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[摘 要]杂草已对我国的农林业生产安全、生态环境以及人民身体健康造成了严重危害，检疫性杂草的DNA条形码鉴定技术是一种快速的分子生物学检测鉴定手段，是传统形态学分类鉴定方法的有效补充。
[关键词]检疫性杂草 DNA barcoding
中图分类号：S188 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）10-0233-02
杂草检疫是动植物检疫的重要组成部分。动植物检疫是国家保护本国农牧业生产和环境，保障农产品出口贸易安全的重要技术手段，在国际贸易自由化趋势日益强劲的今天，也是维护本国市场免遭国外商品冲击的重要的技术壁垒之一。世界各国，尤其经济发达和比较发达的国家都很重视动植物检疫，对其中的杂草检疫尤其关注，因为杂草对农牧业和环境造成的损失不亚于病虫害，有时还更为严重。
检疫性杂草常规的鉴定方法以形态特征为依据，包括形态观察、解剖结构鉴定、种子萌发种植鉴定等。这些方法的鉴定需要很强的专业知识和鉴定水平。目前我国明令禁止入境的检疫性杂草共14科23种，且有许多的近似种和变种；再加上在国际贸易过程中，杂草的传播方式多样。因此以形态学为主的单一鉴定方法，与当前日益增长的生物资源需要量相比，无论从鉴定消耗时间、成本和专业知识的需要等，都已不能满足需要。因此建立有效、准确、实用、快速的分子生物学检测鉴定手段是当前一个非常艰巨的任务。
近年来，随着分子生物学以及生物信息学的飞速发展，应用DNA条形码 （DNA barcoding） 技术对物种进行鉴定和分类已经逐渐成为生物分类学的研究热点。DNA 条形码技术的提出和发展给植物分类学研究带来了新工具，同时也为出入境植物检验检疫技术能力的提升带来了新期待。
DNA条形码是指用短的、标准的DNA序列作为物种标记来鉴定物种的一种新技术，它是传统形态学分类的有效补充。概括起来DNA条形码鉴定技术具有四大优势：（l）不受个体形态特征限制。（2）鉴定结果准确，具有可重复性。（3）易于构建统一数据库，可形成统一鉴定标准。（4）鉴定技术简便易行，非专业分类学家也可利用DNA条形码数据库完成鉴定工作（庞晓慧，2010）。
到目前为止，许多学者对植物条形码的筛选进行了积极的探索，尝试从叶绿体基因组和核基因组中寻找理想的DNA条形码。2005年，Kress等（2005）对整个被子植物类群进行了研究，分析和比较了11个DNA片段（trnK-rps16、psbA-trnH、rp136-rps8、atpB-rbcL、ycf6-psbM、trnv-atpE、trnC-ycf6、psbM-trnD、trnL-F、rbcL和ITS）。结果表明ITS和psbA-trnH鉴定效果较好，并建议采用片段组合来实现对植物类群的条形码鉴定。2009的年5月，生物条形码协会（CBOL，2009）植物工作组对来自550个植物种的907个样本进行了分析（其中有445个种来自被子植物，38个种来自裸子植物，67个种来自隐花植物），比较筛选了7个植物DNA条形码候选序列（atpF-atpH、matK，rbcL，rpoB，rpoC1，psbk-psb1和psbA-trnH），最终推荐将 matK+rbcL组合作为陆地植物的通用条形码。 裴男才对鼎湖山大样地183 个植物物种进行DNA 条形码测序，结果表明DNA 条形码各片段在4 个森林样地的通用性。在热带和亚热带地区的森林样地中，各片段测序成功率分别为rbcL（93%，95.1%）、psbA-trnH（91.5%，94.6%）和matK（68.5%，79.7%）。在植物类群水平上，核心条形码片段matK+rbcL 组合的物种准确识别率不高，只在局部群落中表现较为理想；而三位点DNA 条形码片段组合在热带和亚热带森林样地中综合成功率可达84%和90%（裴男才，2012）。辛天怡等的研究证明，ITS/ITS2 序列可以作为DNA 条形码稳定、准确的鉴别羌活药材（辛天怡等，2012）。姚领爱等通过对铁皮石斛叶绿体相关基因（rbcL、trnH-psbA、rbl16）的研究发现，认为rbcL可将市场商场上常易混淆的石斛种苗有效区分（姚领爱等，2012）。庞晓慧等的研究表明，植物类药材通用条形码ITS2 适用于鉴定中药材灯心草和薄荷（Chen et al，2010； 庞晓慧等，2012）。
可见，植物DNA 条形码技术在物种鉴定领域具有很多传统方法不具备的优点，而且有许多候选DNA条形码被提出，多种DNA条形码片段或组合在大量的供试材料中取得了很高的区分度（Chen et al，2010；Kress et al，2007；Pang et al，2011；伏建国等，2012；罗焜等，2010）。然而，出入境检验检疫工作中也有多个领域亟需该技术来解决当前面临的困难及矛盾，但到目前为止，该技术还没有真正地在实际工作中得到应用。
虽然，然而到目前为止，植物类群的通用DNA条形码仍然没有最终确定，当前的主要任务仍然是在不同类群中筛选并验证候选基因或片段的鉴定能力，进而最终确定植物标准DNA条形码。
在检验检疫工作中，我们应用DNA 条形码的目的是鉴定未知物种，或者用于区分近似种，而并不是用于区分所有的植物种类。因此，从这个角度来看，目前筛选出的DNA 条形码已能够基本满足检验检疫的要求。理想植物DNA 条形码片段难找的原因之一是植物种类的繁多，但如果缩小范围，也许就可能得到满意的结果。
参考文献
[1] CBOL Plant Working Group.A DNA barcode for land plants. Proc Nat Acad Sci USA，2009，106：12794-12797.
