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導語：在生物技術發展論文的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
關鍵詞：生物技術；倫理問題；思考
中圖分類號：Q81 文獻標識碼：A
文章編號：1009-0118（2012）07-0199-01
21世紀是生命科學的世紀，生物技術的發展對人類和社會的影響深遠。而生物技術引發的倫理問題，已成為世界的焦點議題。如何合理的應用生物技術造福人類和社會，是眾多學者和科學家急需解決的問題。
一、現代生物技術研究的新進展
進入21世紀，生物技術正處于發展成熟階段，生物技術的應用已經滲透到我們生活中許多與生物無關的角落。生物技術的發展至今已經揭示了許多生命現象的本質及其規律，但生命現象極其復雜，目前仍有許多課題有待深入研究和探索。目前在克隆、胚胎干細胞、轉基因食品、人類基因組計劃、組織工程等研究和實際應用等領域取得了成果。
（一）克隆技術?？寺≡馐菬o性繁殖，即由同一個祖先細胞分裂繁殖而形成的純細胞系，該細胞系中每個細胞的基因都是相同的?？寺〖夹g首先用于動物，動物克隆就是通過無性繁殖方式，由動物細胞產生的遺傳形狀相同的動物個體?？寺⊙蚨嗬蚴鞘桌寺〕晒Φ膭游?。動物克隆為我們進一步揭示生命的奧妙及人類的自我認識展現了全新的視野。
（二）胚胎干細胞。干細胞是生物體在生長發育過程中起“主干”作用的高度未分化細胞，它具有自我更新、高度增殖和多向分化的潛能。干細胞分為三大類：全能干細胞、多能干細胞和專能干細胞。全能干細胞之所以全能，是指它可以分化成人體全部細胞類型，進而構建心、肝、腎、肺等多種組織和器官，最終發育成一個完整的個體。全能干細胞再進一步分裂、分化中又形成了各種多能干細胞。多能干細胞具有分化為多種細胞組織的潛能，但是卻失去了發育成完整個體的能力。
（三）轉基因食品。轉基因食品是利用生物技術將某些生物的基因轉移到其他物種中去，從而改造生物的遺傳物質，使其在性質、消費品質等方面向人類所需要的目標轉變。以轉基因生物為直接食品或以這種生物為原料，加工出來的食品都被稱為轉基因食品。轉基因食品在歐美應進入人們的日常生活中。有資料表明，在歐洲，玉米鉆心蟲每年要毀壞4000萬噸玉米，占世界玉米總產量的7%，但是如果把分離出來的抗鉆心蟲基因植入玉米中去，就可培育出抗蟲害的玉米，這種玉米就是轉基因食品。
二、現代技術發展引發的倫理問題
（一）關于克隆人的爭議。從“多莉”羊的克隆成功，待幾年來其他克隆動物的嘗試，克隆技術正不斷發展。目前科學界把對人體的克隆分為治療性克隆和生殖性克隆?？茖W界和倫理界對治療性克隆普遍支持。但生殖性克隆，即克隆完整的人則遭到很大的抵制?？寺∪私o倫理道德方面帶來了巨大的沖擊，對現有的社會關系、家庭結構造成了巨大的沖擊。另外，克隆人的身份難以認定，使人倫關系發生模糊、混亂乃至顛倒，進而沖擊傳統的家庭觀以及權利與義務觀。
（二）胚盤干細胞研究中的生命倫理問題。由于胚盤干細胞的制備是離不開人類卵子、胚盤以及克隆技術的，而卵子與胚盤在一些不同的國家和宗教界被視為是生命的起源，與活著的嬰兒沒有什么不同，所以在許多國家是被嚴格禁止的。堅持認為可以用人類胚胎做實驗的人認為：1、早期胚胎僅是一團細胞，尚難稱其為人的一條生命，從胚泡內細胞培養成人的胚胎干細胞，并沒有殺死細胞，只是改變細胞的命運；2、培養胚盤干細胞是用于治療現在還無法治愈的組織壞死性疾病，讓病人恢復健康，完全是合乎人類倫理道德。
（三）轉基因食品的潛在危險。對轉基因食品發展有兩種態度：支持者極力宣傳其帶給人類充足的糧食和新型抗病蟲策略；反對者則強調人為地用基因技術改變神武，會給人體健康和環境帶來危害。基因表達調控是個復雜的生命現象。目前，人類對基因的活動實施了解還不夠透徹，還沒有十足的把握控制基因中組后的結果。1993年英國的一份報告列出了一些人們對于轉基因食品應用的來努力方面的主要擔憂：1、人類基因轉入食品動物，如將人類基因因子與凝血的蛋白質的基因轉入綿羊中；2、某些宗教團體禁止食用的動物基因轉入他們通常食用的動物中，這可能觸怒猶太人和穆斯林，列入將豬的基因轉入綿羊；3、動物基因轉入植物中，可能會引起一些素食者的特別關注。
三、現代生物技術發展存在的倫理問題對策
現代生物技術的飛速發展，引發諸多倫理問題，發人深思。為了促進生物技術的和諧發展，應采取相應對策和措施。科學預言，21世紀是生物技術發展的黃金時期，全國普及大眾倫理學知識尤為重要，設置倫理學咨詢機構，利用各種媒體宣傳倫理學知識，增強大眾的倫理學意識，提高全民族的整體倫理水平。同時，我們還應改變傳統倫理觀念，發展中國特色的生命倫理學?？傮w上，生命倫理學應和國際生命倫理學保持一致，但又要保持中國的特色。另外，培養生命倫理專業人才，解決人才匱乏的局面。生命倫理學的發展任道重遠，生命倫理學人才匱乏問題需要解決，設置生命倫理學專業，加快專業人才培養規模勢在必行，特別應注重研究生、博士生的培養。
四、結語
現代生物技術的高速發展再給人類和社會帶來積極影響的同時，必然會出現各種各樣的問題。其中，導致的倫理問題尤其受人們的重視。我們應該正確看待這些問題的發生，并應用學習的科學知識盡力將其引導到好的方面發展。因此，我們任道而重遠，希望通過我們的努力使現代生物技術應用給人類帶來更多的實惠。
參考文獻：
［1］傅繼梁.基因組研究引發的倫理思考［J］.科學,2002,54(3)：30-31.
加速發展生物經濟使中華民族重回世界先進民族之林
生物經濟與網絡經濟比較，具有資源依賴性強、技術通用性強、市場壟斷程度低等特點，為廣大資源豐富的發展中國家提供了一次難得的、實現跨越發展的機遇。我國是一個生物資源總量豐富，生物產品市場潛力大的發展中國家，加速發展生物經濟，是我國解決實現全面建設小康社會目標面臨的糧食安全、能源安全、環境安全、生物安全等重大問題，提高人民健康水平的必然選擇。
我國明確提出轉變經濟增長方式已經有10多年了，但是直到2004年我國GDP占世界的4%，鋼鐵、水泥、煤炭等資源的消耗量卻占世界總消費量的30%-40%，傳統的增長方式沒有得到根本性轉變。其主要原因之一是缺乏新技術，難以培育新的產業，調整經濟結構只能停留在口頭上、文件上。要實現經濟翻兩番的宏偉目標，調整經濟結構，轉變經濟增長方式，必須依靠新技術，開發新產品，發展新經濟。比較而言，信息技術能夠大幅度提高信息傳播的速度，提高勞動生產率，但從根本上解決提高人民健康水平、保障糧食安全、改善生態環境、緩解能源壓力、保障生物安全等重大問題，生物技術則更具有根本性的作用。我國資源浪費嚴重，需要大力發展循環經濟，提高資源利用率，但生物經濟是一個嶄新的概念，缺乏社會的廣泛認同與支持，生物產業正處在起步階段，生物技術則是我國需求最迫切、影響范圍最廣、技術差距最小的領域，《國家中長期科學與技術發展規劃綱要》已經明確把生物技術作為我國未來高科技迎頭趕上的重點。我國生物技術、生物經濟的發展已經迎來了難得的發展機遇。
經濟發展、人民健康、社會和諧不但對發展生物經濟有迫切的需求，而且我國具有社會主義制度有利于集中力量辦大事、生物資源豐富、優秀人才輩出、企業初具規模、市場潛力巨大等發展生物經濟的優勢，只要我國采取像抓兩彈一星、神舟載人飛船那樣的重大措施，我國完全可能成為生物技術強國，生物產業大國。為此，建議實施“生物經濟強國戰略”，抓好六項措施。
1、實施“生物經濟強國戰略”。建議像當年抓“兩彈一星”那樣抓“生物經濟”，把“生物經濟強國戰略”作為當前和今后20年經濟發展、社會進步的戰略重點來抓?！吧锝洕鷱妵钡木唧w目標是：實現生物技術強國，生物產業大國的目標，使我國在生物經濟時代再創輝煌，加速實現中華民族偉大復興的宏偉目標?；驹O想分“三步走”：第一步為技術積累階段，2010年前完成；第二步為產業崛起階段，2015年前后完成；第三步為持續發展階段，從2020年開始持續快速發展，力爭到2020年生物產業總產值達到25000-30000億元，占當時GDP的7%-8%，成為國民經濟的支柱產業之一。
2、落實“人才強國”戰略，把“招攬尖子人才回國行動”作為重點，加速造就一支世界一流的生物技術研發隊伍。據專家統計，全球生物技術領域高水平學術論文中有40%%以上是華人主持或參與完成的。華人已經成為世界生物科學領域最活躍力量之一。我國約有8萬留學人員在海外從事生物技術相關研究，其中約2000人已經學有所成，進入國際生物技術最前沿的領域，這些人才已經形成了“生物技術海外兵團”。初步估算，拿出修20公里高速公路的經費，就能吸引高水平的2000名優秀人才回國工作，造就一支世界一流的生物技術隊伍，不僅能夠大幅度提高我國生物技術研究開發能力，更重要的是能大大縮小我國與發達國家的差距。因此，建議有關部門盡快研究制定一些特殊的政策，把招攬尖子人才回國，作為生物技術、生物經濟發展的突破口?？萍疾俊⒈本┦械扔嘘P部門共同創辦的北京生命科學研究所在招聘尖子人才方面已經積累了一些經驗，實踐證明是可行的。
