本書分為三篇:第一篇系統(tǒng)論述分子生藥學的理論基礎,包括其形成的背景、概念、研究內容及與相關學科的關系等。第二篇介紹分子生藥學所用的研究方法、技術以及相關研究成果的知識產權保護等內容,著重討論每種方法在實際應用中應注意的問題。第三篇主要論述分子生藥學在藥用植物資源、生藥鑒定、有效成分基因調控和生產、生物轉化、抗逆基因工程等9個領域所取得的最新成果和所涉及的理論知識。本書不僅可以作為醫(yī)藥院校生藥專業(yè)、中醫(yī)院校中藥專業(yè)的本科生、研究生及教師的教學用書,也可作為有關科研人員的參考書。
本教材為中國中醫(yī)科學院研究生系列教材的一種,全書遵循研究生教材編寫的指導思想,以生命科學的視角,探索中藥材的生長發(fā)育,追蹤中藥材活性成分、中藥材道地性的形成,建立相應的分子生藥學技術,縱貫中藥資源、中藥鑒定和中藥質量評價,主要供中藥學專業(yè)研究生等使用。
《干眼勿擾》 于2020 年4 月出版,出版后深受讀者的喜愛,很多患者朋友反饋通過閱讀這本書,對干眼的防治有了直觀認識,但對于干眼中最為常見的原因瞼板腺功能障礙始終覺得名字拗口,對其發(fā)生原因、具體表現、防治方法缺乏詳細了解。近3 年,隨著短視頻等的流行,電子產品在各年齡段人群中廣泛使用,出現瞼板腺功能障礙的人數也日益增多,需要有一本針對這一問題的生動形象、通俗易懂的科普作品,讓讀者可以在輕松一笑中收獲知識,提升對干眼的全面認識。
我和潘莉從 2022 年開始計劃撰寫《 干眼勿擾 2:鎖住水潤》 一書,并得到了孫旭光教授一如既往的指導。本書承續(xù)《 干眼勿擾》 的漫畫風格,將艱深難懂的醫(yī)學知識生動形象地呈現出來。不同的是主人公改成了本書講述的主題瞼板腺(瞼瞼),通過它的擬人化視角,讓讀者跟隨服務不同客戶的瞼板腺,了解它們出現問題的原因,并給出個性化解決方案。本書圖文并茂,生動活潑,可以使讀者對瞼板腺的作用、功能異常的影響因素、治療及護理知識具有全面的認識。本書作為干眼防治的有效工具,期望可以得到廣大讀者的指正與建議。
2024 年3 月
中國中醫(yī)科學院中藥資源中心副主任,兼任中華中醫(yī)藥學會中藥鑒定分會主任委員、中國中西醫(yī)結合學會分子生藥學專業(yè)委員會副主任委員,國家中醫(yī)藥管理局中藥鑒定重點學科、分子生藥學重點培育學科后備學科帶頭人等。
第一章 概述/ 1
一、 分子生藥學的產生與發(fā)展 / 1
二、 分子生藥學的主要內容 / 2
三、 分子生藥學的內涵與外延 / 3
第二章 基因與基因組/ 5
第一節(jié) 基因/ / 5
一、 基因的結構 / 5
二、 基因的種類 / 7
三、 基因表達和遺傳信息的傳遞 / 8
第二節(jié) 基因組/ /11
一、 真核生物基因組的分類 /11
二、 基因組的結構組成 /13
三、 基因家族 /14
第三節(jié) 數量遺傳學/ /15
一、 數量遺傳學研究方法 /15
二、 全基因組關聯(lián)分析 /16
第三章 主要通用技術與生物信息學/18
第一節(jié) DNA 分子標記技術/ /18
一、 DNA 分子標記概述 /18
二、 DNA 分子標記的類型和特點 /18
第二節(jié) 生物信息學技術/ /20
一、 生物信息學概述 /20
二、 生物信息學在分子生藥學中的應用 /21
第三節(jié) 堿基測序技術/ /22
一、 堿基測序技術的發(fā)展歷程 /22
二、 高通量測序技術的應用 /23
第四節(jié) 蛋白質組學技術/ /25
第五節(jié) 中藥資源研究中的大數據平臺/ /26
第四章 中藥資源與分子系統(tǒng)學/29
第一節(jié) 植物分子系統(tǒng)學的概念與發(fā)展/ /29
一、 植物分子系統(tǒng)學的概念和特點 /29
二、 植物分子系統(tǒng)學的發(fā)展與展望 /31
三、 植物分類系統(tǒng)簡介 /35
