進化生物學研究進展范文

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    論文關鍵詞:生物無機化學;蛋白質;螯合劑;酶;無機藥物化學

    生物無機化學是無機化學和生物化學交叉的領域。它的任務是研究金屬與生物配體之間的相互作用,它有賴于無機化學和生物化學兩門學科水平的發展。由于研究方法的進展,使得揭示生命過程中的生物無機化學成為可能。生物無機化學主要分為兩部分:一是研究生物體本身微量元素的作用,二是研究外界微量元素對機體的影響。

    一、研究生物體本身微量元素的作用

    (一)含有微量元素的蛋白的研究

    含有微量元素的蛋白是生物無機化學中偏向生物領域的研究對象,做此項研究主要依靠生物化學技術。含有微量元素的蛋白是微量元素與蛋白質形成的配合物,與酶的區別在于含有微量元素的蛋白并不表現催化活性,但卻有其他的重要功能?，F在的研究在于發現新的蛋白,確定其結構、性質。

    現在熱門的蛋白有硒蛋白,因為硒蛋白是硒在體內存在和發揮生物功能的主要形式。硒的作用,主要在癌癥、神經退行性疾病和病毒等方面,但結論不統一?，F在主要在探索新的硒蛋白作為預防藥物開發、癌癥治療和藥物篩選靶標。如杜明等通過硫酸銨沉淀等方法,從富硒靈芝中獲得了一種新的含硒蛋白,并研究了它的抗氧化活性與其硒含量間的關系。研究發現該蛋白的抗氧化活性與其硒含量具有相關性。

    另外,也有對細胞色素進行研究。如官墨藍等對細胞色素b5的突變體做了研究。為了深入了解細胞色素b5的64位氨基酸對血紅素輔基微環境及蛋白性質的影響,對細胞色素b5第64位氨基酸殘基進行保守性和非保守性突變。研究表明,細胞色素b5第64位氨基酸殘基對穩定血紅素輔基和維持蛋白的結構有重要的作用,在64位引入其他氨基酸殘基使蛋白結構不太穩定。

    (二)酶的模擬

    酶的模擬就是從酶中挑選出起主導作用的因素來設計合成一些能表現生物功能的、比天然酶簡單得多的非蛋白分子,通過研究它們來模擬酶的催化過程,找到控制生化過程的因素,從而得到更好的催化劑。

    如硒酶的研究。通過對硒酶結構與功能的模擬,人們不僅可以了解硒酶結構與功能的關系,還可以進一步開發與硒酶相關的藥物。對于硒酶的合成主要有三種方法,一是對硒酶進行化學模擬,二是對硒酶進行化學修飾,三是用基因工程方法生產含硒酶。對硒酶化學模擬主要集中在硒酶活性中心催化三聯體Se-N的相互作用的模擬中。在這個方面主要有合成含有Se-N鍵的硒酶模擬物和在硒原子的附近引入氮原子,用分子內的螯合作用間接形成分子內螯合物,達到Se-N鍵的作用。對硒酶化學修飾主要方面有:1、將天然酶改造為含硒酶;2、設計含硒生物印跡酶;3、設計含硒抗體酶。硒蛋白模擬物在理解硒酶的生化作用中起著非常重要的作用。硒蛋白模擬物在抗氧化、抗癌及抗濾過性病原體等范圍具有治療潛能。

    又如劉海洋等對核酸酶的化學模擬。核酸酶的化學模擬對于生物技術和分子生物學研究具有重要意義,Corrole是具有共軛電子結構的大環化合物,其結構上導致其配位化學行為易與金屬形成配合物,其形成的配合物在許多反應中均有催化活性。該科研組研究了單羥基Corrole錳配合物對DNA的催化氧化斷裂作用。結果表明,錳Corrole配合物可催化DNA的氧化斷裂,而且斷裂程度隨著反應時間的增加而增加。宋玉民等研究了全反式維甲酸合釔配合物對DNA的切割和鍵合作用。實驗表明,該配合物在生理條件下比配體和金屬離子能更有效地切割質粒DNA。岳蕾等研究了鉻配合物切割DNA的活性。研究表明,在H2O2存在條件下,Cr的配合物[Cr(bzimpy)2]+具有氧化切割DNA的活性,但被切割的DNA可被大腸桿菌修復。

    對于固氮酶模擬的報道比較多。模擬固氮酶的目的主要是在溫和的條件下將空氣中的氮分子轉化成有機化合物,從而加以利用。對固氮酶的活性中心模擬主要是鉬鐵硫原子簇,另外還有鉬-硫醇等等的研究報道。

    二、研究外界微量元素對機體的影響

    (一)無機藥物化學

    無機藥物的發展在生物無機領域中有很重要的地位。順鉑的抗腫瘤作用的發現開辟了無機藥物化學的新領域。在抗癌藥物應用中,順鉑藥物目前仍在臨床上使用,主要有四種鉑配合物:順鉑、卡鉑、順糖氨鉑、奧沙利鉑。從1980年發現二烴基錫衍生物具有抗癌活性以來,人們先后合成了具有順鉑結構的二烴基二鹵化錫配合物,與卡鉑結構類似的有機錫化合物,以及有機錫羧酸衍生物等等。在鍺化合物方面,從發現1971年合成的β-羧基乙基鍺倍半氧化物具有抗癌活性以來,人們先后合成了許多有機的鍺化合物。此外還有茂鈦衍生物和稀土配合物。因為癌癥是人類健康壽命最主要的殺手,所以在抗癌藥物的研究開發方面將有很大的發展前景。除了合成新的藥物外,在原有的藥物基礎上對原有的藥物進行改良也是未來的科研方向,因為原有的藥物具有較高的毒副作用,且抗癌范圍較小。所以在無機抗癌藥物這一方面,合成具有廣譜高效抗癌活性且有較低的毒副作用和較長的持續時候的抗癌藥物是主要發展方向;另外,對于無機金屬藥物的抗癌機理尚沒有統一的理論,因此研究無機抗癌藥物的作用機理也是主要研究方向。

    無機藥物在其他方面也有重要的應用。如金配合物在抗類風濕方面的應用,應用治療類風濕關節炎有金Au的硫醇鹽。在治療胃病的過程中,鋁鹽也是主要依賴的藥物,含鉍的化合物是治療胃潰瘍的的主要藥物。在無機藥物的研究中,尚不清楚各種藥物對機體疾病的治療機理,所以研究無機藥物的作用機理具有較大的前景。

