DNA条形码技术介绍

现时鉴定中药材饮片或天然产品原材料身份的方法，一般包括性状、显微及理化鉴定，但这些方法并不能对物种进行精准分辨，以及鉴定结果容易受到环境因素影响。反观DNA鉴定物种分辨能力强、所需检测样本量低及鉴定结果不受环境因素限制，因而被广泛使用。OriGene的标准DNA测试服务采用DNA条形码技术并加以优化检测流程，能为客户准确鉴定中药材或天然产品原材料的物种身份，当中包括以下六大工序：

STEP 1 提取样本DNA

DNA鉴定测试成功与否，很大程度取决于样本提取DNA的浓度与纯度。DNA提取主要可分为两个部分，分别是DNA分离和纯化过程。DNA可以从样本中不同部位提取出来，例如植物叶片、根茎、动物肌肉组织、血液等。DNA分离是指透过破坏待测样品的细胞结构，使样品中的DNA被释放出来，其后样本DNA会被纯化并移除其它杂质，如蛋白质、RNA、细胞膜等。除了使用常规公认的DNA提取法和试剂盒外，本公司亦会因应样本的特性及化学成分，就样本DNA提取方法作出优化，最大程度提高样本DNA的质量，应用于后续的鉴定测试中，并提高鉴定测试的成功率。

STEP 2 PCR核酸扩增

聚合酶连锁反应（Polymerase Chain Reaction，简称PCR）是分子生物学技术，用于把微量的目标DNA片段大量复制至可供检测水平。PCR主要分为三部分：变性 （Denaturation）、引子黏合（Annealing）和延伸（Sequence Extension）。我们在检测过程中会不断优化反应条件，例如反应温度、引物浓度、酶的种类和浓度等，并采用适当的对照组、试剂和仪器以确保PCR反应的可靠度和精确度。样本DNA在经过PCR扩增后，技术人员便会进行PCR产物处理及后续测试。

STEP 3 凝胶电泳

样本DNA经过PCR扩增后，便会进行DNA凝胶电泳作初步分析。在凝胶电泳过程中，PCR产物会被加载到凝胶孔内并施加电场，使DNA分子在凝胶中移动。由于不同大小的DNA分子对电场的反应不同，因此它们会在凝胶中以不同的速率向正电极移动，从而产生不同大小及位置的条带。技术人员会使用DNA染剂可视化这些条带并进行初步结果分析。此外，经纯化后的DNA条带会被进一步用作DNA测序分析。

STEP 4 DNA测序

桑格DNA测序法 （Sanger DNA Sequencing），是指分析目标DNA片段的碱基序列，也就是腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C）与鸟嘌呤（G）的排列方式。在DNA测序过程中，DNA样本会在序列分析仪中被标记并测定DNA片段的碱基序列。由于不同物种拥有其独特的遗传密码，研究人员利用DNA测序法能快速而精确地分析大量的DNA序列数据，破解物种DNA的遗传密码，再配合DNA条形码鉴别确认物种身份。

STEP 5 DNA序列比对

经过DNA测序得出待测样本的DNA序列后，这些DNA序列便会利用BLAST（Basic Local Alignment Search Tool）或BioEdit程序与GenBank物种数据库中其他研究组发表的DNA序列数据进行比对。透过比较序列覆盖率（Coverage）及相似度（Similarity），技术人员便能确认样本最相似DNA序列的物种信息，得出待测样本的物种身份。

STEP 6 物种鉴定

DNA条形码（DNA Barcoding）是利用生物体内基因组的一段标准的、有足够变异、相对较短、易扩增且能够代表该物种的DNA片段来鉴定生物物种身份，拥有十分高的独特性和重复性。现时公认的DNA条形码包括：线粒体细胞色素C氧化酶亚基I（COI）、线粒体细胞色素 b（CYTB）和线粒体 16S 核糖体核糖核酸（16SrRNA）作为动物DNA条形码，叶绿体二磷酸核酮糖羧化酶大链（rbcL）、核糖体DNA第二内部转录间隔区（ITS2）和叶绿体psbA-trnH基因间隔区（psbA-trnH）作为植物DNA条形码，以及ITS2作为真菌DNA条形码。随着技术发展，越来越多的基因区域被提出作为潜在的DNA条形码。

尽管OriGene标准DNA条形码测试服务能就市面上大部分常见的中药材饮片或天然产品原材料进行物种鉴定，不过对于经过加工处理的产品（如颗粒剂、汤剂等）或分析特定育种，常规的DNA测试未必能有效进行分析。针对这些鉴定痛点，本公司科研团队利用超过30年鉴定方案研发经验，能因应客户检测样本的特性及鉴定要求，客制化最适合的鉴定方式，包括对检测流程及条件、DNA提取、PCR条件等作出优化，并把专属的鉴定方式标准化作后续测试用途。

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