中药民族药资源种质库和优质中药材数据库建设与研究

期刊: 健康文摘 2026年第01期 DOI: 10.67328/BT0128 PDF下载

中药民族药资源种质库和优质中药材数据库建设与研究

罗胜1,杜家会2,姚天月3,李振斌4

(黔西南民族职业技术学院 贵州省兴义市 562400)

摘要:黔西南州地处滇黔桂三省(区)结合部,属亚热带湿润季风气候,独特的喀斯特地貌与多元的民族文化,孕育了丰富且独具特色的中药民族药资源,是我国西南地区中药民族药资源的重要宝库。长期以来,该区域中药民族药资源在保护与开发利用过程中,面临着信息碎片化、品种鉴定困难、种植技术落后、种质资源流失、数据共享不畅等诸多问题,严重制约了中药民族药产业的规范化、高质量发展。为破解上述困境,充分发挥黔西南州中药民族药资源优势,推动民族医药传承创新,本研究聚焦中药民族药资源种质库建设与优质中药材数据库研发,系统开展资源收集、鉴定、保存、数据整理与平台开发等工作,明确研究目标与任务需求,攻克核心技术难点,探索科学有效的研究方法,形成“种质保存+数据管理+应用赋能”的一体化体系。研究通过实地调查与文献梳理相结合、传统经验与现代技术相融合的方式,建成标准化的中药民族药资源种质库和功能完善的优质中药材数据库,填补区域内中药民族药数字化管理与种质资源系统化保护的空白,为科研教学、产业发展、资源保护提供全方位的数据支撑与技术保障,推动黔西南州中药民族药资源优势转化为产业优势,助力乡村振兴与民族医药文化传承。

关键词:中药民族药;种质库;中药材数据库;资源保护;数据挖掘

基金项目:黔西南州科学技术局2024规划项目《中药民族药资源种质库和优质中药材数据库建设与研究》(任务编号:2024-12 科技支撑计划

1.引言

中药民族药是我国中医药事业的重要组成部分,是各民族在长期生产生活实践中积累的宝贵文化财富与健康资源,承载着中华民族数千年的医药智慧。黔西南布依族苗族自治州作为多民族聚居区,聚居着布依、苗、彝、回等多个少数民族,各民族在长期生产生活中形成了独特的民族医药文化,积累了丰富的用药经验,对区域内药用植物的认知、采集、炮制与应用有着深厚积淀。该区域独特的地理环境与气候条件,为药用植物生长提供了优越自然基础,孕育了众多品质优良、疗效确切的道地中药民族药品种,成为我国西南地区中药民族药资源的重要集聚区。

随着中医药产业现代化进程加快,中药民族药市场需求不断扩大,资源开发利用力度持续提升,但资源保护与开发的矛盾日益凸显。当前,黔西南州中药民族药资源利用与保护面临五大突出问题:一是资源信息碎片化,相关数据分散于文献、民间经验、网络资源中,缺乏统一整理管理,资源底数不清、查询不便;二是品种鉴定难度大,传统方法依赖经验、准确性不足,且缺乏标准化技术手段,易出现同名异物、同物异名现象,影响用药安全;三是种植技术落后,多数种植户缺乏科学指导,药材产量低、品质参差不齐,难以满足产业需求;四是种质资源流失严重,受环境变化、过度采挖等因素影响,部分珍稀濒危药用植物濒临灭绝;五是现有数据库存在设计不合理、操作复杂、数据质量参差不齐、地方特色数据收录不全等问题,难以适配区域产业与科研需求。

在此背景下,建设中药民族药资源种质库与优质中药材数据库,成为破解上述困境的关键举措。种质库可实现珍稀濒危、道地特色种质资源的系统保存,为科研与产业提供稳定种源;优质中药材数据库可实现资源信息的标准化整理、高效检索与共享,破解信息碎片化难题。本研究立足黔西南州资源禀赋与产业需求,开展种质库与数据库建设研究,对推动民族医药传承创新、促进产业高质量发展、保护生物多样性、助力乡村振兴具有重要理论与现实意义,也为我国西南地区同类区域提供参考借鉴。

2.研究的必要性分析

本研究围绕黔西南州中药民族药资源保护与开发核心需求,确立“种质保存、数据整合、技术创新、应用赋能”总体目标,具体分为四点:一是建成标准化中药民族药资源种质库,系统收集境内道地、特色、珍稀濒危种质资源,建立科学保存体系,实现长期保存、规范管理与高效利用,防止资源流失;二是构建集数据采集、整理、分析、检索、共享于一体的优质中药材数据库,实现资源信息标准化、系统化、数字化管理,涵盖全维度信息,破解信息碎片化难题;三是攻克数据采集、数据库设计、数据分析与挖掘等核心技术难点,优化平台功能,实现数据库智能化升级,满足多领域应用需求;四是挖掘整理民族医药传统知识,推动传统经验与现代技术融合,促进资源优势转化为产业优势,为产业发展提供数据与技术支撑,助力民族医药传承与乡村振兴。