3、把“加速生物技術自主創新，推動新科技革命”作為未來科技工作的重點，加速我國成為生物技術強國、生物產業大國。我國生物技術總體上還處在技術積累階段，要按照小平同志“發展高科技，實現產業化”的要求，切實改變重論文輕開發產品、重學術水平輕市場前景、重科研院所力量輕企業研發力量、重項目支持輕基地建設、重單項技術突破輕系統技術組裝等問題，瞄準經濟發展、社會進步對技術的重大需求，集中力量，切實解決一批制約經濟發展和社會進步的瓶頸問題。立足于培育新的經濟增長點、立足于大幅度提高國家核心競爭力。提高自主創新能力，加速我國生物技術由跟蹤模仿向自主創新轉變，由重論文向論文、專利、產品協同發展轉變，由技術積累階段向產業崛起階段轉變。建議在國家科學與技術中長期規劃和“十一五”科技計劃中把生物技術作為重中之重，在經費、人才、基地、項目等方面給予重點支持。
4、把“發展生物經濟、培育新的經濟增長點”作為未來產業發展的重點，加速我國成為生物產業大國。在國民經濟中長期規劃及“十一五”計劃中把生物產業作為新的經濟增長點來培育，出臺專門的政策，安排專門的基金，把發展抗鹽堿轉基因植物增加1億畝可耕地，發展生物能源再造1個綠色大慶，發展生物材料培育千億的生物材料產業、發展生物醫藥產業等作為重點產業，優先支持。同時，對我國在國際市場上有優勢的生物產品，如疫苗、維生素、青霉素、氨基酸、味精、啤酒、醬油、醋等，在技術、人才、資金、進出口等方面給予重點支持。加速發展我國完全能夠培育一批國際一流的生物技術企業。
論文摘要：隨著世界人口的增長，農業將經歷具有重大意義的革新。毫無疑問，生物技術作為科學和技術在這場變革中將起到關鍵性的作用。原則上講，生物技術本身有能力幫助人們提高農業生產力和保護環境，但在實踐中，生物技術作為環境保護的人其作用相對來說是微乎其微的。人們對它在環境保護以及促進人類進步中的作用仍將拭目以待。
一、生物技術給農業發展帶來機遇
廣義上講，生物技術是利用有機體、死細胞、活細胞以及細胞內含物，采用特殊的過程生產出特殊的產品應作到農業、醫藥以及環境修復治理中，尤其是70年代基因工程的出現，它能改變、取代物種的基因。
生物技術在農作物中已有廣泛的應用。最初通過遺傳工程獲得而進入市場的作物是：玉米、大豆和棉花。它們經轉基因后具有抗除草劑和棉鈴蟲的能力。這種玉米、大豆和棉花從Bt細菌獲得基因，經遺傳改良后具有防蟲害的能力。利用Bt細菌獲得經遺傳改良的作物的潛力是相當大的。例如：美國有200萬hm2的Bt棉花，澳大利亞有40萬hm2，兩者各相當于2.5億美元價值。如果將Bt玉米引種在美國1000萬hm2的土地上，只要增產5%，就意味著能增加3.5億美元收入。這項技術進一步促進了Bt制劑控制蟲害在商業上的應用。除此之外，還有許多經轉入特定基因的玉米品種，這些品種能同時抗除草劑和一些蟲害。
生物技術在畜牧業上應用所獲得的益處與在農作物上相似。一方面，生物技術有助于提高畜禽的生命力以及消滅競爭者。促進畜禽生長的物質有生長激素以及促進其生長的調節劑，這些物質可由基因工程而獲得。如利用鼠類基因（該基因能促進角蛋白的形成）能獲得了經遺傳改良的綿羊，這種綿羊比普通棉羊產毛量能提高6%左右。另一方面，生物技術在提高農作物產量、質量的同時，有助于提高畜牧業的生產力發展水平。例如，通過控制飼料作物體內碳水化合物含量可提高畜牧業生產力；利用基因調控技術可以提高包括豆科作物在內一些作物的蛋白質含量，減少飼料作物中難消化的木質素含量等。達比等人已生產出一種轉基因三葉草，可應用于澳大利亞綿羊牧場。該基因來自向日葵，經轉基因的三葉草能制造富含氨基酸的蛋白質，該蛋白質經食物鏈進入綿羊體內，進而能提高產毛量。
生物技術給人類帶來的益處也包括在生態和環境兩個方面。利用生物技術提高現有農業生態系統的生產力可以減低農業向原始的、自然、半自然生態系統擴張的要求，因此，它有助于有人類保存、保護地球上僅有的自然生態系統及其資源，有助于人們未來再利用其中的基因資源開發新的產品。
生物技術已用于生產抗蟲害、抗除草劑作物。正如前面所述，一些轉基因棉花、玉米、大豆等具有抗蟲害、抗除草劑的能力。1995年人們可以在市場上購買到轉基因馬鈴薯，這種馬鈴薯能產生水晶蛋白，而水晶蛋白對科倫那多馬鈴薯甲蟲有毒害作用。這些轉基因作物能減少殺蟲劑的用量，降低殺蟲劑及其殘留物對食物鏈、水體造成污染，從而有利于保護生態環境。
在許多農業生產區，土壤氮素可利用量是制約農業生產力提高的一個重要因子。而一高科技農業生產區使用人造氮肥是以犧牲生態環境為代價的。制造氮肥要利用大量能源，據統計，英聯邦農場平均投入的能源大約有50%來自肥料。由施用肥料而產生的溫度氣體（二氧氣化碳、氮氧化合物等）不可避免地促進地球氣候變暖。除此之外，農業土壤的氮素流失是水體富營養化的主要原因。
生物技術的利用能為這些問題的解決提供潛在的、真正有價值的幫助。
同樣，人們可以利用真菌來提高土壤養分的有效性。溫萊指出：特定的真菌類能促進土壤養分的釋放，從而促進作物生長；真菌也能通過分解有機物質（例如纖維素等）釋放出糖類，促進固氮菌的生長。進一步提高土壤養分有效性的可能，包括獲得轉基因細菌和真菌，以進一步增強它們制造養分和釋放土壤養分的能力。轉基因作物的最終目標是使作物本身能夠自行固氮，避免、減少使用人造肥料，從而減少對生態環境的破壞。這在目前尚不可能，但在將來卻有望實現這個目標。
二、利用生物技術發展農業應注意克服的問題
從經濟角度上講，生物技術帶來的不利并不明顯，然而，它會引起發達國家與發展中國家貧富差距進一步擴大。因為，生物技術公司主要集中在發達國家，發達國家可以通過輸出生物技術產品而獲得利潤。與此同時，發展中國家由于技術、及其產品還遠沒有被廣泛接受。
生物技術可能引起生產方式和人類健康的退變。這種情獎品可能會隨著需要特定處理的轉基因作物的出現而產生，特別是抗除草劑的轉基因作物出現。農民必須從同一公司購買種子和除草劑，否則除草劑起不了作用。同樣的問題也可能在需人造肥料的轉基因作物上出現，這些轉基因作物會取代傳統的依靠有機肥的作物，后者在發展中國家是很普遍的，并且也有利于環境保護。生物技術在食品上的應用對發展中國家的農民也會造成許多困難。生物技術也會對人類的健康制造麻煩。近年來在英國已有這方面的報道。特別是當能引發人體過敏反應的基因轉入農作物時，例如，堅果能引發人體過敏反應，若它的基因被導入其他作物，則有可能其他作物也會引起人體過敏。為了預防起見，轉基因作物產品必須經免疫測定篩選后才能利用。
生物技術也可能引發環境問題。人們利用生物技術生產出抗旱、耐鹽、抗病蟲害作物同時，也導致生物多樣性遭受嚴重破壞，甚至導致一些物種滅絕。這一結果是由于生物技術促進農作物向它原本不適應的地域擴張而造成的。生物技術同樣加速土壤侵蝕和沙漠化。農業，尤其是耕作農業的擴張會增加除草劑、殺蟲劑、人造肥料的使用，農業中不斷投入的能源促進全球變暖。與此同時，氮素生物化學循環的改變也加劇了水體的富營養化，直接影響人類和動植物的生存。
【關鍵詞】生物技術專業實驗 教學改革
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）02-0173-02
生物技術是一門涉及領域寬、涵蓋范圍廣、基礎性強的新興學科，是現代生物學發展并與相關學科交叉融合的產物。它包括基因工程、蛋白質工程、細胞工程、發酵工程等領域。
對于生物技術專業的學生來說，掌握生物技術專業實驗技能則顯得尤為重要。生物技術專業是應用性和實踐性非常強的專業，因而實驗教學在生物技術專業教學活動中非常關鍵。生物技術實驗教學是重要的實踐性教學環節，它不僅僅是對理論的驗證，也是培養學生動手能力、應變能力、創新能力及科學思維的重要手段。其核心是培養出符合生物技術專業要求的、基礎知識面寬，掌握生物技術基本實驗技能、具備創新能力的人才。
為了在生物技術專業實驗教學中訓練學生科學的思維方法，進一步培養學生獨立觀察、提出問題、思考和分析問題、解決問題的能力，以滿足社會對創新型、綜合型人才與日俱增的需求， 我們在生物技術實驗教學中針對如何增強學生的求知欲，提高教學質量方面作了認真的探索，包括課程內容更新與整合、實驗室開放制度的建立與健全、教學管理的完善和考核方式改革等方面做了一些探索性工作，并取得了較好的效果。
一、實驗課程內容的精心更新與整合
近幾年生物科技發展迅速，取得了令人矚目的成績，新技術、新方法層出不窮?，F代生物技術創新作用是體現在科學研究的進步之中，因此，緊跟當代先進科學技術發展前沿，更新教學內容是目前生物技術專業實驗改革的緊迫任務。
原有實驗課教學內容過于零散，實驗項目之間彼此聯系較少，實驗內容孤立，學生在實驗過程中依賴教師過多，通常是按照教師的要求完成一些特定的內容和步驟。所以，學生學習后掌握和印象并不深，也就更談不上實際應用的熟練度了。為了改善實驗課教學中的諸多不利，提高教學質量和成效， 提高學生的基本技能和創新能力，我們根據生物技術專業的培養目標、任務和特點，結合實驗室具體條件及學生實際情況，對實驗內容進行了多次選擇和調整，形成了比較穩定的內容體系。
二、增加綜合性、設計性實驗
以前的實驗教學多為驗證性實驗，缺乏創新性、綜合性和設計性實驗，但在實驗教學中若給予學生適度的發揮空間，則可能會彌補驗證性實驗的不足。綜合性和設計性實驗是實驗在前，結論在后。這類實驗所要得出的結論是學生親手實驗的結果。更新教學內容后共增加了近50%新的實驗教學內容，并增加了較多的綜合性、應用性和研究性的創新實驗，大大減少了早期以驗證、單一、經典為主要的實驗內容。
設計性實驗是學生在實驗任務及實驗目的明確的情況下，完全由自己查閱資料，先提出實驗方案，自己先設計實驗步驟，擬出所需實驗器材，并對所設計的方案進行理論解釋，然后在指導教師與學生共同討論的基礎上，確定實驗方案。在設計實驗方案的過程中，我們鼓勵學生勇于探索，反對互相抄襲。在實驗操作過程中，我們允許學生的實驗結果不盡如人意，甚至失敗，但強調對所得結果進行解釋和論證。
