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基因组学发展范文1
关键词：高校音乐；民族音乐；继承；发扬；探讨
民族音乐是民族文化的有机构成元素，也是音乐艺术发展史上的瑰宝。全球的不同国度的音乐文化，无不在本国与他国的交互融合中实现民族文化的传承以及发展。我国拥有56个民族，民族音乐能够映射民族文化鲜明特征，并且其在民族文化中所起到的传承作用也极为明显；其就像是在古老的中华沃土上诞生的艺术奇迹。悠远的中华文化、璀璨夺目的民族音乐文化以及多元化的民族音乐形式，不仅让我国公民陶醉，更让世界为之瞩目。然而由于各方因素，其中的问题亦不少。
一高校音乐教学中民族音乐教育目前的困局以及发展情况
我国民族音乐是非遗项目，因其独到的感染力在全球民族文化中的位置节节攀升。“民族音乐的”、“歌曲与舞蹈之乡”、“音乐文化的奇迹”等等饱含溢美之词的称呼是对中国民族音乐的高度精粹。但是很长一段时间内，高校音乐教学不管是在课程设立抑或教学形式方面，大部分都借鉴西方音乐教学的模式以及形式，在基础乐理、视唱练耳、和声、曲式、复调以及配器等理论的传授过程中，剽窃国外音乐理念的情况居多，而忽略了对本国民族音乐的挖掘以及应用。从中国高校音乐教学的情况来讲，大部分学生对国外艺术了如指掌，而对本国民族艺术文化却知之不祥甚至根本没有去了解的想法。在如今的年代，世界经济一体化的脚步加快，这对我国古老文明的冲击是剧烈的；特别是对我国传统的民族音乐文化来说更是如此。一部分人甚至指出：中国未来的音乐之路会与国外音乐发展之路重合，自此刻意贬低中国民族音乐文化，误导我国高校大学音乐教学，这对中国的民族音乐来说并不公平。而阅览中国高校音乐教程的教学提纲，国外乐理所占的比重极大，而中国民族音乐文化在其中却屈指可数，虽然一部分高校在课程布置方面添加了《民族音乐》教程，然而本国音乐以及民族音乐在其中仅仅是一笔带过，对民族音乐以及民族文化的传承和发展来说意义不大。我国高校音乐教学中无法传承和发展音乐文化是一种异象，有逐渐脱离主流的态势，这应引发我国的重视。
二民族音乐文化在我国高校音乐教学中的价值
上佳的音乐作品通常包括热烈的情感诉求，对学生的德育品质的形成有极大的助益。中国传统的民族音乐文化通常能够显示出巨大的思想价值，高校传授民族音乐的乐理，对学生来说，不但能够增广见闻，也让学生的审美趣味发生转变。民族音乐是中国人最喜闻乐见的音乐形式，其体现了中华民族的风貌与精气神。其在我国漫长的历史变迁中诞生、成长以及成熟，是对社会各方面发展情况的真实记载。高校音乐教学中，把民族音乐文化与高校音乐教学融合，让学生通过对民族音乐的领悟，提升其民族自尊心，让其以本国音乐为荣是当前甚至未来一段时期内我国高校音乐教学的重点。
三我国高校音乐教学中民族音乐文化的传承与发展对策
音乐教育不可能一蹴而就，特别是在体现中国特色的民族文化的传播以及教学中，更应参考高校音乐教学的具体情况，从民族音乐文化的独特历史底蕴方面来升华民族音乐文化的魅力，让学生在喧闹的世界中找到灵魂的归属。
1、高校音乐教学要重视对民族音乐的搜集与规整。民族音乐——特别是少数民族的音乐的搜集与规整，必须充分认知，并透过具象化的策略来进行维护以及传承，发掘并发扬音乐文化遗产。笔者通过走访以及调研了解到：目前能够演唱“川江号子”的艺术家已经屈指可数，外号“陕江号子王”的胡振浩业已达80岁以上的高龄，而可以演唱二百余首川江号子、20类以上的曲牌唱腔的陈邦贵业已年满90岁。此外，对某省某区域的小学生实施调研，可以演唱自身所属民族音乐的学生的比例很小。因此，发掘民族音乐并“抢救”民族音乐文化遗产已经刻不容缓。
2、高校音乐教学要重视对民族音乐教科书的编纂以及推介。教科书承载着高校音乐教学的内容，而编纂与推介民族音乐教科书是高校音乐教学的当务之急。高校应在搜集与规整的前提下，挑选适当的民族音乐材料实施编纂以及改写，并在课程设立与编排方面着眼于民族音乐的挖掘。灿若星河的民族文化、源远流长的民族史实、异彩纷呈的民族音乐艺术呈现方式，均为民族音乐教科书编纂的参考元素。而在民族音乐呈现模式的挑选中，应权衡各民族文化的特征，从思维、民族特征方面凸显民歌、曲艺、唱腔、曲目的独特韵味。高校应综合相异地区民族音乐的继承与发展情况，并重视民族音乐自身的多样性，凸显本国民族文化的独到风格——特别是把高校音乐教学与民族音乐融会贯通，完成地区民族文化的继承来充实高校民族音乐素材。
3、高校音乐应重视对民族音乐课程的构建。课程构建是高校音乐教育的主导方向，应妥善处置国外音乐教育与民族音乐教育的融通。①从国外音乐的引进来实现中外音乐文化的沟通视界的开阔化，在国外音乐中取长补短，让我国音乐能够实现长足的进步。②要从对本民族音乐的发掘中传承我国的丰富的音乐文化内涵，从重塑人类音乐世界的战略高度来传承以及发展本民族音乐文化。而且，我国高校应以风味独特的民族民间乐曲入手，在课程设立方面增加少数民族音乐教程，透过对我国民族音乐的传承，来奠定高校民族音乐在教学中的重要位置。例如：恰当加入乡土音乐内容，创办有着鲜明的区域特征的音乐教程，提升民族音乐文化在高校音乐教育系统中的影响。
4、高校音乐教育应重视对民族乐理知识精通的老师的引入以及培育。对民族音乐的继承和发展来说，一支民族乐理基础扎实的老师团队是不可或缺的；高校必须大力引入我国民族音乐方面的专家来充当大学民族音乐课中的导师。例如：通过聘请我国少数民族传统乐器演奏抑或演绎的音乐界栋梁之才或者可以从民族音乐素材中获得灵感并创编民族歌曲曲目的创作家等等，让师资力量更为充实。此外，应激励老师在校外采风阶段考察民族区域，让其领略民族风情，透过搜集、规整以及研讨来提升民族音乐素质。而透过从民间聘任民间艺术家来校就职，抑或透过开办现场演绎活动以及讨论会，从而让音乐老师从内心深处认同民族音乐文化，让老师与学生在民族音乐文化的熏陶中能够对其进行正确定位，这其实就是对民族音乐文化的继承以及发展。
5、创造性地开发民族音乐教育形式，规整音乐教学资源。推动高校音乐教育革命，通常需要老师在教学形式上进行创新，并调整教学思维，接受新鲜的教学观念——尤其是在民族音乐的教学过程中，高校不但要在常规模式下讲授民族音乐，还应打造民族音乐文化的浓郁气氛，挑选与学生生活息息相关的民族音乐教学形式。例如：创办民族音乐社团，在大学文化的建设中宣扬民族音乐的关键性，让学生以本民族的民族音乐文化为荣；再例如：引入民族歌曲（如新疆舞曲、苗族歌曲等等），让学生领略新疆舞曲的柔媚，苗族歌曲的婉转动听。透过对相异民族歌舞的教学，拉近各民族学生间的距离，推介与发展民族音乐文化。
6、高校音乐教学应重视对民族音乐文化活动的创办。民族音乐文化的继承与发展要有探寻精神以及创新思维——尤其是在少数民族音乐的继承与发展方面。应从地区特征、文化内涵、活动模式以及宣扬媒介上实施全方位解析，探寻出一条与高校音乐教学特征吻合的民族音乐活动创办之路。例如：举行民族音乐实践采风活动，融合地区民族特征，在民族音乐采风阶段，不光要搜集民族音乐材料并实施规整；还要透过组织民族音乐汇演，让优美动听或慷慨激昂的民族民间歌曲传遍神州大地。
7、构建民族音乐教育的优良社会环境。气氛上佳的民族音乐教育环境对调动学生的积极性来说极为关键。高校的民族音乐教学，要引发社会各阶级的关注。在学校中应演播多元化的民族音乐歌曲；在电视节目、播音节目、互联网视频中体现民族文化元素，构成继承与发展民族文化的大环境，体现民族音乐文化的内涵。老师在这方面应让学生多看、多听、多学，通过学生喜闻乐见的形式——比如快板书、讲坛等让学生领略少数民族文化的历史（比如的歌唱家央金兰泽的《爱琴海》，歌颂了神山圣水，于华丽处见真情，也让听者领略了的风情）以及韵味。而学生在网络资源发达的当今社会，能够随处听到民族歌曲，就是为民族音乐文化的继承与发展提供跳板。
四结语
综上，民族音乐在高校音乐教育中的融合以及推介是递进的，高校在归纳以及参考的前提下，应重视创新民族音乐教育的模式。通过多元化、异彩纷呈的民族音乐文化活动并凸显民族音乐自身的感染力，展示各民族的优秀品质，并融入民族文化活动，推动民族音乐文化的继承以及发展，让我国民族音乐为世界所喜爱。
作者:高海燕 单位:太原理工大学艺术学院
参考文献:
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[5]任占忠.世界多元文化背景下高校音乐教育中对我国民族音乐的传承与发展[J].艺术科技,2014,(10):212-212,176.
