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药用植物学精选(九篇)

药用植物学

第1篇:药用植物学范文

【关键词】药用植物;代谢组学;功能基因组学

代谢组学是对生物体内代谢物进行大规模分析的一项技术[1],它是系统生物学的重要组成部分(如图1所示),药用植物代谢组学主要研究外界因素变化对植物所造成的影响,如气候变化、营养胁迫、生物胁迫,以及基因的突变和重组等引起的微小变化,是物种表型分析最强有力的工具之一。在现代中药研究中,代谢组学在药物有效性和安全性、中药资源和质量控制研究等方面具有重要理论意义和应用价值。另外,在对模式植物突变体文库或转基因文库进行分析之前,代谢组学往往是首先考虑采用的研究方法之一。目前,国外已有成功利用代谢组学技术对拟南芥突变株进行大规模基因筛选的例子,这为与重要性状相关基因功能的阐明和选育可供商业化利用的转基因作物奠定了基础。

图1系统生物学研究的四个层次略

目前,还有许多经济作物的全基因组测序计划尚未完成,由于代谢组学研究并不要求对基因组信息的了解,所以在与这些作物有关的研究领域具有更大的利用价值,这也是其与转录组学和蛋白组学研究相比的优势之一。代谢组学研究涉及与生物技术、分析化学、有机化学、化学计量学和信息学相关的大量知识,Fiehn[2]对代谢组学有关的研究方向进行了分类(见表1)。

1代谢组学研究的技术步骤

代谢组学研究涉及的技术步骤主要包括植物栽培、样本制备、衍生化、分离纯化和数据分析5个方面(见图2)。

1.1植物栽培

对研究对象进行培育的目的是为了对样本的稳定性进行控制,相对于微生物和动物而言,植物的人工栽培需要考

表1代谢组学的分类及定义略

虑更多的问题,如中药材在不同年龄、不同发育阶段、不同部位以及光照、水肥、耕作等环境因素的微小差异都可引起生理状态的变化,而这些非可控及可控双重因素的影响很难进行精确的控制,从而影响药用植物代谢组研究的重复性。为了解决以上问题,推荐使用大容量的培养箱[3],定时更换培养箱中栽培对象的位置,以及使用无土栽培技术等,FukusakiE[4]利用无土栽培系统将水和养分直接引入植物根部,并且对供给量进行精确地控制,大大提高了实验的重复性。

1.2样本制备

为了获得稳定的实验结果,样本制备需要考虑样本的生长、取样的时间和地点、取样量以及样本的处理方法等问题,并根据分析对象的分子结构、溶解性、极性等理化性质及其相对含量大小对提取和分离的方法进行选择,逐一优化试验方案。MaharjanRP等[5]用6种方法分别对大肠杆菌中代谢产物进行提取,发现用-40℃甲醇进行提取的效果最好。现阶段代谢组学的分析对象主要集中在亲水性小分子,尤其是初级代谢产物,气相色谱质谱联用(GCMS)和毛细管电泳质谱(CEMS)联用都是分析亲水小分子的重要技术。FiehnO等[6]使用GCMS对拟南芥叶片中的亲水小分子进行了分析,发现酒石酸半缩醛、柠苹酸、别苏氨酸、羟基乙酸等15种植物代谢物。

1.3衍生化处理

对目标代谢产物的衍生化处理取决于所使用的分析设备,GCMS系统只适合对挥发性成分进行分析,高效液相色谱法(HPLC)一般则使用紫外或荧光标记的方法对样本进行衍生处理,BlauK[7]对酯化、酰化、烷基化、硅烷化、硼烷化、环化和离子化等衍生方法进行了详细的说明。然而离子化抑制常使得质谱分析过程中目标代谢产物的离子化效率降低,这主要是由于分离过程中污染物与目标代谢物难以完全分离开所引起的,优化色谱分离时间可有效缓解离子化抑制,然而在实际操作中不可能对上百种代谢产物的分离时间进行优化,利用非放射性同位素稀释法进行相对定量可以很好的解决该问题。HanDK等[8]应用同位素编码的亲和标记(ICAT),根据经诱导分化的微粒蛋白及其同位素标记物的峰面积比,对该蛋白的相对含量进行分析。ZhangR等[9]发现同位素标记技术也可用于代谢组学的研究,但是却存在许多困难。活体的同位素标记方法对于同位素的洗脱是一种非常有潜力的技术,目前关于使用34s的研究已有报道[10]。

图2代谢组学研究技术步骤略

1.4分离和定量

分离是代谢组学研究中的重要步骤,与质谱联用的色谱和电泳分析技术都是使用紫外或电化学检测的方法进行定量,其对代谢组数据的分辨率与定量能力都有一定的影响。TomitaM等[11]总结了各种色谱分离法中经常遇到的技术问题,认为毛细管电泳和气相色谱法由于具有较高的分辨率,已成为代谢组学研究的常规技术手段之一,液相色谱因其适用范围广,应用也相当广泛。

TanakaN等[12]用高效液相色谱对样品进行分离,认为使用硅胶基质填充毛细管整体柱的高效液相色谱系统具有用量少、灵敏性高、低压降高速分离等优势;同时,TolstikovV等[13]也使用硅胶填充的毛细管液相色谱方法对聚戊烯醇类异构体进行了有效分离,获得了很好的分辨率。TanakaN等[14]发现二维毛细管液相色谱法的分辨率比传统的高效液相法高10倍。相对于其他色谱方法而言,超临界流体色谱(SFC)是分离疏水代谢物最具潜力的技术之一,特别适用于分离那些传统HPLC难以分析的疏水聚合物,BambaT等[15]通过SFC对聚戊烯醇进行分析,证明其具有较好的分离能力。针对质谱中存在的共洗脱现象,HalketJM等[16]发明了一种适用于GCMS的反褶积系统,对共洗脱的代谢产物进行分离与识别。AharoniA等[17]使用傅立叶变换离子回旋共振质谱(FTICRMS)对非目标代谢物进行分析,快速扫描植物突变样品,获得了一定量的代谢成分。

与分离一样,定量能力也是代谢组学研究中的重要因素,其取决于各分析系统的线性范围。傅立叶转换核磁共振(FTNMR)、傅立叶红外光谱(FTIR)以及近场红外光谱法(NIR)等技术由于敏感性低,重复性受共洗脱现象影响较小也被用于检测中。近年来,FTNMR技术常被用于植物代谢组的指纹图谱研究[18],但由于NMR分析需要样品量较大,分析结果易受污染,GriffinJL[19]发现将统计模式识别与FTNMR相结合可以对代谢物进行全面分析。除FTNMR之外,FTIR通过对有机成分的结构进行常规光谱测定,也可适用于代谢组学的研究,特别是应用于构建代谢组学的指纹图谱。尽管它不能对代谢物进行全面分析,但对具有特定功能的组分却有很好的定量效果,对从工业及食品原材料中分离的代谢混合物也可以进行全面分析,目前,已有学者将其成功地应用于拟南芥[20]和番茄[21]代谢产物指纹图谱的研究中。

1.5数据转换

为阐明代谢物复杂的线性或非线性关系,需要进行多变量分析,将原始的色谱图数据转换为数字化的矩阵数据,通过对色谱峰鉴定和整合从而进行多变量分析。由于环境等因素的干扰,光谱数据需要通过适当的数据加工方法进行校正,包括:①降低噪声;②校正基线;③提高分辨率;④数据标准化。JonssonP等[22]报道了一种关于GCMS色谱图数据处理的方法,可以对大量代谢产物样品进行有效的识别。

2代谢组学中的数据分析方法

2.1主成分分析法(PCA)

主成分分析法,将实测的多个指标用少数几个潜在的相互独立的主成分指标线性组合来表示,反映原始测量指标的主要信息。使得分析与评价指标变量时能够找出主导因素,切断其他相关因素的干扰,作出更为准确的估量与评价。PCA数据矩阵通常来自于GCMS,LCMS或CEMS,因此将目标代谢产物作为自变量,而相应的代谢产物含量作为因变量,定义与最大特征值方向一致的特征向量为第一主成分,依此类推,PCA便能通过对几个主要成分的分析,从代谢组中识别出有效信息。主成分分析有助于简化分析和多维数据的可视化,但是该方法可能导致一部分有用信息的丢失。

2.2层次聚类分析法(HCA)

层次聚类分析法也常用于代谢组学的研究中,它是将n个样品分类,计算两两之间的距离,构成距离矩阵,合并距离最近的两类为一新类,计算新类与当前各类的距离。再合并、计算,直至只有一类为止。进行层次聚类前首先要计算相似度(similarity),然后使用最短距离法(NearestNeighbor)、最长距离法(FurthestNeighbor)、类间平均链锁法(BetweengroupsLinkage)或类内平均链锁法(WithingroupsLinkage)四种方法计算类与类之间的距离。该方法虽然精确,但计算机数据密集,对大量数据点进行分析时,更适合选用K均值聚类法(KMC)或批次自组织映射图法(BLSOM),而HCA适合将数据转换为主成分后使用。

2.3自组织映射图法(SOM)

神经网络中邻近的各个神经元通过侧向交互作用相互竞争,发展成检测不同信号的特殊检测器,这就是自组织特征映射的含义。其基本原理是将多维数据输入为几何学节点,相似的数据模式聚成节点,相隔较近的节点组成相邻的类,从而使多维的数据模式聚成二维节点的自组织映射图。除PCA和HCA外,SOM同样也可应用于包括基因组和转录组等组学研究中[23]。最初SOM计算时间长,依靠数据输入顺序决定聚类结果,近年来SOM逐渐发展成为不受数据录入顺序影响的批次自组织映射图法(BLSOM)。由于BLSOM可以对类进行调整,且有明确的分类标准,优化次序优于其他聚类法,已在基因组学和转录组学数据分析中得到广泛的应用。