設計綜合性實驗有利于學生拓寬思路，打破過去墨守成規的實驗方法，徹底改變在實驗中由老師“抱著學生走”的現象。沒有了現成的實驗方案，給學生一定的壓力，也促進學生將壓力轉變為動力，極大地提高了實驗課的教學效果。
三、吸收學生參與教師實驗教學和科研工作
培養學生動手能力實驗教學的目的不應僅僅是對相應理論的驗證，還包括對學生的動手能力、創新能力等能力的培養，以培養出更多全面發展的人才。
以往的實驗教學中，實驗準備工作包括試劑的配制、實驗樣品的準備、預處理、所需儀器的調試等，都是由教師準備。而學生對實驗的準備工作一無所知，進入實驗室有種無從下手、不知所措的感覺。這種教學方式不能激發學生的學習積極性，學生的動手能力也得不到很好的培養。因此我們大膽改革，吸收一些優秀的本科學生作助教，讓學生自己動手配制試劑、調試儀器等。這樣，學生就能夠主動地去思考實驗的每個環節，對一些關鍵的實驗步驟事先也能做到心中有數。
四、建立健全實驗室開放制度
目前，大多數院校生物技術實驗室是半封閉、半開放式的，即實驗課時間開放，非實驗課時間不開放。這種半開半閉式的狀況目前已不能滿足學生的需求。我們采取的方法是面向全體學生進行開放式實驗教學。這樣不僅增加了學生進入實驗室接觸各種先進儀器設備的機會，而且讓學生進入實驗室自己準備實驗，自己做實驗，教師只作場外指導，讓他們完全在一種充滿好奇和興趣的氣氛中，開動腦筋，設計方案，尋找最佳實驗條件，從而培養學生獨立思考、分析問題和解決問題的能力，為學生進入實際工作崗位打下實際操作和實際應用的基礎。開放實驗室除了給學生提供更多的實驗機會的同時，也提高了現有儀器設備的利用率。
五、完善實驗教學管理
學生普遍對實驗課有濃厚興趣，但實際的學習效果不能令人滿意。觀察發現學生實驗前缺乏預習，實驗過程只是簡單重復，實驗后又缺乏進一步思考和總結，沒有知識的深化過程.學生這種被動的學習態度，使教學質量受到嚴重影響。針對這些情況，我們采取以下措施：
1.重視實驗前預習與實驗準備 在實驗前指導教師只給出實驗題目和要求，讓學生充分預習實驗指導書，查閱有關資料，開拓思路，發揮自主性和創造性，設計實驗過程，并寫出包括實驗操作程序、實驗材料及預期實驗結果的預習報告。教師認真批閱修改預習報告后，讓學生進行實驗前的全部準備工作。這樣不僅解除了學生的依賴心理，而且增加了實際操作鍛煉的機會，可使他們進一步了解實驗的原理、方法和步驟，做到心中有數，從而降低實驗過程的操作錯誤。
2.學生獨立操作，教師適時啟發 學生在實驗中必須成為一個實踐者和探索者，是實驗的主體，所以在實驗中必須加強學生的主體意識。學生根據預習結果，自己設計和安排達到實驗目的，教師必須糾正學生不規范的操作，學生正確熟練地掌握各種常規實驗技術，為以后學習和工作打下良好的基礎。
3.認真批改實驗報告 實驗報告是對實驗的總結，也是對實驗課質量高低的檢驗.通過對實驗報告的批改，可以發現學生的實驗操作能力和觀察分析問題的能力。
六、改革考核方式
采用平時成績、實驗報告、考試成績相結合的實驗考核方式，平時成績包括預習報告、實驗操作、安全衛生等內容，占30%；實驗報告占30%；考試成績包括口試、規定操作等內容，占40%。口試內容主要涉及實驗原理、實驗步驟、注意事項、現象分析、實驗設計等內容。以上實驗考核方式的改革，有利于調動學生重視實驗的主觀能動性，改善學風，提高學生的動手能力和實驗基本素質.與此同時，為了實現一個完整的科學研究的訓練過程，提高學生對實驗結果的表達能力，我們將自主設計和探究性實驗的結果，要求學生以論文的形式寫出。指導他們如何收集資料，分析歸納實驗數據，正確表達實驗結論，最終我們以學生在實驗中的實際表現，對實驗技能的掌握和實驗數據的獲得，以及最終論文的表述等給予成績評定。實踐表明，通過此項訓練，學生對實驗結果的表述及寫作能力大大提高，為畢業論文的實踐打下了良好的基礎。
七、實驗教學改革中存在的問題及建議
雖然實驗課教學效果優良，但也因為我們的教學計劃安排的實驗學時數及學生的時間投入不足，多數實驗只能在規定的上課時間來做，完成后多數學生只對整個實驗過程有一定了解，實驗技能掌握不夠熟練，印象不深刻，自主創新能力的培養及訓練不夠，這樣在以后實際應用和科研訓練中還可能存在諸多問題。
為保證學生能有充足的時間、場地和儀器進行實驗，提高實驗教學的創造性，建議今后能采取集中實驗的方式，最大限度地為學生提供模擬科學研究的真實環境。進行生物技術專業實驗課教學研究和改革是對學生科研能力、工作態度和科技創新能力進行檢驗和培養的良好途徑。
相關教學設備儀器不能完全滿足實驗教學要求，如PCR儀、微量加樣器（俗稱加樣槍）等，不能保證每組1臺套，只能分組、分批進行操作。
隨著應試教育向素質教育的轉變以及21世紀對綜合型人才的需求，加強學生動手能力、創新能力的培養將是生物技術專業實驗教學的中心任務，實驗內容由單一驗證型向綜合型、設計型、研究型實驗發展勢在必行。只有老師深入實驗室，不斷改進實驗內容和方法，探索實驗教學新途徑，使生物技術專業實驗教學真正適應生物技術專業培養目標的需要，進而使實驗教學取得理想效果，達到培養創新型、綜合型人才的目的。
參考文獻：
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論文關鍵詞：阿拉伯半乳糖蛋白(AGPs)，香蕉，懸浮細胞
香蕉離體細胞胚性的恢復和保持是決定其再生能力的關鍵，也是香蕉生物技術育種的重要前提。但是，胚性反應低、周期長、胚性易丟失等問題一直制約著香蕉高效胚性懸浮細胞再生體系的建立及其在生物技術育種中的應用。因此，如何有效地促使香蕉離體細胞胚性的恢復并有效地保持，成為香蕉生物技術發展的核心問題。
AGPs（Arabinogalactan-proteins，阿拉伯半乳糖蛋白）具有細胞間信號的作用。研究表明小論文，從不同植物中分離獲得的AGPs對于細胞的胚性恢復具有相似的生理功能。Letarte 等發現采用阿拉伯膠可以代替看護培養（共培養）促進小麥（Triticum aestivum L.）小孢子母細胞發育成完整的植物[1]；Egertsdoter 和 Von Aronld從挪威云杉（Picea abies）種子中提取的AGPs可以促進挪威云杉懸浮細胞的體胚發育[2]。從胡蘿卜（Daucuscarota）種子中分離的AGPs可以促進胡蘿卜懸浮細胞的體胚發生[3,4]。Kreuger 等研究發現從胡蘿卜種子中獲得的AGPs可以促進仙客來（Cyclamen persicum）在培養過程中胚性細胞團的增加，認為AGPs的活性沒有品種特異性[5]。這些實驗都表明，從不同的植物材料獲得的AGPs具有促進其它植物體胚發生的能力，AGPs在很多植物細胞胚性的保持上具有重要的作用。李佳等的研究發現大蕉（Musa paradisiaca Linn. cv. Da JiaoABB）的非胚性懸浮細胞與貢蕉[Musa acuminata cv. Mas （AA）]的胚性懸浮細胞懸浮培養液的AGPs含量差別很大[6]。
?GlcY-試劑是一種與AGPs特異性結合的化學試劑，具有生物活性，在進行AGPs功能的研究時通常采用添加?GlcY-試劑的方法進行。在菊芋（Cichorium）胚性懸浮細胞的研究中，發現添加?GlcY-試劑會導致菊芋懸浮細胞的胚性喪失[7]。本文對具有胚性和不具備胚性的香蕉懸浮細胞的液體培養基中的AGPs含量進行了測定，并通過對胚性懸浮細胞的培養基中添加?GlcY-試劑的方法，研究AGPs在香蕉胚性的保持上所起的作用。
1材料與方法
1.1 材料
貢蕉[Musa acuminata cv. Mas （AA）]，龍牙蕉‘過山香’品種（Musa AAB Silk cv. ‘Guoshanxiang’），大蕉[Musa paradisiaca Linn. cv. Da Jiao（ABB）]，香芽蕉‘威廉斯’品種（Musa AAA cv. Williams）的未成熟雄花序小論文，取自廣東省農業科學院果樹研究所建立的“國家果樹種質-廣州荔枝香蕉圃”。
參照魏岳榮等 [8]、李哲等 [9] 的方法，以貢蕉、大蕉、香芽蕉‘威廉斯’的未成熟雄花為外植體建立均質的細胞懸浮系。龍牙蕉‘過山香’的胚性細胞懸浮系（ECS）的建立參照魏岳榮等的方法進行[10]。細胞懸浮系保持在M2液體培養基[11]中。懸浮培養保持在持續110 rpm 的旋轉搖床，28±1 ℃、黑暗條件下進行。
1.2香蕉懸浮細胞體胚發生能力的檢驗
將懸浮細胞直接接種到M3培養基[11]，計算體胚發生頻率作為衡量懸浮細胞胚性的標準。誘導體細胞胚的發生M3培養基組成為：SH培養基[12]中的大量元素和微量元素及其鐵鹽+ MS維生素[13]+ 4.5 μmol/L 生物素 + 680μmol/L 谷氨酰胺+ 2 μmol/L脯氨酸 + 100mg/L 麥芽水解物 + 1.1 μmol/L NAA + 0.2 μmol/L 玉米素 + 0.5 μmol/L 激動素 + 0.7μmol/L 2-二甲基丙烯嘌呤+ 29 mmol/L 乳糖 + 130mmol/L 蔗糖 + 2 g/L Gelrite。具體方法參照魏岳榮的方法進行[8],體胚誘導頻率=體胚總數/ml PCV ECS。
1.3 香蕉懸浮細胞培養液中的AGPs的含量測定
