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基因組學發展范文1
關鍵詞：高校音樂；民族音樂；繼承；發揚；探討
民族音樂是民族文化的有機構成元素，也是音樂藝術發展史上的瑰寶。全球的不同國度的音樂文化，無不在本國與他國的交互融合中實現民族文化的傳承以及發展。我國擁有56個民族，民族音樂能夠映射民族文化鮮明特征，并且其在民族文化中所起到的傳承作用也極為明顯；其就像是在古老的中華沃土上誕生的藝術奇跡。悠遠的中華文化、璀璨奪目的民族音樂文化以及多元化的民族音樂形式，不僅讓我國公民陶醉，更讓世界為之矚目。然而由于各方因素，其中的問題亦不少。
一高校音樂教學中民族音樂教育目前的困局以及發展情況
我國民族音樂是非遺項目，因其獨到的感染力在全球民族文化中的位置節節攀升?！懊褡逡魳返摹?、“歌曲與舞蹈之鄉”、“音樂文化的奇跡”等等飽含溢美之詞的稱呼是對中國民族音樂的高度精粹。但是很長一段時間內，高校音樂教學不管是在課程設立抑或教學形式方面，大部分都借鑒西方音樂教學的模式以及形式，在基礎樂理、視唱練耳、和聲、曲式、復調以及配器等理論的傳授過程中，剽竊國外音樂理念的情況居多，而忽略了對本國民族音樂的挖掘以及應用。從中國高校音樂教學的情況來講，大部分學生對國外藝術了如指掌，而對本國民族藝術文化卻知之不祥甚至根本沒有去了解的想法。在如今的年代，世界經濟一體化的腳步加快，這對我國古老文明的沖擊是劇烈的；特別是對我國傳統的民族音樂文化來說更是如此。一部分人甚至指出：中國未來的音樂之路會與國外音樂發展之路重合，自此刻意貶低中國民族音樂文化，誤導我國高校大學音樂教學，這對中國的民族音樂來說并不公平。而閱覽中國高校音樂教程的教學提綱，國外樂理所占的比重極大，而中國民族音樂文化在其中卻屈指可數，雖然一部分高校在課程布置方面添加了《民族音樂》教程，然而本國音樂以及民族音樂在其中僅僅是一筆帶過，對民族音樂以及民族文化的傳承和發展來說意義不大。我國高校音樂教學中無法傳承和發展音樂文化是一種異象，有逐漸脫離主流的態勢，這應引發我國的重視。
二民族音樂文化在我國高校音樂教學中的價值
上佳的音樂作品通常包括熱烈的情感訴求，對學生的德育品質的形成有極大的助益。中國傳統的民族音樂文化通常能夠顯示出巨大的思想價值，高校傳授民族音樂的樂理，對學生來說，不但能夠增廣見聞，也讓學生的審美趣味發生轉變。民族音樂是中國人最喜聞樂見的音樂形式，其體現了中華民族的風貌與精氣神。其在我國漫長的歷史變遷中誕生、成長以及成熟，是對社會各方面發展情況的真實記載。高校音樂教學中，把民族音樂文化與高校音樂教學融合，讓學生通過對民族音樂的領悟，提升其民族自尊心，讓其以本國音樂為榮是當前甚至未來一段時期內我國高校音樂教學的重點。
三我國高校音樂教學中民族音樂文化的傳承與發展對策
音樂教育不可能一蹴而就，特別是在體現中國特色的民族文化的傳播以及教學中，更應參考高校音樂教學的具體情況，從民族音樂文化的獨特歷史底蘊方面來升華民族音樂文化的魅力，讓學生在喧鬧的世界中找到靈魂的歸屬。
1、高校音樂教學要重視對民族音樂的搜集與規整。民族音樂——特別是少數民族的音樂的搜集與規整，必須充分認知，并透過具象化的策略來進行維護以及傳承，發掘并發揚音樂文化遺產。筆者通過走訪以及調研了解到：目前能夠演唱“川江號子”的藝術家已經屈指可數，外號“陜江號子王”的胡振浩業已達80歲以上的高齡，而可以演唱二百余首川江號子、20類以上的曲牌唱腔的陳邦貴業已年滿90歲。此外，對某省某區域的小學生實施調研，可以演唱自身所屬民族音樂的學生的比例很小。因此，發掘民族音樂并“搶救”民族音樂文化遺產已經刻不容緩。
2、高校音樂教學要重視對民族音樂教科書的編纂以及推介。教科書承載著高校音樂教學的內容，而編纂與推介民族音樂教科書是高校音樂教學的當務之急。高校應在搜集與規整的前提下，挑選適當的民族音樂材料實施編纂以及改寫，并在課程設立與編排方面著眼于民族音樂的挖掘。燦若星河的民族文化、源遠流長的民族史實、異彩紛呈的民族音樂藝術呈現方式，均為民族音樂教科書編纂的參考元素。而在民族音樂呈現模式的挑選中，應權衡各民族文化的特征，從思維、民族特征方面凸顯民歌、曲藝、唱腔、曲目的獨特韻味。高校應綜合相異地區民族音樂的繼承與發展情況，并重視民族音樂自身的多樣性，凸顯本國民族文化的獨到風格——特別是把高校音樂教學與民族音樂融會貫通，完成地區民族文化的繼承來充實高校民族音樂素材。
3、高校音樂應重視對民族音樂課程的構建。課程構建是高校音樂教育的主導方向，應妥善處置國外音樂教育與民族音樂教育的融通。①從國外音樂的引進來實現中外音樂文化的溝通視界的開闊化，在國外音樂中取長補短，讓我國音樂能夠實現長足的進步。②要從對本民族音樂的發掘中傳承我國的豐富的音樂文化內涵，從重塑人類音樂世界的戰略高度來傳承以及發展本民族音樂文化。而且，我國高校應以風味獨特的民族民間樂曲入手，在課程設立方面增加少數民族音樂教程，透過對我國民族音樂的傳承，來奠定高校民族音樂在教學中的重要位置。例如：恰當加入鄉土音樂內容，創辦有著鮮明的區域特征的音樂教程，提升民族音樂文化在高校音樂教育系統中的影響。
4、高校音樂教育應重視對民族樂理知識精通的老師的引入以及培育。對民族音樂的繼承和發展來說，一支民族樂理基礎扎實的老師團隊是不可或缺的；高校必須大力引入我國民族音樂方面的專家來充當大學民族音樂課中的導師。例如：通過聘請我國少數民族傳統樂器演奏抑或演繹的音樂界棟梁之才或者可以從民族音樂素材中獲得靈感并創編民族歌曲曲目的創作家等等，讓師資力量更為充實。此外，應激勵老師在校外采風階段考察民族區域，讓其領略民族風情，透過搜集、規整以及研討來提升民族音樂素質。而透過從民間聘任民間藝術家來校就職，抑或透過開辦現場演繹活動以及討論會，從而讓音樂老師從內心深處認同民族音樂文化，讓老師與學生在民族音樂文化的熏陶中能夠對其進行正確定位，這其實就是對民族音樂文化的繼承以及發展。
5、創造性地開發民族音樂教育形式，規整音樂教學資源。推動高校音樂教育革命，通常需要老師在教學形式上進行創新，并調整教學思維，接受新鮮的教學觀念——尤其是在民族音樂的教學過程中，高校不但要在常規模式下講授民族音樂，還應打造民族音樂文化的濃郁氣氛，挑選與學生生活息息相關的民族音樂教學形式。例如：創辦民族音樂社團，在大學文化的建設中宣揚民族音樂的關鍵性，讓學生以本民族的民族音樂文化為榮；再例如：引入民族歌曲（如新疆舞曲、苗族歌曲等等），讓學生領略新疆舞曲的柔媚，苗族歌曲的婉轉動聽。透過對相異民族歌舞的教學，拉近各民族學生間的距離，推介與發展民族音樂文化。
6、高校音樂教學應重視對民族音樂文化活動的創辦。民族音樂文化的繼承與發展要有探尋精神以及創新思維——尤其是在少數民族音樂的繼承與發展方面。應從地區特征、文化內涵、活動模式以及宣揚媒介上實施全方位解析，探尋出一條與高校音樂教學特征吻合的民族音樂活動創辦之路。例如：舉行民族音樂實踐采風活動，融合地區民族特征，在民族音樂采風階段，不光要搜集民族音樂材料并實施規整；還要透過組織民族音樂匯演，讓優美動聽或慷慨激昂的民族民間歌曲傳遍神州大地。
7、構建民族音樂教育的優良社會環境。氣氛上佳的民族音樂教育環境對調動學生的積極性來說極為關鍵。高校的民族音樂教學，要引發社會各階級的關注。在學校中應演播多元化的民族音樂歌曲；在電視節目、播音節目、互聯網視頻中體現民族文化元素，構成繼承與發展民族文化的大環境，體現民族音樂文化的內涵。老師在這方面應讓學生多看、多聽、多學，通過學生喜聞樂見的形式——比如快板書、講壇等讓學生領略少數民族文化的歷史（比如的歌唱家央金蘭澤的《愛琴?！?，歌頌了神山圣水，于華麗處見真情，也讓聽者領略了的風情）以及韻味。而學生在網絡資源發達的當今社會，能夠隨處聽到民族歌曲，就是為民族音樂文化的繼承與發展提供跳板。
四結語
