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以产学研结合打造中药学专业学位主要培养环节中药学专业学位设置方案明确要求,教学应以能力与技术培养为核心,聘请在中药研发、注册、生产等环节有丰富实践经验的专家参与教学,教学方式注重教师讲授与学生研讨、模拟、案例教学的有机结合。按照此要求,校企、校(医)院联合培养的产学研结合模式应成为专业学位培养的主要形式。在此基础上,采取双导师制的指导方式,学校导师负责学生的理论知识学习,合作单位导师负责学生的专业技能的培养。由此,校外基地建设也成为决定专业学位培养质量的重要因素。除了生产企业的技术、管理与市场营销等部门,医院临床药学部、药房以及医药公司等实践基地以外,充分发挥和利用高校现有重点实验室、工程中心、产学研基地等优势条件,与国家和各省重大工程、重点应用型科技攻关项目以及社会企事业单位的需求挂钩,是强化研究生创新实践能力培养的重要支撑条件。
2构建举措
2.1明确人才培养定位,科学设置方向培养目标上,中药学专业学位旨在培养能够结合实际工作发现问题、提出问题、分析问题并解决问题,胜任中药产业各个领域工作的高层次专门人才。以此目标为指导,可以明确中药学专业人才培养定位应是从事中药产业各领域、各环节的质控、监管、营销的应用型人才,而非药物组成、机理及相关理论研究的学术型人才。在实际培养工作中着重以下几个方面的能力培养:系统掌握本学科基本理论和专业技能,具备全面胜任行业实际工作的实践应用能力;基本掌握生产、流通、管理与科研设计等相关学科的理论知识与方法,具备敏锐发现、善于分析、快速解决应用过程中产生的新问题或突出事件的组织应变能力;同时注重人文与专业素质的培养,具备准确把握行业发展趋势和及时处理相关工作的沟通协调能力。
在学科专业方向,可设置为中药新药研究与开发、中药制剂分析与质量控制、中药材种植与加工、中药市场营销与管理、医院调剂与制剂等5个主要方向,基本涵盖了中药产业及社会服务等各个领域。中药新药研究与开发方向要求研究生掌握中药新药研发相关的理论知识和实验技能,熟悉中药新药注册法规和政策,具有现代中药产品研发各环节的科学设计能力,胜任现代中药研究与开发工作。中药制剂分析与质量控制方向着眼于中药及复方制剂的质量监控工作,要求学生掌握中药制剂定性鉴别等现代分析技术和方法。中药材种植与加工方向主要培养掌握药用植物栽培与鉴定的基本理论和技能,能从事中药材种植、鉴定、加工、炮制及中药资源保护与开发利用等工作的专门人才。中药市场营销与管理旨在培养适应现代医药企业、事业单位需要,掌握营销、经济、法律专业知识与技能及中医药知识的高级管理人才。医院调剂与制剂医院制剂方向旨在培养能够开展医院制剂监管工作,对临床医生与患者进行用药指导与信息服务的专门人才,应掌握中药饮片的鉴别、保管,掌握中药各种剂型的制备过程及各生产岗位的标准操作规程。
2.2强化阶段培养,优化培养过程围绕实践应用能力与技能的培养,拟设置课程学习、专业实践、学位论文3个主要环节。其课程学习为第一阶段,时间为第1学期,在学校集中完成课程学习和基本实验技能;第2学期至第6学期为实践技能培养期,进入企业的生产技术、质量管理、人力资源管理、市场营销等部门进行专业实践技能训练,期间,第4学期至第6学期不脱产开展学位论文研究工作。第一阶段在主、副导师指导下填写专业学位研究生培养计划,主要工作是按照课程要求完成所选理论课程和技能方法课程的学习。课程由公共课、专业基础课和专业选修课组成。公共课由外语和政治理论课组成,为必修课程。专业基础课主要反映本学科的基础理论,专业知识和近期国内外研究进展,为必修课程。专业选修课为方向分化课,是依据研究方向的不同,开设的侧重某一分支学科的系统知识,为选修课。
例如,制药工程与技术方向可设中药工业化制剂原理及技术、制药设备原理、中药药品设计与研发、GMP与技术改造等课程。中药检验与分析方向可设置中药品质评价与质量标准建立、药品检验标准操作规范、中药仪器分析专论等课程。医院调剂与制剂方向可设置中药临床研究管理、中药调剂学专论、中药临床循证评价、中药物流通论等课程。依据中药学硕士专业学位的培养目标,课程内容应突出知识交叉性、实用性、创新性的特点,要注重理论学习与生产管理实际有机结合,以知识或问题(能力)为主线把不同学科知识加以综合,创新教学方法。
授课方式上,多采用课程讲授、案例研讨和实验设计等形式,重视发挥在中药产业管理环节有丰富实践经验的企业(医院)专家参与教学。第2阶段是中药学专业学位培养工作的核心内容,主要在合作企业的生产技术、质量管理、人力资源管理、市场营销等部门进行专业实践技能实习,时间为2年半。第2阶段可分为专业方向的基本技能训练和专项技能训练两个部分。最后一年应属于专项技能训练阶段,在导师指导下完成,并进行资料收集,撰写文献综述、开题报告,完成开题报告评议工作,并进入学位论文研究工作。第6学期完成论文,进行学位论文答辩与申请环节。
2.3产学研结合,构建实践教学体系专业技能训练工作中以产学研结合构建实践教学体系是保证专业学位培养质量的主要手段。国际先进药学教育均着重于对学生分析问题、解决问题能力的培养,侧重于实践技能训练,为我们提供很好的借鉴。以美国的Pharm.D学位为例,前1~3年进行早期药学实践或介绍性药学实践,第4年全年进行进阶药学实践。大多数学校在药学实践完成时不仅授予学位,还颁发实习毕业证,没有实习毕业证,就难以找到工作。英国的临床药学实践多采用连续性实践方式,时间大约为1年,实践范围包括医院、社区、药房、国民健康服务机构等,实践方式亦多种多样。日本、德国均有相似的药学实践要求。因此,中药学专业学位应充分发挥校企、校院联合培养的优势与特色,采取双导师制,即由学校在职研究生导师和合作企业具有高级职称的专家共同担任导师,指导研究生技能训练与学位论文工作。充分发挥企业导师在专业技能实习和学位论文研究工作中的重要作用,针对实践技能培养环节应出台相应的技能操作大纲与考核评价指标体系,确保实践教学的顺利开展。同时还应制定基地的建设规范,特别加强生产、流通等方面基地条件与教学设施建设尤为重要。
[Abstract]Natural Cordyceps sinensis(Dongchongxiacao) is an insectfungi complex containing multiple Ophiocordyceps sinensis(Cordyceps sinensis) fungi and dead body of larva of the family of Hepialidae But natural C sinensis and O sinensis fungi use the same Latin name, resulting in uncertainty of the specific meaning, even disturbing the formulation and implementation of governmental policies and regulations, and influencing consumer psychology onthe market This paper reviews the history and current status of the indiscriminate use of the Latin name O sinensis for both the natural insectfungi complex C sinensis and O sinensis fungi and lists the rename suggetions Some scholars suggested using the term O sinensis for the fungi and renaming the natural C sinensis “Chinese cordyceps” Others suggested renaming the natural C sinensis “Ophiocordyceps & Hepialidae” Both suggestions have not reached general consensus due to various academic concerns This paper also reviews the exacerbation of the academic uncertainties when forcing implementing the 2011 Amsterdam Declaration “One Fungus=One Name” under the academic debate Joint efforts of mycological, zoological and botanyTCM taxonomists and properly initiating the dispute systems offered by International Mycology Association may solve the debate on the indiscriminate use of the Latin name Osinensis for the natural insectfungi complex,the teleomorph and anamorph(s) of O sinensis fungi
[Key words]natural Cordyceps sinensisinsectfungi (species) complex; the teleomorph and anamorph of Ophiocordyceps sinensis; The Amsterdam Declaration
doi:10.4268/cjcmm20160733
《中国药典》定义冬虫夏草为“麦角菌科真菌冬虫夏草菌Cordyceps sinensis (Berkeley) Saccardo寄生在蝙蝠蛾科昆虫幼虫上的子座和幼虫尸体的干燥复合体”。该定义明确冬虫夏草是虫菌复合体,不等于冬虫夏草菌。该定义也出现在菌物学及现代中医药学巨著中[13]。然而天然冬虫夏草和冬虫夏草菌却使用同一拉丁名C sinensis[1,4],导致特指概念混乱,甚至给政府制定和实施政策法规带来困难。
冬虫夏草,别名冬虫草、夏草冬虫、虫草、雅扎贡布(藏语,即长角的虫子),是一味中药,因其与季节成熟状态相关的、独特的形态特征和临床疗效而得名。英文译为“Hia Tsao Tong Tchong”,“Hea Tsaon Tsong Chung”等;日文译为“Tochukaso”[1,56]。据芦笛[5]考证,冬虫夏草的藏文记载最早出自藏医学家宿喀年姆尼多吉(1439―1475年)的《千万舍利》,远早于汉文典籍记载[《青藜馀照》(1712―1722年),《四川通志》(1736年),《本草从新》(1757年),《本草纲目拾遗》(1765年)等]。
