中国动物药材DNA条形码数据库文档格式.docx

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序列对金钱白花蛇及其常见混伪品进行DNA条形码鉴别研究，结果表明，金钱白花蛇COI序列可以明确地与混伪品区分开[6]。

胡嵘等对海马、海龙及其混伪品共14个种20份样品的COI条形码序列进行研究，结果表明运用COI序列能够准确鉴定海马、海龙的基原动物及其混伪品[7]。

此外，还开展了龟甲、鳖甲、鹿茸以及蛤壳等的DNA条形码研究工作

[8-11]。

动物DNA条形码分子鉴定研究工作的大量开展，为构建中国动物药材DNA条形码数据库奠定了基础。

DNA条形码数据库不仅是存储样品信息和DNA条形码

序列的工具，而且是DNA条形码研究和物种鉴定分析的生

由国际生

物信息学平台，对推动DNA条形码研究发展具有重要意义

[12]。

第一个国际DNA条形码数据系统（BOLD）

命条形码联盟（CBOL）于2007年建立[13]。

此外

BarcodeofLifeCampaign（FISH-BOL，http：

//www.fishbol.org/），LepidopteraBarcodeofLife（http：

//lepbarcoding.org/），MammaliaBarcodeofLifeCampaign

http：

//www.mammaliabol.org/）。

此外，邵鹏柱等初步构建了传统药物DNA条形码数据库（http：

//137.189.42.34/mherbsdb/），包含1661个物种，36679条序

列[14]。

当前，我国尚未构建统一的动物药材DNA条形码数据库，制约了DNA条形码技术在动物药材鉴定、资源可持续利用和濒危物种保护中的进一步应用。

1材料中国动物药材DNA条形码数据库中的序列来自于课题

组联合相关研究者所开展的动物药材DNA条形码分子鉴定研究及GenBank，包含800余种动物药材和大量动物药材混伪品及密切相关物种（表1）。

2方法对包含测序峰图的样品，根据Q值进行单碱基和序列质

量检测。

对不包含测序峰图的样品，使用EMBOSSTranseq

将核酸序列翻译为蛋白序列，利用隐马尔可夫模型（hidden

Markovmodel，HMM）进行COI条形码区域核验[13]。

采用

BLAST分析防错、系统树分析防错和BarcodingGap检验防错等核验COI序列的可靠性[2]，使用Muscle3.8进行多序列比对[15]，使用Paup4.0进行遗传距离计算[16]，使用

MEGA6.0构建NJ（邻接法）系统聚类树[17]。

使用BLAST方法进行物种鉴定分析，使用MySQL进行数据库管理，通过MySQLdb连接MySQL数据库。

3

结果与讨论

品数据库、序列数据库和文献数据库构成。

样品数据库包含

完整的样品采集和鉴定信息，即：

样品编号、分类信息、凭

证信息、采集者、采集地、鉴定者、1张到数张样品及生境

“spp.”等字符的Record。

提取Record注释中基因名称为

“COI”或“CO1”区域的序列，女nRecord来自于已发表的

文献，收集该文献的PubMedID、题目、作者、期刊、摘要等信息构成文献数据库。

此外，文献数据库还包含本课题组联合相关研究者所开展的动物药材DNA条形码分子鉴定研究文献。

中国动物药材DNA条形码数据库包含2010年版《中

国药典》[18]和

中国药用动物志》（第2版）[19]所载800

余种动物药材和大量动物药材的混伪品和密切相关物种的

样品采集、样品处理、DNA提取、PCR扩增、测序、序列

每6个月更新1次。

新增加样品如包含测序峰图，则依照中药材DNA条形码分子鉴定指导原则去除测序峰图两端的低

质量区域[2]，即：

以20bp的窗口分别从序列5'

端和3’端

种鉴定系统未知样品可以通过中药材DNA条形码鉴定系统进行鉴定，其访问地址为。

任何对中国

动物药材DNA条形码鉴定感兴趣的单位和个人，均可将获得的未知样品COI条形码序列粘贴到物种鉴定模块的查询框，然后点击提交进行鉴定。

查询COI序列的长度须大于

300bp，且序列所含不确定碱基（Ns）的数目应小于1%。

当

前，该系统支持Fasta（含“>

”号）格式和纯序列格式（不

与未知样品序列最相似的序列，并给出数据库中该序列的物种信息。

为便于使用者对鉴定结果进行核对，物种鉴定系统同时列出了数据库中与查询序列相似性最高的前20条序列，并列出序列相似性、分值、E值及比对信息（图2）。

4结论动物药材是我国传统医药的重要组成部分，在我国已有

两三千年的应用历史，从秦汉时期的《神农本草经》，到历版《中国药典》都收载有动物药材，据第三次中药资源普查结果，我国药用动物有11门，415科，861属，1581种我国动物药材多数来自野生，资源有限，部分药材的基原动物如穿山甲、赛加羚羊、梅花鹿等已被列入《国家重点保护野生动物名录》（httP:

//）和《濒危野生动植

物种国际贸易公约》附录（http：

//）。

此外，除使用动物全体的药材外，动物药材多取自动物的不同组织或器官，例如:

角、甲、壳、骨、皮等，形态鉴定特征不完整，给动物药材的性状鉴定带来较大困难[20]。

DNA条形码

鉴定快速准确、有望实现自动鉴定，是传统生物鉴定方法的有效补充，应用前景广阔[1]。

本研究首次构建我国统一的中

国动物药材DNA条形码数据库，对动物药材鉴定、资源可

材DNA条形码数据库也为自动化动物药材鉴定仪器的开发奠定基础。

随着我国动物药材DNA条形码鉴定研究的深入开展，

动物药材DNA条形码鉴定研究的参与单位和参与者逐渐增多，越来越多的动物药材品种被研究和测序，许多制约大规模DNA条形码数据库构建的障碍也逐渐消除。

随着测序费用的逐步降低，特别是高通量测序技术的普及和应用，可以用极低的成本在短时间内获得大量样本的条形码序列。

此

外，计算机及网络技术的发展为动物药材DNA条形码库的条形码库收载动物药材的种类还比较有限，部分动物药材的

COI序列来自于GenBank。

将来，课题组需要联合相关研究

者，依照中药材DNA条形码分子鉴定指导原则的标准操作规范，一方面增加数据库中动物药材的种类，另一方面增加数据库中动物药材样品的数目，进一步完善中国动物药材

DNA条形码数据库。

加拿大动物学家PaulHebert等[21]对动物界，包括脊椎

动物和无脊椎动物共11门13320个物种COI基因序列比较

分析表明，除腔肠动物Cnidaria外，98%的物种种内遗传距

离差异为0〜2%。

然而，种内遗传差异>

2%的物种也逐渐被发现[22]。

因此，当利用中国动物药材DNA条形码数据库进行鉴定时，只有当查询序列与参考序列比对部分的长度大于参考序列长度的50%,且具有W2%的遗传差异时，才给出物

种水平的鉴定结果，除此之外，仅列出数据库中与查询序列最接近序列的相关信息。

此外，物种鉴定利用BLAST进行鉴定，当比对部分的覆盖度小于参考序列长度的50%，且相

似度<

80%时，BLAST比对结果的参考意义较小，物种鉴定系统会提示数据库中没有与查询序列最相似的序列。

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IntegratedDNAbarcodingdatabaseforidentifyingChinese

animalmedicine

SHILin-chun1，YAOHui1，XIELi-fang2，ZHUYing-jie1，

SONGJing-yuan1，ZHANGHui3，CHENShi-lin4*

1.InstituteofMedicinalPlantDevelopment，Chinese

AcademyofMedicalSciences，PekingUnionMedicalCollege，

Beijing100193，China；

2.InformationCentre，ChineseAcademyofMedical

Sciences，Beijing100730，China；

3.DevelopmentCenterofTraditionalChineseMedicine

andBioengineering，

ChangchunUniversityofChineseMedicine，Changchun

130117，China；

4.InstituteofChineseMateriaMedica，ChinaAcademyof

ChineseMedicalSciences，Beijing100700，China）

[Abstract]InordertoconstructanintegratedDNA

barcodingdatabaseforidentifyingChineseanimalmedicine，theauthorsandtheircooperatorshavecompletedalotofresearchesforidentifyingChineseanimalmedicinesusingDNAbarcodingtechnology.SequencesfromGenBankhavebeenanalyzedsimultaneously.Threedifferentmethods，BLAST，barcoding

gapandTreebuilding，havebeenusedtoconfirmthereliabilitiesofbarcoderecordsinthedatabase.Theintegrated

DNAbarcodingdatabaseforidentifyingChineseanimalmedicinehasbeenconstructedusingthreedifferentparts：

specimen，sequenceandliteratureinformation.Thisdatabasecontainedabout800animalmedicinesandtheadulterantsandcloselyrelatedspecies.UnknownspecimenscanbeidentifiedbypastingtheirsequencerecordintothewindowontheIDpageofspeciesidentificationsystemfortraditionalChinesemedicine

）.TheintegratedDNAbarcodingdatabaseforidentifyingChineseanimalmedicineissignificantlyimportantforanimalspeciesidentification，rareandendangeredspeciesconservationandsustainableutilizationofanimalresources.

[Keywords]animalmedicine；

database；

COI；

identification

doi：

10.4268/cjcmm20141201