綜上，民族音樂在高校音樂教育中的融合以及推介是遞進的，高校在歸納以及參考的前提下，應重視創新民族音樂教育的模式。通過多元化、異彩紛呈的民族音樂文化活動并凸顯民族音樂自身的感染力，展示各民族的優秀品質，并融入民族文化活動，推動民族音樂文化的繼承以及發展，讓我國民族音樂為世界所喜愛。
作者:高海燕 單位:太原理工大學藝術學院
參考文獻:
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基因組學發展范文2
細菌遺傳學的研究已經隨著基因組測序技術的發展而發生變革，這不僅使我們能夠獲得更多臨床和工業上重要細菌的基因信息，也開辟了比較基因組學研究。目前，細菌遺傳學的研究結果進一步加強了相關技術的發展，并能夠引發基因組中不同組成的功能和相互作用之間的討論。這些發展加速了對于定量深度測序技術的廣泛應用。同時，通過強大的技術以及細菌進化和適應性的多層面研究能夠將比較基因組學與功能基因組學提升到一個前所未有的規模。這本書還提出了通過基因組學技術檢測細菌的適應性，重點闡述了數據分析與詮釋。本書中涉及的大部分資料來自本領域最新的重要文獻，這也是在前沿及快速增長的細菌研究領域最強有力的工具。
本書共分6章：1.引言：細菌基因組及基因表達；2.在Sanger測序時代的比較基因組學，分別介紹了細菌基因組的組裝與詮釋過程、個別案例介紹、基因組大小、編碼密度、基因順序的保留等；3.通過微陣列芯片研究細菌基因組變化， 主要由淺入深介紹DNA微陣列芯片技術的原理、應用以及數據的分析，并通過案例分析介紹比較基因組雜交技術；4.應用下一代測序技術的細菌基因組學研究，介紹了下一代測序技術的原理和數據處理過程，并通過五個細菌基因組測序案例來進行分析；5.細菌基因表達與調控的大規?；蚪M分析，本章通過介紹基因表達與調控的基本原理和技術，引入下一代測序技術在基因表達和調控中的作用與應用。同時，也通過七個案例詳細描述了此研究目前在細菌基因組中的應用；6.在細菌中的DNA甲基化：一例細菌表觀遺傳學案例，主要介紹了細菌中的DNA甲基轉移酶，在基因組中識別DNA甲基化，以及單細胞實時測序技術在檢測DNA甲基化中的應用。
本書詳細闡述了目前基因組技術在細菌適應性研究上的應用，提供了詳細的宏基因組技術方案和細菌基因表達工具。本書的寫作深入淺出、通俗易懂，不僅列舉了大量的研究實例，還囊括了大量清晰的圖片和注釋，力求既能涵蓋全面的細菌基因組學知識，又能反映現階段基因組學研究的進展。本書既滿足各高等學校微生物類、生物類、生物工程類學科本科教學的需求，同時也滿足不同層次和其他相關專業研究生的教學需要。
馬雪征，助理研究員
（中國檢驗檢疫科學研究院，衛生檢疫研究所）
基因組學發展范文3
[關鍵詞]本草基因組學； 基因組學； 組學； 中藥
[Abstract]Traditional Chinese medicine （TCM） has contributad greatly to improving human health However， the biological characteristics and molecular mechanisms of TCM in the treatment of human diseases remain largely unknown Genomics plays an important role in modern medicine and biology Here， we introduce genomics and other related omics to the study of herbs to propose a new discipline， Herbgenomics， that aims to uncover the genetic information and regulatory networks of herbs and to clarify their molecular mechanisms in the prevention and treatment of human diseases Herbgenomics includes herbal structural genomics， functional genomics， transcriptomics， proteomics， metabonomics， epigenomics and metagenomics Genomic information， together with transcriptomic， proteomic， and metabolomic data， can therefore be used to predict secondary metabolite biosynthetic pathways and their regulation， triggering a revolution in discoverybased research aimed at understanding the genetics and biology of herbs Herbgenomics provides an effective platform to support chemical and biological analyses of complex herbal products that may contain more than one active component Herbgenomics is now being applied to many areas of herb related biological research to help understand the quality of traditional medicines and for molecular herb identification through the establishment of an herbal gene bank Moreover， functional genomics can contribute to model herb research platforms， geoherbal research， genomicsassisted herb breeding， and herbal synthetic biology， all of which are important for securing the future of medicinal plants and their active compounds In addition， Herbgenomics will facilitate the elucidation of the targets and mechanism of herbs in disease treatment and provide support for personalized precise medicineHerbgenomics will accelerate the application of cuttingedge technologies in herbal research and provide an unprecedented opportunity to revolutionize the use and acceptance of traditional herbal medicines
[Key words]Herbgenomics； genomics； omics； traditional Chinese medicine （TCM）
doi：10.4268/cjcmm20162101
本草基因組學（herbgenomics）是利用組學技術研究中藥基原物種的遺傳信息及其調控網絡，闡明中藥防治人類疾病分子機制的學科，從基因組水平研究中藥及其對人體作用的前沿科學。涉及中草藥結構基因組、中草藥轉錄組、中草藥功能基因組、中草藥蛋白質組、中藥代謝組、中草藥表觀基因組、中草藥宏基因組、藥用模式生物、基因組輔助分子育種、DNA鑒定、中藥合成生物學、中藥基因組學、中草藥生物信息學及數據庫等理論與實驗技術。
