药用植物亲缘学

药用植物亲缘学（Pharmaphylogeny）是研究药用植物的植物亲缘关系-化学成分-疗效（药理活性及传统疗效）间的相关性的一门新兴的边缘学科,它的特点是多学科相互交叉、相互渗透,其研究对象涉及多学科领域。该学科的建立对于开发药用植物资源具有重要指导意义。本文围绕药用植物亲缘学的概念、形成背景、研究范围和关键技术以及对中药资源利用的意义进行阐述。     

药用植物亲缘学

药用植物亲缘学（Pharmaphylogeny）是研究药用植物的植物亲缘关系-化学成分-疗效（药理活性及传统疗效）间的相关性的一门新兴的边缘学科,它的特点是多学科相互交叉、相互渗透,其研究对象涉及多学科领域。该学科的建立对于开发药用植物资源具有重要指导意义。本文围绕药用植物亲缘学的概念、形成背景、研究范围和关键技术以及对中药资源利用的意义进行阐述。     

信息学与大数据——药用植物亲缘学发展的新阶段

药用植物亲缘学是一门集成了植物系统学、植物化学、中药学、药理学等多学科知识体系的交叉学科,在指导药用植物资源开发与利用方面发挥了重要的作用。近年来,各类信息学研究方法兴起,在活性天然产物发现、药用植物亲缘关系分析、中药资源开发利用等领域逐渐发展成为不可忽视的技术手段。科学研究进入大数据时代,各类信息学方法与传统药用植物亲缘学研究融合,拓展出了更广阔的研究空间,为这一学科的发展带来了新动力。对近年来化学信息学、生物信息学等方法的发展进行简要回顾,梳理各类信息学方法在药用植物亲缘学中的应用情况,进而对药用植物亲缘学未来的发展趋势进行了展望。     

药用植物亲缘学理论创新与应用实践

通过回顾药用植物亲缘学的建立、发展历程,总结了其在寻找进口药的国产替代资源、药用植物新分类群的发现、新药源寻找和资源开发利用、中药(民族药)质量评价等方面研究内容及实践成果。在未来的发展道路中,其将不断融合新知识、新技术,整理、总结药用植物研究开发经验技术,促进中药资源可持续利用和中医药传承创新。     

药用植物学实践教学课程探究与实践

药用植物学是利用植物学知识、方法来研究和应用药用植物的一门学科,是学生学习中药鉴定学、中药化学、中药药理学等专业课程的基础,与中草药品种鉴定、资源开发、药材品质鉴定和临床药效评价等有密切关系。药用植物学教学方式包括课堂教学、实验教学和采药实习。     

毛茛科植物药用亲缘学的初步探讨

目的：探索毛茛科的植物亲缘关系、化学成分与疗效间存在的联系性,即毛茛科药用亲缘学的研究。方法：将有关本草的植物化学、疗效等信息数据与植物亲缘关系进行综合的研究分析。结果：发现本科的化学成分可以划分为几大类型：苄基异喹啉类生物碱,毛茛苷类,三萜皂苷,二萜生物碱等。毛茛苷和木兰碱同时存在于铁线连属Clematis, 铁筷子属Helleborus,驴蹄草属Caltha。结论：结合其疗效,从药用亲缘学的角度来观察,赞同Tamura的主张,将毛茛科划分为6个亚科,即金莲花亚科Helleboroideae、毛茛亚科Ranunculoideae、升麻亚科Cimicifugoideae、扁果草亚科Isopyroideae、唐松草亚科Thalictroideae和黄连亚科Coptidoideae,支持成立升麻亚科的观点。     

