藥用植物生理學教材建設思考 *

陳 江 馬云桐 周 濤 裴 瑾

（成都中醫(yī)藥大學藥學院，四川 成都 611137）

植物是生命的主要形態(tài)之一，種類眾多。藥用植物，作為植物中具有特殊價值的一類資源，已經(jīng)成為人類健康生活的重要物質(zhì)基礎。因其在預防、治療和人體保健功能上有著重要作用，一直都是研究的熱點。隨著人們生活方式的改變及對健康生活的認知和追求，藥用植物的可持續(xù)生產(chǎn)和利用更受重視，加強對藥用植物相關(guān)學科的基礎及應用基礎的研究顯得尤為重要。

普通植物生理學是研究植物生命活動規(guī)律及其與環(huán)境相互關(guān)系、揭示植物生命現(xiàn)象本質(zhì)的科學。經(jīng)過幾個世紀的發(fā)展，形成了完整的理論體系和技術(shù)方法，應用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特別是提高作物產(chǎn)量中，起到了重要作用［1，2］。普通植物生理學教材已有多個版本，如高等教育出版社潘瑞熾主編的《植物生理學》、科學出版社武維華主編的《植物生理學》以及科學出版社王寶山主編的《植物生理學》等，在綜合院校、農(nóng)林高校及師范類院校等植物相關(guān)學科都有使用。藥用植物生理學不同于普通植物及農(nóng)作物生理學，其不僅僅關(guān)注植物生長、發(fā)育的過程及規(guī)律，更關(guān)注次生代謝產(chǎn)物的形成與逆境的調(diào)控及適應。然而至今為止，還未見編寫藥用植物生理學特色教材。

藥用植物生理學是植物生理學的應用分支學科，與普通植物生理學的不同之處在于研究對象的特殊性。藥用植物生理學是中藥資源學科的有機組成，目的在于探究藥用植物藥效及品質(zhì)形成規(guī)律，尋求藥用植物培育的技術(shù)體系，并用于指導優(yōu)質(zhì)中藥材的生產(chǎn)。這導致藥用植物生理學的教授重點同普通植物生理學有較大差異。作者及團隊，一直在中醫(yī)藥高校從事藥用植物生理學的教授和研究工作，積累了較為豐富的經(jīng)驗。鑒于至今尚未有適合中藥資源相關(guān)專業(yè)學生學習的藥用植物生理學特色教材，本文分析了教材建設的必要性，提出教材編寫的框架結(jié)構(gòu)、知識體系及主要內(nèi)容，總結(jié)了藥用植物生理學教材建設的特色，以期完善培養(yǎng)中藥資源與開發(fā)等相關(guān)專業(yè)人才的知識結(jié)構(gòu)和體系，為中藥資源相關(guān)專業(yè)其他課程的建設發(fā)揮一定示范作用。

1 藥用植物生理學教材建設的必要性

1.1 是中藥資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切需求新時代以來，中藥產(chǎn)業(yè)政策紅利不斷。2016年2月，國務院印發(fā)《中醫(yī)藥發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃綱要（2016—2030年）》，將中醫(yī)藥發(fā)展提升至國家戰(zhàn)略高度，而中藥資源作為中醫(yī)藥發(fā)展的物質(zhì)基礎，也自然成為國家戰(zhàn)略資源［3］。2016年底，第十二屆全國人民代表大會常務委員會第二十五次會議通過《中華人民共和國中醫(yī)藥法》，自2017年7月1日起正式施行，標志著我國進入了中醫(yī)藥有法可依的新階段，為保障中醫(yī)藥的可持續(xù)發(fā)展奠定了法制基礎。2018年7月，為進一步推進實施中藥材生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范，保證中藥材質(zhì)量安全和穩(wěn)定，國家市場監(jiān)督管理總局就《中藥材生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（征求意見稿）》公開征求意見。2019年10月，《中共中央國務院關(guān)于促進中醫(yī)藥傳承創(chuàng)新發(fā)展的意見》印發(fā)，提出要切實把中醫(yī)藥這一祖先留給我們的寶貴財富繼承好、發(fā)展好、利用好。這些文件中，都對中藥資源的保護和可持續(xù)發(fā)展提出了新的要求，迫切需求從源頭角度，保護并利用好中藥資源，提升中藥材的質(zhì)量，為整個中藥產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供不竭動力。而要做到中藥資源的科學保護、可持續(xù)利用以及優(yōu)質(zhì)中藥材的生產(chǎn)，都迫切需要藥用植物生理學的知識和理論，進一步豐富和完善中藥資源學科人才培養(yǎng)的知識結(jié)構(gòu)和體系。

