现代科技是打开中药宝藏的钥匙
发布时间:
2024-06-11
望闻问切、针灸拔罐,是人们对中医药的传统印象。如今,古老的中医药已经与大数据、物联网、人工智能等新技术深度融合,中药现代化发展的步伐不断加快。
望闻问切、针灸拔罐,是人们对中医药的传统印象。如今,古老的中医药已经与大数据、物联网、人工智能等新技术深度融合,中药现代化发展的步伐不断加快。传统中药也在推进智能制造,中草药的种植、研究方面步入了智能化、标准化的时代。特别是基因多组学技术的应用,不仅解决了传统中药材物种鉴定的难题,更为中药材优良品种选育、种植以及药用植物有效成分的生物合成提供了方向和路径。我国科学家应用基因组学技术建成国家中药基因库和药用植物种子基因库,收录了全球6大药典超过900种药用植物的基因组数据和实物。在中药学的研究领域,现代科技的应用方面产生了许多成果。
破解中药材种植难题。引种驯化是保证中药资源可持续利用的关键。当前,我国中药种植业得到了很好的发展,规模化种植的药材有300多种,100多个基地通过了GAP(中药材规范化种植)的认证,基本能满足临床的使用。
人参被称为百草之王。独参汤,是古代医家用于救命的方子。清朝时,人们采摘人参是需要皇家许可的。当前,全球野生人参已被列为濒危物种,但是经过历代药农的努力,以及韩国和我国对人参种植业的支持,特别是我国在国际上首发了人参基因组,并且建立了农田栽参的中国模式,通过规范化的种植,基本满足了老百姓对人参的需求。同时,我们还建立了人参产地适宜性的精细区划系统,通过GMPGIS体系(全球药用植物产地生态适宜性区划系统)可以精准确认全球适合发展的产区范围。还有,一些国外药材的引种,通过确定产地的适宜性,可以提高种植的成功率。比如,我们把原产于加拿大和美国西洋参产区的生态因子提取来以后,确定我国最适宜种植的生态区域,这样就可以大大地提高种植的成功率和品质。现在我国不仅有西洋参,而且产量超过了美国和加拿大。可见,现代技术的应用,能够让药材的种植少走很多弯路,避免在不适宜的地区发展药材种植导致的病虫害、产量和品质下降。
又比如,产量非常稀少的沉香,在临床上很多患者都使用不起,因为价比黄金贵。我国长时间依赖进口,但中国医学科学院魏建和团队,通过技术把一种结香液灌到白木香的树体上,可以让整个木质部都结香,攻克了珍稀濒危南药整体结香的技术瓶颈。国家濒管办认为沉香的这个成果应用产生了重大的社会经济效益,树立了中国的典范。还有被称为活血圣药的三七,现在通过对种质资源的传承和保护,以及对新品种的选育和规范化的种植,其产量已经满足了我们的需求。
当然,很多人认为野生药材比家种好,为什么还要发展种植业?这是一个误解,任何一种工业化应用的原材料,它依赖的是规范化的种植产业。野生药材在任何一个发达国家基本都不会用来做工业原料,加上野生药材的采挖会对生态产生极大的破坏。事实上,很多药材通过野生变家种以后,质量不一定会变差,很多都非常接近,甚至一些药材家种以后有效成分含量更高,丹参的种植就是这样,但目前有些种植企业缩短种植年限,生产过程中过量使用农药化肥和生长激素等,这样导致部分种植的药材质量下降。现在很多野生药材处于濒危或灭绝状态,如果不大力发展大宗药材的种植,我们就无药可用。
破解中药材真伪鉴定难题。中药的质量是大家最关心的一个问题。一是中药材的品种多,有1万多种药用植物。二是中药材大多数用的是没有分类学核心特征的根茎叶,鉴定比较难。因为很多分类鉴定是需要靠花和果来进行鉴定的,传统的分类方法很难鉴定。一些药材用化学、显微鉴定也很难,因为很多物种之间是交叉的,所以我们发展了中药DNA条形码的鉴定体系。
什么是中药DNA条形码鉴定体系?像人类生物体一样,每一种中草药都有其独特的基因,科学家们将每种中草药的一段标准基因片段用二维码来表示,即DNA条形码,相当于中草药的基因身份证。对于需要鉴定的物种,研究人员只需要用毫克量的实物,通过生物技术就能获得这个物种的DNA条形码,然后与中药基因数据库的标准数据进行比对,可以快速、准确地鉴定出中草药的物种。比如名贵的冬虫夏草,凭肉眼很难看出真伪,但可以通过DNA条形码进行快速准确的鉴定。这样的例子有很多,不仅用在中药鉴定上,实际上在很多不知道的物种上都可以进行鉴定。
解决中药资源传承问题。中药的基因资源是国家的战略资源,因此建立国家中药基因库、建立种质基因库是非常重要的。在国家药用植物种质资源库中,保存了3万多份药用植物种质资源,这些种子可以保存长达30—50年。同时研究人员还通过种子发芽栽培,研究中草药的生长特性和品质变化,为发现药用植物的有效成分、繁育优质中药材提供有力支撑,以解决中药资源传承问题。
来源:学习时报
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