基因组学发展范文2
细菌遗传学的研究已经随着基因组测序技术的发展而发生变革，这不仅使我们能够获得更多临床和工业上重要细菌的基因信息，也开辟了比较基因组学研究。目前，细菌遗传学的研究结果进一步加强了相关技术的发展，并能够引发基因组中不同组成的功能和相互作用之间的讨论。这些发展加速了对于定量深度测序技术的广泛应用。同时，通过强大的技术以及细菌进化和适应性的多层面研究能够将比较基因组学与功能基因组学提升到一个前所未有的规模。这本书还提出了通过基因组学技术检测细菌的适应性，重点阐述了数据分析与诠释。本书中涉及的大部分资料来自本领域最新的重要文献，这也是在前沿及快速增长的细菌研究领域最强有力的工具。
本书共分6章：1.引言：细菌基因组及基因表达；2.在Sanger测序时代的比较基因组学，分别介绍了细菌基因组的组装与诠释过程、个别案例介绍、基因组大小、编码密度、基因顺序的保留等；3.通过微阵列芯片研究细菌基因组变化， 主要由浅入深介绍DNA微阵列芯片技术的原理、应用以及数据的分析，并通过案例分析介绍比较基因组杂交技术；4.应用下一代测序技术的细菌基因组学研究，介绍了下一代测序技术的原理和数据处理过程，并通过五个细菌基因组测序案例来进行分析；5.细菌基因表达与调控的大规模基因组分析，本章通过介绍基因表达与调控的基本原理和技术，引入下一代测序技术在基因表达和调控中的作用与应用。同时，也通过七个案例详细描述了此研究目前在细菌基因组中的应用；6.在细菌中的DNA甲基化：一例细菌表观遗传学案例，主要介绍了细菌中的DNA甲基转移酶，在基因组中识别DNA甲基化，以及单细胞实时测序技术在检测DNA甲基化中的应用。
本书详细阐述了目前基因组技术在细菌适应性研究上的应用，提供了详细的宏基因组技术方案和细菌基因表达工具。本书的写作深入浅出、通俗易懂，不仅列举了大量的研究实例，还囊括了大量清晰的图片和注释，力求既能涵盖全面的细菌基因组学知识，又能反映现阶段基因组学研究的进展。本书既满足各高等学校微生物类、生物类、生物工程类学科本科教学的需求，同时也满足不同层次和其他相关专业研究生的教学需要。
马雪征，助理研究员
（中国检验检疫科学研究院，卫生检疫研究所）
基因组学发展范文3
[关键词]本草基因组学； 基因组学； 组学； 中药
[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
本草基因组学（herbgenomics）是利用组学技术研究中药基原物种的遗传信息及其调控网络，阐明中药防治人类疾病分子机制的学科，从基因组水平研究中药及其对人体作用的前沿科学。涉及中草药结构基因组、中草药转录组、中草药功能基因组、中草药蛋白质组、中药代谢组、中草药表观基因组、中草药宏基因组、药用模式生物、基因组辅助分子育种、DNA鉴定、中药合成生物学、中药基因组学、中草药生物信息学及数据库等理论与实验技术。
传统药物应用历史悠久，应用方式多样，相关研究主要集中在形态识别、化学物质基础揭示、药效作用分析、资源调查、人工栽培等方面，但长期以来对传统药物基因资源的认识和了解十分薄弱，人才极其匮乏。由于中药原植物基因组信息缺乏，中医药学和现代生命科学之间缺乏沟通的桥梁，新兴的前沿生命科学技术很难应用于传统中医药研究，如对于中药道地性形成和维持的遗传机制及道地性和药性的相互关系缺乏深入了解，已严重影响了我国道地药材的资源保护和新品种选育，中药道地性形成和维持的遗传基础研究急需加强；中药药性的生物学本质研究亟待加强，多年来中药药性研究主要集中在化学和药理方向，但对于中药药性的生物学本质研究还非常薄弱，已从根本上制约了对中药药性的深入研究；中药基因资源是一种珍贵的国家战略资源，国际竞争严峻，韩国、美国、日本等国家已启动许多中药基原物种全基因组研究，对我国传统中药研究领域造成极大挑战。另外，由于大多数药用植物有效成分含量低，分离提取需要消耗大量原料，对天然资源造成极大破坏，也使得多数提取类药物的生产成本很高。
本草基因组学作为新兴学科，广义而言是从基因组水平研究中药及其对人体作用。一方面从基因组水平研究基因序列的多态性与药物效应多样性之间的关系，研究基因及其突变体对不同个体药物作用效应差异的影响，从蛋白质组学角度研究中药作用靶点，特别是中药复方的多靶点效应，为中药配伍提供科学依据，指导药物开发及合理用药，为实现个体化精准医疗提供重要信息和技术保障；另一方面建立含有重要活性成分的中药原植物基因组研究体系，系统发掘中药活性成分合成及优良农艺性状相关基因，解析代谢物的合成途径、代谢物网络及调控机理，为中药道地品种改良和基因资源保护奠定基础，为中药药性研究提供理论基础，对传统药物学理论研究和应用具有重要意义，从基因组层面阐释中药道地性的分子基础，推动中药创新药物研发，为次生代谢产物的生物合成和代谢工程提供技术支撑，创新天然药物研发方式，为优质高产药用植物品种选育奠定坚实基础，推动中药农业的科学发展，对揭示天然药物形成的生物学本质具有重要价值，对培养多学科人才充实到传统药物研究具有引领作用。狭义而言本草基因组学集中研究中草药本身的遗传信息，不涉及对人体的作用。也就是说狭义本草基因组学主要研究中草药结构基因组、转录组、功能基因组、蛋白质组、代谢组、表观基因组、宏基因组，以揭示中药道地性和中药药性的遗传本质。本草基因组学正促进前沿生命科学技术应用到中药领域，推动中药研究迅速走到生命科学的最前沿。
1 本草基因组学的产生和发展
1.1 本草基因组学的产生 从“神农尝百草，一日而遇七十毒”的传说到现存最早的中药学著作《神农本草经》（又称《本草经》），从世界上现存最早的国家药典《新修本草》（即《唐本草》）到本草学巨著《本草纲目》，两千多年来，中药学的发展反映了我国劳动人民在寻找天然药物、利用天然药物方面积累了丰富经验。中药学是中国医药学的伟大宝库，对世界医药学发展作出了巨大贡献。随着现代科学技术的发展，特别是人类基因组计划（Human Genome Project）的提出和完成，对人类疾病的认识和治疗开启了全新的篇章，在此背景下，中药学研究逐渐深入到基因组水平从而导致本草基因组学产生和兴起。
1977年Sanger完成首个物种全基因组测序，噬菌体φX174基因组，大小为5.836 kb[1]；人类基因组计划由美国科学家于1985年率先提出，1990年正式启动，2000年完成，是一项规模宏大，跨国跨学科的科学探索工程，其宗旨在于测定组成人类染色体（指单倍体）中所包含的30亿个碱基对组成的核苷酸序列，从而绘制人类基因组图谱，并且辨识其载有的基因及其序列，达到破译人类遗传信息的最终目的[2-3]。2000年，破译拟南芥Arabidopsis thaliana全基因组，大小为125 Mb，作为第一个植物全基因组测序在植物科学史上具有里程碑意义[4]。我国药用植物有11 146种，约占中药材资源总数的87%[5]，是所有经济植物中最多的一类。同时，药用植物也是S多化学药物的重要原料，目前1/3以上的临床用药来源于植物提取物或其衍生物，其中最著名的青蒿素来源植物是黄花蒿。
