药用植物生理学教材建设思考 *

陈 江 马云桐 周 涛 裴 瑾

（成都中医药大学药学院，四川 成都 611137）

植物是生命的主要形态之一，种类众多。药用植物，作为植物中具有特殊价值的一类资源，已经成为人类健康生活的重要物质基础。因其在预防、治疗和人体保健功能上有着重要作用，一直都是研究的热点。随着人们生活方式的改变及对健康生活的认知和追求，药用植物的可持续生产和利用更受重视，加强对药用植物相关学科的基础及应用基础的研究显得尤为重要。

普通植物生理学是研究植物生命活动规律及其与环境相互关系、揭示植物生命现象本质的科学。经过几个世纪的发展，形成了完整的理论体系和技术方法，应用在农业生产特别是提高作物产量中，起到了重要作用［1，2］。普通植物生理学教材已有多个版本，如高等教育出版社潘瑞炽主编的《植物生理学》、科学出版社武维华主编的《植物生理学》以及科学出版社王宝山主编的《植物生理学》等，在综合院校、农林高校及师范类院校等植物相关学科都有使用。药用植物生理学不同于普通植物及农作物生理学，其不仅仅关注植物生长、发育的过程及规律，更关注次生代谢产物的形成与逆境的调控及适应。然而至今为止，还未见编写药用植物生理学特色教材。

药用植物生理学是植物生理学的应用分支学科，与普通植物生理学的不同之处在于研究对象的特殊性。药用植物生理学是中药资源学科的有机组成，目的在于探究药用植物药效及品质形成规律，寻求药用植物培育的技术体系，并用于指导优质中药材的生产。这导致药用植物生理学的教授重点同普通植物生理学有较大差异。作者及团队，一直在中医药高校从事药用植物生理学的教授和研究工作，积累了较为丰富的经验。鉴于至今尚未有适合中药资源相关专业学生学习的药用植物生理学特色教材，本文分析了教材建设的必要性，提出教材编写的框架结构、知识体系及主要内容，总结了药用植物生理学教材建设的特色，以期完善培养中药资源与开发等相关专业人才的知识结构和体系，为中药资源相关专业其他课程的建设发挥一定示范作用。

1 药用植物生理学教材建设的必要性

1.1 是中药资源产业发展的迫切需求新时代以来，中药产业政策红利不断。2016年2月，国务院印发《中医药发展战略规划纲要（2016—2030年）》，将中医药发展提升至国家战略高度，而中药资源作为中医药发展的物质基础，也自然成为国家战略资源［3］。2016年底，第十二届全国人民代表大会常务委员会第二十五次会议通过《中华人民共和国中医药法》，自2017年7月1日起正式施行，标志着我国进入了中医药有法可依的新阶段，为保障中医药的可持续发展奠定了法制基础。2018年7月，为进一步推进实施中药材生产质量管理规范，保证中药材质量安全和稳定，国家市场监督管理总局就《中药材生产质量管理规范（征求意见稿）》公开征求意见。2019年10月，《中共中央国务院关于促进中医药传承创新发展的意见》印发，提出要切实把中医药这一祖先留给我们的宝贵财富继承好、发展好、利用好。这些文件中，都对中药资源的保护和可持续发展提出了新的要求，迫切需求从源头角度，保护并利用好中药资源，提升中药材的质量，为整个中药产业高质量发展提供不竭动力。而要做到中药资源的科学保护、可持续利用以及优质中药材的生产，都迫切需要药用植物生理学的知识和理论，进一步丰富和完善中药资源学科人才培养的知识结构和体系。

1.2 是中药资源学科教材体系的有机组成中药资源学科领域，主要涉及中药资源调查研究、中药材规范化生产、中药资源有效利用、中药资源保护、中药资源产业发展等方面［4，5］。中药资源学科的发展，一方面需要掌握植物本身生长发育规律，做到科学保护和可持续利用；另一方面还要重点阐释药用植物的药效及其品质形成的生理基础，这样才能更好地指导优质药材的生产。药用植物生理学在整个中药资源学科知识结构体系中起到了承上启下的作用，是中药资源学科教材体系的有机组成之一，不仅包括药用植物生命活动的基本规律及与环境的相互关系，还包括有关次生代谢合成及逆境生理等相关教学内容，为阐释药用植物药效及品质形成提供基础。然而，在近年的中药资源与开发学科规划教材中，却没有出现药用植物生理学，因此迫切需要开展药用植物生理学教材的编写。