2.4其他数据采矿方法

除PCA、HCA和SOM外,很多变量分析方法都可用于植物代谢组学的分析。软独立建模分类法(SIMCA)是利用主成分模型对未知样品进行分类和预测,适合对大量样本进行分析;近邻分类法(KNN)和K平均值聚类分析法(KMN)也可用于样品分类;主成分回归法(PCR)或偏最小二乘回归法(PLS)在某些情况下也可使用。然而到目前为止由于还没有建立一个标准的数据分析方法,代谢组学仍然是一门有待完善的学科。

3代谢组学在药用植物中的实践

植物药材来源于药用植物体,而药用植物体的形态建成是其体内一系列生理、生化代谢活动的结果。植物代谢活动分为初生代谢和次生代谢,初生代谢在植物生命过程中始终都在发生,其通过光合作用、柠檬酸循环等途径,为次生代谢的发生提供能量和一些小分子化合物原料。次生代谢往往发生在植物生命过程中的某一阶段,其主要生物合成途径有莽草酸途径、多酮途径和甲瓦龙酸途径等。植物药材含有的生物碱、胺类、萜类、黄酮类、醌类、皂苷、强心苷等活性物质的绝大多数属于次生代谢产物,因此探讨次生代谢产物在药用植物体内的合成积累机制及其影响因素,对于提高活性物质含量、保证药材质量、稳定临床疗效等具有重要意义。孙视等[24]通过对银杏叶中黄酮类成分积累规律的研究,提出了选择具有一定环境压力的次适宜生态环境解决药用植物栽培中生长和次生产物积累的矛盾。王昆等[25]以人参叶组织为材料,总结了构建人参叶cDNA文库过程中存在的一些关键问题和应采取的对策,为今后关于人参有效成分如人参皂苷的生物合成途径及其调控的基础研究提供技术参考和理论指导。最近,美国加利福尼亚大学伯克利分校的Keasling等[26]采用一系列的转基因调控方法,通过基因工程酵母合成了青蒿素的前体物质——青蒿酸,其产量超过100mg/L,为有效降低抗疟药物的成本提供了机遇。经过长期的研究积累,人们对代谢途径的主干部分(为次生代谢提供底物的初生代谢途径)已经基本了解,例如酚类的莽草酸途径,萜类的异戊二烯二磷酸(IPP)途径等。被子植物中一些相对保守的次生代谢途径也得到了很好的研究,如黄酮类、木质素的生物合成与调控。然而,对次生代谢最丰富最神奇的部分——特定产物合成与积累的过程,还所知甚少[27]。

4展望

近年来,代谢组学正日益成为研究的热点,越来越多的人已加入到代谢组学的研究中。随着代谢组学积累的数据和信息量的增大,其在药用植物学各个领域的应用价值也与日俱增。它将不仅能对单个代谢物进行全方面的分析,更能寻找其代谢过程中的关键基因、通过代谢指纹分析对药用植物进行快速分类、进一步研究药用植物有效成分代谢途径以及环境因子对植物代谢和品质的影响与调控机制。

然而依据传统中医药学和系统生物学的指导思想,目前急待解决的是中药种质资源的代谢组学研究和中药体内作用的代谢组学研究。同时,代谢组学在分析平台技术、方法学手段和应用策略等方面相对于其他组学技术还需要进一步发展和完善,还需要其他学科的配合和介入。相信随着更有力的成分分析设备的使用及代谢组数据库的建立,药用植物代谢组学将对中医药学产生深远的影响。

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第2篇:药用植物学范文

【关键词】药用植物学 药学专业 教学改革

Exploration into teaching reform of pharmaceutical botany for pharmaceutical specialty

Wang Qi Li Peng Tan Yong Zhang Chenlong Wang Xiangfei Zhu Yun

【Abstract】Pharmaceutical botany is one of basic courses in pharmacology specialty. The writer has made a discussion on pharmaceutical botany teaching reform from teachers’ business quality, teaching content, teaching method and means and experiment teaching.

【Keywords】Pharmaceutical botany Pharmacology specialty Teaching reform

药用植物学是以具有医疗保健作用的植物为对象,研究它们的形态、组织、生理功能、分类鉴定、资源开发和合理利用的学科。在药学专业的课程设置中为一门专业基础课,它的主要任务是为药学专业后续其他课程提供扎实的植物学基础理论和实验技能。因此,在药学专业药用植物学课程的授课中,应突出基础理论知识,结合后续药学相关课程,将药学专业基础课与专业课有机结合起来,使抽象的植物学基础理论与药学课程中的新药开发、临床应用等知识点融为一体,克服枯燥单调的教学给学生带来的厌烦心理,提高学生对药学专业学习的兴趣,拓宽他们的思维。如何搞好药学专业药用植物学教学工作,使药用植物学的教与学变得轻松有趣,提高教学效果,不仅仅取决于教师的业务素质,还取决于教学内容、教师的教学方法和教学手段等。因此如何改革药用植物学教学,激发学生的学习兴趣和积极性,培养创新能力,是值得我们药学教育工作者探索的。

1.加强业务学习,丰富专业知识,提高教学水平。为了联系药学相关专业基础课和专业课,讲好药用植物学基本理论和基本实验技术,一方面要求每位授课教师必须具备扎实的药学相关专业基础课和专业课知识以及掌握实验技术,也只有在熟悉了这些后续课程的基础上,才能使药用植物学基础知识的讲授做到主次分明、选例有据、演示生动,收到良好的授课效果。同时,也促使每位授课教师必须不断地去追踪相应药学专业学科的科研最新进展,捕捉科研信息,提高科研水平;另一方面,教师要注重自身教学能力的培养和提高,将先进的、科学的教学理念、教学方法和手段应用于日常教学中。近几年来,我们学科组在加强教师自身学习的同时,非常重视教师定期进行教学法交流,共同潜心钻研教材,讨论每一章节的重点和难点,在明确教学内容主次和学生知识结构的基础上,灵活地处理、裁剪教材,讲述带有普遍性的重点和难点知识,重在激活学生的思维,保证教学质量,提高教学水平。

2.根据学科要求,注重专业特点,优化教学内容。我校是一所综合性大学,目前设立的是大药学专业,学生需要学习的学科门类多而各科的教学课时少。药用植物学共54学时,其中理论课30学时,实验课24学时。要在这样有限的时间内学好药用植物学,教与学都存在很大困难。因此,根据学科教学要求,培养复合型的人才,就要做到淡化植物学科意识,强化为专业培养目标服务意识,这样优化教学内容就是很有必要的。我们认为药用植物学核心知识就是植物的显微结构和分类学特征,授课中就要突出药学专业的特点,要让学生明确,掌握植物组织和细胞的结构是为今后药材的真伪鉴定打基础,掌握分类知识不仅在于对药材的识别,同时还要培养学生在药用植物亲缘关系、特征性化学成分及显著功效或生理活性之间建立有机的联系。

植物分布具有明显的地域性,不同地区分布的植物种类或多或少都有差异,而统编教材难以体现这一特点。因此,应结合本地药用植物的种类和分布,对统编教材内容进行必要的调整,打破原有教材编写的传统模式,少讲或不讲本地区分布少的植物类群,重点介绍本地分布广、种类多、用途广的植物类群,补充本地具代表性的植物,突出地方药用植物特色。在整体把握教材、驾驭教材的基础上,通过挖掘教材的知识结构,使其得到进一步完善。

3.联系药学实际,激发学生兴趣。在教学过程中,适当地增加与药学专业相联系的知识,一方面可以激发学生的学习兴趣,另一方面可以将药用植物学基础知识“融合”到药学中去,为将来从事药学研究打下一个良好的基础。所以教学中可经常列举一些与药物生物技术、药物分析、药物合成和药物分离提纯有关的实例。例如,在讲授分生组织时,可以列举药用植物生物技术研究和生产过程中,外植体的选择主要针对这一部分;在讲授裸子植物麻黄时,可以列举麻黄地上部分由于主要含有麻黄碱具有发汗,升血压作用,而麻黄根由于主要含麻黄根碱具有止汗,降血压作用,临床上应区别使用,以此说明识别药用部位的重要性。通过这些实例的列举,使学生深切地感受到只有学好药用植物学,才能学好专业知识。

4.结合我国的中医药发展史,进行科学素质教育。我国对中医中药的研究和应用已有3千多年的历史。通过对我国现存也是世界最早的药物学专著《神农本草经》,我国也是世界上最早的一部药典《新修本草》,我国本草史上最伟大的著作《本草纲目》等的介绍,提高了学生对我国医药发展的认识,增强了为民族医药事业努力学习并做出贡献的责任和义务。

5.改革教学方法,丰富教学手段,提高教学效果。药用植物学是一门理论和实践紧密联系的课程,我们对部分内容实行了理――实一体化教学,将教室和实验室合一,在保证每生一台显微镜的同时,还购置了数码显微成像仪,在讲授某一药用植物结构特征时,让学生马上制片观察,还可选择好的装片直接显示在大屏幕上。这一教学方法的实施强化了学生对知识的认识,压缩了验证性实验学时,从而增加了综合性实验学时。药用植物分类学内容琐碎、枯燥,对植物类群的特征描写及代表植物的介绍较为抽象。采用多媒体课件教学,把植物类群的一些典型特征及代表植物通过图片进行展示,可以使学生一目了然,直观性强,效果也会更好。我校开设药学专业已有20多年历史,在教学硬件上已形成规模。我们充分利用药用植物园、生药陈列室、植物标本馆等,将其纳入药用植物学的教学体系,更好的为教学服务。