冬虫夏草于1723年由欧洲传教士带到法国。据芦笛[5]考证,1841年John Obadiah Westwood首次鉴定夏草冬虫中的真菌为珊瑚菌属的Clavaria Entomorhiza[78]。1843年Jonathan Pereira[9]鉴定夏草冬虫中的真菌属于Sphaeria球果菌属,并提及Edward Doubleday鉴定昆虫属于Agrotis地老虎属。同年,Miles Joseph Berkeley鉴定冬虫夏草的真菌部分为Sphaeria sinensis Berkeley;14年后更名为Cordyceps sinensis Berkeley[5,1012]。1878年Pier Andrea Saccardo鉴定冬虫夏草菌为C sinensis;1883年修正为C sinensis (Berkeley) Saccardo[5,1314]。2007年Sung等[15]根据形态学观察和核糖体DNA大、小亚基等序列,变更真菌分类地位,将C sinensis更名为Ophiocordyceps sinensis (Berkeley) GH Sung et al[16];但这一更名仅涉及冬虫夏草菌,未涉及一直混用的天然冬虫夏草的拉丁名C sinensis。
冬虫夏草的发现和中文命名比冬虫夏草菌的鉴定早数百年。中药学家依据《中国药典》和中药分类学的基本理论指出,具有明确特指含义的一味中药,冬虫夏草及其别名,冬虫草、夏草冬虫、虫草等,和菌物分类学的虫草菌属是完全不同的2个概念。
1冬虫夏草和冬虫夏草菌拉丁名的混用和特指概念的混乱
11混用Cordyceps sinensis的历史考证芦笛[5]记述了19世纪“西方学者开始把冬虫夏草和真菌联系起来,着手对其进行物种鉴定”。而真菌学的发展也导致拉丁名不断更名[Clavaria entomorhiza―Sphaeria Sinensis Berkeley―Cordyceps sinensis Berkeley―Cordyceps sinensis (Berkeley) Saccardo―Ophiocordyceps sinensis (Berkeley) GH Sung et al]。虽然西方学者“把冬虫夏草和真菌联系起来”的本意是对冬虫夏草中的真菌“进行物种鉴定”,但却在表述上忽略了天然冬虫夏草与所含的冬虫夏草菌的区别。诸如芦笛[5]的表述:①中国的夏草冬虫的学名……从之前的“Sphaeria sinensis”更为“Cordyceps sinensis”……注明夏草冬虫在中国是一种药物[11]。②George Massee[17]描述“Cordyceps sinensis”的形态特征。③Antwerp Edgar Pratt[18]记叙了四川和的药材出口……他还给虫草附上了学名“Sphaeria sinensis”,并解释其为一种根似毛虫的植物,具有滋补作用。④Curtis Gates Lloyd撰文《来自齐天锡的中国的夏草冬虫(Cordyceps sinensis)》[19]……附有一幅一束夏草冬虫的照片。⑤John Lindley[20]提到了用作药材的夏草冬虫……采用了Berkeley的定名“Sphaeria sinensis”,同时还附有夏草冬虫的两幅插图。芦笛[5]论文中的多处记述表明,早年的西方学者也用拉丁名“Sphaeria sinensis”或“Cordyceps sinensis”描述冬虫夏草中药材。
由此可见,冬虫夏草与冬虫夏草菌的拉丁名的混用始于早年西方学者的菌物学物种鉴定,迄今延续了170多年[1,45,16]。近几十年来科学家从冬虫夏草中分离和鉴定出一系列真菌[2125],形成多种冬虫夏草菌无性型的学说。但这一约定俗成的拉丁名混用导致科学逻辑的混乱。
12Ophiocordyceps sinensis(Cordyceps sinensis)用于描述冬虫夏草菌芦笛[5]考证早年西方学者定名的“Sphaeria sinensis”或“Cordyceps sinensis”特指冬虫夏草菌。现代学术论文多以C sinensis特指冬虫夏草菌,即冬虫夏草的真菌部分,不含寄主蝙蝠蛾幼虫尸体的固有化学成分和其他冬虫夏草内生相关菌及其代谢产物,也不包括这些化学成分所支持的药理功能。2007年Sung等[15]将冬虫夏草菌的分类地位从Cordyceps虫草属变更到Ophiocordyceps线形虫草属[26](亦称暗虫草属[16]),C sinensis因此更名为O sinensis。
13Ophiocordyceps sinensis(Cordyceps sinensis)也用于描述天然冬虫夏草西方学者也用“Sphaeria sinensis”或“Cordyceps sinensis”,以及2007年更名后的“Ophiocordyceps sinensis”描述中药冬虫夏草[5,11,1720]。这样的描述在现代学术论著中比比皆是[22,2729]。
14拉丁名Ophiocordyceps sinensis(Cordyceps sinensis)的混用造成混乱真菌分类学命名冬虫夏草菌为O sinensis(C sinensis)[15]。而《中国药典》和中药分类学定义冬虫夏草C sinensis是一味带有寄主的完整中药,是虫菌物种复合体,不等于冬虫夏草菌;并认为冬虫夏草及其别名(冬虫草、夏草冬虫、虫草、雅扎贡布等)都是专有名词,具有专属性。19世纪以来,西方学者未能区分冬虫夏草和冬虫夏草菌[5],导致人们常以自己的理解撰写和解释论文。
如魏等[4]写道:“所谓冬虫夏草……是虫与菌,即生长在我国高寒山地特有的昆虫,蝙蝠蛾幼虫躯体上的一种子囊真菌”,描述了冬虫夏草为虫菌复合体,但又将其解释为一种真菌。该研究中包括2个冬虫夏草有性型(teleomorph)样本,注明产地,猜测是两支天然冬虫夏草样本。但该文多处称其为冬虫夏草菌,忽略了虫的部分,显然是试图定义天然冬虫夏草=有性型冬虫夏草菌,有别于《中国药典》的定义。类似的例子不胜枚举[16,24,3033]。
论文中描述实验样本为“Ophiocordyceps sinensis”时难以判定样本到底是天然冬虫夏草,还是冬虫夏草菌。如2013年Wang C S(http://enemushroomnet/news/201308/27/308html)在世界药用真菌学大会答问时阐明,所研究的O sinensis是经单孢分离的无性型H sinensis Co18菌株[34],不是天然冬虫夏草,也不是Bushley和Li等[30,35]报道的、混有单核细胞/双核细胞/三核细胞、呈现异核现象(heterokaryosis)的多细胞有性型冬虫夏草菌(子囊孢子)。而学术会议上答问只面对少数受众,无法避免文献[34]的传播引起的误解。如张姝等[36]引用文献[34],写道“冬虫夏草菌的基因组已经完成测序”,这里的“冬虫夏草菌”是指无性型单核体H sinensis Co18菌株,有别于冬虫夏草有性子囊孢子多细胞、单核/多核结构的异核体[30,35]。综合分析H sinensis基因组序列和2项转录组测序结果发现[3738],经单孢分离的单核体H sinensis[34]完全不同于野生型、多核多倍体的冬虫夏草菌L0106菌株[39],更不同于多菌多种突变基因型菌共存的天然冬虫夏草[33]。
这一约定俗成的拉丁名的混用始于19世纪西方学者鉴定冬虫夏草中的真菌时的模糊表述[1,5,1720],而这些鉴定和拉丁命名出现在中药冬虫夏草的发现和中文命名数百年之后。冬虫夏草的药理功能来源于其子座和僵虫体的全部化学成分,不仅仅来源于其中的冬虫夏草菌。虽有文章称冬虫夏草僵虫体为菌核Sclerotium或Sclerotia,但任艳等[26]认为:冬虫夏草僵虫体部位是蝙蝠蛾科昆虫幼虫的尸体、昆虫体壁组织碎片、及大量的菌丝体形成的坚硬的“假菌核复合体”。无论这一名词争议的结果如何,在科学上绝不能忽略蝙蝠蛾幼虫尸体是中药冬虫夏草的重要组成部分。蝙蝠蛾幼虫不仅是冬虫夏草菌和其他相关共生、伴生真菌的培养基,冬虫夏草僵虫体的体壁和内含的昆虫组织碎片固有的众多生物活性物质均参与冬虫夏草的药理功能。冬虫夏草僵虫体和子座的化学成分存在巨大差异,其中除了形成子实体的一组冬虫夏草菌和共生/伴生真菌的全部化学成分以外,蝙蝠蛾幼虫尸体固有化学成分,以及这些成分与真菌之间相互作用所衍生的全部代谢产物,构成了僵虫体和子座独有的基因组学成分谱、转录组学成分谱、蛋白组学成分谱、代谢组学成分谱和化学成分指纹谱,支持中药冬虫夏草的全部药理功能谱[12,2226,2948]。
2对天然冬虫夏草拉丁名的更名建议
冬虫夏草和冬虫夏草菌拉丁名的混用已延续170多年,不符合拉丁名的命名原则[26,37,44,4954]。2012年Zhang等[49]建议冬虫夏草菌沿用拉丁名Ophiocordyceps sinensis(Cordyceps sinensis),而中药材冬虫夏草不设拉丁名,以Chinese cordyceps表示,也不用《中国药典》中使用的Cordyceps。由于所有中药材都必须有排他性的拉丁名,这一建议未获得中药学界的认可。这些作者在其后的文章[34]中并未使用Chinese cordyceps描述天然冬虫夏草;而在文献[54]中虽然使用Chinese cordyceps描述天然冬虫夏草,但文章结尾句又回归了拉丁名混用。
不同于Zhang等[49]的更名建议,任艳等[26]建议中药冬虫夏草更名为Ophiocordyceps & Hepialidae,兼顾物种复合体的寄主蝙蝠蛾幼虫尸体和寄生菌。然而天然冬虫夏草所含的多种真菌和多种突变基因型菌,其中哪个或哪些是正确的冬虫夏草菌?它或它们是否同属Ophiocordyceps线形虫草属(或称暗虫草属)[16,26]?目前大量文献和GenBank数据库使用O sinensis描述至少12种突变基因型菌,它们的DNA序列变异超出种内或种间的正常变异,达到分类学的科、属水平的变异[30,3738,5157]。因此学界只好搁置针对任艳等[26]更名建议的讨论。出于无奈,许多论文弃用拉丁名描述天然冬虫夏草,直接使用它的汉语拼音DongChongXiaCao或其缩写DCXC[44,50,58]。
天然冬虫夏草的拉丁名命名极具学术性,必须符合真菌寄生昆虫的物种复合体的命名原则[26],需要菌物、动物和中药分类学家就此达成共识。
3冬虫夏草菌O sinensis是单一真菌种,还是一组真菌的总称
张姝等[59]根据2011年世界菌物学会IMA《阿姆斯特丹宣言》“One Fungus=One Name”(简称1F1N)[6062]宣称:根据“一种真菌一个名称”的发展趋势,今后一种真菌将不再同时拥有有性型和无性型两个合法名称。由此,O sinensis不仅用描述天然冬虫夏草和有性型冬虫夏草菌,还替代中国被毛孢H sinensis描述冬虫夏草菌的无性型。