傳統藥物應用歷史悠久，應用方式多樣，相關研究主要集中在形態識別、化學物質基礎揭示、藥效作用分析、資源調查、人工栽培等方面，但長期以來對傳統藥物基因資源的認識和了解十分薄弱，人才極其匱乏。由于中藥原植物基因組信息缺乏，中醫藥學和現代生命科學之間缺乏溝通的橋梁，新興的前沿生命科學技術很難應用于傳統中醫藥研究，如對于中藥道地性形成和維持的遺傳機制及道地性和藥性的相互關系缺乏深入了解，已嚴重影響了我國道地藥材的資源保護和新品種選育，中藥道地性形成和維持的遺傳基礎研究急需加強；中藥藥性的生物學本質研究亟待加強，多年來中藥藥性研究主要集中在化學和藥理方向，但對于中藥藥性的生物學本質研究還非常薄弱，已從根本上制約了對中藥藥性的深入研究；中藥基因資源是一種珍貴的國家戰略資源，國際競爭嚴峻，韓國、美國、日本等國家已啟動許多中藥基原物種全基因組研究，對我國傳統中藥研究領域造成極大挑戰。另外，由于大多數藥用植物有效成分含量低，分離提取需要消耗大量原料，對天然資源造成極大破壞，也使得多數提取類藥物的生產成本很高。
本草基因組學作為新興學科，廣義而言是從基因組水平研究中藥及其對人體作用。一方面從基因組水平研究基因序列的多態性與藥物效應多樣性之間的關系，研究基因及其突變體對不同個體藥物作用效應差異的影響，從蛋白質組學角度研究中藥作用靶點，特別是中藥復方的多靶點效應，為中藥配伍提供科學依據，指導藥物開發及合理用藥，為實現個體化精準醫療提供重要信息和技術保障；另一方面建立含有重要活性成分的中藥原植物基因組研究體系，系統發掘中藥活性成分合成及優良農藝性狀相關基因，解析代謝物的合成途徑、代謝物網絡及調控機理，為中藥道地品種改良和基因資源保護奠定基礎，為中藥藥性研究提供理論基礎，對傳統藥物學理論研究和應用具有重要意義，從基因組層面闡釋中藥道地性的分子基礎，推動中藥創新藥物研發，為次生代謝產物的生物合成和代謝工程提供技術支撐，創新天然藥物研發方式，為優質高產藥用植物品種選育奠定堅實基礎，推動中藥農業的科學發展，對揭示天然藥物形成的生物學本質具有重要價值，對培養多學科人才充實到傳統藥物研究具有引領作用。狹義而言本草基因組學集中研究中草藥本身的遺傳信息，不涉及對人體的作用。也就是說狹義本草基因組學主要研究中草藥結構基因組、轉錄組、功能基因組、蛋白質組、代謝組、表觀基因組、宏基因組，以揭示中藥道地性和中藥藥性的遺傳本質。本草基因組學正促進前沿生命科學技術應用到中藥領域，推動中藥研究迅速走到生命科學的最前沿。
1 本草基因組學的產生和發展
1.1 本草基因組學的產生 從“神農嘗百草，一日而遇七十毒”的傳說到現存最早的中藥學著作《神農本草經》（又稱《本草經》），從世界上現存最早的國家藥典《新修本草》（即《唐本草》）到本草學巨著《本草綱目》，兩千多年來，中藥學的發展反映了我國勞動人民在尋找天然藥物、利用天然藥物方面積累了豐富經驗。中藥學是中國醫藥學的偉大寶庫，對世界醫藥學發展作出了巨大貢獻。隨著現代科學技術的發展，特別是人類基因組計劃（Human Genome Project）的提出和完成，對人類疾病的認識和治療開啟了全新的篇章，在此背景下，中藥學研究逐漸深入到基因組水平從而導致本草基因組學產生和興起。
1977年Sanger完成首個物種全基因組測序，噬菌體φX174基因組，大小為5.836 kb[1]；人類基因組計劃由美國科學家于1985年率先提出，1990年正式啟動，2000年完成，是一項規模宏大，跨國跨學科的科學探索工程，其宗旨在于測定組成人類染色體（指單倍體）中所包含的30億個堿基對組成的核苷酸序列，從而繪制人類基因組圖譜，并且辨識其載有的基因及其序列，達到破譯人類遺傳信息的最終目的[2-3]。2000年，破譯擬南芥Arabidopsis thaliana全基因組，大小為125 Mb，作為第一個植物全基因組測序在植物科學史上具有里程碑意義[4]。我國藥用植物有11 146種，約占中藥材資源總數的87%[5]，是所有經濟植物中最多的一類。同時，藥用植物也是S多化學藥物的重要原料，目前1/3以上的臨床用藥來源于植物提取物或其衍生物，其中最著名的青蒿素來源植物是黃花蒿。
中國學者應用光學圖譜和新一代測序技術，完成染色體水平的靈芝基因組精細圖繪制，通過基因組解析提出靈芝為首個中藥基原的藥用模式真菌，文章發表在《自然通訊》上，期刊編輯部以特別圖片（featured image）形式進行了推介（圖1）[6]，認為該論文表明靈芝對于研究傳統菌類中藥的次生代謝途徑及其調控是一個有價值的模式系統。靈芝基因組圖譜的公布為開展靈芝三萜等有效成分的合成研究提供了便利，隨著這些合成途徑的逐步解析，使得通過合成生物學合成靈芝有效成分成為可能。同時，對靈芝生長發育和抗病抗逆關鍵基因的發掘和認知，將推動靈芝的基因組輔助育種研究，加速靈芝新品種的培育，并為靈芝的科學栽培和采收提供理論指導。
2009年，陳士林團隊提出本草基因組計劃，即針對具有重大經濟價值和典型次生代謝途徑的藥用植物進行的全基因組測序和后基因組學研究，全基因組測序、組裝和分析策略：測序物種的篩選原則，待測物種基因組預分析，測序平臺的選擇，遺傳圖譜和物理圖譜的繪制，全基因組的組裝及生物信息學分析；模式藥用植物突變體庫的建立和基因功能研究；藥用植物有效成分的合成及其調控研究；藥用植物抗病抗逆等優良性狀的遺傳機制研究及優良品種選育。在此基礎上，詳細介紹了本草基因組方法學研究：全面介紹物種基因組大小、染色體數目測定方法、第二代高通量測序方法、全基因組組裝和基因組注釋方法、基因組比較等生物信息學分析手段、簡要闡述重測序在藥用植物全基因組研究中的應用方法。由此，本草基因組學逐漸形成和完善，包括中草藥結構基因組、轉錄組、功能基因組、蛋白質組學、代謝組、表觀基因組、宏基因組、基因組輔助分子育種、中藥合成生物學、中藥基因組學、中草藥生物信息學及數據庫等內容?；诜肿由飳W和基因組學的藥用植物鑒別是當前研究的活躍領域，用于鑒別的分子生物學和基因組學技術：AFLP、RFLP、RAPD、DNA微陣列技術（microarray）、DNA條形碼（barcoding）等，基于基因組鑒別的分子基礎是植物分子系統發育關系反映物種進化關系。在這些技術當中，藥用植物DNA條形碼鑒定策略及關鍵技術是最受關注的方向，中藥材DNA條形碼分子鑒定指導原則已列入《中國藥典》2010年版增補本Ⅲ和《中國藥典》2015年版。
1.2 本草基因組學的發展 2015年國際期刊《科學》增刊詳述“本草基因組解讀傳統藥物的生物學機制”，提出本草基因組學為藥用模式生物、道地藥材研究、基因組輔助育種、中藥合成生物學、DNA鑒定、基因數據庫構建等提供理論基礎和技術支撐（圖2）。目前，藥用植物基因組學與生物信息學已經進入快速發展階段，必將對傳統藥物學產生巨大影響。國內外已經開展青蒿[7]、丹參[8-15]、西洋參[16]、甘草[17]等多種藥用植物的大規模轉錄組研究。基因組序列包含生物的起源、進化、發育、生理以及與遺傳性狀有關的一切信息，是從分子水平上全面解析各種生命現象的前提和基礎。第二代高通量測序技術的飛速發展及第三代單分子測序技術的興起使測序成本大大降低，測序時間大大縮短，為本草基因組計劃的實施奠定了堅實的技術基礎。目前，赤芝[6]、紫芝[18]、丹參[19]及鐵皮石斛[20-21]等重要藥用植物的基因組已完成測序工作并發表，人參、苦蕎、穿心蓮、紫蘇等中草藥基因組圖譜也完成繪制。