1.2 是中藥資源學科教材體系的有機組成中藥資源學科領(lǐng)域，主要涉及中藥資源調(diào)查研究、中藥材規(guī)范化生產(chǎn)、中藥資源有效利用、中藥資源保護、中藥資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面［4，5］。中藥資源學科的發(fā)展，一方面需要掌握植物本身生長發(fā)育規(guī)律，做到科學保護和可持續(xù)利用；另一方面還要重點闡釋藥用植物的藥效及其品質(zhì)形成的生理基礎，這樣才能更好地指導優(yōu)質(zhì)藥材的生產(chǎn)。藥用植物生理學在整個中藥資源學科知識結(jié)構(gòu)體系中起到了承上啟下的作用，是中藥資源學科教材體系的有機組成之一，不僅包括藥用植物生命活動的基本規(guī)律及與環(huán)境的相互關(guān)系，還包括有關(guān)次生代謝合成及逆境生理等相關(guān)教學內(nèi)容，為闡釋藥用植物藥效及品質(zhì)形成提供基礎。然而，在近年的中藥資源與開發(fā)學科規(guī)劃教材中，卻沒有出現(xiàn)藥用植物生理學，因此迫切需要開展藥用植物生理學教材的編寫。

1.3 是中藥資源專業(yè)人才素質(zhì)發(fā)展的必然選擇育人是高校的首要工作，更是每個高校教師的首要職責。教書育人，最主要就是通過課程來實現(xiàn)育人的理念和實踐，培養(yǎng)學生的科學思維習慣，促進文化自信及提高綜合素質(zhì)。中藥資源專業(yè)的學生，深植大中藥文化背景，通過其他基礎課程的教授和學習，可以樹立起文化自信。但是，作為中藥資源專業(yè)課程，培養(yǎng)學生科學的邏輯思維及知識體系同樣重要。當前，方向的選擇是長期困擾我國中藥資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的問題之一［3］。究其原因，作者認為是思維習慣的不同，中西方文化及科學發(fā)展的差異一定程度導致了不同的思考方式。如何樹立中西兼容的思維，既理解中藥天藥合一的藥效形成過程，又理解藥效形成的生理基礎。這需要具有普通植物生理學中關(guān)于植物生長發(fā)育的知識，更需要藥用植物生理學中關(guān)于次生代謝及逆境生理的相關(guān)知識。藥用植物生理學的建設可以較好地融合這種知識結(jié)構(gòu)體系，勢必成為中藥資源相關(guān)專業(yè)人才素質(zhì)發(fā)展的必然選擇。

2 藥用植物生理學教材的框架結(jié)構(gòu)與知識體系

作者及團隊多年來在中醫(yī)藥院校從事藥用植物生理學的教授和科研工作，積累了較為豐富的經(jīng)驗。藥用植物是植物中具有特殊價值的一類資源，因其在預防、治療和人體保健功能上有著重要作用，在國民經(jīng)濟中扮演的重要角色，一直都是研究的重點和熱點。研究不僅僅關(guān)注藥用植物生長、發(fā)育的過程及規(guī)律，藥效及品質(zhì)是研究關(guān)心的首要問題。藥用植物生理學除了要揭示藥用植物生長發(fā)育規(guī)律，同時要從生理角度對藥用植物資源及品質(zhì)的形成和影響進行研究，最終生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的藥用植物，為人類的健康生活服務。

