DNA條形碼技術(shù)查物種入侵又快又準(zhǔn)
目前，我國已成為遭受生物入侵最嚴(yán)重的國家，國際自然保護(hù)聯(lián)盟（IUCN）公布的全球100種最具威脅的外來物種中，入侵中國的達(dá)50余種。外來入侵物種每年在我國造成的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)1300億元。國家每年在治理外來物種上投入了巨大的物力、人力和財(cái)力。病媒生物也是進(jìn)行生物戰(zhàn)和生物襲擊的主要載體。因此，對(duì)其傳播疫病的風(fēng)險(xiǎn)程度做出科學(xué)分析和預(yù)測(cè)非常重要。
頂著炎炎的烈日，忍受著刺鼻的氣味，中山檢驗(yàn)檢疫局的檢驗(yàn)檢疫人員在從英國進(jìn)口的廢紙中認(rèn)真的翻找著，不放過任何一個(gè)夾帶的入侵生物，突然大量蠅類成蟲的樣本和蛹出現(xiàn)在他們的眼前，但是他們沒有太多的驚喜，他們知道，蛹的鑒定要等它們?cè)趯?shí)驗(yàn)室羽化成成蟲后才能進(jìn)行，至少需要數(shù)周的時(shí)間，如果是死蛹，那時(shí)間就更長。依照慣例將標(biāo)本標(biāo)示后送到本局技術(shù)中心進(jìn)行鑒定，然后是耐心的等待。
5天后，技術(shù)中心就奇跡般的發(fā)來報(bào)告，截獲的蛹為紅頭麗蠅。原來技術(shù)中心利用國際新技術(shù)DNA條形碼技術(shù)，快速準(zhǔn)確地鑒定出未知蛹為紅頭麗蠅，與Genbank（美國國立衛(wèi)生研究院維護(hù)的基因序列數(shù)據(jù)庫）中發(fā)表的紅頭麗蠅數(shù)據(jù)相似度為100%，種類判斷準(zhǔn)確率為100%，檢疫周期縮短了15~20天。這在以前根本是不敢想象的事。
傳統(tǒng)做法-費(fèi)時(shí)費(fèi)力影響通關(guān)速度
物種的準(zhǔn)確快速鑒定是采取進(jìn)一步檢疫措施，防止外來物種入侵國門的第一步，在衛(wèi)生檢疫和動(dòng)植物檢疫中有著特殊的意義和需要。出入境檢疫過程中，無論是動(dòng)植檢還是衛(wèi)檢，經(jīng)常會(huì)截獲大量活體的，或者死亡的動(dòng)物類群，尤其是節(jié)肢動(dòng)物。其中不乏卵、幼蟲、蛹和肢體殘缺不全的樣本，給物種的形態(tài)鑒定造成很大的障礙。目前在國際范圍內(nèi)對(duì)物種尤其是昆蟲的鑒定，主要依據(jù)成蟲的形態(tài)學(xué)特征。幼蟲的特征差異小，而且有些特征在不同的發(fā)育時(shí)期不夠穩(wěn)定，因此根據(jù)形態(tài)學(xué)特征進(jìn)行種類鑒定很難確保其準(zhǔn)確性。在口岸的檢疫工作中，通常是將卵、幼蟲或者蛹培養(yǎng)成成蟲后再進(jìn)行鑒定，整個(gè)檢疫鑒定過程時(shí)間長達(dá)數(shù)周。對(duì)鑒定者有很高的要求，鑒定者不僅要有扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，而且要有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。另外缺乏龐大而系統(tǒng)的標(biāo)本收集和鑒定對(duì)檢驗(yàn)檢疫部門往往是最大的障礙。費(fèi)時(shí)費(fèi)力，影響通關(guān)速度和貿(mào)易的發(fā)展。
比較優(yōu)勢(shì)-DNA條形碼技術(shù)有三大優(yōu)點(diǎn)
DNA條形碼技術(shù)為解決這一難題提供了新的方法。與傳統(tǒng)的形態(tài)鑒定相比較，DNA條形碼技術(shù)具有三大優(yōu)點(diǎn)。
對(duì)物種的鑒定不再受蟲態(tài)的限制。當(dāng)DNA條形碼數(shù)據(jù)庫中積累了足夠多的數(shù)據(jù)后，對(duì)以后截獲的卵、幼蟲和蛹等非成蟲蟲態(tài)以及肢體殘缺不全的物種，可以根據(jù)其條形碼數(shù)據(jù)直接和數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，而達(dá)到物種鑒定的目的，沒有必要將其培養(yǎng)成成蟲再行鑒定，為進(jìn)一步采取相應(yīng)的檢疫措施節(jié)約大量時(shí)間。
