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【關鍵詞】醫學;高等院校;中醫專業;醫學分子生物學;教學;實踐
1教材的選擇
教材是體現教學內容和教學方法的知識載體,也是教師授課的重要依據和學生學習知識的工具,因此選擇合適的教材是教學過程中非常重要的環節。在開設中醫學專業醫學分子生物學課程時,我們選擇了供中醫藥類專業使用,由唐炳華,王繼峰主編,中國中醫藥出版社出版的《醫學分子生物學》作為教材。該教材承接醫學院校生物化學的教學內容,深入和系統地介紹分子生物學的理論、技術和應用,注重與基礎醫學和臨床醫學的結合,符合中醫學專業學生醫學分子生物學教學的實際情況,增強了教學效果。分子生物學是一門現代生命科學領域中的前沿性學科,新知識、新理論、新技術層出不窮,發展成果日新月異。因此如何借助現代化的教學設施將基礎性的教材內容與最新研究成果的補充增添內容融為一體,是教學改革的主要內容[5]。近年來,以新一代基因測序技術為代表的高通量分析技術,極大地推動了分子生物學的發展,組學以及大數據分析的技術手段為分子生物學的研究提供了更豐富的信息和更廣闊的視野。這使得現有的教材出現了一定的滯后性,我們根據長期教學和科研工作的經驗體會,編寫了針對高等醫學院校學生醫學分子生物學的專業授課為明確對象的《醫學分子生物學》教材。本教材在突出前沿和實用為原則的前提下,縮減了同類教材中普遍出現的與技術細節相關的大篇幅內容,而對理論和原理部分進行了擴展與強化;注重討論與疾病和臨床案例或相關問題的聯系;根據對分子生物學發展趨勢的把握,嘗試了對系統生物學等前沿領域的介紹[1]。目前,該教材已經在本校醫學各專業使用了近1年,取得了良好的教學效果。
2教學內容的優化
醫學分子生物學課程的概念抽象,內容繁多、新概念、新技術及新進展不斷涌現。在有限的學時內,合理安排教學內容、根據學生專業的特點優化教學內容、注重理論知識及技術相互滲透,并兼顧新知識的傳授,是取得良好教學效果的關鍵。配合新教材的內容,重新修訂了大綱和教案,精選了7個專題,以“基因與基因組”,“基因組穩定性與DNA損傷修復”,“基因表達的表觀遺傳調控”作為學生學習分子生物學理論知識的基礎;隨后通過“基因結構分析的基本方法”,“基因克隆與基因體外表達”介紹多項分子生物學中重要的實驗技術;與醫學緊密聯系的“腫瘤分子生物學”;包含近年來分子生物學前沿知識的“生物組學與研究方法”。確保課程內容既豐富全面,涵蓋基本理論與基本技術,又避免重復,還具有前沿性。
3教學方法的多樣性
醫學分子生物學課程的特點決定了必須采用靈活多樣的教學方法才能達到良好的教學效果。
3.1利用多媒體教學的優勢
醫學分子生物學課程中有很多需要掌握的概念、原理和技術,傳統教學模式會導致學生感覺學習枯燥,不能深刻理解概念,缺乏學習興趣。相較于以往傳統的板書教學,多媒體形式更靈活、內容含量更豐富,可以通過幻燈片、動畫、視頻等更加直觀形象地呈現,利于學生在有限的時間內獲得更多的信息量[6]。例如在講授聚合酶鏈式反應(PCR)技術的基本原理時,僅有文字描述,甚至示意圖都不能讓學生很好的理解PCR技術是如何把目的基因擴增至100萬倍的,在講解原理后配合PCR擴增的多媒體動畫,生動形象的展示PCR在每一輪循環中DNA新鏈合成的過程,數目變化,最終是如何達到100萬倍的。這樣就使抽象的理論知識變得具體化,加深了學生對概念的理解和記憶,提高了學習興趣。
3.2注重學生知識體系的建立
分子生物學的理論知識與基礎醫學各個學科如生理學、微生物學、免疫學、病理學、藥理學以及臨床各學科都有廣泛的聯系,相互交叉與滲透。所以要透徹理解分子生物學的理論精髓,必須將這些相關學科的基本原理有機地貫穿到相應的原理和概念中去。在醫學分子生物學教學過程中注重之間的相互聯系,例如核酸分子雜交技術涉及生物化學課程中講過的核酸分子重要的特性即:核酸的變性和復性。我們在講授核酸分子雜交技術之前會帶著學生復習核酸分子變性和復性的概念,然后引出核酸分子雜交的概念,再進入核酸分子雜交技術的介紹。這樣既鞏固了學生已有的知識,又由淺入深地理解和掌握了新知識,使學生的知識體系跨越學科的界限相互聯系在一起。
3.3突出分子生物學技術在中醫藥學研究中的應用
近年來,運用分子生物學相關知識與技術研究中醫學已經在國內外廣泛開展,目前的研究成果多集中在中醫基礎理論、中醫辨證論治學說、中藥臨床應用、中醫臨床研究等方面,對推動中醫理論向現代化邁進有著重要的意義[7]。中醫藥專業學生的生物學知識背景相對薄弱,因此在教學過程中需要考慮到學生的知識體系、興趣以及中醫藥專業人才的培養需求,針對性的進行講授[8]。在給中醫專業的學生講授醫學分子生物學課程的過程中,我們注意在醫學分子生物學理論和實驗技術的講解過程中穿插中醫藥研究中實際案例,如在講解限制性長度多態性(RFLP)技術時,引入科學家利用PCR和RFLP技術作為分析手段對黃芪亞族和甘草亞族親緣關系的研究。在講解人類基因組學和蛋白質組學的研究成果時,介紹利用蛋白芯片技術來鑒定中藥品質、分析中藥成分;利用基因芯片技術研究中藥治療前后疾病相關基因位點的變化,篩選中藥作用靶點。一方面激發學生的學習興趣,開拓了視野,另一方面讓學生認識到學習和掌握分子生物學理論和技術的重要性。
4提高學生的綜合素質
時代的發展對分子生物學教學不斷提出新要求,對專業人才知識結構和能力素質也提出了新標準,迫切需要培養創新型高素質人才[9]。因此,針對當前中醫專業學生的特點,培養學生在基礎研究、臨床實踐中應用醫學分子生物學知識分析問題、解決問題的能力,可以為今后學生科研選題或從事這方面的工作打下良好基礎。此外,我們還鼓勵有能力的學生閱讀相關英文專業書籍、和專業文獻;參加海內外相關領域專家所做的學術報告,增加學習興趣和熱情。
關鍵詞:食品分子;加工技術;生物學原理
一、前言
食品微生物檢測對于保障食品安全起著及其重要的作用。傳統的微生物檢測方法雖然有效,但存在檢測成本高、速度慢、效率低等問題,難以滿足現代社會快速檢測的要求。隨著細菌基因組學和分子生物學技術的飛速發展,誕生了許多分子生物學技術,它們因準確度和靈敏度高、特異性強、操作簡便、檢測周期短、效率高等優點,越來越被廣泛應用。
二、食品分子加工技術生物學原理及應用
(一)基因探針技術