    放射照影藥物的發展也是無機藥物的發展方向。由于放射示蹤、核磁共振在醫學上的應用,使得各種造影劑的成為醫生臨床應用不可或缺的一個方面,如鋇的造影劑。

    (二)金屬元素中毒的治療

    在外界的金屬元素超過機體所需的濃度后,該元素就會對機體產生負面效應,引起疾病。元素的毒性主要因為它與機體基團的強配合性。對金屬元素中毒的治療主要是研究具有更強螯合能力的的螯合劑,使其跟有毒的金屬離子結合形成更加穩定配合物,然后排出體外。理想的螯合劑須滿足以下的條件:1、水溶性,且在生理的pH條件下有足夠的螯合能力;2、分子大小和結構必須合適;3、必須專一迅速結合金屬元素;4、很容易從體內排出;5、沒有明顯的毒性。如用EDTA來排出多余的離子,EDTA螯合性雖然很強,卻選擇性不強,在排出有害的金屬離子的同時,同時也會損失一些有益的離子。如用去鐵草胺B去除多余的鐵,但是它不能去除血紅素或運鐵蛋白中的鐵。現在的醫用螯合物的研究方向主要是研究新的藥劑,因為現在的螯合劑無論是在種類還是排出金屬中毒的效率都不能滿足醫學的需要。

    三、生物無機化學的發展趨勢

    生物無機化學以后的發展趨勢是生命科學與技術進行有機緊密的融合。

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關鍵詞：鹿蹄草；生物學；化學成分；生物活性

Abstract：Pyrola calliantha H.Andres is China's traditional Chinese medicinal materials， which commonly used in all kinds of rheumatism bone disease syndrome.In recent years， many studies were carried out and new discovery was made in chemical composition and biological activity by scholars at home and abroad. Now we reviewed about its original plant morphology， ecological distribution， medicinal part morphological and biological characteristics such as the structure， the main medicinal components of phenol， quinone， glucoside， amino acids and their biological activities. Provide a reference for future research and development and utilization.

Keywords：Pyrola calliantha H.；biologiy；chemical constituents；biological activities

中藥鹿蹄草為鹿蹄草科（Pyrolaceae）鹿蹄草屬（Pyrola L.） 合瓣花亞綱杜鵑花目[1]的鹿蹄草（Pyrola calliantha H.Andres）或普通鹿蹄草（Pyrola decorate H.Andres）的干燥全草[2]。鹿蹄草的藥用記載最早見于《滇南本草》，其別名鹿安茶、紫背金牛草、冬綠和鹿壽草等[3]，俗名鹿銜草、鹿含草、破血丹等[4]。《中國藥典》（2010年版一部）記載其味甘、苦，性溫，歸肝、腎經，具有祛風濕、強筋骨、止血、止咳的作用，用于風濕關節痛，腎虛腰痛，腰膝無力，虛勞咳嗽。宋立人等 [5] 報道鹿蹄草還可用于崩漏，白帶，外傷出血，癰腫瘡毒，蛇咬傷等。目前，對中國產的鹿蹄草屬植物研究甚少。為此，本文就其生物學特性、主要藥用成分及生物活性的研究報道予以綜述為中藥鹿蹄草的進一步研究和開發提供理論依據。

1 生物學特性

1.1原植物形態特征：《中國藥典》（2010年版一部）記載鹿蹄草為多年生常綠草本，根莖細長，莖圓柱形或具縱棱，長10-30cm。根狀莖長而橫生。葉基生，長卵圓形或近圓形，長2-8cm，暗綠色或紫褐色，全緣或有小鋸齒，邊緣略反卷，上表面有時沿脈具白色斑紋，下表面有時具白粉?？偁罨ㄐ颍谢?-10余多；花半下垂，萼片5，舌形或卵狀長圓形；花瓣5，早落，雄蕊10，花藥基部有小角，頂孔開裂；花柱外露，有環狀突起的柱頭盤。蒴果扁球形，直徑7-10mm，5縱裂，裂瓣邊緣有蛛絲狀毛。

1.2 原植物的分類：鹿蹄草屬（Pyrola L.）植物全世界約有30余種，我國為有27種3變種。該屬植物鹿蹄草和普通鹿蹄草是歷版《中華人民共和國藥典》收載的中藥鹿銜草項下的兩種原植物，均為中國特有種[6]。各地使用的鹿蹄草的種類很多，有圓葉鹿蹄草、長葉鹿蹄草、腎葉鹿蹄草等。此外，根據地域的不同，鹿蹄草還分為四川鹿蹄草、云南鹿蹄草等[1]。

1.3 分布和生長環境：鹿蹄草科科鹿蹄草屬植物原產我國，廣泛分布于華東、華南和西南等20多個省市區。生于海拔700-4100米山地針葉林、針闊葉混交林或闊葉林下。此外還分布在北半球的溫帶和寒溫帶地區，如亞洲的中國、朝鮮、韓國、日本、蒙古等， 北美的美國、加拿大，歐洲的俄羅斯、波蘭、挪威、瑞典、芬蘭等[2]。

1.4 藥材顯微結構特征：本品葉橫切面，上、下表皮細胞類方形，外被角質層。下表皮可見氣孔，內方具厚角細胞5-7列。下表皮內方有厚角細胞1-3列。柵欄細胞不明顯，海綿細胞類圓形。主脈維管束外韌型，木質部呈新月形，韌皮部窄。薄壁細胞含棕紅色或棕黃色物[2]。莖橫切面類圓形，具1-3梭，導管多為孔紋，直徑粗者可見有網狀孔紋，纖維梭形，紋孔明顯[2]。

2 化學成分研究

鹿蹄草有多種種群系統，已形成不同的生態地理群[8]。不同的生態地理群之間其化學成分和含量都存在一定的區別。文獻報道從中分離得到的化合物主要有黃酮類、酚苷類和醌類等化合物[9-11]。