结合黔西南州资源现状与产业需求,研究任务主要集中在四个方面:

资源保护需求 黔西南州中药民族药资源丰富,但部分野生药用植物因生境破坏、过度采挖等面临种质退化、濒临灭绝风险。建立种质库可实现珍稀濒危、道地特色种质资源的抢救性收集与长期保存,通过原地与异地保存相结合维护生物多样性,同时为科研人员提供完整研究材料,推动资源保护与科研创新深度融合。

产业发展需求 中药民族药产业是黔西南州特色优势产业和乡村振兴支撑产业,但存在种植技术落后、品种鉴定不规范、药材质量参差不齐等问题。优质中药材数据库可为种植户提供技术指导,为企业提供品种鉴定、质量管控支撑,推动产业链各环节规范化发展,提升药材品质与市场竞争力,为产业转型升级注入活力。

科研创新需求 我国中药民族药基础研究薄弱、新药研发缓慢,关键原因是缺乏系统全面的数据支撑。黔西南州民族医药传统知识丰富但数据分散,数据库可整合多源信息,为科研人员开展成分分析、药理研究等提供便捷支持,加速科研成果转化,推动民族医药现代化、科学化发展。

信息管理需求 目前黔西南州中药民族药资源信息分散,缺乏统一管理平台,存在信息碎片化、查询低效、数据不准确等问题。数据库可实现资源信息集中管理、标准化整理与动态更新,构建“一站式”服务平台,提升信息管理效率,破解共享不畅难题。

3.主要技术难点与问题分析

3.1 核心问题梳理

结合黔西南州实际,研究面临四大核心问题:一是数据来源复杂且质量参差不齐,涵盖文献、实地调查、民间经验、网络资源等渠道,民间经验缺乏文字记录、文献数据部分未经考证、网络资源冗余错误,且不同渠道数据格式与标准不统一,整理整合难度大;二是现有数据库存在设计不合理、功能单一、地域性不足、数据收录不全、高级功能缺失等缺陷,难以适配区域需求;三是种质资源保存与鉴定技术难度大,部分种质分布偏远、采集困难,珍稀濒危品种种子寿命短、萌发率低,传统鉴定方法准确性不足,缺乏标准化体系;四是数据共享与应用融合不足,数据孤岛化现象突出,数据库与产业、科研、教学等环节融合不深,应用价值未充分发挥。

3.2主要技术难点

数据来源与采集难点 数据来源的广泛性与采集方法的科学性是数据库质量的关键。文献数据需系统梳理、筛选与考证;实地调查需深入各产区与民族聚居区,受地理、气候影响,采集难度大、周期长;民间经验需通过访谈挖掘,将口头传承转化为标准化数据;网络资源需利用挖掘技术筛选有效信息,同时规避版权问题。如何实现多源数据的科学采集、规范整理与有效整合,确保数据准确、完整、规范,是首要技术难点。

数据库设计难点 需结合黔西南州资源特点,设计融合关系型与非关系型数据库优点的独特架构,兼顾数据准确性、完整性与存储效率,实现海量多维度数据高效存储管理。同时需优化查询检索功能,结合用户习惯实现多维度、便捷检索,引入大数据、人工智能技术开发数据挖掘、智能推荐等高级功能,提升实用性与用户体验,增加了设计难度。

数据分析与挖掘难点 海量中药民族药数据中隐含着药材关联、成分与功效对应等有价值信息,但数据分析与挖掘技术在该领域应用尚不成熟。需创新性引入机器学习、关联规则挖掘等算法,构建分析模型,挖掘药材关联规则、聚类特征及潜在药理机制,确保分析结果准确可靠,为科研、临床、产业提供辅助决策支持。

种质资源保存与鉴定难点 部分种质分布分散、生长环境特殊,采集难度大,需制定科学采集方案确保种质完整性与活力;珍稀濒危品种种质保存技术要求高,需探索离体组织培养、超低温保存等适宜方法,确保遗传稳定性与活力;需结合现代植物分类学与传统民族医药知识,建立标准化鉴定体系,解决品种混淆问题,确保种质质量。

4.研究内容及研究方法

4.1中药民族药资源收集和数据采集

围绕黔西南州中药民族药资源,系统开展七个方面的资源收集与数据采集,确保数据全面、准确、规范:

植物分类与鉴定 采用现代植物分类学方法结合传统民族医药知识,组织专业团队深入全州开展野外调查,采集标本,确认药材学名、别名,记录形态、生长习性、产地、生境等信息;结合《中国植物志》《中华本草》等权威文献,整理标本、建立标本库,解决品种混淆问题,同时挖掘民族传统命名与分类方法,实现传统与现代知识融合。

