前言 中藥是我國重要的健康資源，在健康中國戰略的大背景下，中藥大健康產業迎來空前發展機遇。隨著《扶持和促進中醫藥事業發展的若干意見》、《中醫藥發展戰略規劃綱要（2016—2030）》和《中醫藥法》等法律法規出臺，中醫藥發展上升至國家戰略，極大的拓寬了市場前景。 中藥質量是保障中醫藥療效和安全的關鍵，是制約中藥產業現代化的重要環節。都正生物三周年慶典活動之“生物醫藥產業發展高峰論壇”上，特邀都正生物專家顧問、歐亞科學院院士、中國中醫科學院中藥研究所所長陳士林教授作《中藥前沿組學研究與應用》專題報告。 下面就此次報告作詳細解讀。

無公害中藥材精細栽培是保障中藥材產業健康發展的“良藥” 陳教授指出中藥質量控制瓶頸源于中藥材的鑒定和種植。農藥殘留、重金屬含量是中藥質量控制的重要指標，直接關系到質量優劣，影響中藥的安全及療效。超標農藥進入體內引發肝腎毒性、癌癥、胎兒畸形、不孕不育、甚至死亡，嚴重危害人類的健康。鐘南山院士曾斷言：“殘留農藥再不控制，50年后中國人將生不出孩子”。農藥殘留這一問題已經引起國家和行業的高度重視，將制定中藥材有害殘留限量標準列為2020版《中國藥典》中藥材和飲片質量標準增修訂工作重點之一。此外，種植環境惡化、不規范生產也是導致中藥材品質下降的原因之一，有媒體評論“千年中醫亡于藥”。

中藥材質量頻陷危機之際，陳教授團隊提出構建無公害中藥材精細栽培體系，從源頭破解中藥材重金屬超標、農藥殘留、種植不規范等弊病。構建基于組學的抗逆新品種分子輔助育種技術體系，采用本草基因組學技術測定中藥材基因組圖譜，構建中藥國家基因庫，基于目標性狀進行DNA標記篩選出關鍵標記，輔助特性品系選育，優化穩定性狀，形成耐旱、抗害蟲、高產的優質品種。迄今，基于組學的抗逆新品種分子輔助育種技術體系解析了122個中藥材基因圖譜，奠定了分子育種基礎；建立了瀕危藥材繁育國家工程實驗室，為抗逆品種選育提供了技術平臺；對丹參、人參、花椒、三七、紫蘇、黃花蒿等中藥材優質基因進行了標記，培育出的三七新品種害蟲發生率降低了62%，紫蘇新品種中研肥蘇增產2倍，黃花蒿新品種研青1號青蒿素含量高達2.1%。建立無公害中藥材病蟲綜合防治技術體系，采用DNA條形碼、qPCR、土壤宏基因組學技術構建土傳病害田間鑒定體系發現了三七的致病蟲和致病菌。土壤復合改良、綠肥回田、菌劑精細調控等措施對土壤進行綜合改造。“以菌治蟲、以菌抗病”的思想研發生物防控蟲害措施，減少農藥和化肥使用，效果顯著而且安全友好。建立田間綜合農藝精細操作流程，改良土壤提高土壤費力，限制化學農藥，建立田間生產規程和農業防治標準流程。構建無公害中藥材通用標準體系，為高品質中藥材樹立典范。

目前已制定和發布了三七、人參、川貝母等150種中藥材無公害生產操作規范和質量標準。有215個種植基地通過了GAP或GACP認證，保障中藥材安全可靠。此外，構建的三七無公害精細栽培生產體系在云南進行推廣實施，并獲得了中華中醫藥網、云南網、中國新聞網等多家媒體和社會各界的高度關注。中藥材無公害栽培體系推廣也通過了總結驗收并獲得專家和國內多家知名媒體的高度關注認可，這標志著中藥材無公害栽培體系生產體系推動藥材生產進入“無公害時代”，無公害中藥材標準建立了行業規范，保障了中藥材產業健康發展。