2.1 酚、醌類：

鹿蹄草素為氫醌類化合物，的化學名為2 - 甲基 - 1，4 - 苯二酚（ 2- Methyl- 1，4- Benzenediol） ， 又名鄰甲基對苯二酚、甲基氫醌， 別名為六茜素。鹿蹄草素的化學式為C7H8O2，分子量為 124[12]。梅笠草素[8]，化學名為3，7-二甲基-1， 4-萘醌，英文名Chimaphilin？。它為鹿蹄草植物所特有的次生代謝物。此外，鹿蹄草中還含有2種萘醌和萘酮衍生物 [12]。

2.2 苷類：王西發[13]對鹿蹄草亞種化學成分進行研究，認為鹿蹄草的化學成分含有高熊果苷和熊果苷。

2.3 氨基酸：羅定強等[6]報道測定紫背鹿蹄草中有16種氨基酸，羅文謙等報道其中有7種人體必需的氨基酸，還含有兩種人體半必需氨基酸：組氨酸（His）和精氨酸（Arg） [14-15]。

2.4 微量元素：劉存海等[16]報道鹿蹄草中含有14種人體所必需的化學元素，主要包括Mg、 Fe、K、Ca、P、Zn、Sr、Na、Li、Cu、Mn、 Ni、Co、Se。

2.5 其他：除了以上介紹的活性成分以外，還含有沒食子酸、烏蘇酸、齊墩果酸、原兒茶酸等有機酸、兒茶素、槲皮素、苦杏仁酶、蔗糖、揮發油、苦味物質及鞣質[18]和兒茶素[19]等多種成分。

3 生物活性

3.1 抗菌、消炎作用：通過動物體外藥效學實驗，表明鹿蹄草素是一種光譜抗菌藥，其水煎液有較好的抗菌、消炎作用。田玉先 [20]報道鹿蹄草水對金黃色葡萄球菌、傷寒桿菌、志賀氏菌、福式痢疾桿菌等正固紫色染色陽性及陰性菌都有較強的抑制與抗菌效果。

3.2 對心、腦血管的作用：王樹梓[21]報道鹿蹄草注射液具有明顯擴張兔腦血管等動脈管的作用。此外，馬樹德[22]用電磁流量計直接測定，結果顯示，鹿蹄草注射液能顯著擴張腦血管，增加腦血流量，降低腦血管阻力。

鹿蹄草浸劑能擴張家兔、蛙的離體器官的動脈血管，同時可以增強心肌收縮力，降低心肌耗氧量等作用[20]。鹿蹄草提取液可增加小鼠或麻醉犬、兔等動物冠脈血流量、心肌營養血流量及肝、腎、腦、脾等組織和四肢的血流量，降低腦血管阻力[22-23]。

3.3 增強免疫力：鹿蹄草5%提取液有提高機體內活性E -玫瑰花結形成作用，對淋巴細胞轉化率有明顯促進作用。 [13、24]。

3.4 鎮咳作用：鹿蹄草中的熊果甙還可選擇性的抑制小鼠咳嗽中樞，而發揮較強的鎮咳效果[18]。

3.5 其它作用：除上述的生物學活性外，鹿蹄草的提取液還可抑制小白鼠的自主活動，并對抗中樞神經興奮劑，具有較好的安眠效果 [18]。用鹿蹄草制備的注射劑還具有一定的護腎作用。

4 結語

以上研究報道表明，中藥鹿蹄草的藥用成分復雜，生物活性多樣，具有很好的藥用價值，同時在食品業還可作為添加劑，在工業領域也發現了一些新用途[8]。隨著對鹿蹄草素應用面的不斷擴大，相關功能性產品也在不斷增加，。為此，今后有必要開展鹿蹄草的結構、生長發育、生態環境與藥用成分積累的關系研究，闡明機理，保證藥材質量。目前，該藥材大多為野生，對其生物學特性尚缺乏系統研究，所以為保證藥材的產量和質量應開展人工栽培試驗，為今后深入研究，擴大其臨床用途和其他行業的應用提供重要的資源。

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篇3

關鍵詞：惡性腫瘤 治療 周期性節律 時辰化學治療

周期性節律是生物界的普遍現象。從細胞、動物到人，在不同水平以不同方式展現出一定的生物鐘節奏。時辰生物學已經成為近年來生命科學研究的熱點，《Science》雜志兩次將此評為“可能改變人類對自然的認識，產生重大突破，從而帶來巨大社會經濟效益的研究領域?！倍源藶榛A的時辰藥理學，將有助于預測和驗證藥物的最佳給藥時間和方式，為高效低毒的藥物治療，特別是惡性腫瘤的化療提供依據。對時辰化療的研究，近年來已經取得了一些進展。

一、生物學基礎

大多數動物的生活節奏均表現為大約24h的周期性，這種特點在許多微生物如脈孢菌、藻青菌中亦有體現。內生性節律支配著睡眠、活動、激素分泌，甚至細胞的增殖和新陳代謝。目前已經知道，哺乳動物至少有9個特異基因（per1、per2、per3、cry1、cry2、tim、clock、bmal1、ckI）參與調節細胞的晝夜活動，并進一步影響其他相關基因的轉錄和轉錄后過程。此類時辰基因的突變（例如：果蠅中的per和小鼠中的clock），會導致睡眠-活動節律的嚴重紊亂，相應時間被延長或縮短，甚至完全抑制。對人類同卵和異卵雙生子的研究也同樣驗證了時辰節律的遺傳基礎。近年來，隨著調節基因在哺乳動物乃至人類的定位和克隆，發現物種間相關基因具有同源性（如人和鼠的per、clock），揭示了時辰節律基因控制的普遍性和相似性。

光照與黑暗，作為晝夜節律的主要協同因子，兩者的交替可以通過哺乳動物晝夜節律調控中樞——下丘腦基底部的視交叉上核（SCN），影響褪黑素的分泌，借以調節不同生理功能的節奏。光照也是一種正信號，可以通過激活per1、per2啟動晝夜節律調節系統，影響細胞的代謝與增殖。

二、臨床及臨床前研究

利用時辰原理給藥，提高受體的耐受性（即降低藥物的毒性），提高腫瘤組織的敏感性和藥物抗瘤活性，是時辰藥理學研究的目標。但受體耐受性節律、腫瘤本身節律和藥物抗瘤活性節律三者之間并非總是同步。事實上，如果藥物抗瘤活性降低，則耐受性提高將毫無意義。通過實驗，已經對藥物的時辰化應用有了一定了解。

