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药用植物论文:谈药用植物学野外实习实施总结与探讨
药用植物学是中药学、中药资源与开发、药学等专业的一门重要专业基础课,①该课程的教学包括理论教学、实验教学、野外实习三个部分,野外实习往往安排在前两个环节完成之后。我校从上世纪70年代建立中药学专业之初,即开始该课程野外实习,摸索出一套比较成熟的实施模式,其具体实施主要包括以下环节。
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,按一定比例得出野外实习综合成绩。
4 小结与讨论
多年来我们通过不断地尝试、总结和变革,已经建立了一套比较成熟的药用植物学野外实习的教学模式,通过这种模式的实践教学,可使学生掌握药用植物形态结构以及分类学的基本知识和技能,识别和鉴定常用药用植物,并熟悉其药用部位以及功效;掌握药用植物标本的采集、制作和保存方法;熟悉不同类型药用植物的野外分布规律等。同时,激发了学生专业学习兴趣,促进了其吃苦耐劳精神和团队合作意识。
但近年来伴随着社会发展的不断变革,在我们野外实习的教学实施过程中也折射出一些新的问题,主要表现在:(1)师资短缺导致实习小组学生人数过多;(2)标本采集造成资源破坏加大;(3)教学计划中安排的野外实习时间比较集中固定,往往不能很好与大多数药用植物的花果期吻合;(4)野外实习综合成绩按10%计入本课程总成绩中,由于所占比例低,使得部分学生对实习不够重视;(5)90后学生自我意识强,心理承受能力差,缺乏吃苦耐劳精神等。④这些问题的出现一定程度上影响到野外实习的教学效果,如何通过改革保障药用植物学野外实习效果,还有待不断地摸索创新。
药用植物论文:探讨药用植物腊叶的标本制作
1.标本的制作
1.1标本的压制
在压制过程中,比较粗的根和有刺的茎枝,枝刺处要多压纸,防止高低不平,影响标本质量。在吸水纸上尽量使花、果、枝、叶平展,并且使一部分叶片背面朝上,便于观察叶背面的特征。压制花的时候好有一部分侧压,来展示花瓣、花萼、花柄等各部位形态,便于观察该植物的特征,利于识别。
1.2标本的消毒
药用植物腊叶的标本制作山东万杰医学院刘玉珍[摘要]药用植物标本是药用植物学教师教学和科研的一个重要手段和工具,作为一名药学实验工作人员,药用植物标本的制作也是必须掌握的技能,而腊叶标本则是最常见的药用植物标本。现将药用植物腊叶标本制作做详细介绍。[关键词]药用植物植物腊叶标本制作药用植物腊叶标本消毒是将标本上的真菌孢子、病毒、细菌、真菌等病原微生物以及各种昆虫、昆虫卵杀死,以免损坏标本。常用的是化学法消毒即毒气熏杀法,消毒箱内放入标本,将氧化硫、敌敌畏、磷化铝、二溴甲烷等单独或制成混合液置于玻璃器皿内放入消毒箱,利用毒气杀死标本上的虫或虫卵,熏三天即可。也可用物理法、紫外线消毒法、高压蒸汽消毒法、沸水浸泡法等[3]。
1.3标本的装订
杀虫后,选择质量较好的标本进行修剪,可用针线将植物固定在台纸上或者用透明胶纸固定。通过多年的实践证明,这样固定既牢固又节省时间,满足固定标本的要求。但是,如果使用透明胶带固定时不能暴晒、着水或者土和,否则标本容易脱落。也可在修剪后将背面涂抹胶水,粘于台纸上,等胶水干燥后穿线固定,并在左上角或右下角分别贴上野外采集记录和号签;脱落的花果及药用部位要用纸袋装好后贴在台纸上;,标本上加盖一层透明衬纸,以防磨损[2]。
2.保管
标本制作成功后应安排专人保管,长期做好防潮、防腐、防虫工作,在标本柜放置樟脑丸防虫,放置干燥剂防潮。但是防潮还要做到通风、向阳,条件允许的情况下要配备抽湿机和空调;药物周期性熏杀防虫防腐。此外,标本在放置或取用时,标本与标本之间可能会磨擦使标本某部分破碎或脱落。因此,在取用或放置过程中要轻拿轻放,如果要去取一叠标本中的某一份标本时,必须做到整叠取出,放在平坦的桌上再逐份翻找,切勿从中硬抽。为了更好地保护标本,可用牛皮纸将标本分类夹好。
3.注意事项
采集时不能使叶片受损,要保障叶片的完整性;制作时不能徒手操作,要戴上手套或用镊子,这样可以避免留下污点及指纹;尽可能在阳光明媚的天气下进行;要保障根、茎、叶、花、果实、种子采集齐全;采集记录填写完整详细;有条件的话也可拍下现场生态照片。
4.结语
现在药用植物标本采集、制作和保管技术都有了很大的提高,因此,为药用植物标本的采集和保存都提供了很大的帮助。但是,随着采集地的不断开拓和采集强度的增加,一个值得让人深思的问题也随之出现,这就是采集时对物种破坏和对环境的影响。随着现代网络技术的发展,网络也越来越得到人们的青睐,而且便捷的网络,还可以节约空间、时间和药用植物资源,所以合理地运用网络技术来实现药用植物标本的采集和使用,应用前景将非常广阔。
药用植物论文:药用植物栽培学实验教学改革初探
摘 要 本文分析了药用植物栽培学实验教学中存在的问题,提出了将几种药用植物栽培学实验教学改革措施运用到实验教学实践中,并取得一定的效果。
关键词 药用植物栽培学 实验教学 改革
药用植物栽培学是研究药用植物生长发育规律,产量、质量构成因素及其与环境条件相适应的调控途径,以其理论和技术来指导,使药用作物获得高产、品质、低耗、高效的一门科学[1]。药用植物栽培学就是指导药材生产的学科,实践性强,实践教学的过程能强化学生对理论知识的理解和运用,并培养其创新能力和实践能力。实验教学是药用植物栽培学必不可少的教学环节。实验教学作为高等学校教学体系的重要组成部分,在加强学生的实践能力和创新意识,实现知识、能力、素质协调发展方面一直发挥着重要作用[2]。
实验教学是大学教育中非常重要的环节,对培养学生的动手能力、创新能力及综合素质的提高都起着至关重要的作用[3]。实验教学水平的高低,直接关系到所培养的人才是否具备从事相关科研的能力,毕业后能否适应社会发展的需求[4]。
广东药学院中山校区 2004 年建成,并新开设了中草药栽培与鉴定和中药资源与开发两个中药学本科专业。药用植物栽培学分别是上述两专业学生的必须课和专业限选课,与之发生关系的学科是很多的,有植物形态解剖、生理生化、生态群落、生物学、农业气象、土壤学、农业化学、农业昆虫学、植物病理学等。上述学科各自从药用植物的某一方面,或者从生活环境的某一侧面研究与药用植物生产有关的问题[4]。然而,我校为历史悠久的药学院校,没有农学背景,该科的实验教学基本上按照传统的教学模式,将实验教学看做是验证课堂理论的方法和辅助手段。这种传统的实验教学体制和内容重在培养学生的基础实验技能,并通过实验验证,巩固所学的理论知识,在这些方面无疑具有一定的作用。但同时也存在着明显的不足,主要表现为:(1)实验教学多为验证式、被动式,实践性不强,学生能力培养及素质教育没有得到很好体现;(2)学生虽然参加了实验教学中的各项技能学习,但多处于被动地位,该课程在学生简单看来就是“种地”,学生对该学科的认识不够深入和科学,导致学生在这方面的创新精神与实践能力不太愿意表现出来;(3)又因校区建设是逐步完善,实验室投入不够多,基础不够坚,学生多为4 至 6 人一组开展实验,独立操作的时间相对较少;(4) 我校开设药用植物栽培学实验整体时间短(32学时),但中药材生长的周期长,个别生产性实验结果不能及时、客观地反映出来,影响实验教学结果。以上这些弊端导致培养的学生知识面窄,动手能力和解决实际问题的能力不强。
针对上述问题,结合我校人才培养目标,现就药用植物栽培学实验课的改革谈一些体会。实验教学内容改革要符合当前形势发展的需要,发挥地方优势和专业特色,培养出更多“宽口径、厚基础、重实践”的高素质人才。
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优化实验教学课程内容实验教学内容体系的改革必须处理好其与理论教学体系及试验方法的关系,对实验教学内容体系进行整体优化,使创新意识和实验能力的培养贯穿于实验教学的全过程,提高学生综合素质。
我们药用植物栽培学实验内容有实验一:种子活力、发芽率、发芽势测定;实验二:种子含水量、净度、千粒重测定;实验三:种子处理和播种育苗实验;实验四:枸杞扦插实验;实验五:药用植物植株性状考察。其中,有两个是在室内完成的验证性实验,有 3 个是在室外完成综合性实验,但是这些还不足以满足目前的学生培养需求,应对内容进行更新、充实,减少验证性实验内容,增加部分综合性试验内容。且药用植物栽培学理论课教材是杨继祥主编中国农业出版社出版的,该教材主要偏重于北方药用植物,而对南方药用植物讲述甚少。面对上述问题,我们尝试把实验一和实验二合并,增加一个广金钱草种子质量标准研究的实验;把枸杞枝条扦插实验,改成不同生长调节剂处理广藿香扦插的设计性实验;将种子处理和播种实验与药用植物植株性状考察这两个实验联系起来,药材种子播种后,学生参与日常的栽培管理,让学生根据给定的实验任务自行设计方案,独立进行操作并得出结果。
根据药材生长的周期长,我们把实验内容的顺序按照时节调配。
在春季三月份,即开学初,做扦插实验和播种实验;中间做药材种子质量标准实验;学期末做药用植物植株性状考察。
学生普遍认为设计性实验更具有挑战性,学生上实验课的积极性有所提高,完成后更具有成就感。我们经过询问和调查对比发现,学生产生了从被动式灌输学习方式到主动寻知求学学习理念的转变。
2 强化实验场所建设
实验室、校内外实习基地等是实践教学的物质条件,就其功能而言,不只局限于技能的传授和实践能力的培养,其更大的作用在于成为师生科技创新的基地。因此,提高实验室仪器设备水平,完善实验教学的政策、体制保障,是充分发挥实验教学作用的前提,也是使之与高等学校教育目标相适应的必由之路[5]。
