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植物生物技術論文

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植物生物技術論文

植物生物技術論文:植物病蟲害防治生物技術論文

1生物技術在防治中的應用

在研究生物技術的工作中,其中有項工程叫作基因工程,它的應用也十分重要,在防治植物病蟲害的過程中應用基因工程主要包括CP基因、RP基因和Sat-RNA等。植物在生長中對病害不是主動免疫的,而是需要適當的媒介進行誘導,那么這個起誘導作用的媒介就是CP基因,它能夠有效的增強植物對病蟲害的抵御能力。CP基因的應用能夠有效的減少植物在生長過程中可能會出現的病害,它能增強植物在生長中對病害的免疫功能。RP基因是可以對病毒進行復制的復制酶基因,病害為了能夠對植物產生影響,需要不斷的組合,而復制酶則是利用編碼對病毒進行一個新的組合,統稱為“聚合酶”。它能夠快速的融合病毒的DNA,并且能夠補全植物在生長中所缺失的復制酶基因,因此,病毒復制能出來就會受到影響,使病毒能夠不影響到植物的生長。Sat-RNA是一種低分子,它需要在植物生長中產生了病毒才能實現復制,植物生長中沒產生病毒使其不能實現復制,它在復制的過程中會影響病毒之間的復制,從而降低病毒成長率。Sat-RNA在防治植物病蟲害的過程中具有一定的積極作用,研究中應當給予重視。

2生物技術在防治蟲害中的應用分析

生物需要維持正常的新陳代謝就需要含有一定的基因,而蛋白酶抑制劑則是大多數生物體會含有的一種基因,它能夠有效的抵御外界各種蛋白水解酶,因此,蛋白酶抑制劑能有較好的能力防治生物體內造成的破壞。近幾年來,國家科學技術不斷提高,生物技術也隨之快速發展,使得更多的學者和研究人員對蛋白酶抑制劑研究越來越廣,尤其是在抵御病蟲害這方面做得更加的突出。在生物的正常情況下,蛋白酶抑制劑能夠有效的破壞病蟲體內的氨基酸,從而使得病蟲因缺少氨基酸而無法進行正常的生長和生活,直至病蟲死亡。這種殺死病蟲害的方式已經得到廣泛的使用。它能夠有效保障農作物的生長,提高農作物抵御病害的能力。

3生物技術在防治草害中的應用分析

植物自身抵抗除草劑的能力很低下,但是生物技術能夠將對除草劑具有良好抗性的基因轉移到植物中,這樣使植物能夠更好的生長。這些對除草劑有良好抗性的基因中包括上面所介紹的酶基因,能夠有效的分解除草劑,通過這些基因之間的作用來達到抗草害的作用。生物技術的應用能夠有效的殺死草害,使得植物能夠健康成長。如今,科學技術的不斷進步,也使得人們對環保的意識也不斷增加,因此,在生物技術的研究中應當更注重對環境的保護,不能一味的研究而忽略環保。

4依靠生物技術培養出抗病、抗蟲的新品種

農作物在生長的過程中會出現許多的病狀,比如:病害和蟲害等,最主要的就是病害和蟲害,這2個是導致農作物產量下降的主要因素。近幾年來,使用生物技術來培育抗病、抗蟲的植物是一個新的趨勢,它是按照有關病蟲害的要求,將能夠防治病蟲害的基因,經過生物技術來進行移植,移植到植物中,使得植物能有健康的成長,并且在生長的過程中不斷的繁殖出新的抗體,能夠有效的防治病蟲害的破壞,使產量上升,帶來經濟效益和社會效益。

5總結

科學的快速發展也使得對植物病蟲害的防治得到了提升,生物技術的發展能夠有效的提升學者和研究人員在植物與病菌之間更深一步的研究,更加化的了解不同種類的植物對于不同細菌分子的抗性,從而研究出更好的基因,通過不斷地改良和研究來提升生物技術的成長。這也將更加利于提升植物在生長過程中對病蟲害的防治,使得植物健康的生長。本文探討了基因在防治過程中對植物所產生的作用,同時也對現代生物技術防治病蟲害的有效性進行了研究,期待生物技術能有更加發展,提升防治病蟲害的防治技術。

