·454· 中草药Chinese Traditional and Herbal Drugs第36卷第3期2005年3月 展前景。 药用成分含量增加，从而定向调控药用真菌的品质。焦点在 3.1传统药用真菌的生产：与传统的生产方式相比，应用生 于次生代谢途径中关键的酶和基因的定位、分离及克隆。 物技术进行传统药材生产和品质改进有明显的优点。生物技 3.5药用筛选：应用细胞培养技术，从细胞水平筛选药用成 术在药用真菌生产中的应用主要体现在防病虫害、优化品 分，进而在基因水平上确定其作用机制。中药主要通过调节 质、减少农药和重金属污染等方面。通过转基因技术，使药用 机体的整体机能，即通过对多靶点基因的表达调控而起作 真菌获得自身的抗虫、抗病毒能力，减少栽培过程中农药的 用，单味药和复方药都可通过其对相关药效基因表达的影响 使用，保证中药的天然、安全，从而促进出口和应用。目前野 (即药物基因组学)，在分子水平上建立中药活性检测系统。 生珍贵药用真菌因过度开采已出现濒临灭绝的危机，采用生 利用高通量的基因芯片技术，可以快速、准确进行高效药物 物工程技术对其进行研究开发，通过细胞工程、染色体工程、 的筛选。同时可对药物作用的靶基因进行鉴别，进一步检测 细胞融合等技术，可以培养出天然药用成分含量高的新的药 该药物是否会致畸或造成其他危险，加快特效复方药研制。 用真菌。同时建立适宜于低温液氮冷冻保存技术，对物种进 也可以利用DNA芯片分析用药前后整个机体的不同组织、 行保存，供进一步的研究。 器官基因表达差异。再用mRNA构建cDNA表达文库，然后 3.2地道药用真菌培育选种鉴定：主要利用DNA分子标 用得到的肽库制作肽芯片，即可以从众多的药物成分中筛选 记技术进行生药鉴定，选育地道药用真菌。药用真菌中作为 到起作用的部分物质。 药用的部位称为基原，它的真伪鉴别是中药质量研究、品质 4结语 评价以及药材学、炮制学、化学、药效学研究，乃至临床应用 随着科学技术的飞速发展、各种先进技术的产生与建 中必不可少的前提条件。传统的药用真菌鉴别主要依据的是 立，为药用真菌的研究开辟了更加广阔的领域，特别是在生 药材外观性状，而近代生药学主要从生物分类学（基原鉴 物技术领域，分子生物学已成为现代生命科学的共同语言， 别)、细胞组织学（显微鉴别）、化学（理化鉴别）角度建立了相 它不断地与其他学科进行广泛而深人的横向联系与交叉融 对客观的质量鉴别标准。DNA是最稳定的遗传信息，生物个 合)，为中医药（包括药用真菌）的发展与创新提供了强大 体不同组织器官的部位以至细胞都具备相同的遗传信息，利 的推动作用。将人类基因组学、生物信息学等前沿交叉学科 用基因与药物成分相关性的原理，可以更好的保护、利用及 的一些先进研究方法和手段如DNA分子标记技术、生物芯 寻找新的生药资源。通常采用RAPD技术及RFLP技术鉴 片技术等应用到中医药研究领域中，也将是中药现代化发展 定不同物种，并通过建立DNA指纹图谱，确立地道药材的 的新方向1副]，对药用真菌的开发利用与保护也是一个有益 分子指征（特异的DNA片段），并以其制备特异探针来检测 的启迪。 相应的药材，为中药质量标准化奠定了基础。 References: 3.3利用基因工程和细胞培养技术高效表达和生产天然活 [1]Zhang K C.The situation and feature of research and deve- lopment of pharmaceutical fungi [J.J Food Sci Biotechnol 性成分或转基因真菌：利用转基因技术，将特异基因导入快 (食品与生物技术)，2002,21(1)：99-103. 速生长繁殖的药用真菌中，生产外源基因编码的药用多肽和 [2] Zhou X W,Lin J.Resources of wild Ganaderma spp.in China and their development and utilization [J].Acta Edul 蛋白，是优化种质、解决药用真菌资源短缺问题的一个重要 Fungi(食用菌学报)，1999,6(1)：58-64. 途径16]。对于药用成分明确但含量极低或生长周期较长的 L3] Zhuang Y.Review of medicinal fungi from China [J.Edib Fungi China(中国食用菌)，2001,20(2)：3-5， 药材，可以选取适宜的真菌表达系统，通过转基因技术高效 [4 Lorenzen K,Anke T.Basidiomycetes as a source for new 表达外源基因，从而获得高效表达的药用成分，创造新的药 bioactive natural products [J].Curr Organ Chem,1998,2: 329-364. 用真菌资源。 [5] Wu T S,Shi L S,Kuo S C.Cytotoxicity of Ganoderma lucidum triterpenes []]J Nat Prod,2001,64:1121-1122. 3,4提高代谢产物的含量，获取更多的有效成分：具有中国 [6] Tang Y J,Zhong J J.Role of oxygen supply on submerged 特色的生物技术医药工业中应用最广泛的就是中草药及其 fermentation of Ganoderma lucidum for production of Gano- derma polysaccharide and ganoderic acid [J].Enzyme Microb 药用成分的发酵生产。