基因探針的工作原理為:將微生物特性基因DNA雙鏈中的一條進行標記,制成DNA探針,由于DNA分子雜交時嚴格遵守堿基配對的原則,通過考查待測樣品與標記性DNA探針能否形成雜交分子,即可判斷樣品中是否含有此種微生物,并且還可以通過測定放射性強度考查樣品中微生物數量。該方法具有特異性強、靈敏度高和操作簡便、檢測時間短等優點。
近年來,基因探針技術不斷發展和推廣,在微生物檢測中的應用研究也逐漸廣泛第開展起來,并且隨著基因探針技術研究的不斷深入,一些基因探針新技術如非放射性基因探針、DNA生物傳感器探針及分子信標探針的研究也獲得了重要進展,目前食品中的一些微生物病菌如大腸桿菌、志賀氏菌、沙門氏菌、耶希氏菌、金黃色葡萄球菌、單增李斯特菌等都可以使用基因探針技術檢測。
(二)阻抗法
阻抗法是根據微生物在生長時培養基中的碘惰性底物經過代謝成為活性底物,培養基中的電導性就會增加而降低 培養基中的阻抗在此刻, 這對培養基中的電阻抗的具體變化情況進行檢查研究就會完成對被檢測樣本微生物的檢測鑒定。其具有很多優點,比如特異性、高敏感性以及反映快速等,該種檢測方法適用的范圍廣,在很多領域都得到了廣泛的應用。
(三)放射法
這種檢測方法是一種新的檢測技術它是將多種物理和化學診斷方法結合在一起,它的原理是在細菌生長的過程中通過培養基中的鹽類底物或者是有碳標記的碳水化合物在代謝之后產生一氧化碳,然后測量分析產生的一氧化碳量,其量在原有碳水化合物的基礎上一氧化碳量有沒有增加來實現對被檢測樣本中的某種微生物細菌進行分析研究。該種檢測技術對各類物品的無菌檢測都是非常適用的。該種檢測方法具有很多優點,比如速度快、準確度高,更重要的是可以實現自動化檢測。
(四)傳感器檢測技術
生物傳感器是將生物感應元件的專一性與能夠產生和待測物濃度成比例的信號傳導器結合起來的一種分析裝置,與傳統的化學傳感器和離線分析技術 (如HPLC或MS)相比,生物傳感器有著許多不可比擬的優勢,它作為一種新的檢測手段正迅猛發展。近年來生物傳感器的研制越來越趨向于微型化、集成化、智能化以及無創傷的方向發展,隨著檢測儀器和檢測方法的不斷成熟,生物傳感技術在食品現場快速檢測領域將有更廣闊的應用前景。
(五)免疫膠體金試紙
對食品安全領域不斷出現的新問題,短時間內很難開發出高靈敏度的比色快速檢測方法應用于現場的快速測定,而抗體制作技術已比較成熟,膠體金試紙檢測在這方面具有較大的發展空間。
(六)基因芯片技術
基因芯片產生于上世紀90年代初,是一種全新的微量分析技術,它利用微電子、微機械、生物化學、新型材料、計算機等多學科的先進技術,將大量的人工設計好的基因片斷高密度、有序地排列在玻璃片等載體上而得到的一種信息檢測芯片?;蛐酒哂胁僮骱啽憧焖?、高通量、特異性強等優點,基因芯片的這些優點有效地克服了以前傳統的原位雜交技術和NORTHERN技術極低的檢測通量、操作復雜、自動化程度低的缺點。因而基因芯片技術被越來越廣泛地應用在食品檢測領域中。
三、結語
食品安全是一個全球性重大公共衛生問題,建立更靈敏、更有效、更可靠、更簡便的微生物檢測技術是保證食品安全的迫切需求和食品微生物檢測技術的發展趨勢。分子生物學技術以其快速、準確、靈敏的優點逐漸成為微生物分類鑒定的主要手段,國外分子生物學技術在食品微生物檢驗中的應用研究已比較成熟,國內由于各種條件的限制,目前實際應用并不多。
參考文獻:
關鍵詞:生物醫學;發展趨勢;特征
0前言
隨著社會經濟的發展,生物醫學領域不斷取得新突破,對人們的生活產生巨大影響,人們對生命科學本質的認識也更加深入,對于疾病的研究不再停留在表層,而是深入到了分子,并通過理論與試驗結合研究出更多治療方法,對于人類身體健康發展產生了重要影響。
1生物醫學的發展趨勢
1.1實現生命操控的趨勢
生命操控的理論基礎是合成生物學,就是要對一些生命體系進行有目的性的設計,是其能夠滿足人們需要,或者是為人類提供新的食物及藥物,或者能夠制造出一些新型環保材料,或者能夠幫助人們處理某些信息,這一學科結合了包括基因工作、納米技術以及計算機模擬等多個領域的技術,對于解決人類身體健康問題、環境污染問題等具有非常重要的作用,這種將這種對生命過程進行重新設計的研究方法稱之為生命操控,體現出人類對生命體的研究已經逐漸從分散走向系統,人工細胞得合成就是生命操控的成功實例,也就是說人類已經不僅可以在分子水平觀察生命,還能夠通過技術手段再造生命、操控生命[1]。
1.2基因藥物迅速發展
藥物是解除人類身體疾病的重要物質,對人體致病原因的研究越深入,人們就越有機會研制出更先進的藥物來治療這些疾病。隨著生物醫學的發展,人們對致病原因的研究已經深入到了基因水平,在發現各類致病基因及其致病機理以后,人們對藥物的研究也突破了傳統領域,不再是對所有細胞或者基因展開攻擊,而是對致病基因進行選擇性的攻擊,這樣不僅能夠大大提升藥物療效,還能夠降低這些藥物對人體產生的副作用,這種單一基因對應單種藥物的研究方式已經取得了顯著成果,但是值得注意的是,在面對單一基因開發藥物時一定要對整個網絡進行控制,否則就可能達不到預期臨床效果,或者是產生其他副作用。
1.3對于一些復雜性疾病進行深入研究
心腦血管類疾病以及腫瘤等一直是困擾人類身體健康的難題,造成這些疾病的原因很復雜,由于其并不是某個基因缺陷引起的,而是綜合了多種遺傳因素與環境因素,因此要想治愈這些疾病還有很長的路要走。生物醫學還不發達的時代,人們對這些復雜性疾病的研究具有一定的片面性,研究方法也比較單一,防治模式也比較簡單,治療水平無法滿足實際需要。實際上人體內部存在一個復雜的運行網絡,無論是某種物質的通道還是某種調節作用,都是一個個小體系,各個小體系之間又會相互影響,因此這些復雜疾病是所有體系共同作用的結果,近幾年人們通過生物學方法對這些體系進行深入研究,往往以更加系統、綜合的角度來看待這些疾病,雖然要真正找到治療和預防這些疾病的方法還需要一定時間,但是我們不得不說已經找到了正確的研究方向[2]。
2當前生物醫學發展特征分析
2.1各個學科之間走向聚合