例如為了解析丹參的遺傳背景，陳士林團隊聯合國內外著名高校和研究機構，通過聯合測序技術完成了丹參基因組圖譜的組裝，丹參基因組的完成代表著首個鼠尾草屬物種基因組圖譜的成功繪制。進化分析顯示丹參與芝麻親緣關系更近，估計其分化時間約6 700萬年前。丹參基因組的發表推動首個藥用模式植物研究體系的確立。本草基因組學將開辟中藥研究和應用的全新領域，把握歷史性機遇，將極大提高我國開發中藥資源的能力，增強我國中藥基礎研究實力、提高我國中藥研究的自主創新能力，對于加速中藥現代化進程具有重大的戰略性科學意義，促進中藥研究和產業的快速發展[22]。本草基因組學將使中草藥生物學研究進入一個嶄新的時代――本草基因組時代。
1.3 學科內涵和外延 根據本草基因組學產生和發展過程，主要從3個方面確定學科的內涵，即理論體系、實驗技術和應用方向（圖3）。本草基因組學形成了高度綜合的理論體系，包括從基因組水平研究本草的九大內容：中草藥結構基因組、中草藥功能基因組、中草藥轉錄組和蛋白質組、中藥代謝組、中草藥表觀基因組、中草藥宏基因組、中藥合成生物學、中藥基因組學、中草藥生物信息學等。本草基因組學的實驗方法主要包括九大技術：高通量測序技術、遺傳圖譜構建技術、光學圖譜構建技術、基因文庫構建技術、突變庫構建技術、組織培養與遺傳轉化、蛋白質分離純化與鑒定技術、四大波譜技術及聯用、基因組編輯技術等。基于本草基因組學的理論體系和實驗技術，形成了該學科的七大應用方向：藥用模式生物研究、闡明道地藥材形成機制、基因組輔助育種、基因資源保護和利用、中藥質量評價和控制、中藥新藥研發、指導相關學科研究。
本草基因組學的學科外延與本草學、中藥學、基因組學、生物信息學、分子生物學、生物化學、生藥學、中藥資源學、中藥鑒定學、中藥栽培學、中藥藥理學、中藥化學等密切相關（圖4）。本草學和中藥學為本草基因組學奠定了深厚的歷史基礎和人文基礎，為本草基因組學研究對象的確定提供豐富候選材料，基因組學和生物信息學為本草基因組學提供前沿理論和技術支撐，分子生物學、生物化學、中藥化學則為本草基因組學提供基礎理論和基本實驗技術支持，生藥學、中藥資源學、中藥鑒定學、中藥栽培學與本草基因組學互相支撐發展，各學科的側重點不同，中藥藥理學、中藥化學為本草基因組學的應用提供技術支持。與以上各學科相呼應，本草基因組學促進本草學和中藥學從經典走向現代、從傳統走向前沿，為中醫藥更好服務大眾健康提供強大知識和技術支撐，擴大了基因組學和生物信息學的研究對象和應用領域，為分子生物學、生物化學、中藥化學走向實踐應用提供了生動案例，推動生藥學、中藥資源學、中藥鑒定學、中藥栽培學從基因組和分子水平開展研究，為中藥藥理學的深入研究提供理論和技術支持。
2 本草基因組學研究熱
本草基因組學借助基因組學研究最新成果，開展中草藥結構基因組、中草藥功能基因組、中草藥轉錄組和蛋白質組、中草藥表觀基因組、中草藥宏基因組、中藥合成生物學、中藥代謝組、中藥基因組學、中草藥生物信息學及數據庫等理論研究，同時對基因組研究相關實驗技術在本草學中的應用與開發進行評價，推動本草生物學本質的揭示，促進遺傳資源、化學質量、藥物療效相互關系的認識，以下詳細闡述本草基因組學的研究內容。
2.1 中草藥結構基因組研究 我國藥用資源種類繁多，因此藥用物種全基因組計劃測序物種的選擇應該綜合考慮物種的經濟價值和科學意義，并按照基因組從小到大、從簡單到復雜的順序進行測序研究。在測序平臺的選擇上應以第二代及第三代高通量測序平臺為主，以第一代測序技術為輔。近年來，紫芝、赤芝、茯苓、丹參、人參、三七等10余種藥用植物被篩選作為本草基因組計劃的第一批測序物種，其中赤芝結構基因組發表被《今日美國》（USA Today）以“揭秘中國‘仙草’基因組”為題報道（圖5），丹參基因組?。s600 Mb）、生長周期短、組織培養和遺傳轉化體系成熟等原因，被認為是研究中藥活性成分生物合成理想的模式植物[23]。丹參全基因組測序完成已推動丹參作為第一個藥用模式植物研究體系形成。
由于多數藥用植物都缺乏系統的分子遺傳學研究，因此在開展全基因組計劃之前進行基因組預分析非常必要?；蚪M預分析的主要內容包括：①利用條形碼等技術對滿足篩選原則的待測物種進行鑒定[24-25]；②通過觀察有絲分裂中期染色體確定待測物種的染色體倍性和條數；③采用流式細胞術[26]或脈沖場電泳技術估測物種的基因組大小，為測序平臺的選擇提供參考；④基因組Survey測序，在大規模全基因組深度測序之前，首先對所選藥用植物進行低覆蓋度的Survey測序，用來評價其基因組大小、復雜度、重復序列、GC含量等信息。
遺傳圖譜和物理圖譜在植物復雜的大基因組組裝中具有重要作用。借助于遺傳圖譜或物理圖譜中的分子標記，可將測序拼接產生的scaffolds按順序定位到染色w上。但遺傳圖譜的構建需要遺傳關系明確的親本和子代株系，因此其在大多數藥用植物中的應用受到限制。物理圖譜描繪DNA上可以識別的標記位置和相互之間的距離（堿基數目）。最初的物理圖譜繪制多是基于BAC文庫，通過限制性酶切指紋圖譜、熒光原位雜交等技術將BAC克隆按其在染色體上的順序排列，不間斷地覆蓋到染色體上的一段區域[27]。如今，光學圖譜OpGen[28]和單分子光學圖譜BioNano等[29]依賴于大分子DNA酶切標記的方法常用于物理圖譜的繪制。
隨著第二代測序技術的快速發展，用于短序列拼接的生物信息學軟件大量涌現，常用軟件包括Velvet[30]， Euler[31]， SOAPdenovo2[32]， CAP3[33]等。基因組草圖組裝完成后，可利用生物信息學方法對基因組進行分析和注釋，為后續功能基因組研究提供豐富的資源。例如，可以通過GeneScan[34]， FgeneSH[35]等工具發現和預測基因，利用BLAST同源序列比對或InterProScan[36]結構域搜索等方法對基因進行注釋，利用GO分析對基因進行功能分類[37]，利用KEGG對代謝途徑進行分析等[38]。
2.2 中草藥功能基因組研究 根據全基因組序列和結構信息，中草藥功能基因組研究充分利用轉錄組學、蛋白組學、代謝組學等方法，對藥用植物的功能基因進行發掘和鑒定，研究內容主要集中于構建模式藥用植物平臺、次生代謝產物合成途徑和調控機制的解析、抗病抗逆等優良農藝性狀遺傳機制的揭示等。
擬南芥、水稻等重要模式植物均具有大規模的T-DNA 插入突變體庫，利用這些突變體庫發掘了大量生長發育、抗逆性、代謝相關的重要基因。丹參等模式藥用植物全基因組序列和大規模突變體庫的建立將為藥用植物研究提供豐富的資源和材料，從而推動藥用植物功能基因研究， 尤其是次生代謝途徑相關基因的鑒定進程，突變體庫中的一些具有抗逆、抗病、高產等優良性狀的突變株系以及轉基因植株也是良好的新種質資源。藥用植物有效成分的生物合成途徑和調控方面的研究還很薄弱，主要集中在長春花、青蒿和甘草等少數物種，一些具有重大商業價值的天然藥物，如紫杉醇、長春堿、喜樹堿等生物合成途徑至今還未被完全解析，已有報道多采用單基因研究策略。本草基因組學為次生代謝途徑相關基因的“批量化”發掘奠定基礎，對次生代謝產物的生物合成及代謝工程等應用領域產生重要影響。
與生長發育、抗逆抗病、重要遺傳性狀及種質性狀控制相關的基因是藥用植物重要的功能基因，利用基因組注釋信息，發掘優良基因，運用基因工程的手段打破生殖隔離，培育活性成分含量高的具有優良農藝性狀的新品種，為活性成分的大量提取和廣泛臨床應用奠定基礎[39]。中草藥結構基因組將為轉錄組分析和基因組重測序研究提供參考序列，通過對種內或品種間種群個體的轉錄組測序和重測序可快速、準確、大規模地發現SNP，SSR，InDel等分子標記，加速分子標記和優良性狀的遺傳連鎖研究，快速發現藥用植物的表型、生理特征與基因型的關系，提高育種工作效率[39]。
2.3 中藥組學其他研究 中草藥轉錄組學是中草藥功能基因組學的重要研究內容，是在整體水平上研究中草藥某一生長階段特定組織或細胞中全部轉錄本的種類、結構和功能以及基因轉錄調控規律的科學。中草藥轉錄組研究為鑒定中草藥植物生長發育及抗病抗逆等優良性狀相關的基因功能提供基礎[40-41]。目前，在多數中草藥植物無法進行全基因組測序的情況下，轉錄表達譜研究成為比較基因序列、鑒定基因表達的一種快速方法。通過對中草藥不同組織部位、不同生長時期、不同生長環境下的轉錄組進行比較分析，可有效發掘參與中草藥植物生長發育及抗病抗逆等優良性狀相關基因。