1.臨床前研究

1.1 毒性 時辰化給藥影響大約30種抗癌藥物（包括細胞生長抑制劑和細胞因子）對鼠類的毒性。不同時辰給予亞致死劑量的藥物，鼠類生存率變化達到甚至超過50%，即使改變給藥途徑和給藥次數，結果仍然重復。給藥時間通常用光照后小時（hours after light onset，HALO）表示。因為鼠類在黑暗期活動，在光照期休息，其“光照-黑暗”亦即“休息-活動”動物模型成為時辰藥理學研究的參考模型。鼠類休息期（即光照期）的開始，在人類相當于21：00～24：00。研究顯示：鼠類對鉑類化合物的最佳毒性耐受性時間是在活動中期，吡柔比星（piraru-bicin，THP）大約是7HALO，米托蒽醌（mitoxantrone，MIT）大約是15HALO，而長春新堿（vincristine，VCR）、長春堿（vinblastine，VLB）、長春瑞賓（vinorel-bine，NVB）分別是在14、18、20HALO。

1.2 抗癌活性 在毒性最佳耐受期，一些藥物也同時具有最佳抗癌活性，如：阿糖胞苷（cytarabine，Ara-C）、5-氟尿嘧啶（5-fluorouracil，5-FU）、氟尿苷（floxuridine，FUDR）、阿霉素（doxorubicin，ADM）、美法侖（melphalan，MEL）、順鉑（cisplatin，DDP）。有人在7～11HALO給予荷PO30胰腺癌鼠多西紫杉醇（docetaxel，DXL），其耐受性和抗癌效力得到了增強；同樣結果也見于7～11HALO給予伊立替康（irinotecan，CPT-11）治療荷Glasgow骨肉瘤鼠，19～23HALO給予NVB治療荷P388白血病鼠。大多數藥物具有以上特點，提示可能存在某些共同機制，如特定血漿藥代動力學〔低血漿達峰濃度（C max ），同時高曲線下面積（AUC）〕、腫瘤或腫瘤周圍組織的細胞增殖節律以及相關代謝酶活性的變化等。

2.臨床研究 人體（包括健康人和腫瘤患者）進入S期的骨髓、小腸、皮膚及口腔黏膜細胞的比例隨24h周期有超過50%的變化，通常低谷發生于午夜到凌晨，而高峰則在日間。同樣，二氫嘧啶脫氫酶（dihydropymidine dehydrogenase，DPD，一種5-FU代謝的限速酶）在人和鼠類中也呈現晝夜節律，從午夜到早10點其活性較其他時間提高40%以上。人和鼠類等動物眾多的相似性，為臨床使用高效低毒的給藥方案提供了平臺。對人而言，由于DPD活性節律的關系，5-FU的最高血藥濃度出現在每日凌晨4：00左右，而此時機體的耐受性相對較高，在這一時段給藥將會起到事半功倍的效果。

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關鍵詞　食蚜蠅科，雙翅目，分類，研究進展

食蚜蠅隸屬于雙翅目Diptera、環裂亞目Cyelorrhapha、無縫組Aschiza、食蚜蠅科Syrphidae，除南極洲及太平洋的一些小島沒有本地種外，其余各地均有分布。研究表明，自然界中，對某些植物而言，重要的傳粉昆蟲首先是食蚜蠅，其次才是蜜蜂，食蚜蠅傳粉的種子產量比對照幾乎多3倍，同時，食蚜蠅在仿生學、生物防治等方面都有重要作用。目前國內對于食蚜蠅的研究主要集中在對新種的記述，而成蟲的生態學、生物學特性研究及生物防治利用等方面的許多工作才剛開始?；艨瓶?002年已對早期的研究做過綜述，本文重點介紹國內食蚜蠅科昆蟲最近幾年的分類學以及生態生物學研究現狀。

1食蚜蠅分類學及其區系研究

食蚜蠅幼蟲的分類研究始于20世紀，Metcalf最先試行對食蚜蠅科幼蟲進行分類。到目前為止，全世界已被描述的食蚜蠅幼蟲約200種，不到成蟲種類數的1／30。食蚜蠅的分類研究在國外發展的已經很成熟，而國內這方面的研究起步比較晚，特別是幼蟲、卵的分類學研究，施達三、陜西棉花研究所、李學燕等都在對食蚜蠅幼蟲的形態特征描述的基礎上，列出了部分幼蟲的檢索表。