?GlcY-試劑的制備參照Yariv等的方法[14]進行；懸浮細胞液體培養基中的AGPs濃度通過火箭瓊脂糖免疫電泳方法進行測定[15]。
1.4 ?GlcY-試劑對香蕉懸浮細胞生長狀態和體胚發生能力的影響
將?GlcY-試劑按0、5、10、20、40 、60 μM的濃度加入到M2液體懸浮培養基中，龍牙蕉‘過山香’胚性懸浮細胞按照1.5%濃度分別接種到上述含有不同濃度?GlcY-試劑的培養基中。15 d后計算懸浮細胞的PCV（packed cell volume，細胞密實體積），并在顯微鏡視野下統計胚性和非胚性細胞（ECS/NECS）的比例。
將?GlcY-試劑按照下列濃度加入到M3培養基中: 0、5、10、20、40 μM、60 μM，將接種繼代7-10 d的大顆粒龍牙蕉‘過山香’品種品種懸浮細胞用于進行體胚誘導，30 d后統計體胚發生率和細胞總體積，體胚誘導頻率=體胚總數/ml PCV ECS。
2結果與分析
2.1不同基因型香蕉懸浮細胞培養液中的AGPs的含量與體胚發生的關系
表1不同基因型香蕉懸浮細胞的體胚發生能力與培養基中AGPs含量測定
Table 1 Quantification of thefrequency of somatic embryogenesis and AGPs content in liquid medium of cellsuspensions of different genotype of banana
不同基因類型香蕉
Different genotype of banana
AGPs含量（μg/mL）
AGPs content（μg/mL）
體胚發生頻率（105體胚/mL PCV ECS)
Frequency of somatic embryogenesis （ 105 embryos/mL PCV ECS)
龍牙蕉‘過山香’Musa AAB Silk cv. ‘Guoshanxiang’
56±2.1
3.7±0.7
大蕉Musa paradisiaca Linn.cv.Da Jiao（ABB)
48±1.9
2.6±0.5
貢蕉Musa acuminata cv. Mas （AA)
36±1.5
關鍵詞：項目型；生物技術專業；實驗教學；教學模式
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）02-0249-02
生物技術是一門實踐性很強的學科，要求學生掌握較系統的生物技術理論與實驗技能，具有較強的創新意識與實踐能力，能從事與生物技術有關的應用研究、技術開發、生產管理的應用型高級專業人才。為此，高校在培養生物技術專業學生方面，尤其需要其實驗教學模式體現重點培養實踐動手能力的特點。隨著經濟社會的發展，科技發展日趨加快，更加注重學生是否具有創新能力、應用能力以及實際操作能力。隨著對于學生動手實踐能力培養要求的提高，目前實驗教學模式的研究不斷深入，發展了很多的模式如開放式實驗教學、“討論―探究―實驗”的“三位一體”的實驗教學等模式，有力促進了在教學環節中實驗教學模式的發展。而生物技術專業的實驗教學有其專業的特點，其實驗項目多，涉及的實驗內容結果其影響因素比較多，存在很多不存定性。生物技術專業傳統的實驗教學主要以課程的實驗內容為單位，按照教學計劃采用固定學時、以單個獨立的實驗單元為模塊、內容以驗證性實驗教學內容為主體的教學模式，其實驗內容簡單，相互融合較少。隨著教育觀念和實驗設備的更新、課程改革的需要，需要對實驗教學模式進行改革，適應新時代對于培養學生的要求。在堅持實驗材料充分利用、實驗課時充分利用、實驗儀器充分利用三個充分利用的原則下，打破了傳統的實驗教學安排，不斷創新與實踐，適應時展和社會發展對于應用性人才的需要。
為此，本研究提出突破傳統實驗教學模式（如演示性試驗和分組方式等），嘗試引入科研項目管理的理念融入生物技術專業的實驗教學，如何課程實驗內容設立相關的科研項目，組織學生以項目小組的方式主動承擔項目進行實驗教學，嘗試以項目型實驗教學進行生物技術專業實驗教學模式的探索與研究。
一、項目型實驗教學的特點
目前大多數的高校實驗內容的教學實行的是“課前預習―課堂實驗―課后學生完成報告教師評閱”的三段串行模式，在本質上是和應試教育相適應的。這種實驗教學模式很大程度上限制了實驗室的規模性和擴展性。項目型實驗教學是在綜合某門課程實驗教學內容的基礎上，擬定包含多個課程相關知識點內容的科研項目，仿照實施科研項目管理與實施，在指導教師的幫助下，以項目課題小組為實驗設施的單位，充分利用已經學習過的實驗知識、方法、技能在一定的實驗條件下，通過團隊協作完成綜合性的研究課題，從而解決一定的科學性項目問題。整個實驗教學過程強調學生個性化思維的發揮，從而成為課程實驗教學實施的主宰，主動構建知識體系，形成網絡化的知識思考體系，具備綜合分析與解決問題的能力，為形成以后解決具體實踐問題和養成舉一反三思考能力奠定基礎。
二、項目型實驗教學內容的選擇
項目型實驗教學內容的選擇宗旨是達到預期實驗教學目標，其選擇內容的全過程要注重綜合項目型實驗教學的科學性和可行性，一般具體而言要注意以下幾個方面：首先體現該項目型實驗教學內容的前沿性，對當前該有關的科學研究技術發展的前沿進行選擇性研究，通過文獻查閱與綜合分析找到合適的研究性項目課題，從而調動學生的興趣和積極性；其次體現項目內容的實用性和可行性，把實施的項目能夠與社會實踐生產或生活聯系起來，體現項目的社會價值，調動學生的主動性；最后要考慮項目的實施難度，既要保持其項目的前沿性，也要保證項目實施對于這些學生目前的知識體系及掌握技能水平的可行性，不至于使學生難于上手，形成畏難情緒。當然在項目實施之前，應該注重培養學生的基本項目實施能力，一般具體實驗教學上要求教師首先教會學生文獻資料的查找方法及途徑，指導項目組的學生利用學校的各種資源進行文獻檢索，接著指導學生將所查文獻資料進行進行分析與綜合，提出研究目標，提出自己的具體項目實施方案。
三、項目型實驗教學的組織實施
為了確保項目型實驗教學模式有效實施，其中重點應該加強管控項目實施過程的監管，尤其是注重對科學研究方法和實施能力的訓練培養。為保證項目型實驗教學模式的有效性，在具體實施的全過程中檢查課題完成質量和進行綜合測評，在固定的時間內召開以小組討論為主題的會議，督促各個項目小組進行學術交流。在會議中重點與項目組成員討論解決實驗中遇到的具體問題，最后要求學生按照規定完成研究性報告，并且以類似學術匯報的方式參加答辯。
一般以班級為單位分成不同的項目小組，從中選出組長，擔當項目小組的負責人，領導其他成員組織項目的實施、實驗數據統計與分析以及研究性報告的撰寫等。以小組團隊協作方式進行，要充分體現學生的主動性，進行項目的自我管理、自我完善，保證項目完成的質量。項目型實驗教學有別于傳統實驗教學，其教學的組織方式一般可采取兩種模式：其一是在教學計劃時間，由整個班級的學生在同一時間進行實驗研究，只是不同組進行不同實驗項目的研究；其二是不固定實驗實施的時間，采用利用開放式實驗室管理方法提供全天候的實驗實施條件，這樣讓學生利用碎片時間進行實驗。
這樣的項目性實驗教學模式類似于提前引入研究生培養的一些理念，使學生由知識的被動灌輸者成為知識的主動建構者，主動參與實驗全過程?？梢允沟脤W生在實驗實施中參與項目立題、文獻資料查詢（開題）、準備實驗（材料與設備準備等）、具體實施、結果分析、總結性報告撰寫一系列過程，這樣就類似于研究生畢業論文的全過程。讓學生在一個較長時間段內處于一種專業科研的氛圍之中，在學生滿懷興趣的探索過程中，學習了科研的方法，經歷了科研的訓練，培養了科學的精神，具備了基本的科研實驗能力。
四、項目型實驗考核評價方式
教學模式發生了改變，理所當然其考核的方式也應該發生相應的變化，才能真正評價其教學對于學生培養能力的效果。很多觀點一般認為，目前高校的實驗教學考查應該不要只限于對于學生完成實驗報告的評閱，而是要重點關注學生的操作過程和分析與解決問題能力。具體考核方式主要從以下幾個方面予以考核：其一是創新思維能力，具體表現在如何找到可以研究的項目型實驗，這就要學生具有文獻查閱、總結和歸納等能力。其二是實施項目能力，這是重點考察的地方和環節，要求學生具有較強的思維、動手及合作等能力。其三是要考慮學生的協作能力，首先在進行成績評定時要求學生進行自評和互評相結合的方式，最后綜合老師的成績予以評定學生的實驗成績。最后，由參與項目實施管理的指導教師綜合每個學生自評與互評的情況、平常表現等方面綜合確定學生的成績。
五、項目型實驗教學模式的效果評價
從收回的150份調查問卷統計結果中看出，89.85%的學生認為有必要進行生物技術專業實驗教學模式的改革；98.61%的學生認為實施的項目性教學模式培養了其科研項目思維能力，尤其是實施過程中的文獻資料的查閱與分析，項目的選題與分析，調動了學習的興趣和積極性，同時也提高了解決科學問題的能力和提出意見的信心；98.18%的學生認為提高了實踐知識的學習效率，90.22%的學生認為通過自己主動設計項目與實施增強了學習主動性；85.82%的學生認為通過項目實施增強了所學知識的理論與實踐聯系的能力；97.59%的學生認為通過項目性試驗教學增強了和同學之間交流，提高了項目實施與科技論文的寫作水平。
總之，培養具有創新能力的高素質人才是高等院校的主要任務。對于生物技術專業實驗教學的改革將不斷進行，我們會認真總結這次教學改革的成果，吸取教訓，采納學生的中肯意見，更好地培養學生解決實際問題的創新能力，促進學生知識、能力、思維和素質全面發展。