第3篇:药用植物学范文

《药用植物学》启发式兴趣教学生活常识一、存在问题

1.知识点多而杂,学生学习吃力

《药用植物学》融合了植物形态学、植物内部构造、植物分类学三方面内容,知识点多而杂。显微部分的中柱鞘、纤维束、木纤维、韧皮纤维、晶鞘纤维、嵌晶纤维、树脂道等名词还没搞清楚,植物形态部分的花盘、雌蕊群、合蕊柱、心皮、胎座、聚合果等,又一批概念名词接踵而来。后面更是列举100多科的科特征和药用植物特征,要求熟悉的有60多科。海量知识,让学生手足无措,学习倍感压力。

2.理论教学抽象枯燥,学习兴趣不高

该课程大纲要求学生掌握40多个重点科和200种重要药用植物的形态特征。这么多内容,仅在课堂抽象讲解,听起来枯燥乏味。面对教材的图片和繁杂的描述,学生无法想象其自然状态,全为凭空臆测。无法真正把握概念的深刻含义内涵,更不可能在实际植物鉴别中灵活运用,畏难情绪油然而生。

3.学习以通过考试为目的,效果不佳

药用植物的学习脱离不了实践,该课程是一门实际应用学科,要求学生掌握基本的药用植物鉴别能力。但是,现今大学生学习目的性很强,仅为考试通过或拿奖学金,以期将来依此能找一份好工作。岂不知,本末倒置。工作是为有能力的人准备的,而不是高分低能的人。单纯为考试而强行记忆,或许能获得一时的高分。但是,考试过后,死记硬背的知识点又在很短的时间内忘记的一干二净。

4.影响后续多门专业课的学习

《药用植物学》是后续多们专业课的重要铺垫。专业课《中药鉴定学》最核心的是中药四大鉴别方法,而其中两项和《要药植物学》直接关联。显微鉴别的依据即药用植物中显微部分的内容,而基原鉴别的根本是药用植物分类学部分。《中药资源学》以研究中药种类、分布的重要课程,这是以药用植物分类、分布为基础的。《天然药物化学》《中药化学》,其植物成分与植物类别密切相关,往往同科属的植物化学成分近似,而科属鉴别的根本即为植物分类学知识。上下届师兄师弟相互传言,如此恶性循环,已经形成了先入为主的观念,《药用植物学》很难学,更不利于以后的教学。

二、启发式兴趣教学设想与构建

教育家陶行知说过:“先生的责任不在教,而在教学,而在教学生学。”学生又了兴趣可以自己学,老师适当的启发引导,这种兴趣可以辐射到天然药化、中药鉴定学等多门学科。通过数年教学,借鉴其他兄弟院校教学经验,结合我校实际情况,尝试建立启发式兴趣教学体系,并取得良好效果。

1.构建丰富多彩的课堂教学体系,激发学生兴趣

爱因斯坦说过:“兴趣是学生最好的老师。”有了兴趣,就会主动去求知、去探索、去实践。所以,我们在教学过程中,充分调动学生兴趣,启发学生,让学生成为课堂的主体。在课堂上,老师带着新鲜植物,进行当堂讲述。同时,将早期做好的塑封植物标本分发同学。老师一边讲,学生一边观察。难以理解的、抽象的名词概念,在植物中找到对应的部位,更能理解其含义。充分发挥多媒体信息量大、直观性强、图文并茂等优势,穿插植物照片,大大弥补了语言描述的不足。

2.充分利用环境条件,建立野外开放教学

教学环节我们不仅局限在教室,我们将“教室”扩大到校园,以及合肥市郊的大蜀山,都留下我们的足迹。围绕校园栽培白玉兰、南天竹等植物,让学生辨认其形态特征。让学生亲自动手挖直立百部,一个株高不足40cm的小草,在地下近50cm深处,埋藏多数块根,造型奇特。通过自己动手,学生知道中药在自然性状,增加感性认识,为以后药材鉴别打下坚实基础。在该课程学期末,特意安排了黄山野外实习环节。作为安徽植物种类最为丰富的地区,黄山药用植物近3000种。丰富的植物类群,学习范围不局限大纲要求的40个科200种药用植物,为学生提供一个更为开阔的学习场地。让学生从封闭的教室束缚中,解脱出来,开阔心胸,减轻学生的紧张气氛,增加愉悦感,倡导快乐学习。

3.联系生活常识,启发学生学习

生活中的衣食住行都离不开植物。食物、花卉是我们生活不可或缺的一部分。“藕断丝连”的丝是什么?让学生亲自在显微镜下观察,发现原来是螺纹导管。在实验课购买采集草莓、菠萝、瓜子、八角茴香等众多果实,让学生自主分辨属于哪种类型。生活中常见的食物和水果,橘子,我们吃的是什么部位?菠萝吃的是什么?梨吃的又是什么?俗话说:“哑巴说话,铁树开花。”形容不可能办成的事。但是铁树真的很难开花吗?启发学生思考,在兴趣盎然中,学到众多知识。

4.制作并展示药用植物标本,培养能力和信心

野外实习过程中,安排学生采集植物、压制标本。教学生制作标本,熟悉过程,在压制标本过程中,熟悉植物细微特征。并通过塑封制作永久标本,丰富安医大药用植物标本馆藏。一举两得。同时,并不定期在校园开展药用植物标本展展览,由学生进行讲解,激发学生的兴趣和成就感,以更加热情饱满的精神进行该课程学习。

5.建立灵活全面的考核模式

简单的理论考试不能反映学生的真正水平,不能体现学生动手能力。从理论知识与实践能力并重、更能凸显学生实际能力的角度出发,建立灵活全面的考核模式。理论知识部分考试占总成绩的70%,标本制作占10%,野外实习考核占20%。使学生的才能得到最充分的展示。

6.创建药用植物网站

师生在进行野外教学实习过程中,拍摄大量药用植物照片,这些都是难得的电子资源。以靠这些资源,创建高校具有自主知识产权的药用植物网站。为学生在闲暇课余的自主学习中提供便利。提高学生兴趣,增加校园中药文化氛围。寓教于乐,激发学生主动性学习,使得枯燥专业课变得兴趣盎然。让学生愿意学,主动学。在学习植物专业知识的过程中,认识理解自然生命的道理,启迪人生。

三、总结与评价

在药用植物学教学过程中,倡导启发式兴趣教学,借助学校条件和所处地理优势,通过构建丰富多彩的教学授课体系,多角度引导学生兴趣,充分调动学生主观能动性,享受学习的快乐,主动学习,理论知识与能力得到全面培养。全面提升《药用植物学》教学效果,为《中药鉴定学》等后续专业课程教学打下坚实基础。

随时与学生沟通互动,通过提问等方式,在检测学生专业知识的同时,启发学生思维,随时了解其学习情况。对教师而言,及时检验教学效果,总结教学经验和教训。教师的理论水平和教学能力在不断总结提高,学生的认知水平逐步实现了由感性到理性的飞跃。

参考文献:

第4篇:药用植物学范文

[关键词] 药用植物学;实验教学;教学改革

[中图分类号] G424.31[文献标识码] B[文章编号] 1673-7210(2010)04(c)-167-02

药用植物学是植物学的一门分支学科。它是运用植物学的理论和方法来研究具有防治疾病和保健作用的植物的一门学科,它与中药的基源研究、品质评价、临床效用及开发研究密切相关,是中药学和药学及有关学科的专业基础课程之一,因而在中药、药学及相关专业的课程中起着承前启后的作用[1]。药用植物学实验课是本课程的重要组成部分,通过实验教学有助于学生理解理论课所学知识,并帮助学生用所学到的理论知识准确识别、鉴定生药原植物的种类、药用植物显微构造,确保药材来源的准确性,同时培养学生具备观察、鉴定生药的基本实验操作技能,为今后从事中药科学研究和技术开发工作打下基础[2-3]。因此,药用植物学实验教学效果的好坏直接影响药用植物学课程的教学质量,也是提高药用植物学教学质量的重要环节。

1 药用植物学实验教学的现状及问题

目前,我国设有药用植物学课程的高校,其药用植物学实验教学主要分为验证性实验和综合性实验[4],但多以验证性实验为主,验证性实验主要以当地常见药用植物为实验材料观察植物细胞的后含物(淀粉粒、晶体),植物的组织形态、根、茎、叶的正常及异常构造,根茎的构造,花、果实、种子的类型及其构造。综合性实验主要包括检索表的使用及观察常见科的药用植物标本。实验过程大多为授课教师首先讲解实验目的,然后对实验内容及实验操作技术进行详细讲解。比如观察植物细胞后含物(淀粉粒、晶体)时,重点讲解观察淀粉粒及晶体的方法,也就是临时水装片及水合氯醛透化片的制作过程中的关键技术步骤,制作过程中的主要注意事项及操作要点。最后要求学生根据本节课所观察材料的特征,绘制相关的淀粉粒及晶体图。

自开设药用植物学课程以来,这种实验教学模式一直沿用至今,然而这种教学模式没有更好地发挥学生的主体作用,学生的积极性和主动性没有很好地调动起来。这样经过药用植物学实验课的学习后,大多数学生对所做实验的内容印象并不深刻,他们仅仅对实验报告中绘图的美观性感兴趣(实验成绩考查内容),并未在理论知识方面得到巩固和提高,在分析问题、解决问题、创新意识的能力上也没有得到锻炼。因此,现行的传统实验教学模式既不能达到实验教学的初衷,也远远不能适应21世纪对人才培养的需要,必须及早改变目前实验教学的模式和内容,提出切合实际的改革措施,以适应时代对人才培养的要求,培养出既有扎实的理论知识,又具备较强的实践动手能力和创新能力的高素质人才。