生物学技术在药用植物鉴定中的研究进展

药用植物种质资源是中医药现代化发展的根基,深入研究药用植物种质资源是培育优良品种、保证中药产量和规范质量的前提条件。传统的鉴别方法从表观出发,受自然环境和人为因素影响较大,鉴定的效率和准确性普遍偏低。分子生物学技术以其易操作、高灵敏度、结果准确等优点,已被广泛用于药用植物种质资源的相关研究中,主要涉及野生与栽培品区分、中药替代品研究、中成药鉴别、优良品种标记育种、遗传多样性研究、遗传图谱建立和组学研究等多个方面。其中组学研究由于分析目的不同分为基因组学、转录组学、代谢组学、蛋白质组学。基因组学又分为结构基因组学、功能基因组学、比较基因组学3个亚领域。真核生物有细胞核和细胞器,因此组学研究还包括叶绿体基因组学、线粒体基因组学、核基因组学、质体基因组组学。其中叶绿体基因组结构简单、相对分子质量小、保守性好;而线粒体基因组变异性强且结构复杂;核基因组数据复杂、核内部不含核糖体,导致翻译过程中会有时空差异,即使多次重复地进行试验,试验的结果也具有不确定性。当前药用植物研究涉及的分子生物学技术及组学研究仍有不足的方面,存在较大的发展空间,需要进一步完善和补充。该文依次介绍了细胞学、分子标记、组学研究技术在药用种质资源鉴定中的特点和应用,为后续进行药用植物种质资源的鉴别、开发及利用提供参考依据。     

毛茛科扁果草亚科药用植物亲缘学的探讨

目的：研究毛茛科Ranunculaceae扁果草亚科Isopyroideae药用植物亲缘学。方法：对扁果草亚科植物形态、化学成分、药理作用及其疗效研究数据进行归纳分析,综合研究该亚科各属的形态、化学成分,并结合以往的系统分类结果,对该亚科内各属的系统发育和亲缘关系进行探讨。结果与结论：耧斗菜属Aquilegia主要含黄酮类化合物,扁果草属Isopyrum主要含苄基异喹啉生物碱类,分析了该类群植物之间的亲缘关系。化学分类证据支持扁果草亚科从唐松草亚科中分离出来,单独成立亚科的观点。     

中国医学科学院药用植物研究所药用植物亲缘学研究中心

正中国医学科学院药用植物研究所药用植物亲缘学研究中心(以下简称"中心")在肖培根院士药用植物亲缘学理论指导下建立,集合了药用植物分类学、天然产物化学、中药信息学、中药药理学等学科优势力量,核心团队现有院士1名、研究员5名、副研究员2名、助理研究员1名。主要研究方向有:1)药用植物亲缘学理论发展和方法学创新研究;2)药食同源植物防治糖脂代谢等慢性疾病的物质基础和作用机制研究;3)药食同源植物活性成分(群)快速定向发现和药效学评价;4)茶饮、中药保健品和功能性食品的开发及转化。     

小檗胺在药用植物中的分布与药理活性

小檗胺是提取自药用植物的天然小分子化合物,属双苄基异喹啉类生物碱,广泛分布于小檗科、罂粟科、防己科及毛茛科药用植物中,主要用于抗白血病等多种肿瘤,也可用于治疗心血管疾病、眼部疾病、免疫系统疾病、糖尿病肾病及抗纤维化等方面。对近年来小檗胺所分布的药用植物类群及药理作用研究进行综述,以期为小檗胺相关研究提供参考,为小檗属植物亲缘学的进一步研究提供依据。     

Pharmaceutical resource discovery from traditional medicinal plants: Pharmacophylogeny and pharmacophylogenomics

The worldwide botanical and medicinal culture diversity are astonishing and constitute a Pierian spring for innovative drug RD. Here, the latest awareness and the perspectives of pharmacophylogeny and pharmacophylogenomics, as well as their expanding utility in botanical drug RD, are systematically summarized and highlighted. Chemotaxonomy is based on the fact that closely related plants contain the same or similar chemical profiles. Correspondingly, it is better to combine morphological characters, DNA markers and chemical markers in the inference of medicinal plant phylogeny. Medicinal plants within the same phylogenetic groups may have the same or similar therapeutic effects, thus forming the core of pharmacophylogeny. Here we systematically review and comment on the versatile applications of pharmacophylogeny in(1) looking for domestic resources of imported drugs,(2) expanding medicinal plant resources,(3) quality control, identification and expansion of herbal medicines,(4) predicting the chemical constituents or active ingredients of herbal medicine and assisting in the identification and determination of chemical constituents,(5) the search for new drugs sorting out, and(6) summarizing and improving herbal medicine experiences, etc. Such studies should be enhanced within the context of deeper investigations of molecular biology and genomics of traditional medicinal plants, phytometabolites and metabolomics, and ethnomedicine-based pharmacological activity, thus enabling the sustainable conservation and utilization of traditional medicinal resources.     

