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藥用植物分子遺傳學(精) 版權信息
- ISBN：9787030708076
- 條形碼：9787030708076 ; 978-7-03-070807-6
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
藥用植物分子遺傳學(精) 內容簡介
藥用植物分子遺傳學是研究藥用植物遺傳和變異規律的綜合性學科。該學科通過研究藥用植物性狀和基因型的關系，從分子水平上研究藥用植物基因的結構與功能、遺傳與變異，揭示藥用植物在生長發育和環境應答過程中遺傳信息傳遞、表達和調控的分子機制，為藥用植物資源的開發利用提供基礎理論方法支撐。 本書是陳士林研究員及其帶領的本草基因組學科研團隊在藥用植物遺傳資源領域多年來探索、融合、創新性研究工作的總結。本書根據長期的研究經驗提出了藥用植物分子遺傳學研究體系，對藥用植物遺傳資源的研究進行了細致的梳理和總結，對學科內容、研究理念、研究思路和應用前景進行了闡述。本書分為緒論、基礎理論、實驗技術和實踐應用四部分，以理論體系、研究手段和經典案例作為各章節的展現模式。 本書可作為高等院校中醫藥、藥學、植物學、園藝學等相關專業師生的教學參考書，也可作為科研院所從事藥用植物研究與開發等相關專業技術人員的科研參考書。
藥用植物分子遺傳學(精) 目錄
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 藥用植物分子遺傳學的形成和發展過程 2
1.2 藥用植物分子遺傳學的研究重點 4
1.3 藥用植物分子遺傳學未來研究方向 14
第2章 藥用植物遺傳的分子基礎 20
2.1 藥用植物基因 20
2.2 藥用植物結構基因組 21
2.3 藥用植物基因組研究方法 32
案例1 罌粟基因組 38
案例2 金銀花基因組 41
案例3 穿心蓮基因組 44
案例4 野菊花基因組 46
案例5 大麻基因組 49
第3章 藥用植物資源遺傳評價 54
3.1 藥用植物資源遺傳多樣性評價 54
3.2 藥用植物譜系地理學研究 58
3.3 藥用植物資源遺傳評價研究與應用 61
案例1 甘草資源的遺傳多樣性評價 64
案列2 人參屬植物遺傳種質鑒定與道地性研究 66
案例3 銀杏親緣地理學和進化遺傳學研究 67
案例4 羌活四個種的譜系地理和物種分化機制研究 69
案例5 應用AFLP技術對淫羊藿屬物種系統分類的研究 70
案例6 藥用植物黃連的物種親緣關系與遺傳多樣性分析 71
第4章 藥用植物中次生代謝物合成途徑及相關酶 79
4.1 藥用植物次生代謝物合成途徑中酶的概述 79
4.2 藥用植物中次生代謝物碳骨架形成酶 89
4.3 藥用植物中次生代謝物的修飾酶 100
案例1 紅豆杉中酰基轉移酶（AT）參與紫杉醇的生物合成 112
案例2 人參和甘草中三萜皂苷生物合成的關鍵酶（OSC和UGT） 115
案例3 藏紅花中醛脫氫酶的鑒定 120
案例4 重樓中CYP450參與薯蕷皂苷元的生物合成 122
案例5 金銀花中的新型紫松果黃素合酶 125
案例6 顛茄中莨菪堿脫氫酶的鑒定和莨菪烷類生物堿的合成 128
第5章 藥用植物次生代謝物的轉錄調控 137
5.1 藥用植物次生代謝物的轉錄水平調控 137
5.2 藥用植物次生代謝物的表觀遺傳調控 149
案例1 R2R3-MYB轉錄因子調控黃酮合成的研究 150
案例2 丹參中AP2/ERF蛋白功能的研究 155
案例3 AP2/ERF基因調控長春花生物堿的 合成 158