參考文獻：
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【關鍵詞】園藝植物 育種 教學方法 改革
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1006-9682（2012）10-0039-02
《園藝植物育種學》是高等農林院校園藝專業最主要的專業課程之一。它的任務是通過教學使學生掌握園藝植物育種學的原理和方法，著重培養學生根據園藝植物的發展方向，選擇合適的育種途徑實現育種目標，為園藝生產所需的優良品種提供保障。我校《園藝植物育種學》是1998年立項的石河子大學首批一類課程，目前為自治區精品課程。多年來，課程組為配合石河子大學本科教學質量和改革工程，緊緊把握時代步伐，本著知識傳授、能力培養、素質教育相融，充分發揮學生與教師雙主體作用的原則，在課程教學上進行了一些有益的嘗試和探索，并取得了一定的成效?，F歸納總結如下：
一、精選教學內容，設計多種教學形式，激發學生的學習興趣。
我們對教學內容進行精選的原則是保留本課程最基本的概念、原理、方法與技術，摒棄陳舊落后的內容，使精選的教學內容在反映作物育種學的基本框架的同時更突出反映本學科最新的研究成果與發現。在各章盡可能補充近年來發展的新知識，包括新理論、新方法、新技術和新成果等。目前，生物技術在農業中的應用越來越廣泛，如對于細胞工程育種、分子標記輔助育種、基因工程育種等也要安排一定的教學時數進行系統地介紹。
園藝植物育種學課程涵蓋了果樹育種、蔬菜育種和花卉育種的內容，專業輻射內容非常廣泛。由此，本課程組采用增加授課教師人數，并由具有不同專長的教師授課的辦法，有利于最新專業知識的補充，并克服了單個教師上課備課工作量大、專業知識面狹窄的困難。此外，對于部分章節增開教授專題，給學生補充最新的知識。本課程共擬訂了新疆特色果樹種質資源研究與利用、新疆加工番茄雜種優勢育種、葡萄雜交育種研究、草莓細胞工程育種、甜瓜抗病育種研究、分子標記輔助育種6個教授專題，可根據教學的需要和教師的情況，從中選擇開出3～5個，每個專題2～3學時。通過教授專題，使教學方式多樣化，提高了學生的學習興趣。
使用現代化的教學手段，可使抽象的理論具體化、形象化，便于學生理解和記憶，學生感知鮮明，印象深刻，就會學得快、記得牢。2001年課程組主講教師向學校申請開始了CAI的教學立項研究，在課程教學中主要采用多媒體課件進行授課，充分利用多媒體手段引入動畫和視頻文件，將情景引入了課堂，案例由語言文字的描述變成了活生生的圖像，使教學更直觀、更生動，極大地激發了學生學習的興趣。例如，當講到不同的育種途徑時，可以展示果樹、蔬菜、花卉等的育種實例圖片，可以化抽象為具體，吸引學生去看、去聽，獨立主動地接受信息。此外，鼓勵學生自己制作課件進行比較，這樣大大地激發了學生的學習興趣，調動了學生學習的積極性，同時使教學效果和教學效率得到了進一步地提升。
二、以培養學生的自學能力為重點，加強課程討論，充分發揮學生學習的主動性。
學生是教學活動的主體，能否激發學生的學習主動性、自覺性，調動他們內在的學習潛力，是教學活動成敗的關鍵。能力體系為本位強調的是“學生自我學習”，教師在教學過程中，已不再是全部知識的灌輸者，而是以組織者、管理者和指導者身份出現，學生掌握的各項新理論、新技能，是在教師的指導和啟發下，學生獨立完成的，在此過程中，學生有充分發揮的余地，自然會有意想不到的收獲。如何引導學生在學習中大膽的提出疑問，如何鼓勵學生通過多方面的思維來解決問題，是促進學生創新思維和創新能力提高的重要因素。
在教學中，我們改變以往“滿堂灌”、“填鴨式”的教學方式，對于精選的內容，要求學生自學，教師適當加以指導。為了進一步調動學生自學的積極性，培養自學能力，還應鼓勵學生撰寫“小論文”，學生自己選定論文題目、查資料、設計方案，獨立地進行探索、研究和總結。如學生所寫的“生物技術的雙重作用”、“生物技術與人類的未來”、“世界主要園藝植物的育種目標”等文章，既反映了現代園藝植物育種的新發展，又注入了自己獨特的見解。特別是有些文章觀點新穎、思路開闊、想象豐富、信息量大，將知識性和科幻性有機地融為一體。同時教師篩選優秀的讀書報告，組織交流。首先由報告人介紹所寫內容，再由老師和學生提問，報告人進行答辯。通過這種形式，教師和學生可以就某個問題進行探討，學生可以了解育種學的不同研究方向與領域，拓寬知識面，口頭表達能力和應變能力也能得到培養。通過這種活動，培養了學生收集、分析、組織信息與應用科技的能力，表達想法與解決問題的能力，形成一個由知識、能力、方法、應用、創新不斷提高和完善的過程。
三、加強實踐教學環節，使理論與實際相結合，培養學生的實踐能力和創新能力。
由于育種學是一門實踐性非常強的專業課，所以在掌握基本概念和理論的基礎上，加強實踐性教學環節就顯得尤為重要。根據幾年的教學體會并借鑒國內外的先進經驗，我們認為首先應從增加實踐性教學時數入手，改變現行的半年實習為全年實習。實踐教學中堅持產、學、研相結合的思想，充分發揮“三個平臺，兩個空間”即實驗、教學實習、畢業生產實習，室內與室外教學實踐的作用，提高學生的實踐動手能力，為后續課程的實施提供堅實的專業技能保障。為進一步開發學生智力，提高他們分析問題和解決問題的能力，我們在開設基礎驗證性實驗課的基礎上，對學生進行綜合項目的訓練。例如，設計了十字花科植物雜交育種、園藝植物引種計劃的制定、無性繁殖園藝植物的有性雜交育種、有性繁殖園藝植物的育種計劃等設計性實驗。讓學生自愿分組選擇一種作物（大白菜、番茄、葡萄、草莓、蘋果等）為育種對象，設計一個大型綜合實驗。21世紀是生物科學的世紀，生物技術發展異常迅猛，轉基因技術在各個領域的應用較為廣泛。通過生物技術育種一章的學習，使學生對相關理論有了感性認識，為了加深對所學知識的理解并培養學生的動手能力，我們特意開設了“生物技術育種方法”的綜合性實驗，內容包括：園藝植物基因組DNA的提取；瓊脂糖凝膠電泳檢測DNA技術；RAPD分子標記；農桿菌轉化方法；園藝植物組織培養等。通過這一綜合實驗，使學生更好地理解了先進的生物技術——育種技術，并為今后將其應用于實踐奠定了基礎。
為了提升學生的科研能力，課程組的所有老師均積極組織、動員學生參加石河子大學大學生研究訓練計劃（SRP）項目，這些項目的立題均結合了教師所從事的育種學科研工作，如蕓薹屬雜交育種、新疆加工番茄的雜交育種、特色新疆果樹優良營養系選育、特色資源引種、新疆特殊資源的分子育種等。這些SRP項目的開展使學生實實在在地走進了科學研究。
四、改革考試方法，科學評價學生學習效果。
專業課程的學習成績與教學效果難以評定是一個多年未決的問題。理論教學內容的考核評分相對于實踐教學內容的考核評分要客觀些，但仍存在隨意性，也沒有一套完整、規范的考核評分體系，不同教師出題的范圍與難度差異很大，考試成績沒有可比性，不能反映學生掌握理論知識的程度與分析問題、解決問題的能力及授課教師的教學效果。實踐教學內容的考核評分隨意性更大，多以學生參加實驗課的次數及實驗報告來評定學生的成績，這不能反映學生掌握實驗技能的程度及實際動手能力。
為此，課程組結合其他國內外院校的考評方案提出以下考核體系，即對學生成績的考核應一改過去一份試卷定高低的簡單方式。采取理論考試與現場操作和平時成績（作業、實驗實習報告）及課程論文相結合的考試制度。在評分上實行平時成績占10%，實踐成績占20%，理論考試占70%，全面測試學生掌握作物育種有關知識的程度和應用能力，以反映和檢驗教學效果?？己诉^程中，經典內容用試題庫考試評定成績；進展內容用課程論文評定成績；實踐教學內容用參加實驗課的次數、現場實踐操作和實驗報告綜合來評分。平時作業要求學生在教學的各階段自己查閱資料，寫出專題報告或完成專門的課外作業，以考查學生獨立分析問題和解決問題的實際能力。
參考文獻
關鍵詞 微生物；環境保護；作用原理；發展前景
中圖分類號 Q939.99；X505 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）12-0177-02
Abstract Modern microbial technology plays a crucial role in environmental microbial detection and governance. In this paper，the application of microorganism in the fields of air pollution control，industrial waste water treatment，pesticide residues control and environmental purification was elaborated，its action principle and development prospects in environmental protection were expounded，so as to provide references for application and development of microorganism in environmental protection.
