藥用植物生理學教材建設思考 *

陳 江 馬云桐 周 濤 裴 瑾

（成都中醫藥大學藥學院，四川 成都 611137）

植物是生命的主要形態之一，種類眾多。藥用植物，作為植物中具有特殊價值的一類資源，已經成為人類健康生活的重要物質基礎。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，藥用植物的可持續生產和利用更受重視，加強對藥用植物相關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律及其與環境相互關系、揭示植物生命現象本質的科學。經過幾個世紀的發展，形成了完整的理論體系和技術方法，應用在農業生產特別是提高作物產量中，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、農林高校及師范類院校等植物相關學科都有使用。藥用植物生理學不同于普通植物及農作物生理學，其不僅僅關注植物生長、發育的過程及規律，更關注次生代謝產物的形成與逆境的調控及適應。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形成規律，尋求藥用植物培育的技術體系，并用于指導優質中藥材的生產。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驗。鑒于至今尚未有適合中藥資源相關專業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構、知識體系及主要內容，總結了藥用植物生理學教材建設的特色，以期完善培養中藥資源與開發等相關專業人才的知識結構和體系，為中藥資源相關專業其他課程的建設發揮一定示范作用。

1 藥用植物生理學教材建設的必要性

1.1 是中藥資源產業發展的迫切需求新時代以來，中藥產業政策紅利不斷。2016年2月，國務院印發《中醫藥發展戰略規劃綱要（2016—2030年）》，將中醫藥發展提升至國家戰略高度，而中藥資源作為中醫藥發展的物質基礎，也自然成為國家戰略資源［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藥法》，自2017年7月1日起正式施行，標志著我國進入了中醫藥有法可依的新階段，為保障中醫藥的可持續發展奠定了法制基礎。2018年7月，為進一步推進實施中藥材生產質量管理規范，保證中藥材質量安全和穩定，國家市場監督管理總局就《中藥材生產質量管理規范（征求意見稿）》公開征求意見。2019年10月，《中共中央國務院關于促進中醫藥傳承創新發展的意見》印發，提出要切實把中醫藥這一祖先留給我們的寶貴財富繼承好、發展好、利用好。這些文件中，都對中藥資源的保護和可持續發展提出了新的要求，迫切需求從源頭角度，保護并利用好中藥資源，提升中藥材的質量，為整個中藥產業高質量發展提供不竭動力。而要做到中藥資源的科學保護、可持續利用以及優質中藥材的生產，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的知識結構和體系。

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域，主要涉及中藥資源調查研究、中藥材規范化生產、中藥資源有效利用、中藥資源保護、中藥資源產業發展等方面［4，5］。中藥資源學科的發展，一方面需要掌握植物本身生長發育規律，做到科學保護和可持續利用；另一方面還要重點闡釋藥用植物的藥效及其品質形成的生理基礎，這樣才能更好地指導優質藥材的生產。藥用植物生理學在整個中藥資源學科知識結構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律及與環境的相互關系，還包括有關次生代謝合成及逆境生理等相關教學內容，為闡釋藥用植物藥效及品質形成提供基礎。然而，在近年的中藥資源與開發學科規劃教材中，卻沒有出現藥用植物生理學，因此迫切需要開展藥用植物生理學教材的編寫。

1.3 是中藥資源專業人才素質發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育人的理念和實踐，培養學生的科學思維習慣，促進文化自信及提高綜合素質。中藥資源專業的學生，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，作為中藥資源專業課程，培養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業發展的問題之一［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于植物生長發育的知識，更需要藥用植物生理學中關于次生代謝及逆境生理的相關知識。藥用植物生理學的建設可以較好地融合這種知識結構體系，勢必成為中藥資源相關專業人才素質發展的必然選擇。

