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编辑推荐

适读人群 ：本书可供药用植物、中药资源、生药学等相关专业教师、研发人员和相关决策部门参考，也可供上述专业本科生和研究生教学参考。
本书是由国内中药学专家撰写的学术专著，所涉领域为新兴领域，书中内容具有较强的原创性。

内容简介

药用植物亲缘学是研究药用植物的植物亲缘关系-化学成分-疗效(药理活性及传统疗效)间的相关性的一门边缘学科,是中药资源和植物药资源研发的基础工具。本书在药用亲缘学框架下，以植物类群和物种的遗传亲缘关系为线索，系统论述代表性药用族属的植物化学、化学分类学、分子生物学和系统发育关系，以及上述各方面与植物药药代动力学/药效的关联。在药用亲缘学的知识谱系中，增加了药用基因组亲缘学新概念。本书系统梳理药用亲缘学的认识论和研究方法的进化，对研究范式转换提出了初步见解。
本书可供药用植物、中药资源、生药学等相关专业教师、研发人员和相关决策部门参考，也可供上述专业本科生和研究生教学参考。

作者简介

郝大程，大连交通大学环境化工学院，长期从事中药学相关领域研究工作。“Medicinal Plants: Chemistry, Biology and Omics”一书主编。
肖培根，中国工程院院士，中国医学科学院药用植物研究所，研究员，药用植物学家。