食蚜蠅成蟲的分類始于林奈時期，Rondani開始對食蚜蠅進行科級單元分類。目前，全世界已知種類約5 000種之多，地方性的區系研究也很不均衡。我國食蚜蠅昆蟲的研究始于Wiedemann(1880)，我國最早從事食蚜蠅研究的學者是鄭慶瑞，而后，李清西、何繼龍、李兆華、孫彩虹、成新躍、黃春梅等開始了國內對食蚜蠅昆蟲的調查，并對區系分析做過初步的研究，1998年《中國蠅類》出版，記載了中國食蚜蠅科昆蟲3亞科16族72屬317種。霍科科(2002)等根據資料統計，中國食蚜蠅科昆蟲已知3亞科，巢穴蚜蠅亞科Microdontinae，1族1屬1種，迷蚜蠅亞科Milesiinael l族249種，食蚜蠅亞科Syrphinae5族215種，合計465種，并通過比較發現云南省、四川省和甘肅省是食蚜蠅調查較為詳細的省份。隨著近幾年昆蟲學的發展，食蚜蠅科昆蟲成蟲的鑒定工作進入了發展期。近幾年的研究主要有：楊友蘭等記錄了山西省食蚜蠅科昆蟲40屬93種，其中中國新紀錄19種，山西新紀錄種45種。林麗玲等記錄了福建省主要煙區的煙田食蚜蠅科昆蟲2亞科13屬16種。杜秀娟等記錄了長白山北坡食蚜蠅科昆蟲2亞科15屬50種，其中吉林省新紀錄種23種?；艨瓶频扔浭隽藵h中農田地區食蚜蠅科昆蟲26種，陜西省新紀錄種5種，其優勢種為長尾管蚜蠅Eristalis tenax和黑帶食蚜蠅Epissyrphus balteatus，同時發現這些種類在漢中均以成蟲過冬；在整理河北大學博物館館藏食蚜蠅科昆蟲標本的基礎上，鑒定出中國迷蚜蠅亞科Milesiinae 9族21屬37種，其中9新種，食蚜蠅亞科Syrphinae4族21屬41種，其中5個新種；在調查秦嶺太白山北坡食蚜蠅科昆蟲區系時，記述了該地區食蚜蠅科昆蟲2亞科10族35屬61種，其中中國新記錄3種，分析表明太白山北坡食蚜蠅科昆蟲的區系成分以古北、東洋區共有種為主體，古北區成分略占優，東洋區成分占有一定比例，從屬的分布類型看，多區屬比例高達57.14％，單區屬均為古北區成分，所占比例最低。結果顯示太白山北坡食蚜蠅科昆蟲區系具有明顯的過渡性，混雜性和復雜性?；艨瓶圃谘芯壳匕蜕絽^及鄰近地區食蚜蠅昆蟲時，鑒定出食蚜蠅科昆蟲3亞科18族64屬217種，其中食蚜蠅科1新屬，90新種，2中國新記錄屬和16中國新記錄種，此次調查使陜西省食蚜蠅科昆蟲由原記載的9種，增至185種，同時以長尾管蚜蠅、黑帶食蚜蠅為例，研究了食蚜蠅體色變異及其系統學問題，并首次對秦巴山區食蚜蠅科昆蟲區系進行了分析。高欣等調查了遼寧省及其老禿頂子自然保護區的食蚜蠅種類，整理出3亞科29屬53種，其中老禿頂子自然保護區食蚜蠅科昆蟲17屬22種?；艨瓶频韧ㄟ^對紫柏山區的食蚜蠅科昆蟲系統調查后，結合整理陜西資源生物重點實驗室館藏標本，記錄了紫柏山地區食蚜蠅科昆蟲2亞科12族53種，其中中國新記錄4種，陜西省新記錄5種。張瀟南記述了黑龍江省食蚜蠅科昆蟲2亞科16族40屬71種，其中3新種，1中國新紀錄屬，古北區新記錄種2種，中國新紀錄種4種，黑龍江省新紀錄種42種，同時研究了帽兒山地區的食蚜蠅亞科區系。

從目前的研究來看，國內對食蚜蠅科昆蟲的分類研究主要是傳統的形態分類學，而分子系統學及細胞學方面的研究工作還有很多需要做。國內的資料僅有幾篇論文是關于食蚜蠅的分子系統學研究，成新躍等曾對縮顏蚜蠅族Pipizini利用核糖體RNA基因的5.85片段及轉錄區間進行序列分析，并與支序分類相結合，研究了縮顏蚜蠅族Pipizini的分類地位，并對中國食蚜蠅科進行了系統發育分析。張宏杰等采用PCR和測序方法，研究了管蚜蠅族Eristalini 7種食蚜蠅線粒體基因組的Cty b基因部分序列，結果顯示其變異率為28.40％，屬內序列差異值在5.01％～9.55％之間，屬間序列差異值在1O.02％～16.23％之間；管蚜蠅族的4個屬(條胸蚜蠅屬Helophilus、寬盾蚜蠅屬Phytomia、管蚜蠅屬Eristalis、離眼蚜蠅屬Eristalinus)的聚類系統發生樹為單系。

2食蚜蠅生態學、生物防治及生物學習性研究

隨著食蚜蠅科昆蟲種類鑒定工作的進展，國內食蚜蠅生態學研究、生物防治等方面也開始發展，但主要集中在對食蚜蠅幼蟲的研究。

2.1食蚜蠅生態學及生物防治研究

食蚜蠅幼蟲捕食蚜蟲，對蚜蟲的發生具有明顯的控制作用，通過實驗觀察測定，在溫室條件下，黑足點眼食蚜蠅Eristalimus quinquestriatus幼蟲3個齡期的平均總捕蚜量為229.6只／頭，其中1齡幼蟲的捕蚜量僅4.4只／頭，2齡幼蟲達到19.2只／頭，3齡幼蟲高達206.O只／頭，黑帶食蚜蠅3齡幼蟲與菜蚜比為1：180時，72 h后的控制效果達93.5％。薛寶東等在調查長白山西南坡食蚜蠅種類和田間幼蟲的消長動態，及其對食蚜蠅食量的測量后，也明確了食蚜蠅在該區對大豆蚜蟲發生具有明顯的控制作用。

目前，食蚜蠅的生態學研究主要集中在幼蟲期，陸自強等在1985年就開始了研究，特別是大灰食蚜蠅Syrphus corollae、黑帶食蚜蠅、

狹帶食蚜蠅Syrphus scalare幼蟲對不同蚜蟲的捕食行為生態學，研究表明食蚜蠅幼蟲對蚜蟲的捕食效應屬于Holling-Ⅱ型反應，說明利用食蚜蠅防治蚜蟲具有一定潛力。曹玉的研究還表明黑帶食蚜蠅各齡幼蟲對麥長管蚜Sitobion avenae的捕食功能反應用新HollingⅢ型功能反應模型擬合也很好，同時幼蟲的捕食行為屬于依獵物密度變化的混合型，耐饑時間隨個體發育時間的延長而增加，食物刺激可使黑帶食蚜蠅的搜索行為可由廣域型向地域集中型轉換。武德蘭等采用“頻次法”、“指標法”等研究麥田食蚜蠅幼蟲，發現食蚜蠅幼蟲在田間分布型為疏密相間的負二項式分布，屬聚集分布。韓寶瑜等利用茶梢和茶花主要揮發物研究揭示了化學信息物對門氏食蚜蠅sphaerophoria menthastris強烈的引誘效應。

食蚜蠅成蟲的生態學研究相對來說較少，杜秀娟等在長白山北坡訪花食蚜蠅的種類與時空分布研究中，發現食蚜蠅物種數的垂直分布為岳樺林帶>針闊混交林帶>人工植物花園>針葉林帶=苔原帶，不隨海拔升高而增加或遞減；優勢物種數隨海拔升高先增后減，呈正態分布。季節分布表現為物種數在不同垂直帶內高峰值出現的時期不同，8種優勢訪花食蚜蠅訪問植物的種類隨季節的變化大致呈正態分布。