我校以教学评估为契机,充分发挥地理优势,在校内建设药圃占地10 余亩,包括野生药用植物保护区和药用植物栽培实验区。野生药用植物保护区是未经开垦的小山丘,所有植物都是自然生长的,经调查约有 210 种药用植物,可以丰富学生视野,让学生“看得见,摸得着”,认识更多的药用植物,为学生调查药用植物生长环境提供场所;药用植物栽培区约 4 亩,由相关专业老师指导,校中药协会实践部负责管理,学生可申请一定面积的土地,在自己申请的“一亩三分地”里耕作种植药材。在教师的指导下定人定区,栽培和管理药用植物, 如小驳骨、水茄、广藿香、广金钱草、何首乌等种植面积较大,还有其他药用植物,使学生在劳动中自觉观察比较自己的劳动成果,培养劳动的自觉性和责任感。中药协会实践部形成“老”会员对“新”会员进行“传”、“帮”、“带”的格局。在此过程中,教师随时帮助学生解决栽培管理中出现的各种问题。同时为了进一步强化专业技能培养,以便更好地为将来学习,为工作服务,教师还要求学生善于进行知识积累,二年的管理要求有详细的工作记录,这些记录对以后专业课的学习有很好的帮助。
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结合南方特色中药材生产实际,以药材 SOP 操作规程模拟中药材 GAP 种植中药资源是中医药事业和天然药物产业发展的基础,也是彰显中医药国际竞争的优势所在。但长期以来,我国中药资源无序和不加节制的开发利用,导致野生药用植物资源逐年减少,部分资源紧缺,甚至濒临灭绝[6]。种质资源是中药材生产的源头,是品质中药材形成的物质基础,故种质的优劣对中药的质量和产量有决定性作用[7]。
在资源相对较紧张、生态环境日益恶化的今天,实行中药材GAP种植,对于保障中药资源的可持续利用,提高栽培药材质量,改善生态环境和实现人与自然的和谐共处有着巨大而深远的意义,前景十分广阔,发展也越来越迅速。
而作为中草药栽培与鉴定和中药资源与开发两个中药学本科专业的学生势必了解、学习和研究中药材GAP种植的相关知识和实践。
我们选定具有一定研究基础和代表性的“十大广药”之一广藿香作为实验研究对象,学生开展广藿香的GAP 种植实验。
要求学生参照刘大会等(
2009)中药材仿生栽培的基本步骤,做一定的改动完成实验,具体步骤:(1)文献资料调研,了解选定药用植物的已研究资料,通过文献资料检索, 写出该种药用植物的综述报告, 作为对该中药材进行GAP 种植的基础背景资料。(2)产地生态环境和物种生物学特性研究,调研选定对象的野生资源分布区及其生长有优势品质种群的原生环境的自然生境条件,并对原生环境中药用植物的生物学特性进行调研。在上述调研和资料收集的基础上写出研究报告,为制定药用植物GAP 种植的技术方案提供依据。(3)药用植物的生理学基础研究,对药用植物野外分布的优势品质种群开展定点跟踪调查,并在同前人研究结果比较的基础上写出研究报告,进一步为制定药用植物GAP 种植模式提供技术支撑。(4)生产基地的选址,在文献资料收集和实地调研的基础上,遵循可操作性原则,进行中药材 GAP 种植基地的选址。(5)制定栽培技术方案,在前面工作的基础上,进一步参阅农作学、园艺学、设施农业学、植物生理学、生态学、植物保护学、肥料学、药用植物学、药用植物栽培学、植物化学和管理学等各专业学科的相关知识,结合种植基地的自然和社会条件,因地制宜、注重实效,设计并制定该种药用植物 GAP 种植的具体技术方案与实施方案。(6)基地建设和栽培技术的实施与完善,根据上述药用植物 GAP 种植的技术方案,开展种植基地的建设,建立药材田间复合生态系统,实施各栽培技术方案,验证并记录栽培技术方案各步骤的实施效果,并根据田间实施效果对栽培技术方案进行不断补充、修改和完善。同时,从药材质量、产量及经济和生态等方面进行中药材 GAP 种植的效益分析,制定药材生产的质量标准,并撰写栽培技术总结报告。(7)操作规程(SOP)的制定,根据上述 6 个操作步骤,制定出中药材GAP 种植的标准操作规程(SOP)[8]。
在整个过程中,学生学习和应用成为一个统一的过程。
在学习中,学生更能体会到中药材 GAP 种植是今后中药材生产的主要模式,在掌握实验技术的同时,科研实验能力和论文写作水平也相应提高。开展广藿香的 GAP 种植实验后,学生从试验设计到实验实施直到撰写论文独立完成该课题,可以激发学生的探求心理,培养科学研究意识,同时应用实验技术和方法进行科学研究的能力也得到了提高。
实验结束后组织学生总结分析,提出实验中遇到的问题、发现的现象,共同讨论和总结,不仅提高了学生的知识水平,拓宽了学生的视野,而且为今后研究工作打下基础。
这种结合实践的讨论,对于引发学生的科研兴趣和求知欲也很有好处。通过开展像广藿香的 GAP 种植这种研究式综合性实验,学生人人都可参与,人人都必须参与,解决在实验室开展实验时,学生“人为满患”的问题,有利于充分发挥学生的主观能动性,有利于培养学生创造性思维和独立工作的能力。
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结合大学生创新性实验计划,引导学生开展药用植物栽培学科学前沿的研究创新性计划实施的主体是学生,一个创新项目的实施,往往一个人是难以完成的,更多的是依靠集体智慧,需要一个稳定高效的团队[9]。
例如,我们考虑到苦参生长的周期长,在组建科研小团队时,成员一、二、三年级学生都有,经过查阅文献,了解中药栽培学的科学前沿,结合本校实际,在实验条件满足的情况下,我们选定研究课题为《苦参的引种实验》。实验过程中,老师对学生进行的每一项工作进行跟踪监控,及时解决学生遇到的问题,定时检查学生项目的完成情况,对于学生取得的结果,要求学生及时地分析数据,讨论实验结果的科学性。一方面培养了学生的创新思维、提高了学生的综合能力;另一方面也可以解决药用植物栽培学实验教学中实验时间的限制,学生可以有更大空间学习和研究药用植物栽培学的科学前沿,可以更好地提高学生的专业水平和科研能力。
总之,以上
4 种措施运用于药用植物栽培学实验教学中,取得了一定的积极效果。但在今后的实验教学中,学校将继续以培养学生动手能力、学生兴趣和创新能力、提高学生综合素质为目的,紧扣中药材生产的实际和科学前沿,与时俱进地更新实验教学内容,不断改进实验教学方法和手段,为学生创造更好的实验条件和平台,以保障实验教学效果和教学质量的提高,培养出更多“宽口径、厚基础、重实践”的,符合社会生产需要的高素质人才。
药用植物论文:深化学生药用植物学技能锻炼
高职教育是与普通高等教育并列的一种新的高等教育类型,它与普通高等教育较大的区别是人才培养目标不同。高职教育的目标是培养生产、建设、管理、服务及时线的高等技术应用型人才,这类人才应掌握必要的理论知识和较强的实践技能[1,2]。对于理论教学的要求是“以应用为目的,以必需、够用为度”,更注重学生实际动手能力的培养。药用植物学是一门实践性很强的专业基础学科,其操作技能的掌握对学习后续课程生药学、中药学等至关重要[1]。如何培养学生的动手操作技能,需要不断地探究和实践。本文就如何在“练”字上下功夫,培养学生的药用植物学实践技能,谈谈我们的一些做法。
1以技能掌握为目的,开展理论教学
药用植物学是利用植物学中的形态、构造及分类学的知识和方法来研究药用植物的分类鉴定、药材鉴别,进而调查药用植物资源、整理中草药种类,包括形态、解剖和分类学三大部分[2,3]。药用植物学可为生药品质评价的研究奠定基础。生药品质评价所采用的四大鉴定方法,即分类学鉴定、性状鉴定、显微鉴定及理化鉴定,前3种方法所用到的理论及实践基础知识均渗透在药用植物学这门课程中,因此,药用植物学的教学效果直接影响学生对生药学课程的学习及鉴定中药的能力[4]。但目前学生在校时间短,课程的教学时数少,因此,更要加强理论教学与实践操作的结合。为此,笔者根据学生必须掌握后续课程的必备技能要求进行课堂理论教学。如针对生药学及我国药典中要求每味中药材都有显微鉴别,在药用植物学的教学中就重点让学生掌握相关的基础知识,如细胞、组织、根、茎、叶的构造等。由于教材的理论性较强,我们还对教材内容做出必要的修改。如学习植物细胞时,教材对植物细胞的显微和亚显微构造做了大篇幅的介绍;而细胞后含物内容所占的比例较小,但在生药鉴定的实际操作中,显微及粉末鉴别中涉及最多的内容却是细胞后含物。为此,我们在教学中对教材内容作了适当调整。如针对近60%的中药材(包括人参、大黄、天麻等)的鉴别都用到内含物中草酸钙结晶这一现象,在教学中除介绍草酸钙的形成、类型、作用等基本知识外,还结合有关研究资料对草酸钙结晶的药材组织(细胞)中的分布、鉴别特点等进行详尽介绍,以强化理论教学与实践操作的紧密结合,为学生能真正掌握中药鉴定方法奠定理论基础。
2“练”字当头,掌握必需的专业技能
药用植物学的专业技能基本功应包括三大部分,即植物的外部形态观察、植物器官的显微结构和药用植物种类的识别[4]。外部形态观察包括根、茎、叶、花、果实、种子六种植物器官的外部特征,对于这部分的教学,教师除充分利用各种教学媒体外,还利用实物教学,用新鲜的植物材料或制成的标本进行实物训练,可达到事半功倍的效果。利用新鲜植物教学时,教师应尽可能采集新鲜的、具代表性和典型性的标本,保持其自然体态。有些实物也可要求学生事先采集或收集,配合教师课堂教学。如在讲授叶的组成和形态时,要求学生先采集各种各样的叶、枝条,课堂上根据教学内容分别辨认叶形、叶脉、单叶、复叶、叶序等;在学习花时,要求学生收集各种类型的花,配合教师授课,在观察的基础上,用列表的形式判别其类型、特点等。另外,我们还要求学生采集和压制各种叶的形态、脉序、叶序、单叶和复叶,各种类型花的腊叶标本,并将好的作品进行展示,从而激发学生的学习兴趣。植物器官的显微结构是药用植物学的教学重点,在生药学的生药鉴定中,借助显微镜对生药材进行显微鉴定,是学生必须掌握的专业基本功。为使学生能真正掌握药用植物器官的显微鉴定方法,我们主要采取两种方法:一是利用多媒体教学,用数码相机把教学中需要的显微部分或解剖部分拍摄下来,配合课堂教学。如在讲解细胞后含物时,我们将马铃薯、半夏、浙贝中的淀粉粒,大黄、黄柏、半夏、地骨皮、射干中的结晶,都用照片展示出来,让学生直接观察。二是利用实验课把植物解剖与显微实验相结合,让学生对照显微镜下生动逼真的物像加以理解掌握;通过镜下观察,要求每位学生将观察到的物像描绘成较的显微结构图;经过反复观察、绘图,学生能透彻地理解各器官的内部组织构造和特征,从而真正掌握药材显微鉴定的专业技能。利用植物分类学知识识别当地常见的中草药是学生理论联系实际,真正掌握本学科技能的重要组成部分。由于涉及的科较多,而课时又相对较少。针对这种情况,可以把药用植物种类较多的科作为重点来讲,对于药用植物种类少的科,则要着重突出该科的特征,尤其是要抓住这些科最独特的特征来理解。如要求学生掌握豆科植物的关键识别特征:“花冠蝶形,二体雄蕊,子房上位,边缘胎座,荚果。”唇形科植物的特征“:茎四棱,叶对生,轮伞花序,唇形花冠,小坚果。”十字花科的特征:“十字花冠,四强雄蕊,角果。”在记住科的关键识别特征的基础上,带领学生走进标本室观察药用植物标本;走出课堂,实地观察野外自然生长的药用植物,通过标本的采集和制作等一系列实践活动,既巩固了理论知识,又掌握了必备的中草药鉴别技能。
