中药材也有“DNA身份证”？扩增子测序让伪品无处遁形

2026-07-31

中药材也有“DNA身份证”？扩增子测序让伪品无处遁形

买过中药材的朋友，有没有遇到过这样的情况——明明买的是“川贝母”，炖了梨喝下去却没啥效果；花大价钱买的“野生黄芪”，泡出来味道总觉得哪里不对？

别怪自己不懂行。有些药材长得实在太像了，连老药工都犯难。川贝母有6个基原物种，长得几乎一模一样；当归和独活晒干之后，肉眼根本分不清谁是谁；更别说那些已经被磨成粉的中成药——打开一包“大黄蛰虫丸”，里面混合了多种药材粉末，传统方法根本没法逐一定性定量。

过去中药鉴定靠什么？看形状、闻气味、尝味道——这套方法叫“性状鉴别”。经验丰富的老药工确实厉害，但这套方法有三个硬伤：

一是主观性强——同样一根药材，不同师傅可能得出不同结论；二是对付不了精细造假——有些伪品做得比真品还像真的；三是拿粉末没办法——药材一旦打粉，所有形态特征全部消失。

中药材品种繁多、来源复杂，互混、互代现象屡屡发生。而中药的疗效与药材品质密不可分，用错药不仅没效，还可能出问题。

破局：给每种药材发一张“基因身份证”

2003年，加拿大科学家Hebert首次提出了DNA条形码的概念——既然每个人的指纹独一无二，那每个物种的DNA序列是不是也独一无二？

答案是肯定的。

不同物种的DNA序列由A、T、C、G四种碱基以不同顺序排列组成，对某一特定DNA片段进行分析，就能区分不同物种。扩增子测序要做的事情很简单：从药材里提取一小段DNA——植物用ITS2序列，动物用COI序列——扩增、测序，然后跟标准数据库一比对。

真身立现。

这项技术有多厉害？《中国药典》2025年版已经将DNA条形码分子鉴定法正式收载为指导原则。植物类药材以ITS2为主体序列，动物类以COI为主体序列。这不是实验室里的黑科技，而是官方认证的中药鉴定“标配工具”。

实战：DNA神探的破案记录

当归 vs 独活

当归是著名的药食两用植物，市场需求大、价格高，独活就成了最常见的掺伪品之一。更麻烦的是，当归一旦被加工成中成药，传统方法根本没法鉴定。研究者用ITS2扩增子测序一测，真假立判。配合气相色谱-离子迁移谱技术，还能实现快速筛查[1]。

半夏的五种“替身”

半夏是一种常用中药，但市场上虎掌、滴水珠、水半夏、天南星都跑来“冒充”它。研究者收集了19批样品，用ITS2序列一测——所有物种种内遗传距离0～0.011，种间遗传距离0.055～0.339，差距一目了然。系统发育树上各物种独立成支，谁也混不进去[2]。

前胡的七个“面孔”

研究者从安徽、河北、广西等5个药材市场、11个产区收集了103份市售前胡样品。猜猜结果？这103份“前胡”竟然有7个不同的基原——白花前胡、石防风、短片拟藁本、华北前胡、当归、珊瑚菜、华中前胡[3]。7个不同的物种都叫“前胡”在卖，没有DNA鉴定，谁能说得清？

不止是“找假货”

扩增子测序能干的事情远不止打假。

监测真菌污染：柏子仁在采收、加工、储藏过程中极易霉变，产生黄曲霉毒素。研究者用ITS扩增子测序分析了27批市售柏子仁，共鉴定出10门、35纲、93目、193科、336属、372种真菌。其中20批检测出黄曲霉菌，所有样本均检测出烟曲霉和黑曲霉等潜在致病真菌。这些数据为真菌污染的靶向防控提供了科学依据。

评估药材质量：不同产地的同一种药材，微生物群落不一样，品质也可能不一样。通过扩增子测序分析微生物组成，可以建立更全面的质量评估模型。

鉴定混合粉末：中成药往往由多种药材打粉混合而成。DNA宏条形码技术可以一次性解析复杂混合物中的物种组成，让“一锅粥”里的每种成分都清清楚楚。

结语

从“眼观口尝”到“基因测序”，中药鉴定正在经历一场革命。扩增子测序技术让每一种中药材都有了一张独一无二的 “DNA身份证” ——不管你是完整的根茎，还是磨成粉末，甚至是混合在十几味药的中成药里，一测便知。