实施1F1N有2个前提[6062]:①冬虫夏草菌O sinensis必须是单一真菌种;②中国被毛孢H sinensis是有性型冬虫夏草菌的唯一正确无性型。而冬虫夏草菌是单一真菌种还是一组真菌的总称成为学术争议的一个焦点。文献中存在3种学说[3738]。
31冬虫夏草菌O sinensis是单一真菌种[4,16,59]郭英兰等[16]写道“冬虫夏草是一种真菌”,“该种的无性型为中国被毛孢Hirsutella sinensis”;文中还批评有些论文的提法“似有将冬虫夏草这个单一真菌种误解为3种不同真菌之嫌”。
32冬虫夏草菌是多种真菌的总称[2225,28,41,47,57,6365]Barseghyan等[65]确定中国被毛孢Hirsutella hepiali和中国弯颈霉Tolypocladium sinensis同为冬虫夏草菌的无性型anamorphs。学者们从冬虫夏草中反复多次分离、鉴定出涉及13个属的22种真菌[2122]。通用引物扩增子分子克隆研究从冬虫夏草中鉴定出更多真菌种,但从冬虫夏草子座和僵虫体中均未检出中国被毛孢序列,其中的优势菌是其他菌[2325]。
33冬虫夏草菌是多种突变基因型菌的总称[30,3738,41,5153,5557,6667]分子生物学研究从天然冬虫夏草中陆续检出至少12种突变基因型冬虫夏草菌O sinensis,其序列中存在大量、散在的转换点突变、颠换点突变、和/或插入/缺失点突变。生物芯片SNP质谱基因分型研究表明[3738,5152,67],随着研究的深入,还会检出更多突变基因型冬虫夏草菌序列。
中国被毛孢全基因组序列ANOV00000000[34]中仅有1个片段KE659721与GC偏倚型冬虫夏草菌ITS序列(AB067721型)呈现99%同源性,而与2个AT偏倚型冬虫夏草菌ITS序列(AB067740和AB067744型)的相似度仅有86%~89%,证明突变基因型冬虫夏草菌独立于中国被毛孢全基因组之外,是独立真菌序列[3738]。突变基因型序列的变异达到了分子分类学的科、属水平的变异[3738,5556]。随着天然冬虫夏草的成熟,这些突变基因型冬虫夏草菌在子座和僵虫体中的生物量出现非同步的动态变化[3738,5153]。这些研究结果不支持O sinensis是单一真菌种的学说[4,16,36],也不支持这些突变基因型O sinensis序列是中国被毛孢基因组的伪基因的学说[30],但支持多种突变基因型冬虫夏草菌属于独立真菌种的学说[3738,5153,5556,67]。
4《阿姆斯特丹宣言》1F1N在冬虫夏草研究中的实施
根据1F1N《阿姆斯特丹宣言》[6062]和31中第1种学说,张姝等[59]提议冬虫夏草菌的有性型和无性型都使用同一拉丁名O sinensis。随之,其他论文也弃用无性型学名中国被毛孢H sinensisi,代之以有性型学名O sinensis[30,34,54,59]。至此,O sinensis不仅用于描述冬虫夏草中药材和有性型冬虫夏草菌,也用于无性型中国被毛孢。拉丁名特指概念的混乱致使1F1N在冬虫夏草领域的实施困难重重。
例如文献[39]标题:“Transcriptome sequencing and analysis of the entomopathogenic fungus Hirsutella sinensis isolated from Ophiocordyceps sinensis”,其中Hirsutella sinensis无法用Ophiocordyceps sinensis替代,以避免“O sinensis isolated from Osinensis”的科学逻辑混乱。
又如文献[65]确定中国被毛孢和中国弯颈霉同为冬虫夏草菌的无性型:“the investigated strains were identified as Hirsutella sinensis and Tolypocladium sinensis species, which were identified as the anamorphs of Ophiocordyceps sinensis”。其中Hirsutella sinensis和Tolypocladium sinensis均无法用Ophiocordyceps sinensis替代,更不用说上述32节第2种学说涉及的多种无性型真菌[2125]。
“One Fungus=One Name”等式[6062]清楚表明,只有单一真菌种(one fungus)才可使用同一个名字(one name)。上文所列3种学说,至今尚无具有说服力的试验数据确证其中某一学说。天然冬虫夏草的菌物学研究和分子系统学研究、天然冬虫夏草和中国被毛孢的全基因组测序、冬虫夏草子囊孢子的基因分型研究、宏基因组测序、转录组测序和蛋白组学研究等一系列研究,均提示冬虫夏草菌O sinensis不是单一真菌种。因此在冬虫夏草研究中实施1F1N有待商榷。正确理解1F1N,启用IMA为实施1F1N所建立的争议解决机制[6062],直面学术争议,经多学科充分讨论后获取共识,是实施1F1N的前提。在严格按照柯赫氏法则Koch′s postulates获取确凿的试验数据,证明冬虫夏草菌确为单一真菌种One Fungus之前强行推行1F1N,客观上支持31第1种学说,而否定32,33另外2种学说。这一做法有悖于学术公平原则和《阿姆斯特丹宣言》的基本精神,必然加剧学术争议。
5结语
天然冬虫夏草、有性型和无性型冬虫夏草菌拉丁名的混用始于19世纪西方学者开始鉴定冬虫夏草之时。这一混用形成约定俗成的共识,一直困扰着学界,并通过学界困扰着政府的政策法规的制订和实施,也极大地影响着、甚至可能误导大众的消费心理。这一学术课题亟待菌物、动物和中药分类学家共同研究和解决,以避免对冬虫夏草科学认识的偏差。
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【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1006-9682(2012)02-0043-03
【Abstract】Aim at some malpractices of pharmacognosy examination system, the exploration on reformation of test content and test type, and so on to establish and perfect a estimation system of reasonable and scientific teaching examination has been taking in this paper. By optimizing curriculum’s instruction and curriculum construction, it facilitated student’s studying initiative. In the same time of theoretical study, we pay more attention to educated student of his comprehensive quality and innovation ability. It play a positive role in advancing quality of teaching.
【Key words】Pharmacognosy Examination reform Quality of teaching Ability development
《生药学》主要研究具有医疗或保健作用的植物、动物和矿物药的真伪优劣和内在质量变化规律,探讨生药资源和可持续利用。教学目的主要是培养学生对生药真伪优劣的鉴别能力及开发利用生药资源。所以,以前的生药学教学工作,主要围绕生药鉴别进行课堂教学,实验课以对生药进行显微鉴别为主,理论考试局限于教材中的基本知识,实验考试局限于生药的显微鉴别。缺乏对学生能力与素质的综合培养。而学生考试前突击背书,考后就忘。这样怎么能培养出适应时展的优秀药学人才呢?为此,多年来笔者一直致力于生药学考试改革与学生能力培养的探索,取得了初步成效。
一、《生药学》考试改革前的问题
以往《生药学》考试多采用单一的闭卷考试,甚至以一份期末考卷的笔试成绩作为衡量学生水平的尺码,这就使得一些学生采用考前死记硬背的方式应付考试,背对考试内容就能得高分,造成学生高分低能。有的学生平时学习很努力,但没有背对考试内容,考试成绩就不理想。还有学生考前想方设法从老师那打听考题,要老师划考试重点,这样的考试怎么能培养出具有高素质和创新能力的人才?
以往《生药学》考试也采用过单一的开卷考试,结果两极分化严重,在考场上翻书快,参考资料带的与考试内容相符的学生往往考高分,反之考低分。还有学生认为开卷容易,根本不认真学习,考场上翻书连答案都找不到,考不及格。我院曾有个高职班生药学开卷考试不及格率达56%。
以往《生药学》考试内容单一,以选择题为主,学生答题只涂答题卡上的a、b、c、d或e,很少涉及生药伪品鉴定、质量评价及生药资源利用等内容。导致学生在外单位实习写论文不会用《生药学》知识。如有的学生把赤茯苓(茯苓近外皮的淡红色部分)与白茯苓(茯苓内层的白色部分)当成两个种;把茄科植物曼陀螺的双韧维管束说成异常构造;做贮存对生药黄柏质量的影响,选用的实验材料只贮存了1~6个月……问题不少。
以往《生药学》考试评价方式不合理,基本上是以一份期末考卷的笔试成绩作为衡量学生水平的尺码,这样挫伤了学生学习的积极性,造成许多学生平时不看书,不认真做实验,只在考试前突击背书,学习的目的是考及格,至于提高综合素质和培养创新能力,很少有人考虑。如果这样发展下去,我们培养的学生怎么能适应现代医药事业的需求?考试改革迫在眉睫。
二、《生药学》考试改革的实践
在教学改革的大潮中,生药教研室响应桂林医学院党委关于考试改革的号召,在《药用植物学》考试改革[1]的基础上,进行《生药学》考试改革,为了达成培养目标,制订了考试大纲,让教师和学生都明确课程考试的目标,有目的地开展教和学。积极倡导培养学生创新能力的考核方式,不断改革考试内容,逐步建立健全合理与科学的教学考试评估机制。
1.改革考试内容