中藥蛋白質組學是將蛋白質組學技術應用于中藥研究領域，一方面通過比較對照細胞或動物組織的蛋白質表達譜和給予中藥后蛋白質表達譜的差異，可找到中藥的可能靶點相關蛋白質，另一方面不同中草藥及其不同組分例如根莖葉中蛋白質組的差異，以評價中草藥活性成分與其生長過程中蛋白組變化的關系，尋找中藥高活性的機制。不同于其他蛋白質組學，中藥蛋白質組學的研究對象為中草藥本身及用中藥（單體化合物、中藥組份或復方）處理后的生物體（細胞或組織），發現中藥的有效成分及作用機制。中藥蛋白質組學的研究目標包括：中藥藥物作用靶點的發現和確認，特別是中藥復方的多靶點效應，蛋白質組學能更好發現中藥復方的多種靶點，研究中藥植物蛋白質組成差異，闡明中藥作用機制及中藥毒理作用機制，以及為中藥配伍提供科學依據。
中藥代謝組學結合中草藥結構基因組解析代謝物的合成途徑、代謝物網絡及調控機理，研究內容主要包括藥用植物的鑒別和質量評價，藥用植物品種選育及抗逆研究，初生、次生代謝途徑解析，代謝網絡、代謝工程研究及合成生物學研究等幾個方面，最終為藥用植物品種選育、創新藥物研發和質量安全性評價奠定基礎。
中藥基因組學從基因水平研究基因序列的多態性與藥物效應多樣性之間的關系，研究基因及其突變體對不同個體藥物作用效應差異的影響，以此平臺指導藥物開發及合理用藥，為提高藥物的安全性和有效性，避免不良反應，減少藥物治療費用和風險，實現個體化精準醫療提供重要信息和技術保障。例如，Sertel等[42]經基因檢測得出53/56的基因上游位置包含一個或多個c-Myc/Max結合位點，c-Myc和Max介導的轉錄控制基因表達可能有助于提高青蒿琥酯對癌細胞的治療效果[43]。又如，銀杏具有顯著的誘導CYP2C19活性效應，研究顯示不同CYP2C19基因型個體，銀杏與奧美拉唑（omeprazole，廣泛使用的CYP2C19底物）存在潛在的中西藥互作關系。Chen等 [44]研究了健康志愿者體內六味地黃丸潛在的中-西藥相互作用以及是否受基因型影響。
中草藥表觀基因學是針對本草基因組計劃中具有重要經濟價值的藥用植物和代表不同次生代謝途徑的模式藥用植物開展表觀基因組學研究。研究內容主要包含4個領域：分別是DNA甲基化、蛋白質共價修、染色質重塑、非編碼RNA調控。中草藥表觀基因組學將通過研究重要中藥材（藥用生物）的基因組信息及其表觀遺傳信息變化，探索環境與基因、基因與基因的相互作用，解析哪些基因受到環境因素的影響而出現表觀遺傳變化可能提高中藥材的藥效品質，哪些表觀遺傳信息影響中藥的性味等。
中草藥宏基因組學是以多種微生物基因組為研究對象，對藥材生長環境中微生物的多樣性、種群結構、進化關系、功能活性以及微生物與藥材生長相互協作關系進行研究的一門學科，對于幫助解決中草藥連作障礙等現實問題具有重要指導作用。
藥用模式生物研究體系的確立是本草基因組學的重大貢獻，該體系具有模式生物的共同特征。從一般生物學屬性上看，通常具有世代周期較短、子代多，表型穩定等特征。從遺傳資源看，基因組相對較小，易于進行全基因組測序，遺傳轉化相對容易。從藥用特點看，需適于次生代謝產物生物合成和生產研究。
3 本草基因組學的實踐應用
本草基因組學作為前沿科學，具有很強的理論性，同時該學科涉及的技術方法和理論對中醫藥實踐具有巨大的指導意義。例如，基于中草藥結構基因組開發的DNA條形碼分子鑒定技術被國際期刊《生物技術前沿》以題為“草藥鑒定從形態到DNA的文藝復興”發表，將給傳統中藥鑒定帶來革命性影響；基于中草藥功能基因組和表觀基因組研究闡明道地藥材的形成機制，將對優質中藥生產和栽培技術的改進提供指導；基于本草基因組學構建的基因數據庫、代謝物數據庫、蛋白數據庫等，以及開發的相關生物信息學方法，將為中藥藥理學、中藥化學、新藥開發等提供戰略資源；基于合成生物學技術實現目標產物的異源生產，具有環境友好、低耗能、低排放等優點，將為天然藥物研發提供全新方式。
3.1 道地藥材的生物學本質研究 道地藥材是優質藥材的代表，既受遺傳因素的控制，又受環境條件的影響。組學技術可提供有用工具闡明道地藥材的分子機制，例如，道地藥材“沙漠人參”肉蓯蓉Cistanche deserticola是中國最具特色的干旱區瀕危藥用植物和關鍵物種，新疆和內蒙古是其重要主產區和傳統道地產區，研究表明，內蒙古阿拉善和新疆北疆是肉蓯蓉兩大生態適宜生產集中區（2類生態型），黃林芳等[45]對兩大產區肉蓯蓉化學成分、分子地理標識及生態因子進行考察。應用UPLC-Q-TOF/MS技術對肉蓯蓉苯乙醇苷及環烯醚萜苷類成分進行分析；基于psbA-trnH序列對不同產地肉蓯蓉進行分子鑒別及分析；通過“中國氣象科學數據共享服務網”，獲得兩大產區包括溫度、水分、光照等生態因子數據；運用生物統計、數量分類等分析方法，對肉蓯蓉進行生態型劃分。UPLC-Q-TOF/MS分析表明，內蒙古與新疆產肉蓯蓉明顯不同，鑒定出16種成分，其中2′-乙酰毛蕊花糖苷可作為區分兩大產地肉蓯蓉的指標成分；psbA-trnH序列比對分析發現，肉蓯蓉不同產地間序列位點存在差異，新疆產肉蓯蓉在191位點為G，內蒙古產則為A，NJ tree分析表明，肉蓯蓉2個產地明顯分為2支，差異顯著；生態因子數據亦表明，肉蓯蓉的兩大氣候地理分布格局，為研究不同生態區域中藥生態型及品質變異的生物學本質提供了一種新思路，也為深化道地藥材理論研究奠定重要基礎。
另外，針對同一藥材在不同種植區域，開展中草藥表觀基因組研究，明確不同生產區域的遺傳變異，特別是環境不同對藥材表觀遺傳的修飾作用，包括DNA甲基化修飾、小RNA測序分析、染色質免疫共沉淀分析等。此外，土壤微生物也是道地藥材生長環境中的重要因素。采用宏基因組分析土壤微生物群落，為揭示土壤微生物和藥材生長的相互作用提供依據。
3.2 中藥分子標記用于中藥質量控制研究 本草基因組和功能基因組研究為開發藥材分子標記提供了豐富基因資源。基于基因組的分子標記有AFLP， ISSR， SNP等，基于轉錄組的分子標記有SSR等。當前國際上最受關注的分子標記是DNA條形碼，已經構建標準操作流程和數據庫、鑒定軟件，可廣泛應用于中藥企業、藥房、研究院所和大專院校等。中藥材DNA條形碼分子鑒定指導原則已被納入《中國藥典》，植物藥材以ITS2序列為主、psbA-trnH為輔助序列，動物藥材以COI序列為主、ITS2為輔助序列，在此基礎上，進一步開發了質體基因組作為超級條形碼對近緣物種或栽培品種進行鑒定。該體系可廣泛應用于中藥材種子種苗、中藥材、中藥超微破壁飲片、中成藥等鑒定，已出版專著《中國藥典中藥材DNA條形碼標準序列》和《中藥DNA條形碼分子鑒定》。
3.3 本草基因資源的保護與利用 隨著本草基因組研究的發展，本草遺傳信息快速增加，靈芝基因組論文被Nature China網站選為中國最佳研究（圖6），迫切需要一個通用平臺整合所有組學數據。數個草藥數據庫已經被建立，例如草藥基因組數據庫（http：//）、轉錄組數據庫（http：//medicinalplantgenomics.msu.edu）、草藥DNA條形碼數據庫（http：///en）、代謝途徑數據庫（http：//）等。但是這些數據庫缺乏長期維護，對使用者要求具備一定生物信息學技能。因此整合DNA和蛋白質序列、代謝組成分信息，方便使用的大數據庫十分必要和迫切。進一步提升生物信息分析方法，更好地利用基因組和化學組信息解析次生代謝產物的生物合成途徑，將有助于有效設計和尋找植物和真菌藥物。