2.2食蚜蠅生物學習性研究

食蚜蠅的生物學習性主要是通過室內飼養食蚜蠅來研究的，浦子鋼等介紹了食蚜蠅人工室內飼養的技術方法，并對飼養過程中應注意的問題進行了分析。室內飼養食蚜蠅的研究顯示，大灰優蚜蠅的卵、1齡幼蟲、2齡幼蟲、3齡幼蟲和蛹的發育起點溫度分別為9.69，12.39，6.97，2.03和2.35℃，對應的有效積溫分別為30.17，27.85，30.98，78.55和149.54日?度。同時發現食蚜蠅的繁殖、生長發育及壽命均受溫度、營養條件、蚜蟲種類、花粉種類及其新鮮程度的影響。其卵化率與溫度關系密切，偏高或偏低都會影響其卵化率，一般情況，食蚜蠅化蛹多在松散肥沃的土壤中。食蚜蠅的生活習性還與植物的次生物質有關，李全平等以甘藍、苤蘭、青花、油菜4種十字花科植物上的甘藍蚜Brevicoryne brassicae飼養大灰食蚜蠅，結果表明不同植物上的甘藍蚜飼養大灰食蚜蠅后，其生物學習性是不同的，即植物的次生物質能干擾食蚜蠅機體代謝，不同的植物顯示了不同程度的毒性。羅佑珍等在研究狹帶食蚜蠅幼蟲、成蟲對煙田常用農藥的敏感性時發現，狹帶食蚜蠅幼蟲、成蟲對不同的農藥敏感性不同。幼蟲對戊菊酯的敏感性最強，成蟲對硫丹最為敏感。這些都為人工繁殖食蚜蠅來控制蚜蟲提供理論依據。

食蚜蠅科昆蟲中，同一種類的食蚜蠅，由于受不同環境的影響，其成蟲會表現出明顯的變異性，霍科科等在研究黑帶食蚜蠅，體色變異情況時，發現黑帶食蚜蠅存在深色型和淺色型，同時具有明顯的季節性，這種變異的多態性在其它種類同樣存在。

篇5

關鍵詞：產業集群；創新集群；集群網絡；集群轉移

中圖分類號：F263文獻標識碼：A文章編號：1001-8409（2013）01-0005-05

引言

自1998年波特提出“產業集群”概念始，相關研究在西方國家已有十幾年。隨著新興經濟體的快速發展，近些年中國東南沿海地區逐漸形成了一大批具有FDI產業轉移特征和集群內生性的地方產業集群，它們明顯區別于美國產業集群的形成路徑，但卻在中國經濟發展中起著重要作用。

然而，近幾年出現了一種奇怪的現象。一方面，有關產業集群的研究在我國幾乎進入了沉寂期，有影響的研究成果在學術期刊上越來越少；另一方面，不少政府官員似乎言必稱“集群”，將其作為產業轉型升級的有效手段和流行表達。理論與實踐的巨大反差，要求我們重新審視產業集群發展研究的最新動態與未來熱點，這對于認識邁向2030年的中國產業轉型與發展途徑具有重要意義。因此，本文將從多層次視角對產業集群問題的最新研究進展進行結構梳理，以展望新形勢下出現的集群新形態和新方向。

1產業集群問題的最新研究評述

如圖1所示，產業集群研究是分層次的，首先是宏觀層面上對產業集群與地區（國家）發展關系的研究，反映了集群發展的宏觀意義；其次是涉及到集群結構與演化的中觀層面（即集群層面）的研究，揭示了集群現象的整體特征及發展趨勢；再次是對集群內部微觀層面行為主體的解剖與細化，涉及到集群內組成要素的作用與互動關系，解釋了集群的內在活動機制；最后是從抽象的微觀層面研究集群中的知識活動及創新行為，剖析了集群發展的內在機理和激勵機制。

1.1集群與地區發展的關系：宏觀

波特（1980）首次提出了“國家競爭優勢”的概念，將以產業集群為基礎的產業優勢上升為國家競爭優勢，從而把產業集群與地區發展聯系起來?，F階段，一些學者依然沿用其著名的鉆石模型來分析集群和地區發展問題。Zhao等分析了大連軟件產業集群對當地產業經濟發展的影響。Hsieh 和Li比較了美國、日本和我國臺灣地區的深海水產業的集群化發展水平及其對當地產業商業化帶來的影響，提出了一個無邊界集群內部的產學研三階段螺旋模型[1]。Lin和Sun通過對我國臺灣地區新竹工業園的案例分析，在挖掘產業集群增長背后的驅動因素時發現，產業集群能帶來更強的國家競爭優勢。

波特的理論奠定了產業集群宏觀分析的基礎，但一些學者也從其他研究角度做了很好的嘗試。Hill和Brennan從經濟基礎理論和生產力測度等驅動要素的角度來識別地區競爭優勢與產業集群發展的關系，認為驅動型集群能夠驅動地區經濟發展。Barkley和Henry系統分析了產業集群的高潛力對地區經濟發展的貢獻。Benneworth和Hospers則從大學重要規劃發起者的角度研究了知識經濟下的城市發展問題[2]。

隨著知識經濟與網絡經濟的發展，更多關于產業集群與地區知識創新系統的融合和協作關系而帶來地區經濟發展和產業升級的研究逐漸涌現（Coe等；Takeda等；Kajikawa等[3]）。產業集群對地區發展的影響已經被反復印證，其對產業升級、創新和就業等方面有著積極的推動作用。

1.2集群的結構與演化：中觀

1.2.1結構

從波特對產業集群的定義可以看出，產業集群是由具有相互關聯性的企業、專業化供應商、服務供應商、相關產業的廠商以及相關的機構所構成。若把產業集群看作一個系統，這些組織要素之間的相互關系便形成了該系統的結構。產業集群的結構特征會影響到集群中企業的績效、集群的發展及集群對地區發展的溢出效應。網絡視角是研究產業集群的理想模式，也是集群結構的重要范式[4]。

Klepper從企業拆分的角度解析了產業集群的內部結構[5]。Eisingerich等基于社會網絡分析方法建立了一個產業集群績效模型，他們認為高績效的產業集群體現于網絡強度和網絡開放性，后者對集群績效的積極影響會增加環境不確定性，而前者則會降低環境不確定性。Kajikawa等基于現有的組織和網絡理論研究了日本八個地區產業集群中的企業網絡[3]，因網絡節點企業的薄弱故需要加強網路鏈接活動以支撐優質網絡的發展。Liu研究了創新聯盟對產業集群網絡結構和密度的影響，認為結構洞不會在結構網絡不夠緊密的情況中出現[6]。Bathelt和Zeng基于強調生產者消費者網絡和以持續創新及商業成功為基礎的關聯學習的重要性，研究了大上海化工產業集群中不同區位間的供需聯系及集群企業間的網絡關系[7]。