目录

绪论　药用植物亲缘学的创始与发展概况　/ 001
0.1　缘起　/ 002
0.2　进展　/ 002
0.3　愿景　/ 004
参考文献　/ 004
第1章　药用植物亲缘学论纲——知识谱系、认识论和范式转换　/ 005
1.1　概述　/ 006
1.2　系统发育基因组学　/ 007
1.2.1　物种进化和多样化机制　/ 007
1.2.2　基因功能预测和进化推演　/ 009
1.2.3　构建和理清物种进化关系　/ 010
1.2.4　预测和追溯侧向基因转移　/ 011
1.3　转录组亲缘学及其他　/ 011
1.4　药用基因组亲缘学：缘起　/ 015
1.5　药用植物亲缘学：传统药物学和生物勘探的路由器　/ 017
1.6　药用植物亲缘学与药用基因组亲缘学　/ 019
1.7　讨论，结论和展望　/ 024
参考文献　/ 026
第2章　化学分类学：基于亲缘学的研发方式　/ 031
2.1　概述　/ 032
2.2　化学分类标志　/ 032
2.2.1　初级代谢产物　/ 032
2.2.2　次生代谢产物（SM）　/ 037
2.2.3　宏量元素和微量元素　/ 057
2.3　代谢组学　/ 057
2.3.1　核心真双子叶植物：菊类植物（Asterids）　/ 057
2.3.2　核心真双子叶植物：蔷薇类植物（Rosids）　/ 059
2.3.3　其他真双子叶植物　/ 059
2.3.4　裸子植物　/ 060
2.3.5　苔藓类　/ 061
2.4　化学信息学和数据库　/ 061
2.5　化学型　/ 064
2.5.1　花　/ 064
2.5.2　果实　/ 064
2.5.3　根　/ 065
2.5.4　鳞茎　/ 065
2.6　讨论和结论　/ 065
参考文献　/ 065
第3章　药用植物基因组/转录组研究和高通量测序　/ 073
3.1　研究背景　/ 074
3.2　植物代谢路径解析　/ 076
3.2.1　萜类　/ 076
3.2.2　皂苷类　/ 078
3.2.3　黄酮类和酚类　/ 079
3.2.4　生物碱　/ 080
3.2.5　芥子油苷（硫苷）　/ 082
3.2.6　聚酮化合物　/ 083
3.2.7　细胞色素p450（CYPs）　/ 083
3.2.8　糖基转移酶　/ 091
3.2.9　其他代谢酶类　/ 092
3.2.10　植物代谢调控　/ 092
3.2.11　组学平台的整合应用　/ 093
3.3　分子标记挖掘　/ 093
3.3.1　微卫星（SSRs）　/ 093
3.3.2　单核苷酸多态性（SNPs）　/ 096
3.4　基因组/转录组学：植物发育和适应机制　/ 098
3.4.1　花　/ 098
3.4.2　茎　/ 099
3.4.3　种子　/ 099
3.4.4　果实　/ 100
3.4.5　叶　/ 101
3.4.6　根　/ 101
3.4.7　鳞茎和根茎部　/ 102
3.5　比较基因组/转录组学和亲缘学　/ 103
3.5.1　生物信息学　/ 103
3.5.2　核心真双子叶植物：菊类植物　/ 103
3.5.3　核心真双子叶植物：蔷薇类植物　/ 104
3.5.4　其他真双子叶植物　/ 105
3.5.5　裸子植物　/ 105
3.5.6　苔藓和其他低等植物　/ 105
3.6　全基因组测序和简化基因组测序　/ 106
3.6.1　基因组测序　/ 106
3.6.2　叶绿体基因组进化　/ 107
3.6.3　线粒体（mt）基因组进化　/ 108
3.6.4　进化和群体遗传学/基因组学　/ 111
3.7　讨论和结论　/ 112
参考文献　/ 114
第4章　基于生物多样性的化学多样性挖掘：毛茛科药用植物亲缘学　/ 123
4.1　研究概述　/ 124
4.2　毛茛科系统学　/ 126
4.3　毛茛亚科（Ranunculoideae）化学成分　/ 129
4.3.1　侧金盏花族（Adonideae）　/ 129
4.3.2　翠雀族（Delphinieae）　/ 129
4.3.3　黑种草族（Nigelleae）　/ 137
4.3.4　铁筷子族（Helleboreae）　/ 137
4.3.5　升麻族（Cimicifugeae）　/ 137
4.3.6　驴蹄草族（Caltheae）　/ 151
4.3.7　星果草族（Asteropyreae）　/ 151
4.3.8　美花草族（Callianthemeae）　/ 151
4.3.9　银莲花族（Anemoneae）　/ 151
4.3.10　毛茛族（Ranunculeae）　/ 184
4.4　唐松草亚科（Thalictroideae），黄连亚科（Coptidoideae），白毛茛亚科（Hydrastidoideae）和白根葵亚科（Glaucidioideae）化学成分　/ 184
4.4.1　唐松草（Thalictrum）演化支　/ 184
4.4.2　耧斗菜（Aquilegia）演化支　/ 185
4.4.3　人字果演化支　/ 185
4.4.4　黄连亚科（Coptidoideae）　/ 187
4.4.5　白毛茛亚科（Hydrastidoideae）　/ 187
4.4.6　白根葵亚科（Glaucidioideae）　/ 187
4.5　传统药物学和当代药理学　/ 187
4.5.1　侧金盏花族　/ 187
4.5.2　翠雀族　/ 190
4.5.3　黑种草族　/ 190
4.5.4　铁筷子族　/ 191
4.5.5　升麻族　/ 191
4.5.6　驴蹄草族　/ 191
4.5.7　星果草族　/ 191
4.5.8　美花草族　/ 192
4.5.9　银莲花族　/ 192
4.5.10　毛茛族　/ 192
4.5.11　唐松草亚科　/ 193
4.5.12　黄连亚科　/ 193
4.5.13　白毛茛亚科和白根葵亚科　/ 194
4.6　亲缘学讨论　/ 194
4.6.1　毛茛科化学成分和系统学的关系　/ 194