下次买贵价药材的时候，不妨问一句：“你们的货做过DNA鉴定吗？”

懂行的商家会对你刮目相看。不懂的……你懂的��

毕竟，喝进肚子里的东西，搞清楚它是“李逵”还是“李鬼”，比什么都重要。

参考文献：

[1] Bi W , Li J , Tang X ,et al.Rapid Screening ofAngelica sinensisRoot Adulteration WithAngelica pubescensRoot in Raw Materials of Chinese Patent Drugs Using Amplicon Sequencing and Gas Chromatography‐Ion Mobility Spectrometry[J].Biomedical Chromatography, 40[2026-07-21].DOI:10.1002/bmc.70454.

[2]孙一帆等. 基于DNA条形码鉴别半夏及其混伪品[J].甘肃中医药大学学报.DOI: 10.16841/j.issn1003-8450.2026.01.06.

[3]吴嘉仪等. 基于ITS2序列及其二级结构的市售前胡药材分子鉴定[J].中国现代中药. Volume 28, Issue 5, 2026, Pages 881-887, ISSN 1673-4890, https://doi.org/10.13313/j.issn.1673-4890.20251202003.

[4]刘震营等。中国市场柏子仁真菌污染调查研究[J].中国中药杂志.2021年01期.

扩增子参考实验步骤

1. 样品收集与准备

样品收集：收集待鉴定的中药材样品，包括单一药材或混合中成药。应根据研究目的采集足够数量的样品（建议每个物种至少5个重复个体）。对于形态学鉴定困难的材料，建议由分类学专家进行基原鉴定。

样品处理：新鲜或干燥的组织样品可采用硅胶干燥保存，以抑制DNA降解；对于含多糖多酚类物质的中药材，需采用专门优化的DNA提取方法；对于颗粒状或丸状中成药，应对样品进行充分研磨。

参考样品：建议同时采集基原植物的凭证标本，保存于标本馆，以备后续溯源和验证。

DNA提取：使用商用试剂盒（如MolPure® Mag Plant DNA Kit（18529ES，植物通用DNA提取）或MolPure® Mag Soil/Stool DNA Kit（18526ES磁珠法土壤/粪便DNA提取试剂盒）），严格按照说明书提取总DNA，并测定DNA浓度和质量（OD260/280在1.8–2.0之间为佳）。

DNA浓度测定：使用qubit定量设备（单通道核酸定量仪80571ES、83509ES，96通道核酸定量仪80575ES、83652ES）搭配qubit试剂（12642ES）测定浓度。

2. 目标片段富集：PCR扩增

（注，不同测序平台，扩增引物会有差异）

设置PCR反应：50 μL PCR体系中包括以下成分：

组分	体积（μL）	终浓度
模板DNA	1 ng -200 ng	-
正向引物(10 μM)*	1	0.1 μM-0.5 μM
2×Multiplex Long PCR Master Mix（17228ES）	25
反向引物(10 μM)*	1
无菌超纯水	up to 50	-

配置好以上体系后，在PCR仪中设置以下PCR程序：

循环步骤	温度（℃）	时间	循环数
热盖	105℃	On	-
预变性	98℃	30 sec	1
变性	98℃	10 sec	30-35（根据实验要求）
退火	60℃*	5 sec
退火延伸	68°C~72°C**	5~10 sec/Kb
终延伸	72℃	2 min	1
暂存	4℃	-	-

3. 扩增产物0.9×纯化

1) 准备工作：将Hieff NGS® DNA Selection Beads（12601ES）磁珠由冰箱中取出，室温平衡至少30 min，配制80%乙醇。

2) 涡旋振荡或充分颠倒磁珠以保证充分混匀。

3) 吸取 45 μL Hieff NGS® DNA Selection Beads（0.9×，Beads:DNA=0.9:1）至一轮PCR产物中，室温孵育5 min。