笔者认为,既然药用植物学是一门专业基础课,且实践性很强,尤其是学习中药鉴定学的基础,所以,应该适当增加实验课的学时数以及至少10天的野外实习。通过增加实验和野外实习的时间,使学生能够熟练使用显微镜,充分熟悉植物显微结构的观察,掌握组织透化技术以及提高学生对常见药用植物的识别技能,必要时可将其作为一门单独的课程进行考查,计入学期考试成绩,以引起学生足够重视。

2 对药用植物学实验教学改革的建议和设想

2.1 实验内容调整的建议

目前药用植物学的实验主要包括验证性实验、综合性实验,其中,验证性实验在药用植物实验教学中占很大比例,是药用植物实验教学的主要内容,其目的主要是通过实际观察常见药用植物的外部、内部组织构造,验证课堂理论知识,以加深学生对课堂知识的理解,也是药用植物学实验课程必不可少的重要环节。目前药用植物学实验教学中常开设的实验项目主要有显微镜的构造和使用,植物细胞的构造,植物细胞后含物(淀粉粒、晶体)、分生组织、保护组织、机械组织、输导组织,根的形态、类型和变态,根的初生构造等。从所开设的实验项目来看,在药用植物实验教学中验证性实验所占比例较高为72.2%,而综合性实验所占比例较低为27.8%,设计性实验为0。因验证性实验主要针对某一个方面,如茎的初生构造或根的初生构造去验证课堂理论知识,这对于培养学生的综合能力极为不利,所以笔者建议在保证实验总学时不变的情况下,将验证性实验的某些实验项目进行合并,将其比例降低到60%左右。可将分泌组织和维管束类型与其他组织实验进行合并,因为维管束类型多作为示教,学生通过教师的讲解,了解维管束的类型即可。在减少验证性实验的同时,为培养学生创新意识和创新能力,适应学生的个性发展,应开设一些设计性实验。设计性实验内容应以校园内现有的药用资源为实验材料,让学生自己去校园内的药用植物院内观察常见药用植物地上部分(茎、叶)的外部形态特征、对于根类药材必要时可挖去地下部分进行观察。外部形态特征观察完毕后,可采用徒手切片法制作临时水装片,以观察茎、叶及根的内部构造,进行显微鉴别,必要时可对其进行理化鉴别,确定其内部主要化学成分。另外可鼓励学生自己查阅文献,并根据相关学科的知识,但以药用植物学为主,设计一些有创意的实验,以培养学生的科研能力。这部分实验在药用植物教学中比例应为10%左右。

2.2 实验考核方法的改进

长期以来,药用植物学的实验成绩仅仅根据学生实验报告的好坏进行评定,这种考核方法,很难检查学生实际动手操作能力和对实验方法的理解把握程度[5-6]。为此,笔者建议根据药用植物学实验课的特点,应将实验成绩分为三部分(实验成绩采用百分制)。

2.2.1 验证性、综合性实验的考核(60%)药用植物学的验证性实验主要为植物的形态学部分,包括显微镜的操作技术、植物细胞、植物组织及植物器官的内部构造。实验课程结束后应对这部分内容进行考核。考核分为两部分:问题问答和操作技能。问题问答为抽签式,可主要针对实验过程一些关键的问题进行考核。如在制作水合醛透化片的过程中需要注意哪些事项?或通过观察茎和根的初生构造,列出两者的主要区别之处,或通过观察蜡叶植物标本、新鲜的植物材料,写出其所属科的特征。关于操作技能的考核,教师可让学生动手制作一些临时水装片或透化片,或采用徒手切片法制作一些实验材料,然后对所做实验材料进行观察,教师可根据其做片及显微镜的操作技术是否规范等现场评价。

2.2.2 平时实验成绩(30%)实验报告的成绩评定重点是实验绘图是否规范,显微绘图是否与所观察实验材料相一致,比如在观察淀粉粒时,马铃薯淀粉粒的形状、脐点的位置、层纹的明暗程度与半夏的明显不同;显微构造的各部分结构标注是否准确,如茎的初生构造由外到内依次为表皮、皮层、髓及髓射线。另外在评定实验成绩时还应注意显微图的各部分比例,如在毛茛根的初生构造中皮层发达,在整个根的横切面上占的比例约为2/3。这些均应作为实验评分标准。

2.2.3 设计性实验的评价(10%)设计性实验成绩的评定应在实验课过程中,根据学生对自己所选择的药用资源生物学特性(植物各器官外观形状)的描述、显微结构的观察及理化鉴定结果给予评分。另外对于学生自行设计的实验,可根据其实验思路是否合理给予评分。

3 结语

笔者认为,通过上述三部分的综合评分,能较客观地反映教与学的情况,对学生成绩的评定也较为合理,可以全面反映学生实验的实际水平。

[参考文献]

[1]杨春澍.药用植物学[M].上海:上海科学技术出版社,1997.

[2]欧丽兰,朱烨,庄元春,等.药用植物学实验教学的改革探索[J].现代医药卫生,2008,24(6):936-937.

[3]邵世光.《药用植物学》教学方法的研究[J].时珍国医国药,2009,20(6):1475-1476.

[4]邱金东,汤昆,邱娜,等.药用植物学验证性实验中培养学生创新意识的探索[J].时珍国医国药,2008,19(7):1790-1791.

[5]王利国,潘超美,杜勤,等.药用植物学实验考核体系初探[J].中华中医药学刊,2007,25(12):2631-2632.

第5篇:药用植物学范文

关键词:药用植物学 实践教学 教学改革

在药用植物学教学过程中,实验教学和野外实习是药用植物学重要的实践性教学环节,其教学要求既涵盖实验教学和野外实习的一般原则,又要突出药用植物学的学科特点。

一、采用多种实验教学方式,提高学生的学习积极性

基本实验技术是指一些基本的实验技能,如显微镜的使用方法、临时装片的制作、生物绘图技术、显微化学方法以及实验室常用药品、试剂、染液等的配制,玻璃器皿的洗涤方法等等。这些基础性的实验技术,要求每一位学生都能熟练掌握,并在期末的实验考核中能有所反映。实验教学方法就采用传统的教师先讲授,然后学生进行验证的方法。

基础的验证性实验以巩固课堂所学的理论知识为目的,通过药用植物学中的经典实验和观察性实验,使学生掌握基本的实验方法和培养学生的观察能力。如植物细胞的基本形态与结构观察,植物组织的主要类型及结构观察,植物营养器官和生殖器官的结构观察等,这些实验按传统的教学方法虽然有利于学生基础知识的巩固,但这种单一的教学模式不能调动学生进行积极的思维,实验课显得枯燥,没有生机和活力。

综合性实验主要针对的是植物分类学的实验,以基本实验技术和基础的验证性实验的技能为基础,变实验室单一观察的方法为实验室与野外观察相结合的方法,把传统分类学实验设计为以比较解剖和野外资源调查为主的综合实验。比如,先通过学习让学生直观地认识不同类群的植物,总结各类植物的特征,然后带学生到野外进行对比和扩展实验,巩固理论知识。如裸子植物、被子植物常见重要类群的特征和分布特点,校园常见物种的鉴定、检索表的编制,某一地区药用植物资源的调查,珍惜濒危植物的调查等均可设计为综合实验。

二、重视野外实习,培养学生的观察能力

1.任何生物的生存都必须依托于一定的环境,药用植物也不例外。野外实习首先要指导学生认识各种生态环境,指出各类生态环境的特点,尤其指出重点考查的药用植物的主要生态环境。

2.对单株植物的观察,在观察其形态后,要注重从植物的分类学特征上进行观察,观察植物的根、茎、叶、花、果实等器官。对于一些当地特产的药用植物要重点观察药用部分器官的形态特征。对于细部的观察可以在采集后整理标本时进行。

3.培养学生采集标本的能力,清楚采集的注意事项。采集标本要注重质量,尽量减少野外采集的数量,对于植物的产地、生活环境、性状、花的颜色、采集日期等都要做详细记录,这对标本的鉴定和研究有很大帮助。一份没有记录的标本是没有科学价值的。

4.培养学生的标本制作能力。要指导学生做好药用植物标本,最初压制时,必须使标本舒展,叶片应有正面和反面两种叶子,为今后制作药用植物的腊叶标本做好准备。在实习阶段,应组织学生随时进行采集制作标本的讲评话动,指导学生科学采集标本。野外实习结束后,可以进行以学生、小组或班级为单位的标本展评话动,调动学习的积极性。教师应有针对性地采集、制作一批高质量的药用植物标本,也可以选择学生制作精良的标本,充实学校的标本室和教学科研素材。

三、建立自由开放型实验室,促进学生个性特长的发展

药用植物学的主要培教学目标是讲授药用植物学基础知识和基本技能等。它是一门实践性很强的学科,不通过反复实践是很难掌握的。实验教学和野外实习是在规定的时间内在有限的课堂教授和实践时间内达不到掌握知识的目的。为此,根据培养实用型人才的目标,我们进行实验改革,提出了自由开放型实验室的教学理念,在药学专业药用植物学的实验教学中进行了初步尝试。自由开放型实验主要安排在课余时间进行,一般一个教学单元的内容向学生开放两个星期,指定一位教师或实验员在实验室值班。

总之,从当今教学改革的发展趋势来看,学生实践能力的培养越来越受到重视。药用植物学试验教学、野外实习和自由开放型实验室的实施,有利于本门学科教学质量的提高和促进学生各种能力的发展,特别是学生实际操作动手能力和创新能力的培养,对学生学习后续课程乃至他们今后的发展均有促进作用。只有教求学者会学、能学,才能开拓,才能创新。

参考文献

[1]孙敏 邓洪平 王明书 等 植物学实验教学改革及其对学生创新能力的培养[J].西南师范大学学报(自然科学版),2003,28,(5),812。

[2]郁达 卢祥云 吴金男 等 加强综合性和设计性实验,培养学生创新能力[J].实验室研究与探索,2002,21,(1),15。

[3]黄宝康 张朝晖 药用植物学野外教学的几点体会[J].药学教育,2001,17,(1),37。

第6篇:药用植物学范文

【摘要】

《药用植物》学是中药专业的主干课程之一。《药用植物学》的课程建设通过实验与实习环节的建设、教师队伍建设、教材建设、教学条件的完善、教学质量的提高,取得了明显的效果。

【关键词】 药用植物学 课程建设 教学质量 教学改革

Abstract:Pharmaceutical Botany is one of the required and main courses in Chinese pharmaceutical speciality. Course construction of Pharmaceutical Botany has achieved noteworthy results in improving practice and experiment conditions, teaching staff cultivation, textbook editing,adoption of modern teaching facilities; thus improving teaching quality and results.