第二節(jié) 植物分子系統(tǒng)學的基礎理論/ /37
一、 植物分子系統(tǒng)學研究的相關概念 /37
二、 分子性狀及其分析 /38
三、 系統(tǒng)進化樹的重建 /41
四、 物種形成及其判別標準 /43
第三節(jié) 中藥資源分子系統(tǒng)研究概況/ /46
一、 藥用植物分子系統(tǒng)研究 /46
二、 藥用動物的分子系統(tǒng)研究 /50
第五章 中藥分子鑒定/54
第一節(jié) 中藥分子鑒定概述/ /54
一、 中藥分子鑒定概況 /54
二、 分子鑒定方法建立前應做的準備 /56
三、 采樣原則 /57
四、 方法學考察 /57
五、 應用示例金銀花配方顆粒的位點特異性PCR 鑒別研究 /57
六、 技術創(chuàng)新 /59
第二節(jié) 中藥分子鑒定在中藥質量控制標準中的應用/ /64
一、 中藥分子鑒定法在中藥質量控制標準中的應用現狀 /65
二、 中藥分子鑒定法標準研究技術策略 /66
第三節(jié) 中藥分子鑒定發(fā)展的挑戰(zhàn)與前景/ /69
一、 中藥系統(tǒng)鑒定 /69
二、 中藥雙分子標記鑒定法 /70
三、 藥材生長年限的鑒定 /71
四、 野生與家種(養(yǎng))藥材的鑒定 /71
五、 中藥快速分子鑒定 /73
六、 中成藥的鑒定 /74
第六章 中藥資源功能基因組研究/75
第一節(jié) 中藥資源功能基因組概述/ /75
一、 功能基因組定義 /75
二、 中藥資源功能基因組的主要研究內容 /76
第二節(jié) 中藥資源功能基因組研究/ /77
一、 中藥資源基因組研究 /77
二、 中藥資源轉錄組研究 /79
三、 中藥資源代謝組研究 /85
四、 中藥資源表型組研究 /93
第三節(jié) 中藥材分子標記輔助育種/ / 101
一、 中藥材分子標記輔助育種的研究現狀 / 101
二、 中藥材分子標記輔助育種的發(fā)展趨勢 / 103
三、 用于加快中藥材品種選育的研究策略 / 105
第七章 中藥活性成分的生物合成/ 107
第一節(jié) 中藥活性成分合成途徑的代謝類型/ / 107
一、 初生代謝 / 107
二、 次生代謝 / 108
第二節(jié) 中藥活性成分的類型/ / 109
一、 糖類 / 109
二、 苷類 / 110
三、 醌類 / 111
四、 苯丙素類 / 112
五、 萜類 / 113
六、 甾體 / 114
七、 生物堿 / 115
八、 鞣質 / 116
第三節(jié) 中藥活性成分的主要生物合成途徑 / 116
一、 莽草酸途徑 / 116
二、 甲羥戊酸途徑和脫氧木酮糖磷酸酯途徑 / 124
三、 氨基酸途徑 / 127
四、 其他途徑 / 130
第四節(jié) 中藥活性成分的生物合成研究展望/ / 133
一、 生物合成相關酶的研究 / 133
二、 生物轉化與組合生物轉化 / 134
三、 代謝工程 / 134
四、 合成生物學 / 135
第八章 藥用植物次生代謝與調控/ 136
第一節(jié) 藥用植物次生代謝調控策略/ / 136
一、 藥用植物次生代謝調控特點 / 136
二、 個體水平的調控及應用 / 137
三、 細胞水平的調控及應用 / 140
四、 分子水平的調控及應用 / 142
第二節(jié) 藥用植物次生代謝調控研究實例/ / 147
一、 紫杉醇生物合成調控 / 147
二、 長春堿生物合成調控 / 151
三、 人參皂苷生物合成調控 / 154
四、 丹參酮及丹酚酸生物合成調控 / 156
第九章 中藥材生產過程中的生物學原理/ 163
第一節(jié) 中藥材生產過程概述 / / 163
第二節(jié) 藥用植物生長發(fā)育的分子調控機制/ / 164
一、 藥用植物的生長發(fā)育 / 164
二、 環(huán)境因素的影響 / 171