3强化实验课上的“练”
实验课的训练是强化学生基本技能的主要手段。实验课的教学内容应紧密结合实际工作需要,对基本技能、基本知识的安排要有系统性[4],我们主要安排了以下5方面的实验教学内容(:1)光学显微镜的使用:学会使用和维护光学显微镜。(2)植物的细胞:会徒手制作横切片、粉末片等临时标本片,能辨认细胞的基本结构及其特化现象、细胞中的营养物质和晶体的形态、类型。(3)植物的组织:会辨认5种成熟组织的类型及维管束的组成、类型。(4)种子植物的器官:会识别六大器官的组成、形态、显微构造、类型及变态类型、叶序、花的组成、花和花序的主要类型、果实类型、种子形态结构、种皮特征。(5)各类生药:会识别植物重点科的特征;能辨认各常用生药标本;能对麻黄、大黄、黄连、肉桂、甘草、番泻叶、黄柏、苍术、红花、茯苓、五味子、半夏、金银花等进行显微鉴别。此外,我们还在实验中加强了学生绘图能力的培养,绘图能、形象生动地记载药用植物的结构和特征,具有文字记录无法替代的作用,是学习药用植物形态解剖时必须掌握的技能技巧,也是学习掌握生药显微鉴定技术的必备基本功之一。学生通过独立完成实验来验证所学的基本知识、基本理论,强化了自身基本技能,培养了动手操作能力、观察能力、识别能力和显微绘图能力,提高了综合素质。为让学生有更多的时间强化练习,我们除了在规定的实验学时外,还开放实验室为学生提供药材标本和实验材料,使学生有更多的机会接触药材,动手操作和练习,进一步提高了学生的综合实验能力。
4建立有效的评价体系,加强和巩固学科技能的“练”
有效的实践技能评价应具有诊断、强化、甄选、发展、教育、激励和赏识等功能,构建严格的实践技能评价体系能提高和巩固学科技能“练”的质量[1]。为此,药用植物学实践技能的评价应从学生实验技能、基本素质、创新能力等方面进行考核。通过综合评价,引导学生重视课程学习,自觉地强化训练实践操作能力。为此,我们先明确学生应掌握的实践技能的考核标准及所占学分比例,然后采取笔试、实验操作考核、标本制作和识别等手段进行评价。在加强阶段性考评的同时,将传统的闭 卷考核与实验技能考核相结合。阶段性考评分为两部分:一是对每位学生进行约10分钟的知识点考核,主要考查学生对基本操作技能重要知识点的理解和掌握;二是进行平时的实验考评,主要是考查学生的操作技能。对每次的实验报告进行打分、评述,使学生掌握正规化的实验操作技能,培养学生正规的实验操作习惯和严谨、细致、科学的工作作风。期末考试采用理论笔试和实验考试两种形式。在笔试试卷中,把实践操作的知识点和重要的操作步骤以理论题的形式让学生解答;实验考试主要考查学生对实验技能和技巧的掌握,通过量化指标,了解学生独立完成实验操作的能力和科学态度。具体做法:设计一套药用植物学实验考试题,考试内容含盖形态学、解剖学和分类学等实验内容,从药用植物形态特征、显微结构的查找和确认到药用植物蜡叶标本的识别等。如让学生对一株植物根、茎、叶类型进行描述,考查学生对形态描述的知识和能力;让学生对几种植物所属科的主要特征进行描述,考查学生对植物分类的掌握程度。通过光学显微镜让学生用指针指出药用植物的细胞、组织或草酸钙晶体及石细胞等,考查学生对显微镜的操作熟练程度和植物解剖学的基础知识等。总之,以就业为导向,以能力为本位,强化药用植物学教学技能中的“练”,是职业教育中药用植物学教学的一项重要任务[1],只要我们行动起来,扎扎实实做好教学改革,必将实现职业教育的新跨越。
药用植物论文:天目山药用植物中国特有属的初步研究
【摘要】 对天目山特有属的物种组成、地理分布及药用价值等特点进行分析,并对天目山药用植物特有属形成的原因及其在区系研究中的地位进行了讨论。
【关键词】 药用植物;天目山;药物资源;药材分布
当植物分布范围有一定限制时,表现为特有现象,即某一地区特有属或种的分布。特有现象的程度因其历史和自然条件等方面的不同而有着较大的差异。特有现象的研究,对于探讨某一地区植物区系的组成、性质和特点,了解其植物类群的起源、演化发展及亲缘关系都有十分重要的意义[13]。天目山植物资源丰富,据本底调查,已知的高等植物有2160种,脊椎动物341种,昆虫4000多种[4]。区内特有成分复杂,在药用植物区系中,分布中国特有属14属[5]。本文就天目山自然保护区药用植物中国特有属以及特有种的地理分布、药用价值及特点进行分析,以期进一步探讨天目山自然保护区药用植物区系的特点。
1 自然概况
1.1 地理位置
西天目山位于浙皖两省交界,约N30°18′30″~30°24′55″,E191°23′47″~191°28′27″,面积4284hm2。地处东海之滨,浙江省西北部临安市境内,距杭州市94km,主峰仙人顶,海拔1506m,为浙江西北部主要高峰之一。
1.2 地形地貌
天目山脉为从西北向东南走向,地形变化复杂,地表结构以中山-深谷、丘陵-宽谷及小型山间盆地为特色。有多个1000m以上的山峰,河谷深至700~1000m,峭壁突起、怪石林立、峡谷众多。
1.3 气温
天目山自山麓禅源寺至仙人顶,年平均气温14.8~8.8℃,7月平均气温28.1~19.9℃,1月平均气温3.4~2.6℃,极端较高气温38.2~29.1℃,极端低气温-13.1~20.2℃。年降水量1390~1870mm,年平均相对湿度76~81%。
1.4 土壤
天目山土壤可分为红壤(600~800m以下)、黄壤(800~1200m)、棕黄壤(1200~1500m)以及红色、黑色、幼年石灰土6个土类。良好的森林植被产生了深厚的腐殖质层,有机质含量高,土壤肥沃。
这些独特的自然条件,孕育着丰富的植被类型,有地带性植被中亚热带常绿阔叶林,有中亚热带向北亚热带过度的常绿、落叶阔叶混交林和落叶阔叶林,山顶有落叶矮林,还有柳杉、金钱松等特色植被,也为众多药用植物的生存繁衍创造了良好的自然条件。据初步研究调查,共有野生药用种子植物1107种(包括种下分类单位),隶属于130科571属,约占浙江省药用植物154科的84.4%,770属的74.2%和1630余种的67.9%,说明本区在浙江药用植物区系中具有重要地位[56]。
2 中国特有属的物种组成
在天目山药用植物区系中,中国特有属14属,隶属于14科,其中裸子植物2科,双子叶植物10科,单子叶植物2科。银杏科Ginkgoaceae、杜仲科Eucommiaceae为中国特有科。这些特有属中单型属居多,有银杏属等11属,占天目山药用植物特有属中的79%;含2~5种的少型属有蜡梅属和盾果草属2属;5种以上的多型属只有八角莲属1属。多数单种属或少种为原始或古老的残遗属[57]。这是本区药用植物特有属的一个显着特点,也说明本区植物区系的古老性。特有属药用植物生活型的多样性反应了这些物种与环境之间的关系。在14个属中,主要为多年生草本和落叶乔木。其中,多年生草本和落叶乔木各5属,分别占36%;落叶灌木3属;1年生草本仅1属。物种组成和生活型如表1所示。表1 天目山自然保护区药用植物特有属的物种组成及生活型统计(略)
3 药用植物中国特有属分析
3.1 天目山药用植物中国特有属的地理分布特点
按照地势的不同,我国山地可分为低山(500~1000m)、中山(1000~3500m)、高山(3500~5000m)[8]。从表2可以看出,本区的中国特有属植物主要分布在中山,有10属,占总属数的72%,其次是分布在低山,有4属,占总属数的28%,未有高山分布。这说明中国特有属的垂直分布是集中在一定的海拔区域,高海拔区域的自然条件恶劣,特有成分的生长也会受到抑制[1]。同时木本特有植物生长的上限海拔高度没有草本特有植物高,究其原因,可能与低海拔区域的水热条件优越有一定的关系。总的来说,具有适当隔离、水热条件较好的海拔区域是特有属分布集中的区域[2]。
3.2 与邻近地区的相关性
根据郑朝宪[9]的研究发现,西天目山与黄山构成了中国特有属的八大分布多度中心之一,由此可见浙江西天目山在研究中国种子植物特有属的地位及其重要性。从表2来看,天目山与邻近省区的关系联系的密切程度(共有属)依次是:安徽>江西>湖北>江苏>福建>湖南>河南>广东>山东。也就是说,本区与江西和安徽的联系最密切,特有属的相似性系数较高,其次是湖北和江苏,它们都属于我国亚热带地区,而与广东和山东的相似性系数低。表2 天目山自然保护区分布的中国药用植物特有属(略)
3.3 中国特有属的分布区类型
根据吴征镒教授的属地理成分划分标准[10],西天目山药用植物571属可归属于15种分布区类型,主要以温带、亚热带区系成分特征显着[5]。而按照李锡文[11]关于中国种子植物科的分布区类型的划分系统,本区中国特有属14属,其所在科的区系类型如表3所示,其中,北温带分布共6科,占总科数42.9%,其次是泛热带分布有3科,占21.4%。以上统计结果表明,天目山药用植物北温带性质明显,热带性质也有相当的优势,体现出本区区系的热带性质到温带的过渡性特点,但它不是各种性质的区系成分的简单“混合体”,而是与区系的原生性质密切相关。表3 天目山自然保护区药用植物特有属所归科的区系分布(略)
3.4 起源古老,新老特有属并存