生物醫學的迅速發展實際上是多門學科結合在一起的結果,學科之間的交叉對新興學科的發展具有重要意義。例如,分子生物學領域得出了基因是遺傳物質這一結論,之后人們根據這一結論分析出了基因調控以及表達過程,從此對基因的研究進入了新階段,而分析這一結論的得出過程我們不難發現,其基礎并不是生物這一門學科,而是結合了傳統生物學知識、化學知識以及物理知識,也就是說這些學科的交叉促進了分子生物學的發展,再比如,現代分子影像技術就是醫學理論與物理技術結合的結果。而隨著生物醫學的進一步發展,這種交叉模式已經逐漸向著聚合模式轉變,這種模式除了涉及到醫學技術、生物學技術以外,還囊括了納米技術以及計算機技術,這些技術在推動生物醫學發展的過程中體現出一種聚合性,體現出了生物醫學發展的巨大潛力,不就的將來一定會產生新突破,同時帶動相關科學技術的共同發展[3]。
2.2體現出大科學的研究模式
最初人們在發展生物醫學這門學科的時候,研究模式一般具有小科學的特征,然而,人類基因組計劃卻拉開了大科學研究的序幕,具體有以下幾點特征:第一,所研究的項目具有較大社會規模,涉及到的領域、人員較多;第二,研究項目中包含的知識量較大,知識的積累速度也非???第三,整個研究項目能夠體現出一種加快發現的趨勢;最后,整個項目能夠產生明顯的社會效應。可以說大科學的研究模式是小科學研究的必然結果,這兩種研究方式都有自身的規律和特點,因此研究過程中要趨利避害,為生物醫學這一領域的進一步發展打下堅實的基礎。
2.3臨床醫學中體現出“轉化醫學”特征
生物醫學的發展的確為決絕臨床問題作出了重要貢獻,但是在分析近幾年生物醫學的研究內容我們會發現其呈現出以下趨勢:隨著研究水平的提升,研究內容越來越復雜,有相當一部分研究已經脫離了臨床實際,這對于解決臨床問題是十分不利的。任何一門學科的發展都是要為人類服務,因此對于學科的研究要遵循以人為本的原則,在這種形勢下人們提出了轉化醫學的概念,就是通過多種途徑將人們在生物醫學領域取得的成果迅速轉化為解決臨床問題的技術和方法,用一條快速通道來連接病房和實驗室,實現基礎研究與臨床的有效整合[4]。
3總結
在現代科學技術的推動下,生物醫學的發展已經步入了新階段,對生命過程的研究已經從宏觀過渡到了微觀,對于進一步觀察生命過程、有效預防和治療各類疾病具有重要意義,我們應該認真分析生物醫學的特征和發展規律,明確各個學科之間的影響,建立完善的生物醫學研究系統,促進這門學科的進一步發展。
參考文獻
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然而,現實的情況是,根據不同作物種類,中國植物分子遺傳育種研究水平與國際先進水平相差10年到30年。分子育種在產業化方面也處在相對低的發展水平。因此,中國分子遺傳育種要走出目前的困境,需要做大量具體細致的工作。
分子生物技術育種優勢顯著
過去,人們依靠傳統育種方法獲取作物新品種,其根據選擇的特性確定植物親本,然后通過雜交、回交或者直系篩選程序來完成。傳統育種方法存在著極大的盲目性、經驗性、不確定因素和長周期的問題。
目前,世界遺傳育種研究已從傳統的常規育種技術進入依靠生物技術育種階段??茖W家已從單個基因的測序轉為有計劃、大規模地檢測水稻等重要生物體的基因圖譜,全世界已有6000多項農作物方面的生物技術研究成果進入田間試驗。所有這些都表明,未來世界種子產業競爭的焦點主要是生物技術,尤其是DNA(脫氧核糖核酸)標記輔助育種和基因工程。生物技術向人類展示了種業的巨大發展潛力,創造著農業革命的未來。許多發達國家已明確提出了“向生物技術要產量”的口號。
植物的分子遺傳育種可謂系統的分子生物學工程,它是植物細胞學、植物生理學、傳統分子生物學、生物統計學以及傳統遺傳育種的綜合體,是高通量分子遺傳育種和傳統遺傳育種相結合的系統工程。分子育種簡單地說就是在作物育種領域應用分子生物學技術,其可概括為數量性狀位點圖譜或基因測序發現特殊基因位點、分子標記輔助育種、基因組篩選以及基因工程幾個部分。
要實現作物分子遺傳育種的目標,首要任務是了解選擇群體細胞的生理生化特性以及與之相對應的表型現象,也就是要確定植物群體實際基因或基因片段的表達與表型現象的內在關聯程度。而這種關系的確立過程即是獲得基因表達的數量性狀位點圖譜或相關圖譜的過程。為獲得數量性狀位點圖譜,需要經過選擇那些遺傳上有著明顯分離的作物親本品系、獲取能夠區別不同品系的基因標記、借助先進的第二代測序技術進行DNA測序和利用統計技術確定可用來預測作物特性表現型的DNA標記。
確定預測作物特性表現型的DNA標記后,人們便可用此DNA標記進行相關特性的育種選擇,即作物育種的標記輔助選育。這種選育過程相對于傳統的表現型篩選要簡單,它可以為我們節約大量的時間、精力和資源。這種選育過程的優勢表現在人們能在苗期進行選擇以及可以進行單株選擇。
分子水平植物遺傳育種的實施可幫助人們在最短的時間里實現下列目標:1.大大縮短半野生群體轉化為商業用新作物品種的時間和空間;2.讓現存的作物品種盡快適應新的環境壓力,如抗病蟲害,以及滿足人們對其營養成分和形態學的需求;3.迅速地讓那些來自相同種類的野生家系的、有價值的特性載入到現存作物中去;4.容許植物育種家直接操作那些高度復雜的植物特性,如雜種優勢和花卉類特性;5.能夠對那些常常被忽略的孤生作物,如小米、山藥、根類和塊莖類作物等進行有效的遺傳選育。
建立高通量分子遺傳育種技術平臺
中國迫切需要建立多個大規模、高效率的分子遺傳育種技術服務平臺。這個服務平臺應該由國家統籌建立,實行企業化管理。引進和吸收國際先進的技術和設備(包括第二代和第三代測序技術設備,可進行全自動化用于單株篩選培育的溫室設備等),并建有能進行常規育種的繁育基地。這個平臺的建立應該能夠為植物遺傳育種科研機構和種子企業等,根據不同作物、品種、品系以及相對應的特性,提供全方位高通量分子遺傳育種服務。這些服務包括:基因標記物的篩選、標記親本篩選、高通量測序以及與之對應的作物分子遺傳育種項目、高統量分子標記輔助育種、遺傳數據分析、種質基因庫的建立、品種親本篩選、種子品質鑒定和常規的品種比較試驗等。除此之外,企業本身還能夠承擔國家重大科研項目。
這種高科技服務平臺的建立,能夠有效地利用現有的與農業生物技術研究相關的以及已經建立起來的與傳統植物遺傳育種有關的人才和技術設施,同時有能力滿足中國制種業在高科技生物制種方面的需求,從某種程度上解決目前中國種業至今不具備高科技研發能力的問題。采取企業化的管理機制,如果操作得當,有國家政策層面上的支持,3年至5年內完全有可能達到上市企業的水平。