普通植物生理學的知識框架，以高等教育出版社潘瑞熾主編的《植物生理學》為例，主要按照“水分和礦質(zhì)營養(yǎng)—物質(zhì)代謝和能量轉(zhuǎn)換—植物的生長發(fā)育”的體系編排，內(nèi)容包括：植物的水分生理和礦質(zhì)營養(yǎng)，植物的光合作用、呼吸作用、同化物運輸和次生代謝物，細胞信號轉(zhuǎn)導，植物生長物質(zhì)、生長生理、生殖生理、成熟和衰老生理以及抗性生理?；谒幱弥参锏奶厥庑?，結(jié)合中藥資源專業(yè)開設的其他課程，作者團隊認為藥用植物生理學的框架，主要應按照“水分和礦質(zhì)營養(yǎng)—物質(zhì)代謝和能量轉(zhuǎn)換—藥用植物的生長生理—藥用植物逆境生理”搭建，內(nèi)容包括：水分生理和礦質(zhì)營養(yǎng)、光合作用和呼吸作用、植物生長物質(zhì)、藥用植物的生長生理、藥用植物次生代謝和藥用植物的逆境生理。以緒論為引領(lǐng)，突出生長生理，重點講授次生代謝產(chǎn)物及逆境生理。同時，每章節(jié)除了講授基礎生理外，重點突出該生理在藥用植物生產(chǎn)中的應用，強調(diào)對藥用植物藥效及品質(zhì)的影響。

3 藥用植物生理學教材編寫內(nèi)容

根據(jù)藥用植物生理學教材的框架結(jié)構(gòu)與知識體系，結(jié)合課堂教學時間安排，作者團隊認為藥用植物生理學教材編寫的主要內(nèi)容包括9 章。第1 章緒論，介紹從植物生理學到藥用植物生理學、藥用植物生理學的歷史和發(fā)展及藥用植物生理學研究等內(nèi)容。第2 章植物的水分代謝，包括普通水分生理知識及植物水分代謝在藥用植物中的應用。第3 章植物的礦質(zhì)營養(yǎng)，包括研究植物礦質(zhì)營養(yǎng)的方法、普通礦質(zhì)營養(yǎng)生理知識以及礦質(zhì)營養(yǎng)在藥用植物中的應用。第4 章植物的呼吸作用，介紹呼吸作用的概念及其生理意義、普通呼吸生理及植物的呼吸作用在藥用植物中的應用。第5 章植物的光合作用，包括普通光合作用的生理知識及植物的光合作用在藥用植物中的應用。第6 章植物生長物質(zhì)，植物生長物質(zhì)的概念和種類、普通植物生長物質(zhì)理論知識以及植物生長物質(zhì)（生長調(diào)節(jié)劑）在藥用植物中的應用。第7 章藥用植物次生代謝產(chǎn)物，這是藥用植物生理學教材編寫的重點，介紹藥用植物初生代謝產(chǎn)物與次生代謝產(chǎn)物的關(guān)系，包括藥用植物次生代謝物的生物合成與積累、藥用植物次生代謝產(chǎn)物的生理意義及環(huán)境對次生代謝產(chǎn)物的合成影響與調(diào)控。第8 章藥用植物的生長生理，包括普通植物生長生理及植物的生長生理與藥用植物的關(guān)系。第9 章藥用植物的逆境生理，這也是本書編寫的重點，主要包括逆境生理概論、植物冷害與抗冷性、植物凍害與抗凍性、植物旱害與抗旱性、植物澇害與抗?jié)承?、植物鹽害與抗鹽性、熱害生理與植物抗熱性、環(huán)境污染與植物抗性、病害生理與植物抗病性及植物的逆境生理在藥用植物中的應用。

4 藥用植物生理學教材的特色

4.1 突出植物生理學在藥用植物中的應用植物生理學經(jīng)過幾個世紀的發(fā)展，已經(jīng)形成了完整的理論體系和技術(shù)手段，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，都起到了重要的作用。在以往的植物生理介紹中，多以普通植物或傳統(tǒng)作物為例，介紹植物生理學的應用，特別是在增加作物產(chǎn)量方面［1，6，7］。例如，對植物的礦質(zhì)營養(yǎng)生理的認識和理解，重點介紹合理施肥對作物生長和產(chǎn)量的影響。了解植物對光周期或春化作用的需要，重點介紹如何使用人工照光或遮暗及春化處理等辦法來調(diào)控花期，提高作物繁代提純等。本教材的編寫，在每章節(jié)中除了基礎生理外，單列一節(jié)內(nèi)容，重點介紹基礎生理在藥用植物中的利用，特別是對藥用植物藥效及品質(zhì)的理解和應用。