[2] Chen S L，Yao H，Han J P，et al.Validation of the ITS2 region as a novel DNA barcode for identifying medicinal plant species.PLoS ONE，2010，5（1）：e8613. [3] Chen SL，Yao H，Han JP，et al. Validation of the ITS2 region as a novel DNA barcode for identifying medicinal plant species.PLoS ONE，2010，5（1）：e8613.
[4] Kress WJ，Erickson DL. A two-locus global DNA barcode for land plants：the coding rbcL gene complements the non-coding trnH-psbA spacer region.PloS One，2007，2（6）：e508.
[5] Kress WJ，Wurdack KJ，Zimmer EA， et al. Use of DNA bareodes to identify flowering plants.Proc Nat Acad Sci USA，2005，102：8369-8374.
[6] Pang XH，Song JY，Zhu YJ，et al.Applying plant DNA barcodes for Rosaceae species identification.Cladistics.2011，27：165.
[7] 伏建国，杨晓军，钱路，安榆林.植物DNA条形码技术在出入境检验检疫领域的应用.植物检疫.2012，26（2）：64-69.
[8] 辛天怡，姚辉，罗焜等.羌活药材ITS/ITS2条形码鉴定及其稳定性与准确性研究.药学学报.2012，47（8）：1098？1105.
[9] 庞晓慧，宋经元，陈士林.应用DNA条形码技术鉴定中药材灯心草.中国中药杂志.2012，37（8）：1097-1099.
[10] 庞晓慧.植物DNA条形码序列筛选与鉴定研究——以裸子植物、蔷薇科和大戟科为例.博士论文，2010.
[11] 罗焜，陈士林，陈科力等.基于芸香科的植物通用DNA条形码研究. 中国科学：生命科学.2010，40（4）：3421.
[12] 姚领爱，胡之璧，郑志仁等.铁皮石斛种质资源研究中的DNA条形码初探.上海农业学报.2012，28（1）：49-54.
[13] 裴男才.利用DNA条形码技术识别植物物种.应用生态学报.2012，23（5）：1240-1246.
[关键词]检疫性杂草 DNA barcoding
中图分类号：S188 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）10-0233-02
杂草检疫是动植物检疫的重要组成部分。动植物检疫是国家保护本国农牧业生产和环境，保障农产品出口贸易安全的重要技术手段，在国际贸易自由化趋势日益强劲的今天，也是维护本国市场免遭国外商品冲击的重要的技术壁垒之一。世界各国，尤其经济发达和比较发达的国家都很重视动植物检疫，对其中的杂草检疫尤其关注，因为杂草对农牧业和环境造成的损失不亚于病虫害，有时还更为严重。
检疫性杂草常规的鉴定方法以形态特征为依据，包括形态观察、解剖结构鉴定、种子萌发种植鉴定等。这些方法的鉴定需要很强的专业知识和鉴定水平。目前我国明令禁止入境的检疫性杂草共14科23种，且有许多的近似种和变种；再加上在国际贸易过程中，杂草的传播方式多样。因此以形态学为主的单一鉴定方法，与当前日益增长的生物资源需要量相比，无论从鉴定消耗时间、成本和专业知识的需要等，都已不能满足需要。因此建立有效、准确、实用、快速的分子生物学检测鉴定手段是当前一个非常艰巨的任务。
近年来，随着分子生物学以及生物信息学的飞速发展，应用DNA条形码 （DNA barcoding） 技术对物种进行鉴定和分类已经逐渐成为生物分类学的研究热点。DNA 条形码技术的提出和发展给植物分类学研究带来了新工具，同时也为出入境植物检验检疫技术能力的提升带来了新期待。
DNA条形码是指用短的、标准的DNA序列作为物种标记来鉴定物种的一种新技术，它是传统形态学分类的有效补充。概括起来DNA条形码鉴定技术具有四大优势：（l）不受个体形态特征限制。（2）鉴定结果准确，具有可重复性。（3）易于构建统一数据库，可形成统一鉴定标准。（4）鉴定技术简便易行，非专业分类学家也可利用DNA条形码数据库完成鉴定工作（庞晓慧，2010）。
