DNA条形码:为濒危植物撑起“保护伞”
发布日期:2013-12-23    来源:中国科学报    作者:记者 丁佳   点击次数:1363

 12月20日,中国科学院植物研究所聚集了来自国家农业、林业、环保、医药、检验检疫、进出口等部门的人士,他们一起见证了《中国珍稀濒危植物图鉴》的问世和“中国珍稀濒危植物DNA条形码鉴定平台”的开通。

对于他们来说,这是一件盼望了10年的大事。

“中国濒危植物数量超世界平均水平”

中国是北半球生物多样性最为丰富的一个国家。根据文献记载,中国拥有高等植物3万多种,约相当于美国的2倍、欧洲的3倍。

近几十年来,中国经济快速发展,环境的压力也越来越大。“这使得中国的珍稀濒危植物变多,超过了世界平均水平。”中科院院士洪德元估计,“中国的珍稀濒危植物约占高等植物总数的15%,大概有4000~4500种。”

珍稀濒危植物大多具有重要经济价值,与人类关系十分密切,但又非常脆弱,备受人们关注。中科院植物所是国内最早开展相关研究工作的科研单位之一。研究所自1982年开始编写首部《中国植物红皮书》,主持了国家自然科学基金重大项目“中国主要濒危植物的保护生物学研究”、“973”项目“长江流域生物多样性变化、可持续性利用与区域生态安全”等科研项目,为我国珍稀濒危植物保护作出了重要贡献。

目前,我国的珍稀濒危植物保护工作已有30年历史,但仍有许多核心问题亟待解决,如珍稀濒危植物名单、物种的可靠性、遗传多样性水平、物证材料的快速可靠鉴定等等。这让科学家们觉得,必须应用新技术来解决与保护相关的科学问题。

“做成家具也能认出木材来自哪棵树”

上世纪80年代初,国家开始立法保护珍稀濒危植物。然而,受利益的驱使,非法盗伐、走私等事件时有发生。

比如,2012年云南一家公司将一批木材运往天津港,并申报木材名称为“鸟足紫檀”。海关人员怀疑公司谎报了木材名称,送去专业部门进行鉴定,最后发现这批所谓的“鸟足紫檀”竟是一种极为珍贵的树种——檀香紫檀,总价值超过5000万元人民币。

这让人不禁想到,倘若当时海关人员没有“多长个心眼”,犯罪分子就很有可能得逞。

“确有一些案件由于材料鉴定困难而不能让犯罪分子得到应有的惩罚。”中科院植物所研究员、“中国珍稀濒危植物DNA条形码鉴定平台”建设者周世良告诉《中国科学报》记者,“物种鉴定传统上依赖于材料的形态解剖特征,可需要鉴定的珍稀濒危植物材料往往是木材、果实、种子等部分器官,有些甚至是加工过的物品,形态特征的不完整常导致无法准确鉴定。”

2003年开始出现的DNA条形码技术引起了周世良等人的注意。这种技术不受材料不完整性和发育阶段的限制,逐渐取代了早期的分子标记技术,成为物种鉴定的首选。

中科院植物所系统与进化植物学国家重点实验室从2008年开始构建基于DNA条形码技术的珍稀濒危植物鉴定平台,5年后,“中国珍稀濒危植物DNA条形码鉴定平台”正式开通,为社会提供服务。

除了国际通用的两种DNA条形码外,这个平台网站还使用了高分辨率的核基因ITS和实验室自己开发的叶绿体基因ycf1条形码,使用者只需将材料的DNA序列粘贴到对应的检索框里,它就会列出这个材料可能的物种是什么,并按照相似度的高低依次排列。而几个条形码并行使用,相互印证,鉴定的可靠度能大大提高。

这样,人们不仅能从一块木头、几粒种子中鉴定出物种,用周世良的话说,如果一些重要物种的每个个体都有了遗传标签,就算“不法分子把木头做成了家具,也能认出他用了哪棵树的木材”。

“一个基因可能关系国家经济命脉”

洪德元深知这项工作的重要意义。毕竟,正是当年海南的一株外表奇特的野生稻,造就了“杂交水稻之父”袁隆平和改变了中国农业命运的“超级稻”。

“珍稀濒危植物是个宝库。”洪德元说,“有时候,一个基因就关系到整个国家的经济命脉。中国这几千种珍稀濒危植物,究竟还有多少资源等待人们去发现?过去我们在这个领域的进步不够快,现在是一个好机会,植物所系统与进化植物学国家重点实验室应该义不容辞地担起这个责任。”

事实上,珍稀濒危植物研究与保护已被列为植物所“一三五”发展规划的重点之一,而周世良等人也正准备利用这个平台做更多事情。

截至今年12月,平台数据库中共包含了18732条序列,覆盖了186个科、2568个种。这一数字还在不断攀升中。

“这也就是说,DNA条形码平台不光可以进行物种鉴定,更重要的是这些物种的部分遗传信息能为人类所掌握,而物种遗传信息数字化则是物种信息化的前提和基础。”周世良说。

原文地址:http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2013/12/281732.shtm
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2013/12/28 20:27:23
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