案例4 AP2/ERF和WRKY轉錄因子調控青蒿素的合成 159
案例5 黃花蒿中磷酸化調控青蒿素的合成 162
案例6 長春花和黃連中磷酸化調控代謝產物合成 163
案例7 miRNA156-SPL9介導的廣藿香醇 合酶的功能研究 165
第6章 藥用植物組織培養和基因工程 170
6.1 藥用植物組織培養 170
6.2 藥用植物基因工程 173
案例1 丹參的毛狀根培養體系 181
案例2 利用形成層分生組織細胞培養生產抗癌藥物紫杉醇 182
案例3 利用雷公藤形成層分生組織細胞生產萜類化合物 185
案例4 黃花蒿的穩定遺傳轉化體系 187
案例5 枸杞中病毒誘導的基因沉默（VIGS）技術的應用 188
案例6 CRISPR/Cas9技術在藥用植物丹參、石斛和盾葉薯蕷中的應用 191
第7章 藥用植物功能基因研究方法 199
7.1 藥用植物突變體庫構建 199
7.2 藥用植物基因鑒定與克隆 203
7.3 藥用植物基因功能驗證 206
案例1 甲基磺酸乙酯（EMS）誘變構建黃花蒿突變體庫 217
案例2 印楝素關鍵合成酶基因的克隆 218
案例3 AaORA和AaTCP14在青蒿素的合成中的功能驗證 219
案例4 利用基因組信息解析罌粟諾斯卡品生物合成途徑 221
案例5 多組學聯合應用解析卡瓦內酯在卡瓦胡椒中的生物合成途徑 222
第8章 藥用模式生物實驗平臺 225
8.1 藥用模式生物的選擇 226
8.2 藥用模式生物研究體系的建立 227
8.3 藥用模式生物的應用 229
案例1 丹參–萜類成分藥用模式生物實驗平臺 230
案例2 黃花蒿–萜類成分藥用模式生物實驗平臺 236
案例3 煙草–生物堿類成分藥用模式生物實驗平臺 241
案例4 長春花–生物堿類成分藥用模式生物研究平臺 242
案例5 大麻–萜酚類化合物藥用模式生物研究平臺 244
案例6 靈芝–藥用真菌實驗平臺 247
第9章 藥用植物分子育種 259
9.1 藥用植物分子遺傳育種特征 259
9.2 分子標記輔助育種 262
9.3 基因工程育種 265
9.4 分子設計育種 268
案例1 高青蒿素含量黃花蒿的分子選育 271
案例2 大麻高大麻二酚（CBD）含量分子育種 273
案例3 三七耐連作障礙分子育種 275
案例4 人參分子育種 277
案例5 罌粟的基因編輯育種 280
案例6 高產紫蘇分子育種 282
第10章 藥用植物次生代謝物的合成生物學 286
10.1 藥用植物次生代謝物的合成生物學概述 286
10.2 運用微生物細胞工廠生產藥用植物次生代謝物 288
10.3 藥用植物次生代謝物植物細胞工合成 293
10.4 結語 294
案例1 大麻素的微生物合成 295
案例2 燈盞花素的微生物細胞生產 297
案例3 甘草次酸微生物細胞生產 298
案例4 黃芩素和野黃芩素微生物細胞生產 300
案例5 青蒿素的植物細胞生產 301
案例6 長春花堿的植物細胞生產 302
第11章 藥用植物遺傳資源 307
11.1 藥用植物遺傳資源概念及保護意義 307
11.2 藥用植物遺傳資源保護體系 308
11.3 藥用植物遺傳資源保存措施 309
11.4 藥用植物遺傳資源的發掘與利用 313
11.5 小結 314
案例1 國家藥用植物種質資源庫 315
案例2 國家中藥種質資源庫（四川） 316
案例3 國家中藥基因庫 317
案例4 國家藥用植物園體系 319
前言
第1章 緒論 1
1.1 藥用植物分子遺傳學的形成和發展過程 2
1.2 藥用植物分子遺傳學的研究重點 4