農業的作物分子遺傳育種是一個系統工程,其重要性和社會影響力絕不亞于航空航天工程。考慮到中國的實際情況,有必要成立一個國家級別的作物遺傳育種專家委員會,其由中國科技部、農業部和農科院牽頭,組織國內外從事作物分子遺傳學研究的專家組成專家委員會,針對中國現有的主要農作物(大約300種),逐個就目前該種作物相關的分子遺傳育種水平進行調研,針對不同作物種類,提出未來5年至10年分子遺傳育種的詳細規劃,并擬定出詳細的系統研究方向、策略和研究方案;同時根據不同作物種類及其重要的篩選特性,推選出適合中國國情的分子遺傳育種專項課題,通過類似于國家863計劃的形式,在全國范圍內實行競爭申請項目課題,由專家委員會在整個課題實行過程中監督指導具體課題的執行和落實情況。
分子生物育種高通量技術是關鍵
確定正確的發展方向需基于中國國情和世界種業發展趨勢。當今中國種業最重要的和首要的發展方向是對傳統育種技術進行改造,利用生物技術向傳統育種技術進行滲透,提高農作物的育種效率,向以生物技術為代表的高新育種技術轉變。傳統的品種間雜交選育新品種周期較長、效率較低,以生物技術為代表的高新技術與傳統的育種技術相結合,則可以快捷高效地培育農作物新品種,因此,實施常規育種和生物技術育種相結合的科技創新戰略,可逐步提高中國種業的科技含量。建立不同作物種類的分子水平的種植資源庫,把高科技分子育種技術以及分子水平的親本選育和種質鑒定貫穿到我們種業發展的各個環節中去,將是種業今天和未來發展最重要的方向和目的。
分子育種儀器設備的自動化操作是實施農業高通量作物分子育種的基本保證。然而,實現高通量作物分子育種必須有能力在高通量的前提下對不同作物種類提取和分離高純度DNA/RNA,以實現在苗期短的生長期限內對單株進行選育的可能。這也是中國目前實施農業高通量分子育種的技術瓶頸。與此同時,中國科研機構技術不全面,與農業有關的科研機構分散和多為小型試驗室,這些造成了中國目前分子水平育種技術落后,基礎研究水平低的情況。即使有些已經鑒定的基因標記和數量性狀位點圖譜也因為不理想,而無法直接應用于分子標記輔助育種實現。
培訓、培養和引進分子遺傳育種人才
當今世界作物育種業甚至世界農業競爭的焦點就是科學技術和掌握科學技術的人才。誰抓住了技術和人才,誰就在競爭中占據了主動。近年來,中央和地方政府出臺了一系列引進高科技項目和人才的計劃,并從過去的“招商引資”轉變為今天的“招才引智”。但是,在不少各地高科技項目和人才招聘活動中,很難找到與農業生物技術有關的人才和項目。這種現象也許意味著在農業生物技術領域,中國缺乏能讓生物技術人才施展才華的技術平臺。
中國農業分子生物學家黎裕等專家分析了中國分子遺傳育種存在的問題,認為中國作物分子育種新技術新方法創新能力弱、分子育種高效化和規模化沒有得到根本解決,以及分子手段與傳統育種技術尚需有機結合。然而,或許存在另外一個問題,那就是中國缺乏農業分子遺傳育種方面的系統設計師。正如一家想成功開發出具有市場潛力計算機軟件的公司,重要的不是公司有多少計算機軟件工程師,而是需要有一個具有市場觀念、能進行全方位思維的系統軟件設計師。
1.1調整教學內容突出學科重點
生藥學的主要目的和任務是真偽鑒別、本草考證、質量評價和資源開發利用及保護等,這些方面的內容對于各藥的學習都是至關重要的,然而很多教師對于各論的講解僅傾向于講解具體生藥的性狀和顯微鑒定,導致不少學生對生藥學課程產生認識上的誤區,認為學習生藥學的主要目的就是為了辨認中藥,從而對這門課程失去興趣。鑒于此,教師在講解各論時,除了講授生藥的性狀和顯微鑒定外,要重視生藥的基源、化學成分、理化鑒定、藥理作用等條目的講解,以適應生藥學發展的要求,現代生藥學研究的主要目的是解決生藥的質量、安全和資源問題,在給學生灌輸知識的同時,要注重培養學生的科研思維。比如在講解五加科人參時,除了性狀和顯微鑒定外,人參的有效成分(達瑪烷型人參皂苷),藥典中的含量測定方法(HPLC法測定,人參皂苷Rg1和Re的總量不得少于0.30%,人參皂苷Rb1不得少于0.20%),以及關于人參指紋圖譜的研究進展,人參GAP種植情況,關于人參的現代藥理作用等都應該使學生了解。但是,生藥學各論中生藥有百余種,要對每味生藥詳細講解不現實,因此,教師對教學內容應進行合理取舍,在各類藥材中選擇一些典型的生藥詳細講解,對余下的生藥則可讓學生自學或根據具體情況側重一兩個條目簡單介紹,力求做到“少而精”,注重學生學習能力的培養。
1.2總論中內容的增補
生藥學教材總論中關于質量控制的分析方法講解的較少,這部分內容是生藥質控的重要手段和技術,是生藥質控的重要組成部分,比如HPLC-DAD、HPLC-MS/MS、GC-MS等技術的應用。因此,在講授這一章節時可以補充這部分內容,讓學生了解生藥質控的的一些技術。另外,在總論中可以增加生藥有效性和安全性評價內容,安全有效是藥物的基本特性,是藥物臨床用藥和新藥開發的前提條件,在生藥學教學中具有重要的地位。近些年生藥藥理學在研究方法和手段上有了長足的進步,已從整體動物實驗發展到組織器官、細胞亞細胞及分子生物學水平,免疫組化和基因芯片的應用使生藥藥理作用的研究已深入到細胞基因水平。這部分內容也是生藥學研究的重要組成部分,通過這部分的教學,可以使學生拓寬科研思路。
1.3新理論和新技術的注入
隨著分子生物學、現代藥理學、基因組學、計算機科學等的迅猛發展,邊緣學科不斷涌現,生藥學的學科發展也非常迅速,各種新技術、新理論不斷融人生藥學的學科之中,給生藥學帶來了新的生機與活力。20世紀90年代PCR技術發明并廣泛應用,分子生物學技術的應用,使整個生藥學研究深入到分子水平,分子生物學的發展有力地推動了生藥學的發展。對于生藥活性成分的研究方法,近年來出現了如活性導向分離研究方法、高通量篩選技術、血清藥理化學研究方法、腸內菌代謝研究方法、吸收研究方法、生物色譜研究方法以及蛋白組學與代謝組學研究方法等。在生藥的安全性評價方面,不但重視外源性的毒性物質如生藥中重金屬和有害元素的檢測、生藥中殘留農藥的檢測以及其他毒性物質如黃曲霉素和二氧化硫的檢測,對內源性的毒性成分也開始從全方位進行研究評價。生藥學作為專業課程之一,新技術和交叉學科的應用在教學內容中的融會貫通同樣顯得越來越重要,學科的發展要求師生多渠道、多方位了解這些信息知識。在學習生藥學的過程中,這些前沿技術應用的信息知識,必定會引起學生的興趣和重視。
2整合教學方法靈活合理運用
2.1多種教學方法合理運用