4.2 強調(diào)次生代謝及逆境生理對藥用植物藥效及品質(zhì)的影響植物次生代謝產(chǎn)物，是藥用植物及中藥藥效的物質(zhì)基礎。次生代謝產(chǎn)物的積累是藥用植物及中藥品質(zhì)研究的重要內(nèi)容，積累規(guī)律反映了植物個體同環(huán)境的相互關(guān)系，是環(huán)境和個體互作的結(jié)晶。次生代謝產(chǎn)物的積累，具有明顯的時間特性。在一定的生長時期，特別是初級代謝產(chǎn)物合成過后，植物開始進行次級代謝產(chǎn)物的合成?？梢岳斫鉃楹铣勺畛?，主要來源于母體的營養(yǎng)，長到一定程度，接受環(huán)境信號刺激后才進行合成積累。與初級代謝產(chǎn)物不同的是，次級代謝產(chǎn)物的合成特別容易受到環(huán)境的影響，包括生物和非生物環(huán)境的脅迫。環(huán)境對次生代謝產(chǎn)物的合成影響很大，從長期進化的角度看，不同的生存環(huán)境，將部分特征烙印于遺傳基因上，表現(xiàn)為次生代謝產(chǎn)物基因在物種之間不同；從短期看，次生代謝產(chǎn)物的積累，特別是含量的差異有很明顯的地域特征，可能是中藥道地性差異的原因。從植物整體上講，其各個器官積累的次生代謝產(chǎn)物不同。同一株植物，雖各個部位遺傳物質(zhì)基本類似，但不同部位所接觸到的環(huán)境不同，故各個器官所合成的自身代謝產(chǎn)物會出現(xiàn)差異。此外，植物次生代謝產(chǎn)物往往對植物能更好地生存下來起到非常重要的作用。

4.3 整合藥用植物生理學最新研究成果及應用近年來，我國藥用植物（中藥）研究在植物生理層面取得了一系列成果，特別是在藥用植物的組織培養(yǎng)［8，9］、次生代謝合成調(diào)控［10，11］、環(huán)境應答（包括內(nèi)生真菌）［12，13］等方面。本教材的編寫，在介紹普通生理學在藥用植物中的應用的基礎上，將整合最新、重要的研究成果及應用，這將是藥用植物生理學教材編寫的一大特色。

5 總結(jié)

綜上，本文分析了藥用植物生理學教材建設的必要性。藥用植物生理學教材建設是中藥資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切需求，也是中藥資源學科教材體系的有機組成，更是中藥資源專業(yè)人才素質(zhì)發(fā)展的必然選擇。本文提出了藥用植物生理學教材的框架結(jié)構(gòu)與知識體系，主要按照“水分和礦質(zhì)營養(yǎng)—物質(zhì)代謝和能量轉(zhuǎn)換—藥用植物的生長生理—藥用植物逆境生理”編排，內(nèi)容包括緒論、水分生理和礦質(zhì)營養(yǎng)、光合作用和呼吸作用、植物生長物質(zhì)、藥用植物的生長生理、藥用植物次生代謝和藥用植物的逆境生理等9 章內(nèi)容。以緒論為引領(lǐng)，突出生長生理，重點講授次生代謝產(chǎn)物及逆境生理。藥用植物生理學教材的特色在于，重點強調(diào)植物生理學在藥用植物中的應用，側(cè)重次生代謝及逆境生理，同時整合近年藥用植物生理學的最新研究成果。本文思考藥用植物生理學教材編寫的必要性及建設，以期完善中藥資源相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)的知識結(jié)構(gòu)和體系，為中藥資源相關(guān)專業(yè)其他課程的建設起到一定示范作用。