利用发酵技术人工生产人们所需的药 Technol,2003,32:478-484. 用成分是目前较受欢迎的方法，因此建立具有能够生产药用 [7]Ma F Y,Luo X C.Application of molecular markers in genetic and breeing of edible mushroom [J].Mycosystema 成分较高的细胞系，采用适宜的发酵基质以及选用高效方法 (菌物系统)，2002,21(1)：147-151. 对药用成分进行分离、纯化是该领域的技术关键和研究核心 [8] Hu L Xu Y.Application of AFLP to fungi research [J]. Biotechnology(生物技术)，2003,13(4)：43. 问题。真菌的药用成分绝大部分为次生代谢产物，通过组织 [9] Jiang Q P,Ji H,Zhu ZH,et al.The technique of RAPD and 培养技术和发酵技术，可生产高效表达的天然药用成分。在 its application in the studies of edible and medicinal fungi LJ].J Hebei Acad Sci(河北科学院学报)，2003,20(1)：59- 药用真菌发酵过程中通过添加适合的诱导剂及前体物，促进 64. [10] Terashima K,Matsumoto T,Hasebe K,et al.Genetic 和扩大代谢产物的产量。发酵技术在真菌类药物生产中应用 diversity and strain-typing in cultivated strains of Lentinula 尤为广泛。此外，基因工程产物的扩大生产也主要是通过这 edodes(the shii-take mushroom)in Japan by AFLP analysis LJ.Mycol Res,2002,106(1):34-39、 一技术，生产多肽及蛋白类药物成分。目前的难点和重点在 [11]Terashima K,Katsumoto T,Hasebe K,et al.A genetic 于如何更好的分离、纯化下游产物中的药用成分。反义技术 linkage map of Lentinula edodes (shiitake)based on AFLP makes[J].ycol Res,2002,106(8):911-917. 可以控制某一代谢途径关键酶基因，抑制或激活酶活性，使 [12] Liu ZT,Luo X C.The Biotechnology and Application of·454 · 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 36卷第 3期 2005年 3月 展前景。 3.1 传统药用真菌的生产:与传统的生产方式相比，应用生 物技术进行传统药材生产和品质改进有明显的优点。生物技 术在药用真菌生产中的应用主要体现在防病虫害、优化品 质、减少农药和重金属污染等方面。通过转基因技术，使药用 真菌获得自身的抗虫、抗病毒能力，减少栽培过程中农药的 使用，保证中药的天然、安全，从而促进出口和应用。目前野 生珍贵药用真菌因过度开采已出现濒临灭绝的危机，采用生 物工程技术对其进行研究开发，通过细胞工程、染色体工程、 细胞融合等技术，可以培养出天然药用成分含量高的新的药 用真菌。同时建立适宜于低温液氮冷冻保存技术，对物种进 行保存，供进一步的研究。 3. 2 地道药用真菌培育选种鉴定:主要利用 DNA分子标 记技术进行生药鉴定，选育地道药用真菌。药用真菌中作为 药用的部位称为基原，它的真伪鉴别是中药质量研究、品质 评价以及药材学、炮制学、化学、药效学研究，乃至临床应用 中必不可少的前提条件。传统的药用真菌鉴别主要依据的是 药材外观性状，而近代生药学主要从生物分类学(基原鉴 别)、细胞组织学(显微鉴别)、化学(理化鉴别)角度建立了相 对客观的质量鉴别标准。DNA是最稳定的遗传信息，生物个 体不同组织器官的部位以至细胞都具备相同的遗传信息，利 用基因与药物成分相关性的原理，可以更好的保护、利用及 寻找新的生药资源。通常采用 RAPD技术及 RFLP技术鉴 定不同物种，并通过建立 DNA指纹图谱，确立地道药材的 分子指征(特异的DNA片段)，并以其制备特异探针来检测 相应的药材，为中药质量标准化奠定了基础。 3.3 利用基因工程和细胞培养技术高效表达和生产天然活 性成分或转基因真菌:利用转基因技术，将特异基因导人快 速生长繁殖的药用真菌中，生产外源基因编码的药用多肤和 蛋白，是优化种质、解决药用真菌资源短缺问题的一个重要 途径[16]。对于药用成分明确但含量极低或生长周期较长的 药材，可以选取适宜的真菌表达系统，通过转基因技术高效 表达外源基因，从而获得高效表达的药用成分，创造新的药 用真菌资源。 3.4 提高代谢产物的含量，获取更多的有效成分:具有中国 特色的生物技术医药工业中应用最广泛的就是中草药及其 药用成分的发酵生产。利用发酵技术人工生产人们所需的药 用成分是 目前较受欢迎的方法，因此建立具有能够生产药用 成分较高的细胞系，采用适宜的发酵基质以及选用高效方法 对药用成分进行分离、纯化是该领域的技术关键和研究核心 问题。真菌的药用成分绝大部分为次生代谢产物，通过组织 培养技术和发酵技术，可生产高效表达的天然药用成分。在 药用真菌发酵过程中通过添加适合的诱导剂及前体物，促进 和扩大代谢产物的产量。发酵技术在真菌类药物生产中应用 尤为广泛。此外，基因工程产物的扩大生产也主要是通过这 一技术，生产多肤及蛋白类药物成分。