作者:竇寶峰 單位:衡水市桃城區農牧局

植物生物技術論文:園藝植物實驗教學生物技術論文

一、園藝植物生物技術開放式實驗教學模式

1.實驗內容開放園藝植物生物技術實驗教學本著豐富實驗教學內容、革新實驗教學方式的核心原則,以培養學生創新能力為最基本的目標,提出以下園藝植物生物技術開放式實驗教學模式。實驗性質由驗證性實驗過度為綜合性、設計性實驗。傳統教學中驗證性實驗占總實驗學時的80%以上,采用開放性實驗教學,驗證性實驗壓縮到20%以內,增加了綜合性、設計性實驗內容。

2.實驗場地開放實驗場地是制約學生開展創新性實驗的主要原因。以部級植物生產類實驗教學中心為平臺,采用開放式實驗室運行機制,結合學科點開放實驗室,為學生自主選擇和設計實驗提供了良好的條件。實驗室配2~3名研究生協助管理,儀器設備采用預約登記制度,使用前須經專人培訓合格后才能使用。實驗耗材按實驗計劃,由實驗室統一提供。

3.實驗時間開放以3~4人為一個實驗小組,以小組為單位安排實驗時間,實驗室一次可以同時安排6個小組開展實驗。實驗時間由以前固定時間,改為課程理論授課3周開始至學期末前1周結束。學生可以根據自己的課程安排,合理選擇實驗時間。實驗室時間采用預約制,由實驗室管理人員統一安排。上班時間由實驗室管理人員負責實驗室,節假日和晚上由研究生協助管理實驗室,為學生開展開放實驗提供充足的時間。

二、開放式實驗教學取得的效果

1.實驗教學方式開放,激發學生興趣在大多數同學印象中園藝植物生物技術實驗教學以實驗方法、手段、技術為主要內容,這些內容過于抽象,通過授課形式講授或單獨的驗證性實驗,學生理解效果很差,很難達到掌握實驗內容的目的。任何研究都是從好奇和懷疑開始的,通過典型的生物技術實例,如柑橘細胞融合獲得原生質體雜種、植物遺傳轉化獲得轉基因植株,人類基因組測序及園藝植物基因組測序的不斷完成,生物信息學預測基因的功能分析等,這些實例在網絡上的介紹與視頻非常多,通過網站瀏覽和視頻觀看,讓同學們真正了解生物技術的神秘與貼近生活的兩個方面,將抽象的概念轉化為切實可行的操作行動。

2.實驗時間及空間開放,提高動手能力實驗室的開放,即儀器設備和時間概念上的開放,在一定程度上可以解決實驗人數多、實驗室及儀器設備嚴重不足的問題。例如,生物分子實驗室的定量PCR儀、PCR儀、離心機、核酸儀、電泳儀、紫外投射儀等,實驗時間一旦開放,學生可以用充裕的時間來把實驗獨立完成,不會被課程所限制。通過開放實驗室,本科生可以在課余時間多次進入實驗室。同時,研究生可以一對一或一對三的帶領本科生進行實驗,開展相關的擴展實驗內容,開闊視野,提高動手能力,還可以更好地參與教師的科研項目,增加教師和學生的交流機會。

3.實驗內容開放,自主設計試驗在教學內容上打破原有的實驗課程結構體系,優化實驗內容組合與創新,注重設計性、綜合性實驗,充分利用網絡資源、視頻資源及生物公司的廣告資源,提高學生的技術應用能力和創新能力的培養,促進學生在學習能力、創新能力和社交能力等綜合能力的培養。根據專業培養目標和實驗條件,突出實用性,根據學校實驗條件提出以下實驗內容進行選擇與優化。通過開放實驗教學內容,學生打破傳統的擬定學時的驗證實驗內容,充分利用學生的自主性進行大量的設計性、綜合性實驗教學。學生在學校提供的實驗條件的前提下,自選實驗內容,自定實驗步驟,自選儀器設備,自己處理和分析實驗結果、實驗數據,給學生提供了創新思維的自由空間。這將有利于激發學生的自覺性和主動性,有利于培養學生的創新能力。自覺接受現代教育技術新的成果,把信息技術與學科有機的融合在一起,為學生創設良好的學習情景,突出雙向性、參與性、互動性。在實驗操作環節,鼓勵學生獨立完成操作,獨立分析結果,發現問題。

