中国中医科学院中药资源中心副主任，兼任中华中医药学会中药鉴定分会主任委员、中国中西医结合学会分子生药学专业委员会副主任委员，国家中医药管理局中药鉴定重点学科、分子生药学重点培育学科后备学科带头人等。

本书分为三篇：第一篇系统论述分子生药学的理论基础，包括其形成的背景、概念、研究内容及与相关学科的关系等。第二篇介绍分子生药学所用的研究方法、技术以及相关研究成果的知识产权保护等内容，着重讨论每种方法在实际应用中应注意的问题。第三篇主要论述分子生药学在药用植物资源、生药鉴定、有效成分基因调控和生产、生物转化、抗逆基因工程等9个领域所取得的最新成果和所涉及的理论知识。本书不仅可以作为医药院校生药专业、中医院校中药专业的本科生、研究生及教师的教学用书，也可作为有关科研人员的参考书。

第一章　概述/ 1

一、 分子生药学的产生与发展 / 1

二、 分子生药学的主要内容 / 2

三、 分子生药学的内涵与外延 / 3

第二章　基因与基因组/ 5

第一节　基因/ / 5

一、 基因的结构 / 5

二、 基因的种类 / 7

三、 基因表达和遗传信息的传递 / 8

第二节　基因组/ /11

一、 真核生物基因组的分类 /11

二、 基因组的结构组成 /13

三、 基因家族 /14

第三节　数量遗传学/ /15

一、 数量遗传学研究方法 /15

二、 全基因组关联分析 /16

第三章　主要通用技术与生物信息学/18

第一节　DNA 分子标记技术/ /18

一、 DNA 分子标记概述 /18

二、 DNA 分子标记的类型和特点 /18

第二节　生物信息学技术/ /20

一、 生物信息学概述 /20

二、 生物信息学在分子生药学中的应用 /21

第三节　碱基测序技术/ /22

一、 碱基测序技术的发展历程 /22

二、 高通量测序技术的应用 /23

第四节　蛋白质组学技术/ /25

第五节　中药资源研究中的大数据平台/ /26

第四章　中药资源与分子系统学/29

第一节　植物分子系统学的概念与发展/ /29

一、 植物分子系统学的概念和特点 /29

二、 植物分子系统学的发展与展望 /31

三、 植物分类系统简介 /35

第二节　植物分子系统学的基础理论/ /37

一、 植物分子系统学研究的相关概念 /37

二、 分子性状及其分析 /38

三、 系统进化树的重建 /41

四、 物种形成及其判别标准 /43

第三节　中药资源分子系统研究概况/ /46

一、 药用植物分子系统研究 /46

二、 药用动物的分子系统研究 /50

第五章　中药分子鉴定/54

第一节　中药分子鉴定概述/ /54

一、 中药分子鉴定概况 /54

二、 分子鉴定方法建立前应做的准备 /56

三、 采样原则 /57

四、 方法学考察 /57

五、 应用示例——金银花配方颗粒的位点特异性PCR 鉴别研究 /57

六、 技术创新 /59

第二节　中药分子鉴定在中药质量控制标准中的应用/ /64

一、 中药分子鉴定法在中药质量控制标准中的应用现状 /65

二、 中药分子鉴定法标准研究技术策略 /66

第三节　中药分子鉴定发展的挑战与前景/ /69

一、 中药系统鉴定 /69

二、 中药双分子标记鉴定法 /70

三、 药材生长年限的鉴定 /71

四、 野生与家种（养）药材的鉴定 /71

五、 中药快速分子鉴定 /73

六、 中成药的鉴定 /74

第六章　中药资源功能基因组研究/75

第一节　中药资源功能基因组概述/ /75

一、 功能基因组定义 /75

二、 中药资源功能基因组的主要研究内容 /76

第二节　中药资源功能基因组研究/ /77

一、 中药资源基因组研究 /77

二、 中药资源转录组研究 /79

三、 中药资源代谢组研究 /85

四、 中药资源表型组研究 /93

第三节　中药材分子标记辅助育种/ / 101

一、 中药材分子标记辅助育种的研究现状 / 101

二、 中药材分子标记辅助育种的发展趋势 / 103

三、 用于加快中药材品种选育的研究策略 / 105

第七章　中药活性成分的生物合成/ 107

第一节　中药活性成分合成途径的代谢类型/ / 107

一、 初生代谢 / 107

二、 次生代谢 / 108

第二节　中药活性成分的类型/ / 109

一、 糖类 / 109

二、 苷类 / 110

三、 醌类 / 111

四、 苯丙素类 / 112

五、 萜类 / 113

六、 甾体 / 114

七、 生物碱 / 115

八、 鞣质 / 116

第三节　中药活性成分的主要生物合成途径 / 116

一、 莽草酸途径 / 116

二、 甲羟戊酸途径和脱氧木酮糖磷酸酯途径 / 124

三、 氨基酸途径 / 127

四、 其他途径 / 130