1.3 藥用植物分子遺傳學未來研究方向 14
第2章 藥用植物遺傳的分子基礎 20
2.1 藥用植物基因 20
2.2 藥用植物結構基因組 21
2.3 藥用植物基因組研究方法 32
案例1 罌粟基因組 38
案例2 金銀花基因組 41
案例3 穿心蓮基因組 44
案例4 野菊花基因組 46
案例5 大麻基因組 49
第3章 藥用植物資源遺傳評價 54
3.1 藥用植物資源遺傳多樣性評價 54
3.2 藥用植物譜系地理學研究 58
3.3 藥用植物資源遺傳評價研究與應用 61
案例1 甘草資源的遺傳多樣性評價 64
案列2 人參屬植物遺傳種質鑒定與道地性研究 66
案例3 銀杏親緣地理學和進化遺傳學研究 67
案例4 羌活四個種的譜系地理和物種分化機制研究 69
案例5 應用AFLP技術對淫羊藿屬物種系統分類的研究 70
案例6 藥用植物黃連的物種親緣關系與遺傳多樣性分析 71
第4章 藥用植物中次生代謝物合成途徑及相關酶 79
4.1 藥用植物次生代謝物合成途徑中酶的概述 79
4.2 藥用植物中次生代謝物碳骨架形成酶 89
4.3 藥用植物中次生代謝物的修飾酶 100
案例1 紅豆杉中酰基轉移酶（AT）參與紫杉醇的生物合成 112
案例2 人參和甘草中三萜皂苷生物合成的關鍵酶（OSC和UGT） 115
案例3 藏紅花中醛脫氫酶的鑒定 120
案例4 重樓中CYP450參與薯蕷皂苷元的生物合成 122
案例5 金銀花中的新型紫松果黃素合酶 125
案例6 顛茄中莨菪堿脫氫酶的鑒定和莨菪烷類生物堿的合成 128
第5章 藥用植物次生代謝物的轉錄調控 137
5.1 藥用植物次生代謝物的轉錄水平調控 137
5.2 藥用植物次生代謝物的表觀遺傳調控 149
案例1 R2R3-MYB轉錄因子調控黃酮合成的研究 150
案例2 丹參中AP2/ERF蛋白功能的研究 155
案例3 AP2/ERF基因調控長春花生物堿的 合成 158
案例4 AP2/ERF和WRKY轉錄因子調控青蒿素的合成 159
案例5 黃花蒿中磷酸化調控青蒿素的合成 162
案例6 長春花和黃連中磷酸化調控代謝產物合成 163
案例7 miRNA156-SPL9介導的廣藿香醇 合酶的功能研究 165
第6章 藥用植物組織培養和基因工程 170
6.1 藥用植物組織培養 170
6.2 藥用植物基因工程 173
案例1 丹參的毛狀根培養體系 181
案例2 利用形成層分生組織細胞培養生產抗癌藥物紫杉醇 182
案例3 利用雷公藤形成層分生組織細胞生產萜類化合物 185
案例4 黃花蒿的穩定遺傳轉化體系 187
案例5 枸杞中病毒誘導的基因沉默（VIGS）技術的應用 188
案例6 CRISPR/Cas9技術在藥用植物丹參、石斛和盾葉薯蕷中的應用 191
第7章 藥用植物功能基因研究方法 199
7.1 藥用植物突變體庫構建 199
7.2 藥用植物基因鑒定與克隆 203
7.3 藥用植物基因功能驗證 206
案例1 甲基磺酸乙酯（EMS）誘變構建黃花蒿突變體庫 217
案例2 印楝素關鍵合成酶基因的克隆 218
案例3 AaORA和AaTCP14在青蒿素的合成中的功能驗證 219
案例4 利用基因組信息解析罌粟諾斯卡品生物合成途徑 221
案例5 多組學聯合應用解析卡瓦內酯在卡瓦胡椒中的生物合成途徑 222
第8章 藥用模式生物實驗平臺 225
8.1 藥用模式生物的選擇 226
8.2 藥用模式生物研究體系的建立 227
8.3 藥用模式生物的應用 229
案例1 丹參–萜類成分藥用模式生物實驗平臺 230