Key words microorganism；environmental protection；action principle；development prospects
微生物是指個體難以或無法用肉眼觀察的一切微小生物的總稱，包括細菌、病毒、真菌、少數藻類以及一些小型的原生生物[1]。微生物個體微小、種類繁多，涵蓋了眾多有益和有害的生物種類，由于其體積微小、體表面積大、吸收多、轉化快、自身生長繁殖迅速，已經被廣泛應用于食品安全、醫藥醫學、工農業、環境保護等諸多領域[2]。
由于現代科學技術發展迅猛，人民生活水平快速提高，各個領域間的技術發展也是飛奔猛進，人們在生產、生活中對化工產品的需求量越來越大，但是隨之而來的環境問題卻一直困擾著人們。
目前，我國的環境保護工作進入“以環境優化促進經濟增長”[3]的階段，而利用微生物進行環境治理是便捷、高效、無污染的措施。隨著科學技術的發展，微生物技術的優勢已經越來越明顯，利用微生物進行環境治理已經不斷深入和完善。實踐表明，微生物技術將成為環境保護的重要手段。各國都在大力研發微生物技術，今后微生物技術在環境保護領域中將占據更高的市場。
1 微生物在大氣污染治理中的應用
隨著工業的迅速發展，人口激增，進而帶來的是一系列的大氣污染問題，從而引起各種危害，如臭氧層被破壞、酸雨發生越發頻繁、溫室效應等。F主要從4個方面介紹微生物在大氣污染治理中的應用，包括NOx的微生物凈化技術、微生物煙氣脫硫技術、微生物除臭技術、二氧化碳的微生物固定技術[4]。
1.1 NOx的微生物凈化技術
NOx的微生物凈化技術原理是利用脫氮菌在外加氮源的環境下，將大氣中有害氣體NOx還原成無害氣體N2，在進行還原的同時，脫氮菌利用NOx作為氮源營養物質進行自身增殖，如此循環還原，從而達到多次凈化的作用[5]。愛德荷國家工程的實驗室研究人員利用脫氮菌進行脫氮，已經將氮凈化率提高到99%[6]。該方法能有效去除廢氣中的NOx，因其工藝流程簡單、能源消耗低、凈化效率高、無二次污染、能進行循環利用等優點，可以推廣用于其他工業有害氣體的治理，從而達到有害氣體的再利用?，F在，各國的科學家正在研究將NOx的微生物凈化技術與細胞固定化技術相結合，從而尋找對有害氣體NOx進行凈化的更便捷、易操作的方法。
1.2 微生物煙氣脫硫技術
現階段，對煙氣中的SOx、H2S的治理有2個方法：一種方法是利用化學反應原理，將SOx、H2S轉變成H2SO4；另一種方法便是利用氧化亞鐵硫桿菌的特性，吸收大氣污染中的SOx，同時利用吸收液中的微生物使Fe2+和Fe3+進行相互轉化。由于Fe3+具有較強的氧化性，是良好的氧化劑，所以Fe3+的濃度越高，氧化性越強，脫硫的速度也就越快[7]。同時，反應生成的Fe2+又可以作為氧化亞鐵硫桿菌的營養源物質，轉化成產物Fe3+，再次加快SO2的消化、吸收。研究表明，現在的氧化亞鐵硫桿菌的脫硫率已經達到95%以上[8]，并且脫硫技術可以運用于煤炭中硫的去除、工業硫化氫氣體的凈化。
1.3 微生物除臭技術
由于工業氣體污染包含多種污染成分，其中還夾雜著部分固體顆粒，產生臭氣，故科學家研究出微生物除臭技術，用于處理工業污染引起的臭氣。微生物除臭技術[9]是先將臭氣溶于水中，然后運用微生物的體表面積大、細胞膜和細胞壁可以吸附溶于水中的臭氣的特性，將臭氣分解為可溶性物質，使工業污染中的臭氣被消除；同時，微生物利用臭氣中的成分作為自己的營養物質，進行自身的生長繁殖，增加了微生物的數量，加快除臭環節的進行。此技術凈化效率高、成本低，是可以推行的工業除臭技術。德國、荷蘭等國家已經開發了生物臭氣處理裝置，除臭效率可達1萬～15萬m3/h[10]。
1.4 二氧化碳的微生物固定技術
二氧化碳污染是最常見的氣體污染，可利用物理、化學技術進行去除，但微生物的各種條件更為優越，能在進行污染物治理的同時實現自身的生長繁殖，故使用微生物進行碳的固定，產生許多有利的物質，如有機酸、多糖、維生素、氨基酸等。常見的固碳微生物有螺旋藻、小球藻、真養產堿桿菌等進行固定作用，分解二氧化碳[11]。
2 微生物在工業廢水處理中的應用
微生物對工業廢水進行處理的方法是利用其生化反應，通過酶催化對工業廢水起到轉移和轉化作用，從而使工業廢水得到凈化、循環利用。微生物技術處理工業廢水主要是進行有機物的降解、重金屬離子的處理及其他物質的除雜。
2.1 廢水中有機物的降解
微生物降解污水中的有機物是利用微生物的新陳代謝過程中需要進行物質間的吸收利用，產生容易分解的代謝物，周而復始，使污水中的有機物被分解完全[12]。
20世紀70年代微生物絮凝劑已經問世，其來源為微生物，來源廣泛，安全性高，是自然的新型水處理劑[13]，現已經應用于高濃度、難治理的農藥廢水中。高效微生物的研究應用是解決農藥廢水實現高效、快捷處理的關鍵[14]，可以利用EM菌、小球綠藻、芽孢桿菌等對農藥殘留的有機磷、硫等物質進行消化吸收。經過科學家們的研究，降解率已經從72.3%[15]升高至99.7%[16]，同時，中國科學院與中國科學院武漢病毒研究所從污泥中分離出假單細胞，其在18 h內能將1 000 mg/L甲胺磷降解75%左右[17]。
2.2 含重金屬離子的處理
微生物治理重金屬離子主要是靠真菌，由于真菌生長速度快、菌絲綿長、附著力強，利用靜電吸附作用和霉菌體內的催化轉化作用及絡合作用，使重金屬被吸附消化[18]，而且微生物的代謝產物可以自行分解，具有成本低、效率高的優勢。近年來有研究表明，已經利用微生物從廢水中分離、凈化、回收銅、汞、鉻等重金屬，多次凈化率高達99.9%[19]。
另外，1998年Kuhn[20]利用海藻酸鈉固定生支動膠菌除去溶液中95.9%的Cd2+。至此，科學家開始利用各種生物技術與現代科技技術相互結合，除去了廢水中99%的重金屬離子，實現了廢水再利用，達到了凈化水質的效果。
2.3 廢水中其他物質的去除
廢水中除了有機雜質、重金屬外，還有其他有色顆粒存在。目前，對有色廢水的處理是采用微生物絮凝劑進行脫色，該處理劑是利用生物分解性，將細菌、真菌等微生物發酵、提取、精制而成。研究表明，它克服了無機高分子和合成有機高分子絮凝劑本身固有的缺陷，現在已經研發了微生物絮凝劑NOC-1對發酵后的有色廢水、造紙堿性黑液等進行脫色，發現其脫色效果顯著，可使廢水變為清澈、透明[21]。
3 微生物在環境凈化中的應用
19世紀末，經濟日益增長，環境問題越發嚴重，隨著微生物治理方法的出現，標志著人類利用微生物進行環境保護的工程開始，經過上百年的研究，微生物已經在治理環境中被廣泛應用。
3.1 廢棄物的降解、轉化
微生物由于代謝類型的多樣化，幾乎能降解環境中的各種天然物質，尤其是有機化合物。現在國內外已經普遍采用微生物技術降解轉化石油、農藥、重金屬、多氯聯苯（PCB）等未能被利用的污染物。大量研究發現，采用紅色諾卡氏菌與釀酒酵母結合，能夠完全降解毒性極其穩定的多氯聯苯[23]。日本環境科學與民間企業共同研究發現一種可以分解PCB的微生物，分解率可達64.5%[24]。中國科學院微生物研究所篩選出高效降解RDX的棒狀桿菌、降解TNT的芽孢桿菌，其降解率高達90%以上。故微生物是現代工業發展的堅強后盾。
3.2 環境監控
微生物無處不在，現在已經利用微生物的特性進行環境監控：用糞便污染指示菌（大腸桿菌、克雷伯氏菌）檢測水質[25]；用鼠傷寒沙門氏菌檢驗物質的突變性及致癌性[26]；用熒光細菌的靈敏性快速檢測環境中的毒物[27]。
3.3 固體廢物堆肥處理
固體廢物中水分充足，營養物質充分，有大量的微生物群存在，在一定溫度下，只要有適宜的條件，微生物便會大量繁殖，并進行生物分解，從而引發堆肥發酵，發酵后的堆肥可以為作物提供生長所需的養分。最近研究發現，白腐真菌對含苯的有毒物質具有很強的耐受、降解能力，有利于進行堆肥的處理[27]。
3.4 活性污垢處理廢水
活性污垢是指經過人工培養，含有有機物和細菌的污水，經過微生物的不斷生長代謝，產生絮狀、有很強吸附能力的微生物團。活性污垢適用于工業廢水、造紙、合成纖維廢水等的處理，可實現廢水凈化與循環利用，從而提高物質的再利用率[28]。
4 微生物在其他污染治理中的應用
微生物除了應用于大氣、廢水的污染治理外，還可以應用于其他方面的治理，例如生活垃圾、農藥、土壤等處理。生活垃圾主要是白色污染，這需要運用微生物的分解原理，對塑料袋進行分解；農藥殘留主要是多余的有機磷、硫，引起藻類的瘋狂增長，而導致赤潮、藍藻水華等危害，近年發現可以利用EM菌抑制藍藻的生長，同時控制水中氮的含量；土壤中微生物的利用方面，主要是利用根瘤菌起到固氮的作用，將空氣中的氮轉化為植物光合作用所需的物質，從而進行生命的正常活動；后期，開始利用嗜熱及嗜溫細菌、硝化細菌、蛋白及果膠水解微生物、固氮微生物和纖維素分解微生物對固體廢物進行堆肥處理，讓微生物快速分解并進行自身的生長，從而提高土壤肥力，利于作物生長[22]。
5 微生物在環境保護中的發展趨勢
隨著科學的發展，人類越來越重視環境保護，微生物環境保護的作用越來越重要，其體現的經濟效益、環境效益引發企業、科學界的關注。微生物在環境保護中的發展呈現以下發展趨勢。