利用簡化基因組測序技術獲得數以萬計的多態性標記。通過高通量測序及信息分析，快速鑒定高標準性的變異標記（SNPs），已廣泛應用于分子育種、系統進化、種質資源鑒定等領域。利用該技術可以篩選抗病株的特異SNPs位點，建立篩選三七抗病品種的遺傳標記，輔助系統選育，有效的縮短育種年限。通過系統選育的方法獲得的抗病群體，并采用RAD-Seq技術篩選抗病株的SNPs位點，為基因組輔助育種提供遺傳標記，進而有效縮短了三七的育種年限，加快育種進程。利用遺傳圖譜識別影響青蒿產量的基因位點取得突破，于《科學》[7]，該文基于轉錄組及田間表型數據，通過構建遺傳圖譜識別影響青蒿素產量的位點。青蒿植株表型的變異出現在Artemis的F1譜系中，符合高水平的遺傳變異。Graham等[7]發現與青蒿素濃度相關的QTL分別為LG1，LG4及 LG9（位于C4）。在開發標記位點用于育種的同時，Graham等檢測了23 000株植株的青蒿素含量，這些植株是青蒿的F1種子經甲基磺酸乙酯誘變后于溫室培養12周的F2、F3代。結果發現經誘變后的材料大約每4.5 Mb有一個突變，其變異頻率小于Artemis中的每1/104堿基對的SNP多態性。該方法能夠識別攜帶有益變異的個體（來源于甲基磺酸乙酯誘變處理），同時亦能識別遺傳背景獲得提升的個體（由于自然變異而導致有益等位基因分離的個體）。Graham等也檢測高產F2代植株青蒿素的含量：盡管F2的植株雜合性較低，但其青蒿素含量比UK08 F1群體植株的含量高。另外，Graham等驗證了基于田間試驗獲得與青蒿素含量相關的QTL在溫室培育的高產植株中高效表達。同時發現，大量分離畸變有利于有益的等位基因（位于C4 LG1且與青蒿素產量相關的QTL）。這些數據證實了QTL及其對青蒿素產量的影響，同時也證明了基因型對于溫室及田間培育的青蒿材料具有極大影響。
3.4 中藥合成生物學研究 結構復雜多樣的中藥藥用活性成分是中藥材發揮藥效的物質基礎，也是新藥發現的重要源泉。然而許多中藥材在開發和使用的過程中往往面R一系列難題，如許多藥材生長受環境因素影響較大；有些珍稀藥材生長緩慢，甚至難以人工種植；大多數藥用活性成分在中藥材中含量低微，結構復雜，化學合成困難；傳統的天然提取或者人工化學合成的方法難以滿足科研和新藥研發的需求，中藥合成生物學將是解決這一矛盾的有效途徑。中藥合成生物學是在本草基因組研究基礎上，對中藥有效成分生物合成相關元器件進行發掘和表征，借助工程學原理對其進行設計和標準化，通過在底盤細胞中裝配與集成，重建生物合成途徑和代謝網絡，實現藥用活性成分的定向、高效的異源合成，從而提升我國創新性藥物的研發能力和醫藥產業的國際核心競爭力[40]。
隨著基于高通量測序的中草藥結構基因組學和轉錄組學研究的快速發展，利用生物信息學技術和功能基因組學方法從大量中藥原物種的遺傳信息中篩選和鑒定出特定次生代謝途徑的酶編碼基因，將極大加快次生代謝途徑的解析進程，為中藥合成生物學研究奠定堅實基礎。通過優化密碼子偏好性、提高關鍵酶編碼基因的表達量、下調或抑制代謝支路等方法來優化和改造異源代謝途徑， 按人們實際需求獲取藥用活性成分[40]。
3.5 中藥作用靶點與個性化治療 中藥蛋白質組學將蛋白組學技術應用于中藥研究領域，對尋找中藥的可能靶點和闡明中藥有效成分作用機制具有重要意義。譬如，蔣建東教授團隊在小檗堿降血脂研究中開展的突出工作[46]，以及Pan等[47]利用蛋白組學技術分析丹參酮ⅡA對宮頸癌Caski細胞的抑制作用，發現C/EBP同源蛋白和細胞凋亡信號調節激酶1參與丹參酮ⅡA的抑癌作用。對于中藥復方的相關作用靶點也有報道，Nquyen-Khuong等[48]探討了由栝樓、大豆、中藥五味子和西地格絲蘭提取物組成的混合物作用于人膀胱癌細胞后蛋白質組的表達譜變化，鑒定了多種與能量代謝、細胞骨架、蛋白質降解以及腫瘤抑制相關的蛋白。
青蒿素及其衍生物青蒿琥酯表現出明顯的體內外抗腫瘤活性，但其抗腫瘤的分子機制并不明確。研究者采用了基因芯片技術，在轉錄水平解析青蒿琥酯抗腫瘤相關的基因。再將表達譜數據導入信號通路分析和轉錄因子分析，結果表明c-Myc/Max可能是作為腫瘤細胞應對青蒿琥酯效應基因的轉錄調控因子，這一結果可能指導針對不同個體采用不同的治療策略[42]。由于銀杏具有顯著的誘導CYP2C19活性效應，通過研究不同CYP2C19基因型健康中國人個體，銀杏與奧美拉唑（omeprazole，廣泛使用的CYP2C19底物）潛在的中西藥互作關系。結果顯示，銀杏誘導CYP2C19基因型模式依賴的奧美拉唑羥基化反應，隨后降低5-羥基奧美拉唑腎臟清除率。銀杏和奧美拉唑或其他CYP2C19底物共同服用可顯著減弱其藥效，還需更多證據支持[49]。這一研究證實個體化治療基于人體基因差異，可能發揮更好療效。
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基因組學發展范文4
【關鍵詞】 藥物基因組學 個體化用藥 遺傳多態性 療效 毒副作用
早在20世紀50年代我們就知道遺傳因素對藥物反應的影響，典型的例子是蠶豆病，該病因遺傳缺陷導致葡萄糖6-磷酸脫氫酶（G6PD）缺乏，或活性低下，引起一系列生化代謝異常，一般情況下患者無癥狀，但在吃蠶豆或使用抗瘧藥伯氨喹啉類及其他具有強氧化作用的藥物后就會出現急性溶血反應；再有就是異煙肼的乙?；饔茫騻€體乙?；俣炔煌瑢е虏煌瑐€體使用同等劑量異煙肼時出現療效差異，甚或發生毒副反應的現象。20世紀90年代，藥物基因組學的出現使我們對不同個體用藥后的藥物反應差異有了更深入了解，對很多以前難以解釋的藥物反應現象有了合理的解釋，對指導臨床合理用藥也有了更加科學的依據。
1 藥物基因組學的概念
藥物基因組學是基因功能學與分子藥理學的有機結合，是研究基因序列變異及其藥物不同反應的科學，以藥物效應及安全性為目標，運用已知的基因理論研究各種基因突變與藥效及安全性的關系，藥物基因組學強調個體化；通過它可為患者或者特定人群尋找合適的藥物及恰當的劑量，改善病人的治療效果。
2 藥物基因組學的臨床意義
藥物基因組學的研究涉及儲多藥物，本文僅以以下兩類藥物的基因組學研究成果來表述基因組學對指導臨床用藥的意義。
2.1氨基糖苷類藥物與耳聾
氨基糖苷類抗生素自1945年問世以來，因其殺菌作用強、抗菌譜較寬且價格低廉而在臨床上廣為應用，但其致耳聾的毒性反應也一直困擾著全世界的醫生。我國有聽力殘疾2000萬人，其中60%～80%為氨基糖苷類藥物中毒所致。
氨基糖苷類抗生素致聾可分為兩類，一類因接受了毒性劑量而致聾；另一類則與遺傳因素相關。國內外學者均證實：線粒體基因第1555位點A-G的均值性點突變和氨基糖苷類誘導的耳聾關系非常密切。[1]即帶有線粒體A1555G點突變基因，哪怕是僅接受常規劑量或僅一次接觸氨基糖苷類即可致不可逆的聽力損失。這類耳聾占全部氨基糖苷類抗生素致聾患者的30%左右。目前，我國已繪制出不同于西方國家的耳聾基因突變譜，也已開發出針對中國人的耳聾基因芯片檢測體系。如能在新生兒出生時或出生后3天內采集臍帶血或足跟血篩查聾病易感基因，[2]使易感基因攜帶者終生避免使用氨基糖苷類藥物，則可避免“一針致聾”的悲劇。
2.2抗高血壓藥物的選擇與劑量
原發性高血壓的發生與環境因素（生活習慣、煙酒嗜好等）和遺傳因素關系密切。目前，臨床常用的抗高血壓藥可分為五類：利尿藥、β-受體阻斷藥、血管緊張素轉化酶抑制劑、血管緊張素II受體阻斷藥和鈣通道阻滯藥，大多數情況下醫生制定治療方案主要根據病人的年齡、體重、高血壓程度、有無并發癥等，憑經驗、試驗性地選擇藥物和藥物劑量，較少考慮遺傳因素，很多高血壓病人雖已用藥，但并未能取得滿意療效。藥物基因組學的研究發現：抗高血壓藥物的療效與藥物遺傳多態性有密切關系，如能在用藥前測定病人的基因類型，有目的地選擇藥物和藥物劑量，既可使疾病得到及時有效的治療、減少不良反應的發生，也能減少醫療費用的支出。
2.2.1β-受體阻斷藥 β-受體阻斷藥通過降低交感神經功能產生降壓作用。影響大部分β-受體阻斷藥代謝的酶是細胞色素P450酶(CYP)系中的CYP2D6，該酶具有遺傳多態性，其基因變異可高度影響CYP2D6的活性。[3]CYP2D6可分為弱代謝型(PM)、中間代謝型(IM)、強代謝型(EM)和超強代謝型(UEM) 4種表型。PM的發生是由于CYP2D6基因突變造成酶活性的缺陷，此型患者代謝藥物的能力下降，可導致血藥濃度過高， 易誘發嚴重的不良反應如支氣管哮喘、心血管疾病，甚至死亡，對此基因型病人，臨床用藥應減少藥量。IM型者屬于強代謝者中較弱的一部分，因基因突變導致酶活性略微降低，此類病人用藥也應適當減少劑量。EM是正常人群的代謝表型，故臨床上使用常規治療劑量有效。UEM則是由于出現CYP2D6的多基因拷貝，使酶蛋白高度表達，導致酶活性的顯著增高，此基因型代謝藥物能力強，從而使血藥濃度降低而達不到治療效果，故應適當增加藥量，[4]或改用其他藥物。
