì)體trnH—ps—基因間序列可以對(duì)植物物種進(jìn)行DNA條形編碼。Chase等評(píng)價(jià)了葉綠體rbcL序列和rDNAITS序列，并提出在陸地植物長(zhǎng)期的DNA條形編碼目標(biāo)研究中，需要進(jìn)行更為精確的多標(biāo)記序列條形碼研究。Taberlet等研究認(rèn)為葉綠體trnL(UAA)內(nèi)含子全序列(254—767bp)及其P6環(huán)(10—143bp)在作為DNA條形編碼中雖有不足，但仍具有許多優(yōu)勢(shì)，如引物高度保守，擴(kuò)增體系穩(wěn)定，P6環(huán)在高度降解的DNA樣本中仍然可以擴(kuò)增出來，在食品行業(yè)，法醫(yī)鑒定和永凍層中的樣品的鑒定研究中優(yōu)勢(shì)明顯。一系列DNA條形碼計(jì)劃正在世界各地進(jìn)行。在加拿大丘吉爾的北極圈附近地區(qū)，科學(xué)家對(duì)6000種物種進(jìn)行編目，包括數(shù)量驚人的昆蟲；在新幾內(nèi)亞，DNA條形碼用于了解蝴蝶的進(jìn)化；在波多黎各，這種條形碼又被用于破譯森林的結(jié)構(gòu)。梅耶說：“DNA條形碼就像是放大倍率10x到100x的顯微鏡?！苯柚谶@項(xiàng)技術(shù)，研究人員能夠較以往更進(jìn)一步了解生態(tài)系統(tǒng)，獲取更多細(xì)節(jié)。由此可見，DNA．barcoding技術(shù)可以利用一段或幾段標(biāo)準(zhǔn)DNA序列實(shí)現(xiàn)動(dòng)物、植物和真菌物種的快速鑒定，該技術(shù)將是今后生物物種鑒定發(fā)展的必然趨勢(shì)以DNA序列為檢測(cè)對(duì)象，其在個(gè)體發(fā)育過程中不會(huì)改變。同種生物不同生長(zhǎng)時(shí)期的DNA序列信息是相同的。同種生物不同生長(zhǎng)時(shí)期的DNA序列信息是相同的，即經(jīng)過加工，形態(tài)發(fā)生變化，而DNA序列信息不會(huì)改變，較之傳統(tǒng)的方法，擴(kuò)大了檢測(cè)樣本范圍；同時(shí)樣本部分受損也不會(huì)影響識(shí)別結(jié)果?？蛇M(jìn)行非專家物種鑒定。該技術(shù)是機(jī)械重復(fù)的，只要設(shè)計(jì)一套簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)過簡(jiǎn)單培訓(xùn)的技術(shù)員即可操作。準(zhǔn)確性高。特定的物種具有特定的DNA序列信息，而形態(tài)學(xué)鑒別特征會(huì)因趨同和變異導(dǎo)致物種的鑒定誤差。通過建立DNA條形碼數(shù)據(jù)庫，可以一次性快速鑒定大量樣本。分類學(xué)家新的研究成果將不斷地加入數(shù)據(jù)庫，成為永久性資料，從而推動(dòng)分類學(xué)更加快速深入地發(fā)展。DNA條形碼技術(shù)簡(jiǎn)單地說，就是通過使用一個(gè)或一些短的DNA基因片段作為條形碼來對(duì)物種進(jìn)行快速、準(zhǔn)確識(shí)別的技術(shù)。DNA條形碼技術(shù)的出現(xiàn)將極大地增強(qiáng)人類監(jiān)測(cè)、了解和利用生物多樣性資源的能力，其在生命科學(xué)、法醫(yī)學(xué)、流行病學(xué)，以及醫(yī)藥、食品質(zhì)量控制等領(lǐng)域均具有廣泛的應(yīng)用前景。DNA條形碼技術(shù)不僅會(huì)進(jìn)一步發(fā)展傳統(tǒng)的分類學(xué)研究，更會(huì)加速微生物資源的保藏、鑒定工作，推動(dòng)微生物資源的更有效利用。隨著生命科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，生物DNA條形碼成為了一個(gè)備受的研究領(lǐng)域。自2003年科學(xué)家首次提出生物DNA條形碼的概念以來，經(jīng)過十多年的研究和發(fā)展，生物DNA條形碼已經(jīng)在全球范圍內(nèi)引起了廣泛的和應(yīng)用。本文將回顧生物DNA條形碼的發(fā)展歷程、探討其研究尺度并闡述其功能。2003年，科學(xué)家首次提出了利用DNA條形碼來識(shí)別生物物種的設(shè)想。這一技術(shù)的出現(xiàn)，徹底改變了我們對(duì)生物多樣性的認(rèn)知方式。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，生物DNA條形碼的體系逐漸完善，并成為了生物分類學(xué)和生態(tài)學(xué)研究的重要工具。2012年，國際生命條形碼聯(lián)盟（CBOL）成立，旨在推動(dòng)生物DNA條形碼的研究和應(yīng)用。至今，生物DNA條形碼技術(shù)在全球范圍內(nèi)得到了廣