三、 中藥材的采收期 / 181
第三節(jié) 中藥材品質的形成及調控技術/ / 182
一、 遺傳因素的影響 / 183
二、 環(huán)境因素的影響 / 184
三、 種植及采收加工技術的影響 / 184
四、 提高中藥材品質的途徑 / 185
第四節(jié) 中藥材產量的形成及調控/ / 186
一、 中藥材產量的形成 / 186
二、 中藥材產量形成的影響因素 / 186
三、 提高中藥材產量的途徑 / 187
第十章 藥用植物與微生物的互作關系/ 189
第一節(jié) 藥用植物與微生物互作關系概述/ / 189
一、 共生關系 / 189
二、 互生關系 / 191
三、 寄生關系 / 192
第二節(jié) 有益微生物對藥用植物的影響/ / 193
一、 提高栽培藥用植物的產量 / 193
二、 對藥用植物活性成分的影響 / 194
三、 促進種子萌發(fā) / 194
四、 抗栽培藥用植物的病害 / 195
五、 增強栽培藥用植物的抗非生物脅迫能力 / 195
第三節(jié) 影響藥用植物與微生物互作關系的因素/ / 195
一、 根際分泌物的影響 / 195
二、 植物種類的影響 / 196
三、 微生物種類的影響 / 196
四、 土壤條件的影響 / 197
第四節(jié) 植物與微生物互作的分子基礎/ / 198
一、 植物與病原菌互作的分子基礎 / 198
二、 植物與叢枝菌根真菌互作的分子基礎 / 200
三、 植物與根瘤菌共生的分子基礎 / 202
四、 參與植物與微生物互作的信號物質 / 203
第十一章 藥材道地性及其生物學成因/ 209
第一節(jié) 道地藥材的概念及屬性/ / 209
一、 道地藥材概述 / 209
二、 道地藥材的形成假說 / 210
三、 道地藥材的優(yōu)形優(yōu)質特征 / 212
第二節(jié) 道地藥材優(yōu)形優(yōu)質特征形成的遺傳機制/ / 213
一、 遺傳變異機制 / 213
二、 研究方法及研究現狀 / 219
三、 應用實例 / 221
第三節(jié) 道地藥材優(yōu)形優(yōu)質特征的統(tǒng)一性/ / 223
一、 研究現狀 / 223
二、 研究展望 / 224
第十二章 中藥活性成分的異源生產/ 226
第一節(jié) 中藥活性成分異源生產概述/ / 226
第二節(jié) 中藥活性成分異源生產方法/ / 227
一、 中藥活性成分異源生產宿主選擇 / 227
二、 中藥活性成分微生物系統(tǒng)合成策略 / 230
三、 中藥活性成分植物系統(tǒng)合成策略 / 233
第三節(jié) 植物天然產物異源生產的應用/ / 237
一、 萜類 / 237
二、 生物堿 / 238
三、 苯丙素類 / 239
第四節(jié) 植物天然產物異源生產研究案例/ / 243
一、 利用釀酒酵母生產丹參酮類化合物 / 243
二、 在大腸桿菌內合成蒂巴因 / 244
三、 以植物作為底盤生產紫杉醇 / 246
第十三章 藥用植物多倍體育種/ 250
第一節(jié) 多倍體的概念及其在自然界的發(fā)生與分布/ / 250
一、 多倍體的概念與分類 / 250
二、 藥用植物多倍體及其研究的意義 / 251
第二節(jié) 多倍體植物的特點/ / 252
第三節(jié) 多倍化促進新表型性狀產生的分子機制/ / 254
一、 多倍化導致染色體數目與基因組結構變異 / 254
二、 基因的丟失、沉默和激活 / 254
三、 多倍化對染色質表觀遺傳修飾的影響 / 255
四、 多倍化可引起廣泛的轉錄調控變異 / 256
五、 植物多倍體蛋白質組學研究 / 256
六、 植物多倍體研究展望 / 257
附錄 常用名詞術語漢英對照/ 259
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