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中國傳統醫藥屬于復合系統,其治療機理、目標關聯著多個細胞與基因,調節平衡人體,促進體內整體環境的穩定。中醫藥的材料及其有效的化學成分是相同的,不同類或者組件的化學成分交互作用。傳統的中國醫藥配方,重新組合具有活性成分的單一藥物,或者生成有效物質,或者聯合治療,使得治療效果得以增強,但是也可能增強或降低療效與毒性,也可能使副作用減少或增加,構成新的層次更高的系統,并在人體內發揮系統強大的功能,以及系統內的活性成分與目標系統之間相互的作用。
傳統中國醫學的系統決定著通過支隊提取有效成分的方法,通過治療的單一效果,對傳統中藥或者復方研究療效進行評估,無法得到其本身所具有的本質屬性。因此,傳統中國醫學的物理化學性質和生物活性,不單純需要單一的藥物與化合物,還需要進一步研究目標系統的反應規律之間的化學成分,以及人類的相關影響和協同的方法。在西方,研究中藥的方法常常是拆遷測試,即通過解剖麻雀來發現活性成分的明顯作用,但是卻無法反映中藥方劑在配伍方面的規則。因此,中國傳統醫學要想得到持續發展,不能僅僅局限在“全面”上,也不能單純停留在提取活性成分的水平、純化分離等層面,而是應該立足于中醫理論,與研究現代生物醫學的方法相結合,對于中國醫藥進行系統研究,以期建立起現代中醫學理論體系。
傳統中藥復方充分體現了中醫特有的整體觀念和辨證治療的整體理論,以君臣配伍理論為基礎,通過藥物的精選,全面調節平衡身體機能,發揮祛邪、標本兼治的功效。中國醫藥復方是傳統中國醫學的精華,傳統中藥的復合成分同人體之間呈現出復雜的非線性函數關系。中藥復方的作用機理和整體評估兼容性的特性,必須要全面準確把握復合效應的整體性,傳統中國醫學與人體這兩個復雜系統的相互作用,促成了一個更為先進系統的形成。傳統中國醫學理論只有在這一理念的指導下,與現代科學技術相結合,并發揮二者的相互作用,才能全面闡述中醫的理論、作用機理以及治療的物質基礎。
傳統中藥復方具有對于各種有效成分進行協調的作用,針對器官、治療目標、機體的生理和病理的不同,進行綜合調控,發揮中藥復方的綜合作用。因此,研究傳統中藥復方應該從整體上進行,從而構建中國復合藥品質量評價體系,這是很有必要的。因此,筆者基于化學基團理論,闡述復方中藥的物質基礎和分子作用機制,因為這樣能夠闡明兼容性的規則,有利于相應的中醫辨證研究的開展。
2結語
1.1假基因轉錄物作為ceRNA假基因是一類具有與其功能基因序列相似,通常情況下不具有蛋白質翻譯功能的基因,翻譯過程因提前終止密碼子、移碼突變、插入或缺失而中斷。假基因在基因組中一直被認為是垃圾基因,但隨著研究的深入,發現假基因能通過多個機制促進或抑制其同源基因的表達,增強或抑制其生物功能,其中包括假基因的轉錄物能作為ceRNA吸附miRNA。假基因的轉錄物可以作為理想的ceRNA,是由于它們具有很多與其同源基因相同的MRE。例如,許多在PTEN3′UTR上的保守MRE,也出現在PTEN的假基因PTENP1的轉錄物中,并且過表達PTENP1的3′UTR,并以Dicer依賴的方式上調PTEN的表達水平,這暗示PTENP1轉錄物通過與PTENmRNA競爭共同的miRNA,從而調節PTEN的表達。假基因的轉錄物在ceRNA調控中作為miRNA分子海綿(Sponge),其作用可被功能化。由于假基因的同源基因可能是關鍵致病基因(如腫瘤抑制基因或癌基因),通過ceRNA調節,假基因也能在病理過程中發揮一定作用。如PTEN的假基因PTENP1,與PTEN一樣具有抑制腫瘤的特性,并在一些人類腫瘤中選擇性缺失。對其他假基因的研究發現,過表達KRAS的假基因KRAS1P的3′UTR,能增加KRAS轉錄物的表達,并加速細胞的增殖速度,影響腫瘤的發生。對干細胞多效轉錄因子OCT4的研究發現,其假基因OCT4-pg4在肝癌中被異常激活,且其表達水平與OCT4呈正相關。由于OCT4和OCT4-pg4都能被miR-145作用,因此OCT4-pg4作為天然的miR-145海綿保護OCT4免受miR-145的作用,使OCT4的蛋白表達水平升高,從而促進肝癌細胞的生長和腫瘤的發生。此外,整合子復合物亞基6(Integratorcomplexsubunit6,INTS6)相關假基因INTS6P1能與INTS6競爭結合miR-17-5p,發揮抑癌作用。以上研究表明,假基因在基因組中并非無關緊要,其通過ceRNA的作用方式調節其同源編碼基因的表達,進而在癌癥相關的病理過程中發揮著重要的作用。