4.實驗結果靈活,革新考核與評價體系通過綜合性、設計性實驗,學生將與老師的課堂交流轉變為通過面對面、QQ、微信等其他平臺,對實驗進展隨時進行分析、討論及總結,并且學生通過查閱相應的資料,得出科學合理的實驗結果。開放式綜合性、設計性實驗,實驗結果的不確定性也避免了同學之間相互抄襲、模仿。因此,既增加了學生動手操作的機會,又有利于學生系統的掌握園藝植物生物技術的實驗方法和技能及分析與解決問題的能力。開放式實驗教學除在以上方面進行開放外,同時也革新了實驗教學的考核與評價體系,與以往實驗成績包括實驗課堂成績與實驗報告成績之外,在實驗教學方面補充了實驗設計、實驗準備工作、結果分析與討論的考核內容,形成了實驗方案撰寫(20%)+實驗前的準備(20%)+實驗過程(30%)+實驗結果分析(30%)的實驗教學考核體系,評價方式分為優、良好、中等、合格,不及格五種不同的方式。

5.園藝植物生物技術開放式實驗教學展望通過開放式實驗教學能夠很好的避免學生被動實驗的客觀現象,充分激發學生積極的動手能力,并通過實驗結果分析和與老師的面對面溝通改變以往實驗教學中動手不動腦的現象,更能誘導學生正確、客觀的認識生物技術,并且培養其探索生物技術領域新趨勢的科研興趣。因此,開放式實驗教學非常適合于本科生園藝植物生物技術的實踐教學,對人才培養來說至關重要。

作者:毛娟陳佰鴻楊宏羽李作進單位:甘肅農業大學園藝學院

植物生物技術論文:植物病蟲害防治生物技術論文

1生物技術在防治中的應用

在研究生物技術的工作中,其中有項工程叫作基因工程,它的應用也十分重要,在防治植物病蟲害的過程中應用基因工程主要包括CP基因、RP基因和Sat-RNA等。植物在生長中對病害不是主動免疫的,而是需要適當的媒介進行誘導,那么這個起誘導作用的媒介就是CP基因,它能夠有效的增強植物對病蟲害的抵御能力。CP基因的應用能夠有效的減少植物在生長過程中可能會出現的病害,它能增強植物在生長中對病害的免疫功能。RP基因是可以對病毒進行復制的復制酶基因,病害為了能夠對植物產生影響,需要不斷的組合,而復制酶則是利用編碼對病毒進行一個新的組合,統稱為“聚合酶”。它能夠快速的融合病毒的DNA,并且能夠補全植物在生長中所缺失的復制酶基因,因此,病毒復制能出來就會受到影響,使病毒能夠不影響到植物的生長。Sat-RNA是一種低分子,它需要在植物生長中產生了病毒才能實現復制,植物生長中沒產生病毒使其不能實現復制,它在復制的過程中會影響病毒之間的復制,從而降低病毒成長率。Sat-RNA在防治植物病蟲害的過程中具有一定的積極作用,研究中應當給予重視。

2生物技術在防治蟲害中的應用分析

生物需要維持正常的新陳代謝就需要含有一定的基因,而蛋白酶抑制劑則是大多數生物體會含有的一種基因,它能夠有效的抵御外界各種蛋白水解酶,因此,蛋白酶抑制劑能有較好的能力防治生物體內造成的破壞。近幾年來,國家科學技術不斷提高,生物技術也隨之快速發展,使得更多的學者和研究人員對蛋白酶抑制劑研究越來越廣,尤其是在抵御病蟲害這方面做得更加的突出。在生物的正常情況下,蛋白酶抑制劑能夠有效的破壞病蟲體內的氨基酸,從而使得病蟲因缺少氨基酸而無法進行正常的生長和生活,直至病蟲死亡。這種殺死病蟲害的方式已經得到廣泛的使用。它能夠有效保障農作物的生長,提高農作物抵御病害的能力。