到目前为止，许多学者对植物条形码的筛选进行了积极的探索，尝试从叶绿体基因组和核基因组中寻找理想的DNA条形码。2005年，Kress等（2005）对整个被子植物类群进行了研究，分析和比较了11个DNA片段（trnK-rps16、psbA-trnH、rp136-rps8、atpB-rbcL、ycf6-psbM、trnv-atpE、trnC-ycf6、psbM-trnD、trnL-F、rbcL和ITS）。结果表明ITS和psbA-trnH鉴定效果较好，并建议采用片段组合来实现对植物类群的条形码鉴定。2009的年5月，生物条形码协会（CBOL，2009）植物工作组对来自550个植物种的907个样本进行了分析（其中有445个种来自被子植物，38个种来自裸子植物，67个种来自隐花植物），比较筛选了7个植物DNA条形码候选序列（atpF-atpH、matK，rbcL，rpoB，rpoC1，psbk-psb1和psbA-trnH），最终推荐将 matK+rbcL组合作为陆地植物的通用条形码。 裴男才对鼎湖山大样地183 个植物物种进行DNA 条形码测序，结果表明DNA 条形码各片段在4 个森林样地的通用性。在热带和亚热带地区的森林样地中，各片段测序成功率分别为rbcL（93%，95.1%）、psbA-trnH（91.5%，94.6%）和matK（68.5%，79.7%）。在植物类群水平上，核心条形码片段matK+rbcL 组合的物种准确识别率不高，只在局部群落中表现较为理想；而三位点DNA 条形码片段组合在热带和亚热带森林样地中综合成功率可达84%和90%（裴男才，2012）。辛天怡等的研究证明，ITS/ITS2 序列可以作为DNA 条形码稳定、准确的鉴别羌活药材（辛天怡等，2012）。姚领爱等通过对铁皮石斛叶绿体相关基因（rbcL、trnH-psbA、rbl16）的研究发现，认为rbcL可将市场商场上常易混淆的石斛种苗有效区分（姚领爱等，2012）。庞晓慧等的研究表明，植物类药材通用条形码ITS2 适用于鉴定中药材灯心草和薄荷（Chen et al，2010； 庞晓慧等，2012）。
可见，植物DNA 条形码技术在物种鉴定领域具有很多传统方法不具备的优点，而且有许多候选DNA条形码被提出，多种DNA条形码片段或组合在大量的供试材料中取得了很高的区分度（Chen et al，2010；Kress et al，2007；Pang et al，2011；伏建国等，2012；罗焜等，2010）。然而，出入境检验检疫工作中也有多个领域亟需该技术来解决当前面临的困难及矛盾，但到目前为止，该技术还没有真正地在实际工作中得到应用。
虽然，然而到目前为止，植物类群的通用DNA条形码仍然没有最终确定，当前的主要任务仍然是在不同类群中筛选并验证候选基因或片段的鉴定能力，进而最终确定植物标准DNA条形码。
在检验检疫工作中，我们应用DNA 条形码的目的是鉴定未知物种，或者用于区分近似种，而并不是用于区分所有的植物种类。因此，从这个角度来看，目前筛选出的DNA 条形码已能够基本满足检验检疫的要求。理想植物DNA 条形码片段难找的原因之一是植物种类的繁多，但如果缩小范围，也许就可能得到满意的结果。
参考文献
[1] CBOL Plant Working Group.A DNA barcode for land plants. Proc Nat Acad Sci USA，2009，106：12794-12797.
[2] Chen S L，Yao H，Han J P，et al.Validation of the ITS2 region as a novel DNA barcode for identifying medicinal plant species.PLoS ONE，2010，5（1）：e8613. [3] Chen SL，Yao H，Han JP，et al. Validation of the ITS2 region as a novel DNA barcode for identifying medicinal plant species.PLoS ONE，2010，5（1）：e8613.
[4] Kress WJ，Erickson DL. A two-locus global DNA barcode for land plants：the coding rbcL gene complements the non-coding trnH-psbA spacer region.PloS One，2007，2（6）：e508.
[5] Kress WJ，Wurdack KJ，Zimmer EA， et al. Use of DNA bareodes to identify flowering plants.Proc Nat Acad Sci USA，2005，102：8369-8374.
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[7] 伏建国，杨晓军，钱路，安榆林.植物DNA条形码技术在出入境检验检疫领域的应用.植物检疫.2012，26（2）：64-69.
[8] 辛天怡，姚辉，罗焜等.羌活药材ITS/ITS2条形码鉴定及其稳定性与准确性研究.药学学报.2012，47（8）：1098？1105.
[9] 庞晓慧，宋经元，陈士林.应用DNA条形码技术鉴定中药材灯心草.中国中药杂志.2012，37（8）：1097-1099.
[10] 庞晓慧.植物DNA条形码序列筛选与鉴定研究——以裸子植物、蔷薇科和大戟科为例.博士论文，2010.
[11] 罗焜，陈士林，陈科力等.基于芸香科的植物通用DNA条形码研究. 中国科学：生命科学.2010，40（4）：3421.
[12] 姚领爱，胡之璧，郑志仁等.铁皮石斛种质资源研究中的DNA条形码初探.上海农业学报.2012，28（1）：49-54.
[13] 裴男才.利用DNA条形码技术识别植物物种.应用生态学报.2012，23（5）：1240-1246.