1.2lncRNA作為ceRNAlncRNA是一類長度大于200nt、由RNA聚合酶Ⅱ或Ⅲ轉錄、保守性較低的非編碼RNA,并且其轉錄物可通過多種調節機制參與生物學過程。目前已發現超過10000種lncRNA可能具有潛在的ceRNA特性,許多研究已經證實lncRNA作為miRNA和mRNA的競爭平臺,在病理和生理相關過程中發揮重要作用。研究發現,一些異常表達的疾病特異性的lncRNA通過ceRNA介導的相互作用在癌癥的進程中產生深遠影響。在對lncRNA-BGL3的研究中發現,其與PTEN競爭結合miR-17、miR-93、miR-20a、miR-20b、miR-106a和miR-106b,并影響PTEN的表達水平及其下游PI3K/AKT信號通路,進而影響Bcr-Abl的轉化過程和腫瘤的生成。同樣,lncRNA-HLUC在肝癌樣本和細胞系中表達顯著上調。對HLUC上調的多個機制研究中發現,其ceRNA特性是一個復雜的自動環路的一部分:HLUC作為分子海綿抑制miR-372的表達和活性,從而減少miR-372對cAMP依賴性蛋白激酶A催化亞基β(cAMP-dependentproteinkinaseAcatalyticsubunitβ,PRKACB)的抑制作用,而PRKACB能誘導cAMP反應結合蛋白(cAMPresponseelementbindingprotein,CREB)的磷酸化,在肝癌中提高CREB依賴的HULC表達上調。這些研究表明,lncRNA作為ceRNA在相關信號通路和環路中發揮作用,影響癌癥的進程。除了在癌癥進程中的作用,lncRNA亦可作為ceRNA在一些生理過程中發揮重要作用。如內源性lncRNALinc-MD1以ceRNA的方式調控肌肉分化的過程。Linc-MD1能分別結合miR-133和miR-135,從而與它們的靶基因——決定因子樣蛋白-1(Mastermind-likeprotein1,MAML1)和肌細胞特異性增強因子2C(Myocyte-specificenhancerfactor2C,MEF2C)產生競爭性效應。在對另一個lncRNA——H19的研究中發現,其不僅作為let-7的分子海綿調節let-7的表達,而且使let-7的靶基因HGMA2和Dicer在蛋白水平表達上調。由于let-7的表達通常與細胞的分化狀態相關[,在小鼠肌源性細胞C2H2中的研究中發現H19的缺失與過表達let-7產生的效果一致,均可顯著增加肌球蛋白重鏈(Myosinheavychain,MHC)和肌細胞生成素(Myogenin,MyoG)的表達,從而加速肌肉分化。以上lncRNA作為ceRNA在肌肉分化中的作用說明lncRNA以ceRNA角色參與生長發育調節,也可能在其他生物學過程中發揮作用。
1.3CircRNA作為ceRNACircRNA是一類由特殊的選擇性剪切產生的非編碼RNA,與線性RNA不同的是:circRNA呈封閉環狀結構,不受RNA外切酶的影響,表達更穩定。研究表明,某些特殊的circRNA分子富含miRNA結合位點,在細胞中起到miRNA海綿的作用,進而解除miRNA對其靶基因的抑制作用,升高靶基因的表達水平,是一類高效率的ceRNA[34]。如小腦變性相關蛋白1反義鏈(Cerebellardegeneration-relatedprotein1antisense,CDR1as)包含63個保守的miR-7結合位點,該circRNA在細胞中和miRNA效應物密集地結合,能有效地解除miR-7對其靶基因的抑制作用,升高靶基因的表達水平。在斑馬魚(Daniorerio)模型中(本身不表達CDR1as),表達CDR1as與敲除miR-7有類似的效果,都能損傷斑馬魚中腦的發育。研究發現,miR-7作為關鍵調節因子廣泛參與癌癥途徑,如抑制在乳腺癌、膠質瘤等癌癥中表達顯著上調的信號激酶P21激活激酶1(P21-activatedkinase1,Pak1)的表達;miR-7也能通過作用α-突觸白(α-synuclein)編碼的mRNA3′UTR,抑制其表達。