4.6.2　毛茛科化学组成和疗效的关联　/ 196
4.7　结论　/ 197
参考文献　/ 197
第5章　毛茛科化合物的药物代谢和药物动力学多样性　/ 203
5.1　研究概述　/ 204
5.2　毛茛科化合物的吸收　/ 205
5.2.1　通过肠道吸收　/ 205
5.2.2　通过皮肤吸收　/ 208
5.3　分布　/ 209
5.4　代谢　/ 217
5.4.1　肠菌群代谢　/ 217
5.4.2　细胞色素P450（CYPs）　/ 217
5.4.3　草药-药物互作　/ 230
5.4.4　草药-草药互作：乌头属　/ 232
5.4.5　草药-草药互作：黄连属　/ 233
5.4.6　Ⅱ相药物代谢酶（DME）　/ 235
5.4.7　Ⅲ相药物代谢：药物转运蛋白　/ 235
5.5　毒性　/ 236
5.6　药物动力学和药效动力学　/ 237
5.7　讨论，结论　/ 239
参考文献　/ 240
第6章　毛茛科植物的抗癌化学多样性：分子机制和功能　/ 249
6.1　研究概述　/ 250
6.2　细胞死亡路径　/ 254
6.2.1　皂苷　/ 254
6.2.2　萜类　/ 257
6.2.3　生物碱　/ 258
6.2.4　强心甾体　/ 259
6.2.5　植物提取物　/ 259
6.3　MicroRNAs，DNA损伤，表观遗传调控　/ 260
6.3.1　MicroRNA　/ 260
6.3.2　DNA损伤和表观遗传调控　/ 261
6.4　氧化过程和代谢　/ 262
6.4.1　抗氧化剂和助氧化剂　/ 262
6.4.2　代谢　/ 263
6.5　抗血管生成和抗转移效应　/ 264
6.5.1　皂苷　/ 264
6.5.2　萜类　/ 264
6.5.3　生物碱　/ 265
6.5.4　植物提取物　/ 265
6.6　免疫调节活性　/ 266
6.7　抗炎活性　/ 266
6.8　构效关系　/ 267
6.9　基因组学，转录组学，蛋白质组学和代谢组学　/ 268
6.10　讨论和结论　/ 269
参考文献　/ 269
第7章　唐松草属药用植物亲缘学　/ 277
7.1　研究概述　/ 278
7.2　化学成分　/ 283
7.2.1　生物碱　/ 283
7.2.2　黄酮　/ 287
7.2.3　三萜皂苷　/ 293
7.2.4　其他　/ 293
7.3　生物活性　/ 293
7.3.1　抗肿瘤　/ 293
7.3.2　抗病毒　/ 293
7.3.3　抗菌消炎和抗氧化　/ 294
7.3.4　其他　/ 294
7.4　亲缘关系　/ 294
7.5　结语　/ 297
参考文献　/ 302
第8章　毛茛属药用植物亲缘学　/ 305
8.1　研究概述　/ 306
8.2　化学成分　/ 306
8.2.1　黄酮类和酚类　/ 306
8.2.2　生物碱　/ 306
8.2.3　三萜及皂苷　/ 307
8.2.4　脂类，挥发性化合物及其他　/ 307
8.3　生物活性　/ 318
8.3.1　抗癌作用　/ 318
8.3.2　抗炎抗氧化镇痛　/ 318
8.3.3　抗菌抗虫抗病毒　/ 319
8.3.4　对心血管系统的影响　/ 320
8.3.5　其他　/ 320
8.3.6　致病性　/ 320
8.4　亲缘关系　/ 321
8.5　结语　/ 325
参考文献　/ 326
第9章　植物亲缘关系、化学成分与疗效间的联系性（药用植物亲缘学）导论　/ 331
9.1　基本概念　/ 332
9.1.1　植物系统发育　/ 332
9.1.2　植物分类　/ 332
9.1.3　研究简史　/ 333
9.2　植物次生代谢产物在植物界中的分布　/ 334
9.2.1　从大系统范围来观察　/ 334
9.2.2　一些重要活性成分在大系统中的分布　/ 335
9.2.3　一个科中活性成分的分布　/ 340
9.2.4　一个属中活性成分的分布　/ 344
9.3　化学分类学的某些基本理论　/ 345
9.3.1　大分子系统学及小分子系统学　/ 345
9.3.2　依万诺夫的有机体物质进化的四条规律　/ 345
9.3.3　频率出现比法则（percentage of frequency rule）　/ 345
9.3.4　生物碱成分生源途径多样化的理论解释　/ 345
9.4　实践应用　/ 346
9.4.1　寻找进口药的国产资源　/ 346
9.4.2　在扩大药用植物资源方面的应用　/ 348
9.4.3　用于草药的质量控制、鉴别及扩大药源　/ 348
9.4.4　帮助预测草药中的化学成分或有效成分以及协助化学成分鉴定和结构测定　/ 354
9.4.5　在寻找新药方面的运用　/ 356
9.4.6　在整理、总结和提高草药经验方面的运用　/ 358
9.4.7　药用植物亲缘学与植物系统学　/ 361
9.5　生物信息学和化学信息学在药用植物亲缘学中的应用　/ 362
9.6　中国药用植物资源的调查、利用、研究和展望　/ 365
9.6.1　药用植物资源普查　/ 365
9.6.2　进口药国产资源的寻找　/ 366
9.6.3　药用原料植物资源利用　/ 366
9.6.4　扩大药用部位和资源综合利用方面的研究　/ 368
9.6.5　通过半合成途径扩大药用植物资源　/ 369
9.6.6　新药用植物资源的发现和整理、提高工作　/ 369
9.7　国外药用植物研究与生产概况　/ 371
9.7.1　世界药用植物的应用区划　/ 372
9.7.2　研究概况及特色　/ 373
9.7.3　世界药用植物生产概况和需求分析　/ 377
9.7.4　动向及展望　/ 378
9.8　传统药物的整理与研究　/ 379
9.8.1　整理研究传统药物的重要意义　/ 379
9.8.2　概念及范围　/ 379
9.8.3　主要成就及进展举例　/ 380
9.8.4　传统药物的研究途径及方法　/ 381
参考文献　/ 382