以考试为中心的应试教育,考试内容偏重学生掌握知识的考核,导致一些教师和学生只重知识的记忆、注重分数,因而影响了学生综合能力的开发。因此必需大力革新考试内容,改革后的《生药学》考试内容坚持以能力发展为主,减少机械记忆便能作答的题,增加综合分析题,注重学生的综合素质和实践能力考核,注重其创新思维和创新能力的考查。实验考查内容包括实验原理、操作步骤和方法(含仪器、设备的使用)、结果分析等。例如2010级药学生考核生药学实验,一改以往只考核学生平时实验做过的十几种常用生药的粉末两两混合,做显微鉴别,这属于应证性实验。代之而来的是创新性实验,即由学生自己选择药用植物园中种的药用植物或其它地方的药用植物,上网查它们是否被别人做过生药学研究,选没有做过生药学研究的药进行生药学研究,应用生药学基础知识和实践技能,对该药进行性状鉴定、显微鉴定(包括组织切片、绘图、描述特征,并通过数码互动装置将生药的显微图象真实地记录下来)、理化鉴定(包括试剂的配制,各类成分的提取,理化鉴定结果的描述与判断),最后将全部实验过程、方法、结果、结论、参考文献等写成论文。从2010级药学生以创新性实验的形式考核生药学实验的结果看,学生应用了《生药学》、《天然药物化学》、《分析化学》等学科的知识及分析手段来研究生药,所分析的生药都是前人没做过生药学研究的材料,经他们研究后,写出的论文图文并茂,并找到了每个药的鉴别特征,所做的研究及写出的论文有一定的学术价值。通过这样的实验考核,学生懂得了查文献资料的重要性,学会了如何研究生药,了解了科研的基本方法,有的学生在校期间就发表科研论文。通过这些举措,为将来做毕业专题和其他科研工作奠定了良好的基础。这种创新考核从强调记忆转变为强调智能开发和素质提高,有利于提高学生对科学知识的理解能力、表达能力、综合分析能力、实践能力、创新能力和自学能力。使过去的教学模式逐渐过渡到教学科研型模式。而理论知识考核也不再是以选择题为主,60%的试题需要学生经过分析、综合、归纳才能作答。如某药材公司派青年人去收购党参、黄芪、甘草、当归、何首乌等根类药材,在没有仪器和化学药品,也没有显微镜的情况下,请你给他们支招;某单位只提供显微镜,要求青年人检验1包药粉中是否有肉桂、厚朴、黄柏、人参、石菖蒲,请你给他们支招。这样的题目可考察学生对生药学基础知识的掌握情况,应变能力,考查学生在分析问题过程中所提出的新观点、新思路、新方法。
2.改革考试方法和形式
高校考试制度存在的种种弊端,实际上成了创新型人才培养的绊脚石。[2]其中考试形式单一化导致教师在课堂单纯为了传授知识,忽视了对学生能力的培养;而学生为了应付,缺乏学习兴趣,只在考前突击记忆,考试目的功利化,过分夸大分数的价值功能,严重影响了对知识的掌握程度和自身综合素质的提高。为了改变这种状况,为了使学生能在考核中充分显现出自己的特长并锻炼各方面的才能,实现学生综合素质的提高,我们在教改中对考试形式进行了改革,采用灵活多样化的考试形式。如开卷、闭卷、笔试、口试、实验设计、实验现场考核、抢答、撰写小论文、课堂讨论、生药鉴别大赛、写调查报告等,考核时间也不限定在期末进行。同时加大平时成绩的比重,让学生重视学习的过程和养成良好的学习习惯,注重自身综合素质的提高。
(1)了解我最喜欢的生药的研究进展。为了充分调动学生主动探求知识的积极性,我们让学生以我最喜欢的生药的研究进展为题,查阅文献资料、在教师的指导下,撰写综述,并上交附加全部参考文献全文的文件夹。学生有研究家乡特产药材的;有写中药提取分离新技术的;有写中药降血糖的药理研究进展的;也有写抗癌中草药的最新报道的。然后在班上宣讲,每个同学参与评分。通过这样的活动,提高了学生的学习兴趣,锻炼了学生的动手能力,提高了教学的效果,增强了学生分析问题、解决问题、查阅文献、综合运用知识的能力。使学生明白知识无处不在,学会了随时搜集身边的资料充实自己。
(2)理论联系实际,到药材市场中调查研究生药的真伪优劣。教师根据教学重点内容,提出一些问题和要求,由学生搜集和研究资料,完成任务。这类有研究性质的作业,可充分发挥学生在学习过程中的主体作用,启发学生主动思维,调动学生学习自觉性,培养科研意识,对学生能力的培养起良好作用。如在生药鉴定章节的教学中,老师举了桂林药材市场中出现的一些造假现象:用豆科植物刺田青的果实冒充决明子;将蔷薇科植物金樱子的根染成紫色冒充紫草;甚至用毛茛科雪上一枝蒿冒充五加皮泡药酒毒死了人等。学生们感到生药真伪鉴定对临床用药安全有效非常重要,很想自己把假药揪出来。于是老师带学生到桂林药材市场参观,并安排学生写调查报告或小论文,如果鉴定出假药,记实验考核优秀。让学生自由选择,为学生特长发展提供自由的空间。[3]于是学生纷纷买中药,带到学校,查阅相关的文献资料,然后通过性状鉴定、显微鉴定和理化鉴定,与药典上记载的鉴定方法和鉴别特征进行对照,从而确定自己买的中药的真伪,并写出鉴定报告。有的学生果然鉴定出了假药。它们分别是用百合科麦冬的根状茎染成黄色冒充黄龙草、用桑科薜荔的果实冒充王不留行、用海棠果冒充山楂、用去掉芦头的人参冒充西洋参。
(3)生药鉴别大赛。《生药学》教研室与团委已联合举办了两次生药鉴别大赛,为了丰富第二课堂活动,激发学生对《生药学》学习的热情和兴趣,培养他们的观察能力和学以致用,使广大学生能掌握常用生药的鉴别方法。通过初赛选拔前20个参赛队进入决赛,最终角逐出一等奖一名、二等奖两名、三等奖三名。生药鉴别大赛的内容有生药的来源、鉴别特征、化学成分和功效等,全体评委给出分数的平均分为参赛小组的得分。通过比赛提高了学生自主学习的积极性,提高了对生药真伪鉴别的能力,提高了团队协作精神,促进了对生药基础知识的全面掌握。这样的活动引起了全校不同专业同学的强烈反响,得到了师生的一致好评。由于生药鉴别大赛是生药学考试方式改革的形式之一,凡是参加和获奖的学生记生药学平时成绩,见表1。
总之,教师根据《生药学》课程的特点和全面考核学生知识和能力的要求,探索恰当的考核形式。形成形式多样、行之有效的考核方式,见表2。
三、改革成绩的评定方式
考试不但具有评价作用,而且具有激励作用,是检查教学效果的一个非常重要的质量指标。建立一套合理、科学的考核评分方案是教学改革的关键,课堂教学改革的效果要靠考核评分结果来检验。所以,想要获得好的课堂教学效果,不断改进考核评分方案是非常重要的。这既能促进教师不断更新课堂教学内容、改进教学方法、革新教学手段,又能促使学生发挥学习主动性,在理论学习的同时更加注重能力的提高。因此,我院在《生药学》考试方式和考试内容改革的同时,还对考核成绩的评定方式进行了相应的改革,力求逐步构建科学合理的综合评价体系,目前的方案如下:
课程总成绩由几部分组成,期末考试占总成绩的30%,形成性成绩占总成绩的70%(其中论文综述占20%、实验考核占20%,平时成绩占20%包括课堂讨论发言、作业、生药鉴别大赛、面试等,期中考试占10%)。这样的综合评价不但从教学的各个环节全面评价学生掌握生药学基础知识和实践技能的深度和广度,而且从多方面考察了学生分析、解决问题的能力,使学生得到较好的锻炼和综合素质的提高。还有某方面成绩如论文或综述成绩的评定可让全班学生在听论文演讲后参与打分,然后将全班学生打的分相加,除以全班学生人数,得到的平均分为该生的得分。这样的评价方式不是教师说了算,让全班学生参与,综合了大家的评价,使成绩的评定方式更科学合理。这样的综合考查和科学评价,无疑会对学生素质和能力的培养起到良好的引导和促进作用。
四、生药学考试改革的初步成效
桂林医学院《生药学》考试改革已在两个班试行,并以考试改革前的班为对照班,而考试改革班用多元化的评价方法综合评定学生的学习成绩。然后检验考试改革效果。检验指标初步设为:写论文或综述的数量,写论文的学生人数占全班学生人数的百分比;将10种生药提供给考生,其中有伪品,检出伪品的学生人数占全班学生人数的百分比;将2~3种生药的混合粉末提供给考生,根据显微镜检验,全部判断正确的人数,除以全班学生人数,得出判断正确率;参加创新实验人数,占全班学生人数的百分比。通过对比,初步考察学生分析解决问题能力的情况,检验考试改革效果,见表3。
五、结束语
传统的教育制度带有应试教育的种种弊端,必须进行全面的改革,使考试的内容、方法、形式等符合创新人才培养的要求。只有进行考试方法的改革,才能实现真正意义上的素质教育,促进教学内容、教学方法的改革,促进学生创新思维的培养和综合素质的提高。而不断改进考核评分方案既能促进教师不断更新课堂教学内容、改进教学方法、革新教学手段,又能促使学生发挥学习的主动性,在理论学习的同时更加注重能力的提高。通过训练学生的分析、思考及解决问题的能力,使我们的教学更符合“培养实用型人才”的培养目标,提高教学质量。而创新是一个民族进步的灵魂,培养创新人才是面向知识经济时代的高等教育目标,是高等学校义不容辞的责任。只有转变教育观念,强化素质教育,培养适应现代医药事业的创新人才,才能适应医药事业的发展。
参考文献
文章编号:1004-7484(2013)-11-6864-01
中药饮片是在中药理论的指导下,根据辨证施治和调配制剂的实际需要,对中药材进行一定的加工炮制而形成的产品。由此可以看出中药材的质量也就决定了中药饮片质量的优劣,而中药饮片的质量对临床中药制剂的质量和药效也起着决定性作用。但长期以来国缺乏对中药饮片的质量标准和控制等有效的法律法规。因此,中药饮片质量的检测和控制对于保证中药疗效和广大人民安全使用中药有着非常重要的意义。基于此论文对中药黄连片活性成分进行了检测,现将分析报道如下。
1中药黄连饮片活性成分的检测方法及过程分析
1.1中药黄连饮片活性成分的检测方法分析中药黄连为毛莨科植物黄连、三角叶黄连或云连的干燥根茎,黄连的主要活性成分有小檗碱、黄连碱、甲基黄连碱等,具有清热燥湿、泻火解毒等功效[1]。由于其主要活性成分多数具有荧光,所以采用荧光光谱成像技术对黄连饮片进行检测。光谱成像技术是一门新兴的技术,是传统的二维光学成像技术和光谱技术有机结合的产物[2]。另外,这种技术还集中了光学、光电子学、电子学、信息处理学、计算机科学等领域的先进技术。光谱成像技术运用范围很广,可以进行图像采集、显示、处理和分析解释等[3]。中药黄连饮片活性成分分布的检测主要是通过光谱成像技术构建中药黄连饮片是我光谱成像指纹图谱,从而实现黄连饮片的活性成分空间分布检测,这种检测方法不仅科学,而且可靠、准确。检测结果可以为入药部位选择及饮片质量的评价提供依据。
1.2中药黄连饮片活性成分的检测过程分析在进行实际检测时要先调节系统接收端的高度,以保证达到最大的空间分辨率。然后根据药物的特点设置系统中的参数,主要包括光谱分辨率参数、范围参数和接收器曝光时间参数等,这些参数会根据不同的药品做不同的调整。中药黄连饮片活性成分分布的检测时这些参数的范围是光谱分辨率参数5nm、范围参数480-680nm、接收器曝光时间参数800ms。接着将被检测物品放置到载物台上,要注意调整紫外光源和载物台的相对位置,使其均匀激发显示出若干个狭窄的光谱带。最后用计算机专用软件对检测所得到的数据图像进行处理。2中药黄连饮片活性成分的检测数据分析
中药黄连根部有皮层、木质部、髓部三个部位,这三个部位是可以直接通过肉眼观察到的,但是看不到的是这三个部位中所含有的活性成分是不相同的,甚至存在很大的差异。这种特性的判别只有通过实验才能得出,用光谱成像技术分别在三个人工选取10×10像素的小区域内对这三个部位的活性成分进行检测发现三个部位的光谱曲线存在明显的差异[4],其光谱曲线平均值如下图所示(图1)。木质部、髓部和韧皮部的峰形和峰位相似显示性较大,而峰面积却存在较大的差异。通过对光谱图像的重构和分类处理,可以清晰地看出中药黄连各部分的活性成分的空间分布状况。统计三个部位中的像素所占面积的对比情况,结果显示,木质部、髓部、皮层各自占的总面积分别为30.3%、18.5%、51.5%。由此可以看出,中药黄连饮片中的主要活性成分在木质部中含量最高、其次是髓部、皮层中的含量最低[5]。3中药黄连饮片活性成分的检测结果讨论