這些研究暗示CDR1as因其ceRNA特性能有效地吸附miR-7,可能是神經元功能的調節因子,也可能是神經系統疾病和癌癥治療的潛在靶點。Capel等對另一個已知環狀RNA性別決定區域Y(Sex-determiningregionY,Sry)的RNA研究發現,該RNA含有16個miR-138的結合位點,利用靶點分析實驗和免疫共沉淀實驗證實該環狀RNA能作為miR-138的分子海綿,抑制miR-138的表達。同時,Granados-Riveron等進一步研究發現Sry的正義鏈轉錄物和其反義鏈轉錄物類似,也能發生環化并作為miR-138的分子海綿起作用。目前結合最新生物信息學工具和相關實驗技術在基因組中發現成千上萬種circRNA在特定組織或特定發育階段穩定表達,這暗示circRNA在基因組中的含量很豐富,并非RNA選擇性剪接產生的隨機物,它在一定程度上可能參與基因的表達調控。如利用RNA轉錄組測序(RNAsequence,RNA-seq)數據分析果蠅circRNA的生物合成和功能,發現其circRNA上含有大量保守的miRNA結合位點。結果顯示circRNA作為潛在的高效ceRNA分子,對其進一步的生物學功能研究具有重要意義。以上非編碼RNA作為ceRNA及其生物學功能見表2。
2ceRNA的調節
目前,許多研究已表明ceRNA之間的相互作用,但對于哪些因素可能會影響某個RNA分子發揮其ceRNA功能仍不清楚。我們推測構成ceRNA調控網絡的各個組分的數量級、RNA3′UTR的變化以及RNA結合蛋白(RNAbindingprotein,RBP)的作用都有可能對ceRNA構成的調控網絡產生重要的影響。
2.1ceRNA、miRNA和MRE的數量ceRNA和miRNA的表達水平會影響ceRNA網絡的交互作用。當總的轉錄物數量遠遠超過miRNA數量時,整體的ceRNA關系很弱,因為只有數量有限的miRNA起抑制作用。相反,當miRNA的數量遠大于ceRNA分子數量時,交互作用不太可能發生,因為轉錄物都處于被抑制的狀態。因此,交互調節可能發生在一個所有ceRNA和miRNA數量在近似數量級的網絡中。Kumar等利用RNA-seq分析得到HMGA2和TGFBR3的轉錄物表達水平相似,并且共同結合的let-7家族成員的總表達水平與HMGA2和TGFBR3的表達水平在一個數量級,這進一步用實驗證明最佳的ceRNA對話可能發生在miRNA與ceRNA轉錄物豐度一致的情況下。此外ceRNA間共同的MRE數量也會影響ceRNA調節。為了驗證這一假設,Ala等[44]構建了一個實驗模型:該模型由10個ceRNA和10個miRNA共同組成,但并不是所有的ceRNA都能被這10個miRNA作用。研究發現,當增加其中某一個特定ceRNA表達時,含有更多MRE的RNA表達會顯著上升,而對于不含有共同MRE的其他RNA則幾乎沒有作用。由此說明單個RNA所含MRE的數量也可能決定其在ceRNA調控網絡中的作用。
2.23′UTR的變化目前對于ceRNA的研究主要是基于miRNA作用于RNA的3′UTR而引發的分子間競爭所導致的相互調控。因此,RNA分子3′UTR的變化會影響ceRNA調控。研究發現,RNA剪接和聚腺苷酸化這兩個過程會影響RNA的3′UTR。RNA的剪接會影響分子的穩定性也會減少或增加3′UTR上miRNA的結合位點,聚腺苷酸化常使編碼基因轉錄出更短的3′UTR。對于3′UTR變短的轉錄物,一方面,直接靶向它的miRNA會減少;另一方面,它作為ceRNA調節其他轉錄物的能力也將減弱。Mayr等在研究中發現,3′UTR變短的轉錄物上一些miRNA的結合位點消失。miRNA既可以使mRNA降解,也可以抑制mRNA的翻譯。在不同組織和基因間的實驗發現,3′UTR變短的轉錄物的穩定性更強,并且編碼更多的蛋白質。因此,無論是3′UTR上序列的變化還是長度的變化,都可能影響ceRNA發揮其功能。