由于該課程內容涵蓋面廣,涉及到植物學、天然藥物化學、分析化學、藥理學等多學科相關知識,內容復雜難記,很多知識點相似容易混淆,且實踐性強,因此如何很好地把這些知識點加以組織并很好地讓學生掌握,是每個生藥學教師思考的問題。筆者認為應該整合多種教學方法,靈活合理運用,對于不同的章節不同的內容應該采用不同的教學方法??傉摬糠掷碚撔暂^強,應以課堂教學為主,采用多媒體技術并結合互動教學法,以提高學生興趣、掌握生藥學基本理論、了解生藥學整體概況和生藥學研究進展為教學目的。各論部分實踐性較強,應以直觀教學法和實踐教學法為主,采用課堂實物教學和標本館、中藥店、GAP基地參觀等多種教學手段來教學,使學生能親身感受到、觸摸到這些生藥,從而通過直觀感受加強記憶和理解。
2.2結合具體情況充分利用現有條件
生藥學教學要充分利用學校的現有條件,比如標本館,我們學?,F有中藥浸制、蠟制和飲片三個標本館,包括上千種中藥,這些都是很好的教學資源。有些學校有藥用植物園,可以利用課間或課前帶領學生進行參觀學習。還可以利用校外的一些資源,比如中藥店、GAP中藥材種植基地等。另外,從事生藥學研究的課題組的實驗室也是很好的教學資源,可以讓學生了解一些研究的儀器、課題、項目等。此外,這門課涉及學科較多,其他學科的實驗室、教學基地等也是很好的教學條件,比如分析化學、藥理學等學科的研究室??傊Y合學校的具體情況,充分利用一切可以利用的條件,提高學生對生藥學的感官認識和拓寬學生的知識面。
3結語
第一:從管理方面來說,醫學實驗室的工作是一個標準化、規范化的過程。我國已有30多家醫學實驗室獲得認可ISO15189是國際標準化組織頒布的《醫學實驗室質量和能力專用要求》,加強實驗室標準化、規范化建設是現代的必然結果。
第二:從檢驗技術上來講,檢驗醫學正在向自動化、信息化、分子化、標準化和床邊化發展。
自動化技術;LAC分為兩類:一類是模塊式自動化,將一定的自動化分析儀組合,完成組合項目,應用較多的形式。一類是TLA,將臨床實驗室中各種獨立的自動化儀器以特殊的物流傳送設備串聯起來,在信息流的主導控制下,構成流水線作業的組合。也稱為臨床實驗室自動化檢驗流水線??梢蕴岣吖ぷ餍?,降低成本,縮短檢測周期,提高工作質量,減少差錯的發生,有利于提高科研水平和人員素質。
信息技術:LIS是集計算機和現代化管理思想為一體的綜合技術。可用于患者標本的識別、檢驗申請、樣本分析、結果報告、質量控制、行政后勤,科研總結等數據管理。
生物傳感器:是可將生物信息,如蛋白質、細胞器、活細胞、組織、微生物等轉換為分析信號的器件,如床旁分析POCT,具有很好的應用前景。
分子生物學技術、聚合酶鏈反應、生物蕊片、飛行質譜又叫蛋白質指紋圖譜技術。廣泛地用于多種疾病的診斷,尤其是癌癥,肝癌的敏感性和特異性為91%和89%,卵巢癌的敏感性和特異性為82%和98%,乳腺癌的敏感性和特異性為93%和91%。免疫標記技術更多被人接受和應用,將成為21世紀免疫標記技術的熱點。
第三:不同廠家的儀器對同一檢驗做出的結果不一,不同醫院同一檢驗項目結果不一,就會給臨床帶來診斷困難。現在國際上比較強調量值溯源的問題,也是檢驗醫學的一個發展趨勢。
關鍵詞:重樓;資源;遺傳;藥用價值
中圖分類號:S567.19;S567.239 文獻標識碼:A
中藥重樓為百合科植物七葉一枝花(Paris polyphylla Smith var.chinensis(Franch.) Hara.) 及滇重樓(Paris polyphylla Smith var.yannanensis (Franch.) Hand.-Mazz.) 的干燥根莖,有小毒,其微寒、味苦,具有消腫止痛、清熱解毒、定驚涼肝的功效[1] ?,F代藥理研究顯示,在臨床上重樓寬泛用于治療子宮出血、癌癥、流行性腮腺炎及慢支炎等疾癥,同時重樓的化學成分或提取物具有抑菌、消炎、抗腫瘤、止血、鎮靜、鎮痛等生物活性[2] 。在我國,它還是著名中成藥云南白藥、季德勝蛇藥片、宮血寧膠囊等主要原料藥材之一。
自20世紀90年代后,我國中藥及保健品行業對重樓的需求量日漸增大,僅云南省年需求量已達800t左右,而全國的年使用量則多達3000多t。除內銷外,重樓還用于出口。近5年來,我國重樓的年出口量均在500t以上,且正以每年10%的幅度上升,當前,新鮮重樓市場價格已攀升至130~170元/kg。
眾所周知,我國每年所消耗的重樓資源,大多來自野生資源。然而,因其基原種質不清,來源混雜,嚴重制約了重樓藥材質量及其藥效穩定性,種質資源是提高中藥材質量的關鍵和源頭,是中醫藥健康可持續發展的基本保證。有鑒于此,通過對重樓野生種質資源形態學、分子生物學及資源化學等方面展開一系列應用基礎性研究工作,具有重要戰略意義與示范性價值。
1 資源學
重樓屬種類分布較廣,資源較豐富,但近年的無序開發濫采,致使資源流失嚴重。羅明華[3] 對峨眉山重樓屬的研究中,分析了其種類分布與部分種年生長特征的情況,同時結果顯示,重樓屬植物有8種3變種在峨眉山,大多數的種類喜濕潤蔭蔽及微酸性或中性肥沃土壤,并生長在海拔900~1500m的常綠闊葉林、竹林或灌木林下。鐘延瑜等[4] 的調查研究認為四川重樓屬藥用植物有10種7變種,并進行了鑒定。另外,四川攀枝花地區是一優產高效區域,重樓生長產量俱佳[5] 。包維楷等[6] 認為海南重樓喜生于林下暖和高濕的氣候環境,其研究調查了海南重樓種群在海南島尖峰嶺林區的生存狀況。黑龍江北重樓的資源調查,顯示四花臺草—毛棒—色木械—紫鍛是黑龍江北重樓的最佳生境[7]。在貴州重樓屬植物研究中,何順志[8]整理鑒定出貴州的重樓屬藥用植物11種,7變種和2變型,其中1種為新種,2種和1變種及1變型為貴州分布新記錄。在滇重樓研究上,滇重樓在云南3個地區的情況已被調查與分析。分析發現,在大生境方面,滇重樓各居群比較一致,但各居群間存在一定的生態隔離[9] 。同時存在一重要問題,滇重樓的野生資源已經遭到嚴重的破壞,特別是在在生態環境較差的地區和貧困地區其情況更為突出。因此,對于重樓屬植物的保護,應該首先保護生境地,并有相應的禁止采摘措施出臺,研究開辟實現重樓的規?;疓AP種植,保護重樓屬植物遺傳資源多樣性。
2 生藥學