分子谱系地理学在药用植物基因水平的研究进展

分子谱系地理学在药用植物遗传多样性、中药道地性形成机制以及中药核心种质构建中的应用研究是目前我国中药研究的热点.近年来,我国学者在中药资源领域深入到与DNA差异相关联的功能基因筛选和基因组学,已对甘草Glycyrrhiza uralensis、青蒿Artemisia caruifolia、丹参Salvia miltiorrhiza等多种药用植物功能基因开展了深入研究.基于分子谱系地理学的药用植物功能基因筛选及中药材基因组学研究将会是今后研究应用的主流.对近年来分子谱系地理学在中药分子鉴定和中药道地性形成机制,特别是药用植物功能基因筛选及基于此的基因组学方面研究进展进行综述.     

人字果属植物药用亲缘学探讨

人字果属(Dichocarpum W.T.WangP.K.Hsiao)植物为毛茛科唐松草亚科多年生草本植物,为东亚大陆特有,主要分布在中国,多具有传统药用价值。为更好地发掘其药用潜力,对该属植物亲缘关系、化学成分和药理活性进行归纳总结,并对其药用亲缘学进行探讨。研究发现,在化学和分子水平上,人字果属和扁果草属(Isopyrum L.)具有较近的亲缘关系;从该属仅分离得到16个化合物,利用液质联用色谱方法鉴定出了120多个化合物,主要包括苄基异喹啉生物碱类、黄酮类、三萜皂苷类、氰类、内酯等,其中三萜皂苷类化合物主要存在于纵肋人字果系,提示该系是一个特殊的类群,在演化程度上比人字果系更高;人字果属中发现的苄基异喹啉生物碱具有抑制乙酰胆碱酯酶的活性,这与耳状人字果治疗癫痫的传统应用相关。对人字果属植物的药用亲缘关系进行了初步探讨,有助于对该属植物药用资源进行保护和开发利用。     

藏药榜嘎的资源与使用情况调查

为明确藏药榜嘎的实际基原,掌握榜嘎的使用情况、资源分布及其蕴藏量,该文采用文献调查、走访调查以及野外实地调查等方法,探明藏药榜嘎的实际基原主要为甘青乌头Aconitum tanguticum或船盔乌头A.naviculare的干燥全草或地上部分。其中甘青乌头主要分布在四川、甘肃、青海、西藏(昌都地区),船盔乌头主要分布在西藏。四川、甘肃、青海等藏区主要使用资源量较大的甘青乌头,西藏地区(除昌都地区外)主要使用船盔乌头,船盔乌头的资源趋于濒危状态,文献记载的其他品种未见使用。表明榜嘎药材的使用与其资源状况有关,建议需加强保护,并引导市场流通。     

进化生态学在药用植物种质资源评价中的应用与展望

药用植物种质资源是用于天然药物研究和开发的植物遗传资源,是我国中医药大健康产业发展的物质基础,对其进行准确评价是中药材发挥疗效以及药用植物开发利用的关键。进化生态学是生态学、遗传学、进化生物学等多学科交叉融合的产物,用于探索物种为适应所处环境的进化机制。近20年来,随着进化生态学的学科技术不断革新与发展,物种地理分布区预测、物种鉴定、遗传多样性检测、亲缘关系分析、化学生理过程对气候变化的响应、生物多样性保护与栽培育种等研究手段也相继用于药用植物的种质资源评价,并为其不断提供新思路。介绍了分子标记技术、分子谱系地理分析、景观遗传分析、生态位模型分析、性状关联分析等几种进化生态学主要的研究方法在药用植物种质资源评价中的应用案例,并概述了进化生态学在药用植物种质鉴定、种质多样性评估、资源调查与预测、道地性研究、保护与栽培育种等方面取得的研究进展。未来通过结合基因组和大数据时代的前沿技术,以期健全更加完善的药用植物种质资源评价体系,为中药物质基础的深度挖掘提供重要的理论指导。     