第四节　中药活性成分的生物合成研究展望/ / 133

一、 生物合成相关酶的研究 / 133

二、 生物转化与组合生物转化 / 134

三、 代谢工程 / 134

四、 合成生物学 / 135

第八章　药用植物次生代谢与调控/ 136

第一节　药用植物次生代谢调控策略/ / 136

一、 药用植物次生代谢调控特点 / 136

二、 个体水平的调控及应用 / 137

三、 细胞水平的调控及应用 / 140

四、 分子水平的调控及应用 / 142

第二节　药用植物次生代谢调控研究实例/ / 147

一、 紫杉醇生物合成调控 / 147

二、 长春碱生物合成调控 / 151

三、 人参皂苷生物合成调控 / 154

四、 丹参酮及丹酚酸生物合成调控 / 156

第九章　中药材生产过程中的生物学原理/ 163

第一节　中药材生产过程概述 / / 163

第二节　药用植物生长发育的分子调控机制/ / 164

一、 药用植物的生长发育 / 164

二、 环境因素的影响 / 171

三、 中药材的采收期 / 181

第三节　中药材品质的形成及调控技术/ / 182

一、 遗传因素的影响 / 183

二、 环境因素的影响 / 184

三、 种植及采收加工技术的影响 / 184

四、 提高中药材品质的途径 / 185

第四节　中药材产量的形成及调控/ / 186

一、 中药材产量的形成 / 186

二、 中药材产量形成的影响因素 / 186

三、 提高中药材产量的途径 / 187

第十章　药用植物与微生物的互作关系/ 189

第一节　药用植物与微生物互作关系概述/ / 189

一、 共生关系 / 189

二、 互生关系 / 191

三、 寄生关系 / 192

第二节　有益微生物对药用植物的影响/ / 193

一、 提高栽培药用植物的产量 / 193

二、 对药用植物活性成分的影响 / 194

三、 促进种子萌发 / 194

四、 抗栽培药用植物的病害 / 195

五、 增强栽培药用植物的抗非生物胁迫能力 / 195

第三节　影响药用植物与微生物互作关系的因素/ / 195

一、 根际分泌物的影响 / 195

二、 植物种类的影响 / 196

三、 微生物种类的影响 / 196

四、 土壤条件的影响 / 197

第四节　植物与微生物互作的分子基础/ / 198

一、 植物与病原菌互作的分子基础 / 198

二、 植物与丛枝菌根真菌互作的分子基础 / 200

三、 植物与根瘤菌共生的分子基础 / 202

四、 参与植物与微生物互作的信号物质 / 203

第十一章　药材道地性及其生物学成因/ 209

第一节　道地药材的概念及属性/ / 209

一、 道地药材概述 / 209

二、 道地药材的形成假说 / 210

三、 道地药材的“优形优质”特征 / 212

第二节　道地药材“优形优质”特征形成的遗传机制/ / 213

一、 遗传变异机制 / 213

二、 研究方法及研究现状 / 219

三、 应用实例 / 221

第三节　道地药材“优形优质”特征的统一性/ / 223

一、 研究现状 / 223

二、 研究展望 / 224

第十二章　中药活性成分的异源生产/ 226

第一节　中药活性成分异源生产概述/ / 226

第二节　中药活性成分异源生产方法/ / 227

一、 中药活性成分异源生产宿主选择 / 227

二、 中药活性成分微生物系统合成策略 / 230

三、 中药活性成分植物系统合成策略 / 233

第三节　植物天然产物异源生产的应用/ / 237

一、 萜类 / 237

二、 生物碱 / 238

三、 苯丙素类 / 239

第四节　植物天然产物异源生产研究案例/ / 243

一、 利用酿酒酵母生产丹参酮类化合物 / 243

二、 在大肠杆菌内合成蒂巴因 / 244

三、 以植物作为底盘生产紫杉醇 / 246

第十三章　药用植物多倍体育种/ 250

第一节　多倍体的概念及其在自然界的发生与分布/ / 250

一、 多倍体的概念与分类 / 250

二、 药用植物多倍体及其研究的意义 / 251

第二节　多倍体植物的特点/ / 252

第三节　多倍化促进新表型性状产生的分子机制/ / 254

一、 多倍化导致染色体数目与基因组结构变异 / 254

二、 基因的丢失、沉默和激活 / 254

三、 多倍化对染色质表观遗传修饰的影响 / 255

四、 多倍化可引起广泛的转录调控变异 / 256

五、 植物多倍体蛋白质组学研究 / 256

六、 植物多倍体研究展望 / 257

附录　常用名词术语汉英对照/ 259

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