2.3RBP與miRNA間的相互影響RBP在許多轉錄后過程中起著重要作用,包括影響RNA剪接、穩定性、轉運和翻譯。RNA間除了相互競爭共同的miRNA,也可能競爭共同的RBP。這兩個調節過程可能不是分開的,它們之間也存在著內在的聯系[17]。RBP不僅與miRNA通過競爭或合作結合特異性位點影響它們靶向的mRNA表達,還可能由于RBP的結合導致RNA二級結構的改變,從而改變了miRNA的結合位點。由于RBPHuR發現得較早,在這方面的研究較多。研究發現RBPHuR和miRNA之間的競爭通常能增強基因的表達,如HuR分別與miR-122、miR-548c、miR-494、miR-16和miR-331-3p競爭結合陽離子氨基酸轉運蛋白1、拓撲異構酶Ⅱα(TopoisomeraseIIalpha,TOP2A)、核仁素(Nucleolin,NCL)、環氧合酶-2(Cyclooxygenase-2,COX2)和ERBB2的mRNA,抑制相應miRNA作用于這些mRNA,從而促進mRNA合成;而HuR和miRNA間的結合通常降低它們靶向mRNA的表達,如HuR能作用C-MYCmRNA3′UTR,上調其表達,但當HuR與let-7的RNA誘導的沉默復合體(RNA-inducedsilencingcomplex,RISC)作用時,會抑制C-MYC的表達[56]。上述研究說明,RBP可能通過與miRNA相互影響,進而在ceRNA網絡產生影響。
3結語
關鍵詞:醫學細胞生物學;教學模式;教學改革
醫學細胞生物學是一門以細胞生物學和分子生物學為基礎,探索研究人體細胞發生、發育、增殖、衰老、死亡以及細胞結構與功能的異常與人類疾病關系的學科[1]。醫學細胞生物學是臨床醫學、檢驗醫學、口腔醫學、預防醫學等醫學專業的一重要基礎課,同時也是生理學、病理學、免疫學、組織胚胎學、藥理學等醫學基礎課程以及后續臨床課程的基礎[2]。學習醫學細胞生物學的基本理論知識有助于醫學專業學生從分子細胞層面理解人體生命活動規律和疾病發生發展進程,為專業課學習和后續的科研工作奠定堅實的理論基礎[3]。醫學細胞生物學是一門實驗操作性極強的學科,實驗教學是這門課程教學工作中的重要實踐環節,在培養學生動手能力、實踐探索能力和科學創新能力等方面具有重要作用[4-6]。傳統的教學理念和教學方法已經不能滿足新時代的需要,如何能在有限的時間內,讓學生系統掌握醫學細胞生物學的基礎理論知識,并熟練掌握基本實驗操作技術,是新形勢下醫學細胞生物學教學改革的一項重要內容[7-8]。本文結合鄭州大學基礎醫學院的實際情況,對醫學細胞生物學理論課及實驗課教學中存在的問題及改革策略進行探討并提出建議,以提高醫學細胞生物學教學質量。
1提高醫學細胞生物學理論課教學質量的建議
1.1理論課教學內容的改革
首先,針對不同專業,因材施教。臨床醫學、檢驗醫學、法醫學、臨床藥學、預防醫學等專業均需要開設醫學細胞生物學。任課教師應該結合教學大綱并根據教材內容,為不同專業的學生制定相應的教學計劃和授課內容,按照學校的課程設置,多方面、多角度、多層次因材施教,提高醫學細胞生物學的課堂教學效果。其次,注重基礎理論,由淺入深。注重教學內容的基礎性,構建并完善由細胞基本結構及其功能、細胞重大生命活動現象及本質等所組成的理論教學體系,加強學生對基本理論知識及基礎實驗技術的理解。授課教師應該以真核細胞的結構與功能為教學重點,使學生對細胞的主要結構及其功能等有系統、全面的了解和認識。然后,精煉教材內容,突出重點。醫學細胞生物學課程的內容較多,但課時有限,所以,任課教師應精煉教材內容,有的放矢授課。該門課程的必修內容是認識人類自身生命活動的基礎,也是認識疾病發生、發展的理論基礎。授課教師在授課過程中要注意精練授課內容,突出重點章節,同時,課后需要對本節課的內容進行歸納總結。
1.2理論課教學方法的改革
首先,使用啟發式教學。授課教師應該在課堂上開展啟發式教學,實現教師與學生的課堂互動。啟發式教學相比傳統單純由教師講課的教學方式更具有優勢,可以更加有效地激發學生的學習興趣。啟發式教學不但注重知識的傳授,更注重能力培養,因此,啟發式教學可提高學生的思維能力和創新能力。其次,使用多媒體教學。醫學細胞生物學課程中有很多細胞結構圖和分子機制圖需要制作成動畫,以使復雜抽象的內容變得直觀有趣,調動學生的學習主動性,增強學生的學習興趣。同時,任課教師可以充分利用網絡資源,搜集醫學細胞生物學的視頻課件資料并運用到課堂教學中。這樣既可以拓展學生的學術視野,又可以提高學生的綜合素質。然后,使用案例式教學。案例教學是在事實案例基礎上的一種開放式、互動式的新型教學方式。醫學專業學生不僅要掌握細胞的結構、功能,還應該熟悉細胞的病理改變與疾病發生發展的關系。但是由于醫學細胞生物學課程的理論性強、內容抽象,所以任課教師應該積極探索案例式教學,以激發學生的學習興趣,提高醫學細胞生物學的教學質量。