中国学者应用光学图谱和新一代测序技术，完成染色体水平的灵芝基因组精细图绘制，通过基因组解析提出灵芝为首个中药基原的药用模式真菌，文章发表在《自然通讯》上，期刊编辑部以特别图片（featured image）形式进行了推介（图1）[6]，认为该论文表明灵芝对于研究传统菌类中药的次生代谢途径及其调控是一个有价值的模式系统。灵芝基因组图谱的公布为开展灵芝三萜等有效成分的合成研究提供了便利，随着这些合成途径的逐步解析，使得通过合成生物学合成灵芝有效成分成为可能。同时，对灵芝生长发育和抗病抗逆关键基因的发掘和认知，将推动灵芝的基因组辅助育种研究，加速灵芝新品种的培育，并为灵芝的科学栽培和采收提供理论指导。
2009年，陈士林团队提出本草基因组计划，即针对具有重大经济价值和典型次生代谢途径的药用植物进行的全基因组测序和后基因组学研究，全基因组测序、组装和分析策略：测序物种的筛选原则，待测物种基因组预分析，测序平台的选择，遗传图谱和物理图谱的绘制，全基因组的组装及生物信息学分析；模式药用植物突变体库的建立和基因功能研究；药用植物有效成分的合成及其调控研究；药用植物抗病抗逆等优良性状的遗传机制研究及优良品种选育。在此基础上，详细介绍了本草基因组方法学研究：全面介绍物种基因组大小、染色体数目测定方法、第二代高通量测序方法、全基因组组装和基因组注释方法、基因组比较等生物信息学分析手段、简要阐述重测序在药用植物全基因组研究中的应用方法。由此，本草基因组学逐渐形成和完善，包括中草药结构基因组、转录组、功能基因组、蛋白质组学、代谢组、表观基因组、宏基因组、基因组辅助分子育种、中药合成生物学、中药基因组学、中草药生物信息学及数据库等内容。基于分子生物学和基因组学的药用植物鉴别是当前研究的活跃领域，用于鉴别的分子生物学和基因组学技术：AFLP、RFLP、RAPD、DNA微阵列技术（microarray）、DNA条形码（barcoding）等，基于基因组鉴别的分子基础是植物分子系统发育关系反映物种进化关系。在这些技术当中，药用植物DNA条形码鉴定策略及关键技术是最受关注的方向，中药材DNA条形码分子鉴定指导原则已列入《中国药典》2010年版增补本Ⅲ和《中国药典》2015年版。
1.2 本草基因组学的发展 2015年国际期刊《科学》增刊详述“本草基因组解读传统药物的生物学机制”，提出本草基因组学为药用模式生物、道地药材研究、基因组辅助育种、中药合成生物学、DNA鉴定、基因数据库构建等提供理论基础和技术支撑（图2）。目前，药用植物基因组学与生物信息学已经进入快速发展阶段，必将对传统药物学产生巨大影响。国内外已经开展青蒿[7]、丹参[8-15]、西洋参[16]、甘草[17]等多种药用植物的大规模转录组研究。基因组序列包含生物的起源、进化、发育、生理以及与遗传性状有关的一切信息，是从分子水平上全面解析各种生命现象的前提和基础。第二代高通量测序技术的飞速发展及第三代单分子测序技术的兴起使测序成本大大降低，测序时间大大缩短，为本草基因组计划的实施奠定了坚实的技术基础。目前，赤芝[6]、紫芝[18]、丹参[19]及铁皮石斛[20-21]等重要药用植物的基因组已完成测序工作并发表，人参、苦荞、穿心莲、紫苏等中草药基因组图谱也完成绘制。
例如为了解析丹参的遗传背景，陈士林团队联合国内外著名高校和研究机构，通过联合测序技术完成了丹参基因组图谱的组装，丹参基因组的完成代表着首个鼠尾草属物种基因组图谱的成功绘制。进化分析显示丹参与芝麻亲缘关系更近，估计其分化时间约6 700万年前。丹参基因组的发表推动首个药用模式植物研究体系的确立。本草基因组学将开辟中药研究和应用的全新领域，把握历史性机遇，将极大提高我国开发中药资源的能力，增强我国中药基础研究实力、提高我国中药研究的自主创新能力，对于加速中药现代化进程具有重大的战略性科学意义，促进中药研究和产业的快速发展[22]。本草基因组学将使中草药生物学研究进入一个崭新的时代――本草基因组时代。
1.3 学科内涵和外延 根据本草基因组学产生和发展过程，主要从3个方面确定学科的内涵，即理论体系、实验技术和应用方向（图3）。本草基因组学形成了高度综合的理论体系，包括从基因组水平研究本草的九大内容：中草药结构基因组、中草药功能基因组、中草药转录组和蛋白质组、中药代谢组、中草药表观基因组、中草药宏基因组、中药合成生物学、中药基因组学、中草药生物信息学等。本草基因组学的实验方法主要包括九大技术：高通量测序技术、遗传图谱构建技术、光学图谱构建技术、基因文库构建技术、突变库构建技术、组织培养与遗传转化、蛋白质分离纯化与鉴定技术、四大波谱技术及联用、基因组编辑技术等。基于本草基因组学的理论体系和实验技术，形成了该学科的七大应用方向：药用模式生物研究、阐明道地药材形成机制、基因组辅助育种、基因资源保护和利用、中药质量评价和控制、中药新药研发、指导相关学科研究。
本草基因组学的学科外延与本草学、中药学、基因组学、生物信息学、分子生物学、生物化学、生药学、中药资源学、中药鉴定学、中药栽培学、中药药理学、中药化学等密切相关（图4）。本草学和中药学为本草基因组学奠定了深厚的历史基础和人文基础，为本草基因组学研究对象的确定提供丰富候选材料，基因组学和生物信息学为本草基因组学提供前沿理论和技术支撑，分子生物学、生物化学、中药化学则为本草基因组学提供基础理论和基本实验技术支持，生药学、中药资源学、中药鉴定学、中药栽培学与本草基因组学互相支撑发展，各学科的侧重点不同，中药药理学、中药化学为本草基因组学的应用提供技术支持。与以上各学科相呼应，本草基因组学促进本草学和中药学从经典走向现代、从传统走向前沿，为中医药更好服务大众健康提供强大知识和技术支撑，扩大了基因组学和生物信息学的研究对象和应用领域，为分子生物学、生物化学、中药化学走向实践应用提供了生动案例，推动生药学、中药资源学、中药鉴定学、中药栽培学从基因组和分子水平开展研究，为中药药理学的深入研究提供理论和技术支持。
2 本草基因组学研究热
本草基因组学借助基因组学研究最新成果，开展中草药结构基因组、中草药功能基因组、中草药转录组和蛋白质组、中草药表观基因组、中草药宏基因组、中药合成生物学、中药代谢组、中药基因组学、中草药生物信息学及数据库等理论研究，同时对基因组研究相关实验技术在本草学中的应用与开发进行评价，推动本草生物学本质的揭示，促进遗传资源、化学质量、药物疗效相互关系的认识，以下详细阐述本草基因组学的研究内容。
2.1 中草药结构基因组研究 我国药用资源种类繁多，因此药用物种全基因组计划测序物种的选择应该综合考虑物种的经济价值和科学意义，并按照基因组从小到大、从简单到复杂的顺序进行测序研究。在测序平台的选择上应以第二代及第三代高通量测序平台为主，以第一代测序技术为辅。近年来，紫芝、赤芝、茯苓、丹参、人参、三七等10余种药用植物被筛选作为本草基因组计划的第一批测序物种，其中赤芝结构基因组发表被《今日美国》（USA Today）以“揭秘中国‘仙草’基因组”为题报道（图5），丹参基因组小（约600 Mb）、生长周期短、组织培养和遗传转化体系成熟等原因，被认为是研究中药活性成分生物合成理想的模式植物[23]。丹参全基因组测序完成已推动丹参作为第一个药用模式植物研究体系形成。