采收与贮藏 深入主产区,走访种植户、企业、传承人,调查记录各药材最佳采收季节、方法、初加工工艺及贮藏条件,明确采收规范与贮藏规程,整理成标准化技术规范,为种植户、企业提供指导,确保药材质量稳定。

性状与显微鉴定 对药材进行详细性状与显微鉴定,记录形状、颜色、质地等宏观特征,采用显微镜观察微观结构、拍摄显微照片,建立宏观与微观特征图谱,整理数据纳入数据库,实现可视化展示,为快速鉴定提供科学依据。

炮制与性味归经 挖掘整理传统炮制工艺,记录炒、炙、煅等方法的操作流程与参数,结合现代药理研究,分析炮制前后有效成分变化,明确性味归经、用法用量、禁忌,形成标准化炮制规范与用药指导,传承民族医药经验。

功能与主治 综合传统文献、民间经验与现代研究,梳理地方文献记载,结合访谈整理民间用药经验,整合临床与药理实验成果,验证功能主治、补充临床案例,明确使用注意事项,建立功能主治与病症的对应关系,为临床与科研提供参考。

化学成分与药理作用 采用高效液相色谱、气相色谱等现代技术,测定代表性药材有效成分含量,明确化学成分组成;通过体外、动物实验探究药理作用及机制,建立成分与药理作用关联数据,整合文献数据,为质量评价、新药研发提供支撑。

种植培育 调研各种植基地与种植户,了解育苗、移栽、田间管理、病虫害绿色防控等技术要点,结合区域气候、土壤特性,筛选优良品种、优化种植方案,整理标准化种植技术规范,收集不同种植模式效果数据,为产业发展提供参考。

4.2民族药数据库构建平台建设

围绕数据库功能需求,开展平台架构设计、功能模块开发与用户界面优化,构建稳定、高效、易用的平台:

平台架构设计 采用B/S架构实现多终端访问,构建“前端展示层、业务逻辑层、数据访问层、数据存储层”四层架构,明确各层职责;采用关系型与非关系型数据库结合的存储方式,兼顾数据质量与存储效率;设计用户认证、权限管理、数据加密等安全机制,确保数据安全。

功能模块开发 按照实用高效原则,开发五大核心模块:数据库管理模块,实现数据录入、编辑、审核、备份等功能,建立质量控制机制;用户管理模块,支持注册登录、权限分级管理,记录操作日志;数据更新与扩充模块,建立动态更新机制,支持用户提交数据审核入库;信息检索模块,支持多维度检索,优化算法提升检索速度,提供结果筛选排序功能;用户界面设计模块,优化布局与流程,完善形态特征可视化展示功能。

用户界面优化 设计简洁直观的导航栏,优化页面加载速度,采用响应式设计适配多终端;融入黔西南民族文化元素,针对种植户、科研人员等不同群体设计个性化展示,提升平台地域性、针对性与实用性。

4.3民族药数据收录与检索

数据源构建 整合资源收集与采集的各类信息,构建涵盖植物形态、显微鉴定、药理特性、种植技术等多维度数据源,明确数据标准,建立数据关联关系,整合权威文献、网络有效数据与民间经验,形成全面系统的数据源。

数据录入与校验 采用标准化录入模板,明确填写要求与格式,实行双人录入、交叉审核、专家终审的三级校验制度,建立错误反馈机制,对数据进行标准化处理,确保数据准确一致。

数据检索系统 开发高效检索系统,优化算法实现秒级响应,支持关键词、分类、性状特征等多种检索方式,提供高级组合检索与结果导出功能;同时具备展示、互动交流、数据更新、资源下载等核心功能,提升平台服务能力。

4.4数据资源应用与案例分析

应用整合 将数据库与中药民族药产业链种植、加工、销售环节深度融合,为种植户提供技术与品种建议,为企业提供鉴定与加工支撑,为科研、教学、医疗机构提供数据服务,提升产业整体效率。

案例分析 选取铁皮石斛、天麻、薏苡、艾纳香等道地特色品种作为案例,分析数据库与种质库在资源保护、品种鉴定、种植提升、科研教学等方面的应用效果,验证成果实用性,为推广应用与同类区域提供借鉴。

4.5 研究方法

采用多学科融合、理论与实践结合的方法,确保研究科学系统:文献研究法,梳理相关文献与地方典籍,提供理论与数据支撑;实地调查法,深入8县(市)开展野外调查与访谈,获取第一手数据;实验研究法,开展鉴定、成分分析、药理实验与种质保存实验,建立标准化体系;数据建模法,构建数据库与数据分析模型;算法优化法,引入机器学习等算法,提升数据分析效率;案例分析法,通过典型案例验证成果价值。