1.3 是中药资源专业人才素质发展的必然选择育人是高校的首要工作，更是每个高校教师的首要职责。教书育人，最主要就是通过课程来实现育人的理念和实践，培养学生的科学思维习惯，促进文化自信及提高综合素质。中药资源专业的学生，深植大中药文化背景，通过其他基础课程的教授和学习，可以树立起文化自信。但是，作为中药资源专业课程，培养学生科学的逻辑思维及知识体系同样重要。当前，方向的选择是长期困扰我国中药资源产业发展的问题之一［3］。究其原因，作者认为是思维习惯的不同，中西方文化及科学发展的差异一定程度导致了不同的思考方式。如何树立中西兼容的思维，既理解中药天药合一的药效形成过程，又理解药效形成的生理基础。这需要具有普通植物生理学中关于植物生长发育的知识，更需要药用植物生理学中关于次生代谢及逆境生理的相关知识。药用植物生理学的建设可以较好地融合这种知识结构体系，势必成为中药资源相关专业人才素质发展的必然选择。

2 药用植物生理学教材的框架结构与知识体系

作者及团队多年来在中医药院校从事药用植物生理学的教授和科研工作，积累了较为丰富的经验。药用植物是植物中具有特殊价值的一类资源，因其在预防、治疗和人体保健功能上有着重要作用，在国民经济中扮演的重要角色，一直都是研究的重点和热点。研究不仅仅关注药用植物生长、发育的过程及规律，药效及品质是研究关心的首要问题。药用植物生理学除了要揭示药用植物生长发育规律，同时要从生理角度对药用植物资源及品质的形成和影响进行研究，最终生产出优质的药用植物，为人类的健康生活服务。

普通植物生理学的知识框架，以高等教育出版社潘瑞炽主编的《植物生理学》为例，主要按照“水分和矿质营养—物质代谢和能量转换—植物的生长发育”的体系编排，内容包括：植物的水分生理和矿质营养，植物的光合作用、呼吸作用、同化物运输和次生代谢物，细胞信号转导，植物生长物质、生长生理、生殖生理、成熟和衰老生理以及抗性生理。基于药用植物的特殊性，结合中药资源专业开设的其他课程，作者团队认为药用植物生理学的框架，主要应按照“水分和矿质营养—物质代谢和能量转换—药用植物的生长生理—药用植物逆境生理”搭建，内容包括：水分生理和矿质营养、光合作用和呼吸作用、植物生长物质、药用植物的生长生理、药用植物次生代谢和药用植物的逆境生理。以绪论为引领，突出生长生理，重点讲授次生代谢产物及逆境生理。同时，每章节除了讲授基础生理外，重点突出该生理在药用植物生产中的应用，强调对药用植物药效及品质的影响。

3 药用植物生理学教材编写内容

根据药用植物生理学教材的框架结构与知识体系，结合课堂教学时间安排，作者团队认为药用植物生理学教材编写的主要内容包括9 章。第1 章绪论，介绍从植物生理学到药用植物生理学、药用植物生理学的历史和发展及药用植物生理学研究等内容。第2 章植物的水分代谢，包括普通水分生理知识及植物水分代谢在药用植物中的应用。第3 章植物的矿质营养，包括研究植物矿质营养的方法、普通矿质营养生理知识以及矿质营养在药用植物中的应用。第4 章植物的呼吸作用，介绍呼吸作用的概念及其生理意义、普通呼吸生理及植物的呼吸作用在药用植物中的应用。第5 章植物的光合作用，包括普通光合作用的生理知识及植物的光合作用在药用植物中的应用。第6 章植物生长物质，植物生长物质的概念和种类、普通植物生长物质理论知识以及植物生长物质（生长调节剂）在药用植物中的应用。第7 章药用植物次生代谢产物，这是药用植物生理学教材编写的重点，介绍药用植物初生代谢产物与次生代谢产物的关系，包括药用植物次生代谢物的生物合成与积累、药用植物次生代谢产物的生理意义及环境对次生代谢产物的合成影响与调控。第8 章药用植物的生长生理，包括普通植物生长生理及植物的生长生理与药用植物的关系。第9 章药用植物的逆境生理，这也是本书编写的重点，主要包括逆境生理概论、植物冷害与抗冷性、植物冻害与抗冻性、植物旱害与抗旱性、植物涝害与抗涝性、植物盐害与抗盐性、热害生理与植物抗热性、环境污染与植物抗性、病害生理与植物抗病性及植物的逆境生理在药用植物中的应用。