由于多数药用植物都缺乏系统的分子遗传学研究，因此在开展全基因组计划之前进行基因组预分析非常必要。基因组预分析的主要内容包括：①利用条形码等技术对满足筛选原则的待测物种进行鉴定[24-25]；②通过观察有丝分裂中期染色体确定待测物种的染色体倍性和条数；③采用流式细胞术[26]或脉冲场电泳技术估测物种的基因组大小，为测序平台的选择提供参考；④基因组Survey测序，在大规模全基因组深度测序之前，首先对所选药用植物进行低覆盖度的Survey测序，用来评价其基因组大小、复杂度、重复序列、GC含量等信息。
遗传图谱和物理图谱在植物复杂的大基因组组装中具有重要作用。借助于遗传图谱或物理图谱中的分子标记，可将测序拼接产生的scaffolds按顺序定位到染色w上。但遗传图谱的构建需要遗传关系明确的亲本和子代株系，因此其在大多数药用植物中的应用受到限制。物理图谱描绘DNA上可以识别的标记位置和相互之间的距离（碱基数目）。最初的物理图谱绘制多是基于BAC文库，通过限制性酶切指纹图谱、荧光原位杂交等技术将BAC克隆按其在染色体上的顺序排列，不间断地覆盖到染色体上的一段区域[27]。如今，光学图谱OpGen[28]和单分子光学图谱BioNano等[29]依赖于大分子DNA酶切标记的方法常用于物理图谱的绘制。
随着第二代测序技术的快速发展，用于短序列拼接的生物信息学软件大量涌现，常用软件包括Velvet[30]， Euler[31]， SOAPdenovo2[32]， CAP3[33]等。基因组草图组装完成后，可利用生物信息学方法对基因组进行分析和注释，为后续功能基因组研究提供丰富的资源。例如，可以通过GeneScan[34]， FgeneSH[35]等工具发现和预测基因，利用BLAST同源序列比对或InterProScan[36]结构域搜索等方法对基因进行注释，利用GO分析对基因进行功能分类[37]，利用KEGG对代谢途径进行分析等[38]。
2.2 中草药功能基因组研究 根据全基因组序列和结构信息，中草药功能基因组研究充分利用转录组学、蛋白组学、代谢组学等方法，对药用植物的功能基因进行发掘和鉴定，研究内容主要集中于构建模式药用植物平台、次生代谢产物合成途径和调控机制的解析、抗病抗逆等优良农艺性状遗传机制的揭示等。
拟南芥、水稻等重要模式植物均具有大规模的T-DNA 插入突变体库，利用这些突变体库发掘了大量生长发育、抗逆性、代谢相关的重要基因。丹参等模式药用植物全基因组序列和大规模突变体库的建立将为药用植物研究提供丰富的资源和材料，从而推动药用植物功能基因研究， 尤其是次生代谢途径相关基因的鉴定进程，突变体库中的一些具有抗逆、抗病、高产等优良性状的突变株系以及转基因植株也是良好的新种质资源。药用植物有效成分的生物合成途径和调控方面的研究还很薄弱，主要集中在长春花、青蒿和甘草等少数物种，一些具有重大商业价值的天然药物，如紫杉醇、长春碱、喜树碱等生物合成途径至今还未被完全解析，已有报道多采用单基因研究策略。本草基因组学为次生代谢途径相关基因的“批量化”发掘奠定基础，对次生代谢产物的生物合成及代谢工程等应用领域产生重要影响。
与生长发育、抗逆抗病、重要遗传性状及种质性状控制相关的基因是药用植物重要的功能基因，利用基因组注释信息，发掘优良基因，运用基因工程的手段打破生殖隔离，培育活性成分含量高的具有优良农艺性状的新品种，为活性成分的大量提取和广泛临床应用奠定基础[39]。中草药结构基因组将为转录组分析和基因组重测序研究提供参考序列，通过对种内或品种间种群个体的转录组测序和重测序可快速、准确、大规模地发现SNP，SSR，InDel等分子标记，加速分子标记和优良性状的遗传连锁研究，快速发现药用植物的表型、生理特征与基因型的关系，提高育种工作效率[39]。
2.3 中药组学其他研究 中草药转录组学是中草药功能基因组学的重要研究内容，是在整体水平上研究中草药某一生长阶段特定组织或细胞中全部转录本的种类、结构和功能以及基因转录调控规律的科学。中草药转录组研究为鉴定中草药植物生长发育及抗病抗逆等优良性状相关的基因功能提供基础[40-41]。目前，在多数中草药植物无法进行全基因组测序的情况下，转录表达谱研究成为比较基因序列、鉴定基因表达的一种快速方法。通过对中草药不同组织部位、不同生长时期、不同生长环境下的转录组进行比较分析，可有效发掘参与中草药植物生长发育及抗病抗逆等优良性状相关基因。
中药蛋白质组学是将蛋白质组学技术应用于中药研究领域，一方面通过比较对照细胞或动物组织的蛋白质表达谱和给予中药后蛋白质表达谱的差异，可找到中药的可能靶点相关蛋白质，另一方面不同中草药及其不同组分例如根茎叶中蛋白质组的差异，以评价中草药活性成分与其生长过程中蛋白组变化的关系，寻找中药高活性的机制。不同于其他蛋白质组学，中药蛋白质组学的研究对象为中草药本身及用中药（单体化合物、中药组份或复方）处理后的生物体（细胞或组织），发现中药的有效成分及作用机制。中药蛋白质组学的研究目标包括：中药药物作用靶点的发现和确认，特别是中药复方的多靶点效应，蛋白质组学能更好发现中药复方的多种靶点，研究中药植物蛋白质组成差异，阐明中药作用机制及中药毒理作用机制，以及为中药配伍提供科学依据。
中药代谢组学结合中草药结构基因组解析代谢物的合成途径、代谢物网络及调控机理，研究内容主要包括药用植物的鉴别和质量评价，药用植物品种选育及抗逆研究，初生、次生代谢途径解析，代谢网络、代谢工程研究及合成生物学研究等几个方面，最终为药用植物品种选育、创新药物研发和质量安全性评价奠定基础。
中药基因组学从基因水平研究基因序列的多态性与药物效应多样性之间的关系，研究基因及其突变体对不同个体药物作用效应差异的影响，以此平台指导药物开发及合理用药，为提高药物的安全性和有效性，避免不良反应，减少药物治疗费用和风险，实现个体化精准医疗提供重要信息和技术保障。例如，Sertel等[42]经基因检测得出53/56的基因上游位置包含一个或多个c-Myc/Max结合位点，c-Myc和Max介导的转录控制基因表达可能有助于提高青蒿琥酯对癌细胞的治疗效果[43]。又如，银杏具有显著的诱导CYP2C19活性效应，研究显示不同CYP2C19基因型个体，银杏与奥美拉唑（omeprazole，广泛使用的CYP2C19底物）存在潜在的中西药互作关系。Chen等 [44]研究了健康志愿者体内六味地黄丸潜在的中-西药相互作用以及是否受基因型影响。
中草药表观基因学是针对本草基因组计划中具有重要经济价值的药用植物和代表不同次生代谢途径的模式药用植物开展表观基因组学研究。研究内容主要包含4个领域：分别是DNA甲基化、蛋白质共价修、染色质重塑、非编码RNA调控。中草药表观基因组学将通过研究重要中药材（药用生物）的基因组信息及其表观遗传信息变化，探索环境与基因、基因与基因的相互作用，解析哪些基因受到环境因素的影响而出现表观遗传变化可能提高中药材的药效品质，哪些表观遗传信息影响中药的性味等。
中草药宏基因组学是以多种微生物基因组为研究对象，对药材生长环境中微生物的多样性、种群结构、进化关系、功能活性以及微生物与药材生长相互协作关系进行研究的一门学科，对于帮助解决中草药连作障碍等现实问题具有重要指导作用。
药用模式生物研究体系的确立是本草基因组学的重大贡献，该体系具有模式生物的共同特征。从一般生物学属性上看，通常具有世代周期较短、子代多，表型稳定等特征。从遗传资源看，基因组相对较小，易于进行全基因组测序，遗传转化相对容易。从药用特点看，需适于次生代谢产物生物合成和生产研究。