案例2 黃花蒿–萜類成分藥用模式生物實驗平臺 236
案例3 煙草–生物堿類成分藥用模式生物實驗平臺 241
案例4 長春花–生物堿類成分藥用模式生物研究平臺 242
案例5 大麻–萜酚類化合物藥用模式生物研究平臺 244
案例6 靈芝–藥用真菌實驗平臺 247
第9章 藥用植物分子育種 259
9.1 藥用植物分子遺傳育種特征 259
9.2 分子標記輔助育種 262
9.3 基因工程育種 265
9.4 分子設計育種 268
案例1 高青蒿素含量黃花蒿的分子選育 271
案例2 大麻高大麻二酚（CBD）含量分子育種 273
案例3 三七耐連作障礙分子育種 275
案例4 人參分子育種 277
案例5 罌粟的基因編輯育種 280
案例6 高產紫蘇分子育種 282
第10章 藥用植物次生代謝物的合成生物學 286
10.1 藥用植物次生代謝物的合成生物學概述 286
10.2 運用微生物細胞工廠生產藥用植物次生代謝物 288
10.3 藥用植物次生代謝物植物細胞工合成 293
10.4 結語 294
案例1 大麻素的微生物合成 295
案例2 燈盞花素的微生物細胞生產 297
案例3 甘草次酸微生物細胞生產 298
案例4 黃芩素和野黃芩素微生物細胞生產 300
案例5 青蒿素的植物細胞生產 301
案例6 長春花堿的植物細胞生產 302
第11章 藥用植物遺傳資源 307
11.1 藥用植物遺傳資源概念及保護意義 307
11.2 藥用植物遺傳資源保護體系 308
11.3 藥用植物遺傳資源保存措施 309
11.4 藥用植物遺傳資源的發掘與利用 313
11.5 小結 314
案例1 國家藥用植物種質資源庫 315
案例2 國家中藥種質資源庫（四川） 316
案例3 國家中藥基因庫 317
案例4 國家藥用植物園體系 319
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藥用植物分子遺傳學(精) 節選
第1章 緒論 藥用植物是一類具有藥物屬性的植物，它和糧食作物一樣在人類文明和社會的發展過程中起著極其重要的作用，是人類生存和健康管理的重要保障。人類對藥用植物藥效的發現是一個從宏觀到微觀的過程，古生物學研究顯示在約6萬年前的史前人類尼安德特人的墳墓里保存有藥用植物麻黃Ephedra altissima和黃矢車菊Centaurea solstitialis的化石，這表明尼安德特人在尋找植物源食物的過程中，發現部分植物可以用于驅趕蚊蟲、治療疾病等，從而學會了應用藥用植物管理他們的健康。在中國、古印度、古埃及和古羅馬等文明古國的早期文字中也有大量藥用植物從形態到使用的記載，這表明藥用植物在古代東西方各國已經成為人類治療和預防疾病的有效手段。 隨著現代科學技術的發展與完善（特別是藥用植物分類鑒定、活性成分分離提取、結構鑒定、藥效學評價等技術），藥用植物的藥效物質基礎開始逐漸被人們認識。藥用植物中天然產物的單體化合物的分離及結構鑒定是19～20世紀的植物化學研究的突出成果，科學家們借助于現代的色譜、光譜、質譜以及核磁等技術，從藥用植物中分離、純化和鑒定出了如青蒿素、紫杉醇、奎寧、嗎啡、大麻二酚等單體天然產物成分，用于治療瘧疾、癌癥、疼痛等疾病（圖1-1）。1897年，拜耳公司首次將柳樹皮中的水楊酸合成為酰基水楊酸（阿司匹林），用于治療頭痛與發熱、血小板聚集，減少動脈粥樣硬化患者的心肌梗死等疾病，這一經典天然產物藥物一直沿用到現在并不斷煥發新的活力。據統計，現今30%～50%的化學藥物都是來自于天然產物、植物藥或半合成天然產物及其衍生物。