重樓的性狀研究中,14個種可以通過形狀、表面特征(包括節間長度、顏色、莖痕、環節等)、根莖的粗細、依據斷面(角質化或粉質)及質地等進行區分,從而開展比較研究[10] 。通過顯微觀察重樓根莖橫切面也可以鑒定不同種的重樓,例如北重樓根莖橫切面中,中柱內無含針晶束的粘液細胞[11] ,與滕杰等[7] 觀察根莖(取材5mm)的中柱內有粘液細胞不同,同時9種重樓也進行了該比較。另外,重樓屬與延齡草屬短小根莖易混淆。此外,還比較了粉質重樓和膠質重樓的異同,認為二者的藥用價值相同。
3 細胞學
20世紀30年代,重樓屬藥用植物的細胞學研究就已被開展。目前,在分類系統上,主要的26種重樓,已有22種進行了細胞學研究,僅有大理重樓、緬甸重樓、峨嵋重樓和卷瓣重樓等4種重樓除外。重樓的染色體倍性有2x、3x、4x、8x等多種情況,基本可劃分為三種類型:
3.1 二倍體種
占主要地位。統計顯示有共計14種,占全屬種類的52%,如南重樓、凌云重樓、海南重樓均是其中代表。
3.2多倍體種
共計2種,其一為染色體倍性恒定為8倍體日本重樓;其二為染色體倍性不統一,2n=3x,4x,5x,6x,大多數報道為異源4倍體的,亞洲北溫帶至歐洲的四葉重樓。
3.3種內多倍體
在一些二倍體中,個體或個別居群時有多倍體的情況發生。如七葉一枝花、花葉重樓、五指蓮等。
4 分子生物學
隨著研究的深入,隨機擴增多態性DNA技術也應用到了重樓屬藥用植物的研究上,分析其遺傳多樣性和種間關系,研究顯示重樓屬植物遺傳多樣性水平較高[12] 。同時,19個不同種的ITS區序列分析顯示,重樓屬可重新劃分為三個獨立的屬(Paris, Kinugasa, Daisw)。另外,海南重樓應屬于較為進化的一個類群,并與側膜胎座亞屬的重樓有共同的起源;小重樓推測應該是黑籽重樓的變種。多葉重樓的RAPD技術分析顯示了其4個居群與1個凌云重樓的居群的遺傳多樣性,結果表明其與凌云重樓遺傳距離較遠,而七葉一枝花與滇重樓有較近的親緣關系[13] 。4種重樓屬藥用植物的熒光原位雜交顯示了其18-26SrDNA的定位情況,4個種中C染色體短臂末端均有18-26SrDNA[14] 。
5 發展趨勢
雖然近年來國內對重樓進行了一系列的研究,但大多局限于資源學、生藥學、細胞學、孢粉學、植物化學和藥理學等方面。因此,急需加強重樓在大范圍資源調查與收集,深入研究群落的分布特征及規律、居群間與居群內遺傳變異,系統闡述重樓遺傳變異程度及核心遺傳變異分布中心,逐步建立和完善重樓種質資源庫,建立信息共享平臺,為重樓資源保護開發、核心種質資源構建及新品種(系)選育提供優異材料和理論依據。
參考文獻
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[關鍵詞] 中國檢驗醫學 檢驗醫學發展 發展挑戰
[中圖分類號] R446.1 [文獻標識碼] B[文章編號] 1005-0515(2011)-08-294-01
1 我國檢驗醫學的發展情況
1.1 學科專業發展 我國檢驗醫學已建立眾多亞分支專業,包括臨床的檢驗、免疫、生化和血液學等。各亞專業發展迅速,如臨床生化領域的醫學檢測:心肌損傷標志物除傳統的檢測項目外,增加了肌鈣蛋白T(I)、腦鈉肽(BNP)和同型半胱氨酸等;血脂測定從最基本的膽固醇檢測,發展到脂蛋白a(Lpa)和高、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)等檢測;糖尿病的相關診斷和治療效果檢測,則從單純的血糖測定發展到糖化血紅蛋白和糖化血清白蛋白等新指標。
分支專業有自身免疫、腫瘤免疫、細胞免疫和感染免疫等項目。細胞免疫采用目前最為先進的流式細胞術代替手工方法,可檢測白血病免疫分型、活化T細胞、T細胞亞群、NK-T細胞和干細胞等。腫瘤免疫均從定性檢測做到定量檢測,如癌胚抗原(CEA)、甲胎蛋白(AFP)及游離前列腺特異性抗原(f-PSA)等。
1.2 學科技術發展 臨床血液學的檢測從單一的形態學診斷,發展到包括免疫學(I)、形態學(M)、細胞生物學(C)與分子生物學(M)方法的聯合檢測,而內皮細胞、凝血、系列血小板及抗凝等的廣泛應用,使出血性疾病和血栓栓塞的及早發現與治療獲得可能。
在臨床微生物學方面,對病原體的檢測鑒定完全做到了系列化、標準化、微量化和自動化,在對新病原體診斷的敏感性方面大大提高??股啬退幮缘臋z測,目前主要針對耐藥機制進行檢測;在我國廣大醫療機構還發展了支原體、衣原體和梅毒螺旋體等病原體的快速檢測;在控制院內和社區感染方面,臨床微生物檢驗已起到重要作用。
1.3 教育、人才與產業發展 我國有45所大學,每年培養近10000名的本科、大專學歷檢驗人才,加入醫學檢驗工作隊伍,并培養了一批碩士、博士研究生充實檢驗隊伍。據統計,目前我國三級醫院檢驗科醫務人員中,大專、本科學歷超過50%,國外進修歸國人員和碩士、博士占20%左右。
醫院檢驗科質量管理體系越來越規范化。不斷完善規章制度,健全兩級管理網絡建立專業質控督查標準,以擴大質控覆蓋廣度和深度。各醫療機構每年進行盲點質量調查、年終檢查,不斷提高質控意識。
檢驗醫學試劑行業迅速發展。如,中外合資的體外診斷試劑和國產試劑市場占有率增加,一批企業迅速發展起來,像從最初的街辦企業,發展為中國免疫產品市場占有率最高的股份企業――上??迫A生物。
2 我國檢驗醫學面臨的挑戰
2.1 滿足不斷提高的患者服務需求 從治療轉向預防是人類衛生事業發展趨勢,而患者也不再局限于被動的需求滿足,其要求經濟、快速和人性化服務。
經濟性。伴隨醫療費用的急劇攀升,管控檢驗醫學實驗的經濟費用也成為降低醫療費用的一項內容,以最低的投入為患者提供及時、準確、有效的檢驗結果,已成為當前重要課題。如檢測實驗室是否有權向臨床醫生提出刪改不必要的檢驗項目,以減低患者費用等,值得思考。
壓縮檢測周期。即刻檢驗(POCT)是短時間反饋(STAT)的一種檢測形式,未來我國POCT檢測的發展會是大勢所趨,但目前總體上對POCT的質控監測還不很到位。怎樣應對這一轉變,是我國檢驗醫學行業須努力應對的命題。而病人有權力得到與醫療費用相應的所有人性化服務,而這正是當前行業工作的薄弱環節,需奮力更進。
2.2 高新技術的發展挑戰 生物基因檢測技術,包括人類基因組測序在內的基因計劃的完成,使在基因檢測技術方面,已經可以直接檢測基因的突變。臨床上,可將其應用于對可疑患者的診斷和鑒別診斷,同時在基礎醫學方面,進一步探明發病的分子遺傳方面原因。病毒性傳染病的檢測中,如HIV、HBV等的基因突變及非典型性肺炎致病因子診斷等。診斷感染性疾病方面,如對結核蠟樣桿菌、結核桿菌鑒別,包括軍團菌、立克次體等細菌性感染的檢測,改變了過去傳統培養手段檢測的生長周期長、檢出率低狀況;在發達國家,基因診斷技術已廣泛應用于各種遺傳性疾病中,如各種遺傳疾病的產前優生診斷等。