在系统发生上,古特有属多。裸子植物中有二迭纪的银杏属、第三纪建立的金钱松属;被子植物中的血水草属、杜仲属、八角莲属、牛鼻栓属、香果树属和青钱柳属等6属均为第三纪古热带植物的孑遗或更古老的成分;而盾果草属、独花兰属等都是第三纪后发生的特有属,从而形成了新老特有属并存的格局。这说明天目山自然保护区的古老性,也反映了其复杂的环境条件对一些新特有属的发生分布具有一定的作用。
3.5 特有属的药用价值分类
天目山药用植物特有属的药用价值如表4所示,其中清热解表类药有4种;补益安神类有3种;祛风除湿类和理气活血类药各2种,还有驱虫杀虫类、祛寒类和祛痰类各1种。从目前的各项研究也表明了它们在化学成分和药理活性物质方面的多样性。银杏叶中黄酮类化合物抗心血管病作用;杜仲树皮含环烯迷萜类化合物等;八角莲属大多数种含鬼臼毒素及其衍生物,可抑制癌细胞增殖[3]。易醒[12]等从胡桃科青钱柳的叶中已分离出20种单体化合物。其主要甜
味成分为三萜皂苷,有降压、降血脂、降血糖作用,并能增强机体免疫力,抗衰老等。随着这些植物的化学和药理作用的深入研究,相信陆续有更多的发现。表4 天目山药用植物特有属的药用价值(略)
3.6 珍稀濒危植物物种丰富,还有不少天目山特有的药用植物
天目山植物中,列入1999年国务院批准公布的《国家重点保护野生植物名录(及时批)》的国家重点保护野生植物有17种,其中一级保护的3种,二级保护的14种[13]。此外,被列入1991国家环保局与中科院植物所合着的《中国植物红皮书》的珍稀濒危植物有18种(不计与上重复的种类)[14]。据不统计,这些珍稀濒危植物中,为常用的药用植物至少不下14种。此外,本区尚有24种天目山特有种,其中具有药用价值有8种,分别是:天目金粟兰Chloranthus tienmushanensis、天目山兰Peristrophe tianmuensis、天目蝎子草Girardinia chingiana、天目槭Acer sinopuppurasens 、天目蓟Cirsium tianmushanicum、天目贝母Fritillaria monantha、天目续断Dipsacus tianmuensis和天目凤仙花Impatiens tienmushanica),可见天目山自然保护区是一个珍贵的基因宝库。
4 结论
天目山部级自然保护区分布中国特有属14属,隶属于14科,其中木本属8属,草本属6属,集中分布中山和低山。这些特有属中单型属居多,有11属,占天目山药用植物特有属中的79%。从天目山与邻近省区特有属的相似系数来看,本区与江西和安徽的联系最密切,它们都属于我国亚热带地区。从特有属所在科的区系类型分析,天目山药用植物北温带性质明显,热带性质也有相当的优势,体现出本区区系的热带性质到温带的过渡性特点。它们起源古老,新老特有属并存,其药用价值主要有清热解表类药和补益安神类。此外,天目山还有国家重点保护的珍稀濒危植物植物52种,另有24种天目山特有种,其中具有药用价值有8种,可见天目山自然保护区是一个珍贵的药用植物宝库。
药用植物论文:药用植物代谢组学的研究进展
【摘要】 从技术步骤、分析方法以及实际应用三个方面对当前药用植物代谢组学研究领域的一些理论问题和实践中面临的挑战进行综述。
【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,Fukusaki E[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。Maharjan RP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(GCMS)和毛细管电泳质谱(CEMS)联用都是分析亲水小分子的重要技术。Fiehn O等[6]使用GCMS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,GCMS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,Blau K[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。Han DK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。Zhang R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34 s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。Tomita M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。
Tanaka N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,Tolstikov V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。Tanaka N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,Bamba T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,Halket JM等[16]发明了一种适用于GCMS的反褶积系统,对共洗脱的代谢产物进行分离与识别。Aharoni A等[17]使用傅立叶变换离子回旋共振质谱(FTICRMS)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(FTNMR)、傅立叶红外光谱(FTIR)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,FTNMR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,Griffin J L [19]发现将统计模式识别与FTNMR相结合可以对代谢物进行分析。除FTNMR之外,FTIR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。Jonsson P等 [22]报道了一种关于GCMS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,作出更为的估量与评价。PCA数据矩阵通常来自于GCMS,LCMS 或CEMS,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,定义与较大特征值方向一致的特征向量为及时主成分,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(Nearest Neighbor)、最长距离法(Furthest Neighbor)、类间平均链锁法(Betweengroups Linkage)或类内平均链锁法(Withingroups Linkage)四种方法计算类与类之间的距离。该方法虽然,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(BLSOM),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(BLSOM)。由于BLSOM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、保障药材质量、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100 mg/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。
药用植物论文:药用植物学人才培养机制
进一步拓展学生;平时作业和调查报告的内容与形式,如举例说明你对药用植物中药食同源现象的认识与理解,浅谈药用植物与人类生活、健康等的密切关系;利用所学习过的药用植物学形态解剖学、分类学基本知识和概念,进行四川大学江安校区校园药用植物调查等。将大量在科研中和野外实拍的药用植物彩色照片、解剖图片、显微照片等教改、科研成果运用于教学实践,并用于生动、形象的多媒体课件的制作,极大丰富课堂教学内容和手段。在课堂教学中教师有选择地补充讲一些有关药用植物学的新知识和近期研究进展,使学生掌握本学科前沿领域的发展动向。积极组织开展探究式-小班化教学研讨会,与其他教师充分交流探究式-小班化教学改革的经验与成果,涉及改革举措、进展情况、取得成效、资金使用及管理情况、建设中存在的主要问题和进一步推进项目建设的建议等内容。通过探究式-小班化课堂教学改革与实践,使学生掌握药用植物形态解剖学的基本知识和技能,能运用植物分类学的原理和规律,识别和鉴定药用植物种类,熟悉常见药用植物的功效与临床应用,了解药用植物学的近期研究成果和进展,为学生以后研究植物药的基源,调查药用植物资源,优化中药的品种与品质,保障用药安全、有效提供必要的基础知识和技能。
一、精品实验项目的建设与实践,培养学生的实践能力和创新能力
