生物技術(shù)領(lǐng)域研究新前沿——DNA條形碼
日期:2012-08-20 08:31:56
DNA條形碼(DNA Barcoding)最早由加拿大皇家學(xué)會(huì)會(huì)員Paul Hebert等于2003年提出,已迅速成為生命科學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域研究的前沿學(xué)科之一。DNA條形碼是利用標(biāo)準(zhǔn)的基因片段對(duì)物種進(jìn)行快速鑒定的技術(shù)。隨著全球氣候變化、環(huán)境問題和能源問題的加劇,人類為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,對(duì)理解和認(rèn)識(shí)生物多樣性的要求日益迫切,物種的快速準(zhǔn)確鑒定作為對(duì)生物多樣性保護(hù)和可持續(xù)利用的基礎(chǔ),已成為普遍的需求。植物DNA條形碼不僅是傳統(tǒng)植物分類與鑒定的強(qiáng)有力補(bǔ)充,而且使標(biāo)本鑒定過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和標(biāo)準(zhǔn)化,突破了對(duì)經(jīng)驗(yàn)的過度依賴,能夠在較短時(shí)間內(nèi)建立形成易于利用的應(yīng)用系統(tǒng)。DNA條形碼技術(shù)將極大地促進(jìn)人類監(jiān)測(cè)、了解和利用生物多樣性的能力,在生命科學(xué)、法醫(yī)學(xué)、流行病學(xué)、醫(yī)藥和食品質(zhì)量控制等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
Kress等(2005)和Taberlet等(2007)提出了理想的DNA條形碼標(biāo)準(zhǔn):
(1)具有可以區(qū)分物種的足夠變異和分化,同時(shí)種內(nèi)變異必須足夠小;
(2)有高度保守的引物設(shè)計(jì)區(qū)以便于設(shè)計(jì)通用引物;
(3)片段足夠段,以便于DNA提取和PCR擴(kuò)增,尤其是對(duì)部分降解的DNA的擴(kuò)增。
DNA條形碼 - 理論基礎(chǔ):
DNA是生物的遺傳信息載體。遺傳基礎(chǔ)的不同,決定了生物的多樣性。由于每種生物物種的DNA序列都是唯一的,就給DAN條形碼提供了物質(zhì)基礎(chǔ),每個(gè)位點(diǎn)上都有A、T、G、C4種選擇。
由于部分堿基的保守性,幾十個(gè)堿基的長度不能提供足夠的編碼信息,因此DNA條形碼分析都是基于幾百個(gè)堿基長度的DNA序列。