3 結語 檢驗醫學所涵蓋的范圍極為廣泛,如血液檢查、血清學檢查、各種體液的顯微鏡檢查、生化檢查、免疫學檢查、微生物學檢查(含致病性的病毒、衣原體、立克次體、細菌、寄生蟲等)、細胞學檢查、各種組織及器官的病理學檢查,甚至在有些國家和地區還包括各種生理功能的檢查(如腦波檢查、各種神經功能檢查、肌電圖、心電圖、聽力檢查等等),且其內容與應用的發展極其迅速。
我國檢驗醫學在學科專業、學科技術和教育、人才及產業方面均取得了長足的發展,尤其在人才培養,設備進步和產業發展上,令人矚目。而同時,我國我國檢驗醫學的進一步發展,仍面臨儲多挑戰,尤其在基因、分子生物學和生物芯片技術等現代前沿、高端醫學、生物技術方面,面臨趕超先進水平的艱巨性挑戰,此外,檢驗醫學的服務水平也須提高到新的層次,以滿足患者需求。
參考文獻
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摘要:
本文就花椒的育種現狀、有效成分、食用和藥用價值、生態效益及分子生物學在花椒上的應用等方面進行論述,并對目前存在的問題進行了討論。
關鍵詞:
花椒;研究現狀;問題
花椒屬蕓香科常綠或落葉植物,為喬木、小喬木或木質藤本[1],原產我國,是重要的調味品、香料及木本油料樹種之一,是一種藥食兩用樹種[2]?;ń返那o和枝具皮刺,莖皮具有芳香味;葉互生,奇數羽狀復葉,葉軸有刺突,小葉對生,具有透明油點;花小,青黃色,雌雄異株,頂端傘狀圓錐花序或簇生;蓇葖果,紅色,毛囊開裂,具粗大腺點,沿背腹縫線開裂;種子球形或半球形,黑色,光亮,具胚乳?;ń纷鳛橹匾慕洕鷺浞N,在我國栽培歷史悠久,早在公元前11至10世紀的周代,林鴻榮《椒史初探》中就有我國人民利用花椒的紀實。明朝時期我國的花椒就已經遠銷朝鮮、日本、新加坡、馬來西亞等國家,享譽海內外。中國花椒屬有39個種14個變種[3],分布范圍廣,北至遼東半島,南至海南島、臺灣、地區也有分布?;ń肪哂休^高經濟價值和生態保護功能,近年來隨著退耕還林工程的實施和市場需求的拉動,我國花椒種植面積迅速擴大。
1花椒的研究現狀
1.1花椒生理學研究
在花椒生理方面,李安定(2007)等以盆栽頂壇花椒幼苗為對象,在不同水分梯度條件下用CO2氣體分析儀進行林木生理指標觀測,研究了頂壇花椒1年生苗凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度、葉片水分利用效益與土壤含水量的關系,探索出了喀斯特地區頂壇花椒的最佳土壤含水量范圍[4]。彭惠蓉(2009)等通過幼苗形態觀察及根、莖、葉生長過程觀測,研究了頂壇花椒種苗苗期生長規律,并將苗期劃分為3個生長時期[5]。馬英姿(2007)等為了篩選蜆殼花椒組培苗增殖的最優培養方案,對影響組培苗增殖的因素進行了試驗,探索出了蜆殼花椒的最適增殖培養基[6]。彭熙(2007)等以貴州省花江喀斯特峽谷花椒林地土壤水分全年的動態變化特征為研究對象,分析了土壤含水量與土壤結構、植被間的關系以及不同土壤層次水分動態變化規律,劃分出了土壤水分垂直變動帶;研究結果表明不同的土層有不同的水分動態變化規律[7]。在耐冷性方面,畢君(2009)等為探討花椒屬不同品系的早期耐低溫能力,采用低溫發芽與芽苗期低溫培養的方法,研究了低溫對花椒發芽率、芽苗鮮質量及其物質代謝的影響,試驗結果表明花椒各品系芽期和苗期耐冷性具有較好的一致性[8]。
1.2花椒育種研究
在花椒育種方面,育種工作者采取了一系列措施對花椒的生長進行調控。趙曉光(2010)以當年采收的花椒種子為試驗材料,用不同濃度的堿水、沙場低溫和GA3激素處理,提高花椒種子的發芽率、發芽勢和發芽指數[9]。楊大圣(2015)和屈紅麗(2015)分別從育苗技術、苗木管理、整地造林、整形管理、水肥管理、病蟲害防治及采收管理等方面對花椒豐產技術進行了討論[10~11],為花椒的栽培提供了技術指導。在良種選育方面,王永發(2003)、原雙進(2006)等選育出一批具有遺傳穩定、樹勢強、豐產、易采摘、風味獨特等特點的花椒良種,如大紅袍王、獅子頭、南強1號和無刺椒等[12~13]。
1.3花椒有效成分的研究
近年來,眾多學者對花椒的化學成分做了大量的研究,取得了諸多成果。經測定:花椒的化學成分主要有揮發油、生物堿、酰胺、香豆素、黃酮等,其它成分還有三萜、甾醇、烴類、木脂素以及脂肪酸等[14],由于產地的氣候、雨量、日照和土質等自然因素的影響,花椒化學組成及含量有較大差異[15]?;ń纷鳛橐环N調味品,其化學成分的萃取及鑒定方面已有大量研究。牟淑杰(2010)等采用超臨界CO2法,通過單因素試驗和正交試驗設計,研究了提取過程中花椒粉粒度、萃取壓力、時間和溫度等因素的最佳工藝參數[16]。魏永生(2011)等利用頂空固相微萃取氣相色譜-質譜聯用技術(GC-MS)對大紅袍花椒揮發性成分的研究表明:其主要揮發性成分為β-月桂烯(21.41%)、苧烯(17.06%)、β-水芹烯(10.60%)、γ-松油醇(萜品醇)(9.50%)、檜烯(8.32%)、β-羅勒烯(8.00%)、胺葉油素(7.09%)、羅勒烯(3.82%)、α-蒎烯(3.59%)、香橙烯(1.15%)、α-乙酸松油酯(1.08%)等萜烯類以及醇類或酯類化合物[17]。應用GC/GC-MS對Zan-thoxylumschinifolium葉水蒸餾提取物的分析表明:新鮮葉中精油的主要成分是芳樟醇(12.94%)、姜黃素(8.95%)、檸檬烯(6.45%)和甘香烯(5.43%)[18]。馬英姿(2010)等首次從蜆殼花椒中性親脂性成分中分離得到了6個化合物:正三十烷、正十六烷醇、熊果酸、異虎耳草素、佛手內酯和β-谷甾醇[19]。此外,研究者對花椒籽的化學成分也做了大量研究。經試驗分析證實,花椒種籽油主要成分為棕櫚酸、棕櫚油酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸,其中,油酸、亞油酸、亞麻酸的混合含量高達57.549%~87.907%;花椒籽油含有豐富的Ca、Mg、Fe、Zn及含量較高的Sr、Mn等人體必需的礦物元素[20]。馬養民(2010)等采用GC-MS分析花椒籽油脂肪酸組分,鑒定出l2種脂肪酸,并用峰面積歸一化法測定各種組分的相對含量:棕櫚酸(20.14%)、油酸(29.72%)、亞油酸(29.65%)和α-亞麻酸(17.91%);花椒籽油不飽和脂肪酸含量高達78.4%,其中多不飽和脂肪酸占總脂肪酸47.8%[21]。寇明鈺(2006)以堿溶酸析法提取花椒籽蛋白質,結果表明重慶青花椒籽中蛋白質含量較低(7.18%),而纖維素含量最高,為62.85%[21]。