天然產物結構的新穎性和多樣性為藥物研發提供了大量的候選。但目前部分藥企已經放棄了篩選植物源小分子化合物用于治療各種疾病的項目，主要原因之一是無法獲得足量的天然化合物用于后續的開發與應用。越來越多的合成生物學和基因工程的研究案例表明，在應用分子遺傳學的方法成功解析藥用植物有效成分生物合成途徑的基礎上，使用生物技術方法大量生產這些有效成分或通過組織培養方式配合基因工程大量繁殖藥用植物及其有效部位，將極大地促進藥用植物天然產物的開發與利用。 在全球范圍內除了藥用植物天然產物單體化合物及有效組分外，以藥用植物提取物和藥材作為原料的藥物制劑如傳統草藥、中成藥、漢方藥等不同形式的藥用植物產品在治療或預防疾病方面也起到了不可或缺的關鍵性作用。由于傳統草藥具有治療疾病的獨*療效優勢，據統計，目前全球約85%的人口特別是發展中國家仍然在應用傳統草藥治療疾病，因此充足的藥用植物資源是保障民眾身體健康的前提。由于藥用植物的種類繁多且用藥部位多樣，導致了不同種類的藥用植物的人工選育水平和種植規模差距很大。依據現階段藥用植物原料來源情況，可以將其主要分為以下三大類：①已經具有一些代表性的商業化品種以及成熟的種植技術和大面積的人工種植品種如罌粟、長春花、大麻、人參、西洋參、枸杞等。②雖然已經實現大面積種植，但種質大多直接來自于野生種群的營養體或雜交后代，尚缺乏一致性及穩定性等系統選育的品種如甘草、大黃、重樓等。③主要依賴于野生群體的藥用植物如紅景天、升麻、七葉樹等。針對藥用植物品種選育中存在的各種問題，應用藥用植物遺傳原理解析藥用植物有效性背后的分子遺傳機制，根據每一種藥用植物各自的馴化程度充分選育藥用植物使其成為優質的品種用于實際生產。 圖1-1 代表性藥用植物次生代謝物及代謝途徑分類 本書是以藥用植物作為研究對象，聚焦藥用植物資源開發利用領域的焦點問題；關注應用遺傳學研究體系，特別是從分子遺傳層面，結合當前遺傳學、組學、系統生物學的理論和技術，探討解決藥用植物資源可持續利用實踐過程中的關鍵問題；以期與讀者共同推動我國藥用植物的分子遺傳學研究。本書囊括了藥用植物正向遺傳學以及反向遺傳學的方法，以理論體系、研究手段和經典案例為展現模式，描述藥用植物的生物學特征，揭示藥用植物有效成分的遺傳規律，尋找基因型與表現型之間的關系。 1.1 藥用植物分子遺傳學的形成和發展過程 植物遺傳學經歷了孟德爾遺傳學和植物分子遺傳學兩個重要的發展階段。奧地利的生物學家格雷戈爾 孟德爾（Gregor Mendel，1822～1884年）是遺傳學的奠基人，被譽為遺傳學之父。他通過豌豆雜交試驗發現了遺傳學兩大基本定律即分離定律和自由組合定律。雖然當時孟德爾并不確定遺傳物質的分子基礎和基因等概念，但已發現植物體內遺傳物質可有規律地影響后代的表型特征，這是現今植物遺傳學研究的理論依據和實踐指導。在藥用植物關鍵性狀的遺傳規律研究過程中，孟德爾遺傳以及基于孟德爾遺傳的衍生理論都起到了至關重要的作用，對部分易雜交的一年生藥用植物如黃花蒿、大麻等都有大量的相關研究。20世紀初期，遺傳學家摩爾根通過果蠅的遺傳實驗，認識到基因存在于染色體上，并在染色體上呈線性排列，從而得出染色體是基因載體的結論。1909年丹麥遺傳學家約翰遜（W.Johansen 1859～1927年）在《精密遺傳學原理》一書中正式提出“基因”概念。其研究發現基因有兩個特點，一是能忠實地復制自己，以保持生物的基本特征；二是在繁衍后代過程中基因能夠突變和變異。植物分子遺傳學從20世紀中期開始迅速發展，這一學科的代表人物是植物遺傳學家芭芭拉 麥克林托克（Barbara McClintock）。