现代分子生物技术在中药研究中的最新应用发展_开题报告

随着科技的发展，人们对各种生命过程和现象的认识已经越来越广的深入到分子和细胞水平，现代分子生物学技术越来越多也越来越深刻地影响着生命科学的研究，成为了生物研究的必备工具。在中药研究领域，利用分子生物学技术，在保留中药整体宏观优势的同时，更可以从微观的角度对中药的作用机理加以剖析，而明确各类中药的作用机理，无疑是将中药这一资源宝库推广到更高层次的重要途径。近些年来，分子生物学技术长足发展，在中药研究领域也取得了很大的进展。在个性化医疗下出现的药物基因组学［1］，是在人类基因组学研究的基础上，根据基因序列的多态性标示，结合中药组方理论和药性理论，探索中医的科学内涵，为某一中药或方剂与对应的人类基因组建立对应关系，并借以指导药物剂量避免副反应等，^范文将对分子生物学指导下的中药个性化治疗的相关^范文进行综述分析。另外，在分子生物学发展的基础上，转基因中药已进入实验室阶段［2］，尽管转基因中药能不能用，如何用还需要大量的科学研究和论证，但这无疑将是解决中药材资源危机的一条值得探索的道路，^范文也将对这一技术及其在中药中的最新运用进行详尽的阐述。同时，生物芯片技术和DNA指纹技术是目前生命科学研究领域高新前沿技术［3］，摆脱了传统生物学分析的繁琐过程，特别适用于对中药方剂的药效、药理以及不良反应的研究。利用基因芯片确定中药的靶标，对中药毒性的评价，乃至对中药药材的鉴定等都有大量的最新进展。本^范文将通过整理近年来发表的各种分子生物学技术在中药研究中的最新进展，分析和展望这些技术在中药研究中的重大意义，为今后的研究提供理论和技术支持。

药物基因组学与中药研究。

中医药是中华民族的瑰宝，但近年来，非但不能被现代主流医学接受，更不断有“污名”上身，其原因主要是中药无法明确其有效成分，无法精准控制药品质量以达到获得可预判疗效。 近年来，随着人们对中医药研究及药物需求的增加，中医药日益受到重视。针对传统中医药的不足，结合当代基因组科技的进展，特别是生物芯片等技术的发展，中药基因组学成为了中药现代化研究的重要突破口［1］。2015年6月，中国科学家绘制出了铁皮石斛（Dendrobium officinale）的第一张基因组草图，发表在著名植物学杂志《Molecular Plant》［4］。研究人员们通过结合二代Illumina Hiseq 2000测序技术和第三代PacBio测序技术，获得了1.35 Gb的铁皮石斛基因组序列，并且分析了铁皮石斛一些药用成分的生物合成信号通路。这项研究的意义不仅是获得一种珍贵中药的基因组信息，而且为未来研究中药植物的进化及药用成分和潜在的遗传育种奠定了基础。倪等人［5］分析了药用植物叶绿体基因在药用植物鉴定及系统进化研究中的重要意义。2016年3月，中外中药研究人员再次在《Molecular Plant》上发表了丹参全基因组［6］。作为常用中药丹参的遗传密码被破译，为揭示丹参主要药理活性成分丹参酮和丹参酚酸生物合成及其调控的分子机制，促进丹参优良品种选育提供了重要的遗传背景基础，将为创新性药物生产提供新的手段。以上系列工作确立了以基因组为突破口的药用模式植物研究与应用新思路，继灵芝基因组［7］之后再次引发本草基因组效应，创建了以药用模式生物为平台的中药基因组研究新理念。

随着中药基因组学研究的发展，各种中药基因组图谱的完成将大大加强对中药次生代谢产物合成与调控、次生代谢与发育相关性等领域的研究，推动中药有效成分生物合成研究走向快速发展之路。中草药的全基因组解析将促进我国中药学研究与现代生物学研究的结合，让中药研究逐步走向生命科学的前沿。

二、中药转基因。

植物转基因技术是一种直接从分子水平对植物进行遗传操作和对植物各种性状进行定向改造的手段［8］。将外源基因导入到中药植物的基因组中，经培养诱导分化出完整的植株，可以使中药性状发生快速的可遗传改变。国内对转基因中药的研究尚处于实验室状态。由于地黄主要采用块根无性繁殖，品种退化问题是一直是其生产的老问题，因此，在中药转基因中，目前研究最多的中药就是地黄。利用转基因技术进行地黄育种在国内外研究中都有报道。如Kim等［9］用根癌农杆菌介导方法将白藜芦醇合酶基因（来自花生）转入地黄，并整合到了基因组中，获得了表达白藜芦醇合酶并抗尖孢镰刀菌的转基因地黄；周等［10］利用发根农杆菌转化地黄，获得毛状根克隆。Lee等［11］利用根癌农杆菌介导，将RgPAL1整合到地黄中，筛选获得毛蕊花糖苷含量提高的转基因地黄植株。