论文对中药黄连饮片活性成分检测的目的是为了观察了解中药黄连饮片中活性成分的分布,有效的对其药用部位进行质量评价。论文以中药黄连饮片为研究对象,结合中药鉴定学与分析化学知识,运用光谱成像分析技术对中药黄连饮片活性成分进行检测。通过对中药黄连饮片活性成分的检测数据的分析,可以看出中药黄连饮片不同组织结构中活性成分的分布差异性比较明显,而且这也直接决定着入药部位的如何选择,但目前中药入药部位的选择主要通过经验来判断的,这对药效的发挥及药品质量的控制都是非常不利的。论文运用荧光光谱成像分析技术对黄连饮片的活性成分进行了检测,实验结果显示可以通过分析黄连饮片不同组织部位的光谱特征,运用主成分分析法确定检品活性成分的空间分布。同时,还可以进一步通过图像分割,获得饮片各组织结构的空间分布及其活性成分的相对含量,这些数据都可以为入药部位的质量控制提供依据。4结语
通过论文的研究发现黄连饮片根茎的不同部位中所含的活性成分量存在一定的差异,其中木质部中含量最高、皮层中的含量最低。同时,论文还可检测出不同部位像素所占的空间面积比例,有效的检测出活性成分具体的分布情况。这些数据不仅有利于确定黄连饮片的主要药效成分,而且可以为其入药提供科学依据。最后,希望论文的研究为相关工作者及研究人员提供借鉴和参考。参考文献
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摘要:本文以目前中药信息素材的现状为出发点,分析和研究了国内外现有中药信息及相关信息数据库系统,探讨了如何对中药信息素材进行“量子化”处理,以及对中药量子信息素材数据库系统进行系统设计与实现。关键词:中药量子信息素材;数据库系统;系统设计;页面实现doi: 10.3969/j.issn.2095-5707.2014.02.002The Design and Implementation of Traditional Chinese Medicine Quantum Information Material Database SystemXiao Fenfen, Zhang Xinyou*, Luo Shanshui, Li Weiwei(Jiangxi University of Traditional Chinese Medicine, Nanchang Jiangxi 330004, China)Abstract: Based on the current situation of Traditional Chinese Medicine (TCM) information materials, this article analyzed and researched the existing domestic and foreign Chinese medicine information and related information database system, discussed the Quantization of TCM information materials, designed and implemented TCM quantum information materials database system.Key words: TCM quantum information materials; database system; system design; page implementation 中医药学是我国宝贵的文化遗产,随着中医药在长期实践中的应用以及中药现代进程的不断推进,中药信息素材呈指数递增趋势。由于中药本身的复杂性和临床应用的广泛性,以及在中药现代化的进程中对中药信息的不断挖掘,发现其潜在的中药信息素材具有多学科的相互交融,这些现象均造成了中药信息素材存在着分散性和模糊不确定性,本研究是将这些海量的数据通过分析、整理、量子化处理、补充和完善,使原来内涵比较庞杂的中药信息解析成若干个具有独立概念的“量子”,并将这些所谓的“量子”中药信息存入特定的数据库系统,将先进的智能技术、计算机技术、网络技术与浩如烟海的中药信息有机地结合起来,按照科学研究、教学和决策等的需要,建成一套具有大量中药信息支持的中药量子信息计算机管理系统,这将对促进中医药信息资源的开发、利用基金项目:江西省卫生厅中医药科研计划项目(2010A008);江西省研究生创新专项资金项目(YC2012-S105);江西中医学院研究生教育创新计划立项项目(JZYC11B05)第一作者:肖芬芬,硕士研究生,研究方向:中药信息资源管理。E-mail: *通讯作者:章新友,教授,研究方向:计算机应用与中药信息资源管理。E-mail: xinyouzhang@ 和共享,加快中医药信息化的建设,实现中医药现代化等具有十分重要的现实意义。1 国内外中药数据库的现状分析中药数据库是现代信息技术在医药领域中的应用,在当前的信息化建设中,将中药信息进行科学系统的管理,使用户能更高效地掌握或者搜索自己所需要的知识。也就是说管理信息系统(Management Information Systems,MIS)正深入到医药行业中,它为信息化的建设提供了有力的理论和技术支持。至20世纪末以来,国内外相继建立了大量的中药信息数据库以及天然产物的数据库。在国内建立的中药数据库有中国中医科学院中医药信息研究所的中国中药数据库、中国中药化学成分数据库、民族医药(包括藏药、蒙药、维吾尔药、苗药、傣药、瑶药)数据库等,中国中医科学院中药研究所的中草药数据库、中医药成果数据库、全国中药材资源普查资料数据库等[1-2]。还有近期的维吾尔医常用药材及新疆特有植物化合物样品数据库,它收集和整理了众多维医药现代和古秘方文献,以数字化形式系统地记载了常用维药药材的特征、不同部位的提取物制备方法。在国外,有美国化学文摘数据库、美国伊利诺伊大学的植物药化学库、韩国汉城大学的天然药物数据库等[3]。以上数据库均可在网络上检索使用。还有很多都是自建自用的,其联合建库的少,专题数据库比较多,缺乏一定的统一性、规范性、兼容性[4-6]。本课题将以2010年版《中华人民共和国药典》(以下简称《中国药典》)为蓝本,以国内外权威著作为数据源,利用计算机技术将原始数据进行“量子化”分析处理,提高信息获取效率,有助于从中挖掘出有用信息和未曾被人发现的隐含信息。通过对现有数据库进行整理,对中药信息素材数据库进行系统设计。2 中药信息素材的“量子化”处理方法数据库是知识发现的基础工程,要获得高信息含量、有用的知识,必须要更好地处理数据,理想情况是原始数据为不含噪音的数据。建立良好的中药量子信息素材数据库系统,实现数字化、智能化的科学管理,要求我们首先将中药信息素材进行“量子化”处理。中药信息素材“量子化”是指通过合理地分析、整理,将中药信息素材原始数据细化成由若干汉字或者数字组成的不可再行细分的、并且具有相对独立内涵及排他作用的最小信息单位[7-10]。中药的“五味”经“量子化”后被解析为甘、辛、咸、淡、涩、苦、微苦、酸、微酸9个“量子”。在中药炮制中,根据不同中药饮片所采用的炮制方法,进行分类与分析,分为清炒、麸炒、米炒、土炒、砂炒、蛤粉炒、滑石粉炒、炒炭、酒炙、醋炙、盐炙、姜炙、蜜炙、油炙、煅炭、明煅、淬煅、蒸、煮、炖、煨21个“量子”。通过将原始数据进行“量子化”处理,不仅使中药信息素材具有独立性、排他性,更是为中药数据的挖掘奠定良好的基础。这些不可再分的数据经处理后,可转换成一组可供计算机识别、计算的代码即“数字”后,计算机即可对这些“量子”进行“数字化”处理[7]。3 系统整体设计和开发工具的选择在系统设计中,我们选用了比较先进的系统开发工具,来适应对系统需求关系的梳理、细化与分割,达到条理清晰、易于编程、便于检测、方便扩充功能等要求。本系统是在微软Windows 8操作系统下,采用Microsoft SQL Sever 2012并应用Dephi和Visual Basic(VB)进行开发的。Microsoft Visual Studio 2012是目前比较流行、全面高效的专业开发系统,针对不同的开发人员,它提供了不同的版本,旨在帮助软件开发人员更好地应对一些比较复杂的挑战,并且创建新的解决方案,可以减少在关键任务环境中的平静修复时间(MTTR),增加团队生产力。Visual Studio的目的是改进开发流程,帮助人们更轻松地实现突破、获得更令人满意的结果,它能够提高工作效率,从单一集成开发环境(Integrated Develop- ment Environment,简称IDE)中的高效代码编辑器、IntelliSense、向导和多种编码语言,到Microsoft®; Visual Studio®; Team System中的高端应用程序生命周期管理 (Application Lifecycle Management,简称ALM)产品。
数据库则采用SQL Server 2012,可帮助处理每年大量数据的增长,相对于其它版本,它具备可伸缩性、更加可靠以及前所未有的高性能,可提供一个非常便于使用的数据库平台,并且能使应用的部署和维护、数据的管理和备份得到简化,这样管理数据及用户访问更加容易。4 系统设计与实现4.1 系统网络架构设计本系统采用了分布式多层结构。第一层是客户层,客户通过使用Graphical User Interface(GUI)可以与应用程序进行交互;第二层是中间层,通常由一个或多个应用服务器组成,应用服务器处理客户的请求,然后将结果返回客户层;第三层为数据层,是维护、更新、驻留业务数据的地方,在处理业务数据时,可以通过中间层访问数据层。通过采用多层结构,将数据库操作和事务管理转移到中间层中处理,可以避免在WEB应用程序中进行直接操作和事务管理。 系统结构如图1所示。本系统运行在Windows平台环境中,选用Component Object Model/Microsoft Distributed Component Object Model(COM/DCOM)为实现系统的标准。采用Microsoft的COM/DCOM标准设计系统时,我们不需要考虑兼容性问题,而且系统会很稳定。把多数据库系统与COM/DCOM结合起来,将分布式组件对象技术引入多数据库系统中,一定程度上提高系统的可管理性、可维护性、可伸缩性和可集成性等,使中药量子信息素材数据库系统的开发、使用和维护都变得简单。4.2 系统模块组成与功能4.2.1 系统总功能的设计 中药量子信息素材数据库系统主要由八个模块组成,包括中药基本信息模块、中药鉴定模块、中药炮制模块、配伍应用模块、中药现代研究模块、中医药文献模块、中药市场模块、留言本模块,如图2所示。图2 中药量子信息素材数据库系统总体功能模块图4.2.2 系统模块详细功能 8个系统模块功能各异。①中药基本信息模块。