1.3理論課考試方式的改革建議
首先,優化考試內容。任課教師可以通過以下幾點優化理論課程的考試內容:(1)建立和完善理論課程的考試題庫,保證理論課程考試的有效性;(2)根據本院開設的臨床醫學、檢驗醫學、預防醫學等專業設置相對應的考試題目;(3)指導學生撰寫綜述性論文或科研標書,以培養醫學專業學生良好的思維能力和創新意識。其次,優化考試形式。任課教師可以通過以下方法優化理論課程的考試方式:(1)構建綜合豐富的考試方式。建立平時成績和期末考試成績相結合的考試體系;(2)增加創新能力考試的比重。任課教師讓學生按照要求寫出科研標書并進行打分;(3)增加平時表現考試的比重。平時表現考試主要是在課堂上對學生回答問題的情況予以評分并記錄。然后,優化評價方案。任課教師可以通過調整期末閉卷考試及平時表現考試優化評價方案。理論課考試中的期末閉卷考試成績占理論課總成績的70%,試題從考試題庫中隨機抽取。同時理論課考試中也包含學生的平時成績,這一部分占總成績的30%,包括學生的出勤情況、課堂上回答問題的情況以及學生完成綜述性論文的情況。
2提高醫學細胞生物學實驗課教學質量的建議
2.1實驗課教學內容的改革建議
首先,優化實驗教學大綱。由于受到課堂學時及硬件條件等方面的制約,很多院校的醫學細胞生物學課程的實驗課內容僅僅局限在一些驗證性和基礎性的實驗。任課教師需要調整教學內容,增開一些與理論課程密切相關并且與學科前沿緊密聯系的綜合設計實驗。這樣可以激發學生的學習興趣,更好地發揮學生的積極性和主觀能動性。其次,培養學生創新能力。任課教師可以在基礎性實驗之外開設一些探索性及創新性較強的綜合實驗,例如細胞融合實驗、細胞凋亡實驗、細胞免疫組織化學實驗和免疫熒光實驗等。培養并提高學生的實際操作能力以及分析問題和解決問題的能力,使學生初步具備進行設計性實驗的能力,提高學生的科研素質和創新能力。然后,設置開創綜合實驗。任課教師應當結合理論課內容及相關臨床應用,修改完善實驗課教學大綱,科學設置實驗內容,培養學生的實驗操作能力,以增強學生的科研興趣為重點,在實驗課教學中適當增加一些開放性強且創新性強的綜合實驗,讓學生運用已掌握的知識與技術進行更深入的研究設想,培養獨立科研工作的能力。
2.2實驗課教學方法的改革建議
首先,應用啟發式教學。與傳統的實驗課教學相比,在啟發式的實驗課教學中,任課教師應該在講解實驗目的和原理后,鼓勵學生根據所學的知識設計實驗過程,然后分析研究最后得到的實驗結果以探索實驗原理。采用啟發式教學可以培養學生的思維能力,引導學生積極思考,啟發學生從不同的角度考慮問題,期提高學生的綜合科研素質。其次,使用多媒體教學。在醫學細胞生物學的實驗課教學中,多媒體技術的應用能夠極大地方便課堂教學工作。多媒體教學形象生動、易于理解,可以方便地解決一些不容易講解或者難以開展的實驗。另外對于某些受條件所限而不便親自操作的實驗,學生可以觀看教學演示片,全面了解這些前沿實驗儀器的結構、性能和用途。然后,開展研究型教學。醫學細胞生物學的實驗課程與科研工作相結合可以提高學生的學習興趣和科研熱情。任課教師在實驗課堂上采用開放式的研究型教學可以激發學生的求知欲,讓學生學會分析問題和解決問題。開放式研究型的實驗課教學,讓學生經歷嚴格的科研訓練,為以后申報、參與以及實施各種創新性科研項目奠定基礎。
2.3實驗課考試方式的改革建議
首先,優化考試內容。為全面、科學地考察學生的實際動手能力以及科研創新能力,改革后的醫學細胞生物學實驗課的考試內容應該以核學生的實驗操作水平為主,以考試學生的理論知識水平為輔。這種改革模式,可以培養學生在實驗操作過程中分析問題、解決問題的能力,并拓寬學生對實驗操作技術在臨床應用中的思考。其次,優化考試形式。建立完善的成績評定體系是保證實驗教學質量的關鍵。實驗課程的考試應是一個全方位、多角度、全時段的綜合評測,包括平時課堂考試及綜合實驗考試,平時課堂考試包括出勤情況、課堂回答問題情況和實驗操作情況、實驗報告完成情況,綜合實驗考試包括實驗理論考試、實驗操作考試、開放性及探索性實驗考試等。然后,優化評價方案。實驗課的考察應該以考察學生運用實驗技術的能力為主,包括以下幾點:(1)考察學生的平時成績,包括出勤情況、實驗報告完成情況等,占實驗課總成績的20%;(2)考查學生的理論水平,包括實驗基本原理、實驗技術手段、實驗操作方法等,占實驗課總成績的20%;(3)考察學生的實驗操作,占實驗課總成績的60%。