宏基因组学与道地药材研究

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1、中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第43卷第12期2012年12月·2315··专论·宏基因组学与道地药材研究*陈晓辰，宋经元，董林林，姚辉，陈士林，韩建萍中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所，北京100193摘要：宏基因组学是将分子生物学技术应用于微生物基因总和研究的一门新兴学科，现已广泛应用于医药、农业、海洋生态环境、土壤生态环境等领域。道地药材凭借其质优、疗效好的优势自古以来被各医家所青睐，其形成与诸多因素有关，其中根际微环境在药用植物次生代谢产物形成中起着重要作用。着重介绍宏基因组学的概念、技术策略以及其在道地药材研究中的应用

2、现状，进一步阐明土壤微生物对道地药材形成机制的影响，并为解决药用植物连作障碍提出新的研究思路。关键词：宏基因组学；根际土壤；道地药材；微环境；连作障碍中图分类号：R282.1文献标志码：A文章编号：0253-2670(2012)12-2315-06StudyonmetagenomicsandgenuinetraditionalChinesemedicinalmaterialsCHENXiao-chen,SONGJing-yuan,DONGLin-lin,YAOHui,CHENShi-lin,HANJian-pingInstituteofMedicinalPlantDevelo

3、pment,ChineseAcademyofMedicalSciencesandPekingUnionMedicalCollege,Beijing100193,ChinaAbstract:Metagenomicsisanewlydevelopingdisciplinewhichappliesmolecularbiologicaltechniquestoanalyzegenomesofthetotalmicrobiota.Metagenomicsiswidelyusedinvariousfields,suchasmedicine,agriculture,marineecolog

4、icalenvironment,soilecologicalenvironment.Resortingtoitsexcellentqualityandgoodefficacy,genuinetraditionalChinesemedicinalmaterials(TCMM)havebeeningoodgracesofmanyphysicians.ThegeoherbalismformationofTCMMisbasedonmanyfactorsamongwhichthemicroenvironmentofrhizospheresoilplaysaimportantrolein

5、formationofsecondarymetabolisminmedicinalplants.Thisarticleemphasizesonillustratingtheconception,technique,andstrategyofmetagenomicsanditspotentialapplicationingenuineTCMMandprovidesnewinsightsinremovingthecontinuouscroppingobstaclesinmedicinalplants.Keywords:metagenomics;rhizospheresoil;ge

6、nuinetraditionalChinesemedicinalmaterials;microenvironment;continuouscroppingobstacles道地药材就是指在特定自然条件、生态环境的七P.notoginseng(Burk.)F.H.Chen、当归Angelica地域内所产的药材，且生产较为集中，栽培技术、采sinensis(Oliv.)Diels等名贵药材的连作障碍现象都收加工也都有一定的要求，以致较同种药材在其他较为突出。根际微环境的改变是导致药材连作障碍地区所产者品质佳、疗效好、为世所公认而久负盛的重要因素之一。长期以来人们只能利用实验室培[

7、1]名者称之。道地药材历来为各医家青睐，其形成养的方法获得种类极少的微生物，而接近99.8%的[3]与多种因素相关，其中根际微生物起重要作用。根微生物是不能通过常规方法培养出来的。对于大际微生物影响道地药材形成主要表现在促进土壤养多数无法培养出的微生物群体始终一无所知，因此分的活化、调节植物生长发育以及控制植物病虫害无法从整体上分析药材连作障碍的原因。随着分子[2]3个方面。目前，道地药材的种植过程面临一个生物学及微生物学的迅猛发展，一门新兴学科——非常严峻的问题——连作障碍。如人参Panax宏基因组学