3生物技術在防治草害中的應用分析

植物自身抵抗除草劑的能力很低下,但是生物技術能夠將對除草劑具有良好抗性的基因轉移到植物中,這樣使植物能夠更好的生長。這些對除草劑有良好抗性的基因中包括上面所介紹的酶基因,能夠有效的分解除草劑,通過這些基因之間的作用來達到抗草害的作用。生物技術的應用能夠有效的殺死草害,使得植物能夠健康成長。如今,科學技術的不斷進步,也使得人們對環保的意識也不斷增加,因此,在生物技術的研究中應當更注重對環境的保護,不能一味的研究而忽略環保。

4依靠生物技術培養出抗病、抗蟲的新品種

農作物在生長的過程中會出現許多的病狀,比如:病害和蟲害等,最主要的就是病害和蟲害,這2個是導致農作物產量下降的主要因素。近幾年來,使用生物技術來培育抗病、抗蟲的植物是一個新的趨勢,它是按照有關病蟲害的要求,將能夠防治病蟲害的基因,經過生物技術來進行移植,移植到植物中,使得植物能有健康的成長,并且在生長的過程中不斷的繁殖出新的抗體,能夠有效的防治病蟲害的破壞,使產量上升,帶來經濟效益和社會效益。

5總結

科學的快速發展也使得對植物病蟲害的防治得到了提升,生物技術的發展能夠有效的提升學者和研究人員在植物與病菌之間更深一步的研究,更加化的了解不同種類的植物對于不同細菌分子的抗性,從而研究出更好的基因,通過不斷地改良和研究來提升生物技術的成長。這也將更加利于提升植物在生長過程中對病蟲害的防治,使得植物健康的生長。本文探討了基因在防治過程中對植物所產生的作用,同時也對現代生物技術防治病蟲害的有效性進行了研究,期待生物技術能有更加發展,提升防治病蟲害的防治技術。

作者:竇寶峰 單位:衡水市桃城區農牧局

植物生物技術論文:高校園藝植物生物技術論文

1《園藝植物生物技術》實踐教學中存在的主要問題

1999年,高校開始招收及時屆園藝(教育)專業學生,并開設《植物組織培養》課程。隨著植物生物技術的迅速發展,植物組織培養的內容已經不能滿足現代園藝發展的需要。進入21世紀以來,分子生物技術向傳統園藝育種領域的滲透加快,這就使得教育界不斷改革原有教學內容,以適應變化了的形勢和現實[4]。因此,在新的人才培養方案中,將《植物組織培養》修訂為《園藝植物生物技術》。但是因為實驗條件和師資隊伍等原因,《園藝植物生物技術》實踐教學過程中仍存在一些問題:一是實踐教學內容老套,仍然以之前的組織培養相關內容為主,未涉及基因工程方面的實踐環節;二是教學方法和手段單一,主要以傳統的驗證實驗為主,即老師先講實驗原理、步驟,學生按步驟機械地完成內容;三是考核方式不科學,缺乏過程考核,而僅以實驗報告成績、考勤和紀律等為考核依據,考核結果不能真正反映學生動手實踐能力。

2具體改革措施與方法

2.1實踐教學內容改革

實驗教學內容的設置要在繼承傳統內容的基礎上有所創新,要對原有實驗內容進行整合,實現實驗教學內容體系的整體優化[5]。首先,在近期修訂的人才培養方案中,本課程由36學時增加到54學時,實驗學時由原來的18學時增加到27學時,課程實習1周。其次,實驗內容有了較大的改變,在原有內容的基礎上增加了試管苗常溫離體保存和園藝植物生物技術綜合實驗設計2個綜合性實驗內容,其中試管苗常溫離體保存實驗課學時設計為每次課6學時,學生先用1d時間完成培養基的配制和接種,并在接種后定期進行觀察記錄實驗數據;園藝植物生物技術綜合實驗設計是讓學生在查閱相關文獻資料基礎上,自行設計試驗方案,方案要求確定研究內容、研究方法及所要達到的目的及結果,教師組織學生對試驗方案的可行性進行評價,然后各小組根據修改意見對試驗方案進行完善,并付諸實施。此項內容為課程實習中的小組自選試驗做好前期準備。在一周的教學實習中,保留了原有的植物莖尖脫毒培養等傳統項目,增加了非變性聚丙烯酰胺凝膠法分析植物過氧化物酶、植物基因組DNA的提取與檢測等內容使學生能掌握植物生物技術的一些基本實驗技能,為今后的學習和研究奠定基礎。