本模块提供中药的基本信息,包括中药的名称、拉丁名称、别名、药性、药效、主治功能等信息;与中药治病本源有关的信息素材,如药理、临床、专家论述等信息。以《中国药典》为蓝本,中医药典籍为依据,对由多个汉字组合而成的大文本复杂数据或图片进行量子化处理,有利于将纷繁复杂的中药信息处理成简洁、有效的信息单位,在一定程度上解决了信息量大、数据复杂不易处理的困境,提高了中药数据库的智能化水平。②中药鉴定模块。本模块主要包括了中药的来源鉴定、性状鉴定、显微鉴定、理化鉴定以及其他方法。来源鉴定包含中药材原植物的图片、中药材植物形态、核对标本、核对文献;性状鉴定包含药材的性状、大小、颜色、表面特征、气味等;显微鉴定包括组织结构、细胞内含物、细胞壁性质等;理化鉴定包括一般常数的测定、一般的理化鉴别等信息素材。用户可以通过该模块辨别中药材的真伪。③中药炮制模块。该模块主要包含了中药炮制方法、炮制目的、炮制对中药化学成分的影响,以及炮制品的质量要求和药材的贮藏条件等信息。可以收录或提供药名、炮制品名、炮制历史、炮制方法、炮制意义、饮片性状、储藏方法、炮制研究等各个方面的数据。若暂无某项目的古今资料,待有新的发现后可随时增补。④配伍应用模块。用户在此模块可以查找到中成药、组方、处方来源、功能禁忌等。⑤中药现代研究模块。本模块包括生物技术、现代药理与毒性研究、引种栽培、中药化学成分分析及其图谱等。⑥中医药文献模块。本模块包括中文文献、外文文献两部分,用户可以通过此模块查询到有关中药的典籍及文献。⑦中药市场模块。本模块包括中药材市场、中成药市场、中医药法规三个部分,用户可以检索到中药、中成药的价格变化、生产地点和厂家、管理等信息。⑧留言本模块。本模块主要用于用户留言,提供用户与管理员之间的交流通道。进入此模块,必须进行注册。本数据库系统具有维护更新功能,系统管理人员可以随时对数据进行添加、更新、删除工作,以确保中药量子信息素材数据的准确性、完整性、新颖性。4.3 系统页面的设计与实现4.3.1 系统首页的设计与实现 在中药量子信息素材数据库系统首页及子系统界面颜色的设计中,为体现出我国中药的韵味,本系统主要采用了淡绿色、白色的搭配,图片上采用了银杏叶、人参花等中药原植物等素材,充分体现了本系统的主题是中药。系统前台页面的首页也就是一级页面,是每一个用户均可浏览查看的界面,主要包括:简单搜索栏、网站介绍、登录口、友情链接栏,通过首页上方的导航可分别进入中药基本信息、中药鉴定、中药炮制和中药现代研究等页面。系统前台总页面如图3所示。 图3 中药量子信息素材数据库系统前台主页面 4.3.2 系统后台页面的设计与实现 针对中药量子信息素材数据库系统功能模块的设计,为了能够更好地实现系统管理,经过权限设定分为系统管理员和普通会员,普通会员经登录后可以实现查看信息及留言等功能。后台页面功能主要是针对系统管理员,系统管理员可以对普通会员、通知通告、中药信息数据库等进行新增、修改、删除等系列管理。系统后台功能逻辑如图4所示。图4 中药量子信息素材数据库系统后台功能逻辑图通过分析、整理中药量子信息素材数据库系统的整体功能,我们实现了系统后台管理,系统后台页面如图5所示。 图5 中药量子信息素材数据库系统后台管理页面5 总结中药信息素材的量子化处理,大大提高了计算机的处理效率,为中药的信息化、数字化做准备,加速了“数字化”进程,为知识发现奠定了基础。随着计算机技术的进步,中药数据库系统也在不断更新完善,并在科研中发挥重要的作用。本课题旨在建立与完善中药素材基本量子数据库系统,但是应该看到,这类数据库的建设水平也有待提高,中药数据库的设计思想也值得深入探讨。同时,伴随着中药信息素材数量的不断增长,将量子化技术应用于中药信息素材的分析、加工和整理,虽然可以使一些复杂的中药数据简洁化、精确化和规范化,但同时也带来了中药信息素材损失率增加的情况。将中药量子化技术与中药全文检索技术相结合,可在一定程度上解决该问题。我们相信,随着科学技术的不断进步和研究方法的日益创新,中药的现代化和国际化进程将逐步加快。最诚挚地感谢江西中医药大学研究生院柯瑜及其他老师们,在申报、开展创新课题及撰写论文期间,给予我耐心的指导和真诚的帮助;并定期组织座谈会及交流会,保证了更好地完成课题、论文。参考文献[1]万仁甫,徐伟亚.中药数据库的现状及发展趋势探讨[J].中国药房,2006,17(10):794-796.[2]彭勇,党毅,梁少伟,等.国内医药信息数据库简介[J].中国中医药信息杂志,1999,6(1):73-75.[3]陈峰,崔蒙.中药信息系统建立初探[J].中草药,2000, 31(11):81-83.[4]吴锦屏,简云江.中国自建医药数据库现状分析及对策探讨[J].卫生软科学,2001,15(6):52-56. [5]方晓阳,朱江,梅军,等.中药信息系统的设计与实现[J].中草药,2001,32(9):860-861.[6]顾东蕾.浅议网络环境下的中医药学古籍文献资源共
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2适应社会需求中药学人才培养新模式的构建
2.1我校中药学人才培养模式的定位每所高校都需要根据自身的优势和特色在办学模式、办学层次、办学规模上准确定位,使学校培养出来的人才符合社会对人才专业层次和专业结构的需要。以社会需要和大学生就业为导向来定位我校中药学专业技术人才的培养模式应用型人才,即能解决药品开发、生产和流通环节等问题的技术型人才;能解决药品质量控制和安全合理用药等问题的药师型人才及医药经营管理型人才。根据我国医药事业发展规划,我国将由一个医药生产大国转变为医药强国,医药行业的发展不仅需要一批研究型人才、高级技术人才和管理人才,还需要大批能够从事一线生产的高素质技能型人才。
2.2加强应用能力培养的课程体系构建在应用型中药人才培养课程体系的改革与构建过程中,必须根据应用型人才培养目标,对中药专业人才的培养模式进行全面、深入细致研究。根据市场和用人单位对应用型人才的实际的用人要求来确定,从总体上设计出学生需要掌握的知识点、能力点,体现鲜明的市场导向,再根据所确立的知识点、能力点来组织培养方案。在人才培养课程体系的改革与构建实践过程中,我们从应用型创新人才的培养要求着手,梳理各课程的相关性,打破原有的教学模式,实现课程计划内在的融通及立体化教学,逐步增加交叉融合课程学时比例,体现多学科交叉渗透,把各相关专业课程的知识进行整合,构建理论教学、实践教学和素质培养等三大课程体系,将所有课程分为通识课程、专业基础、专业核心和能力拓展等四大模块,利用必修、选修和辅修等课程的结合完成人才培养。
2.3加强教学改革,建立以教师为主导、学生为主体的教学方式一是以“强基础、宽专业、重实践、高素质”为原则来制定和优化教学计划,根据现代医学科学和中医药科学的发展趋势改革、调整和设置课程体系。以培养复合型和外向型人才为目标,坚持以应用型为培养方向。二是改进教学方法手段。积极探索分层次教学、案例教学、PBL教学法教学、启发式教学、比较教学法、讨论教学等多样化教学方法,突破传统教学以教师为中心、学生被动学习的教学方式,建立以教师为主导、学生为主体的自主学习方式和互动式教学方式,注重学生独立学习能力的培养推行教学方法改革,体现了学生在教学活动中的主体地位。三是积极地、充分地把包括多媒体技术和网络技术在内的现代教育技术运用到教学过程中,不断优化教育方法和教学手段,促进教学模式的深层次变革,使教育方法更加人性化,更有利于受教育者的身心健康。
2.4构建多元化的人才的评价体系所谓中医药专业人才评价体系,就是基于人才培养目标,对中药专业的学生是否具有中药从业者所必须具有的一般性技能和素质进行鉴定和考核的过程。由“评价内容、评价主体、评价方法”等基本要素构成。我校中药相关专业的人才培养目标是培养具有为我校周边少数民族地区培养具备中药学科基本理论、基本知识和实验技能、“下得去、用得上、留得住”,能在中药生产、检验、流通、使用和研究开发领域从事中药鉴定、设计、制剂及应用等方面工作的药学中、高级应用型专门技术人才。首先要根据应用型人才培养目标修订好专业人才培养方案;其次在教学考核中,制定明确的评价内容和评价标准,参考现代的教学及考试方法,采用多元化的评价模式,加大过程性评价的比重,注重在教学活动中观察和记录学生的表现,实施质量控制。以课程评价为例,避免只注重笔试而忽视过程性评价,增加平时考查成绩和技能性考核成绩的综合评定。在评价方式方面,除了笔试的卷面成绩为依据外,增加毕业生的实习报告、论文写作及答辩、现场操作、实习单位鉴定等面试考核的比重。
2.5加强中药实践教学基地的建设我校中药专业是顺应我国、我区医药事业发展,适应社会对中药人才的需求和学校发展的需要而新办的学科专业。我校的药学专业起步相对较早,有良好的实验教学平台和较好的校内外实践基地,如天然药物化学实验平台、药物分析、药理实验平台和“学生建设、学生管理、教师指导”的模拟药房等,在校外有百色市、河池市、南宁市和自治区药检所等药物检验分析机构,广西中医药研究所和广西药用植物研究所等研究机构,右江民族医学院附属医院、百色市医院及广西壮族自治区内各地市的三级甲等医院的药剂科,广东大参林、青海益欣、云南健之佳、康哲和四川科伦等众多医药企业,百色市内的桂西制药有限公司、广西伟健药业及市外的广西万寿堂药业、广西中医药大学百年乐制药厂和广西维威制药等多家制药企业都与我校合作建设实践基地,我们可以借助学校里药学专业的实验教学平台和校内外实践基地,再根据中药专业的特点建设一些中药专业需要的实验教学平台和实践教学基地,如中草药种植园、标本馆、中药炮制室等校内实践基地,拓展校外的中草药种植基地.建成的满足中药专业学生学习的实践教学平台。
2.6实施校内和实习单位双导师制对实习生进行实习和毕业论文(设计)进行指导,并把本科生科研导师制和毕业论文指导相结合我们对药学学生毕业论文指导实行双导师制,在进入实习岗位前半年把愿意指导与药学相关专业具有中级经职称或硕士以上学历的老师的名单列出向学生公布,让学生进行选择作为指导老师,每位老师可指导3~5名学生,经双向选择后由系里下达聘请书,由这些校内导师先期进行相关的指导,学生进入实习单位后由实习单位指定符合条件的技术人员担任导师对学生实习和毕业论文的写作,校内教师可通过QQ、飞信、电话、电子邮件等进行远程指导。我校自2001年起积极开展本科生导师制工作,鼓励科研创新能力强的教师在个人开展科学研究的同时向学生传授学习方法,指导他们进行科研学习,开发学生的创新能力鼓励学生学会创造性地学习和工作,让他们掌握科研的思路及基本方法;学校设有本科生科研创新基金,让学生通过申报课题获得立项,资助优秀本科生参与科研。我们药学院的教师中符合条件的老师基本上都报名招收本科生导师制学员,积极指导学生学习和开展科学研究并已取得一定的成效,我们根据此情况,制定本科生科研导师制和毕业论文指导相结合的政策,使学生的毕业论文或毕业设计取得良好的效果。