3 本草基因组学的实践应用
本草基因组学作为前沿科学，具有很强的理论性，同时该学科涉及的技术方法和理论对中医药实践具有巨大的指导意义。例如，基于中草药结构基因组开发的DNA条形码分子鉴定技术被国际期刊《生物技术前沿》以题为“草药鉴定从形态到DNA的文艺复兴”发表，将给传统中药鉴定带来革命性影响；基于中草药功能基因组和表观基因组研究阐明道地药材的形成机制，将对优质中药生产和栽培技术的改进提供指导；基于本草基因组学构建的基因数据库、代谢物数据库、蛋白数据库等，以及开发的相关生物信息学方法，将为中药药理学、中药化学、新药开发等提供战略资源；基于合成生物学技术实现目标产物的异源生产，具有环境友好、低耗能、低排放等优点，将为天然药物研发提供全新方式。
3.1 道地药材的生物学本质研究 道地药材是优质药材的代表，既受遗传因素的控制，又受环境条件的影响。组学技术可提供有用工具阐明道地药材的分子机制，例如，道地药材“沙漠人参”肉苁蓉Cistanche deserticola是中国最具特色的干旱区濒危药用植物和关键物种，新疆和内蒙古是其重要主产区和传统道地产区，研究表明，内蒙古阿拉善和新疆北疆是肉苁蓉两大生态适宜生产集中区（2类生态型），黄林芳等[45]对两大产区肉苁蓉化学成分、分子地理标识及生态因子进行考察。应用UPLC-Q-TOF/MS技术对肉苁蓉苯乙醇苷及环烯醚萜苷类成分进行分析；基于psbA-trnH序列对不同产地肉苁蓉进行分子鉴别及分析；通过“中国气象科学数据共享服务网”，获得两大产区包括温度、水分、光照等生态因子数据；运用生物统计、数量分类等分析方法，对肉苁蓉进行生态型划分。UPLC-Q-TOF/MS分析表明，内蒙古与新疆产肉苁蓉明显不同，鉴定出16种成分，其中2′-乙酰毛蕊花糖苷可作为区分两大产地肉苁蓉的指标成分；psbA-trnH序列比对分析发现，肉苁蓉不同产地间序列位点存在差异，新疆产肉苁蓉在191位点为G，内蒙古产则为A，NJ tree分析表明，肉苁蓉2个产地明显分为2支，差异显著；生态因子数据亦表明，肉苁蓉的两大气候地理分布格局，为研究不同生态区域中药生态型及品质变异的生物学本质提供了一种新思路，也为深化道地药材理论研究奠定重要基础。
另外，针对同一药材在不同种植区域，开展中草药表观基因组研究，明确不同生产区域的遗传变异，特别是环境不同对药材表观遗传的修饰作用，包括DNA甲基化修饰、小RNA测序分析、染色质免疫共沉淀分析等。此外，土壤微生物也是道地药材生长环境中的重要因素。采用宏基因组分析土壤微生物群落，为揭示土壤微生物和药材生长的相互作用提供依据。
3.2 中药分子标记用于中药质量控制研究 本草基因组和功能基因组研究为开发药材分子标记提供了丰富基因资源。基于基因组的分子标记有AFLP， ISSR， SNP等，基于转录组的分子标记有SSR等。当前国际上最受关注的分子标记是DNA条形码，已经构建标准操作流程和数据库、鉴定软件，可广泛应用于中药企业、药房、研究院所和大专院校等。中药材DNA条形码分子鉴定指导原则已被纳入《中国药典》，植物药材以ITS2序列为主、psbA-trnH为辅助序列，动物药材以COI序列为主、ITS2为辅助序列，在此基础上，进一步开发了质体基因组作为超级条形码对近缘物种或栽培品种进行鉴定。该体系可广泛应用于中药材种子种苗、中药材、中药超微破壁饮片、中成药等鉴定，已出版专著《中国药典中药材DNA条形码标准序列》和《中药DNA条形码分子鉴定》。
3.3 本草基因资源的保护与利用 随着本草基因组研究的发展，本草遗传信息快速增加，灵芝基因组论文被Nature China网站选为中国最佳研究（图6），迫切需要一个通用平台整合所有组学数据。数个草药数据库已经被建立，例如草药基因组数据库（http：//）、转录组数据库（http：//medicinalplantgenomics.msu.edu）、草药DNA条形码数据库（http：///en）、代谢途径数据库（http：//）等。但是这些数据库缺乏长期维护，对使用者要求具备一定生物信息学技能。因此整合DNA和蛋白质序列、代谢组成分信息，方便使用的大数据库十分必要和迫切。进一步提升生物信息分析方法，更好地利用基因组和化学组信息解析次生代谢产物的生物合成途径，将有助于有效设计和寻找植物和真菌药物。
利用简化基因组测序技术获得数以万计的多态性标记。通过高通量测序及信息分析，快速鉴定高标准性的变异标记（SNPs），已广泛应用于分子育种、系统进化、种质资源鉴定等领域。利用该技术可以筛选抗病株的特异SNPs位点，建立筛选三七抗病品种的遗传标记，辅助系统选育，有效的缩短育种年限。通过系统选育的方法获得的抗病群体，并采用RAD-Seq技术筛选抗病株的SNPs位点，为基因组辅助育种提供遗传标记，进而有效缩短了三七的育种年限，加快育种进程。利用遗传图谱识别影响青蒿产量的基因位点取得突破，于《科学》[7]，该文基于转录组及田间表型数据，通过构建遗传图谱识别影响青蒿素产量的位点。青蒿植株表型的变异出现在Artemis的F1谱系中，符合高水平的遗传变异。Graham等[7]发现与青蒿素浓度相关的QTL分别为LG1，LG4及 LG9（位于C4）。在开发标记位点用于育种的同时，Graham等检测了23 000株植株的青蒿素含量，这些植株是青蒿的F1种子经甲基磺酸乙酯诱变后于温室培养12周的F2、F3代。结果发现经诱变后的材料大约每4.5 Mb有一个突变，其变异频率小于Artemis中的每1/104碱基对的SNP多态性。该方法能够识别携带有益变异的个体（来源于甲基磺酸乙酯诱变处理），同时亦能识别遗传背景获得提升的个体（由于自然变异而导致有益等位基因分离的个体）。Graham等也检测高产F2代植株青蒿素的含量：尽管F2的植株杂合性较低，但其青蒿素含量比UK08 F1群体植株的含量高。另外，Graham等验证了基于田间试验获得与青蒿素含量相关的QTL在温室培育的高产植株中高效表达。同时发现，大量分离畸变有利于有益的等位基因（位于C4 LG1且与青蒿素产量相关的QTL）。这些数据证实了QTL及其对青蒿素产量的影响，同时也证明了基因型对于温室及田间培育的青蒿材料具有极大影响。
3.4 中药合成生物学研究 结构复杂多样的中药药用活性成分是中药材发挥药效的物质基础，也是新药发现的重要源泉。然而许多中药材在开发和使用的过程中往往面R一系列难题，如许多药材生长受环境因素影响较大；有些珍稀药材生长缓慢，甚至难以人工种植；大多数药用活性成分在中药材中含量低微，结构复杂，化学合成困难；传统的天然提取或者人工化学合成的方法难以满足科研和新药研发的需求，中药合成生物学将是解决这一矛盾的有效途径。中药合成生物学是在本草基因组研究基础上，对中药有效成分生物合成相关元器件进行发掘和表征，借助工程学原理对其进行设计和标准化，通过在底盘细胞中装配与集成，重建生物合成途径和代谢网络，实现药用活性成分的定向、高效的异源合成，从而提升我国创新性药物的研发能力和医药产业的国际核心竞争力[40]。