綜上所述,醫學細胞生物學的教學是教師與學生共同學習、教學相長的過程。在這個過程中,首先任課教師需要不斷提高自身素質,認真做好科研工作并積極學習本課程最先進的理論知識與最前沿的實驗技術。其次,任課教師也需要精心把握課程內容,不斷總結教學經驗,比較各種教學方法的優劣,并將各種教學方法有機結合、交叉運用。同時,任課教師可以根據學生的不同專業方向,改進傳統教學模式中教案和課件的內容,在上課時適量引入案例教學,從而調動學生的學習興趣,提高學生的綜合素質。另外,任課教師也需要加強實驗課教學的比重,改革實驗教學內容,完善實驗教學條件,采用多種教學手段,建立完善評價體系,并不斷探索研究新實驗,使實驗課堂更富有學術氣氛。以上這些舉措是提高醫學細胞生物學的教學質量,培養適應現代社會發展的具有較強的綜合能力和科研素質,具有獨立發現問題、思考問題、分析問題及解決問題能力的創新型醫學專業人才。
作者:鄭皓 單位:鄭州大學基礎醫學院醫學遺傳與細胞生物學系
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關鍵詞:山藥;生物學特性;栽培技術
山藥又稱淮山、山薯、薯蕷、大薯,原產亞洲熱帶地區。我國南北各地均有栽培,以地下肉質塊莖供食,喜溫暖濕潤,忌積水,怕干旱。山藥為中藥、蔬菜兼用,營養豐富,含有大量淀粉及蛋白質、B族維生素、VC、VE、葡萄糖、粗蛋白氨基酸、膽汁堿、尿囊素等。作為中藥可以健脾益胃、助消化、滋腎益精、益肺止咳、降低血糖、抗肝昏迷、延年益壽。一般產值9萬元/hm2左右,與其他作物進行周年間作套種產值可達15.0~22.5萬元/hm2。
1生物學特性
山藥為多年生纏繞草本植物,莖細長,葉對生或3葉輪生,1m以上,葉片心臟形或箭頭形,葉腋間常生1個珠芽(氣生塊莖),亦稱零余子(山藥蛋),可用來繁殖和食用。地下肉質塊莖,分為棍棒狀、掌狀和塊狀3類,表皮粗糙呈淡黃褐色或黑褐色,表面密生細須根,春季自塊莖上生不定芽,肉白色或淡紫色。夏季開花,花單生,乳白色少有結實,都行塊莖繁殖。雌雄異株,穗狀花序,雌花序下垂,雄花序直立,花小,黃綠色。果實有三棱,呈翅狀,成熟后枯黃色。山藥要求高溫,干燥氣候,塊莖10℃開始萌動,生長適溫為25~28℃,在20℃以下生長緩慢,葉蔓遇霜則枯死,短日照能促進塊莖和零余子的形成。
2高產栽培技術
2.1品種選擇
當前栽培的山藥品種主要有2類:一是普通種,通常又叫家山藥,二是大薯又叫田薯。目前栽培的主要品種有淮之、農大短山藥1號等。
2.2土地選擇
選擇地勢高燥、排水良好、土層深厚、松軟的沙壤土或壤土田塊,要求上下土質一致,如下層有較薄的黏重土層,挖溝時挖去,也可種植。土壤以微酸到中性為宜。山藥不能連作,一般應隔3年輪作1次。
2.3種子處理,培育壯苗
應采用零余子(俗稱山藥蛋、山藥豆)和山藥塊莖段作種。種前需曬種1周以上,促進種子內部物質的轉化,打破休眠,殺滅種子表面的病菌。零余子晾曬至表皮呈灰綠色,上面有很多疙瘩突起,用手剝開表皮可見紫綠色的肉。山藥塊莖段晾曬至傷口向內萎縮,并從斷面中間裂開。4月上中旬選擇較肥沃的土壤摻以腐熟農家肥進行集中催芽育苗,可采用10cm×20cm的窩行距,待苗高10cm左右便可移植大田。
2.4栽植
挖溝栽植時,首先把溝內20cm深的熟土取出放在溝兩邊,溝寬30cm,再繼續將溝下40cm深的土層挖松,將拌勻的腐熟農家肥15.0~22.5t/hm2、磷肥750kg/hm2、碳銨450kg/hm2、硫酸鉀375kg/hm2施入其上,并稍加翻挖,最后把溝兩邊的熟土提到溝上,培成寬30~35cm、高20cm的土壟,再將繁育好的山藥苗栽植在土壟上。一般栽4.5~7.5萬株/hm2,水肥條件好,密度宜小。為了便于搭架、田間管理和通風透光,宜采用寬窄行相間栽植,如100cm×70cm×25cm,栽4.65萬株/hm2;或80cm×50cm×25cm,栽6萬株/hm2。
2.5常見的栽培模式
常見的栽培模式有:韭菜與山藥套種、玉米與山藥間套種、蠶豆與山藥套種等模式。蠶豆與山藥套種,一般在10月底11月初整地點蠶豆,來年3月到4月收蠶豆栽山藥,效益可達15萬元/hm2;韭菜與山藥套種,效益可達18萬元/hm2;玉米與山藥間套種高效立體栽培,周年可生產蔬菜,效益更高,可達22.5萬元/hm2以上。