40年代初期，她用傳統的遺傳學和細胞學研究的手段發現了玉米葉片以及種子中一些斑點的形成機制，得出了“轉座子”的概念，即基因能夠“轉座”和“跳動”。這一研究結果改變了傳統認為基因在染色體上是固定不變的觀念。1953年沃森和克里克發現了DNA分子的雙螺旋結構，使得人類對生命體有了更進一步的認識，即生命體的基因組包含了其全部遺傳信息，這些信息由A-T、C-G四種堿基兩兩配對后排列成的長鏈DNA分子攜帶。隨后DNA的復制、表達和突變成為分子遺傳學形成的基礎。一些革命性的技術如DNA測序技術、聚合酶鏈反應等則推動著分子遺傳學的發展。 藥用植物分子遺傳學是研究藥用植物遺傳和變異規律的綜合性學科。該學科主要研究藥用植物性狀（有效成分含量、產量、抗性等）和基因型的關系，從分子水平上研究藥用植物基因的結構與功能，遺傳與變異，從而揭示藥用植物在生長發育和環境應答過程中遺傳信息傳遞、表達和調控的分子機制。藥用植物分子遺傳學與糧食及園藝作物的分子遺傳學研究重點不同，除了抗病、抗逆、高產等基本農藝性狀外，藥用植物還對有效成分含量這一特殊的性狀進行重點研究。同時，由于藥用植物的地理分布、馴化以及栽培歷史的不同，藥用植物主要特征如藥用活性成分（次生代謝物）的形成、調控機制往往復雜多樣。藥用植物分子遺傳學研究起步相對較晚，其研究發展過程并未完全遵從經典和現代分子遺傳學發展的軌跡。隨著組學技術的快速發展，目前大部分藥用植物的遺傳學研究已經跨過經典遺傳學直接進入到了分子遺傳學研究的層面。 值得注意的是一些長期致力于藥用植物分子遺傳學研究的著名學者都提出了相應的學科概念及研究思路。2010年陳士林研究團隊首先提出了本草基因組學的學科概念，編寫的《本草基因組學》一書由科學出版社出版，該書被納入普通高等教育“十三五”規劃教材及全國高等醫藥院校規劃教材，并在《科學》（Science）專刊發表“Herbalgenomics：Examining the biology oftraditional medicines”一文。本草基因組學（herbgenomics）是從組學水平研究中藥及其與人體的相互作用，進而闡明中藥防治人類疾病分子機制的一門前沿學科。研究內容涉及結構基因組、轉錄組、功能基因組、蛋白質組、代謝組、表觀基因組、宏基因組、藥用模式生物、基因組輔助分子育種、中藥合成生物學、DNA鑒定、中藥體內代謝基因組研究和生物信息學及數據庫等多個方面。本草基因組學作為新興學科，主要研究內容包括系統發掘中藥活性成分合成及優良農藝性狀相關基因，為中藥道地品種改良和基因資源保護奠定基礎；建立含有重要活性成分的中藥原物種基因組研究體系，為中藥藥性研究提供理論基礎，對傳統藥物學理論研究和應用具有重要意義；從基因組層面闡釋中藥道地性的分子基礎，推動中藥創新藥物研發，為次生代謝物的生物合成和代謝工程提供技術支撐；創新天然藥物研發方式，為優質高產藥用植物品種選育奠定堅實基礎，推動中藥農業的科學發展，對揭示藥用植物生物學本質具有重要價值。2011年由美國國立衛生院支持的由喬 查普爾（JoeChappell）教授領銜的Medicinal Plant Consortium項目組提出了藥用植物多組學計劃，該項目通過解析中藥藥用植物顛茄、紅豆杉、銀杏等14個物種的代謝組和轉錄組學數據及部分其他物種的基因組學數據聯合挖掘相關代謝產物的合成機制。2013年日本的KazukiSaito教授團隊在CurrentOpinion in Plant Biology雜志提出了植物化學基因組學（phytochemical genomics）概念，該學科主要關注在基因組學背景下運用多組學聯合分析解析植物代謝物產生的分子機制。