5.1 綜合利用
為使物質資源得到充分利用并減少能源消耗，微生物污染治理趨向綜合利用。根據各微生物的固有特性，如微生物菌體、微生物體內酶等將生活垃圾、固體廢棄物制成沼氣池發電，產生能源供人類使用。當前的微生物技術已經日趨成熟，由于其經濟高、投資少、重利用率高的優點，已經成為各個發達國家青睞的城市垃圾處理途徑。目前，世界各國有200多座垃圾沼氣田處于運營階段，不僅收獲了電力資源，還獲取了肥力資源。
5.2 從治理到預防
早期工農業因追求經濟效益而忽略環境治理，現在世界各國已經高度重視環境保護，正在研發各種環境保護技術措施，同時時刻關注重要的世界性環境問題，采取相應的方法防患于未然。微生物環保技術是首選的環境治理方案?，F階段各國正在研發微生物農藥用以代替化學農藥，從而減少化學農藥帶來的污染，如分解快、毒性低的微生物殺蟲劑等。
5.3 完善微生物環境保護技術
目前，對微生物技術的研究都應放在基礎研究與應用相結合上，大規模推廣微生物技術，構建生物反應器，優化運行條件，研究新方法，高效地進行環境保護與污染治理。
5.4 開發微生物資源
微生物具有種類繁多、資源豐富、繁殖快、生存條件要求低的特點，根據現階段國際社會對微生物的重視情況，各國應該繼續開發微生物資源，使其應用于更多的領域。繼續尋找新物種，如耐熱性菌、抗耐性強的菌種、在特殊環境下仍可以生存的菌落，使之更多地用在環境保護上。同時，由于微生物結構簡單，可以從分子水平對微生物進行深入研究，運用基因工程及生物技術，讓微生物技術更好地服務于人類[29]。
6 結語
綜上所述，微生物在環境治理過程中起著重要的作用，應該對微生物進行更深入的研究，將其可利用率提高到最大化。目前，我國的微生物應用已經取得很大的成功，然而進一步的研究仍需要科技、經濟的持續投入。大力開展以微生物技術為主體的環境保護技術研究，將推進微生物技術在環境保護中的應用，通過微生物技術的不斷發展，滿足國內需求，并占領國外市場。
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為了適應這種快速發展的形勢,美國、日本、澳大利亞等發達國家先后制定了國家發展計劃,把海洋生物技術研究確定為21世紀優先發展領域。1996年,中國也不失時機地將海洋生物技術納入國家高技術研究發展計劃(863計劃),為今后的發展打下了基礎。不言而喻,迄今海洋生物技術不僅成為海洋科學與生物技術交叉發展起來的全新研究領域,同時,也是21世紀世界各國科學技術發展的重要內容并將顯示出強勁的發展勢頭和巨大應用潛力。
1.發展特點
表1和表2列出的資料大體反映了當前海洋生物技術研究發展的主要特點。
1.1加強基礎生物學研究是促進海洋生物技術研究發展的重要基石
海洋生物技術涉及到海洋生物的分子生物學、細胞生物學、發育生物學、生殖生物學、遺傳學、生物化學、微生物學,乃至生物多樣性和海洋生態學等廣泛內容,為了使其發展有一個堅實的基礎,研究者非常重視相關的基礎研究。在《IMBC 2000》會議期間,當本文作者詢問一位資深的與會者:本次會議的主要進步是什么?他毫不猶豫的回答:分子生物學水平的研究成果增多了。事實確實如此。近期的研究成果統計表明,海洋生物技術的基礎研究更側重于分子水平的研究,如基因表達、分子克隆、基因組學、分子標記、海洋生物分子、物質活性及其化合物等。這些具有導向性的基礎研究,對今后的發展將有重要影。
1.2推動傳統產業是海洋生物技術應用的主要方面
目前,應用海洋生物技術推動海洋產業發展主要聚焦在水產養殖和海洋天然產物開發兩個方面,這也是海洋生物技術研究發展勢頭強勁。充滿活力的原因所在。在水產養殖方面,提高重要養殖種類的繁殖、發育、生長和健康狀況,特別是在培育品種的優良性狀、提高抗病能力方面已取得令人鼓舞的進步,如轉生長激素基因魚的培育、貝類多倍體育苗、魚類和甲殼類性別控制、疾病檢測與防治、DNA疫苗和營養增強等;在海洋天然產物開發方面,利用生物技術的最新原理和方法開發分離海洋生物的活性物質、測定分子組成和結構及生物合成方式、檢驗生物活性等,已明顯地促進了海洋新藥、酶、高分子材料、診斷試劑等新一代生物制品和化學品的產業化開發。
表1 近期IMBC大會研討的主要內容
表2 近期IMBC大會和《Marine Biotechnology》學報論文統計表
1.3保證海洋環境可持續利用是海洋生物技術研究應用的另一個重要方面
利用生物技術保護海洋環境、治理污染,使海洋生態系統生物生產過程更加有效是一個相對比較新的應用發展領域,因此,無論是從技術開發,還是產業發展的角度看,它都有巨大的潛力有待挖掘出來。目前已涉及到的研究主要包括生物修復(如生物降解和富集、固定有毒物質技術等)、防生物附著、生態毒理、環境適應和共生等。有關國家把“生物修復”作為海洋生態環境保護及其產業可持續發展的重要生物工程手段,美國和加拿大聯合制定了海洋環境生物修復計劃,推動該技術的應用與發展。
1.4與海洋生物技術發展有關的海洋政策始終是公眾關注的問題
其中海洋生物技術的發展策略、海洋生物技術的專利保護、海洋生物技術對水產養殖發展的重要性、轉基因種類的安全性及控制問題、海洋生物技術與生物多樣性關系以及海洋環境保護等方面的政策、法規的制定與實施倍受關注。
2. 重點發展領域
當前,國際海洋生物技術的重點研究發展領域主要包括如下幾個方面:
2.1發育與生殖生物學基礎
弄清海洋生物胚胎發育、變態、成熟及繁殖各個環節的生理過程及其分子調控機理,不僅對于闡明海洋生物生長、發育與生殖的分子調控規律具有重要科學意義,而且對于應用生物技術手段,促進某種生物的生長發育及調控其生殖活動,提高水產養殖的質量和產量具有重要應用價值。因此,這方面的研究是近年來海洋生物技術領域的研究重點之一。主要包括:生長激素、生長因子、甲狀腺激素受體、促性腺激素、促性腺激素釋放激素、生長一催乳激素、滲透壓調節激素、生殖抑制因子、卵母細胞最后成熟誘導因子、性別決定因子和性別特異基因等激素和調節因子的基因鑒定、克隆及表達分析,以及魚類胚胎于細胞培養及定向分化等。
2.2基因組學與基因轉移
隨著全球性基因組計劃尤其是人類基因組計劃的實施,各種生物
的結構基因組和功能基因組研究成為生命科學的重點研究內容,海洋生物的基因組研究,特別是功能基因組學研究自然成為海洋生物學工作者研究的新熱點。目前的研究重點是對有代表性的海洋生物(包括魚、蝦、貝及病原微生物和病毒)基因組進行全序列測定,同時進行特定功能基因,如藥物基因、酶基因、激素多肽基因、抗病基因和耐鹽基因等的克隆和功能分析。在此基礎上,基因轉移作為海洋生物遺傳改良、培育快速生長和抗逆優良品種的有效技術手段,已成為該領域應用技術研究發展的重點。近幾年研究重點集中在目標基因篩選,如抗病基因、胰島素樣生長因子基因及綠色熒光蛋白基因等作為目標基因;大批量、高效轉基因方法也是基因轉移研究的重點方面,除傳統的顯微注射法、基因槍法和攜帶法外,目前已發展了逆轉錄病毒介導法,電穿孔法,轉座子介導法及胚胎細胞介導法等。 2.3病原生物學與免疫
隨著海洋環境逐漸惡化和海水養殖的規模化發展,病害問題已成為制約世界海水養殖業發展的瓶頸因子之一。開展病原生物(如細菌、病毒等)致病機理、傳播途徑及其與宿主之間相互作用的研究,是研制有效防治技術的基礎;同時,開展海水養殖生物分子免疫學和免疫遺傳學的研究,弄清海水魚、蝦、貝類的免疫機制對于培育抗病養殖品種、有效防治養殖病害的發生具有重要意義。因此,病原生物學與免疫已成為當前海洋生物技術的重點研究領域之一,重點是病原微生物致病相關基因、海洋生物抗病相關基因的篩選、克隆,海洋無脊椎動物細胞系的建立、海洋生物免疫機制的探討、DNA疫苗研制等。
? 2.4生物活性及其產物
海洋生物活性物質的分離與利用是當今海洋生物技術的又一研究熱點?，F人研究表明,各種海洋生物中都廣泛存在獨特的化合物,用來保護自己生存于海洋中。來自不同海洋生物的活性物質在生物醫學及疾病防治上顯示出巨大的應用潛力,如海綿是分離天然藥物的重要資源。另外,有一些海洋微生物具有耐高溫或低溫、耐高壓、耐高鹽和財低營養的功能,研究開發利用這些具特殊功能的海洋極端生物可能獲得陸地上無法得到的新的天然產物,因而,對極端生物研究也成為近年來海洋生物技術研究的重點方面。這一領域的研究重點包括抗腫瘤藥物、工業酶及其它特殊用途酶類、極端微生物定功能基因的篩選、抗微生物活性物質、抗生殖藥物、免疫增強物質、抗氧化劑及產業化生產等。
2.5海洋環境生物技術
該領域的研究重點是海洋生物修復技術的開發與應用。生物修復技術是比生物降解含義更為廣泛,又以生物降解為重點的海洋環境生物技術。其方法包括利用活有機體、或其制作產品降解污染物,減少毒性或轉化為無毒產品,富集和固定有毒物質(包括重金屬等),大尺度的生物修復還包括生態系統中的生態調控等。應用領域包括水產規模化養殖和工廠化養殖、石油污染、重金屬污染、城市排污以及海洋其他廢物(水)處理等。目前,微生物對環境反應的動力學機制、降解過程的生化機理、生物傳感器、海洋微生物之間以及與其它生物之間的共生關系和互利機制,抗附著物質的分離純化等是該領域的重要研究內容。