2.6噴施生長調節劑,控徒長,促高產
多效唑對山藥藤蔓生長具有明顯的抑制作用,表現為節間縮短、藤蔓粗壯、葉色濃綠、葉片增厚、頂端新生側枝減少、花蕾發育不良、零余子生長受抑,能使山藥增產10%以上。噴施多效唑的最佳時期在山藥藤蔓滿架,現蕾開花初期,均勻噴施15%多效唑可濕性粉劑1000~1500倍液,生長過旺的田塊可多噴1次,間隔1周。
2.7搭架通風透光
山藥是藤本右旋攀緣性植物,任其自然生長不利于通風透光和產量提高。搭“人”字架應在藤蔓生長到50cm以上進行,支架頂端用架材連接,并用繩子扎牢,以提高支架的撐力和抗風能力,防止倒架。搭架能改善通風透光條件,提高植株中下部葉片的光合作用能力,降低架內的濕度,減少病害,從而提高山藥產量。一般架高在2m左右。
2.8重施鉀肥,促進塊莖膨大
山藥喜有機肥,從播種到發棵都可鋪施。在生長前期以藤蔓生長為主,應適當供應速效氮肥,進入塊莖生長旺期,要重視氮、磷、鉀的配合施用,特別是重視鉀肥的施用,以促進塊莖膨大和物質積累。生長后期要控制氮肥施用量,防止藤蔓徒長。一般使用的鉀肥有硫酸鉀、磷酸二氫鉀、生物鉀肥等。在山藥生長期內,一般需分次追施硫酸鉀600kg/hm2,
才能達到較好的高產效果。生長后期結合防病治蟲,根外噴施0.3%的磷酸二氫鉀溶液2~3次,還可達到保葉防早衰的目的。
2.9病蟲害防冶
2.9.1病害防治。病害主要有白銹病、褐斑病。白銹病于春季發生,褐斑病于夏季發生。防治方法:①搭支架,使通風良好,不能在陰濕積水的地方種植;②用波爾多液(1∶1∶140)或多菌靈800倍液噴霧防治。
2.9.2蟲害防治。蟲害主要有蠐螬、地老虎,咬食根部。防治方法:①結合整地施入辛硫磷或毒死蜱顆粒劑;②發生時用毒餌誘殺或藥液灌根等。
2.10防止畸形山藥的形成
在山藥栽培過程中,因不良環境條件、栽培措施、管理方法等因素的影響,使山藥在生長過程中改變了內部組織結構,從而產生各種奇形怪狀的山藥,如山藥塊莖上端分杈、下端分杈、蛇形、扁頭形、腳掌形、葫蘆形、麻臉形等,這些統稱為畸形山藥。防止措施:①嚴格按技術規程操作,謹慎施用種肥,防治地下害蟲施用毒土、毒餌時不能盲目加大劑量;②人工挖山藥溝時應在冬前進行,通過冬春雨雪侵蝕冰凍使土塊充分風化粉碎,隨風化解凍及時填溝,填溝時仔細剔除上壤中的石塊、磚塊、沙礫等硬物。不要將大土塊填入溝內;③施用充分腐熟的有機肥,如人糞尿、堆肥、廄肥和優質土雜肥,要利用夏秋季節氣溫高、易發酵腐熟的有利時機提前進行漚制。提倡有機肥和部分化肥在種植完山藥后施入山藥行間,把腐熟的有機肥鋪施于2行山藥之間的畦面上,耬劃翻土15cm深左右,使土、肥充分混合,然后將畦面的肥土覆于山藥壟的兩側。
2.11采收加工
論文摘要闡述了山藥的生物學特性,并詳細介紹了山藥的高產栽培技術,以期為山藥種植戶提供技術指導。
山藥又稱淮山、山薯、薯蕷、大薯,原產亞洲熱帶地區。我國南北各地均有栽培,以地下肉質塊莖供食,喜溫暖濕潤,忌積水,怕干旱。山藥為中藥、蔬菜兼用,營養豐富,含有大量淀粉及蛋白質、B族維生素、VC、VE、葡萄糖、粗蛋白氨基酸、膽汁堿、尿囊素等。作為中藥可以健脾益胃、助消化、滋腎益精、益肺止咳、降低血糖、抗肝昏迷、延年益壽。一般產值9萬元/hm2左右,與其他作物進行周年間作套種產值可達15.0~22.5萬元/hm2。
1生物學特性
山藥為多年生纏繞草本植物,莖細長,葉對生或3葉輪生,1m以上,葉片心臟形或箭頭形,葉腋間常生1個珠芽(氣生塊莖),亦稱零余子(山藥蛋),可用來繁殖和食用。地下肉質塊莖,分為棍棒狀、掌狀和塊狀3類,表皮粗糙呈淡黃褐色或黑褐色,表面密生細須根,春季自塊莖上生不定芽,肉白色或淡紫色。夏季開花,花單生,乳白色少有結實,都行塊莖繁殖。雌雄異株,穗狀花序,雌花序下垂,雄花序直立,花小,黃綠色。果實有三棱,呈翅狀,成熟后枯黃色。山藥要求高溫,干燥氣候,塊莖10℃開始萌動,生長適溫為25~28℃,在20℃以下生長緩慢,葉蔓遇霜則枯死,短日照能促進塊莖和零余子的形成。
2高產栽培技術
2.1品種選擇
當前栽培的山藥品種主要有2類:一是普通種,通常又叫家山藥,二是大薯又叫田薯。目前栽培的主要品種有淮之、農大短山藥1號等。
2.2土地選擇