目前的难点和重点在 于如何更好的分离、纯化下游产物中的药用成分。反义技术 可以控制某一代谢途径关键酶基因，抑制或激活酶活性，使 药用成分含量增加，从而定向调控药用真菌的品质。焦点在 于次生代谢途径中关键的酶和基因的定位、分离及克隆。 3. 5 药用筛选:应用细胞培养技术，从细胞水平筛选药用成 分，进而在基因水平上确定其作用机制。中药主要通过调节 机体的整体机能，即通过对多靶点基因的表达调控而起作 用，单味药和复方药都可通过其对相关药效基因表达的影响 (即药物基因组学)，在分子水平上建立中药活性检测系统。 利用高通量的基因芯片技术，可以快速、准确进行高效药物 的筛选。同时可对药物作用的靶基因进行鉴别，进一步检测 该药物是否会致畸或造成其他危险，加快特效复方药研制。 也可以利用DNA芯片分析用药前后整个机体的不同组织、 器官基因表达差异。再用rnRNA构建cDNA表达文库，然后 用得到的肤库制作肤芯片，即可以从众多的药物成分中筛选 到起作用的部分物质。 4 结语 随着科学技术的飞速发展、各种先进技术的产生与建 立，为药用真菌的研究开辟了更加广阔的领域，特别是在生 物技术领域，分子生物学已成为现代生命科学的共同语言， 它不断地与其他学科进行广泛而深人的横向联系与交叉融 合[17]，为中医药(包括药用真菌)的发展与创新提供了强大 的推动作用。将人类基因组学、生物信息学等前沿交叉学科 的一些先进研究方法和手段如DNA分子标记技术、生物芯 片技术等应用到中医药研究领域中，也将是中药现代化发展 的新方向[18]，对药用真菌的开发利用与保护也是一个有益 的启迪。 References: 仁1] Zhang K C. The situation and feature of research and deve- lopment of pharmaceutical fungi [J习.J Food Sci Biotechnol (食品与生物技术)，2002, 21(1): 99-103. [2] Zhou X W, Lin J. Resources of wild Ganaderma spp. in China and their development and utilization仁J]. Acta Edul Fungi(食用菌学报)，1999, 6(1): 58-64. [3] Zhuang Y. Review of medicinal fungi from China [J]. Edib Fungi China(中国食用菌)，2001, 20(2): 3-5. [4] Lorenzen K, Anke T. Basidiomycetes as a source for new bioactive natural products [J]. Curr Organ Chem, 1998, 2: 329-364. 仁5] Wu T S, Shi L S, Kuo S C. Cytotoxicity of Ganoderma lucidum triterpenes仁J]. J Nat Prod, 2001，64: 1121一1122. [6] Tang Y J, Zhong J J. Role of oxygen supply on submerged fermentation of Ganoderma lucidum for production of Gano- derma polysaccharide and ganoderic acid [J]. Enzyme Microb Technol, 2003, 32:478-484. [7] Ma F Y, Luo X C. Application of molecular markers in genetic and breeing of edible mushroom [J]. Mycosystema (菌物系统)，2002, 21(1): 147-151. [8] Hu L Xu Y. Application of AFLP to fungi research [J]. Biotechnology(生物技术)，2003, 13(4): 43. [9] Jiang Q P, Ji H, Zhu Z H, et al. The technique of RAPD and its application in the studies of edible and medicinal fungi [J]. J Hebei Acad Sci(河北科学院学报)，2003, 200): 59- 64. [10] Terashima K, Matsumoto T, Hasebe K, et al. Genetic diversity and strain-typing in cultivated strains of Lentinula edodes (the shii-take mushroom) in Japan by AFLP analysis [J].邺 col Res, 2002, 1060):34-39 [I1] Terashima K, Katsumoto T, Hasebe K, et al. A genetic linkage map of Lentinula edodes (shiitake) based on AFLP makes [J]. Mycol Res, 2002, 106(8):911-917. [12] Liu Z T, Lou X C. The Biotechnology and Application of