随着基于高通量测序的中草药结构基因组学和转录组学研究的快速发展，利用生物信息学技术和功能基因组学方法从大量中药原物种的遗传信息中筛选和鉴定出特定次生代谢途径的酶编码基因，将极大加快次生代谢途径的解析进程，为中药合成生物学研究奠定坚实基础。通过优化密码子偏好性、提高关键酶编码基因的表达量、下调或抑制代谢支路等方法来优化和改造异源代谢途径， 按人们实际需求获取药用活性成分[40]。
3.5 中药作用靶点与个性化治疗 中药蛋白质组学将蛋白组学技术应用于中药研究领域，对寻找中药的可能靶点和阐明中药有效成分作用机制具有重要意义。譬如，蒋建东教授团队在小檗碱降血脂研究中开展的突出工作[46]，以及Pan等[47]利用蛋白组学技术分析丹参酮ⅡA对宫颈癌Caski细胞的抑制作用，发现C/EBP同源蛋白和细胞凋亡信号调节激酶1参与丹参酮ⅡA的抑癌作用。对于中药复方的相关作用靶点也有报道，Nquyen-Khuong等[48]探讨了由栝楼、大豆、中药五味子和西地格丝兰提取物组成的混合物作用于人膀胱癌细胞后蛋白质组的表达谱变化，鉴定了多种与能量代谢、细胞骨架、蛋白质降解以及肿瘤抑制相关的蛋白。
青蒿素及其衍生物青蒿琥酯表现出明显的体内外抗肿瘤活性，但其抗肿瘤的分子机制并不明确。研究者采用了基因芯片技术，在转录水平解析青蒿琥酯抗肿瘤相关的基因。再将表达谱数据导入信号通路分析和转录因子分析，结果表明c-Myc/Max可能是作为肿瘤细胞应对青蒿琥酯效应基因的转录调控因子，这一结果可能指导针对不同个体采用不同的治疗策略[42]。由于银杏具有显著的诱导CYP2C19活性效应，通过研究不同CYP2C19基因型健康中国人个体，银杏与奥美拉唑（omeprazole，广泛使用的CYP2C19底物）潜在的中西药互作关系。结果显示，银杏诱导CYP2C19基因型模式依赖的奥美拉唑羟基化反应，随后降低5-羟基奥美拉唑肾脏清除率。银杏和奥美拉唑或其他CYP2C19底物共同服用可显著减弱其药效，还需更多证据支持[49]。这一研究证实个体化治疗基于人体基因差异，可能发挥更好疗效。
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基因组学发展范文4
【关键词】 药物基因组学 个体化用药 遗传多态性 疗效 毒副作用
早在20世纪50年代我们就知道遗传因素对药物反应的影响，典型的例子是蚕豆病，该病因遗传缺陷导致葡萄糖6-磷酸脱氢酶（G6PD）缺乏，或活性低下，引起一系列生化代谢异常，一般情况下患者无症状，但在吃蚕豆或使用抗疟药伯氨喹啉类及其他具有强氧化作用的药物后就会出现急性溶血反应；再有就是异烟肼的乙酰化作用，因个体乙酰化速度不同，导致不同个体使用同等剂量异烟肼时出现疗效差异，甚或发生毒副反应的现象。20世纪90年代，药物基因组学的出现使我们对不同个体用药后的药物反应差异有了更深入了解，对很多以前难以解释的药物反应现象有了合理的解释，对指导临床合理用药也有了更加科学的依据。
1 药物基因组学的概念
药物基因组学是基因功能学与分子药理学的有机结合，是研究基因序列变异及其药物不同反应的科学，以药物效应及安全性为目标，运用已知的基因理论研究各种基因突变与药效及安全性的关系，药物基因组学强调个体化；通过它可为患者或者特定人群寻找合适的药物及恰当的剂量，改善病人的治疗效果。
2 药物基因组学的临床意义
药物基因组学的研究涉及储多药物，本文仅以以下两类药物的基因组学研究成果来表述基因组学对指导临床用药的意义。
2.1氨基糖苷类药物与耳聋
氨基糖苷类抗生素自1945年问世以来，因其杀菌作用强、抗菌谱较宽且价格低廉而在临床上广为应用，但其致耳聋的毒性反应也一直困扰着全世界的医生。我国有听力残疾2000万人，其中60%～80%为氨基糖苷类药物中毒所致。
氨基糖苷类抗生素致聋可分为两类，一类因接受了毒性剂量而致聋；另一类则与遗传因素相关。国内外学者均证实：线粒体基因第1555位点A-G的均值性点突变和氨基糖苷类诱导的耳聋关系非常密切。[1]即带有线粒体A1555G点突变基因，哪怕是仅接受常规剂量或仅一次接触氨基糖苷类即可致不可逆的听力损失。这类耳聋占全部氨基糖苷类抗生素致聋患者的30%左右。目前，我国已绘制出不同于西方国家的耳聋基因突变谱，也已开发出针对中国人的耳聋基因芯片检测体系。如能在新生儿出生时或出生后3天内采集脐带血或足跟血筛查聋病易感基因，[2]使易感基因携带者终生避免使用氨基糖苷类药物，则可避免“一针致聋”的悲剧。
2.2抗高血压药物的选择与剂量
原发性高血压的发生与环境因素（生活习惯、烟酒嗜好等）和遗传因素关系密切。目前，临床常用的抗高血压药可分为五类：利尿药、β-受体阻断药、血管紧张素转化酶抑制剂、血管紧张素II受体阻断药和钙通道阻滞药，大多数情况下医生制定治疗方案主要根据病人的年龄、体重、高血压程度、有无并发症等，凭经验、试验性地选择药物和药物剂量，较少考虑遗传因素，很多高血压病人虽已用药，但并未能取得满意疗效。药物基因组学的研究发现：抗高血压药物的疗效与药物遗传多态性有密切关系，如能在用药前测定病人的基因类型，有目的地选择药物和药物剂量，既可使疾病得到及时有效的治疗、减少不良反应的发生，也能减少医疗费用的支出。
2.2.1β-受体阻断药 β-受体阻断药通过降低交感神经功能产生降压作用。影响大部分β-受体阻断药代谢的酶是细胞色素P450酶(CYP)系中的CYP2D6，该酶具有遗传多态性，其基因变异可高度影响CYP2D6的活性。[3]CYP2D6可分为弱代谢型(PM)、中间代谢型(IM)、强代谢型(EM)和超强代谢型(UEM) 4种表型。PM的发生是由于CYP2D6基因突变造成酶活性的缺陷，此型患者代谢药物的能力下降，可导致血药浓度过高， 易诱发严重的不良反应如支气管哮喘、心血管疾病，甚至死亡，对此基因型病人，临床用药应减少药量。IM型者属于强代谢者中较弱的一部分，因基因突变导致酶活性略微降低，此类病人用药也应适当减少剂量。EM是正常人群的代谢表型，故临床上使用常规治疗剂量有效。UEM则是由于出现CYP2D6的多基因拷贝，使酶蛋白高度表达，导致酶活性的显著增高，此基因型代谢药物能力强，从而使血药浓度降低而达不到治疗效果，故应适当增加药量，[4]或改用其他药物。
药效学机制对β-受体阻断药反应的影响较药动学机制更为重要。体内β-受体的数量和受体对药物敏感性的变化是造成个体对β-受体阻断药反应差异的主要原因之一。[5]目前已知β1-受体存在两种突变， 一种位于受体蛋白N端49位，由甘氨酸取代丝氨酸(Ser49Gly)，另一种位于C端389位，由甘氨酸取代精氨酸(Arg389Gly)。研究表明：突变型纯合子( Gly 49 及Gly389) 对β-受体阻断药反应都不及野生型。[4]也就是说，由于基因突变，导致患者对β-受体阻断药的敏感性下降；另一方面，遗传背景不同的种族对β-受体阻断药或激动药的敏感性也存在着差异，[5]这些差异都影响到β-受体阻断药临床应用时的剂量选择。
2.2.2噻嗪类利尿药 噻嗪类利尿药是最常用的基础降压药物，其降压原理是促进钠水排出，减少有效血容量，并扩张外周血管使血压下降。与噻嗪类利尿药降压作用个体差异相关的基因有：α-内收蛋白（α-adducin）、血管紧张素转换酶（ACE）的基因、G蛋白基因、编码WNK酶的基因，此外， NO酶、E298D 突变也与噻嗪类利尿药的降压效果有关。[4]