Key words: Pharmaceutical Botany; Course construction; Teaching quality; Educational reform

《药用植物学》是中药学各专业的主干课程,涉及植物的形态学、分类学、解剖学、植物化学成分及其与植物亲缘关系的相关性的基本理论和技能,也是学习中药资源学、中药栽培学、中药鉴定学、中药化学等后续课程的基础[1]。在重庆邮电大学,该课程还涉及生物技术、生物信息、生物医学工程、制药工程等专业的广大学生,由于该课程的受益面广,其课程建设直接影响生物信息学院各个专业的教学质量和人才培养。从2002年开始,我们进行了《药用植物学》课程建设的探索与实践,课程组成员在实验室建设、队伍建设、教材建设、教学质量提高等方面开展了一系列工作,取得了明显效果。

1 实验与实习环节的建设

《药用植物学》是实践性很强的课程,实验与实习环节的建设是课程建设的基础,需要花大量投入和大量精力才能完成。为此,学校给予该课程大力的支持。

1.1 建立了野外实习教学基地

药用植物学野外教学实习环节对提高教学质量起着重要的作用[2]。我院药用植物野外教学实习基地选择药用植物非常丰富的金佛山,交通、生活均十分方便。我们与重庆(南川)药用植物栽培研究所合作,从学生的住、食、学习环境到野外实习路线均进行了细致而周密的改进,建立了固定的适合教学的住宿地点,安排了压制标本的场所,开辟了十多条药用植物丰富、交通方便、游客稀少的野外教学路线。编写了实习教材,探出适合教学的十余条野外实习路线,整理出金佛山药用植物名录。在野外实习教学中,老师与学生同住、同食、同工作,把教书和育人融为一体,培养了实践能力很强的学生。

1.2 初步建立了药用植物园

由于重庆邮电大学没有药用植物园,严重地影响了药用植物学实践教学环节。2003年开始,我们利用学校的资助,在学校建起一座很小的药用植物园,目前已采集并成功栽培了200多种药用植物,为药用植物实践教学创造了条件。

1.3 建立了药用植物实验室

2003年以来,我们利用学校的资助,建立了药用植物实验室,在原有的中药学实验设备的基础上,经过充实、扩建,购置了切片机、光照培养箱、显微镜等实验仪器、建成了药用植物实验室。药用植物实验室的建成为该课程提供了重要的实践场地。

1.4 加强合作,资源共享

重庆市中药研究院拥有全国最大的药用植物标本馆和众多的药材标本。我们聘请了多名重庆市中药研究院的中药专家讲学,并与其标本馆、药用植物园建立了密切的关系,使学生能免费参观其标本馆和药用植物园,弥补了我院药用植物标本的不足。

2 教师队伍建设

教师队伍的建设课程建设的关键。为了建好该课程,我们从师资的结构、配置、人员的组成和师资队伍的培养等方面做了大量的工作,取得了良好的效果。

建设一支结构合理,有较高教学水平和一定科研能力、年富力强的师资队伍。担任药用植物学理论和实验教学的教师7人,实验技术人员2人,教授2 人,副教授2 人,讲师3 人,高级职称占57 %,年龄分别为28~44 岁。队伍中有博士1 人,在读博士3 人,硕士5人,其中获国务院颁发政府特殊津贴1 人,学科负责人1人、责任教师2人。

2.1 师资配置

我院每年招收中药专业本科生60 人,生物技术专业本科生60 人,制药工程60 人,生物信息专业本科生60 人。中药学与生物技术专业均开设有《药用植物学》《植物学》课程。现有教师7 人,实验人员2 人,教师与学生比为1∶27,实验教师与学生的比例1∶42,师资配置达到国家要求。

2.2 提高教师素质

在课程建设中,学校派送了1名教师到美国康奈尔大学做访问学者,派送了3 名教师攻读博士;与此同时,还制定了青年教师培养计划,采取以老带新模式培养青年教师;开展各种形式的教学比赛、举办多种教学讲座等。通过以上举措,教师的业务水平得到了整体提高。

3 教材建设

3.1 选用合理教材

根据专业特点,2001 年以来重庆邮电大学药用植物学课程一直使用姚振生主编的《药用植物学》(第5版)教材。该教材是国家“十五”规划教材,适应教学大纲并具有一定的先进性,并将植物科学的前沿成果写进了教材。所用教材具有一定的先进性,有利于教学质量的提高。

3.2 积极编写新教材

鼓励教师参加教材和自编教材,以提高使用教材的质量。200610,刘毅参编中国中医药出版社出版的特色校教材《药用植物学野外实习纲要》;200209,刘毅自编《药用植物学实验》;闫光凡、江怀仲等参加了《中药资源学》的编写工作。

积极编写教学参考书 198802,刘毅参编四川科学技术出版社出版的《药材学》,还参与编写了《重庆市药用植物名录》《重庆中药志》的编写工作;2002年,闫光凡参编了金盾出版社出版的《实用中药材种植技术》《金佛山药用植物名录》等教学参考书的编写,教学参考书的编写,提高了本课程的教学水平。

4 加大教学科研投入,完善教学条件

4.1 更新学生实验设备

从2003 年来,新增实验仪器达44.5 万元,其中万元以上的仪器11 件。增加了学生用显微镜40台,增加了倒置显微镜、光照培养箱、冰冻切片机、自动包埋机等设备,新增的设备大大提高学生的实验效果。

4.2 建成药用植物研究所 2003年,我们建成了药用植物研究所,实验仪器达200万元,包括高效液相色谱仪,蛋白分离纯化系统、PCL扩增仪等精密仪器,研究所的建立,提高了教师的研究能力,同时也提高了教学水平。2003年以来,本课程教师获得国家自然基金1项,省部级基金3项,获得校级项目多项。

4.3 争取国家支持

2006 年获得中央与地方共建中药实验室项目,为药用植物实验室的建设提供了有利的支撑。

5 多种措施相结合,提高教学质量

提高教学质量是课程改革的根本目的,也是《药用植物学》课程改革的基本要求,为此,我们做了多方面的努力,达到了很好的效果。

5.1 制订计划、有的放矢

我们制定了《药用植物学》教学大纲、《药用植物学野外实习大纲》、课程简介、授课计划等;担任本科生教学的每位教师均有教案,教案按照计划要求,目的明确,结构合理,条理清楚。

5.2 更新教学内容,突出重点难点

2002 年以来,我们根据国家规划教材的要求,结合西南地区药用植物的分布特点,在教学内容上不断更新,突出教学重点难点。重点补充重庆地区的常见药用植物和特有的珍稀植物,不断积累完善常见植物的数码形态图片,突出了课程的地区特色[3]。

5.3 多种教学方法并用

课堂教学全部采用多媒体教学手段,通过植物解剖图片、植物实物形态解剖照片增强了植物学教学的直观感。对不同的章节,采用不同的教学方法:植物形态教学与实物标本相结合,植物解剖与显微实验相结合,植物分类与药用植物腊叶标本相结合[4]。

5.4 作业与课外辅导

任课教师认真批改作业和实验报告,学生全部独立完成实验报告。在课堂和实验教学过程中,任课教师能按时辅导答疑。我们还积极开辟第2课堂,组织学生为校园植物挂牌,建立药用植物数据库等,提高了学生的综合能力。

5.5 课堂与实习考试

理论考试,根据学校教务处考试安排,集中印刷试卷,要求考生填写交卷张数并签写姓名,两名监考教师最后签写姓名和时间。考试前清理考场,宣布考场纪律。考试后,针对每套考题进行考试成绩分析和试题分析,并形成考试结果评价报告和试题评价说明。针对野外实习,我们安排了植物标本制作、药用植物认知,实习报告3部分考试,综合评定成绩。

5.6 课堂教学督导

教学质量由学校教学督导小组成员随堂听课、学生评教和生物信息学院督导小组成员随堂听课等3种方式综合督导、评价、管理。在来自2003~2006 年生物信息的有关药用植物植物学9 名教师的学生评教调查中,学生评价平均分分别为92.58 分,91.59 分,93.64 分(满分100 分),在明确进行满意、较满意、不满意综合评价的调查表中,满意率为100 %。

6 教学改革与研究成果

从2002~2006 年,通过近4 年的课程建设,《药用植物学》获得重庆邮电大学重点课程立项,发表科研论文34 篇,发表教研论文6篇,参编出版教材1 部,该课程主讲教师2006 年获得重庆邮电大学生物信息学院教学比赛第1名。主持国家基金1 项,主持省部级基金3 项,主持中央地方共建项目1 项,主持校级教学科研项目5 项。该课程的教学大纲、课程简介、授课计划、教案、多媒体课件等均上了学校网站。

通过对《药用植物学》的课程建设,巩固了专业基础知识、促进了素质教育的提高、强化了创新型药学人才的培养、更加适应高等中医药教育事业的发展,同时,对中药专业的其它课程建设也具有借鉴意义。

【参考文献】

[1]姚振生.药用植物学[M].北京:中国中医药出版社,2003:1.