2.2實踐教學方法改革

多媒體是教學的必要工具。使用多媒體可直觀地展示概念、理論、實驗操作過程等內容,學生容易接受,同時可以運用一些靜態的圖片、動態的視頻及一些實物使學生理解實驗內容?!秷@藝植物生物技術》實踐教學改變傳統的教學模式,在實驗課堂引入多媒體課件,將實驗原理、方法、注意事項等通過圖片、動畫和視頻等形式進行教學,比如無菌操作在實驗教師講解后就通過觀看視頻進一步熟悉無菌操作過程,然后再由學生自己操作;如愈傷組織誘導與分化、植物莖尖脫毒培養等實驗內容,將教師先前的實驗結果制作成直觀的演示教案,以增強學生對實驗結果的目的性;在講到組培苗污染、玻璃化、褐化等現象時,直接帶實物到課堂,使同學們對這幾種現象有了一定的直觀認識,一目了然。通過多媒體輔助教學,有效地提高了實踐教學的質量和效果。

2.3考核方式改革

以往實踐課程的考核大都側重于學生的實驗報告、考勤、勞動表現和紀律性等方面,缺乏過程考核,導致考核結果不能客觀反映學生的動手操作能力、試驗設計能力、團隊協作能力和創新能力[6]。因此對應用型本科高校學生的實踐教學進行考核方式的改革勢在必行。通過近幾年的摸索和實踐,我們對園藝植物生物技術實踐教學采取單人和小組2種考核方式。單人考核采用單人操作、現場考核、2名老師評分的考核方式,根據學生在規定時間內是否完成考核任務、技術熟練程度,以及關鍵環節有無失誤等等內容來進行等級評定,考核結果分為優、良、及格、不及格4個等級。小組考核主要對小組的試驗設計、準備和操作以及試驗結果(實物考核)等內容進行綜合考核,具體辦法是:每個試驗小組選派1名代表,對試驗設計、試驗內容、試驗過程和試驗結果等以PPT形式進行匯報,并對試驗結果進行分析討論。這2種考核方式,不僅考核方法科學、合理,考核評價的結果真實,更重要的是鍛煉了學生的動手操作能力、團隊協作意識,提高了學生分析問題和解決實際問題的能力。

2.4學生參與實驗室的管理與維護

實驗室開放能夠保障學生有足夠的時間對研究性、綜合性和設計性試驗的研究,啟發和鼓勵學生進行探索性實踐[7]。近年來,我們加大了實驗室開放力度,鼓勵低年級學生提早進入實驗室學習,每年從園藝專業學生中公開招聘1~2名實驗室管理員,負責組培室的日常管理工作,管理員組建園藝植物生物技術實踐興趣小組,負責組培室常規試劑的配制和組培苗的擴繁等工作,并形成“一級帶一級、四年不斷線”的良性循環體系,實驗室形成了較好的科研氛圍,每年都有學生成功申請高校與園藝植物生物技術相關的大學生創新科研基金課題,課題的實施不僅激發了學生對科學研究的興趣,而且增強了學生創新思維,對學生今后的就業和考研深造均具有很好的促進作用。

3結語

改革《園藝植物生物技術》實踐教學,建立適合我校應用型本科園藝專業培養目標及符合社會對園藝人才需求的實踐教學體系,是培養創新型園藝人才的有力措施。一方面要求實踐教學教師不斷更新教學觀念,優化教學內容、考核方式,改進教學方法,掌握本學科前沿發展動態,努力提高科研理論水平,不斷提高業務素質,以便能夠更好地指導學生;另一方面要加大實驗室建設力度,增加投入,購置先進的儀器設備,創新實驗室管理模式,從而培養知識結構優、實踐動手能強、團隊協作意識強、創新創業能力強的“一優三強”應用型本科人才。