西南地区是我国药用植物多样性最为丰富的地区[2],充分利用我国西南地区,尤其四川药用植物物种丰富的优势和华西药用植物园丰富多样的药用植物种类,将药用植物学实验教学、实验教材内容与西南地区药用植物资源特色相结合,在学院成立523中心实验室的基础上编写实验教材《现代药学实验教程》,制定药用植物学实验教学大纲,建设符合创新型人才培养的高等学校药用植物学精品实验项目。在传统的药用植物学验证性实验基础上,进行实验课程体系和内容微调,开设综合、设计性实验,整合、完善实验教学评价体系,制订精品实验项目教学方案、考核方法和评分标准,建设四川省特色药用植物的分类与鉴定精品实验项目,学生学习了药用植物形态解剖学知识后,在实验前查阅文献,如中国高等植物图鉴、中国植物志等分类学工具书,设计实验方案,撰写实验预习报告,明确对药用植物进行分类与鉴定的方法和意义,在实验中对四川省特色药用植物,如木本曼陀罗、打破碗花花、腺毛马蓝、夜香树、朱槿、金铃花、白背黄花稔、显脉香茶菜、龙牙花、蓝雪花、大丽菊、一串红、百合等进行仔细解剖观察,写出其花程式、药用植物形态特征的文字描述、植物基源、入药部位和功效等,再运用分科检索表进行查阅,写出其查科路线,并订出科名,学生再借助中国种子植物科属词典、药用植物学教材等工具书评价实验结果,比较不同科药用植物间的形态特征异同,并进行讨论和总结,撰写详细的实验报告。学生实验完成后交实验报告,教师按实验评分标准批阅,期末综合评定实验成绩。通过药用植物学精品实验项目的教学与实践,创立创新型人才培养中专业实验课程精品实验项目新模式,培养学生掌握药用植物学基本概念、药用植物的形态特征与鉴别依据、科的主要特征、药用植物花程式和文字描述的表达方法等,使学生掌握并具有较为熟练的药用植物学实验操作的基本技能和植物分类检索表的使用方法,培养学生独立识别、鉴定药用植物种类的综合应用能力。
二、课程考试改革项目的建设与实践,建立多样化的考核形式,加强课程教学过程考核与评价
以提高学生综合素质和创新能力为目标,紧密结合药学专业本科学生培养的特点,实施药用植物学课程考核方式改革,建立多样化的考核形式,构建药用植物学创新人才培养的课程过程考核和命题的科学有效方法,充分发挥学生的主体作用,加强课程教学过程考核与评价,制定详细的课程教学计划和课程过程考核实施方案,制定教学大纲、教学日历,把知识传授、教学考核、能力培养和素质提高贯穿于药用植物学教学的全过程,考试总成绩由课堂成绩和实践成绩组成,以课程教学过程考核与评价为主,其中课堂成绩占总成绩90%,实践成绩占总成绩10%。课堂成绩由平时成绩和期末成绩组成,其中教学过程考核的平时成绩由课前预习、平时作业、小测验、课堂讨论与讨论报告组成,平时成绩占课堂成绩的比例由原来的10%提高到60%;期末成绩占课堂成绩的40%。实践成绩由药用植物学野外实习与实习报告成绩组成,占总成绩10%。并根据药学专业和课程特点,实施考试命题改革,药用植物学期末考试命题紧密围绕药用植物学教材的重点与难点,加强对药用植物学课程知识点综合应用能力的考核,期末理论考试题型包括名词解释、单项选择题、多项选择题、是非判断题、问答题多种形式的题目,并与教材的重点与难点密切相关,尽量反映药用植物学教材中需要掌握的基本知识,使学生能够进一步加深对所学的基本理论和知识的理解,培养学生运用植物分类学的原理和规律,识别和鉴定药用植物的能力。
三、重视药用植物学实践教学,实施创新创业训练计划,开展国际课程周的实践教学,培养创新型人才
学校在每学年春季学期末专门开设实践和国际课程周,安排实践教学与训练、短期课程、学术前沿和创新创业系列讲座、创新创业项目和科研训练、学科竞赛培训课程、国内外短期访学交流等内容。目前,药用植物学课程的野外实习教学安排在实践和国际课程周进行,并以夹金山药用植物学野外实习之旅、 本科生参观药用植物园等内容进行报道,丰富了实践教学内容。另外,药用植物学课程教师每年均立项接收本科生参加大学生创新创业训练计划,创新创业训练计划项目包括大学生创新性实验计划、大学生科学探索实验计划、大学生科研训练计划等内容,教学与科研相结合,充分利用实践和国际课程周、暑期开展丰富多样的药用植物学创新创业训练计划项目,通过科研实践训练使学生掌握药用植物资源调查、种质资源收集与评价、药用植物鉴别等的基本方法和技能,进一步开拓学生视野,提升综合素质,使学生充分了解学科国内外研究和进展情况,以培养学生的创新精神和实践能力。
四、进行课程中心药用植物学课程网络的建设与实践,探索多渠道创新型人才培养模式
课程建设部分包括创建课程网站、网站栏目与内容管理等,网站栏目与内容主要包括课程介绍、教师介绍、教学队伍、课程描述、自我评价、教学管理、政策措施、药用植物图库、教学资料和互动栏目等。药用植物学课程的网络教学资源建设已具一定规模,相关的课程介绍、教师介绍、教学大纲、教学进度、教案、教学录像、习题、实验指导、参考文献、课程考试考核办法等上网开放,实现教学资源共享。用户管理部分包括网站学生管理、共建教师管理等,课程负责人可以邀请其他教师共同建设、维护课程网站。教学资源部分包括教学资料管理、课程习题库和试卷库等,教师在课程习题库建设的基础上可以建立课程的试卷库。师生互动部分包括学生作业、答疑等。因此,课程中心药用植物学课程网络的建设有利于进一步提升药用植物学精品课程网站的建设水平,课程负责人和共建教师维护、管理课程网站简便,网站界面友好,师生教与学互动显着,实现药用植物学品质课程教学资源共享。学生通过访问药用植物学课程网站,进行远程在线自学,其日渐丰富的课程信息资源可让学生获得亲临药用植物学课堂、药用植物园实习的良好效果,有助于探索多渠道创新型人才培养模式。
药用植物论文:药用植物楮头红化学成分初步分析
作者：朱庆银，何海斌，李清禄，，林 茹，蔡碧琼，谢勇平
【摘要】 目的 研究楮头红的化学成分。方法 用经典的中草药化学成分提取分离方法，借助系统预试验初步判断楮头红所含的化学成分，用苯酚-硫酸法测定其多糖总量，用原子吸收法测定部分营养元素含量。结果 楮头红含还原多糖平均为75g/kg，含Mg、Zn、Mn、Cu分别为205.446±6.00、50.279±2.25、319.294±12.00 、10.867±0.36mg/kg，含Ca、Fe、K分别为 13.501±0.24、1.268±0.56 和17.467±0.36g/kg，此外还含有游离苷类物质、黄酮类物质、酚类、鞣质等物质。结论 楮头红所含的生物活性成分与临床药效基本一致。
【关键词】 楮头红；化学成分；多糖；营养元素
治疗乙型肝炎目前尚无特效药，这是世界性问题。临床上主要以保肝护肝、凉血解毒或提高自身免疫力来提高对疾病的抵抗力，减少疾病造成的侵害。中草药及其制剂对该病有独特的疗效，这可能与药用植物多成分的协调和增效作用有关－如已有药理研究表明植物多糖可调节机体免疫功能，并在抗肝炎等方面有独特的生物活性，还能诱生干扰素和抗病毒的功能［1，2］；鞣质有抗菌抗炎抗过敏、抗脂质过氧化、抗肿瘤、抗人体免疫缺陷病毒（HIV）等作用［3］；黄酮类化合物生物活性广泛而温和，有保护肝脏和其他组织、器官和抗病毒、抗菌的作用，并有抑制癌和细胞毒素等多种作用［4］；皂苷有影响代谢、免疫和酶系统以及抗炎、抗菌、抗病毒、抗肿瘤等作用，大多数中药的皂苷具有明显的抗氧化作用［5，6］；植物中多种有机态营养微量元素［7］易于吸收，与人体免疫密切相关，对疾病恢复有辅助作用。楮头红(S.nepalensis Wall)，别名风柜斗草［8］。《中药大辞典》记载：其性凉、味酸、无毒；功用：清肺热，去肝炎［9］；《实用中草药》记载：其性平、味甘。功用：凉热解毒、凉血利水，主治急性肝炎，肺热咳嗽［10］。据有关临床使用报道：楮头红对急性肝炎(甲肝、乙肝急性期)疗效，对慢性肝炎及乙肝病毒携带者有效。在福建省民间广为使用，是一种极有价值的天然药用植物和中草药资源。对该植物的化学成分、药理活性、药效关系等的研究目前尚未见报道。为寻找活性物质，了解楮头红临床用药机制和指导科学用药，开展对楮头红化学成分的研究，对探讨楮头红临床用药机制，指导科学地合理用药具有重要意义，对进一步深入开发应用该天然药用植物也具有指导意义。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 仪器 电子天平（梅特勒-托利），旋转蒸发器（上海贝凯生化设备公司），恒温水浴锅（上海贝凯生化设备公司），恒温磁力搅拌机（江苏省金坛市荣化仪器公司），电热套（江苏省金坛市荣化仪器公司），DHG电热恒温干燥箱（天津津北真空仪器厂），电热板（宁波市宏达仪器公司），原子吸收分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司，TAS－990型）。
1.1.2 材料与试剂 楮头红（购自三明和漳州的天然药用植物，经福建中医研究院鉴定）；无水乙醇、95%乙醇、丙酮、正丁醇、三氯化铁、α-萘酚、3，5-二硝基苯甲酸、硝酸银、冰乙酸、活性炭、苯酚、葡萄糖等均为分析纯。
1.2 方法
1.2.1 楮头红化学成分系统预试
1.2.1.1 化学成分提取 取50g楮头红干药末，加石油醚回流提取（1.5h）3次，过滤，合并滤液浓缩后（下同）得石油醚提取部位105ml；滤渣加乙醚回流提取（1.5h）3次，过滤，合并滤液得乙醚提取部位110ml；所得滤渣继续加乙酸乙酯回流提取（1.5h）3次，过滤，合并滤液得乙酸乙酯提取部位116ml；所得滤渣再加乙醇回流提取（1.5h）3次，过滤，合并滤液得乙醇提取部位110ml；在滤渣中加蒸馏水回流提取（1.5h）3次，过滤，合并滤液得馏水提取部位168ml。临用时根据需要将各部位提取液稀释或浓缩。
1.2.1.2 化学成分系统预试 各提取部位的化学成分系统预试验采用化学特征反应定性和纸层析定性试验［11～13］。
1.2.2 多糖提取与含量测定
1.2.2.1 多糖提取与初步精制 取“1.2.1.1”馏水提取部位上清液用酶法去除淀粉，按18u/g加液化酶到上清液中，在pH为6，85℃水浴条件下处理1.5h，用I2/KI溶液检验直到碘液不变色，接着按200u/g加糖化酶，pH调至6，水浴温度60℃处理1h。去淀粉后，接着用sevag法除去蛋白质，然后加3倍体积95%乙醇溶液，静置1 h后，沉淀抽滤，干燥即得精制多糖。
1.2.2.2 多糖含量测定［14］ 用葡萄糖为对照品，用“1.2.2.1”所得精制多糖为供试样品，含量测定采用硫酸-苯酚法。
1.2.3 元素测定