前言/序言

数千年来，药用植物提供了难以计数的药用活性成分，它们已广泛应用于传统中医药（TCM）和世界各地的传统药物学。目前人们对植物基药用资源的兴趣日益增加，在研发热潮的推动下，从更多种类不同进化水平的植物中发现了许多有用的化合物，如甾体生物碱、皂苷、萜类、糖苷等，对药用植物的化学分类、分子系统发育和药理活性的研究也在不断扩展和深入。药用植物亲缘学（pharmaphylogeny/pharmacophylogeny，即药用亲缘学）是研究药用植物的植物亲缘关系-化学成分-疗效（药理活性及传统疗效）间的相关性的一门边缘学科，是中药资源和植物药资源研发的基础工具。本书在药用植物亲缘学框架下，以植物类群和物种的遗传亲缘关系为线索，系统论述代表性药用族属的植物化学、化学分类学、分子生物学和系统发育关系，以及上述各方面与药效的关联。药用植物亲缘学涉及的学科众多，本书在写作过程中参考了大量新研究文献，结合作者本人实验研究数据，试图反映相关领域新进展，并基于此丰富药用植物亲缘学研究内涵。作者注意汲取新技术、新概念，顺应全球研发趋势，提出药用基因组亲缘学概念。作者提倡综合考察分子系统发育推断和化学分类结果，兼顾疗效，客观认识药用植物亲缘关系，不仅关注国产药用物种，也兼顾相关国外物种，指出基于基因组/代谢组学数据推断是发展趋势。对化学分类和分子系统发育结果的矛盾，进行适当研讨。由于篇幅限制，此书仅为“导论”，“论纲”，意在抛砖引玉，启迪思维，促进相关研究者对药用植物亲缘学的认识，促进学科本身发展及其在医药实践中的应用。今后必然要在药用植物亲缘学指导下研究药用类群的更多物种，促进中药资源可持续利用，找到有潜在治疗价值的新化合物。系统生物学和各种组学理念和技术持续不断融入，为药用植物亲缘学开拓了广阔的发展空间。
各章作者：绪论，第9章，肖培根（中国医学科学院药用植物研究所），郝大程（大连交通大学环境化工学院/生物技术研究所）；第1、2、4、7章，郝大程，肖培根；第3、5、6、8章，郝大程。何春年和彭勇参与了部分章节的文字和绘图工作。
本书由大连交通大学学术著作出版基金、辽宁省自然科学基金（2015020663）和中国医学科学院药用植物研究所资助出版。感谢杨凌、陈士林、葛广波等专家学者长期指导合作。欢迎对本书内容感兴趣的读者与笔者联系交流。E-mail：hao@djtu.edu.cn，pgxiao@implad.ac.cn。新浪微博：@飞着翔着。微信：hdczylhqz。
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