對集群網絡結構的研究，除了關注于如何通過企業間關聯以提高集群的績效外，還涉及到中介研究機構在網絡中的創新性及其對集群績效的影響[8～10]。集群的網絡結構是集群與社會網絡環境相融合的基礎。

1.2.2演進

產業集群的發展如同產業發展一樣，也是一個不斷演進變化的動態過程。對產業集群結構的探索基于網絡的范式，而對其演進過程的解釋則來源于進化生物學理論。

產業集群的生命周期是揭示其演進過程的重要概念。Menzel和Fornahl解釋了集群動態性及不同生命周期階段中集群的發展，企業的技術異質性實現了集群的萌芽、成長、衰退和復興，企業較強的關聯吸收能力帶來了集群內技術的集聚和集群外技術的發散。Su和Hung基于集群生命周期理論，對美國舊金山灣區和上海張江科技園的生物技術產業集群進行了比較，將其演進模式區分為自發型和政策驅動型兩種[11]。

一些學者也試圖通過構建模型或實證分析來揭示不同產業集群的演進過程。He和Fallah在研究創新網絡能否預測集群演進問題時發現，發明者在集群內的活動造成了受限制的知識擴散，地區創新輸出有利于集群的演進[9]。Fleisher等通過對浙江織里童裝集群的調研，測度了其演化深度。Li等構建了集群進化三極模型用以分析集群的演進過程，并實證研究了內容、網絡和行為三部分在集群演進中的互動關系[4]。

在全球資源重新配置和產業轉移的背景下，產業集群的演進需進一步與產業集群轉移和集群升級聯系在一起。Tsai和Li通過研究集成電路產業從中國臺灣地區向中國大陸的集中轉移，提供了一個從產業集群空間轉移角度研究集群演進的新視角[12]。而Kerr的研究則是這一視角的很好佐證，他通過調查研究了某項技術發明的集群伴隨著大量發明成果而實現技術空間遷移的速度，揭示了發明創新對集群演進可能帶來的新方向[13]。

1.3集群的微觀主體行為：微觀

1.3.1企業行為

在產業集群中，企業處于主體地位，其行為構成了集群網絡的重要內容，也反映了集群的產出績效。正是由于企業間活動具有高度合作性和產業關聯性，產業集群才會區別于單純產業集聚的經濟地理現象而以組織形態的方式出現。

合作關聯性是集群企業行為的首要特征。Kajikawa等運用網絡分析方法研究了產業集群中企業間的網絡合作關系[3]。Niu分析了企業的參與性對其適應集群活動的影響。Hivik和Shankar從社會責任的角度分析了集群內中小企業的競爭合作關系。Oprime研究了巴西產業集群中企業間的合作關系，認為集群內企業間的協同合作更能提高集群績效。而一些學者從企業家才能角度分析了企業專有行為對產業集群的影響（Feldman等；Glaeser）。

創新性是集群企業的另一重要特性，它既涉及企業內部的R&D活動，又存在于企業與集群內其他創新組織之間的協同合作中。Weiss以德國牛皮紙漿產業集群為例分析了環境技術產業集群中企業創新行為對環境的影響[14]。Ski和Pichlak以波蘭的潔凈煤產業為例，研究了企業創新活動對集群的影響。Liu則詮釋了集群創新網絡對企業創新行為的作用，強調了企業創新聯盟在集群創新網絡中的重要性[6]。

1.3.2政府

政府在產業集群中扮演著政策制定和戰略引導的角色，政府行為對企業戰略與合作、集群發展與演進以及集群網絡關系等方面有著重要的影響。因政府政策導向而出現的產業集群現象頗多，早期的如美國北卡羅來納州的研究三角園（RTP）、印度的軟件產業集群等，而現在最為典型的則是中國東南沿海地區大量的產業集群，尤以江蘇省最為典型，政府導向最為明顯（如蘇州工業園等）。因此，很多研究產業集群問題的文獻都不同程度地提到了政府政策的作用（Hsieh和Li； Tsai和 Li； Falck等）。在面對因高污染產業發展而可能帶來的環境污染問題時，政府更應該站在高于企業和集群的層面提出解決方案[14，15]。Bathelt和Zeng強調了政府在支持建立化學生產與其用戶產業之間的鏈接和橋梁關系中的重要性，指出政府行為將關系到集群的演進與發展[7]。在集群起源和演進的研究方面，Su和Hung也提到了政策驅動對集群發展的影響[11]。此外，政府在搭建產學研平臺方面也起著至關重要的作用。

1.3.3科研機構

企業與大學及科研機構等的產學研合作是集群內組織間合作和關聯最為重要的表現，是集群創新和發展的重要驅動，也是集群網絡關系的關鍵紐帶。Sohn和Kenney通過韓國首爾產業集群的案例發現，大學及科研機構對集群創新的影響主要來源于間接的人才培養，而不是研究成果的直接轉化[16]。Hershberg等鼓勵開放大學科研資源到產業發展中去，并通過發展中國家的集群發展案例對此進行了論證。stergaard比較了大學和企業間的聯系，通過集群網絡中的知識流動強調了科研機構的重要作用[8]。Basant和Chandra通過對印度產業集群中產學研合作的案例研究發現，面對勞動力市場聯系和流動的加快，學術機構創造了更多適應全球和地區變化的機會，在滿足當地技術技能需求方面發揮了重要作用。

不難看出，大學和科研機構在集群的產學研中扮演著重要的角色，其通過人才培養、成果轉換、資源共享等產學研方式，促進了集群創新發展。而集群中的產學研方式也在不斷豐富，Ski和Pichlak便強調了多種產學研合作途徑（如大學與企業、政府與企業、企業之間等）對集群發展和創新的重要性[17]。