選擇地勢高燥、排水良好、土層深厚、松軟的沙壤土或壤土田塊,要求上下土質一致,如下層有較薄的黏重土層,挖溝時挖去,也可種植。土壤以微酸到中性為宜。山藥不能連作,一般應隔3年輪作1次。
2.3種子處理,培育壯苗
應采用零余子(俗稱山藥蛋、山藥豆)和山藥塊莖段作種。種前需曬種1周以上,促進種子內部物質的轉化,打破休眠,殺滅種子表面的病菌。零余子晾曬至表皮呈灰綠色,上面有很多疙瘩突起,用手剝開表皮可見紫綠色的肉。山藥塊莖段晾曬至傷口向內萎縮,并從斷面中間裂開。4月上中旬選擇較肥沃的土壤摻以腐熟農家肥進行集中催芽育苗,可采用10cm×20cm的窩行距,待苗高10cm左右便可移植大田。
2.4栽植
挖溝栽植時,首先把溝內20cm深的熟土取出放在溝兩邊,溝寬30cm,再繼續將溝下40cm深的土層挖松,將拌勻的腐熟農家肥15.0~22.5t/hm2、磷肥750kg/hm2、碳銨450kg/hm2、硫酸鉀375kg/hm2施入其上,并稍加翻挖,最后把溝兩邊的熟土提到溝上,培成寬30~35cm、高20cm的土壟,再將繁育好的山藥苗栽植在土壟上。一般栽4.5~7.5萬株/hm2,水肥條件好,密度宜小。為了便于搭架、田間管理和通風透光,宜采用寬窄行相間栽植,如100cm×70cm×25cm,栽4.65萬株/hm2;或80cm×50cm×25cm,栽6萬株/hm2。2.5常見的栽培模式
常見的栽培模式有:韭菜與山藥套種、玉米與山藥間套種、蠶豆與山藥套種等模式。蠶豆與山藥套種,一般在10月底11月初整地點蠶豆,來年3月到4月收蠶豆栽山藥,效益可達15萬元/hm2;韭菜與山藥套種,效益可達18萬元/hm2;玉米與山藥間套種高效立體栽培,周年可生產蔬菜,效益更高,可達22.5萬元/hm2以上。
2.6噴施生長調節劑,控徒長,促高產
多效唑對山藥藤蔓生長具有明顯的抑制作用,表現為節間縮短、藤蔓粗壯、葉色濃綠、葉片增厚、頂端新生側枝減少、花蕾發育不良、零余子生長受抑,能使山藥增產10%以上。噴施多效唑的最佳時期在山藥藤蔓滿架,現蕾開花初期,均勻噴施15%多效唑可濕性粉劑1000~1500倍液,生長過旺的田塊可多噴1次,間隔1周。
2.7搭架通風透光
山藥是藤本右旋攀緣性植物,任其自然生長不利于通風透光和產量提高。搭“人”字架應在藤蔓生長到50cm以上進行,支架頂端用架材連接,并用繩子扎牢,以提高支架的撐力和抗風能力,防止倒架。搭架能改善通風透光條件,提高植株中下部葉片的光合作用能力,降低架內的濕度,減少病害,從而提高山藥產量。一般架高在2m左右。
2.8重施鉀肥,促進塊莖膨大
山藥喜有機肥,從播種到發棵都可鋪施。在生長前期以藤蔓生長為主,應適當供應速效氮肥,進入塊莖生長旺期,要重視氮、磷、鉀的配合施用,特別是重視鉀肥的施用,以促進塊莖膨大和物質積累。生長后期要控制氮肥施用量,防止藤蔓徒長。一般使用的鉀肥有硫酸鉀、磷酸二氫鉀、生物鉀肥等。在山藥生長期內,一般需分次追施硫酸鉀600kg/hm2,
才能達到較好的高產效果。生長后期結合防病治蟲,根外噴施0.3%的磷酸二氫鉀溶液2~3次,還可達到保葉防早衰的目的。
2.9病蟲害防冶
2.9.1病害防治。病害主要有白銹病、褐斑病。白銹病于春季發生,褐斑病于夏季發生。防治方法:①搭支架,使通風良好,不能在陰濕積水的地方種植;②用波爾多液(1∶1∶140)或多菌靈800倍液噴霧防治。
2.9.2蟲害防治。蟲害主要有蠐螬、地老虎,咬食根部。防治方法:①結合整地施入辛硫磷或毒死蜱顆粒劑;②發生時用毒餌誘殺或藥液灌根等。
2.10防止畸形山藥的形成
在山藥栽培過程中,因不良環境條件、栽培措施、管理方法等因素的影響,使山藥在生長過程中改變了內部組織結構,從而產生各種奇形怪狀的山藥,如山藥塊莖上端分杈、下端分杈、蛇形、扁頭形、腳掌形、葫蘆形、麻臉形等,這些統稱為畸形山藥。防止措施:①嚴格按技術規程操作,謹慎施用種肥,防治地下害蟲施用毒土、毒餌時不能盲目加大劑量;②人工挖山藥溝時應在冬前進行,通過冬春雨雪侵蝕冰凍使土塊充分風化粉碎,隨風化解凍及時填溝,填溝時仔細剔除上壤中的石塊、磚塊、沙礫等硬物。不要將大土塊填入溝內;③施用充分腐熟的有機肥,如人糞尿、堆肥、廄肥和優質土雜肥,要利用夏秋季節氣溫高、易發酵腐熟的有利時機提前進行漚制。提倡有機肥和部分化肥在種植完山藥后施入山藥行間,把腐熟的有機肥鋪施于2行山藥之間的畦面上,耬劃翻土15cm深左右,使土、肥充分混合,然后將畦面的肥土覆于山藥壟的兩側。