藥效學機制對β-受體阻斷藥反應的影響較藥動學機制更為重要。體內β-受體的數量和受體對藥物敏感性的變化是造成個體對β-受體阻斷藥反應差異的主要原因之一。[5]目前已知β1-受體存在兩種突變， 一種位于受體蛋白N端49位，由甘氨酸取代絲氨酸(Ser49Gly)，另一種位于C端389位，由甘氨酸取代精氨酸(Arg389Gly)。研究表明：突變型純合子( Gly 49 及Gly389) 對β-受體阻斷藥反應都不及野生型。[4]也就是說，由于基因突變，導致患者對β-受體阻斷藥的敏感性下降；另一方面，遺傳背景不同的種族對β-受體阻斷藥或激動藥的敏感性也存在著差異，[5]這些差異都影響到β-受體阻斷藥臨床應用時的劑量選擇。
2.2.2噻嗪類利尿藥 噻嗪類利尿藥是最常用的基礎降壓藥物，其降壓原理是促進鈉水排出，減少有效血容量，并擴張外周血管使血壓下降。與噻嗪類利尿藥降壓作用個體差異相關的基因有：α-內收蛋白（α-adducin）、血管緊張素轉換酶（ACE）的基因、G蛋白基因、編碼WNK酶的基因，此外， NO酶、E298D 突變也與噻嗪類利尿藥的降壓效果有關。[4]
目前發現α-Adducin 具功能意義的突變為G460T，大量的研究表明， 含至少1個460T突變基因的患者使用利尿藥的近期效應是血壓(包括平均動脈壓)下降幅度更大， 而遠期效應則表現為相對其他降壓藥物而言更明顯的降低心肌梗死和中風的發生率。[4]國內有學者[6]報道：ACE基因I/D多態性和氫氯噻嗪的降壓作用密切相關，但目前研究結果還不太一致。有報道說：對同時攜帶ACE的I型等位基因及adducin的Trp460等位基因的患者氫氯噻嗪的療效最好，而攜帶ACE的D/D等位基因及adducin的Gly/Trp等位基因的患者用氫氯噻嗪治療后血壓下降最少，[7]所以臨床用藥時如能聯合分析ACE和α-adducin兩方面的基因多態性，則有助于預測利尿劑的療效。
2.2.3血管緊張素轉換酶抑制劑(ACEI) ACEI的降壓作用主要通過抑制周圍和組織中的ACE，使血管緊張素II生成減少，同時抑制緩激肽酶使緩激肽降解減少，而達到降壓目的。ACEI與基因多態性關系的研究主要集中在RAAS，多態位點包括ACE基因I/D、AGT基因M235T和血管緊張素II- I型受體（AT1R）基因A1166C。[8]其中研究最廣泛的是ACE基因I/D多態性，用卡托普利、依那普利、賴諾普利和培垛普利研究ACEI抗高血壓的療效，研究結果并不一致，說明：原發性高血壓患者對ACEI類藥物反應的差異部分由遺傳因素決定。有人發現AT1基因多態性(A1166C)與ACEI類藥物的降壓療效相關，且此相關性在老年患者和超體重患者中尤為明顯。[7]
2.2.4血管緊張素Ⅱ受體阻滯藥 沙坦類降壓藥主要通過阻滯血管緊張素Ⅱ受體，降低外周血管阻力，產生降壓作用。沙坦類藥物在體內主要依靠CYP2C9代謝， 該基因突變使酶活性明顯下降，毒性增加， 療效降低。另外， CYP11B2 的多態性被證實與血管緊張素Ⅱ受體阻滯藥的降壓效果相關，該基因突變引起機體對血管緊張素Ⅱ受體阻滯藥敏感性增加， 表現為收縮壓下降較無突變型明顯。[4]
2.2.5鈣通道阻滯藥(CCI) 鈣通道阻滯藥是近30年來廣泛應用于臨床的一類治療心血管疾病的藥物，通過阻滯鈣離子L通道， 抑制血管平滑肌及心肌鈣離子內流， 從而使血管平滑肌松弛心肌收縮力降低， 使血壓下降。鈣通道阻滯藥在體內的代謝主要依靠CYP3A，該基因突變可引起CYP3A酶活性下降，可導致體內血藥濃度增加， 藥物的毒性也相應增加， 故應適當減少藥物的用量。[4]
3 展望
藥物基因組學經過十幾年的發展，在藥物代謝、轉運和藥理作用的基因多態性的研究有很大的進展。在有些藥物上有重大突破，如氨基糖苷類的耳聾問題，但更多的藥物研究還都處在起步階段，有待于更加深入的研究。相信隨著病理、藥理機制研究的深入、藥物基因組學研究方法及新技術的不斷的完善，以及個體化用藥基因芯片的研發，不久的將來，很多藥物都可以實現以基因為導向、“量體裁衣”式的個體化用藥治療模式，使臨床用藥更具針對性、高效性和安全性，實現治療學上按基因選藥的個體化用藥的飛躍。 參 考 文 獻
[1]戴樸.聾病的臨床基因診斷[OL].cmechina.net/content/200700003713/02/.
[2]王秋菊.新生兒聽力篩查 期待基因檢測加盟[N]. 健康報，2009-08-07.
[3]樊曉寒，惠汝太.β受體阻滯劑藥物基因組學研究進展[J].中華心血管病雜志，2006. 34（10）947-950.
[4]唐強，劉海玲，劉昭前.抗高血壓藥物的基因組學研究進展[J].中南藥學，2007.5（2）157-160.
[5]劉潔，周宏灝.遺傳藥理學個體化用藥的科學依據[J].中國處方藥，2007. (50)：32-33.
[6]吳壽嶺，李云，劉克儉等.血管緊張素轉換酶和醛固酮合成酶基因多態性與氫氯噻嗪降壓療效的關系［J］.中華心血管病雜志，2005，33：595-598.
基因組學發展范文5
【關鍵詞】京津冀；共享；衡水學院；民族音樂；教學
中圖分類號：G420 文獻標志碼：A 文章編號：1007-0125（2017）11-0229-01
一、加大衡水學院民族音樂教學資源共享
首先，可以為學生搭建跨校的民族音樂選修課程。我們知道，民族音樂課程的內涵和屬性與其他課程有明顯不同，不僅重視民族音樂理論知識的傳授，還注重民族音樂的實用性，為民族音樂的發展奠定了扎實的基礎。衡水學院的民族音樂教學內容呈現出豐富多彩的特色，展現了民族音樂多元的風格，借助民間音樂選修課多樣化的形式，使學生對民間的歌曲、舞蹈、器樂等藝術形式有了更加深刻的認識，能夠讓學生身臨其境感受到博大精深的民族音樂文化精髓。所以，民族音樂選修課程的融合，可以開拓學生的眼界，拓展他們的知識面，不斷加強民族音方萄ё試吹娜諍希達到資源共享，使學生從中吸取知識，提高自身的音樂修養和綜合素質。
其次，可以通過教師資源共享來加強民族音樂課程的構建工作。對于學校教學來說，師資的力量決定了民族音樂教學的開展效果，更決定了民族音樂教學的效果，所以進行優質教師資源共享，可以進一步提升衡水學院民族音樂教學的水平和質量。不同專業的音樂教師，對于民族音樂課程的理解程度不一，在民族音樂教學開展實踐中也會采取不同的教學手段和方法，因而將他們進行資源的整合，不僅可以豐富民族音樂教學課堂，也會進一步提升學生的學習興趣，加強民族音樂教學效果。所以對教師資源優勢進行整合，可以不斷改善教學體制，通過強強聯手來完善民族音樂教學體系，使衡水學院的民族音樂教學內容更加豐富多彩，保留精華內容，展現衡水學校民族音樂教學課程的特色。
最后，可以通過開展講座來分享優秀的民族音樂課程資源。講座是一項面向全體的活動，通過公共教學平臺來展現和傳遞民族音樂的精髓和內涵。顯然，對于高校來說，民族音樂教學講座是非常有必要開展的，不僅擴大了教學場地，而且也可以通過直觀認識加強學生對民族音樂資源的認識，夯實了學生的民間音樂基礎。同時，能夠讓學生了解民族音樂的發展動態和新領域。
這樣一來，衡水學院的民族音樂課程能夠從理論和實踐兩個方面進行高度融合，為社會培養和輸出更多優秀的民族音樂專業人才。學校、教師、學生都要積極進行民族音樂資源的共享，創造機會、搭建平臺，不斷更新共享意識，加強共享行為，加快京津冀協同發展與衡水學院民族音樂教學資源共享的進程。
二、加強衡水學院民族音樂教學資源共享的實踐
