中藥材也有“條形碼”

什么是“DNA條形碼”？

脫氧核糖核酸（DNA）是一類帶有遺傳信息的生物大分子，它最重要的組成部分是4種堿基，分別為腺嘌（piào）呤（lìng）、胸腺嘧（mì）啶（dìnɡ）、鳥嘌呤、胞嘧啶，我們將其簡(jiǎn)稱為“A、T、G、C”。

在DNA的兩條鏈上有許多相對(duì)應(yīng)的位點(diǎn)，堿基在這些位點(diǎn)上兩兩配對(duì)（A與T配對(duì)，G與C配對(duì)，這樣的搭配可以保證DNA雙鏈間的寬度一致），它們被稱作“堿基對(duì)”。堿基對(duì)的排列方式有很多種，孕育了生物不同的面貌，因此，我們可以利用DNA中一段公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)的、相對(duì)較短的序列來進(jìn)行物種鑒定（這一段序列要在不同物種間存在差異，但在同一個(gè)物種內(nèi)高度保守且穩(wěn)定遺傳），這就是“DNA條形碼”技術(shù)。

螺旋結(jié)構(gòu)示意圖

鑒別中藥材的“神探”

中藥材原料通常要經(jīng)過加工處理才可成為藥物，它的形狀相對(duì)完整時(shí)，可以通過外觀對(duì)其鑒定；被處理后，就得借助顯微鏡等設(shè)備才能看清它的細(xì)微特征了。

?DNA螺旋“拉直、攤平”后的示意圖

寧夏枸杞與枸杞都是茄科枸杞屬植物，擁有相似的名字和果實(shí)形狀，讓人很難分辨，但寧夏枸杞的果實(shí)更大（有的能達(dá)2厘米左右）、更甜。根據(jù)《中華人民共和國(guó)藥典》（2020年版），寧夏枸杞才是“枸杞子”這種中藥材的正品來源。

因?yàn)楣し浅１〔荒蛢?chǔ)存，所以市面上常見的枸杞子都是曬干的。上圖中分別是從不同產(chǎn)地收集而來的、曬干后的寧夏枸杞果實(shí)和曬干后的枸杞果實(shí)（上兩排產(chǎn)自中國(guó)，下一排產(chǎn)自韓國(guó)）。

?寧夏枸杞（左）和枸杞（右）（供圖/辛天怡）

?曬干后的寧夏枸杞果實(shí)（左）和曬干后的枸杞果實(shí)（右）（供圖/辛天怡）

可以看出，雖然一個(gè)物種會(huì)因生長(zhǎng)環(huán)境的不同產(chǎn)生外觀上的差異，但將它們混在一起的話，普通人是難以分辨的，這時(shí)DNA條形碼就要大顯身手了。寧夏枸杞和枸杞的外觀雖然相似，我們卻能一眼從DNA條形碼的長(zhǎng)度上看出它們的不同：寧夏枸杞有230對(duì)堿基對(duì)，而枸杞只有212對(duì)堿基對(duì)。

不僅如此，研究人員用計(jì)算機(jī)代碼將看不見摸不著的DNA條形碼進(jìn)行了編碼，掃描圖片上的二維碼，我們就能看到可讀的序列信息。對(duì)比二者的序列，我們可以發(fā)現(xiàn)一些不一樣的堿基，這些被稱為“變異位點(diǎn)”，也可以用來鑒別中藥材。

DNA條形碼與人們的生活息息相關(guān)，我們雖然無法用肉眼直接閱讀它的序列信息，但可以借助科技的“眼睛”追根溯源，破解它隱藏的生命密碼。

?寧夏枸杞（上）與枸杞（下）的DNA條形碼（供圖/辛天怡）

（責(zé)任編輯 / 牛一名? ? 美術(shù)編輯 / 韋英章）