[2]万德光.药用植物学野外实习纲要[M].北京:中国中医药出版社,2006:29.

第7篇:药用植物学范文

    1 野外实习基地的选择

    实习基地的选择是关系野外实习成功与否的重要前提,合适的实习基地可保障和提高野外实习质量,因此基地的选择尤为关键,可综合考虑多方面因素,选择交通设施便利、人为干扰影响较少、基础资料充实、自然环境优美、药用植物资源蕴藏量大种类丰富、②便于灵活安排实习路线、具有大规模接待能力的地点。我校曾经先后在湖北神农架、咸宁九宫山、武汉植物园、江西庐山等地进行药用植物的野外实习,依据以上原则我校最终将庐山作为实习基地。

    庐山,位于江西省九江市境内,北临长江,南靠鄱阳湖,药用植物资源极为丰富,共有野生和栽培药用植物242科803属1859种,其中野生的维管植物171科756属1027种,包括蕨类植物27科38属64种,裸子植物7科8属11种,被子植物137科710属952种。③常见药用植物有石松、江南卷柏、紫萁、贯众、庐山石韦、何首乌、益母草、鱼腥草、海金沙、千里光、金荞麦、杠板归、孩儿参、黄连、大血藤、箭叶淫羊藿、华中五味子、山鸡椒、独行菜、垂盆草、枫香树、杜仲、仙鹤草、野葛、盐肤木、紫花前胡、过路黄、夏枯草、薄荷、栝楼、羊乳、桔梗、朱砂根、野菊、刘寄奴、淡竹叶、天南星、百合、多花黄精、玉竹、粉背薯蓣等。药用部位包括了所有中药类型,有根及根茎类、茎木类、皮类、叶类、花类、果实及种子类、全草类、树脂类等。药用植物种类几乎涵盖了药用植物学教材中涉及到的所有科。庐山独特的资源优势为野外实习的顺利和高质量的完成提供了重要保障。

    2 野外实习的前期准备

    2.1 物质准备

    预先整理准备好实习期间所需物品,主要包括教学物品,有《中国高等植物图鉴》、《庐山植物志》、《药用植物学》等工具书;标本采集制作过程中所需的枝剪、锄头、采集袋、标本纸、标本夹、吸水纸、号牌、GPS、相机等;必要的常用药品和常用急救医疗装备;个人生活物品和必要证件等。

    2.2 思想准备

    实习前组织相关专业学生召开野外实习动员大会,让学生明确野外实习目的意义和重要性端正实习态度;通报实习期间的基本安排和必要的相关准备;强调组织纪律性,实习过程中要服从纪律听从安排,展现良好的当代大学生风貌,同时着重加强安全教育,包括生命安全和财产安全,提高学生的安全防范意识。

    2.3 人员准备

    根据实习情况和有关教学安排,协调好带教老师,医生、班主任等人员。根据学生专业、性别、带队教师的人数等综合情况对学生进行实习分组。

    2.4 交通工具安排

    由于野外实习队伍较庞大(我校每年有300人左右参与实习),路途较遥远,挈带物品较多,所以最好中途不要换乘而采取直接由学校到基地的一站式方式,一般宜选择汽车作为交通工具,便于灵活安排。因此,野外实习之前要提前安排好交通工具,做好乘车安排以及各乘车小组的划分等。

    3 野外实习的教学实施

    3.1 野外实习教学内容

    我们根据药用植物学理论教学内容,结合中部地区资源特点,选择传统大宗药材基源植物的识别和采集为主。教学过程中主要以掌握植物识别的基本技能为重点,要求学生掌握两百余种常见药用植物的识别特征,在前期理论学习的基础上、针对实物进一步加强对蓼科、毛茛科、木兰科、十字花科、蔷薇科、豆科、五加科、伞形科、唇形科、葫芦科、桔梗科、菊科、天南星科、百合科等重点科特征的掌握。同时注重学生观察能力(对植株特征、生境等的观察)、种子植物腊叶标本的采集制作以及野外植物资源调查等方面的培养。

    3.2 野外教学方法

    对于植物的识别主要从“眼观”(观察植物各器官形态特征)、“鼻嗅”(闻植物所散发的特殊气味)、“嘴尝”(品尝植物的味道),以及“手揉”(触摸感受其质地、厚度、毛茸等)等方面入手,同时将某些方面特征相似容易混淆的科或植物加以区别比较,某些方面相同的特征进行归类总结,并结合一些口诀、俗语、传说、故事来激发学生的兴致以便让学生快速准确掌握常见植物的识别特征。

    3.3 野外实习考核

    野外实习教学环节结束后,为检查学生学习效果,都会采取不同的形式进行考核,我校的野外实习考核主要是现场考试,即随机选取30种左右常见药用植物要求学生在规定时间内写出种名、科名,能独立完成腊叶标本的制作,同时根据学生实习期间学习态度、组织纪律、团队精神、实践动手能力等给出综合表现成绩,最后按一定比例得出野外实习综合成绩。

    4 小结与讨论

第8篇:药用植物学范文

[关键词]八角属;化学成分;萜类;苯丙素类

[中图分类号]R284.2[文献标志码]A[文章编号]1007-659X(2016)02-0192-03

八角属(IlliciumL.)植物全世界有34种,大多数分布在亚州的东部、东南部,少数分部在美洲东南部和中南美洲。我国有28种,2变种。该属植物有悠久的药用历史,早在明朝《本草纲目》中就有记载。中国传统医学中将该类植物的根、根皮、树皮、叶、果实入药,主要用于治疗风湿性关节炎、跌打损伤、腹胀呕吐、外伤出血等症,是具有一定医疗价值和广阔开发前景的一个类群。林祁[1]报道了全世界的15种八角属药用植物的分布及药用价值,主要有假地枫(I.angustisepalumA.C.Smith)根皮入药,外用治风湿骨痛、跌打损伤,有小毒;大花八角(I.burmanicumWils.)根、叶、果实入药,可治胃寒作呕、膀胱疝气、胸前胀痛,有大毒;野八角(I.simonsiiMaxim.)叶、果实入药,药性与大花八角相似;红茴香(I.henryiDiels)根、根皮入药,可治跌打损伤、胸腹疼痛、风寒湿痹,有毒;八角茴香(I.verumHook.f.)叶、果实入药,可治疗呕吐、腹胀、疝气痛等症,亦可提取安粒素,为高效升白药,可治疗白细胞减少症;此外还有红花八角、地枫皮、厚叶八角、小叶八角、小花八角、短柱八角、厚皮香八角等。本属植物的研究发展较快,近些年来从这十几种八角属植物中分离得到了多个新化合物。通过查阅相关文献,本文重点介绍近五年来该属植物中的化学成分研究进展。

1萜类化合物

八角属药用植物中含有单萜、倍半萜、二萜和三萜类化合物,目前对八角属药用植物中倍半萜类化合物研究较多,从中提取分离得到许多新的化合物。2010年马海娟等[2]从大花八角(I.burmanicumWils.)的果皮中分离得到2个新的大八角素型倍半萜内酯类化合物,分别命名为6-去氧新大八角素(6-deoxyneo鄄majucin)、2-氧代-6-去氧新大八角素(2-oxo-6-dexy鄄neomajucin),此外还首次从该植物中分离得到其他3种倍半萜内酯类化合物:6-去氧伪莽草毒素、伪莽草毒素和伪大八角素。2011年杨金等[3]从短柱八角(I.brevistyluA.C.Smith)中首次分离得到2个雪松烷倍半萜,分别为:2α,3α-epoxy-himachal-7-ol和2α,7-dihydroxyhimachal-3-ene。2012年董旭俊等[4]从小花八角(I.micranthum)中分离得到1个新化合物—小花八角苷,是首次从八角属植物中分离得到的sec鄄o-prezizaane型降倍半萜类化合物,此外还首次从该植物中分离得到一个倍半萜内酯类化合物:7-β-D-glucosyl-pseudomajucin。2012年柳继锋等[5]从野八角(I.simonsiiMaxin)的茎叶中首次分离四个倍半萜类化合物,分别为:bullatantriol、(-)-clovane-2、9-di鄄ol,caryolane-1、9β-diol,oplodiol,2012年Wei等[6]从野八角的果实中发现了7个特征性的倍半萜内酯:oligandruminB、oligandruminD、anisatin、veranisationD、pseudomajucin、1α-hydroxy-3-deoxy-pseudoanisatin、α-hydroxy-10-deoxycyclomerrillianolide,除化合物ve鄄ranisationD外,其他化合物均为首次从该植物中分离得到,而同年Yin等[7]从中提取也提取到一种新的seco-prezizaane-type型倍半萜烯类化合物:ve鄄ranisatinF,由此说明了该种属植物化学成分之多,值得深入研究。2012年Bai等[8]从红花八角(I.dun鄄nianum)的根中发现了两个倍半萜类化合物dunni鄄anoside和8’-oxo-6-hydroxy-dihydrophaseicacidmet-hylester。2013年Liu等[9]从I.lanceolatum的果实中提取分离得到两个新的单萜类化合物,分别为:p-mentha-1(7)-dien-2-O-β-D-glucoside和trans-2,4-di鄄hydroxy-2,4-dimethyl-trans-1-aceticacidγ-lactone。2014年Zhao等[10]也从I.lanceolatum的果皮中首次发现了3种大根香叶烷型倍半萜和m-薄荷烷型单萜,其中具有生物活性的两种萜类为(1S,5R,7R)-1,5-dihydroxygermacra-4(15),10(14),11(12)-triene和(1R,5R,7R)-1,5-dihydroxygermacra-4(15),10(14),11(12)-triene。2013年Li等[11]从地枫皮(I.difengpi)中发现了两个新的3,4,9,10-seco-cycloartane型三萜类立体同分异构体化合物:24R,25-dihydroxy-3,4,9,10-seco-4(28)-cycloarten-10,3-olide和24S,25-di鄄hydroxy-3,4,9,10-seco-4(28)-cycloarten-10,3-olide,分别被命名为IlliciumolideA和IlliciumolideB,此外还提取分离得到5个已知生物活性的的三萜类化合物,分别为sootepinE、betulinicacid、lupeol、(all-Z)-1,5,9,13,17,21-hexamethyl-1,5,9,13,17,21-cyclo-tertracosahexaene和(all-E)-2,6,10,,15,19,23-hex鄄amethyl-2,6,10,14,18,22-tetracosahexaene。2013年Fang等[12]从大八角(I.majus)的枝叶中提取分离得到4个新的松香烷二萜类和两个新的cycloparviflo鄄ralone型的倍半萜类化合物。2014年Liu等[13]从红茴香(I.henryiDiels)的果实中发现一种新的倍半萜内酯类化合物,为10-benzoyl-cycloparvifloralone。