1.2.3.1 楮头红中钙、镁、铁、锰、锌、铜测定［15］ 称取烘干磨碎的楮头红样品2.000g于瓷坩埚中，在电热板上缓缓加热炭化至不再冒烟，移入高温电炉，逐渐升温到500°C灰化2h。待冷却后滴加硝酸（1：1）润湿灰分，蒸发至干后，置于高温电炉中继续灰化，用2ml HCL（1：1）溶解灰分，移入25ml容量瓶中，加水定容。在火焰原子吸收分光光度计上采用标准工作曲线法，分别于285.20nm、422.70nm、248.3nm、279.5 nm、213.8 nm、324.7 nm波长处测定标准液和样液中Mg、Ca、Fe、Mn、Zn和Cu的吸收值，计算即得。1.2.3.2楮头红中钾的含量测定 取干燥的楮头红粉末1.0g于1mol/L盐酸溶液中浸提，吸取浸提的待测液5.00ml于25ml容量瓶中，用水定容。在火焰光度计上采用标准工作曲线法［16］，于766.8nm处相同条件测定，计算即得。
2 结果与分析
2.1 楮头红化学成分 化学成分系统预试和纸层析法试验结果如表1、2。楮头红中主要活性化学成分有多糖、游离苷类物质、黄酮类物质、皂苷、有机酸、酚类、鞣质等物质。
表1 楮头红化学成分试管预试法鉴定结果
表2 楮头红化学成分圆形油纸层析法鉴定结果
2.2 多糖含量 经多次提取测定，楮头红中多糖的平均含量为75.0g/kg。
2.3 元素测定 各元素测定结果如表3所示。
表3 几种元素测定结果 （n=5）
3 讨论
试验表明，楮头红中含有游离苷类物质、黄酮类物质、酚类、鞣质类等物质，含量较高的多糖和较丰富的人体所必需的营养元素，这些成分有的可调节机体免疫功能；有的可诱生干扰素和抗病毒作用；有的可抗菌抗炎；有的可抗脂质过氧化、抗肿瘤、抗人体免疫缺陷病毒（HIV）；而有的可抑制癌细胞和细胞毒素、保护肝脏等多种作用，这与楮头红的临床药效基本一致。但是要掌握楮头红的临床用药机制以及药效与各类物质结构之间的关系，有待于进一步对楮头红的各化学成分进行分离、分子结构鉴定和临床药理试验等研究。
药用植物论文:药用植物楮头红化学成分初步分析
作者：朱庆银，何海斌，李清禄，，林 茹，蔡碧琼，谢勇平
【摘要】 目的 研究楮头红的化学成分。方法 用经典的中草药化学成分提取分离方法，借助系统预试验初步判断楮头红所含的化学成分，用苯酚-硫酸法测定其多糖总量，用原子吸收法测定部分营养元素含量。结果 楮头红含还原多糖平均为75g/kg，含Mg、Zn、Mn、Cu分别为205.446±6.00、50.279±2.25、319.294±12.00 、10.867±0.36mg/kg，含Ca、Fe、K分别为 13.501±0.24、1.268±0.56 和17.467±0.36g/kg，此外还含有游离苷类物质、黄酮类物质、酚类、鞣质等物质。结论 楮头红所含的生物活性成分与临床药效基本一致。
【关键词】 楮头红；化学成分；多糖；营养元素
治疗乙型肝炎目前尚无特效药，这是世界性问题。临床上主要以保肝护肝、凉血解毒或提高自身免疫力来提高对疾病的抵抗力，减少疾病造成的侵害。中草药及其制剂对该病有独特的疗效，这可能与药用植物多成分的协调和增效作用有关－如已有药理研究表明植物多糖可调节机体免疫功能，并在抗肝炎等方面有独特的生物活性，还能诱生干扰素和抗病毒的功能［1，2］；鞣质有抗菌抗炎抗过敏、抗脂质过氧化、抗肿瘤、抗人体免疫缺陷病毒（HIV）等作用［3］；黄酮类化合物生物活性广泛而温和，有保护肝脏和其他组织、器官和抗病毒、抗菌的作用，并有抑制癌和细胞毒素等多种作用［4］；皂苷有影响代谢、免疫和酶系统以及抗炎、抗菌、抗病毒、抗肿瘤等作用，大多数中药的皂苷具有明显的抗氧化作用［5，6］；植物中多种有机态营养微量元素［7］易于吸收，与人体免疫密切相关，对疾病恢复有辅助作用。楮头红(S.nepalensis Wall)，别名风柜斗草［8］。《中药大辞典》记载：其性凉、味酸、无毒；功用：清肺热，去肝炎［9］；《实用中草药》记载：其性平、味甘。功用：凉热解毒、凉血利水，主治急性肝炎，肺热咳嗽［10］。据有关临床使用报道：楮头红对急性肝炎(甲肝、乙肝急性期)疗效，对慢性肝炎及乙肝病毒携带者有效。在福建省民间广为使用，是一种极有价值的天然药用植物和中草药资源。对该植物的化学成分、药理活性、药效关系等的研究目前尚未见报道。为寻找活性物质，了解楮头红临床用药机制和指导科学用药，开展对楮头红化学成分的研究，对探讨楮头红临床用药机制，指导科学地合理用药具有重要意义，对进一步深入开发应用该天然药用植物也具有指导意义。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 仪器 电子天平（梅特勒-托利），旋转蒸发器（上海贝凯生化设备公司），恒温水浴锅（上海贝凯生化设备公司），恒温磁力搅拌机（江苏省金坛市荣化仪器公司），电热套（江苏省金坛市荣化仪器公司），DHG电热恒温干燥箱（天津津北真空仪器厂），电热板（宁波市宏达仪器公司），原子吸收分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司，TAS－990型）。
1.1.2 材料与试剂 楮头红（购自三明和漳州的天然药用植物，经福建中医研究院鉴定）；无水乙醇、95%乙醇、丙酮、正丁醇、三氯化铁、α-萘酚、3，5-二硝基苯甲酸、硝酸银、冰乙酸、活性炭、苯酚、葡萄糖等均为分析纯。
1.2 方法
1.2.1 楮头红化学成分系统预试
1.2.1.1 化学成分提取 取50g楮头红干药末，加石油醚回流提取（1.5h）3次，过滤，合并滤液浓缩后（下同）得石油醚提取部位105ml；滤渣加乙醚回流提取（1.5h）3次，过滤，合并滤液得乙醚提取部位110ml；所得滤渣继续加乙酸乙酯回流提取（1.5h）3次，过滤，合并滤液得乙酸乙酯提取部位116ml；所得滤渣再加乙醇回流提取（1.5h）3次，过滤，合并滤液得乙醇提取部位110ml；在滤渣中加蒸馏水回流提取（1.5h）3次，过滤，合并滤液得馏水提取部位168ml。临用时根据需要将各部位提取液稀释或浓缩。
1.2.1.2 化学成分系统预试 各提取部位的化学成分系统预试验采用化学特征反应定性和纸层析定性试验［11～13］。
1.2.2 多糖提取与含量测定
1.2.2.1 多糖提取与初步精制 取“1.2.1.1”馏水提取部位上清液用酶法去除淀粉，按18u/g加液化酶到上清液中，在pH为6，85℃水浴条件下处理1.5h，用I2/KI溶液检验直到碘液不变色，接着按200u/g加糖化酶，pH调至6，水浴温度60℃处理1h。去淀粉后，接着用sevag法除去蛋白质，然后加3倍体积95%乙醇溶液，静置1 h后，沉淀抽滤，干燥即得精制多糖。
1.2.2.2 多糖含量测定［14］ 用葡萄糖为对照品，用“1.2.2.1”所得精制多糖为供试样品，含量测定采用硫酸-苯酚法。
1.2.3 元素测定
1.2.3.1 楮头红中钙、镁、铁、锰、锌、铜测定［15］ 称取烘干磨碎的楮头红样品2.000g于瓷坩埚中，在电热板上缓缓加热炭化至不再冒烟，移入高温电炉，逐渐升温到500°C灰化2h。待冷却后滴加硝酸（1：1）润湿灰分，蒸发至干后，置于高温电炉中继续灰化，用2ml HCL（1：1）溶解灰分，移入25ml容量瓶中，加水定容。在火焰原子吸收分光光度计上采用标准工作曲线法，分别于285.20nm、422.70nm、248.3nm、279.5 nm、213.8 nm、324.7 nm波长处测定标准液和样液中Mg、Ca、Fe、Mn、Zn和Cu的吸收值，计算即得。1.2.3.2楮头红中钾的含量测定 取干燥的楮头红粉末1.0g于1mol/L盐酸溶液中浸提，吸取浸提的待测液5.00ml于25ml容量瓶中，用水定容。在火焰光度计上采用标准工作曲线法［16］，于766.8nm处相同条件测定，计算即得。
2 结果与分析
2.1 楮头红化学成分 化学成分系统预试和纸层析法试验结果如表1、2。楮头红中主要活性化学成分有多糖、游离苷类物质、黄酮类物质、皂苷、有机酸、酚类、鞣质等物质。
表1 楮头红化学成分试管预试法鉴定结果
表2 楮头红化学成分圆形油纸层析法鉴定结果
2.2 多糖含量 经多次提取测定，楮头红中多糖的平均含量为75.0g/kg。
2.3 元素测定 各元素测定结果如表3所示。
表3 几种元素测定结果 （n=5）
3 讨论
试验表明，楮头红中含有游离苷类物质、黄酮类物质、酚类、鞣质类等物质，含量较高的多糖和较丰富的人体所必需的营养元素，这些成分有的可调节机体免疫功能；有的可诱生干扰素和抗病毒作用；有的可抗菌抗炎；有的可抗脂质过氧化、抗肿瘤、抗人体免疫缺陷病毒（HIV）；而有的可抑制癌细胞和细胞毒素、保护肝脏等多种作用，这与楮头红的临床药效基本一致。但是要掌握楮头红的临床用药机制以及药效与各类物质结构之间的关系，有待于进一步对楮头红的各化学成分进行分离、分子结构鉴定和临床药理试验等研究。
药用植物论文:中药学药用植物学课程改革探索
摘要：为适应现阶段高职教育要求，培养学生的创新精神，提高学生社会实践能力，本文介绍了药用植物学课程改革围绕“四改”进行的探索，分别是改教学内容、改教学方法、改教学手段、改考核评价机制。结果是学生在学习主动性、动手能力、创新能力、团队合作能力等方面都得到提升，取得较好的教学效果。
关键词：药用植物学；课程改革；高职高职
中药学专业的药用植物学是一门重要的专业基础课，它与后续的专业课如中药学、中药鉴定学、中药炮制学等课程衔接紧密。该课程是一门理论与实践紧密结合的课程，但实际情况却是以理论教学为主，这种情况已不能适应现阶段高职教育的要求。《国务院关于加快发展现代职业教育的决定》要求“深化职业教育教学改革，提高人才培养质量”，要求“职业教育与生产劳动、社会实践相结合，突出做中学、做中教，强化教育教学实践性和职业性，促进学以致用、用以促学、学用相长”。以此为宗旨，笔者学院对药用植物学进行了较为、深入的课程改革探索，课改主要围绕以下“四改”分别展开，主要包括：改教学内容，改教学方法，改教学手段，改考核评价机制。
一、改教学内容