目前发现α-Adducin 具功能意义的突变为G460T，大量的研究表明， 含至少1个460T突变基因的患者使用利尿药的近期效应是血压(包括平均动脉压)下降幅度更大， 而远期效应则表现为相对其他降压药物而言更明显的降低心肌梗死和中风的发生率。[4]国内有学者[6]报道：ACE基因I/D多态性和氢氯噻嗪的降压作用密切相关，但目前研究结果还不太一致。有报道说：对同时携带ACE的I型等位基因及adducin的Trp460等位基因的患者氢氯噻嗪的疗效最好，而携带ACE的D/D等位基因及adducin的Gly/Trp等位基因的患者用氢氯噻嗪治疗后血压下降最少，[7]所以临床用药时如能联合分析ACE和α-adducin两方面的基因多态性，则有助于预测利尿剂的疗效。
2.2.3血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI) ACEI的降压作用主要通过抑制周围和组织中的ACE，使血管紧张素II生成减少，同时抑制缓激肽酶使缓激肽降解减少，而达到降压目的。ACEI与基因多态性关系的研究主要集中在RAAS，多态位点包括ACE基因I/D、AGT基因M235T和血管紧张素II- I型受体（AT1R）基因A1166C。[8]其中研究最广泛的是ACE基因I/D多态性，用卡托普利、依那普利、赖诺普利和培垛普利研究ACEI抗高血压的疗效，研究结果并不一致，说明：原发性高血压患者对ACEI类药物反应的差异部分由遗传因素决定。有人发现AT1基因多态性(A1166C)与ACEI类药物的降压疗效相关，且此相关性在老年患者和超体重患者中尤为明显。[7]
2.2.4血管紧张素Ⅱ受体阻滞药 沙坦类降压药主要通过阻滞血管紧张素Ⅱ受体，降低外周血管阻力，产生降压作用。沙坦类药物在体内主要依靠CYP2C9代谢， 该基因突变使酶活性明显下降，毒性增加， 疗效降低。另外， CYP11B2 的多态性被证实与血管紧张素Ⅱ受体阻滞药的降压效果相关，该基因突变引起机体对血管紧张素Ⅱ受体阻滞药敏感性增加， 表现为收缩压下降较无突变型明显。[4]
2.2.5钙通道阻滞药(CCI) 钙通道阻滞药是近30年来广泛应用于临床的一类治疗心血管疾病的药物，通过阻滞钙离子L通道， 抑制血管平滑肌及心肌钙离子内流， 从而使血管平滑肌松弛心肌收缩力降低， 使血压下降。钙通道阻滞药在体内的代谢主要依靠CYP3A，该基因突变可引起CYP3A酶活性下降，可导致体内血药浓度增加， 药物的毒性也相应增加， 故应适当减少药物的用量。[4]
3 展望
药物基因组学经过十几年的发展，在药物代谢、转运和药理作用的基因多态性的研究有很大的进展。在有些药物上有重大突破，如氨基糖苷类的耳聋问题，但更多的药物研究还都处在起步阶段，有待于更加深入的研究。相信随着病理、药理机制研究的深入、药物基因组学研究方法及新技术的不断的完善，以及个体化用药基因芯片的研发，不久的将来，很多药物都可以实现以基因为导向、“量体裁衣”式的个体化用药治疗模式，使临床用药更具针对性、高效性和安全性，实现治疗学上按基因选药的个体化用药的飞跃。 参 考 文 献
[1]戴朴.聋病的临床基因诊断[OL].cmechina.net/content/200700003713/02/.
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[3]樊晓寒，惠汝太.β受体阻滞剂药物基因组学研究进展[J].中华心血管病杂志，2006. 34（10）947-950.
[4]唐强，刘海玲，刘昭前.抗高血压药物的基因组学研究进展[J].中南药学，2007.5（2）157-160.
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[6]吴寿岭，李云，刘克俭等.血管紧张素转换酶和醛固酮合成酶基因多态性与氢氯噻嗪降压疗效的关系［J］.中华心血管病杂志，2005，33：595-598.
基因组学发展范文5
【关键词】京津冀；共享；衡水学院；民族音乐；教学
中图分类号：G420 文献标志码：A 文章编号：1007-0125（2017）11-0229-01
一、加大衡水学院民族音乐教学资源共享
首先，可以为学生搭建跨校的民族音乐选修课程。我们知道，民族音乐课程的内涵和属性与其他课程有明显不同，不仅重视民族音乐理论知识的传授，还注重民族音乐的实用性，为民族音乐的发展奠定了扎实的基础。衡水学院的民族音乐教学内容呈现出丰富多彩的特色，展现了民族音乐多元的风格，借助民间音乐选修课多样化的形式，使学生对民间的歌曲、舞蹈、器乐等艺术形式有了更加深刻的认识，能够让学生身临其境感受到博大精深的民族音乐文化精髓。所以，民族音乐选修课程的融合，可以开拓学生的眼界，拓展他们的知识面，不断加强民族音方萄ё试吹娜诤希达到资源共享，使学生从中吸取知识，提高自身的音乐修养和综合素质。
其次，可以通过教师资源共享来加强民族音乐课程的构建工作。对于学校教学来说，师资的力量决定了民族音乐教学的开展效果，更决定了民族音乐教学的效果，所以进行优质教师资源共享，可以进一步提升衡水学院民族音乐教学的水平和质量。不同专业的音乐教师，对于民族音乐课程的理解程度不一，在民族音乐教学开展实践中也会采取不同的教学手段和方法，因而将他们进行资源的整合，不仅可以丰富民族音乐教学课堂，也会进一步提升学生的学习兴趣，加强民族音乐教学效果。所以对教师资源优势进行整合，可以不断改善教学体制，通过强强联手来完善民族音乐教学体系，使衡水学院的民族音乐教学内容更加丰富多彩，保留精华内容，展现衡水学校民族音乐教学课程的特色。
最后，可以通过开展讲座来分享优秀的民族音乐课程资源。讲座是一项面向全体的活动，通过公共教学平台来展现和传递民族音乐的精髓和内涵。显然，对于高校来说，民族音乐教学讲座是非常有必要开展的，不仅扩大了教学场地，而且也可以通过直观认识加强学生对民族音乐资源的认识，夯实了学生的民间音乐基础。同时，能够让学生了解民族音乐的发展动态和新领域。
这样一来，衡水学院的民族音乐课程能够从理论和实践两个方面进行高度融合，为社会培养和输出更多优秀的民族音乐专业人才。学校、教师、学生都要积极进行民族音乐资源的共享，创造机会、搭建平台，不断更新共享意识，加强共享行为，加快京津冀协同发展与衡水学院民族音乐教学资源共享的进程。
二、加强衡水学院民族音乐教学资源共享的实践
首先，可以通过聘请民间音乐专家和艺人参与本校民族音乐教学课程实践，来进一步拓展资源共享。事实上，对于高校来说，能够积极加强民族音乐的交流活动，通过跨地域、跨文化的交流互动来提升民族音乐课程的效果，是非常重要的，只有这样才能为社会培养更多有先进理念的民族音乐人才。所以，对于教学工作者来说，我们必须能够正视和面对现在民族音乐教学资源共享过程中出现的问题以及需要解决的问题，我们的民族音乐教学课堂必须在保持传统的基础上，与现代化的教学理念相结合，从国内外优秀的、成功的教学理念中总结适合于本校的民族音乐教学模式，才能在与时俱进的社会发展中保持民族音乐教学资源的特色。
现今，优秀的民间音乐教学方式层出不穷，也为我们分享了很多优秀的教学资源，所以让民间音乐专家和艺人走进课堂，走上讲台，无疑是一种非常好的选择。不仅改变了传统的民族音乐教学模式，而且也使学生能够开阔眼界，能够更加真实感受到民间音乐的魅力，使衡水学院的民族音乐课程教学效果更为突出。
