药用植物分子遗传学是研究药用植物遗传和变异规律的综合性学科。该学科通过研究药用植物性状和基因型的关系，从分子水平上研究药用植物基因的结构与功能、遗传与变异，揭示药用植物在生长发育和环境应答过程中遗传信息传递、表达和调控的分子机制，为药用植物资源的开发利用提供基础理论方法支撑。
本书是陈士林研究员及其带领的本草基因组学科研团队在药用植物遗传资源领域多年来探索、融合、创新性研究工作的总结。本书根据长期的研究经验提出了药用植物分子遗传学研究体系，对药用植物遗传资源的研究进行了细致的梳理和总结，对学科内容、研究理念、研究思路和应用前景进行了阐述。本书分为绪论、基础理论、实验技术和实践应用四部分，以理论体系、研究手段和经典案例作为各章节的展现模式。
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前言
第1章 绪论 1
1.1 药用植物分子遗传学的形成和发展过程 2
1.2 药用植物分子遗传学的研究重点 4
1.3 药用植物分子遗传学未来研究方向 14
第2章 药用植物遗传的分子基础 20
2.1 药用植物基因 20
2.2 药用植物结构基因组 21
2.3 药用植物基因组研究方法 32
案例1 罂粟基因组 38
案例2 金银花基因组 41
案例3 穿心莲基因组 44
案例4 野菊花基因组 46
案例5 大麻基因组 49
第3章 药用植物资源遗传评价 54
3.1 药用植物资源遗传多样性评价 54
3.2 药用植物谱系地理学研究 58
3.3 药用植物资源遗传评价研究与应用 61
案例1 甘草资源的遗传多样性评价 64
案列2 人参属植物遗传种质鉴定与道地性研究 66
案例3 银杏亲缘地理学和进化遗传学研究 67
案例4 羌活四个种的谱系地理和物种分化机制研究 69
案例5 应用AFLP技术对淫羊藿属物种系统分类的研究 70
案例6 药用植物黄连的物种亲缘关系与遗传多样性分析 71
第4章 药用植物中次生代谢物合成途径及相关酶 79
4.1 药用植物次生代谢物合成途径中酶的概述 79
4.2 药用植物中次生代谢物碳骨架形成酶 89
4.3 药用植物中次生代谢物的修饰酶 100
案例1 红豆杉中酰基转移酶（AT）参与紫杉醇的生物合成 112
案例2 人参和甘草中三萜皂苷生物合成的关键酶（OSC和UGT） 115
案例3 藏红花中醛脱氢酶的鉴定 120
案例4 重楼中CYP450参与薯蓣皂苷元的生物合成 122
案例5 金银花中的新型紫松果黄素合酶 125
案例6 颠茄中莨菪碱脱氢酶的鉴定和莨菪烷类生物碱的合成 128
第5章 药用植物次生代谢物的转录调控 137
5.1 药用植物次生代谢物的转录水平调控 137
5.2 药用植物次生代谢物的表观遗传调控 149
案例1 R2R3-MYB转录因子调控黄酮合成的研究 150
案例2 丹参中AP2/ERF蛋白功能的研究 155
案例3 AP2/ERF基因调控长春花生物碱的 合成 158
案例4 AP2/ERF和WRKY转录因子调控青蒿素的合成 159
案例5 黄花蒿中磷酸化调控青蒿素的合成 162
案例6 长春花和黄连中磷酸化调控代谢产物合成 163
案例7 miRNA156-SPL9介导的广藿香醇 合酶的功能研究 165
第6章 药用植物组织培养和基因工程 170
6.1 药用植物组织培养 170
6.2 药用植物基因工程 173
案例1 丹参的毛状根培养体系 181
案例2 利用形成层分生组织细胞培养生产抗癌药物紫杉醇 182
案例3 利用雷公藤形成层分生组织细胞生产萜类化合物 185
案例4 黄花蒿的稳定遗传转化体系 187
案例5 枸杞中病毒诱导的基因沉默（VIGS）技术的应用 188
案例6 CRISPR/Cas9技术在药用植物丹参、石斛和盾叶薯蓣中的应用 191
第7章 药用植物功能基因研究方法 199
7.1 药用植物突变体库构建 199
7.2 药用植物基因鉴定与克隆 203
7.3 药用植物基因功能验证 206
案例1 甲基磺酸乙酯（EMS）诱变构建黄花蒿突变体库 217
案例2 印楝素关键合成酶基因的克隆 218
案例3 AaORA和AaTCP14在青蒿素的合成中的功能验证 219
案例4 利用基因组信息解析罂粟诺斯卡品生物合成途径 221
案例5 多组学联合应用解析卡瓦内酯在卡瓦胡椒中的生物合成途径 222
第8章 药用模式生物实验平台 225
8.1 药用模式生物的选择 226
8.2 药用模式生物研究体系的建立 227
8.3 药用模式生物的应用 229
案例1 丹参–萜类成分药用模式生物实验平台 230
案例2 黄花蒿–萜类成分药用模式生物实验平台 236
案例3 烟草–生物碱类成分药用模式生物实验平台 241
案例4 长春花–生物碱类成分药用模式生物研究平台 242
案例5 大麻–萜酚类化合物药用模式生物研究平台 244
案例6 灵芝–药用真菌实验平台 247
第9章 药用植物分子育种 259
9.1 药用植物分子遗传育种特征 259
9.2 分子标记辅助育种 262
9.3 基因工程育种 265
9.4 分子设计育种 268
案例1 高青蒿素含量黄花蒿的分子选育 271
案例2 大麻高大麻二酚（CBD）含量分子育种 273
案例3 三七耐连作障碍分子育种 275
案例4 人参分子育种 277
案例5 罂粟的基因编辑育种 280
案例6 高产紫苏分子育种 282
第10章 药用植物次生代谢物的合成生物学 286
10.1 药用植物次生代谢物的合成生物学概述 286
10.2 运用微生物细胞工厂生产药用植物次生代谢物 288
10.3 药用植物次生代谢物植物细胞工合成 293
10.4 结语 294
案例1 大麻素的微生物合成 295
案例2 灯盏花素的微生物细胞生产 297
案例3 甘草次酸微生物细胞生产 298
案例4 黄芩素和野黄芩素微生物细胞生产 300
案例5 青蒿素的植物细胞生产 301
案例6 长春花碱的植物细胞生产 302
第11章 药用植物遗传资源 307
11.1 药用植物遗传资源概念及保护意义 307
11.2 药用植物遗传资源保护体系 308
11.3 药用植物遗传资源保存措施 309
11.4 药用植物遗传资源的发掘与利用 313
11.5 小结 314
案例1 国家药用植物种质资源库 315
案例2 国家中药种质资源库（四川） 316
案例3 国家中药基因库 317
案例4 国家药用植物园体系 319
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