遺傳學(xué)和化學(xué)方法可望破解紅木鑒定難題

基于分子遺傳學(xué)的DNA分子標(biāo)記技術(shù)和基于化學(xué)的穩(wěn)定同位素分析技術(shù)是近年來逐漸發(fā)展起來的木材識(shí)別新技術(shù)。DNA分子標(biāo)記技術(shù)多用于鑒定木材的“種”，而穩(wěn)定同位素分析技術(shù)可鑒定木材原產(chǎn)地，兩者的互補(bǔ)對(duì)木材樹種及來源的科學(xué)識(shí)別發(fā)揮了重要的技術(shù)支撐作用。

中國林科院木材工業(yè)研究員、中國林產(chǎn)工業(yè)協(xié)會(huì)紅木分會(huì)秘書長殷亞方

紅木鑒定技術(shù)現(xiàn)狀

現(xiàn)有的木材鑒定技術(shù)一直存在局限性。由于鑒定方法和鑒定機(jī)構(gòu)專業(yè)水平差異，可能會(huì)出現(xiàn)不同的鑒定結(jié)果。目前國內(nèi)木材檢測(cè)機(jī)構(gòu)主要有兩類：一類是由國家計(jì)量單位認(rèn)證的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，如國家家具及室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心；另一類是科研院所等學(xué)術(shù)研究機(jī)構(gòu)，如中國林業(yè)科學(xué)研究院。兩者性質(zhì)并不相同，前者得到國家或地方相關(guān)質(zhì)檢管理部門的授權(quán)，后者則是學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)出具的學(xué)術(shù)報(bào)告。木材標(biāo)本量的規(guī)模和鑒定專家的經(jīng)驗(yàn)決定了鑒定結(jié)果的性和準(zhǔn)確性。中國林業(yè)科學(xué)研究院等機(jī)構(gòu)主要依托長期的學(xué)術(shù)研究和木材標(biāo)本積累，開展木材識(shí)別工作。目前對(duì)紅木的識(shí)別，一般采用基于木材解剖學(xué)的傳統(tǒng)鑒定方法，即宏觀特征結(jié)合微觀特征的識(shí)別方法，將樣本與國標(biāo)《紅木》規(guī)定的必備條件及其相應(yīng)的木材標(biāo)本進(jìn)行綜合比對(duì)分析。

DNA分子標(biāo)記技術(shù)可鑒別紅木樹種

利用遺傳學(xué)的方法鑒定木材的“種”在國際上已成為一種新的趨勢(shì)。從分子遺傳學(xué)角度來看，物種表現(xiàn)型（形態(tài)、微觀解剖等）的差異歸根到底應(yīng)追溯到基因型的差異，即在DNA序列上的差異。因此，對(duì)基因組序列差異的比較研究無疑為木材分類和鑒定提供了比較本質(zhì)的依據(jù)。目前，國內(nèi)DNA分子標(biāo)記技術(shù)應(yīng)用于活體樹木鑒定的技術(shù)已經(jīng)成熟。從新鮮的樹木葉片或木材組織中可以獲取較高質(zhì)量的DNA。然而，從經(jīng)過長期存儲(chǔ)的木材以及成品家具木材中卻難以提取高質(zhì)量的DNA。因?yàn)檫@些木材樣本，經(jīng)過長期存儲(chǔ)、高溫干燥或機(jī)械加工等一系列處理后，木材組織中的DNA會(huì)發(fā)生嚴(yán)重降解。但通過不同的DNA提取技術(shù)，可以突破從干燥處理的木材組織中高效提取DNA的技術(shù)瓶頸。目前，我們的木材DNA識(shí)別新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室已初步建立，并針對(duì)高溫干燥及長期存儲(chǔ)的白木香（俗稱沉香）木材，重點(diǎn)研究高溫和存儲(chǔ)時(shí)間對(duì)木材DNA提取的影響，證明了DNA條形碼技術(shù)在“種”水平上識(shí)別白木香干燥木材的可行性。研究表明從高溫干燥和長期存儲(chǔ)的木材標(biāo)本中提取的DNA，通過DNA條形碼分析技術(shù)，借助遺傳差異和系統(tǒng)計(jì)劃分析法，進(jìn)行葉綠體rbcL、matK和trnL-trnF以及細(xì)胞核ITS1等DNA條形碼比對(duì)，并采用trnL-trnF和ITS1序列，可成功實(shí)現(xiàn)白木香木材“種”的識(shí)別。

木材組織中DNA的提取

從科學(xué)理論上分析，通過DNA條形碼技術(shù)，完全可以解決各種珍貴木材“種”的識(shí)別。但由于技術(shù)的復(fù)雜性、樣本采集的科學(xué)性以及操作標(biāo)準(zhǔn)化等多方面原因，目前還僅有包括白木香、胡楊、部分黃檀屬木材在內(nèi)的少數(shù)樹種通過該項(xiàng)技術(shù)識(shí)別到“種”。從木材（特別是高溫干燥和長期存儲(chǔ)的心材）中提取DNA的技術(shù)，還需要通過更多的研究實(shí)踐來提高。

穩(wěn)定同位素分析技術(shù)可鑒別紅木原產(chǎn)地

穩(wěn)定同位素分析技術(shù)，是分析在已知木材中的某些元素的穩(wěn)定同位素，如碳、氧、氫、氮、硫等的穩(wěn)定同位素比率。這種比率在不同地理區(qū)域是穩(wěn)定的。因此，可據(jù)此推斷木材的原產(chǎn)地。通過穩(wěn)定同位素的天然變異可以跟蹤木材的產(chǎn)地，特別是D/H（氘/氚）和18O/16O的比率。在全球水系統(tǒng)中，每個(gè)地域均有其土壤和地下水特有的同位素組成，且與D/H和18O/16O的同位素比率密切相關(guān)。

不同干燥條件下白木香木材中葉綠體rbcL條形碼的成功擴(kuò)增

因此，從技術(shù)層面來看，可通過分析木材中的穩(wěn)定同位素來判斷其樹木的生長地域。目前，穩(wěn)定同位素分析技術(shù)已取得新突破，研究結(jié)果表明，木材中的D/H比率，可用于跟蹤木材產(chǎn)地，而同時(shí)利用D/H和18O/16O的比率，跟蹤木材原產(chǎn)地更加準(zhǔn)確。另外，開發(fā)利用N或S等其他元素的新技術(shù)也取得較大進(jìn)步，同樣可用于識(shí)別木材產(chǎn)地。該技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是從木材原產(chǎn)地選取標(biāo)準(zhǔn)樣品，并構(gòu)建全球穩(wěn)定同位素信息數(shù)據(jù)庫。

總結(jié)：

目前，我們團(tuán)隊(duì)正在積極開展與我國CITES管理機(jī)構(gòu)以及美國、德國、巴西等國際科研機(jī)構(gòu)的技術(shù)合作，積極收集世界各地紅木樹種樣本并進(jìn)行相應(yīng)分析，希望建立包括紅木在內(nèi)的主要貿(mào)易木材的信息數(shù)據(jù)庫。在此基礎(chǔ)上，通過將得到的DNA信息和穩(wěn)定同位素信息相結(jié)合，來判定木材的樹種和來源。相信隨著數(shù)據(jù)庫構(gòu)建工作的不斷推進(jìn)，將克服傳統(tǒng)紅木鑒定方法的局限，規(guī)范紅木市場(chǎng)，對(duì)打擊木材資源**采伐和**貿(mào)易行為將產(chǎn)生重要作用。

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