6.基因多樣性
在藥物開發史上，顯花植物與蕨類植物已產生了大約120種市售藥物；種族植物學家認為，在植物地理學極具多樣性的地區，明顯增加了可收集到的植物種數，因此更有可能找到具有可利用的藥效分子的植物。生物多樣性是一個包括生態係統、物種和基因的自然資源，它可以被消耗，可以被補充，還能作為直接保護的對象。物種豐度的上升，意味著基因數量增加的可能性變大；個體的增加也會提高SNP的庫存。因此在多樣性高的條件下，候選基因庫更具包容性，理論上提高了有用基因在基因庫中的絕對含量。影響生物多樣性的因素除了環境壓力外，生物本來的遺傳物質基礎也是關鍵一環。生物分類學與物種進化及分子生物學的證據表明，原始的核酸與蛋白質序列隨著時間的推移，其中的殘基位點不斷發生突變而形成現在的基因多樣性進而生物多樣性。並且基因的進化除了由祖代傳給後代的縱向進化外，還有基因的移位、基因在DNA鏈上的不斷增加重複數等的橫向進化。因此，要利用、管理、預測生物多樣性，必須清楚基因多樣性的變化動態。這時，生物信息學又成了重要的研究工具。
7.轉基因植物的安全問題
轉基因技術為藥用植物的高質量培養與生物活性物質的生產、提取提供幫助，盡管技術並不成熟。但是，應該提前認識到轉基因植物的安全問題。當外源基因插入受體植物基因組中，插入的位置是隨機的，其拷貝數也不確定。這時，令人擔心的並不是對所轉基因的表達功能或該轉基因植物是否存活，而是導入的基因是否會與受體植物中的某些基因共同作用產生意想不到的負麵影響。另外，當插入的DNA片斷把受體植物的某個或某些基因隔開引起這部分基因的失活，這時要考慮這類失活是否會引起某些生理反應中產生有毒的代謝產物。同時，轉基因植物可能由於獲得了特定的基因使生命力較強，在其數量超過被利用量時，流入環境中將成為雜草，並通過基因飄移把這些遺傳性狀傳給其他植物。由於雜草具有強大的生存競爭力，常造成種植業的巨大損失。故有必要在轉基因實行前先評價轉基因生物新的基因組與雜草基因組間某些功能的差別。這也可交給生物信息學完成。所以，生物信息學的發展可為藥用植物轉基因安全性提供越來越重要的預測。
8.展望
隨著現代生物學研究的不斷發展，目前在藥用植物尤其是中草藥的種質資源研究已出現脫節，並且大量現成的生物學資料沒有被有效利用，這時需要借助數學、計算機、網絡、物理等方麵的成果，合力解決問題。生物信息學這門交叉學科的功能正符合中草藥逐漸深入研究的發展需要。所以，無論從以解決問題為核心的角度，還是從尋找學科新的生長點的角度，都有必要考慮用生物信息學的手段去豐富有關中草藥資源的研究思路與研究內容。基因組是生物體分類與生命現象的重要物質基礎。假如要本質地了解中草藥的種質資源變化，那麼應首先了解其基本生物結構、特殊生物規律，這時中草藥基因組研究是絕對必要的。
基因組研究技術日趨成熟，不斷有新的基因組計劃啟動，以此為契機，中草藥的基因組研究也應盡早成為中草藥研究的重要方向。生物信息學的發展是中草藥基因組學研究的有利條件之一。
藥用植物資源的可持續利用
胡鐵強李晨東薑燕。（天津天士力集團研究院生物中心，天津）
摘要：
目前，在醫藥行業的銷售和研發領域中，植物藥是健康產業的熱點。然而長期的盲目采挖造成我國當前的藥用植物資源匱乏。為解決這一問題，實現藥用植物資源的可持續利用，人們從藥用植物的人工種植、細胞培養生產藥用植物藥用成分和基因工程的介入這三個層次進行了研究。其中，符合GAP標準的藥源基地建設工作進展較快，國內已建立了60多個；細胞培養生產藥用成分已有幾個產業化的例子，但更多的仍處於中試和小試階段；在基因工程方麵，藥用成分生物合成途徑中的關鍵酶基因已有一些被克隆，可能成為今後的工作重點。
關鍵詞：藥用植物；GAP；植物細胞培養
我國是應用天然藥物最為廣泛、最為久遠的國家。幾千年來，勞動人民在大量的實踐中積累了許多寶貴的經驗，逐漸形成了我國特有的醫學文化與理論，即中醫藥文化理論。進入21世紀後，傳統草藥和近代東西方發展起來的植物藥被認為是將來健康產業中最具有生命力的組成部分。然而，由於長期采挖以及濫用資源致使植被破壞、生態惡化，許多野生藥用植物蘊藏量大大減少。為了解決這些藥用植物——特別是那些藥效明顯、生境特殊、引種困難的藥用植物的資源日漸匱乏的問題，科研人員、相關企業和一些政府部門作了大量工作，在保護我國的藥用植物資源和資源的有效利用上發揮了一定的作用，為植物藥產業的可持續發展奠定了良好的基礎。本文擬從藥用植物的人工種植、細胞培養生產藥用成分和基因工程的介入三個方麵，介紹近些年來國內外學者和單位的工作進展。
1.藥用植物的人工種植
自古以來，我國藥用植物的原料大都來自於野外人工采集。隨著時代的進步和人口的激增，為適應市場的需要，逐漸出現了藥用植物的人工種植。目前，國內約有2500餘家中醫院，1000餘家中藥加工企業，加上國外對原料藥材的需求不斷增加，植物藥的消耗量非常巨大。
然而麵對這一巨大的市場，我國的植物藥藥材生產長期存在許多問題：①我國有一萬多種植物藥，是世界上栽培藥用植物種類最多的國家，但是基本上沒有形成規範化、規模化種植，許多藥材大部分是來自野生。由於一些藥用植物生長於半幹旱的荒漠地帶，本身就是防風、保土的植被，過量采挖不僅使這些物種瀕於滅絕，更是破壞了當地植被，致使環境惡化。②一些植物生長周期長、自然繁殖率低、生境獨特，難以滿足日益增長的市場需要。③有些人工種植的藥用植物由於生產種植人員過分追求藥材產量、數量，致使種質資源逐漸退化，得到的藥材之中的藥用成分含量很低。④經過長期種植的藥用植物許多野生的自然抗性減弱甚至消失，導致病蟲害嚴重，而有些過分追求經濟利益的藥農往往會大量使用農藥，甚至是被禁止使用的、汙染程度嚴重的農藥，致使收獲的藥材中農藥殘留嚴重超標。此外，諸如重金屬超標、藥用成分含量不穩定、產銷脫節等也嚴重威脅著中藥產業、威脅著藥用植物的可持續利用。