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植物DNA條形碼
手持一個(gè)植物DNA條形碼測(cè)定儀，即能迅速獲知路邊植物的準(zhǔn)確名稱和所歸科、屬等，這對(duì)于眾多植物愛好者來說無疑是一個(gè)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(biāo)準(zhǔn)、有足夠變異、易擴(kuò)增且相對(duì)較短等特點(diǎn)。植物DNA條形碼的主要作用就是物種鑒定，尤其對(duì)一個(gè)區(qū)域內(nèi)物種快速鑒定的作用很大。一些植物學(xué)家們目前正致力于植物DNA條形碼的研究。他們認(rèn)為，這樣一個(gè)簡便、快捷的儀器離我們并不太遠(yuǎn)。
植物DNA條形碼最早由加拿大皇家學(xué)會(huì)會(huì)員保羅·赫伯特等于2003年提出，如今已迅速成為生命科學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域研究的前沿學(xué)科之一，被視為是對(duì)傳統(tǒng)物種鑒定的一個(gè)非常有利的補(bǔ)充，尤其是對(duì)采用傳統(tǒng)系統(tǒng)學(xué)方法難以鑒定的物種特別有用。例如，對(duì)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(xué)、法醫(yī)學(xué)、流行病學(xué)、醫(yī)藥、食品衛(wèi)生安全等方面具有廣闊的應(yīng)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(xué)軍介紹，對(duì)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(jìn)行準(zhǔn)確定性，僅靠觀察進(jìn)行估計(jì)。目前，可以采用植物DNA條形碼引物，從昆蟲整體DNA中進(jìn)行擴(kuò)增，然后對(duì)目標(biāo)片段進(jìn)行序列測(cè)序、鑒定，從而了解昆蟲的食物是什么。
中國的一些植物學(xué)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(gè)植物DNA條形碼的原始數(shù)據(jù)庫——條形碼“大廈”。不過，復(fù)雜繁多的植物多樣性，要以標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的條形碼為代表，是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，僅篩選基因條形碼一項(xiàng)內(nèi)容就不簡單。
日前，由中國科協(xié)主辦，云南省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、中科院昆明植物研究所、云南省植物學(xué)會(huì)承辦，在于昆明舉行的中國科協(xié)第62期新觀點(diǎn)新學(xué)說學(xué)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任高連明表示，篩選基因條形碼必須遵循三個(gè)基本準(zhǔn)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(kuò)增出來；第二，序列的可讀性，測(cè)序后得出的序列質(zhì)量要好，既要擴(kuò)增，還能夠測(cè)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(jìn)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(huì)副主任、中國科學(xué)院植物研究所系統(tǒng)與進(jìn)化植物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(cè)定儀的應(yīng)用正是基于這個(gè)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(biāo)本內(nèi)容，而且憑證標(biāo)本還要有對(duì)應(yīng)的地理信息（GIS），即標(biāo)本采集地等信息。
國際生命條形碼委員會(huì)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(xué)家的指導(dǎo)下，或者依托分類學(xué)家去開展，才能建起一個(gè)可靠的數(shù)據(jù)庫。