ＤＮＡ条码：给物种一张“身份证”

王　郁

一个闷热的夏日夜晚，突然你的手臂被蚊子叮了一下，面对肿起的小包。你有没有产生这样的后怕：这只蚊子是否携带某种病毒?

不远的将来，你可以轻而易举地解决这种疑问。只需把被你打扁的蚊子身上的一部分放到掌上型扫描仪中，几分钟之内，这个小机器就能显示出有关这个蚊子种类的信息，告诉你刚才有没有携带病毒。

这个特殊的小机器“阅读”的就是蚊子体内的DNA条码。

条码标在哪儿？

DNA条形编码，根据对一个统一的目的基因DNA序列的分析，把分析的结果储存到计算机里，一旦需要，即可把要分析的物种的目的基因DNA序列与预存的数据进行比对，达到物种鉴定的目的。

这种新检测法将注意力放在线粒体DNA上。与细胞核的DNA相比，线粒体DNA进化得更快。在两个种群停止杂交繁殖后，一些特殊的变化将会在线粒体DNA中积累起来，两个种群的该DNA将会出现差别，因此生物学工作者就能够分辨出两个很相近的生物是否是不同种。

为了让条形码数据库成为一种经济有效的工具，目前主要研究在所有生物当中都存在的一个基因——细胞色素氧化酶Ⅰ（COⅠ，cytochrome oxidase Ⅰ）基因的一部分。这部分DNA序列能够区分出物种差异，就像物种的“身份证”编号。

怎样比对？

COⅠ基因的约650个“字母”构成了每一个物种的DNA条码。

测定COⅠ基因也很简单，因为它只有几百个“字母”的长度。这对于现代测序仪器而言简直易如反掌。而且由于COⅠ基因来自线粒体，它的拷贝数量更多(因为一个细胞只有一个细胞核，却有许多线粒体)。测定一次COⅠ基因只需要数美元的费用。测出一份样本中的COⅠ基因的序列之后，把它们与已经测定完成的序列相比较，就可以知道该样本是否属于某个已知物种，而不需要利用传统的分类学方法进行鉴定。

只要把生物体的一小部分——皮、毛发、叶子等放到DNA条形码扫描仪里，地球上每种植物和动物就能通过快速地分析DNA中的片段加以识别，就像在商店里扫描仪读取条形码那样。

有何应用？

中科院微生物研究所研究员白逢彦博士说：“DNA条形码技术的发展将为生物多样性的研究提供有力的手段。它既可以用来确定现有物种的不同细分，也可以用来发现新的物种。它应用十分广泛，生物安全、疾病检测等等都会需要。”

试想，就像超市通过条形码识别商品一样，有一天，学生们可以手持DNA条形码扫描仪，到森林里去认识每种动植物，他们还怎么会对科学没有兴趣呢？

能否精确区分物种？

DNA条形码操作的简便性和高效性将以我们无法想像的速度加快物种鉴定和进化历史研究的步伐，但国际上对其效用的争论也不少。

持怀疑者认为，一个单个的基因片断不能完成这么大的任务。有科学家发现，尽管条形码能很好地确定出特征已经了解得很详细的组的样本，但是当它用于发现新物种时往往会出错。他们全面的分析证明，单独依赖DNA条形码会模糊了通过DNA测序确定的精细的种的边界。

白逢彦博士认为，DNA条形码技术与其他分类学方法结合使用，能够帮助区别个体以及加快发现新种类的速度，“条形码作为一种初步筛选技术，能够达到快速识别的目的，但是要最终确定一个新物种，还需要其他很多缜密的检测手段。”

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DNA条码锁定奸商

据《纽约时报》报道，美国两名中学生施特克尔和斯特劳斯使用脱氧核糖核酸(DNA)条形码技术，对自己采集的鱼类样本检测后发现，纽约市商店销售和餐馆供应鱼类中约四分之一贴错标签，涉嫌以贱充贵。

这两位女生检查60个海鲜样本，她们采用DNA条形码的简化基因指纹技术，观察纽约人是否真的购买到了他们所认为的东西。结果，一块以奢侈品白色金枪鱼名义出售的寿司配料，其实是莫桑比克的罗非鱼，一种非常廉价的人工饲养鱼。被认为来自飞鱼的鱼子其实来自胡瓜鱼（Smelt）。9个被贴为红色甲鱼的样本有7个搞错了，它们有的是大西洋鳕鱼，有的是阿卡迪亚鲑鱼（Acadian redfish），一种濒临灭绝的物种。

这项试验中最感兴趣的地方是学生们很容易就发现了错误，这要归功于DNA条形码的使用，它根据对一段标准的DNA序列的分析来鉴定物种。

这是学生首次将DNA条形码检测技术应用在市场领域。古尔弗大学监督样本分析的汉纳说：“DNA条形码技术应用与许多问题相关，如食品安全、欺诈和稀有物种保护等。”

施特克尔认为，这次检测的意义很简单。她说：“如果你付了金枪鱼的钱却吃到罗非鱼，我认为你会想知道这一情况。”