4) 将 PCR 管短暂离心并置于磁力架中分离磁珠和液体，待溶液澄清后（约 5 min），小心移除上清。

5) 保持PCR管始终置于磁力架中，加入200 μL新鲜配制的80%乙醇漂洗磁珠，室温孵育 30 sec后，小心移除上清。

6) 重复步骤5，总计漂洗两次。

7) 保持PCR管始终置于磁力架中，开盖空气干燥磁珠至刚刚出现龟裂（不超过5min）。

8) 直接加入11 μL ddH2O，将PCR 管从磁力架中取出，涡旋振荡或使用移液器轻轻吹打至充分混匀，室温静置5 min。进入下一步反应。

4. 电泳检测

取1 μL PCR产物进行2%琼脂糖凝胶电泳（10208ES），确认目标条带明亮清晰，无非特异性扩增。

5.1 选择二代测序时

二次PCR（添加样品标签与测序接头）

二次PCR加标签：以纯化后的一次PCR产物为模板，使用带Illumina或者MGI接头的引物进行二次PCR扩增（13344ES），为每个样品添加独特的index标签，以便混合测序后区分不同样品。

纯化二次PCR产物：再次使用磁珠法纯化加标签后的文库产物（12601ES）。

5.2 选择三代测序时

直接搭配通用建库试剂即可完成三代文库构建（13306ES）。

建库完成后，对文库进行纯化以便后续上机测序（12601ES）。

6. 文库定量、混合与测序

浓度检测：使用qubit定量设备（单通道核酸定量仪80571ES、83509ES，96通道核酸定量仪80575ES、83652ES）搭配qubit试剂（12642ES）测定浓度。

等摩尔混合：将所有样品文库按等摩尔浓度混合，形成最终的测序pool。

高通量测序：将混合文库送检至NGS平台，常用平台包括Illumina NovaSeq、MGI T7或ONT、Cyclone等测序仪。

7. 生物信息学分析

8. 质量控制与验证

n 阳性对照：在测序数据中确认阳性对照物种是否被正确检出，以评估扩增、建库、测序和数据分析流程的可靠性。

n 阴性对照：阴性对照应无任何OTU/ASV检出。若检出超过10条reads，应判定为污染，需重新评估实验操作流程并剔除污染序列。

n 空白试剂对照：在DNA提取和PCR过程中分别设置空白试剂对照，用于识别试剂引入的外源DNA污染。

n 三重重复实验：对于关键样本建议设置3次重复，以评估实验的可重复性和技术变异性。

n ITS2与叶绿体序列交叉验证：对于ITS2难以区分的近缘物种，可采用叶绿体条形码（如psbA-trnH或matK）进行交叉验证，综合多个分子标记的结果做出最终鉴定。

挑战与未来展望

GS技术在DNA宏条形码领域的应用，突破了传统鉴定方法在混合样品分析中的瓶颈，为中草药的质量控制和真伪鉴别提供了强有力的分子工具。然而，该技术在实际推广中仍面临高成本、专业性强、标准化流程缺乏等挑战。当前中国药典已纳入“中药材DNA条形码分子鉴定指南”和“DNA测序技术指南”等规范性文件，表明分子鉴定技术正在从研究领域走向标准化应用。

未来的发展方向包括与AI驱动的数据分析技术深度整合、开发便携式测序设备用于田间快速鉴定，以及将DNA宏条形码与化学指纹图谱等多组学技术相结合，建立正交协同的鉴定体系。这些进展将进一步推动DNA宏条形码技术成为中草药质量控制体系中不可或缺的核心方法。

产品推荐

实验步骤	产品名称	产品货号
DNA提取	MolPure® Mag Plant DNA Kit 磁珠法通用植物DNA提取试剂盒	18529ES
DNA提取	MolPure® Mag Soil/Stool DNA Kit磁珠法土壤/粪便DNA提取试剂盒	18526ES
COI扩增	Hieff NGS® Multiplex Long PCR Master Mix/ 长片段多重扩增酶	17228ES
二代建库	2× Ultima HF Amplification Mix 高保真DNA文库扩增模块	13344ES
	Illumina平台接头	12327~12330ES
	MGI平台接头	13350~13353ES
三代建库	Hieff® LongSeq Amplicon End repair and Ligation Module 全长扩增子建库	13306ES
纯化磁珠	Hieff NGS® DNA Selection Beads	12601ES
Qubit定量	1× dsDNA HS Assay Kit 即用型dsDNA qubit定量试剂	12642ES