分子生物技术在我国生药学领域的应用历程与发展现状分析(3)

　　药用植物分子系统学研究：利用DNA分子遗传标记、序列分析技术，从居群、个体及基因水平上，来探讨药用植物的多样性，及其之间演化与系统关系。
　　药用资源遗传多样性及保护：利用DNA分子标记、序列分析技术，进行药用植物的种质资源鉴定分类、遗传多样性、起源进化等方面的分析，以了解药用植物的起源、基因分布，为多样性保护，尤其是濒危药物的保护种群确立奠定基础。常用的遗传多样性检测方法包括SRAP，RAPD，AFLP以及 ISSR序列分析等。
　　总体来说，分子鉴定技术是随着分子生物学的发展而发展，常用的方法涉及了以分子杂交为基础和以PCR为基础的分子标记技术，如 RFLP，RAPD，ISSR，AFLP等，以及序列分析技术如DNA条形码等。通过对采用相关技术进行研究的论文进行文献量年分布研究，结果见图2。可以发现，RAPD是应用最多，且最早开始应用的技术；进入2000年，AFLP，ISSR，SRAP等分子标记技术被引入中药鉴定领域；2007年之后，DNA条形码得到了快速发展与广泛应用，目前，已经建立起以ITS2 为核心的植物类药材DNA 条形码鉴定体系，并展现出巨大的潜力。此外， RFLP，AFLP等由于技术繁琐，DNA模板质量要求高等原因，应用逐渐减少。
　　第二类，以有效成分、次生代谢产物研究为核心，主要包括2个领域。
　　次生代谢产物的生物合成与调控：中药材的有效成分多为次生代谢产物，但其在植物中常常含量不高，因此通过培养，以及生物合成来提高次生代谢产物的含量，就成为生药学的重要任务。结合第一部分的应用历程分析可以看到，随着技术的发展，次生代谢产物的研究从组织细胞培养、内生真菌分离研究，到合成途径关键酶基因、调控研究，再到现在各种组学，系统生物学的引进，取得了显著的进展。由于次生代谢产物种类繁多，代谢途径又各不相同，因此对于其生物合成，尤其是合成的途径、技术，以及调控机制一直是研究的热点之一。
　　道地药材的分子机制研究：次生代谢产物的产生形成、积累规律研究，对于阐释道地药材有效成分的成因，揭示其道地性和形成机制有着重要意义。次生代谢产物合成可受到多种因素影响，光照、干旱等环境胁迫已被证明是促进植物体内次生代谢产物含量增高，以及道地药材形成的重要因素之一^[35]。
　　第三类，以药用植物的组织培养为主，主要涵盖2个领域。用植物的组织培养与分子育种：随着植物组织培养技术的成熟和完善，药用植物组织培养、品种优选研究和产业化应用也得到了快速发展。一方面，组织培养可以进行药用植物快速繁殖，利用茎尖、茎段、叶片等外植体进行体外组织培养获得再生植株；另一方面，运用组织培养技术还可以有助于缩短育种周期，培育新品种，例如以秋水仙素作为诱变剂处理愈伤组织获得多倍体植株，是诱导产生多倍体的好方法^[36]。此外，应用植物组织和细胞培养是获得次生代谢产物有效途径之一，如通过悬浮培养，或者发根体系，毛状根诱导等^[37]。
　　3 讨论与小结
　　3.1 分子生物技术的引入是生药学现代发展的实际需求
　　20世纪80年代末，国内开始开展利用分子生物学相关技术进行药用植物鉴定，以及组织培育的研究，分子生物技术为生药学当时面临的如何认识生药的质量变异及其物质基础，生药药效成分积累的生物学机制等一系列科学问题的解决提供了全新的技术和方法^[1]，在一定程度上将生药学学科的理论和技术引向了深入。
　　3.2 分子生物技术在生药研究中已形成稳定的应用领域和研究方向
　　生药学研究在引入分子生物技术的实践过程中，通过吸收、借鉴，以及不断的发展和完善，逐步形成了稳定的研究领域与方向。分析结果显示，分子生物技术在生药研究中的应用主要覆盖了中药分子鉴定、药用植物分子系统学、药用资源遗传多样性及保护、次生代谢产物的生物合成与调控、道地药材的分子机制研究，以及药用植物的组织培养与育种等七个领域，这七个领域各自有其明确的研究任务，同时又互相联系，各个领域在研究不断深入的同时，又相互促进，共同发展。
　　3.3 基于分子生物技术的生药研究已基本形成独立的知识体系，且知识产出可持续
　　基于分子生物技术的生药研究主要基于遗传学理论基础，面向机制和应用，在分子水平研究生药的遗传背景、开展生药的分子鉴别、揭示次生代谢产物积累的分子机制、探索次生代谢产物的分子调控及生物合成，为中药资源的优质生产和保护提供依据，形成的7个应用领域具有明确的研究内容，成熟的技术方法，从而构成了独立的知识体系。
　　3.4 发展前景广阔，富有前瞻性
　　分子生物技术与生药学研究的结合，及其在实践中的不断应用和日臻完善，使生药研究进入了一个新的发展阶段，并促生了新的交叉学科——分子生药学的产生，拓展了生药学的研究范围，赋予了生药学新的研究任务。可以预见，随着分子生物技术的不断完善，其对生药学发展的重要推动作用将会得到进一步发挥。

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