2.7举办与就业相关的五项知识和技能竞赛,“以赛促学,以赛导学”大学阶段是一个人职业发展的重要准备期,也是大学生从学生向社会人转变的过渡期,因此大学生开展职业生涯规划具有重要意义。但是在现实大学校园中大学生对职业生涯规划不了解和、对职业生涯规划重视不和对职业生涯规划的准备不足够,因而造成许多的大学对大学学习动力不足,学习目标不明确,学习方法不对头,以致出现厌学弃学,在学校时没掌握任何就业技能,到毕业因为缺乏规划而出现各种就业难题的情况屡见不鲜。大学生处于青春期,思想活跃,表现欲望强烈,对参加各式各样的竞赛的兴趣和热情非常高,通过举办“知识和技能竞赛”可以对大学生起到“以赛促学”和“以赛导学”的积极作用,对课程模式的改革、师资队伍的建设、实训设备的改善起到了推动作用,对高等教育特别是高等职业教育的整体发展起也有着重要的作用,不但能巩固学生所学理论知识,促进学生实践操作技能的提高,更能激发学生的学习。基于我校药学各专业的学生主要到医院和社会药房、制药企业的药检岗位、医药流通行业等岗位就业的实际情况,我们每年都举办与各种就业岗位相关的竞赛:①药品营销策划与技能竞赛;②药房岗位知识与技能竞赛;③药品食品检验知识与技能竞赛;④中药鉴定与栽培知识与技能;⑤药学实验基本知识和技能竞赛。通过这些竞赛,对学生的学习起到积极的促进作用和引导作用,同时也为学生就业打下良好基础。
2.8依托校园网络建设药学信息应用与服务平台我校药学专业是在西医院校的基础上建立起来的,很多的教学及教学设施都是依托医学相关专业的教学资源来办学,所以校内外的实训基地建设得很不完善,学生缺乏实训场所,达不到教学要求。为了解决由于高校扩招而带来的生源素质下降、教学资源短缺等原因造成的高校教学质量严重下滑的矛盾,由计算机与信息中心、药学院及附属医院药剂依托校园网络建设药学信息应用与服务平台,该服务平台可应用在诸多药学领域,从药学科研、教育、临床到药品营销,这些领域几乎涉及到了药学研究的各个方面。其应用领域主要有:①精选药学信息资源网站,为药学学习者和工作者推荐方便快捷的有价值的药学信息;②建立为药学教育、科研、培训机构提供药学服务的网络平台;③考研及药师考试指导;④把模拟药房(店)、模拟GMP生产车间的工作流程等制作成flas、视频等的仿真实验平台;⑤药典的最新版本、中草药图谱等药学生最常用的工具书的电子版的工具书平台;⑥药物咨询、药物不良反应、医院药品动态、药学信息、用药常识等药学服务内容的药学服务平台。
[中图分类号] R931 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721(2013)05(a)-0055-03
黄芫花为瑞香科植物河朔荛花(wikstroemia chamaedaphne Meisn.)的干燥花蕾。该药辛、温,有小毒。泻下逐水,通便。用于水肿胀满,痰饮积聚,咳逆喘满,急、慢性传染性肝炎,精神分裂症,癫痫[1]。并用于人工引产[2]。2006年,该药遴选为山西省科技厅“山西省习用药材质量及评价体系的研究”项目(项目编号:2006031079)。2011年入选山西省食品药品监督管理局“山西省中药材、中药饮片地方标准研究”专项课题。为了修订《山西省中药材标准》,本院2011年主持了黄芫花质量标准的研究和编制工作,现将显微鉴别研究结果报道如下:
1 资料与方法
1.1 仪器与试药
Motic教师300万像素数码一体化显微镜系统(麦克奥迪实业集团有限公司);酒精灯(江苏省泰兴市龙港玻璃仪器厂);载玻片、盖玻片(秦皇岛市秦宁玻璃有限公司);酒精(天津市北辰方正试剂厂,批号:20081008);水合氯醛(天津市科密欧化学试剂有限公司,批号:20070828);丙三醇(天津市博迪化工有限公司,批号:20100818)等。
1.2 实验材料
本实验共收集10批样品,其中6批分别采自山西太原、清徐、运城、永济、霍州等地,4批分别购自安徽亳州、山西绛县等地。各批样品经山西药科职业学院刘来正副教授鉴定,均符合《山西省中药材标准》(1987年版)黄芫花品种性状鉴别项下规定[3]。
1.3 制片方法
(1)用镊子撕取花被上下表皮,水装片。(2)分别将雌雄蕊、药材粉末用水合氯醛试液经酒精灯加热透化后稀甘油封片,置显微镜下观察、拍照、测量[4-7]。
2 结果
2.1 花被的显微鉴别结果
花被下表皮细胞类方形、类长方形、多边形等,长至15 μm,宽至10 μm。下表皮密布长短粗细不一的单细胞线状毛,长度至490 μm,直径至19 μm,壁厚至5 μm。线状毛体部平直或“S”形弯曲,先端渐尖、钝圆或偶有分叉,足部多收缩弯窄并做直角拐曲,且易与体部断离,断离后的脱落痕圆形、椭圆形。有的线状毛表面具不规则螺纹状裂隙。上表皮细胞外切向壁呈乳突状。见图1。
2.2 雄蕊的显微鉴别结果
雄蕊花药外表皮细胞多边形,长至45 μm。花药内壁细胞表面观类圆形,侧面观呈长条形,有不规则增厚。花粉粒类球形,直径16~27 μm,表面有细网状纹理,萌发孔多数,散在,不显著。见图2。
2.3 雌蕊的显微鉴别结果
雌蕊子房中上部密布单细胞线状毛,长度至490 μm,直径至19 μm,壁厚至5 μm。线状毛体部平直,先端渐尖,足部多收缩弯窄并做直角拐曲,且易与体部断离,断离后的脱落痕圆形、椭圆形。花柱短,由薄壁细胞组成。柱头球形,表面密布毛茸。基生胎座。见图3。
2.4 花粉的显微鉴别结果
粉末棕色或棕绿色。单细胞线状毛密布于花被碎片和子房碎片上,或分散存在,大多断裂,完整者长度至490 μm,直径至19 μm,壁厚至5 μm,体部平直或“S”形弯曲,先端渐尖、钝圆或偶有分叉,足部多收缩弯窄并做直角拐曲,有的线状毛表面具不规则螺纹状裂隙,有的内壁增厚形成各种花纹。见图4。花粉粒类球形,直径16~27 μm,外壁约3 μm,表面有细网状纹理,萌发孔多数,散在,不显著。见图5。被毛的花被碎片、花粉囊碎片易见,导管和管胞呈分支状存在于各种碎片中,直径至18 μm,见图6。
3 讨论
据文献记载,黄芫花在山西等地当芫花入药。近年来多用黄芫花治疗传染性肝炎、精神病,癫痫等病,尚用于引产,故应与芫花区别用药[8]。芫花线状毛具疣状突起,长度可达833 μm,黄芫花线状毛光滑,长度不足500 μm,可区分二者。
黄芫花入药部位为花蕾,显微研究发现,花各部分均不含气孔和栅栏组织,而叶片的下表皮分布有气孔,叶肉中的栅栏组织由多列短柱状细胞组成。叶脉纤维长度可达838 μm[9]。
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【关键词】 随机扩增多态性DNA 遗传多样性 药材鉴别 道地性
分子标记(Molecular marker)是以个体间遗传物质内核苷酸序列变异为基础的遗传标记,是DNA水平遗传多态性的直接反映,以其快速、准确、所提供的信息量大、不受环境影响等特点,已被广泛应用于遗传学评价、目的基因定位和遗传图谱的构建等领域。随机扩增多态性DNA(RAPD)技术是近年来广泛应用的分子标记技术之一,以PCR反应为基础,其特点是快速简便、易操作、成本较低、DNA需要量少、无需放射性分析也不会污染等[1]。
1 RAPD技术的原理
RAPD ( random amplified polymorphic DNA )是 1990 年美国杜邦公司科学家 J. G. K. Williams 和加利福尼亚生物研究所 J. Welsh 领导的两个小组几乎同时发展起来的一项新的分子标记技术。Williams 称之为 RAPD,Welsh 称之为 AP-PCR(arbitrary primer PCR)。 其建立在 PCR 技术基础上,是以任意序列的寡核苷酸单链 ( 通常为10个碱基,AP-PCR 则为20~30个碱基) 为引物,对所研究的基因组 DNA 进行随机扩增。RAPD 所用的一系列引物的 DNA 序列各不相同,但对于任一引物,它同基因组 DNA 序列有特定的结合位点。这些特定的结合位点在基因组某些区域内的分布如符合 PCR 扩增的反应条件,即在一定范围内模板 DNA 上有与引物互补的反相重复序列时,就可扩增出此范围的 DNA 片段。在不同物种基因组 DNA 中,这种反相重复序列的数目和间隔的长短不同,就可导致这些特定的结合位点分布发生相应的变化,而使 PCR 扩增产物增加、减少或发生分子量的变化。 通过对 PCR 产物的检测和比较,即可识别这些物种基因组 DNA 的多态片段。
2 RAPD技术的优缺点
2.1 RAPD技术的优点分子标记的种类很多,RAPD标记技术能够成为最广泛应用的分子标记技术之一,是因为与其它分子标记技术相比,有很多独特的优点[2]。
①不需DNA探针,设计引物也不需要知道序列信息;②用一个引物就可扩增出许多片段(一般一个引物可扩增6~12条片段,但对某些材料可能不能产生扩增产物),总的来说RAPD在检测多态性时是一种相当快速的方法;③技术简单,RAPD分析不涉及Southern杂交、放射自显影或其它技术;④不象RFLP分析,RAPD分析只需少量DNA样品;⑤成本较低,因为随机引物可在公司买到,其价格不高;⑥无需专门设计 RAPD 扩增反应的引物,也无需预知被研究的生物基因组核苷酸顺序,引物是随机合成或是任意选定的[3]。⑦每个RAPD 反应中,仅加单个引物,通过引物和模板 DNA 链随机配对实现扩增,扩增没有特异性。⑧较之常规 PCR,RAPD 反应易于程序化。利用一套随机引物,得到大量 DNA 分子标记,可以借助计算机进行系统分析。
2.2 RAPD技术的缺点RAPD技术虽然有很多优点,但是也不可避免的存在一些缺点:①RAPD标记一般是显性遗传(极少数是共显性遗传的),这样对扩增产物的记录就可记为“有/无”,但这也意味着不能鉴别杂合子和纯合子;②RAPD分析中存在的最大问题是重复性不太高,因为在PCR反应中条件的变化会引起一些扩增产物的改变;但是,如果把条件标准化,还是可以获得重复结果的;③由于存在共迁移问题,在不同个体中出现相同分子量的带后,并不能保证这些个体拥有同一条(同源)的片段;同时,在胶上看见的一条带也有可能包含了不同的扩增产物,因为所用的凝胶电泳类型(一般是琼脂糖凝胶电泳)只能分开不同大小的片段,而不能分开有不同碱基序列但有相同大小的片段。
3 RAPD技术在药用植物研究中的应用
目前,RAPD技术在药用植物研究中得到了广泛的应用。其主要用于药用植物遗传多样性分析,药材鉴别和DNA指纹图谱的构建,亲缘关系和系统学研究,药材的道地性等各个领域。此外,Kitanaka还用RAPD技术对人参和西洋参的杂交一代进行了鉴定。
3.1 遗传多样性分析对于任何一个物种来说,其遗传多样性越丰富,对环境变化的适应能力就越强,就越容易扩展其分布范围和开拓新的环境。所以,对遗传多样性的研究不仅可以揭示物种或居群的进化历史,也能为进一步分析其进化潜能和未来的命运提供重要的信息。此外,它还可以帮助我们正确了解不同分类群间的亲缘演化关系,为生物的分类和进化研究提供有益的资料,为分类系统的建立提供强有力的佐证。