1.4集群的知識與創新：抽象微觀

集群活動可以抽象為知識活動、知識網絡與創新網絡及社會網絡相耦合，共同支撐著產業集群的發展。在對知識網絡的研究中，很多學者關注于知識溢出對企業績效的影響及各種學習模式。Gilbert等證明了集群中新企業因能從外部環境獲取更多的知識而獲得高績效。Roveda和Vecchiato認為無論是隱性知識還是顯性知識的生成與發掘，都會通過社會化、融合性和國際化過程實現對當地企業產品和過程的創新[18]。集群中的知識活動同樣呈現出不同的學習模式，Chen研究了非正式學習過程中的知識活動，以臺灣機械工具產業集群論證了非正式學習模式在集群知識系統的重要性。

集群的知識系統與創新系統關系緊密，依托于集群的知識網絡，知識的擴散和溢出效應能夠促進集群創新活動。很多學者分析了集群的知識系統與集群創新的關系[17～19]。

隨著產業集群中知識網絡與生產網絡的不斷融合，基于知識的社會網絡結構逐漸形成。知識載體的流動可能帶來產業集群知識網絡的升級和遷移，這與集群的產學研合作問題緊密相連。集群社會網絡有利于知識在集群內部的擴散，是影響集群內個體的重要機制（Casper； Liu[6]）。知識載體在集群組織之間的流動產生了大量的知識擴散與知識溢出。盡管發明創新者的流動能否作為集群不同發展階段的指標還不確定[9]，但是具有創新能力的科學家和技術人員等知識載體的流動和遷移卻帶動了地區專利的增長[13]。知識的流動和知識載體的遷移同樣存在于不同的產業集群之間，跨產業集群間的知識流動為知識集群的形成和知識創新系統的設計建立了基礎[20]。

2產業集群研究的未來展望

隨著產業集群問題研究的深入，產業集群研究的內容更為豐富，結構更為完整。新集群形態（如創新集群、知識集群等）的出現使得其研究對象有了新的變化；而產業轉移中的集群式轉移帶動了企業、勞動力及知識在集群間的流動和遷移，從而形成了更為復雜的產業集群間網絡關聯。

2.1產業集群新形態：創新集群

隨著產業集群中知識含量的增加，集群內企業呈現出不同的表現形式，一些制造類企業逐漸被剝離，而出現了一批以研發和創新等知識活動為主的創新集群。波特在《創新集群：美國競爭優勢的地區基礎》報告中提出了創新集群的概念，并對美國一些高技術產業集群進行了分析。王緝慈在其專著《超越集群：中國產業集群的理論探索》中，針對中國產業集群未來的發展從創新集群的角度進行了論述。創新集群是集群和創新兩個概念的結合，引起了越來越多學者的關注。Engel和Palacio研究了建立創新集群過程中的新創新模式與機制[10]；Kerr 分析了大量發明與創新集群遷移的關系，指出了發明者流動對創新集群遷移的影響[13]；Calamel等研究了法國創新集群中跨組織的管理者協作及操作者協同的重要性[21]。對創新集群的關注也使得很多學者開始考察生態產業園的建設和發展（Anh等； Sakr等[22]； Behera等）。

創新集群作為一種新型的集群形態，將成為未來產業集群升級的重要方向之一。創新集群一方面能夠成為傳統制造業集群轉型升級的新模式，另一方面又能進一步延伸高技術產業集群的外延，通過知識與創新以推動全球經濟的復蘇。對于已上升為世界第二大經濟體的中國，正處在產業轉型升級的重要階段，如何通過政府推動以實現技術創新與技術超越，成為現階段亟待解決的關鍵問題。因此，創新集群作為未來產業集群研究的重要形態，深度挖掘其核心價值，剖析其演化規律，對于中國未來的深度改革具有重要的實踐意義。

2.2集群升級新方向：集群轉移

從19世紀開始，產業格局在全球范圍的動態布局從未停止，五次大規模的產業轉移浪潮印證了這一過程。隨著全球合作與空間遷移性的進一步增加，產業轉移過程中出現了以集群企業的扎堆和組團式轉移為特征的集群式轉移。集群內企業的拆分促進了集群規模的擴大[5]，而拆分企業的空間轉移則會形成一批遷移式的產業集群。產業集群轉移較為明顯的案例是集成電路產業集群由中國臺灣地區向中國大陸的轉移[12]，它實現了臺灣地區電子類產業集群的轉型升級。因此，產業集群轉移是除了知識創新之外集群升級的另一重要途徑。而對產業集群轉移模式的研究則對集群轉移具有重要的指導意義。Sammarra將產業集群轉移模式分為選擇性轉移和復制性轉移兩類[23]。有創新能力的產業集群能將價值鏈高端環節保留下來，通過選擇性轉移實現集群升級的目的。通過轉移所形成的不同集群之間的相互關系更加緊密并會逐漸呈現出網絡特征，從而形成區別于集群內網絡的集群間網絡。知識在集群間的流動會促進集群式轉移的發生[20]，而集群內的企業轉移粘性則會對集群轉移帶來負面影響[15]。

集群轉移作為集群升級的新方向，蘊含了產業集群升級中的空間轉移問題，也反映了產業轉移中的組織約束現象。集群轉移以及之后所形成的集群間網絡是產業集群研究的新方向，這需要更多地關注集群空間轉移的作用與效率、結構與模式、關系變化與網絡發展（集群間、企業間和政府間的關系）以及知識與創新在其中的作用。深入研究集群轉移問題對中國產業集群發展具有重要指導意義，它既能夠通過學習西方成功集群發展經驗實現自身集群的轉型升級，又能延伸已有集群所具備的競爭優勢而帶動次發達地區的經濟發展。

3小結

作為一種企業集聚的空間經濟現象，產業集群已成為全球經濟復蘇與增長的重要帶動點。產業集群問題的研究成果頗多，研究的重要性不言而喻。從理論價值來看，產業集群問題涉及到眾多學科內容，是一個跨學科發展的好問題。從實踐角度來看，產業集群能夠通過企業之間的協同合作以實現地區經濟發展與知識創新效率的提升。新的集群形態和集群轉移現象的不斷涌現為產業集群研究提供了新的素材，同時也提出了新的挑戰。關注集群發展的理論前沿與實踐熱點，重視全球化背景下的產業關聯與集群合作，有針對性地研究和解決具有中國特色的產業集群發展升級問題，是未來研究的重中之重。

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