對(duì)鑒定者的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)背景知識(shí)將大大降低。培養(yǎng)一個(gè)傳統(tǒng)的分類工作者往往需要數(shù)年的專業(yè)培訓(xùn)，而且由于物種的極大豐富，大多形態(tài)分類工作者僅對(duì)某一個(gè)類群，甚至一個(gè)科或者一個(gè)屬的物種能達(dá)到精確鑒定的程度，而對(duì)其他類群無法鑒定。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，從不同生物樣品中的核酸提取手段日漸成熟，DNA擴(kuò)增技術(shù)越來越成熟，測(cè)序商品化越來越方便和便宜。分子分類只要求工作者接受一定的訓(xùn)練，有簡單的分子操作技能就夠了。當(dāng)然，這需要建立在DNA條形碼數(shù)據(jù)庫極大豐富和準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上。
對(duì)外來物種的鑒定更加準(zhǔn)確快速。由于傳統(tǒng)分類者知識(shí)的專一性，對(duì)本國的物種、自己熟悉的類群能達(dá)到準(zhǔn)確鑒定的程度，但往往對(duì)外來物種則很難準(zhǔn)確快速鑒定。需要跟國外的分類專家交換標(biāo)本、交流意見，需要很長時(shí)間才能達(dá)到鑒定的目的。建立DNA條形碼數(shù)據(jù)庫，當(dāng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)積累到一定程度，這個(gè)問題將迎刃而解，達(dá)到外來物種快速準(zhǔn)確鑒定的目的。
DNA條形碼技術(shù)
DNA條形碼技術(shù)為近幾年國際上剛剛興起的應(yīng)用于生物種類鑒定的新技術(shù)。對(duì)于節(jié)肢動(dòng)物的鑒定主要是利用線粒體細(xì)胞色素氧化酶I的編碼基因進(jìn)行種類鑒定，是建立在DNA提取、擴(kuò)增、測(cè)序和序列分析等現(xiàn)代先進(jìn)的分子生物學(xué)基礎(chǔ)上的一種新的分類手段。
目前國際上正在大規(guī)模建立生物條形碼數(shù)據(jù)庫，我國自然科學(xué)基金委今年的申請(qǐng)指南中也投資1000萬人民幣進(jìn)行動(dòng)物DNA條形碼研究。中山檢驗(yàn)檢疫局于今年7月份開始應(yīng)用此技術(shù)。
任重道遠(yuǎn)建立完善的數(shù)據(jù)庫
但DNA條形碼技術(shù)的廣泛應(yīng)用目前還很大程度上受數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)缺乏的限制，往往在應(yīng)用過程中無法達(dá)到物種鑒定的目的。另外，由于受專業(yè)的影響，傳統(tǒng)的形態(tài)分類學(xué)家往往沒有現(xiàn)代分子生物學(xué)基礎(chǔ)，而以往的好些研究中，分子生物學(xué)家往往又不熟悉形態(tài)分類。作為新基因片段投到GeneBank中的DNA序列，有可能不是形態(tài)分類學(xué)家正確命名的物種，導(dǎo)致GeneBank中一些物種的條形碼數(shù)據(jù)張冠李戴，給條形碼技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用帶來困難，甚至引起混亂和誤會(huì)。
由于物種鑒定在出入境檢驗(yàn)檢疫中的特殊重要性，很有必要建立截獲物種的DNA條形碼數(shù)據(jù)庫。形態(tài)分類學(xué)家和分子生物學(xué)家由于對(duì)物種分類依據(jù)的不同觀點(diǎn)，在物種的鑒定標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生了分歧。事實(shí)上，形態(tài)分類為分子分類的基礎(chǔ)，離開傳統(tǒng)的形態(tài)分類，分子分類就失去了進(jìn)一步運(yùn)用的可能；分子分類則為傳統(tǒng)分類提供了新的便捷的手段，對(duì)鑒定者的經(jīng)驗(yàn)要求也比形態(tài)分類要求低。這就要求傳統(tǒng)的形態(tài)分類學(xué)家和現(xiàn)代的分子分類工作者放棄分歧，齊心協(xié)力，建立完善的數(shù)據(jù)庫。當(dāng)數(shù)據(jù)庫中積累有足夠多的物種數(shù)據(jù)，DNA條形碼技術(shù)就能得到廣泛應(yīng)用，在高通量、快速、準(zhǔn)確的國境檢疫業(yè)務(wù)中發(fā)揮其巨大優(yōu)勢(shì)。
資訊來源：中國質(zhì)量新聞網(wǎng) 發(fā)表時(shí)間： 2010年12月10日