3.前沿領域的最新研究進展
3.1發育與生殖調控
應用GIH(性腺抑制激素)和GSH(性腺刺激激素)等激素調控甲殼類動物成熟和繁殖的技術[1],研究了甲狀腺激素在金紹生長和發育中的調控作用,發現甲狀腺激素受體mRNA水平在大腦中最高,在肌肉中最低,而在肝、腎和鰓中表達水平中等,表明甲狀腺素受體在成體金銀腦中起著重要作用[1],對海鞘的同源框(Homeobox)基因進行了鑒定,分離到30個同源框基因[1],建立了青鳉的同源框(Homeobox)基因[1],建立了青鳉胚胎干細胞系并通過細胞移植獲得了嵌合體青鳉[1],建立了虹鱒原始生殖細胞培養物并分離出Vasa基因[2],進行斑節對蝦生殖抑制激素的分離與鑒定[2],應用受體介導法篩選GnRH類似物,用于魚類繁殖[2],建立了海綿細胞培養技術,用于進行藥物篩選[2],建立了將海膽胚胎作為研究基因表達的模式系統[2],通過基因轉移開展了海膽胚胎工程的研究[2],研究了人葡糖轉移酶和大鼠已糖激酶cDNA在虹鱒胚胎中的表達[3],建立了通過細胞周期蛋白依賴的激酶活性測定海水魚苗細胞增殖速率的方法[3],研究了幾丁質酶基因在斑節對蝦蛻皮過程中的表達[4],從海參分離出同源框基因,并進行了序列的測定[4]。
3.2功能基因克隆
建立了牙鲆肝臟和脾臟mRN A的表達序列標志,從深海一種耐壓細菌中分離到壓力調節的操縱子,從大西洋鮭分離到雌激素受體和甲狀腺素受體基因,從挪威對蝦中分離到性腺抑制激素基因[1];將DNA微陣列技術在海綿細胞培養上進行了應用,構建了班節對蝦遺傳連鎖圖譜,建立了海洋紅藻EST,從海星卵母細胞中分離出成熟蛋白酶體的催化亞基,初步表明硬骨頭魚類IGF-I原E一肽具有抗腫瘤作用[2];構建了海洋酵母De—baryomyces hansenii的質粒載體,從鯉魚血清中分離純化出蛋白酶抑制劑,從蘭蟹血細胞中分離到一種抗菌肽樣物質,從紅鮑分離到一種肌動蛋白啟動子,發現依賴于細胞周期的激酶活性可用作海洋魚類苗種細胞增殖的標記,克隆和定序了鰻魚細胞色素P4501A cD-NA,通過基因轉移方法分析了鰻細胞色素P450IAI基因的啟動子區域,分離和克隆了鰻細胞色素P450IAI基因,建立了適宜于溝紹遺傳作圖的多態性EST標記,構建了黃蓋鰈EST數據庫并鑒定出了一些新基因,建立了班節對蝦一些組織特異的EST標志,從經Hirame Rhabdovirus病毒感染的牙鲆淋巴細胞 EST中分離出596個 cDNA克隆[3];用PCR方法克隆出一種自體受精雌雄同體魚類的?一肌動蛋白基因,從金鯛cDNA文庫中分離出多肽延伸因子EF-2CDNA克隆,在湖鱒基因組中發現了TC1樣轉座子元件[4];鑒定和克隆出的基因包括:南美白對蝦抗菌肽基因、牡蠣變應原(allergen)基因、大西洋鰻和大西洋鮭抗體基因、虹鱒Vasa基因、青鳉P53基因組基因、雙鞭毛藻類真核啟始因子5A基因、條紋鱸GtH(促性腺激素)受體cDNA、鮑肌動蛋白基因、藍細菌丙酮酸激酶基因、鯉魚視紫紅質基因調節系列以及牙鲆溶菌酶基因等[1—4]。
3.3基因轉移
分離克隆了大馬哈魚IGF基因及其啟動子,并構建了大馬哈魚IGF(胰島素樣生長因子)基因表達載體[1]。通過核定位信號因子提高了外源基因轉移到斑馬魚卵的整合率[1],建立了快速生長的轉基因羅非魚品系并進行了安全性評價;對轉基因羅非魚進行了三倍體誘導,發現三倍體轉基因羅非魚盡管生長不如轉基因二倍體快,但優于未轉基因的二倍體魚,同時,轉基因三倍體雌魚是完全不育的,因而具有推廣價值[2];研究了超聲處理促進外源DNA與金鯛結合的技術方法,將GFP作為細胞和生物中轉基因表達的指示劑;表明轉基因溝鯰比對照組生長快33%,且轉基因魚逃避敵害的能力較差,因而可以釋放到自然界中,而不會對生態環境造成大的危害[3];應用GFP作為遺傳標記研究了斑馬魚轉基因的條件優化和表達效率[3];在抗病基因工程育種方面,構建了海洋生物抗菌肽及溶菌酶基因表達載體并進行了基因轉移實驗[2];在轉基因研究的種類上,目前已從經濟養殖魚類逐步擴展到養殖蝦、貝類及某些觀賞魚類[2.3]。通過基因槍法將外源基因轉到虹鱒肌肉中獲得了穩定表達[4]。
3.4分子標記技術與遺傳多樣性
研究了將魚類基因內含子作為遺傳多樣性評價指標的可行性,應用SSCP和定序的方法研究了大西洋和地中海幾種海洋生物的遺傳多樣性[1]。研究了南美白對蝦消化酶基因的多態性[1];利用寄生性原生動
物和有毒甲藻基因組DNA的間隔區序列作標記檢測環境水體中這些病原生物的污染程度,應用18S和5.8 S核糖體RNA基因之間的第一個內部間隔區(ITC—1)序列作標記進行甲殼類生物種間和種內遺傳多樣性研究[2];研究了斑節對蝦三個種群的線粒體DNA多態性,用PCR技術鑒定了夏威夷苗的種類特異性。通過測定內含子序列揭示了南美白對蝦的種內遺傳多樣性,采用同功酶、微衛星DNA及RAPD標記對褐鱒不同種群的遺傳變異進行了評價,在平魚鑒定并分離出12種微衛星DNA,在美國加州魷魚上發現了高度可變的微衛星DNA[3];弄清了一種深水魚類線粒體基因組的結構,并發現了硬骨魚類 tRNA基因重組的首個實例,測定了具有重要商業價值的海水輪蟲的衛星DNA序列,用RAPD技術在大鯪鲆和鰨魚篩選到微衛星重復片段,從多毛環節動物上分離出高度多態性的微衛星DNA,用RAPD技術研究了泰國東部泥蟹的遺傳多樣性[3];用AFLP方法分析了母性遺傳物質在雌核發育條紋鱸基因組中的貢獻[4]。 3.5 DNA疫苗及疾病防治
構建了抗魚類壞死病毒的 DNA疫苗[1];開展了虹鱒IHNV DNA疫苗構建及防病的研究,表明用編碼IHNV糖蛋白基因的DNA疫苗免疫虹鱒,誘導了非特異性免疫保護反應,證明DNA免疫途徑在魚類上的可行性,從虹鱒細胞系中鑒定出經干擾素可誘導的蛋白激酶[2];建立了養殖對蝦病毒病原檢測的ELISA試劑盒,用PCR等分子生物學技術鑒定了蝦類的病毒性病原,將魚類的非特異性免疫指標用于海洋環境監控,研究了抗病基因轉移提高鯛科魚類抗病力的可行性,研究了蛤類唾液酸凝集素的抗菌防御反映[2];研究了一種海洋生物多糖及其衍生物的抗病毒活性[3];建立了測定牡蠣病原的PCR—ELISA方法[3];研究了Latrunculin B毒素在紅海綿體內的免疫定位[4]。
3.6生物活性物質
從海藻中分離出新的抗氧化劑[1],建立了大量生產生物活性化合物的海藻細胞和組織培養技術,建立了通過海綿細胞體外培養制備抗腫瘤化合物的方法[1];從不同生物(如對蝦和細菌)中鑒定分離出抗微生物肽及其基因,從魚類水解產物中分離出可用作微生物生長底物的活性物質,海洋生物中存在的抗附著活性物質,用血管生成抑制劑作為抗受孕劑,從蟹和蝦體內提取免疫激活劑,從海洋藻類和藍細菌中純化光細菌致死化合物,海星抽提物在小鼠上表現出批精細胞形成的作用,從海洋植物Zostera marina分離出一種無毒的抗附著活性化合物,從海綿和海鞘抽提物分離出抗腫瘤化合物,開發了珊瑚變態天然誘導劑,從海膽中分離出一種抗氧化的新藥,在海洋雙鞭毛藻類植物中鑒定出長碳鏈高度不飽和脂肪酸(C28),表明海洋真菌是分離抗微生物肽等生物活性化合物的理想來源[2];發現海洋假單胞桿菌的硫酸多糖及其衍生物具有抗病毒活性,從硬殼蛤分離出谷光甘肽一S一轉移酶,從鯉血清中分離出絲氨酸蛋白酶抑制劑,從海綿中分離出氨激脯氨酸二肽酶,從一種珊瑚分離出具DNA酶樣活性的物質,建立了開放式海綿養殖系統,為生物活性物質的大量制備提供了充足的海綿原料[3];從蝦肌水解產物中分離到抗氧化肽物質[4];從一? 趾Q笙婦?蟹擲氪炕?鯪一乙酸葡糖胺一6一磷酸脫乙酸酶[4]。
3.7生物修復、極端微生物及防附著
研究了轉重金屬硫蛋白基因藻類對海水環境中重金屬的吸附能力,表明明顯大于野生藻類[1],研究了石油降解微生物在修復被石油污染的海水環境上的可療性及應用潛力[1];研究了海洋磁細菌在去除和回收海水環境中重金屬上的應用潛力[1];用Bacillus清除養魚場污水中的氮,用分子技術篩選作為海水養殖餌料的微藻,開發了六價鉻在生物修復上的應用潛力,分離出耐冷的癸烷降解細菌,研究了海洋環境中多芳香化烴的微生物降解技術[2];從噬鹽細菌分離出滲透壓調節基因,并生產了重組Ectoine(滲透壓調節因子),從2650米的深海分離到一種耐高溫的細菌,這種細菌可用來分離耐高溫和熱穩定的酶,在耐高溫的archaea發現了D型氨基酸和無氧氨酸消旋酶,測定了3種海洋火球菌的基因組DNA序列,借助于CROSS/BLAST分析進行了特定功能基因的篩選,從海底沉積物、海水和北冰洋收集了1000多種噬冷細菌,并從這些細菌中分離到多種冷適應的酶[2];建立了一種測定藤壺附著誘導物質的簡單方法,研究了Chlorophyta和共生細菌之間附著所必需的形態上相互作用,研究了珊瑚抗附著物質(dterpene)類似物的抗附著和麻醉作用[3];分析了海岸環境中污著的起始過程,并對沉積物和附著物的影響進行了檢測[4]。
4.展望與建議