5.研究创新点

本研究立足黔西南州实际,实现五大创新:

实地调查驱动的原生数据采集创新 突破传统数据库依赖文献的局限,以野外调查与民间经验挖掘为核心,获取第一手原生数据,发现文献未记载的特色资源与用药经验,将口头传承转化为标准化数据,填补区域原生数据空白。

全维度、标准化的数据收录创新 构建覆盖植物学、药学、农学、民族医学的全要素数据体系,收录多维度信息,解决现有数据库收录不全问题;制定统一数据标准,实现数据规范管理与高效利用。

混合架构数据库技术创新 融合关系型与非关系型数据库优点,解决传统数据库处理海量非结构化数据能力不足、数据一致性差的问题,实现海量多维度数据高效存储与快速检索,提升平台性能。

人工智能赋能的数据挖掘创新 引入机器学习、关联规则挖掘等算法,实现数据库从被动查询向主动挖掘转变,挖掘药材关联关系与药理机制,构建智能推荐模型,提升数据应用价值与用户体验。

种质库与数据库协同创新 形成“实体种质+数字数据”双库联动模式,种质库为数据库提供数据支撑,数据库为种质库提供数字化管理服务,推动资源保护与开发利用协同推进。

6.实施与技术路线

6.1实施

以黔西南州为核心区域,覆盖8县(市),重点在中药材主产区、民族聚居区、珍稀药用植物分布区开展调查与采集工作;种质库选址交通便利、环境适宜区域;数据库开发运维依托专业技术团队与当地科研机构或企业。

资源收集与数据采集:收集种质资源200种以上(含道地10种、特色20种、珍稀10种),采集标本50份以上,整理数据1万条以上,访谈传承人、“赤脚医生”10人以上,挖掘民间经验20条以上。

种质库建设:建成库容50份以上的种质库,建立三位一体保存体系,制定入库与保存规范,培育优质种苗100株以上。

数据库开发:开发1套多终端访问平台,收录300种以上药材信息,实现1千人以上用户承载,完成核心功能开发与测试优化。

6.2技术路线

遵循“前期准备—资源调查—种质库建设—数据处理—平台开发—算法集成—应用验证—成果总结”的路线推进:前期梳理文献、组建团队、准备物资;开展野外调查与数据采集;建设种质库并规范管理;处理数据并构建数据源;开发平台并优化界面;集成算法并调试功能;通过案例验证应用效果并优化;整理成果、发表论文、申请著作权并推广。

7.应用价值

资源保护价值:实现珍稀濒危、道地特色种质资源系统保存,维护生物多样性,通过数据库实现资源信息标准化共享,提升保护科学性与高效性。

产业经济价值:为产业链各环节提供数据与技术支撑,推动规范化种植,提升药材品质与竞争力,助力产业提质增效、乡村振兴与群众增收。

科研学术价值 填补区域中药民族药数字化管理空白,为科研提供便捷数据支撑,加速成果转化,为同类区域提供参考,提升民族医药研究水平。

社会文化价值:挖掘传承民族医药传统知识,促进民族文化交流融合,提升黔西南民族医药品牌影响力,增强民族文化自信。

未来将重点开展五方面工作:一是扩大种质资源收集范围,探索更科学的保存技术;二是加强传统知识挖掘与传承,推动传统与现代技术融合;三是建立长效数据更新维护机制,争取政策与资金支持;四是深化多方合作,推动成果融入产业链;五是优化数据分析算法,开发更多智能化功能,搭建跨区域资源共享平台,助力产业高质量发展。

8.结语

中药民族药资源是中医药事业的宝贵财富与民族文化的重要组成部分,黔西南州丰富的资源为产业发展与文化传承提供了得天独厚的条件。本研究立足区域需求,系统开展种质库与数据库建设,攻克核心技术难点,实现多项创新,构建“种质保存+数字数据+应用赋能”一体化体系,可有效保护种质资源、破解信息碎片化难题,为科研、产业、教学提供全方位支撑,推动资源优势转化为产业优势。未来,随着成果深入推广应用,将进一步提升区域产业竞争力,推动民族医药现代化发展,为中医药传承创新与民族地区经济社会发展作出更大贡献。

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基金项目:黔西南州科学技术局2024规划项目《中药民族药资源种质库和优质中药材数据库建设与研究》(任务编号:2024-12 科技支撑计划)

作者简介

罗胜,男,汉族,贵州省兴义市,单位:黔西南民族职业技术学院,高校讲师,主要研究方向:电子与通信工程,地址:贵州省兴义市丰都街道办民航大道66号,电话:15008595393,E-mail:254007585@qq.com

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