2 藥用植物生理學教材的框架結構與知識體系

作者及團隊多年來在中醫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。研究不僅僅關注藥用植物生長、發育的過程及規律，藥效及品質是研究關心的首要問題。藥用植物生理學除了要揭示藥用植物生長發育規律，同時要從生理角度對藥用植物資源及品質的形成和影響進行研究，最終生產出優質的藥用植物，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“水分和礦質營養—物質代謝和能量轉換—植物的生長發育”的體系編排，內容包括：植物的水分生理和礦質營養，植物的光合作用、呼吸作用、同化物運輸和次生代謝物，細胞信號轉導，植物生長物質、生長生理、生殖生理、成熟和衰老生理以及抗性生理。基于藥用植物的特殊性，結合中藥資源專業開設的其他課程，作者團隊認為藥用植物生理學的框架，主要應按照“水分和礦質營養—物質代謝和能量轉換—藥用植物的生長生理—藥用植物逆境生理”搭建，內容包括：水分生理和礦質營養、光合作用和呼吸作用、植物生長物質、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，突出生長生理，重點講授次生代謝產物及逆境生理。同時，每章節除了講授基礎生理外，重點突出該生理在藥用植物生產中的應用，強調對藥用植物藥效及品質的影響。

3 藥用植物生理學教材編寫內容

根據藥用植物生理學教材的框架結構與知識體系，結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展及藥用植物生理學研究等內容。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 章植物的礦質營養，包括研究植物礦質營養的方法、普通礦質營養生理知識以及礦質營養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，植物生長物質的概念和種類、普通植物生長物質理論知識以及植物生長物質（生長調節劑）在藥用植物中的應用。第7 章藥用植物次生代謝產物，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物與次生代謝產物的關系，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物的生理意義及環境對次生代謝產物的合成影響與調控。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、植物澇害與抗澇性、植物鹽害與抗鹽性、熱害生理與植物抗熱性、環境污染與植物抗性、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過幾個世紀的發展，已經形成了完整的理論體系和技術手段，在農業生產的各個領域，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作物為例，介紹植物生理學的應用，特別是在增加作物產量方面［1，6，7］。例如，對植物的礦質營養生理的認識和理解，重點介紹合理施肥對作物生長和產量的影響。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控花期，提高作物繁代提純等。本教材的編寫，在每章節中除了基礎生理外，單列一節內容，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的理解和應用。

4.2 強調次生代謝及逆境生理對藥用植物藥效及品質的影響植物次生代謝產物，是藥用植物及中藥藥效的物質基礎。次生代謝產物的積累是藥用植物及中藥品質研究的重要內容，積累規律反映了植物個體同環境的相互關系，是環境和個體互作的結晶。次生代謝產物的積累，具有明顯的時間特性。在一定的生長時期，特別是初級代謝產物合成過后，植物開始進行次級代謝產物的合成。可以理解為合成最初，主要來源于母體的營養，長到一定程度，接受環境信號刺激后才進行合成積累。與初級代謝產物不同的是，次級代謝產物的合成特別容易受到環境的影響，包括生物和非生物環境的脅迫。環境對次生代謝產物的合成影響很大，從長期進化的角度看，不同的生存環境，將部分特征烙印于遺傳基因上，表現為次生代謝產物基因在物種之間不同；從短期看，次生代謝產物的積累，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物不同。同一株植物，雖各個部位遺傳物質基本類似，但不同部位所接觸到的環境不同，故各個器官所合成的自身代謝產物會出現差異。此外，植物次生代謝產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［8，9］、次生代謝合成調控［10，11］、環境應答（包括內生真菌）［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

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業發展的迫切需求，也是中藥資源學科教材體系的有機組成，更是中藥資源專業人才素質發展的必然選擇。本文提出了藥用植物生理學教材的框架結構與知識體系，主要按照“水分和礦質營養—物質代謝和能量轉換—藥用植物的生長生理—藥用植物逆境生理”編排，內容包括緒論、水分生理和礦質營養、光合作用和呼吸作用、植物生長物質、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 章內容。以緒論為引領，突出生長生理，重點講授次生代謝產物及逆境生理。藥用植物生理學教材的特色在于，重點強調植物生理學在藥用植物中的應用，側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專業人才培養的知識結構和體系，為中藥資源相關專業其他課程的建設起到一定示范作用。