结合企业岗位要求，同时结合目前高职学生“以碎片化学习”为主的学习特点，打破药用植物学原有的系统教学内容，改为“碎片化教学”。即将原有的系统课程体系“打碎”成“四大碎片”，每一个碎片形成一个完整的项目，最终将整个课程分为以下四个项目：药用植物形态认知项目、药用植物显微认知项目、药用植物显微技能实训项目、药用植物基源鉴别实训项目。理论和实训的课时数比例为1∶1.5。理论内容适当精简，实训课程结合企业岗位要求，重点培养学生的动手能力、职业道德与责任心。
二、改教学方法
课程改革的核心任务是转变学生学习方式，这样培养出来的学生更具有创新精神与实践能力。要改变学生的学习方式，首先要从改变教师的教学方法开始。改变传统以讲授为主的教学方法，代之以较为先进、更适合学生学习特点和专业培养目标的教学方法，如翻转课堂教学法、情景教学法、案例教学等。如在药用植物形态认知项目教学中，讲到根与根茎如何区别时，教师可采用设定情景及理实一体化教学方法，拿出何首乌、大黄、白芷、天麻、生姜等原药材让学生去探究并解决问题，教师进行难点解答。教师从传统的主讲角色转变成主导角色，学生由原来的被动听课角色变为主动学习角色。这样，在教师新教学方法的引导下，学生的学习方式由被动变主动，创新精神与实践能力均逐渐提升。
三、改教学手段
传统的一支粉笔加黑板的教学手段早已不能满足现代高职学生对课堂的需求，简单的PPT也对学生失去了吸引力，现代的学生在课上或课下需要更多的视觉冲击和互动。因此各种教学媒介应运而生，有基于QQ平台的腾讯课堂，有基于微信平台的雨课堂以及各种APP软件。教师要做的就是不断学习新的教学媒介，给学生呈现更具吸引力、更有效果的教学手段。
四、改考核评价机制
教学方法、教学手段发生变化，考核评价机制必然要随之改变。考核评价机制的改变包括以下三方面内容。首先，改变考核时间。可以随堂测试，利用蓝墨云班课等APP软件，教师每堂课都可以进行测试；同时结合每个项目进行单元测试和期末综合测试。其次，改变考核方式。可有传统笔试，也可进行移动终端测试及现场面对面考核，可以采用学生自评、组内评价、教师评价相结合的评价考核机制。再次，改变考核内容。有传统理论考核，也有操作技能考核、实训结果考核、创新能力考核、职业素养考核等。例如，可以对学生进行“常用药用植物识别”考核，可以对学生徒手切片的技能进行考核，也可以对学生进行药用植物腊叶标本制作成果、浸制标本制作成果的考核，还可以对学生进行植物标本创意贴画考核等。通过改变考核评价机制，学生的动手能力、岗位操作能力、创新能力都不同程度得到提升。
五、小结
通过以上“四改”的不断推进，教学效果明显增强，学生在以下几方面发生改变：学习主动性、动手能力和专业实践能力都得到提升，创新能力得到锻炼和提高，团队合作能力也得到提升。
作者：王慧芳
药用植物论文:药用植物代谢组学研究论文
【摘要】从技术步骤、分析方法以及实际应用三个方面对当前药用植物代谢组学研究领域的一些理论问题和实践中面临的挑战进行综述。
【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(GCMS)和毛细管电泳质谱(CEMS)联用都是分析亲水小分子的重要技术。FiehnO等[6]使用GCMS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,GCMS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GCMS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(FTICRMS)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(FTNMR)、傅立叶红外光谱(FTIR)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,FTNMR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FTNMR相结合可以对代谢物进行分析。除FTNMR之外,FTIR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GCMS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,作出更为的估量与评价。PCA数据矩阵通常来自于GCMS,LCMS或CEMS,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,定义与较大特征值方向一致的特征向量为及时主成分,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(BetweengroupsLinkage)或类内平均链锁法(WithingroupsLinkage)四种方法计算类与类之间的距离。该方法虽然,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(BLSOM),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(BLSOM)。由于BLSOM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、保障药材质量、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。
药用植物论文:药用植物来源分析论文
1药用植物新药研发的重要性
最近几年，尽管已有一部分制药企业将研究重心转移到了组合化学、分子建模等新技术的应用研究等方面，但药用植物仍然是作为新药及其先导化合物的重要来源。目前，世界上销量好的药物中有大约1/4是来源于天然产物，值得一提的是，其中有4个药用植物来源的新药刚刚进入美国市场：蒿乙醚（Arteether，商品名Artemotil），为合成的青蒿素衍生物（Artemisinin），最初分离自我国传统草药黄花篙Artemisiaannua，作为抗疟疾药物使用；雪花莲胺碱（Galantamine，商品名Reminyl）来源于石蒜科雪花莲属的Galanthusworonowii，用于治疗阿尔茨海默病，它对乙酰胆碱酯酶（AChE）具有抑制作用，并通过结合和调节烟碱乙酰胆碱受体而减缓神经细胞的衰退过程［3］；尼替西农（Nitisinone，商品名Orfadin），用于治疗酪氨酸血症（Tyrosinaemia），它是将天然除草剂硝磺酮（Mesotrione）进行结构修饰得到的，最初分离于桃金娘科的红千层Callistemoncitrinus；噻托（Tiotropium，商品名Spiriva），是一种由颠茄Atropabelladonna中提取的异丙基阿托品衍生物（Ipratropium），它作为吸入性抗副交感神经支气管扩张剂，用于治疗慢性阻塞性肺病（Chronicobstructivepulmonarydisease，COPD）［4］。
随着人类基因组测序计划的完成，很多与疾病相关的重要靶位点被发现，高通量筛选分析技术能够直接以这些靶位点为目标对化合物进行活性分析，利用该技术对那些已经分离出来的活性成分重新进行研究，又有很多新的发现，这方面的例子有：靛玉红（Indirubin）对细胞周期蛋白依赖的激酶具有抑制作用［5］，葫芦素（CucurbitacinI）可以专一性地抑制STAT3激活的肿瘤细胞JAK/STAT3信号途径［6］，以及白桦脂酸（Betulinicacid）通过激活p38而抑制黑素瘤细胞的增殖［7］。
天然产物的生物活性与其普遍具有的结构特征（如手性中心、芳香环、杂环和不饱和性等）具有密切的关联，该特点使得植物来源的新药在作为药物使用的同时，还可以作为先导物进行结构优化，这也对人工合成技术提出了挑战，另外，利用组合化学技术建立天然产物结构数据库，也能使可供利用的化合物结构成倍增加［8］。
2抗癌药物研发
据估计，从1990年至今，癌症的发生率和死亡率增加了约25％，当前全世界的癌症病例已经超过1200万，癌症已成为仅次于心血管病的第二大死亡原因，其中最致命的4种癌症分别为肺癌、胃癌、肝癌和直肠癌［9］。目前，有40％的抗癌药物来源于天然产物，其中植物来源的药物在治疗癌症方面发挥了重要的作用。临床上使用的植物源抗癌药可分为4类：长春花碱、鬼臼毒素（Epipodophyllo）、紫杉烷类（Taxanes）和喜树碱（Camptothecins）。
分离于长春花Catharanthusroseus的长春碱（Vinblastine）和长春新碱（Vincristine）已经临床使用了近40年，其作用机理是通过特异地结合微管蛋白并使之解聚而阻断有丝分裂［10］；鬼臼毒素分离于盾叶鬼臼Podophyllumpeltatum，也可结合微管蛋白，在细胞循环的GII期通过可逆抑制DNA拓扑异构酶II使得DNA双链断裂，由于毒性太高，研究人员对其进行结构修饰获得了目前临床上使用的足叶乙苷（Etoposide）［11］；包括紫杉醇（Paclitaxel）及其衍生物在内的紫杉烷类化合物也可与微管蛋白结合，但是并不干扰其组装或使之解聚，其中紫杉醇最初分离于短叶紫杉Taxusbrevifolia，早在20世纪90年代就已经获得了美国FDA的批准［12］；喜树碱分离于喜树科植物喜树Camptothecaacuminata，最初由于具有抑制骨髓细胞的严重副作用而被放弃，但在发现其具有抑制拓扑异构酶I的活性之后，又重新引起了研究人员的注意，它可以使DNA发生裂解并重新组装［13］。在2002年，仅紫杉烷和喜树碱两种新药就占据了全球将近1/3的抗癌药物市场，总价值超过27.5亿美金。