1.4花椒的功能價值研究
1.4.1花椒的食用價值
花椒是調味佳品,因其含有川椒素、植物甾醇等成分,而具有特殊的麻辣郁香味,是人們喜愛的調味品之一,也是副食加工業的主要佐料,能除腥氣、消毒殺菌,是腌制各種醬菜、臘肉、香腸不可或缺的配料。四川花椒被廣泛用于中國、日本、韓國、尼泊爾等的菜系中[23~25]。椒柄、椒葉、樹皮也具有麻味,可做加工調和的副料,也可做腌菜?!洱R民要術》中記載:“其葉及青摘取,可以為菹;乾而未之,亦足充事”。
1.4.2花椒的藥用價值
花椒樹全身是寶,除具有多種營養物質外,還有獨特的藥用價值?!侗静菥V目》中記載:“花椒,其味辛而麻,其氣溫而熱。入肺散寒,治咳嗽;入脾除濕,治風寒濕痹,水腫瀉痢,入右腎補火,治陽衰,溲數、足弱、久痢諸癥?!被ń肥侵袊鴤鹘y的中藥材,其果實可用于治療腹痛、感冒、嘔吐、腹瀉和濕疹[3]。ZanthoxylumalatumRoxb.是一種藥用灌木,在巴基斯坦俗稱“Timber”,其種籽的粉末具有極佳的香料價值,可以作為芳香補藥和開胃藥,還可用于治療發燒、消化不良、霍亂等;其果實、樹枝和刺可用作驅風劑和開胃藥,可用于治療牙痛,巴基斯坦人將其干果皮與鹽、薄荷和茴香混合,用于治療消化不良和頭痛[26];其根可用作退熱藥、消化藥和補藥;其莖皮可用作治療胃腸氣脹、疝痛、消化不良、耳痛、牙痛和蛇咬傷;Zanthoxylumrhoifolium莖皮的醇和己酸提取物具有鎮痛的作用[27],該花椒的藥用價值在印度得到廣泛的應用[28]。此外,花椒具有防蟲防腐的功能,對害蟲有麻痹、驅逐、預防的效果[29],在保存糧食、衣物時,可用花椒研細,用紗布包好,放在糧食表面或堆入糧、衣物中,具有防蟲蛀的作用。此外,花椒還具有抗氧化、保肝、抗瘧原蟲、細胞毒素、抗惡性細胞增生、抗病毒、抗痙攣和抗真菌的功能[30~36]。
1.4.3花椒的生態價值
花椒具有防風固壩和保持水土的作用?;ń分鞲^淺,側根發達,一般分布在50cm土層內,形成錯綜復雜的根系網絡,使其具有耐旱、防風固土和改善生態的功能。李葦潔(2010)等的研究表明,頂壇花椒林生態系統在維系和促進當地社會經濟發展及改善喀斯特峽谷生態環境中發揮了重要作用[37]。此外,花椒還具有觀賞價值?;ń分l蒼勁,小葉翠綠,枝刺銳利,樹形可造形,是優良的園林綠化樹種。
1.5分子生物學在花椒上的研究現狀
目前,運用分子生物學對花椒的研究相對較少。漢素珍(2011)構建了適宜花椒ISSR-PCR反應的最佳體系[38]。鄧洪平(2008)等以九葉青花椒為研究材料,采用RAPD分子標記技術及聚類分析等方法,證明了九葉青花椒具有相對獨立且穩定的形態特征,并認為定義其為變種是科學可行的[39]。李慶芝(2009)等采用RAPD分子標記方法分析11個花椒品種的遺傳多樣性,以及遺傳多樣性與環境因素的相關性,結果顯示不同地域種植的同一品種材料遺傳距離較大,說明了花椒的遺傳多樣性與地域分布有關[40]。鄭海星(2011)等利用30條RAPD引物對21份花椒種質資源的DNA進行了擴增,從分子水平上反映出了花椒種質資源復雜的遺傳背景[41]。盡管花椒的果實在外部形態,物理特性上與混淆品差異較小,但在cpDNAtrnL-F間隔區序列上卻存在著顯著而穩定的差異,該序列在屬以下的分類階元中同源性極高,可達100%[42],此外,王福(2015)等利用ITS2序列二級結構作DNA條形碼輔助分析手段可準確有效地鑒別花椒及其混偽品[43]。
2目前存在的問題及討論
2.1存在問題
除東北、內蒙古等地外,我國大部分地區都有花椒分布。常見的栽培品種習慣上稱為大紅袍、小紅袍、大花椒、白沙椒、枸椒、六月椒、八月椒等,其分類依據各不相同,叫法頗多,存在品種雜亂、同名異物等問題,給生產和銷售帶來不便[44]。與其它果樹相比,我國花椒科研起步晚、力量分散,在許多領域的研究不夠深入,花椒的良種選育及產業化栽培技術,花椒有效成分的新型提取技術,分子生物學等方面,需進一步深入研究。
2.2討論
1)當前急需對花椒的品種進行規范化命名,開展大范圍的花椒種質資源調查,同時進行選優工作,建立種質資源基因庫,在此基礎上開展雜交育種、轉基因育種等遺傳育種新技術研究,培育具有穗粒數多、果粒大、高精油、高抗性(抗病蟲、抗干旱、抗低溫)、藥用價值高、無刺的花椒新品種。同時也可以開展專用目的品種的培育工作,如日本的一些品種,因無刺且株形緊湊,適合椒芽菜生產,培育專用目的的花椒品種,也是花椒育種的一大趨勢。
2)我國花椒產品的開發落后,特別是醫藥、農藥、化工等領域的研發相對滯后,也是制約花椒生產化的關鍵環節。農業發展要與醫藥、化工領域科研人員進行多學科、多層次合作,大力開展花椒新產品的研發工作,為花椒生產尋求新出路。
3)在良種選育方面,當前應做好不同品種的生態區劃分及其規范化栽培技術,重點仍然是提高品質和產量。研究花椒防凍害技術,爭取在高效防凍產品上取得突破,此外,加強花椒良種選育,篩選出一批性狀穩定、結實量大、刺少、抗逆性強的品種,有助于花椒的推廣種植。
4)對花椒樹不同樹型的冠層結構和生理特征開展研究,以期通過樹體內在特征和環境條件相結合的研究來分析解決花椒高落花率和高落果率問題。
5)目前,花椒的采摘主要靠人工采摘。人工采摘費用的快速增加,導致椒農純收入降低,加上采椒季節用工量大,導致花椒采收勞動力短缺,采收更加困難。因此,選育無刺品種、研究花椒機械化采摘技術和開發花椒機械采摘產品亟待解決。
6)此外,分子生物學技術在花椒研究上的應用較少,在今后的研究中需要加大分子技術的研究,理論與實踐相結合,為花椒的輔助育種和高產提供理論依據。
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