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药用模式生物研究策略

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模式生物是用于研究某种特定的生物学现象而被选定的物种.基于模式生物的研究策略已经在多个生物学领域取得巨大的成功,揭示了众多生命科学的机理,发展了一系列生命科学研究技术.近年来,现代生物学发展迅速,其相关的概念和技术正不断渗入并影响着药用生物的研究领域,包括基于模式生物的研究策略.丹参(Salvia miltiorrhiza)、灵芝(Ganoderma lucidum)等模式药用生物已经提出了多年,受到国内外的广泛关注.但是由于缺乏成熟的模式药用生物研究体系,使得当前药用生物的研究成果比较分散,难以在理论水平上汇总提高,极大地消耗了药用生物界的研究资源和研究力量,阻碍了药用生物学的发展.本文结合近期药用生物学的研究成果,从药用模式生物研究体系建立的必要性出发,提出了药用模式生物研究体系的基本概念和建立目的,分析了应用药用模式生物研究体系研究的可行性,提出了药用模式生物的选择原则并从遗传信息获得、遗传转化体系建立、突变体库构建和次生代谢物生产体系建立4个方面描述了药用模式生物研究体系的建立策略.本文还介绍了以药用模式生物为对象的次生代谢产物生源合成及调控研究策略,同时认为,药用模式生物体系在阐释药材道地性等中医药传统问题及发展合成生物学等现代科学前沿中发挥重要作用.
Research strategy for model medicinal species
Use of model organisms in biology research enables understanding of mechanisms and properties of biological systems.The investigation of model organisms has also led to the development of experimental techniques for different areas of biology.Species like Ganoderma lucidum and Salvia miltiorrhiza have been nominated for candidate model medicinal organisms.In this review,we discuss the concept of model medicinal organisms and define the aims of its research.Then,we analyze the feasibility of applying model organism research strategies to medicinal species.We also summarize the selection criteria for model medicinal organisms.Further,we introduce strategies for creating model medicinal organisms from different aspects including genome sequencing,genetic transformation platforms,and mutagenesis.Finally,we discuss the application of the model medicinal species system in gene function analysis,metabolic pathways,and biosynthetic metabolite analysis.We conclude that the model medicinal organism system will enhance understanding of the genetic basis of synthetic metabolites and accelerate the improvement of medicinal species research.

model organismmedicinal biologysecondary metabolitesgenuine medicinal materialssynthetic biology

徐江、孙超、徐志超、季爱加、胡鸢雷、孙伟、王丽芝、汪波、杨培

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中国医学科学院/北京协和医学院药用植物研究所,北京100193

北京大学生命科学学院,蛋白质工程及植物基因工程国家重点实验室,北京100871

中国中医科学院中药研究所,北京100700

模式生物 药用生物学 次生代谢 道地药材 合成生物学

国家自然科学基金重点项目长江学者和创新团队发展计划

81130069IRT1150

2014

科学通报
中国科学院国家自然科学基金委员会

科学通报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:1.269
ISSN:0023-074X
年,卷(期):2014.59(9)
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