截至2003年，美国国立癌症研究院（NCI）已经对5886种植物（分别代表2582个种，1358属和288科）进行了样品采集、分类整理和活性成分的初步研究，其中多数来源于物种遗传多样性较高的热带雨林地区，在该筛选过程中由于采用了中空纤维分析技术（Hollowfiberassay）而使得筛选效率显著提高。经过多年努力，许多不同结构的生物活性成分被分离出来，如香豆素类化合物（Coumarins）、葫芦素（Cucurbitacins）、黄酮类化合物、环烯醚单萜（Iridoids）、木脂素类（Lignans）、柠檬苦素类（Limonoids）、萘醌类（Naphthoquinones）和萜类化合物等。其中有许多正在进行进一步的研究，如白桦脂酸和Silvestrol，后者分离于印度尼西亚楝科植物高氏马兜铃Aristolochiafoveolata的果实，它对肺癌（Lu1,ED50＝1.2nM）、前列腺癌（LNCaP,ED50＝1.5nM）和乳腺癌（MCF-7,ED50＝1.5nM）细胞均具有抑制作用［14］。
3癌症化疗药物的研发
针对癌症发生和形成的不同阶段有许多不同的治疗策略，例如清除自由基、分解致癌物、抑制癌细胞增殖、诱导细胞凋亡、增强免疫力、调节基因表达和抑制新生血管的生成等。草药和可食用植物等诸多植物来源的产品长期以来就为人们所广泛使用，因此被开发用于癌症化疗用途在安全性上是很有保障的，其中有很多正在进行临床试验，包括姜黄色素（Curcumin，结肠癌I期临床)、三羟基异黄酮（Genistein，乳腺癌I期)、大豆异黄酮(前列腺癌II期)、吲哚基-3-甲醇(乳腺癌I期)、芥子醇（Perillylalcohol，乳腺癌I期)、维他命A酸衍生物（Retinoicacid，I期)、苯乙基异硫氰酸盐(肺癌I期)和白藜芦醇（Resveratrol，I期）［15］。其它代表性的化合物还有异甘草苷元（IxocarpalactoneA）和异甘草素（Isoliquiritigenin），前者分离于可食用植物茄科的Physalisphiladelphica，其叶、茎部位的提取物可提高奎宁还原酶的活性，已知该酶与人体中化学致癌物的代谢有关，后者分离于原产秘鲁的香二翘豆（Dipteryxodorata，又称黑香豆，英文名Tonkabean）的种子［16］。此外，还有4个从构树Broussonetiapapyrifera中分离获得的黄酮类化合物，它们均为强效的芳香化酶抑制剂,可通过抑制绝经后妇女体内芳香化酶的活性而降低乳腺癌的复发率［17］。
在研究植物来源的癌症化疗药物的过程中，又有许多与药物化疗作用有关的新靶点相继发现，如抗突变、抗氧化、诱导HL-60细胞分化、雌激素受体拮抗作用和酶活性的抑制（如蛋白激酶C和鸟氨酸脱羧酶）等。与此同时，一些具有应用价值的试验方法也逐渐建立起来，例如鼠乳房器官培养（Mousemammaryorganculture，MMOC）用于体外鉴定化合物对二羟甲基丁酸（DMBA）所致机能障碍的抑制作用。
4机遇与挑战
尽管药用植物来源的新药研发已取得了显著的成功，但在当前仍面临诸多挑战。在新药研发的过程中，先导物的鉴定、优化、开发和临床试验都要消耗相当长的时间。据估计，药物开发的周期平均为10年以上，总共需花去超过8亿美金，其中大部分成本都消耗在筛选过程中大量淘汰的先导物上，平均5000个先导物中只有1个成功通过临床试验。提高进入开发期药物的质量和数量，是新药研发人员目前面临的一大难题。由于药用植物新药研发与其它类型的药物研发相比更加复杂和漫长，目前许多制药公司都在降低其在天然产物研发方面投资的比重，并将资金转移到了疾病的诊断和预防等其它方面［18］。
为了加速药用植物新药研发的进程，需要建立一整套标准化的有关植物采集、生物活性成分筛选和化合物分离纯化的技术步骤。生物活性成分高通量筛选方法的设计是一项很有挑战性的任务，在筛选方法确定之后，化合物或化合物库即可用于生物活性的测定，通过开发天然产物化合物库，用组合化学的手段将各种化合物的特征结合起来，可从一定程度上增加可供选择的先导物的数量和命中率，但这也可能会遇到更多的问题［19］。同样，化合物分离速度的提高也有赖于新的技术手段的应用，例如，以NMR、MS和高通量X-Ray衍射技术为基础的一些新方法已经成功用于药用植物先导物的开发。有理由相信，从药用植物中发现有利用价值的天然产物在未来很长的一段时间内仍是新药研发的一个基本手段。
【摘要】植物来源的天然产物药物在癌症、艾滋病和疟疾等疾病的治疗中发挥了越来越重要的作用。对热带雨林中的植物进行广泛的活性筛选，以及从可食用植物中提取起保健作用的活性成分是当前的研究热点。目前，植物来源的新药开发研究在材料的选择、高通量活性筛选以及活性成分的分离制备等方面正面临许多严峻的挑战。
【关键词】生药学药用植物天然产物抗癌化合物
药用植物论文:药用植物学教学法论文
药用植物学是中药学、药学专业的一门专业基础课，其教学质量的高低，直接影响到其他专业课程如生药学、中药学、天然药物化学、中药鉴定学、中药化学等的学习质量。药用植物学在药学专业和中药学专业学生的知识结构中起着“桥梁”的作用。因此如何能够让学生学好药用植物学显得尤为重要，下面就药用植物学的教学谈谈自己的几点体会。
1认识绪论教学的重要性
俗话说“良好的开端是成功的一半”，教学和学习更是如此，每一个教师都有当学生的经验，回忆一下自己的学生时代，基本上每门课程，在前五六个学时之后就已经确定了这门课是划入“真心想学”的范围，还是归入“及格就好”的领域。由此可见，绪论的教学有多重要，但往往很多教师认为绪论中的内容和书中其他内容比较无关紧要，没有必要花心思去讲授。教师应该认识到课程绪论的重要性，认真备课，精心组织药用植物学绪论课的教学，让学生真正了解到该学科的发展历史、学习的内容、目的、方法。了解学科的发展历史能够提高学生的学习兴趣，提高知识面，了解学科的背景知识；了解学习的内容能够让学生对这门课程有一个整体、总体的认识；学习目的是应该重点讲解的部分，知道了学科的作用及重要性才能激发学生学习动力，主动地学习；教会学习方法是学好一门课的关键，授之于鱼，不如授之于渔，药用植物学有其特殊性，它是一门实践性很强的学科，应该教会学生如何理论联系实践，多利用身边大量现成的学习材料。总之，最重要的是能够通过绪论的教学激发学生学习药用植物学的兴趣和热情，并对药用植物学一见钟情。
2创造一个良好的校园学习环境
校园是进行药用植物学教学的一个重要并且方便的场所，大部分高校都有较大的绿化面积，可以建议学校在美化校园、绿化环境的同时，尽量栽种一些有利于教学的植物，特别是一些代表性的常见植物、具有药用价值的植物，并且给植物进行挂牌，标明植物的分类、名称、生活习性、特点、药用功效、药用部位等，让学生在平时的活动中便留下印象，在讲授到相关内容的时候教师及时的把“活体植物“介绍给学生，让学生有更加深刻、更加直观的认识，也为其他专业的学生开拓了视野，增加了知识面。当课程结束时，带着学生环校游，检验一下自己掌握了多少身边药用植物学的知识。
3采用灵活多变的理论教学方法药
用植物学本身的内容比较枯燥，记忆的内容较多，教师的任务在于将枯燥无味的描述性文字转化为生动绚丽的植物形象，让学生记住，记准[1]。当今多媒体设备、网络传媒及摄影技术飞速发展，已成为最重要的教学手段之一。通过网上搜索下载、购买植物图片光碟、自己拍摄制作图片等途径获得图片，用多媒体展示给学生，让学生对着图片和文字描述一起学习，能够取得很好的效果。著名教育学家陶行知认为：先生的责任不在教，而在教学，而在教学生学。根据笔者经验，让学生“教”比让学生“学”更加能够让学生印象深刻，甚至终生难忘。如当讲授到学生最难记忆的章节，把学生分成不同小组，各小组负责讲授不同部分知识点，以课堂小测试的形式检验各组教学效果，知识点平均得分高的说明教学质量高，则对该小组进行一定程度的表扬和鼓励。这能够大大调动学生的积极性，学生们自动自觉地课下充分准备、讨论，发挥集体的想象力和创造力去备课，尽较大努力让其他同学记住自己所负责的知识点，此时本组同学已经掌握了所负责的教学内容，而在别组同学讲授时，学生们更会本能地认真听讲，与本组的教学方法进行比较，此时别组同学所负责的知识点也很好地掌握了，，教师再进行归纳、总结、点评。这种教学方法常常能够得到意料之外的良好效果，年轻人思维活跃，具有创造性，还时常编出口诀和顺口溜帮助记忆。
4利用丰富多样的实践教学手段
实验课是一种直观的实践教学手段，在药用植物学的教学中占很重要的比例。实验课能够验证课堂讲授的理论内容并且加深印象，使知识具体化、形象化[2]。此外，药用植物学实验培训也是掌握药用植物学研究所必须的操作方法和技术的必要手段。在每次实验过程中，教师全程跟踪，随时解答学生提出的问题，及时纠正学生错误的操作方法及绘图方法等。每次实验课结束后，教师认真地评阅学生的实验报告，一一指出不足。在下一次的实验中集中进行总结和讲评，使学生能够通过实验掌握教学内容的重点，并培养学生的实际操作能力。参观标本馆，亲自动手制作标本也是实践教学手段之一，药用植物标本区的腊叶标本大多是按照恩格勒系统分类，有序地排列在标本柜中，分类方法与教材一致，对照课本进行观察学习，非常方便直观。我校新校区正在筹划建设200亩左右的药用植物园，届时将有3大区域，14个亚区的药用植物，满足教学需求，使药用植物学的教学摆脱枯燥的宣讲、纸上谈兵的教学形式，在授课时，有条件可以将干、鲜标本同时摆上讲台直观教学，或是直接让学生走进药用植物园，在现场进行教学[3]。此外，常规的不少于一周的野外实习更是巩固和加深课堂教学的重要环节，它对每个学生来说都是十分必要、十分期盼以及终生难忘的一次学习经历。我校地处秦岭脚下，离秦岭主峰太白山仅两三个小时车程，极大的方便了药用植物学的野外实习，优美的自然环境和丰富的植物资源，激发了学生们浓厚的学习兴趣，学习热情高涨，教学效果让人十分满意。
5建立合理的课程考核评价体系
药用植物学的成绩评定，与其他课程有所不同，不能单一的以理论考试成绩为准，应该增加实验实习成绩、实验技能掌握、平时考勤、野外实习表现、辨认原植物及标本能力考核等。这种考核评价体系很好的体现了药用植物学这门学科的实践性，也给学生更多的时间、精力和机会去熟悉药用植物，让学生从书中解脱出来，才能真正的对这门课产生兴趣，并学好这门课。
作者：杨倩 周暄宣 谢艳华 曹蔚 孙纪元 毕琳琳 汤海峰 王四旺 单位：中国人民解放军第四军医大学药学院天然药物学教研室