吴卫(博士学位论文,2002)应用RAPD标记对92份鱼腥草种质资源遗传多样性进行检测,结果发现鱼腥草种质资源在分子水平上确实存在较大遗传差异,RAPD标记可作为构建鱼腥草DNA指纹图谱的有效工具,鱼腥草药材道地性与环境因素有关,但更大程度上由其遗传因素决定。邹佳宁等[4]对贵州省境内药用植物天麻的野生和栽培15个样品的基因组DNA遗传多态性进行RAPD分析,表明野生与栽培天麻之间的遗传变异较大,说明地理分布和生长环境的差异是导致天麻形成丰富的遗传多态性的一个重要的原因。张建清等[5]从DAN分子水平上分析甘肃党参主要栽培区的9个栽培居群和4个自然居群的遗传多样性和遗传关系,进而探讨纹党参的来源,RAPD分析结果揭示了甘肃栽培的党参和素花党参在居群水平上具有丰富的遗传多样性。彭锐等[6]利用随机扩增多态性DNA(RAPD)技术分析了15种石斛属药用植物,分析结果表明,RAPD方法能有效鉴别所试石斛属植物,其多态位点百分率为84.85%,表现出丰富的遗传多样性。Pan等[7]对广藿香的研究表明,应用RAPD随机引物对广藿香遗传多样性的分析及不同居群的鉴定是可行的。RAPD技术为广藿香遗传种质资源的鉴定和分类提供了新的途径。Rout GR[8]运用RAPD技术对心叶青牛胆进行研究,证明RAPD技术具有检测药用植物遗传变化的潜力。
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3.2 药材鉴别和指纹图谱的构建长期以来,局限于粗放经营的种植方式,药材存在种质不清、品种混杂和种质退化严重的现象,严重影响了我国药材的出口,现在我国的中药在国际市场上仅占4%的份额,这与我们中药大国的身份和地位严重不符,运用RAPD技术可以在分子水平上解决我国药材严重混杂的现状。
王润玲等[9]采用RAPD技术进行了玉竹及其掺伪品热河黄精、黄精等药用植物的鉴别,证明RAPD技术可用作区分玉竹及其掺伪品的依据。胡挺松等[10]用RAPD技术对红景天属的大花红景天、长鞭红景天、狭叶红景天和高山红景天4种药用植物进行分子水平鉴定,证明了RAPD法能有效地鉴别红景天类药材,把大花红景天、长鞭红景天、狭叶红景天和高山红景天区分开。周晔等[11]采用原植物鉴定、性状鉴定、显微鉴定和RAPD手段,对中药黄精及主要掺伪品长梗黄精进行鉴别,表明RAPD技术为黄精与长梗黄精的区分提供了分子鉴别依据。黄芸等[12]用RAPD技术对射干类药材射干及混淆品鸢尾、野鸢尾、蝴蝶花、德国鸢尾等5种药用植物进行分子水平的鉴定,研究结果表明RAPD法能有效的鉴别射干类药材,把射干和鸢尾、野鸢尾、蝴蝶花、德国鸢尾等药用植物区分开。曾明等[13]采用RAPD技术对葛属6种植物进行分析,利用RAPD及PHYLIP软件包进行数据处理,结果发现,峨嵋葛与野葛的遗传距离小,应归为野葛、野葛与粉葛、山葛间的遗传距离大,粉葛、山葛应独立成种。指纹图谱可用于葛属植物间的鉴别。沙明等[14]采用RAPD技术对地榆属的4个品种及其混淆品进行分析, RAPD可提供清晰RAPD指纹谱,表明RAPD技术可以做为4种地榆品种及其混淆品的质量评价方法。Guo WL等[15]对车前的研究表明,RAPD技术能够很好的鉴别不同地域车前之间的差别。在生药鉴定方面,该方法在人参及其伪品、甘草、黄连、冬虫夏草及其伪品、贝母等药材的鉴定中都有应用。
3.3 亲缘关系和系统学研究植物在长期的演化过程中,类群之间存在或远或近的亲缘关系,亲缘相近的种类其遗传上的联系也必然相近,运用RAPD技术分析药用植物的亲缘关系,可以进一步了解药用植物的遗传关系,为优良品种的选育和药材的分类和鉴定打下坚实的基础。
李娟等[16]用RAPD分子标记技术鉴别8种卷柏属药用植物并进行亲缘关系分析,并建立了8种卷柏属植物类群亲缘关系的树系结构图,该方法显示了8种卷柏属植物之间明显的种间差异,能为这些植物种以及种下的分类鉴定提供遗传学依据。丁鸽等[17]采用RAPD分子标记技术,对铁皮石斛8个野生居群的遗传多样性、亲缘关系以及分子鉴别等进行研究,表明铁皮石斛居群间遗传差异明显,具有较丰富的遗传多样性,RAPD可以作为铁皮石斛野生居群遗传多样性、居群亲缘关系和分子鉴别研究的有效手段。虞泓等[18]对云南常见的3种6个居群59个红景天样品进行了遗传关系研究,结果表明RAPD分子标记可很好地用于红景天物种的分子鉴定和遗传背景研究。傅大煦等[19]从DNA分子水平上分析新疆药用桑树资源9个栽培群体的遗传关系,发现RAPD分析结果与新疆药用桑树资源植物的遗传关系的传统划分是基本一致的。Warude等[20]用RAPD技术对余甘子的遗传特性进行研究,证明RAPD技术可以很好的鉴别余甘子的亲缘关系。
3.4 药材的道地性古人云:“诸药所生,皆有其界”,可见生态地理因素对中药材质量具有重要的影响。“地道药材”是同种异地,是生物学上的“居群”,是一个具有共同基因库的由和亲缘关系联系起来的同一物种的个体群,它的形成是由基因型与环境饰变共同作用的结果。因此,研究中药资源的生态地理不仅将揭示我国中药资源的分布规律,为中药种植区划研究打下基础,而且从生态地理的高度研究地道药材形成的环境原因,并与遗传基因的研究一起为解释药材地道性提供理论基础,从而打造出我国的“地道药材”商品基地,使中药资源中得到持续利用。
顾华等[21]运用随机扩增多态DNA(RAPD)方法研究了来自山西黎城、长治、平顺、壶关、吞留及安泽6个地区11个连翘地方栽培品系的亲缘关系,结果显示运用RAPD分析手段进行药材道地性研究具有可行性。雷高鹏等[22]对来自四川、湖北、浙江、上海的麦冬的13个居群和两个沿阶草种的RAPD分析,也证明RAPD是一个能有效区分麦冬与其他同属物种以及麦冬道地性分析的方法。李颖等[23]利用RAPD技术、琼脂糖电泳等技术研究了广藿香的道地性,显示了不同产地广藿香基因组的多态性,为广藿香的道地鉴别和引种栽培的质量控制提供一种新方法。
4 展望
随着生物技术手段的发展,分子标记技术必然会得到广泛的应用,RAPD技术出现虽然短短几年的时间,但在其应用过程中显示了广泛的前景,特别是在药用植物方面也得到了很好的发展。笔者认为随着分子生物学技术的不断发展和药用植物分子遗传特征研究的不断深入,RAPD技术将在药用植物研究领域中得到更加广泛的应用。
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云木香(AucklandiaeRadix),又名广木香,是菊科云木香属植物木香(AucklandialappaDecne.)的干燥根。云木香属为单种属植物,原产印度,中国云南引种栽培,以其根茎入药,具有解痉、降压和抗菌作用。中医常用其治疗胃部胀满、消化不良、呕吐、腹痛和腹泻等症,具有芳香健胃、行气止痛的功效;主治胸胁胀满,脘腹胀痛,呕吐泄泻,里急后重等症[1]。新近研究还发现云木香的提取物或活性成分具有抗菌、抗氧化、抗炎等活性,并对肠道、胃溃肠、呼吸系统、心血管等均有作用[2-5]。许多报道已经证明倍半萜类化合物是云木香的主要化学成分,不仅种类繁多含量丰富,并且已证明是云木香重要的活性成分[4]。目前,已经有关于木香倍半萜类活性物质对于抑制肺癌细胞生长的研究,云木香中的倍半萜类化合物也被证明具有抗癌活性[6],但是对于云木香种子的化学成分分离解析方面的研究报道几乎没有,所以我们将在本文对其展开研究探讨。
气相色谱-质谱(GC-MS)联用法是一种高选择性、高灵敏度、高效能的分析方法,尤其适合于挥发性化合物的分析。挥发油,又称精油,是中药中具有广泛生物活性的一类重要成分,由于其具有挥发性,沸点一般不超过300℃,故适用于GC-MS分析。
据此,我们以云木香种子为对象,提取并鉴定其挥发油,为云木香进一步开发利用提供科学依据。
1 资料与方法
1.1实验药材、试剂与仪器
1.1.1实验药材 云木香种子药材从云南省大理市的药材基地购买,并由香港浸会大学陈虎彪教授鉴定。
1.1.2试剂 乙酸乙酯为色谱纯
1.1.3仪器 ①QP2010型GC-MS气相色谱-质谱联用仪:Shimadzu公司;②挥发油提取器(常规玻璃仪器)
1.2方法
1.2.1云木香种子挥发油的提取和后处理 称取50 g经剪碎的云木香种子药材后,置烧瓶中,加水500 mL置电热套中缓缓加热至沸,并保持微沸5 h,至测定器中油量不再增加,停止加热[7]。将得到的云木香种子挥发油放入离心机离心,取上层云木香种子挥发油用乙酸乙酯稀释5万倍。
1.2.2挥发油的GC-MS条件
1.2.2.1气相色谱条件 色谱柱DB-5ms型(30 m×0.25 mm×0.25 μm);载气:高纯氦;载气流速:3.0 mL/min;进样口温度:230℃;采用程序升温,初始温度50℃,保持1 min,以5℃/min的速率升温至140℃后,又以8℃/min的速率升温至230℃;再以10℃/min的速率升温至280℃,保持5 min;进样模式为分流进样,分流比:10∶1;线速度:39.0 cm/s。
1.2.2.2质谱条件 离子源:电子轰击(EI)源;离子源温度:200℃;电子能量:70 eV;接口温度:280℃;溶剂延迟:5.5 min;质量范围m/z:40-400;检测电压:0.3 Kv。检索谱库为NIST27、NIST147。
2 结果
2.1空白对照,见图1。
2.2云木香种子的挥发油定性分析 按“2.2.1”和“2.2.2”条件下进行GC-MS分析,得到云木香种子挥发油的总离子流图,见图2,对离子流图中的各峰经质谱扫描后得质谱图,经计算机NIST27、NIST147谱库检索和人工解析、查阅相关文献共鉴定出42种化合物,并以峰面积归一法计算出各色谱峰的相对百分含量。
3 讨论
本论文云木香种子挥发油鉴定出有42种化合物,见表1。娄方明等[8]研究发现云木香挥发油成分主要为倍半萜类化合物及其衍生物,张兰胜等[9]研究也发现云木香挥发油中倍半萜类化合物含量最高,其次是单萜类化合物,而云木香种子挥发油中主要成分为苯乙醛、1-甲基-2-氧乙基苯甲酸、[3-甲基-3-(4-甲基-3-戊烯基)-2-环氧乙烷基]乙酸甲酯,引起此差异最大的原因是药材的部位不同,另外药材的产地、品种、实验方法、所使用的检索谱库等差异也会导致分析结果的不同。
云木香挥发油提取物作用广泛,是一种具有很大研究价值和广阔市场前景的中药,其种子其资源未得到有效开发利用,本文将为其药理作用的研究提供理论依据。刘俊等[10]用石油醚浸提法提取白木香种子的挥发油,用滤纸片琼脂扩散法测定白木香种子挥发油的抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)活性,结果表明样品具有弱抗MRSA活性,并用GC-Ms技术鉴定了其中的19个化学成分,主要是酸、酯等,本实验从云木香种子挥发油中各鉴定出了42种化学成分,主要也是醛、酯、醇等,与其发现大概一致。但目前为止关于云木香种子挥发油成分的药效研究仍非常缺乏,为进一步利用和开发,云木香种子的挥发油成分及其药理作用的研究非常重要。
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