2苯丙素类化合物

2009年宋文雍等[14]从八角茴香(I.verumHook.f.)的根中首次分离得到3种苯丙素类化合物,分别为:(E)-1,2-二甲氧基-4-丙烯基苯[(E)-1,2-dimethoxy-4-propenyl-benzene],甲氧基丁子香酚(methoxyeuge-nol),丁子香酚(eugenol)。2011年柳继锋等[15]从野八角(I.simonsiiMaxim.)中首次分离得到3种木脂素类化合物,分别为ficusesquilignanA,醉鱼草醇C和醉鱼草醇D。2012年鲍泥满等[16]从八角(I.simonsiiMaxim.)枝叶中得到两种苯丙素类化合物,分别为木脂素糖苷Nortrachelogenin8’-O-β-D-glucopyranoside和倍半木脂素DihydrobuddlenolB。2012年Yin等[7]从野八角果实中首次提取分离得到两种木脂素类化合物,分别为(+)-pinoresinol和matairesinol,而Wei等[6]从野八角的果实中发现了一个新的苯丙素糖苷类化合物2,4-dihydroxy-allybenzene-2-O-β-D-glucop-yranoside。2013年Yin等[17]也从野八角果实提取液中发现了两个新的倍半新木脂素类化合物,其中simnolA拥有一个5.5-二氢-吡喃半缩酮碳的独特形式,simonolB拥有两个并列的二氢呋喃环。2012年Bai等[8]从红花八角的根中发现了两个新的木脂素类化合物dunnianeoligansA和dunnianeoligansB。2012年董旭俊等[4]从小花八角中分到3种木脂素类化合物:4,7,9-trihydroxy-3,3’-dimethoxy-8-O-4’-neoligan-9-O-α-L-rhamnopyranoside,icarisideE3和isolariciresinol-3α-O-β-D-glucopyranoside,从匙叶八角中分离出13个酚性化合物,其中化合物苏式-(1,2-二羟基丙基)-3,5-二甲氧基苯-4-O-β-D-葡萄糖苷,是一个新苯丙素葡萄糖苷类化合物,并命名为匙叶八角苷[18]。2012年徐辰琛[19]从小花八角中首次分离得到4种木脂素类化合物:dictagumin(白藓醚),(+)-syringaresinol(丁香树脂醇),(+)-diaeudesmin(双异桉脂素)和厚朴酚。

3其他化学成分

近些年来还从八角属类植物中分离得到其他多种化学成分,如尚小雅等[20]从野八角中分离得到多个黄酮类化合物:(+)-儿茶精,(-)-表儿茶精,(+)-儿茶精-3-O-α-L鼠李糖苷,山柰素-3-O-α-L鼠李糖苷,槲皮素-3-O-α-L鼠李糖苷。段磊等[21]从厚皮香八角(I.temstroemioides)的果皮中分离得到槲皮素-7-甲基醚,原儿茶酸,莽草酸甲酯。从八角属中得到的化合物还有甾体类如β-谷甾醇、胡萝卜苷等。八角茴香各部位的挥发油成分含量也较高,刘瑜新等[22]发现八角茴香种子和果壳中挥发油有22种是共有的,其中包括茴香脑、胡椒酚、草蒿脑、2-[2-吡碇基]-环己醇、柠檬烯、芳樟醇和α-香淦油烯等,但均以反式茴香脑为主要成分,但各成分含量存在一定差异[23]。

4讨论

从上述可以看出,最近五年八角属药用植物的化学成分研究新进展主要在萜类化合物和苯丙素化合物方面,其中对萜类化合物的研究进展较快,发现了许多新的化合物。对萜类化学成分的药理作用主要集中在其神经毒性和神经营养活性两方面,例如:①10-benzoyl-cycloparvifloralone对乙肝病毒表面抗原(HBsAg)和乙肝病毒e抗原(HBeAg)分泌物具比较弱的抗HBV活性[13];②(1S,5R,7R)-1,5-Dihy鄄droxygermacra-4(15),10(14),11(12)-triene和(1R,5R,7R)-1,5-dihydroxygermacra-4(15),10(14),11(12)-triene促进SH-SY5Y细胞的增殖,具有神经营养活性[10]。八角属药用植物抑菌活性较强,其中八角茴香对多种菌株有抑菌效果:金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草杆菌、黑曲霉、黄曲霉和桔青霉、酵母菌及黑曲霉菌、大肠埃希菌、痢疾杆菌、金黄色葡萄球菌、白喉杆菌、伤寒杆菌。说明八角茴香挥发油具有广谱的抗菌性,对霉菌的抑菌效果较好[24-26]。此外,八角属药用植物还有抗炎镇痛[27]、抗氧化等活性[28]。该属植物具有比较好的药理作用,对该属植物的研究利用开发具有非常重要的意义。

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第9篇:药用植物学范文

【关键词】药用植物;代谢组学;功能基因组学

代谢组学是对生物体内代谢物进行大规模分析的一项技术[1],它是系统生物学的重要组成部分(如图1所示),药用植物代谢组学主要研究外界因素变化对植物所造成的影响,如气候变化、营养胁迫、生物胁迫,以及基因的突变和重组等引起的微小变化,是物种表型分析最强有力的工具之一。在现代中药研究中,代谢组学在药物有效性和安全性、中药资源和质量控制研究等方面具有重要理论意义和应用价值。另外,在对模式植物突变体文库或转基因文库进行分析之前,代谢组学往往是首先考虑采用的研究方法之一。目前,国外已有成功利用代谢组学技术对拟南芥突变株进行大规模基因筛选的例子,这为与重要性状相关基因功能的阐明和选育可供商业化利用的转基因作物奠定了基础。

图1系统生物学研究的四个层次略

目前,还有许多经济作物的全基因组测序计划尚未完成,由于代谢组学研究并不要求对基因组信息的了解,所以在与这些作物有关的研究领域具有更大的利用价值,这也是其与转录组学和蛋白组学研究相比的优势之一。代谢组学研究涉及与生物技术、分析化学、有机化学、化学计量学和信息学相关的大量知识,Fiehn[2]对代谢组学有关的研究方向进行了分类(见表1)。

1代谢组学研究的技术步骤

代谢组学研究涉及的技术步骤主要包括植物栽培、样本制备、衍生化、分离纯化和数据分析5个方面(见图2)。

1.1植物栽培

对研究对象进行培育的目的是为了对样本的稳定性进行控制,相对于微生物和动物而言,植物的人工栽培需要考

表1代谢组学的分类及定义略

虑更多的问题,如中药材在不同年龄、不同发育阶段、不同部位以及光照、水肥、耕作等环境因素的微小差异都可引起生理状态的变化,而这些非可控及可控双重因素的影响很难进行精确的控制,从而影响药用植物代谢组研究的重复性。为了解决以上问题,推荐使用大容量的培养箱[3],定时更换培养箱中栽培对象的位置,以及使用无土栽培技术等,FukusakiE[4]利用无土栽培系统将水和养分直接引入植物根部,并且对供给量进行精确地控制,大大提高了实验的重复性。

1.2样本制备

为了获得稳定的实验结果,样本制备需要考虑样本的生长、取样的时间和地点、取样量以及样本的处理方法等问题,并根据分析对象的分子结构、溶解性、极性等理化性质及其相对含量大小对提取和分离的方法进行选择,逐一优化试验方案。MaharjanRP等[5]用6种方法分别对大肠杆菌中代谢产物进行提取,发现用-40℃甲醇进行提取的效果最好。现阶段代谢组学的分析对象主要集中在亲水性小分子,尤其是初级代谢产物,气相色谱质谱联用(GCMS)和毛细管电泳质谱(CEMS)联用都是分析亲水小分子的重要技术。FiehnO等[6]使用GCMS对拟南芥叶片中的亲水小分子进行了分析,发现酒石酸半缩醛、柠苹酸、别苏氨酸、羟基乙酸等15种植物代谢物。