3S技术在药用植物资源调查研究中的应用

3S技术在药用植物适宜性评价中应用较多,但在资源调查和储量估算方面研究较少,只集中在大面积栽培品种或野生广布种如人参、甘草、红花等少数几种药用植物,特别是在野生稀有药用植物资源调查方面的应用尚属空白。简述了中药资源普查的现状及近几年3S技术在栽培品种、野生广布种、野生稀有种、特殊生态环境药用植物资源调查及储量估算研究中的应用,并对高光谱遥感在中药资源调查及储量估算进行案例介绍。随着我国高分辨卫星的发射以及高光谱遥感技术的发展,使得利用3S技术对野生稀有种药用植物资源调查成为可能。     

柴胡属药用植物资源研究进展

柴胡作为传统大宗药材,使用量巨大,现有野生资源量不足以提供市场需求。为保护柴胡野生资源,扩大药材来源,目前对柴胡及同属植物的化学成分、药理作用、临床应用等多方面的研究已广泛开展。从柴胡属药用植物的生境分布及种类、药用部位化学成分、资源保护与利用等方面综述了我国柴胡属药用植物资源研究概况,为柴胡资源开发提供新线索。     

17种毛茛科藏药材的分子鉴别＊

目的 毛茛科的多种植物是民族药的基原，本研究以ITS2序列作为DNA条形码对17种毛茛科藏药材进行鉴定，为药材的安全使用提供可靠的检测方法。方法 从四个省份采集或购买17种毛茛科藏药材样本，分布于8个属。采用试剂盒法提取基因组DNA，PCR扩增ITS2序列后，将扩增产物进行双向测序。利用CodonCode Aligner（v.9.0.1）软件进行序列拼接，将拼接后的序列在NCBI网站进行在线比对。在GenBank数据库中下载相关物种的rDNA序列（包含完整的ITS2区域）。上述序列经过CodonCode Aligner（v.9.0.1）软件剪切后，采用BLAST方法进行比对，然后再采用两种评估ITS2序列的鉴定能力。第一种是系统聚类树法（Tree-based method），用MEGA（v.5.0）软件构建NJ系统聚类树（Neighbour-Joining tree）；第二种是遗传距离法（Distance-based method），用TaxonGap（v.2.4.1）软件分析物种的种内与种间变异关系。结果 29份试验样本的ITS2序列测序成功率为100%，与93条数据库中下载的ITS2序列合并后，长度为213-230 bp，比对长度为244 bp，变异位点数72.1%。BLAST结果表明，29条ITS2序列可以将全部物种鉴定到属。系统聚类分析结果表明，ITS2序列能够成功鉴别8个物种；遗传距离分析结果表明，ITS2序列能够成功鉴别7种毛茛科药材。两种方法总共可以鉴别9种药材，它们是露蕊乌头（Aconitum gymnandrum）、草玉梅（Anemone rivularis）、多小叶升麻（Cimicifuga foetida var. foliolosa）、短尾铁线莲（Clematis brevicaudata）、长花铁线莲（Clematis rehderiana）、甘青铁线莲（Clematis tangutica）、腺毛黑种草（Nigella glandulifera）、拟耧斗菜（Paraquilegia microphylla）和芸香叶唐松草（Thalictrum rutifolium），鉴定效率为52.9%。结论 ITS2序列可以快速、准确地识别和鉴定部分毛茛科藏药材，为原植物和药材的分子鉴定提供依据。