其次，可以通过丰富的教学实践，来不断加强民族音乐课程的融合。对于学生来说，只有大量的音乐教学实践才能检验其学习效果。学生的民族音乐理论知识虽然重要，但是也需要一定的音乐实践来强化民族音乐素养，所以，对于教学工作者来说，我们应该拓展共享渠道，为学生创造更多的实践平台，借助音乐会、汇报演出、采风等各种活动来推进学生的实践工作。
总的来说，高校音乐教学资源共享可以进一步促进京津冀地区协同发展的步伐，对于民族音乐的改革和创新来说，也同样至关重要。所以，衡水学院也应该以此为契机，加强民族音乐教学资源的整合和共享，通过创新的教学手段来展现京津冀一体化文化协同发展对高校民族音乐教学产生的积极价值和影响。
作者简介：
基因组学发展范文6
（青年俊才候选人）。主要从事鱼类比较基因组学和群体基因组学研究。迄今在BMC Biology、Molecular Biology and Evolution、Molecular Ecology等国际知名学术期刊发表学术论文20余篇。
鱼类几乎占领了地球上所有水域中的生态位，既是生态系统的重要组成部分和生物资源，也是重要的科学研究对象。“中国的鱼类研究具有源远流长的历史。遗憾的是，目前斑马鱼、青、刺鱼、鲡鱼等成为模式生物的鱼类，都是由外国学者所倡导和建立的。某种角度上中国的鱼类研究缺少自己的标签。”郭宝成说。10多年来，郭宝成遨游在鱼类世界里，他的身影穿梭在实验室里、野外采样现场、讲台上、学术报告会议上，忙碌而又充实。
始于兴趣，享受科研
“早在中山大学读本科的时候，受益于本科生导师制，师从鱼类生理学家和鱼类养殖学家林浩然院士。”郭宝成就是这样跟鱼结了缘。
兴趣使然，研究生时期，郭宝成选择就读于中国鱼类学研究中心――中国科学院水生生物研究所，师从中国鱼类分子系统学与生物地理学的杰出研究者――何舜平研究员。郭宝成回忆说：“何老师给了我极大的学术自由，宽松自由的学习氛围使我感受到了科研是一种享受。”
同时，郭宝成也深刻感知到科研容不得半点浮躁，并且在之后的科研道路上用自己的行动践行着这一箴言。“何老师总是告诫我们要把有限的时间和精力都投入到实验室和科研项目上。很多老院士、老科学家，他们一辈子就专注于做一件事。”郭宝成也坚信，有付出就会有回报，你的付出即便现在看不到回报，但在未来一定会反馈给你。
2010年，郭宝成顺利拿到了中国科学院水生生物研究所水生生物学博士学位，5年的硕博连读使他在鱼类分子进化领域得到了系统的训练与积累，但是郭宝成却希望能够继续深造，开阔学术视野。“在鱼类研究领域，国外无论是在理论上，还是在实际应用中，都有很多值得学习的地方。”博士毕业后，郭宝成先后在瑞士苏黎世大学和芬兰赫尔辛基大学继续从事有关鱼类进化基因组学的研究。
国外6年的科研历程使郭宝成建立了广泛的学术交流网络，瑞士苏黎世大学的Andreas Wagner教授、芬兰赫尔辛基大学的JuhaMerila教授、德国明斯特大学的Erich Bornberg-Bauer教授、英国皇家学会院士牛津大学的 PerterHoland教授、加拿大麦吉尔大学的Frederic Chain博士、芬兰赫尔辛基大学的Zitong Li博士都是郭宝成科研路上的合作者。
“其实，科研是没有国界、不分领域的。我和很多科学研究者都素未谋面，但是我们通常会用e-mail进行交流，共同的兴趣爱好驱使我们走到一起。比如，我在瑞士的导师提倡‘idea-driven’，他的实验室里有做鱼的、做酵母的、做老鼠的，大家的研究对象不尽相同，但总是可以相互学习借鉴。”郭宝成说。
勇于开拓，解锁鱼类基因进化密码
基因（M）重复作为普遍存在的生物学现象，是基因组和遗传系统多样化的重要推动力量。重复基因的功能分化一直是研究热点，也是郭宝成的研究内容之一。通过数据挖掘，郭宝成发现已有的研究大都集中于重复基因序列碱基变异，插入缺失对重复基因的影响是研究中的“缺口”。因此，他决定以在进化过程中，基因（组）重复尤其突出的鱼类为研究对象，系统研究插入缺失对重复基因分化的影响。
郭宝成发现重复基因比单拷贝基因积累了更多的插入缺失，重复基因两个拷贝均有插入缺失积累，缺失的积累要比插入的积累普遍，插入缺失倾向积累于蛋白质二级结构的环结构域及三级结构的表面，重复基因两个拷贝间的序列分化程度与其插入缺失积累密度呈显著的正相关，插入缺失而非碱基变异是重复基因两个拷贝间蛋白四级结构分化的主要原因。通过总结上述研究成果，郭宝成提出了插入与缺失是重复基因进化的重要动力。研究结果发表于国际知名分子进化刊物Molecular Biology and Evolution，受到编辑与审稿人的高度认可。
生物适应性进化的遗传基础是生物学研究的基本问题，了解生物适应性进化的遗传基础，对于生物多样性的保护以及资源的可持续利用至关重要。因此，郭宝成以鱼类海水向淡水的适应为其研究的切入点。
已有研究表明，环境因子是方向性选择的重要动力，因此具有非常高盐度和温度梯度变化的波罗的海为研究海洋鱼类群体分化提供了天然的实验室。通过对波罗的海中三刺鱼和鲱鱼群体的研究，郭宝成发现，遗传分化发生在三刺鱼和鲱鱼的整个基因组范围；而盐度和温度的变化是波罗的海三刺鱼和鲱鱼遗传分化的动力。为海洋鱼类群体分化及局部适应（local adaptation）提供了确凿的证据，研究成果发表在BMC系列旗舰刊物BMC Biology和分子生态学代表性刊物Molecular Ecology上，发表一年来已受到数十次引用。积跬步，以至千里
“促进和提高中国的鱼类进化研究”，这是长久以来萦绕在郭宝成内心的声音。2016年，郭宝成作为中国科学院动物研究所“百人计划―青年俊才”候选人从芬兰归来。在未来几年里，一方面，他将以前期的研究成果为切入点，继续深入研究插入与缺失在重复基因功能分化中的作用及其在鱼类物种分化中可能的作用；另一方面，为了研究生物进化的重复性和可预测性，郭宝成拟以发生适应辐射的刺鱼类群为研究对象，运用群体基因组学和比较基因组学的方法，研究全球范围内，刺鱼从海水向淡水适应辐射过程中，种内平行进化与种间趋同进化的遗传基础，从而进一步揭示适应辐射发生遗传机制的一般规律。郭宝成已经逐步组建起了属于自己的鱼类进化与基因组学研究团队，并且得到了国家自然科学基金的资助。
在开展科学研究的同时，郭宝成深知科研平台在创新型人才的培养中蕴含着巨大的潜力。他说：“人才培养工作是科学研究的重中之重，毕竟科研最终是要由人完成的。就鱼类研究在国内的发展来看，我们应该以人为本，培养一批以鱼类为研究对象，掌握分子与细胞生物学、遗传学、基因组学以及生物信息学技术的复合型人才，以此带动我国鱼类研究的发展。”目前.郭宝成的中国科学院动物研究所鱼类进化与基因组学研究团队已经纳入了1名博士后、1名博士生和2名硕士研究生，并且正在逐步扩展当中。
在具体的科研人才培养工作中，郭宝成认为，学生独立思考与动手能力是并重的。他说：“作为学生科研道路上的指引者，我们既要培养学生的独立思考能力，组织学生参加各种学术会议，开拓眼界，又要培养学生动手解决科学问题的能力。独立思考能让学生知道什么是科学研究的重要问题或者亟待解决的问题，而动手能力则为问题的解决提供了保障。”