针对目前的中药转基因，其意义主要在于1，通过转基因提高中药植株的抗病毒、抗虫害、抗除草剂性能。2，改良中药品种，提高有效药用成分的含量，减少有害成分的含量。由于种种原因，对待转基因中药应谨慎，需要加强监管，但也决不可因噎废食，放弃这条有可能解决中药材资源危机的值得探索的道路。

三、基因芯片技术在中药研究中的应用。

最近，将基因芯片应用于中药鉴别被越来越多的研究人员所采用。基因芯片是运用计算机芯片的制备技术，采用原位合成等手段，将具有特定功能、数个碱基组成的DNA探针固化在硅芯片等支持物表面上，产生二维DNA探针阵列，将标记样品与之进行杂交，进而检测并记录分析杂交信号，以实现对生物样品快速有效地检测［3］。这一技术的运用领域主要包括：（1），道地中药材真伪鉴定。随着中医中药的蓬勃发展，对药材的鉴别要求越来越高，同时，中药同名异物、同物异名现象普遍存在，令到这种鉴定的难度更加加大。其中以道地药材基因组信息为基础，利用分子手段进行药材真伪鉴定发挥出越来越重要的作用。随着技术的发展，药材分子鉴定经历了从使用“随机引物”到“序列分析”到“RAPD”到“AFLP”的发展。结合基因芯片技术的RAPD和AFLP是目前最新的技术手段[12]。朱等[13]应用RAPD标记对道地及人工栽培的太子参进行分析，表明可以区分不同地理居群、野生／人工栽培种。白璐[14]利用基于AFLP技术辅助中药作物远志的良种选育，获得了具有明确遗传背景的远志良种，以此作为中药作物的选育指标，可以辅助指导中药的育种工作。（2），中药活性成分的分析。中药因其复杂的成分以及多种成分间的协同作用，往往无法分析其中具有生物活性的物质。而基因芯片可建立方剂或药物的基因表达谱，并通过处方分析筛选优化靶标，观察不同中草药成分的作用。 比如，银杏叶提取物可以拮抗慢性老年性神经病变，目前已广泛应用于临床。但其作用机理尚不完全清楚。Watanabe等使用基因芯片，对服用银杏叶提取物小鼠皮层及海马组织的基因表达变化进行观察。从基因水平提示了银杏叶提取物可能的作用机制，展示了基因芯片在中药研究中的应用前景。

中药的现代化，急需引进当代最先进的技术和方法，而快速发展完善中的现代分子生物学应该是其中重要的一种，我们应该将这些方法和手段尽快地应用于中药的研究中，使中药的研究实现现代化，建立精细而科学的标准体系。

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二、^范文提纲

引言：综述

1药物基因组学与中药研究

1.1灵芝基因组图谱绘制

1.1.1方法

1.1.2意义

1.2铁皮石斛基因组图谱绘制

1.2.1方法

1.2.2意义

1.3丹参基因组图谱绘制

1.3.1方法

1.3.2意义

2转基因中药（地黄）

2.1抗逆性转基因

2.2地黄的转基因改良

3基因芯片与中药研究

3.1道地中药材真伪鉴定

3.2中药活性成分分析

结语

三、参考文献

李婷菲，叶斌.生物技术在中药及天然药物研究中的应用进展[J].海峡药学，2015(9)

网络信息：转基因中药进入实验室阶段，生物360网(.bio360.net/news/show/7545.html)，2013-10-22

薛峰,李蕾,孙美利等.基因芯片在中药复方研究中的应用[J].中华中医药学刊,2014(10)

Yan L, Wang X, Liu H, et al., The Genome of Dendrobium officinale Illuminates the Biology of the Important Traditional Chinese Orchid Herb [J]. Molecular Plant. 2015, 8(6)

倪梁红，赵志礼，米玛.药用植物叶绿体基因组研究进展[J].中药材.2015(09)

Xu H, Song J, Luo H, et al. Analysis of the genome sequence of the medicinal plant Salvia miltiorrhiza [J]. Molecular Plant. 2016, (16)

Chen S, Xu J, Liu C, et al. Genome sequence of the model medicinal mushroom Ganoderma lucidum [J]. Nature Communication. 2012, 3:913

韩岚，张金然，吴娜，张海霞.外源基因在转基因植物中高效表达的研究进展[J].北京农业, 2015(35) 

Kim SS, Son YO, Chun JC, et al. Antioxidant property of an active component purified from the leaves of paraquat-tolerant Rehmannia glutinosa [J]. Redox Report. 2005, 10(6)

周延清，牛敬媛，郝瑞文等.发根农杆菌转化怀地黄再生植株[J]. 分子生物学报，2007，40(4)

Lsee BK, Park MR, Srinivas B, et al. Induction of phenylalanine ammonia-lyase gene expression by paraquat and stress-related hormones in Rehmannia glutinosa [J]. Molecular Cell, 2003, 16(1)

胡瑛瑛.浅谈RAPD技术在中药鉴定中的应用[J].当代医药论丛,2014(01)

朱艳，秦民坚，杭悦宇，等．不同种源太子参的RAPD分析[J]．植物资源与环境学报，2007，16(3)

白璐. 基于UPLC/Q-TOF MS及AFLP技术辅助选志良种选育研究[M].山西大学硕士^范文，2015