1.3衍生化处理

对目标代谢产物的衍生化处理取决于所使用的分析设备,GCMS系统只适合对挥发性成分进行分析,高效液相色谱法(HPLC)一般则使用紫外或荧光标记的方法对样本进行衍生处理,BlauK[7]对酯化、酰化、烷基化、硅烷化、硼烷化、环化和离子化等衍生方法进行了详细的说明。然而离子化抑制常使得质谱分析过程中目标代谢产物的离子化效率降低,这主要是由于分离过程中污染物与目标代谢物难以完全分离开所引起的,优化色谱分离时间可有效缓解离子化抑制,然而在实际操作中不可能对上百种代谢产物的分离时间进行优化,利用非放射性同位素稀释法进行相对定量可以很好的解决该问题。HanDK等[8]应用同位素编码的亲和标记(ICAT),根据经诱导分化的微粒蛋白及其同位素标记物的峰面积比,对该蛋白的相对含量进行分析。ZhangR等[9]发现同位素标记技术也可用于代谢组学的研究,但是却存在许多困难。活体的同位素标记方法对于同位素的洗脱是一种非常有潜力的技术,目前关于使用34s的研究已有报道[10]。

图2代谢组学研究技术步骤略

1.4分离和定量

分离是代谢组学研究中的重要步骤,与质谱联用的色谱和电泳分析技术都是使用紫外或电化学检测的方法进行定量,其对代谢组数据的分辨率与定量能力都有一定的影响。TomitaM等[11]总结了各种色谱分离法中经常遇到的技术问题,认为毛细管电泳和气相色谱法由于具有较高的分辨率,已成为代谢组学研究的常规技术手段之一,液相色谱因其适用范围广,应用也相当广泛。

TanakaN等[12]用高效液相色谱对样品进行分离,认为使用硅胶基质填充毛细管整体柱的高效液相色谱系统具有用量少、灵敏性高、低压降高速分离等优势;同时,TolstikovV等[13]也使用硅胶填充的毛细管液相色谱方法对聚戊烯醇类异构体进行了有效分离,获得了很好的分辨率。TanakaN等[14]发现二维毛细管液相色谱法的分辨率比传统的高效液相法高10倍。相对于其他色谱方法而言,超临界流体色谱(SFC)是分离疏水代谢物最具潜力的技术之一,特别适用于分离那些传统HPLC难以分析的疏水聚合物,BambaT等[15]通过SFC对聚戊烯醇进行分析,证明其具有较好的分离能力。针对质谱中存在的共洗脱现象,HalketJM等[16]发明了一种适用于GCMS的反褶积系统,对共洗脱的代谢产物进行分离与识别。AharoniA等[17]使用傅立叶变换离子回旋共振质谱(FTICRMS)对非目标代谢物进行分析,快速扫描植物突变样品,获得了一定量的代谢成分。

与分离一样,定量能力也是代谢组学研究中的重要因素,其取决于各分析系统的线性范围。傅立叶转换核磁共振(FTNMR)、傅立叶红外光谱(FTIR)以及近场红外光谱法(NIR)等技术由于敏感性低,重复性受共洗脱现象影响较小也被用于检测中。近年来,FTNMR技术常被用于植物代谢组的指纹图谱研究[18],但由于NMR分析需要样品量较大,分析结果易受污染,GriffinJL[19]发现将统计模式识别与FTNMR相结合可以对代谢物进行全面分析。除FTNMR之外,FTIR通过对有机成分的结构进行常规光谱测定,也可适用于代谢组学的研究,特别是应用于构建代谢组学的指纹图谱。尽管它不能对代谢物进行全面分析,但对具有特定功能的组分却有很好的定量效果,对从工业及食品原材料中分离的代谢混合物也可以进行全面分析,目前,已有学者将其成功地应用于拟南芥[20]和番茄[21]代谢产物指纹图谱的研究中。

1.5数据转换

为阐明代谢物复杂的线性或非线性关系,需要进行多变量分析,将原始的色谱图数据转换为数字化的矩阵数据,通过对色谱峰鉴定和整合从而进行多变量分析。由于环境等因素的干扰,光谱数据需要通过适当的数据加工方法进行校正,包括:①降低噪声;②校正基线;③提高分辨率;④数据标准化。JonssonP等[22]报道了一种关于GCMS色谱图数据处理的方法,可以对大量代谢产物样品进行有效的识别。

2代谢组学中的数据分析方法

2.1主成分分析法(PCA)

主成分分析法,将实测的多个指标用少数几个潜在的相互独立的主成分指标线性组合来表示,反映原始测量指标的主要信息。使得分析与评价指标变量时能够找出主导因素,切断其他相关因素的干扰,作出更为准确的估量与评价。PCA数据矩阵通常来自于GCMS,LCMS或CEMS,因此将目标代谢产物作为自变量,而相应的代谢产物含量作为因变量,定义与最大特征值方向一致的特征向量为第一主成分,依此类推,PCA便能通过对几个主要成分的分析,从代谢组中识别出有效信息。主成分分析有助于简化分析和多维数据的可视化,但是该方法可能导致一部分有用信息的丢失。

2.2层次聚类分析法(HCA)

层次聚类分析法也常用于代谢组学的研究中,它是将n个样品分类,计算两两之间的距离,构成距离矩阵,合并距离最近的两类为一新类,计算新类与当前各类的距离。再合并、计算,直至只有一类为止。进行层次聚类前首先要计算相似度(similarity),然后使用最短距离法(NearestNeighbor)、最长距离法(FurthestNeighbor)、类间平均链锁法(BetweengroupsLinkage)或类内平均链锁法(WithingroupsLinkage)四种方法计算类与类之间的距离。该方法虽然精确,但计算机数据密集,对大量数据点进行分析时,更适合选用K均值聚类法(KMC)或批次自组织映射图法(BLSOM),而HCA适合将数据转换为主成分后使用。

2.3自组织映射图法(SOM)

神经网络中邻近的各个神经元通过侧向交互作用相互竞争,发展成检测不同信号的特殊检测器,这就是自组织特征映射的含义。其基本原理是将多维数据输入为几何学节点,相似的数据模式聚成节点,相隔较近的节点组成相邻的类,从而使多维的数据模式聚成二维节点的自组织映射图。除PCA和HCA外,SOM同样也可应用于包括基因组和转录组等组学研究中[23]。最初SOM计算时间长,依靠数据输入顺序决定聚类结果,近年来SOM逐渐发展成为不受数据录入顺序影响的批次自组织映射图法(BLSOM)。由于BLSOM可以对类进行调整,且有明确的分类标准,优化次序优于其他聚类法,已在基因组学和转录组学数据分析中得到广泛的应用。

2.4其他数据采矿方法

除PCA、HCA和SOM外,很多变量分析方法都可用于植物代谢组学的分析。软独立建模分类法(SIMCA)是利用主成分模型对未知样品进行分类和预测,适合对大量样本进行分析;近邻分类法(KNN)和K平均值聚类分析法(KMN)也可用于样品分类;主成分回归法(PCR)或偏最小二乘回归法(PLS)在某些情况下也可使用。然而到目前为止由于还没有建立一个标准的数据分析方法,代谢组学仍然是一门有待完善的学科。

3代谢组学在药用植物中的实践

植物药材来源于药用植物体,而药用植物体的形态建成是其体内一系列生理、生化代谢活动的结果。植物代谢活动分为初生代谢和次生代谢,初生代谢在植物生命过程中始终都在发生,其通过光合作用、柠檬酸循环等途径,为次生代谢的发生提供能量和一些小分子化合物原料。次生代谢往往发生在植物生命过程中的某一阶段,其主要生物合成途径有莽草酸途径、多酮途径和甲瓦龙酸途径等。植物药材含有的生物碱、胺类、萜类、黄酮类、醌类、皂苷、强心苷等活性物质的绝大多数属于次生代谢产物,因此探讨次生代谢产物在药用植物体内的合成积累机制及其影响因素,对于提高活性物质含量、保证药材质量、稳定临床疗效等具有重要意义。孙视等[24]通过对银杏叶中黄酮类成分积累规律的研究,提出了选择具有一定环境压力的次适宜生态环境解决药用植物栽培中生长和次生产物积累的矛盾。王昆等[25]以人参叶组织为材料,总结了构建人参叶cDNA文库过程中存在的一些关键问题和应采取的对策,为今后关于人参有效成分如人参皂苷的生物合成途径及其调控的基础研究提供技术参考和理论指导。最近,美国加利福尼亚大学伯克利分校的Keasling等[26]采用一系列的转基因调控方法,通过基因工程酵母合成了青蒿素的前体物质——青蒿酸,其产量超过100mg/L,为有效降低抗疟药物的成本提供了机遇。经过长期的研究积累,人们对代谢途径的主干部分(为次生代谢提供底物的初生代谢途径)已经基本了解,例如酚类的莽草酸途径,萜类的异戊二烯二磷酸(IPP)途径等。被子植物中一些相对保守的次生代谢途径也得到了很好的研究,如黄酮类、木质素的生物合成与调控。然而,对次生代谢最丰富最神奇的部分——特定产物合成与积累的过程,还所知甚少[27]。

4展望

近年来,代谢组学正日益成为研究的热点,越来越多的人已加入到代谢组学的研究中。随着代谢组学积累的数据和信息量的增大,其在药用植物学各个领域的应用价值也与日俱增。它将不仅能对单个代谢物进行全方面的分析,更能寻找其代谢过程中的关键基因、通过代谢指纹分析对药用植物进行快速分类、进一步研究药用植物有效成分代谢途径以及环境因子对植物代谢和品质的影响与调控机制。

然而依据传统中医药学和系统生物学的指导思想,目前急待解决的是中药种质资源的代谢组学研究和中药体内作用的代谢组学研究。同时,代谢组学在分析平台技术、方法学手段和应用策略等方面相对于其他组学技术还需要进一步发展和完善,还需要其他学科的配合和介入。相信随着更有力的成分分析设备的使用及代谢组数据库的建立,药用植物代谢组学将对中医药学产生深远的影响。

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