陳教授還利用本草基因組學技術對菊花、穿心蓮、卷柏、人參、靈芝等多種中藥進行了深入研究，篩選和培育了耐旱、抗蟲害、高產的優質新品種，也推動了穿心蓮內酯、人參皂苷的生物合成學相關研究。建立的藥用模式靈芝生物體系，突破中藥研究缺乏模式生物的瓶頸，結果發表于Nature communications雜志，并被FEATURED IMAGE，Nature China，USA TODAY等多家媒體進行專題報道，認為靈芝是研究中藥次生代謝途徑及其調節令人滿意的模式體系。

中草藥DNA條形碼鑒定體系引領中草藥鑒定革命

據統計我國11146種中藥材，國內七大中藥材市場中1436種藥材約4.2%偽品，藏茵陳43個混亂品，市售紅景天60%混偽品，表明我國中藥材品種混亂非常嚴重。中檢院的數據顯示36%中藥材檢測不合格。關木通、木桶，廣防己、防己兩者誤用造成嚴重的急性腎病，該事件被評為全球最大草藥醫療事件。究其原因是，中藥材品種復雜多樣，偽品和摻雜物參差不齊，難以鑒定。傳統的中藥植物鑒定方法如性狀鑒定、基原鑒定、顯微鑒定、理化鑒定，技術存在局限，仍然難以完全準確的鑒定中藥物種。

面對中藥鑒定方法的困境，陳教授團隊創造性地將“本草基因組學”這一概念和理論引入中藥材鑒定，本草基因組學是從基因組水平研究中藥及其對人體作用的一門前沿學科，利用組學技術研究中藥基原物種的遺傳信息及其調控網絡，闡明中藥防治人類疾病的分子機制。本草基因組學是連接傳統到現代草藥的橋梁。該團隊采集了大量的中藥物種，聯合多家法定藥檢機構發現并驗證了ITS2序列可作為中藥通用DNA條形碼序列，鑒定中藥物種準確、穩定、高效，更為客觀。同時發現采用ITS2可用于研究中藥材等級和道地藥材，鑒定中草藥及混偽品，指導中藥質量標準體系構建和培育品質優越的中藥材物種。該團隊圍繞中藥DNA條形碼鑒定研究，先后發表了《ITS2作為藥用植物通用DNA條形碼序列》、《中草藥DNA條形碼鑒定體系》、《核基因組序列分析》、《植物條形碼研究從基因到基因組》、《ITS/ITS2種子植物核心條形碼》等多篇高水平論文，其中《ITS2作為藥用植物通用DNA條形碼序列》一經發表，引起了國際學術轟動，被引用超過789次，被德國專業網站選為近25年來在ITS2領域最受關注的16篇文章之一。截止目前，國際藥用植物條形碼領域前10篇論文中5篇為陳教授課題組論文，意味著我國在藥用植物DNA條形碼研究領域處于引領地位。中藥DNA條形碼鑒定研究成果入選世界中醫藥十大新聞（WFCMS 2014年度），也被評為2016年中國十大醫學研究進展，榮獲2016年國家科學技術二等獎、2018年WFTCM 中醫藥國際貢獻科技進步一等獎，標志著中藥材鑒定邁入通用和標準化的基因鑒定時代。

基于ITS2作為中藥通用DNA條形碼序列的研究，該團隊從中藥材鑒定體系構成、標準操作流程建立、中草藥物種鑒定數據庫平臺建設、鑒定軟件系統開發等多方面創建了中草藥DNA條形碼鑒定體系，實現了利用中草藥“基因身份證”的標準化鑒定。目前我國這一鑒定體系納入了《中國藥典》，英國、美國、日本、韓國等發達國家或地區藥品監管部門也引進草藥DNA鑒定。據陳教授介紹，中草藥DNA鑒定體系已被國家法定檢驗機構、科研院所、高校、藥材流通、生產企業、醫院等國內外1230家單位應用，表明該體系可廣泛用于中藥材源頭加工、生產、流通、研究等各個環節，為中藥材鑒定提供全方位保障，助力中藥產業品質提升。