2020.04.15
试论DNA条形码技术的广阔应用前景

试论DNA条形码技术的广阔应用前景

 今天

  &貓咪在線看香蕉吚人網連接 nbsp; 全球一體化使輸入性媒介生物及蟲媒病的傳播日益嚴重,新發蟲媒病不斷出現並迅速傳播,對人類的健康帶來極大威脅。在口岸的日常檢疫過程中經常會截獲大量的醫學媒介生物,尤其是以媒介昆蟲為主,這些媒介昆蟲往往以成蟲、幼蟲、蛹和卵等各種蟲態出現,以及殘缺不全的蟲體。目前,在國際范圍內對昆蟲的種類鑒定主要是依據成蟲的形態學特征。相近種類昆蟲的幼蟲、蛹、卵等非成蟲態的蟲體形態特征差異小,有些特征在不同的發育時期不夠穩定,根據非成蟲態的蟲體形態學特征進行種類鑒定很難確保其準確性,並且需要鑒定者具有非常豐富的分類學知識和經驗,因此,昆蟲的非成蟲蟲態的鑒定一直是一個技術難題。

    DNA條形碼作為一種新興的物種鑒定方法,為古老的物種鑒定學科註入瞭新鮮的血液,具有不受發育狀態限制、減少對專傢的依賴性、數據共享性高、可以建立國際鑒定平臺等特點,為媒介生物的快速準確鑒定提供瞭一種新的利器。

    DNA條形碼技術的優越性

    對物種的鑒定將不再受蟲態和蟲體不完整的限制。當DNA條形碼數據庫中積累瞭足夠多的數據後,對以後截獲的卵、幼蟲和蛹等非成蟲蟲態以及肢體殘缺不全的物種,可以根據其條形碼數據直接和數據庫的數據進行對比,而達到物種鑒定的目的,而沒有必要將其培養成成蟲再行鑒定,為進一步采取相應的檢疫措施節約時間。

    對鑒定者的經驗和專業背景知識將大大降低。由於物種的極大豐富,大多形態分類工作者僅對某一個類群,甚至一個科或者一個屬的物種能達到精確鑒定的程度,而對其他類群無法鑒定。隨著分子生物學技術的發展,核酸提取手段日漸成熟,DNA擴增技術越來越發達,測序商品化越來越方便和便宜,分子分類隻要求工作者接受一定的訓練,有簡單的分子操作技能就夠瞭。當然,這需要建立在DNA條形碼數據庫極大豐富和準確的基礎上。

    對外來物種的鑒定將更加準確快速。由於傳統分類者知識的專一性,對本國的物種、自己熟悉的類群能達到準確鑒定的程度,但往往對外來物種則很難準確快速鑒定。建立DNA條形碼數據庫,當數據庫中的數據積累到一定程度,這個問題將迎刃而解,達到外來物種快速準確鑒定的目的。

    DNA條形碼技術需解決的問題

    有效數據缺乏。DNA條形碼技術的廣泛應用目前還很大程度上受數據庫數據缺乏的限制,地球上的870萬種生物中被DNA條形碼編碼的僅占很少的一部分。

    形態分類與DNA條形碼數據脫節。由於多種原因的影響,作為DNA條形碼數據投到數據庫中的序列,有可能不是形態分類學傢正確命名的物種,導致數據庫中一些物種的條形碼數據張冠李戴,給條形碼技術的實際運用帶來困難,甚至引起混亂和誤會。

    部分數據缺乏統一的規定,不具可比性。由於過去缺乏統一的規定,世界各地的科學傢使用的擴增引物不統一,因此所得到的基因片段的不同、長短不一、質量差有別,不具可比性,實用性差,起不到物種比對鑒定的作用。DNA條形碼聯盟和BOLD系統的建立為解決該問題起到瞭積極的作用。

    在這種形勢下無碼 在線 人妻 中出,檢驗檢疫部門亟須通過口岸監管實踐,繼續探索運用DNA條形碼技術,進一步完善和優化解決DNA條形碼技術在口岸醫學媒介生物快速準確鑒定的問題。

    DNA條形碼技術的實踐運用

    2011年,中山檢驗檢疫局提出建立外來有害生物DNA條形碼數據庫的建議,得到國傢領導人的高度重視和批示,直接推動瞭一項國傢科技支撐計劃成功立項,並取得國傢科技支撐計劃課題立項。目前,中山局通過采集全國20多個省市自治區的300多種蠅、蠊、鼠和蚊等各類醫學媒介生物,建立瞭DNA條形碼等分子數據庫和標本實體庫,DNA條形碼等分子數據10000餘條,參考物質2000餘個。

    與英國劍橋大學的英國皇傢學院院士Micheal Akam教授、英國UEA大學Andrea Munsterberg教授、歐洲生物信息研究所的Charles Cook博士、中國科學院尹文英院士在標本共享、數據分析等方面有著長期的合作;與中山大學生命科學大學院生命大科學院昆蟲研究所、暨南大學合作開展口岸醫學媒介生物的鑒定、聯合培養研究生,與西南大學生命科學院合作開展蜚蠊的分類鑒定等;與中山大學聯合建設廣東局內分支局唯一一傢博士後創新工作基地;還聘請瞭多名國內外知名學者作為科技顧問,具有良好的科研攻關和技術開發能力。

    強化實踐成果轉化,探索可推廣復制的媒介生物監測模式。中山局依托國傢醫學媒介生物監測重點實驗室(廣東)的DNA條形碼鑒定技術,在實踐探索基礎上,總結出一套行之有效、可操作性強的媒介生物監測模式,由國傢醫學媒介生物監測重點實驗室(廣東)發放采集裝置到各個口岸一線。

    取得的成效

    解決瞭媒介昆蟲的檢測受發育狀態限制的難題。DNA條形碼為生物本身所固有的一段可以用於種類識別的基因片段,不會由於發育階段的不同發生改變,因此可以實現不同發育狀態媒介昆蟲的直接鑒定,大大縮短檢測周期。

    解決瞭媒介生物的檢測受肢體殘缺不全限制的難題。基於生物細胞的全息性,DNA條形碼技術僅需要身體的某一塊組織,即可達到鑒定物種的目的。

    解決瞭媒介生物尤老漢色老漢首頁a亞洲其是媒介昆蟲近緣種難以準確鑒定的問題。近緣種由於外部形態特征非常相似,很容易鑒定錯誤,而DNA條形碼可以準確鑒定區分近緣種。

    解決瞭雌性媒介生物的鑒定問題。雄性尾器的形態結構一直是媒介昆蟲鑒定的金標準,雌性昆蟲的鑒定也是一個國際性的難題,而DNA條形碼基因是種類鑒別的標準,不會因為性別的不同而不同,DNA條形碼是雌性媒介昆蟲鑒定的有力工具。

    DNA條形碼是常規分子檢測方法的提煉與升華,DNA條形碼技術具有廣闊的應用前景。DNA條形碼技術的推廣將大大縮短媒介生物檢測周期,減少媒介生物本身及其攜帶病原體的擴散機會,構建媒介生物DNA條形碼檢測平臺,對保護公共衛生安全和生態安全意義重大。