在藥用植物學領域，該團隊以甘草作為研究對象運用多組學聯合分析的手段成功地解析了烏拉爾甘草的基因組，同時挖掘到了三萜類物質甘草次酸合成過程中的兩個關鍵步驟所涉及的P450酶的功能。另外越來越多的來自歐洲、亞洲的實驗室在藥用植物分子遺傳學領域做出了卓有成效的工作。 由此可見，藥用植物分子遺傳學既囊括了傳統植物分子遺傳學的研究內容，同時也針對藥用植物的特殊性，以研究藥效成分形成、分布、積累、轉運、代謝、多樣性等直接決定藥用植物成藥的遺傳機理作為核心任務；該學科既借鑒了傳統模式植物、糧食作物等較為成熟的分子遺傳學研究體系，又針對藥用植物物種層面的多樣性，對每種藥用植物遺傳規律和成藥的遺傳機理進行個性化研究；既關注植物生長、發育和繁育宏觀表型，又側重藥效成分等分子層面微觀表型；既強調植物自身的遺傳規律的揭示，又不排斥使用現代遺傳學技術對藥效成分進行定向富集乃至體外生產制備。總之，藥用植物分子遺傳學，無論從重要性或是研究的維度，都值得單獨作為分子遺傳學的一個分支進行探討，這也是本書的一個目標。 1.2 藥用植物分子遺傳學的研究重點 由于藥用植物各自地理分布、馴化栽培歷史程度的不同，藥用植物主要特征如藥用活性成分（次生代謝物）的形成、調控機制往往復雜多樣。藥用植物分子遺傳學與糧食及園藝作物的分子遺傳學研究重點不同，除了抗病、抗逆、高產等基本農藝性狀外，該學科還對藥用植物的有效成分含量這一特殊的性狀進行重點研究。現階段藥用植物分子遺傳學有以下研究重點，分別為：①研究藥用植物個體和群體的遺傳和變異規律。②研究藥用植物藥效物質的形成、調控及進化。③研究藥用植物體內外因子對藥用植物關鍵性狀形成的分子遺傳調控機制。④藥用植物分子遺傳工程與分子輔助育種。 1.2.1 藥用植物個體和群體的遺傳和變異規律 遺傳多樣性是生物表型和進化多樣性的基石。藥用植物個體或群體間存在的廣泛遺傳差異導致了不同個體間、居群間樣本形態、代謝產物和適應性的差異，從而影響其生產和應用過程。同其他植物一樣，生態或地理隔離是藥用植物群體產生遺傳分化的主要外因，遺傳漂變、突變以及由于自然或人為原因導致的遺傳混雜等內在因素也會直接造成藥用植物個體的遺傳差異。比如我國北方地區黃花蒿Artemisia annua的青蒿素含量約0.1%，導致沒有工業提取價值，而重慶地區的黃花蒿群體青蒿素含量高到達約0.6%，藥用價值明顯較高。再如同處于云南文山的三七Panax notoginseng個體表型差異十分明顯，莖和根的顏色有綠色和紫色之分，休眠芽的顏色有紅綠之別；花序有傘形和復傘形花序；而葉片則分一輪生、二輪生和三輪生掌狀復葉，包括卵形、狹葉披針形、倒卵狀橢圓形等多樣化的小葉；果實有腎形、近球形、三棱形等不同的形狀以及朱紅色、紫紅色、黃白色等不同的顏色；不同形態的三七*終可以發展為不同經濟價值的品種。不同紫蘇Perill
藥用植物分子遺傳學(精) 作者簡介
陳士林，成都中醫藥大學首席教授，中國中醫科學院中藥研究所首席研究員，香港浸會大學榮譽教授，日本東京藥科大學客座教授，世界衛生組織傳統醫學合作中心主任，靠前歐亞科學院院士，教育部“長江學者和創新團隊計劃”負責人。 擔任Acta Pharmaceutica Sinica B、 Chinese Medicine、《藥學學報》等期刊副主編。榮獲全國創新爭先獎章、吳階平醫藥創新獎等榮譽，獲得國家科技進步獎二等獎3項。在Nature Communications、PNAS等國內外期刊發表論文500余篇，論文被引用2萬余次。
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