首先，可以通過聘請民間音樂專家和藝人參與本校民族音樂教學課程實踐，來進一步拓展資源共享。事實上，對于高校來說，能夠積極加強民族音樂的交流活動，通過跨地域、跨文化的交流互動來提升民族音樂課程的效果，是非常重要的，只有這樣才能為社會培養更多有先進理念的民族音樂人才。所以，對于教學工作者來說，我們必須能夠正視和面對現在民族音樂教學資源共享過程中出現的問題以及需要解決的問題，我們的民族音樂教學課堂必須在保持傳統的基礎上，與現代化的教學理念相結合，從國內外優秀的、成功的教學理念中總結適合于本校的民族音樂教學模式，才能在與時俱進的社會發展中保持民族音樂教學資源的特色。
現今，優秀的民間音樂教學方式層出不窮，也為我們分享了很多優秀的教學資源，所以讓民間音樂專家和藝人走進課堂，走上講臺，無疑是一種非常好的選擇。不僅改變了傳統的民族音樂教學模式，而且也使學生能夠開闊眼界，能夠更加真實感受到民間音樂的魅力，使衡水學院的民族音樂課程教學效果更為突出。
其次，可以通過豐富的教學實踐，來不斷加強民族音樂課程的融合。對于學生來說，只有大量的音樂教學實踐才能檢驗其學習效果。學生的民族音樂理論知識雖然重要，但是也需要一定的音樂實踐來強化民族音樂素養，所以，對于教學工作者來說，我們應該拓展共享渠道，為學生創造更多的實踐平臺，借助音樂會、匯報演出、采風等各種活動來推進學生的實踐工作。
總的來說，高校音樂教學資源共享可以進一步促進京津冀地區協同發展的步伐，對于民族音樂的改革和創新來說，也同樣至關重要。所以，衡水學院也應該以此為契機，加強民族音樂教學資源的整合和共享，通過創新的教學手段來展現京津冀一體化文化協同發展對高校民族音樂教學產生的積極價值和影響。
作者簡介：
基因組學發展范文6
（青年俊才候選人）。主要從事魚類比較基因組學和群體基因組學研究。迄今在BMC Biology、Molecular Biology and Evolution、Molecular Ecology等國際知名學術期刊發表學術論文20余篇。
魚類幾乎占領了地球上所有水域中的生態位，既是生態系統的重要組成部分和生物資源，也是重要的科學研究對象?！爸袊聂~類研究具有源遠流長的歷史。遺憾的是，目前斑馬魚、青、刺魚、鱺魚等成為模式生物的魚類，都是由外國學者所倡導和建立的。某種角度上中國的魚類研究缺少自己的標簽。”郭寶成說。10多年來，郭寶成遨游在魚類世界里，他的身影穿梭在實驗室里、野外采樣現場、講臺上、學術報告會議上，忙碌而又充實。
始于興趣，享受科研
“早在中山大學讀本科的時候，受益于本科生導師制，師從魚類生理學家和魚類養殖學家林浩然院士?！惫鶎毘删褪沁@樣跟魚結了緣。
興趣使然，研究生時期，郭寶成選擇就讀于中國魚類學研究中心――中國科學院水生生物研究所，師從中國魚類分子系統學與生物地理學的杰出研究者――何舜平研究員。郭寶成回憶說：“何老師給了我極大的學術自由，寬松自由的學習氛圍使我感受到了科研是一種享受。”
同時，郭寶成也深刻感知到科研容不得半點浮躁，并且在之后的科研道路上用自己的行動踐行著這一箴言?！昂卫蠋熆偸歉嬲]我們要把有限的時間和精力都投入到實驗室和科研項目上。很多老院士、老科學家，他們一輩子就專注于做一件事?！惫鶎毘梢矆孕?，有付出就會有回報，你的付出即便現在看不到回報，但在未來一定會反饋給你。
2010年，郭寶成順利拿到了中國科學院水生生物研究所水生生物學博士學位，5年的碩博連讀使他在魚類分子進化領域得到了系統的訓練與積累，但是郭寶成卻希望能夠繼續深造，開闊學術視野。“在魚類研究領域，國外無論是在理論上，還是在實際應用中，都有很多值得學習的地方。”博士畢業后，郭寶成先后在瑞士蘇黎世大學和芬蘭赫爾辛基大學繼續從事有關魚類進化基因組學的研究。
國外6年的科研歷程使郭寶成建立了廣泛的學術交流網絡，瑞士蘇黎世大學的Andreas Wagner教授、芬蘭赫爾辛基大學的JuhaMerila教授、德國明斯特大學的Erich Bornberg-Bauer教授、英國皇家學會院士牛津大學的 PerterHoland教授、加拿大麥吉爾大學的Frederic Chain博士、芬蘭赫爾辛基大學的Zitong Li博士都是郭寶成科研路上的合作者。
“其實，科研是沒有國界、不分領域的。我和很多科學研究者都素未謀面，但是我們通常會用e-mail進行交流，共同的興趣愛好驅使我們走到一起。比如，我在瑞士的導師提倡‘idea-driven’，他的實驗室里有做魚的、做酵母的、做老鼠的，大家的研究對象不盡相同，但總是可以相互學習借鑒?！惫鶎毘烧f。
勇于開拓，解鎖魚類基因進化密碼
基因（M）重復作為普遍存在的生物學現象，是基因組和遺傳系統多樣化的重要推動力量。重復基因的功能分化一直是研究熱點，也是郭寶成的研究內容之一。通過數據挖掘，郭寶成發現已有的研究大都集中于重復基因序列堿基變異，插入缺失對重復基因的影響是研究中的“缺口”。因此，他決定以在進化過程中，基因（組）重復尤其突出的魚類為研究對象，系統研究插入缺失對重復基因分化的影響。
郭寶成發現重復基因比單拷貝基因積累了更多的插入缺失，重復基因兩個拷貝均有插入缺失積累，缺失的積累要比插入的積累普遍，插入缺失傾向積累于蛋白質二級結構的環結構域及三級結構的表面，重復基因兩個拷貝間的序列分化程度與其插入缺失積累密度呈顯著的正相關，插入缺失而非堿基變異是重復基因兩個拷貝間蛋白四級結構分化的主要原因。通過總結上述研究成果，郭寶成提出了插入與缺失是重復基因進化的重要動力。研究結果發表于國際知名分子進化刊物Molecular Biology and Evolution，受到編輯與審稿人的高度認可。
生物適應性進化的遺傳基礎是生物學研究的基本問題，了解生物適應性進化的遺傳基礎，對于生物多樣性的保護以及資源的可持續利用至關重要。因此，郭寶成以魚類海水向淡水的適應為其研究的切入點。
已有研究表明，環境因子是方向性選擇的重要動力，因此具有非常高鹽度和溫度梯度變化的波羅的海為研究海洋魚類群體分化提供了天然的實驗室。通過對波羅的海中三刺魚和鯡魚群體的研究，郭寶成發現，遺傳分化發生在三刺魚和鯡魚的整個基因組范圍；而鹽度和溫度的變化是波羅的海三刺魚和鯡魚遺傳分化的動力。為海洋魚類群體分化及局部適應（local adaptation）提供了確鑿的證據，研究成果發表在BMC系列旗艦刊物BMC Biology和分子生態學代表性刊物Molecular Ecology上，發表一年來已受到數十次引用。積跬步，以至千里
“促進和提高中國的魚類進化研究”，這是長久以來縈繞在郭寶成內心的聲音。2016年，郭寶成作為中國科學院動物研究所“百人計劃―青年俊才”候選人從芬蘭歸來。在未來幾年里，一方面，他將以前期的研究成果為切入點，繼續深入研究插入與缺失在重復基因功能分化中的作用及其在魚類物種分化中可能的作用；另一方面，為了研究生物進化的重復性和可預測性，郭寶成擬以發生適應輻射的刺魚類群為研究對象，運用群體基因組學和比較基因組學的方法，研究全球范圍內，刺魚從海水向淡水適應輻射過程中，種內平行進化與種間趨同進化的遺傳基礎，從而進一步揭示適應輻射發生遺傳機制的一般規律。郭寶成已經逐步組建起了屬于自己的魚類進化與基因組學研究團隊，并且得到了國家自然科學基金的資助。
在開展科學研究的同時，郭寶成深知科研平臺在創新型人才的培養中蘊含著巨大的潛力。他說：“人才培養工作是科學研究的重中之重，畢竟科研最終是要由人完成的。就魚類研究在國內的發展來看，我們應該以人為本，培養一批以魚類為研究對象，掌握分子與細胞生物學、遺傳學、基因組學以及生物信息學技術的復合型人才，以此帶動我國魚類研究的發展。”目前.郭寶成的中國科學院動物研究所魚類進化與基因組學研究團隊已經納入了1名博士后、1名博士生和2名碩士研究生，并且正在逐步擴展當中。
在具體的科研人才培養工作中，郭寶成認為，學生獨立思考與動手能力是并重的。他說：“作為學生科研道路上的指引者，我們既要培養學生的獨立思考能力，組織學生參加各種學術會議，開拓眼界，又要培養學生動手解決科學問題的能力。獨立思考能讓學生知道什么是科學研究的重要問題或者亟待解決的問題，而動手能力則為問題的解決提供了保障。”