4 药用植物生理学教材的特色

4.1 突出植物生理学在药用植物中的应用植物生理学经过几个世纪的发展，已经形成了完整的理论体系和技术手段，在农业生产的各个领域，都起到了重要的作用。在以往的植物生理介绍中，多以普通植物或传统作物为例，介绍植物生理学的应用，特别是在增加作物产量方面［1，6，7］。例如，对植物的矿质营养生理的认识和理解，重点介绍合理施肥对作物生长和产量的影响。了解植物对光周期或春化作用的需要，重点介绍如何使用人工照光或遮暗及春化处理等办法来调控花期，提高作物繁代提纯等。本教材的编写，在每章节中除了基础生理外，单列一节内容，重点介绍基础生理在药用植物中的利用，特别是对药用植物药效及品质的理解和应用。

4.2 强调次生代谢及逆境生理对药用植物药效及品质的影响植物次生代谢产物，是药用植物及中药药效的物质基础。次生代谢产物的积累是药用植物及中药品质研究的重要内容，积累规律反映了植物个体同环境的相互关系，是环境和个体互作的结晶。次生代谢产物的积累，具有明显的时间特性。在一定的生长时期，特别是初级代谢产物合成过后，植物开始进行次级代谢产物的合成。可以理解为合成最初，主要来源于母体的营养，长到一定程度，接受环境信号刺激后才进行合成积累。与初级代谢产物不同的是，次级代谢产物的合成特别容易受到环境的影响，包括生物和非生物环境的胁迫。环境对次生代谢产物的合成影响很大，从长期进化的角度看，不同的生存环境，将部分特征烙印于遗传基因上，表现为次生代谢产物基因在物种之间不同；从短期看，次生代谢产物的积累，特别是含量的差异有很明显的地域特征，可能是中药道地性差异的原因。从植物整体上讲，其各个器官积累的次生代谢产物不同。同一株植物，虽各个部位遗传物质基本类似，但不同部位所接触到的环境不同，故各个器官所合成的自身代谢产物会出现差异。此外，植物次生代谢产物往往对植物能更好地生存下来起到非常重要的作用。

4.3 整合药用植物生理学最新研究成果及应用近年来，我国药用植物（中药）研究在植物生理层面取得了一系列成果，特别是在药用植物的组织培养［8，9］、次生代谢合成调控［10，11］、环境应答（包括内生真菌）［12，13］等方面。本教材的编写，在介绍普通生理学在药用植物中的应用的基础上，将整合最新、重要的研究成果及应用，这将是药用植物生理学教材编写的一大特色。

5 总结

综上，本文分析了药用植物生理学教材建设的必要性。药用植物生理学教材建设是中药资源产业发展的迫切需求，也是中药资源学科教材体系的有机组成，更是中药资源专业人才素质发展的必然选择。本文提出了药用植物生理学教材的框架结构与知识体系，主要按照“水分和矿质营养—物质代谢和能量转换—药用植物的生长生理—药用植物逆境生理”编排，内容包括绪论、水分生理和矿质营养、光合作用和呼吸作用、植物生长物质、药用植物的生长生理、药用植物次生代谢和药用植物的逆境生理等9 章内容。以绪论为引领，突出生长生理，重点讲授次生代谢产物及逆境生理。药用植物生理学教材的特色在于，重点强调植物生理学在药用植物中的应用，侧重次生代谢及逆境生理，同时整合近年药用植物生理学的最新研究成果。本文思考药用植物生理学教材编写的必要性及建设，以期完善中药资源相关专业人才培养的知识结构和体系，为中药资源相关专业其他课程的建设起到一定示范作用。