作者:周玉麗 李慧敏 陸曉民 張雪平 賈雙雙 單位:安徽科技學院生命科學學院

植物生物技術論文:植物抗菌肽應用于生物技術論文

抗菌肽是宿主非特異性防御系統的一部分,可以通過磷脂質作用和膜透化作用殺死病原體??咕氖怯苫蚓幋a的,對植物病原體以及感染人的病毒、細菌、真菌、原生動物、寄生蟲和腫瘤細胞等致病體都有活性作用[1]。根據氨基酸序列同源性,植物抗菌肽的主要家庭成員包括硫素、防御素、脂質轉運蛋白、蛻皮素、環肽類蛋白和細胞穿透肽等。

1植物抗菌肽作用機理

大多數已知的植物抗菌肽是通過在細胞膜上形成穿孔,導致離子和代謝物泄漏,從而干擾呼吸過程,最終導致細胞死亡[2]。細胞膜分子的兩性結構及其在生理pH值下帶正電荷的特征可能是植物肽與膜脂質發生作用的重要原因。陽離子殘基吸引如陰離子磷脂、脂多糖或磷壁酸等帶負電荷的分子,從而使得肽鏈在細胞膜表面積聚,當濃度達到閾值時細胞膜就開始崩潰[3]。為解釋這種現象科學家們提出了3個主要模型[4]:桶板模型、蟲洞模型和地毯模型。

2植物抗菌肽的主要分類

2.1硫素

硫素是抗菌肽的一種,其分子質量較低(約5kDa),富含精氨酸、賴氨酸和半胱氨酸殘基。其結構包括2個反向平行的α-螺旋和1個反向平行的雙鏈β-折疊,以及3個或4個保守的二硫鍵。硫素幾乎出現在每1個重要的植物組織中,從胚乳到葉子均有發現。硫素的抗菌活性是蛋白與細胞膜交互作用的結果,帶正電的硫素與帶負電荷的真菌細胞膜的磷脂通過靜電作用相互結合,誘導細胞膜表面的缺陷,導致膜的不穩定性并破壞脂雙層。

2.2防御素

植物防御素是小的、堿性的、富含半胱氨酸的多肽鏈,含有45~54個氨基酸,在等電點時帶正電荷。植物防御素的生物活性包括抗真菌、抗菌、蛋白酶和昆蟲淀粉酶抑制劑等特性[5]。植物防御素有相當多變的氨基酸組成,但是三維立體結構很保守,包括1個三鏈的β-折疊和1個與之平行的α-螺旋,由4個二硫鍵維持整個結構的穩定性。植物防御素可能利用葡糖神經酰胺作為插入真菌細胞膜的受體。然后,借助防御素所帶的正電荷和細胞膜相互吸引,并插入細胞膜內,導致膜破壞、不穩定性和離子流出??咕妮^大的特點是對細菌、真菌、病毒等多種植物病原體具有抗菌活性[6]。此外,防御素對植物的生長、發育及生殖過程也有一定影響[7]。

2.3脂質轉移蛋白

小型非特異性脂質轉移蛋白(ns-LTPs)具有在體外不同細胞膜之間轉移脂類的功能。它能夠參與細胞膜的合成、細胞內的脂肪酸含量的調節,并對動植物病原體起到一定防御作用。它們的抗真菌作用方式可能是插入到真菌的細胞膜上形成穿孔,使胞內離子外流,最終導致細胞死亡。所有的LTPs都具有相同的結構特征,具有一個由4個α-螺旋包繞形成的疏水性腔,被4個二硫鍵緊緊連接形成緊密結構[7]。LTPs的疏水性腔可以結合磷脂、類固醇等多種脂質分子,具有體外抗菌和抗真菌的活性,因此被歸類為PR-14組。有些ns-LTPs是水果、蔬菜、堅果、花粉和乳膠中重要的過敏原[8]。

2.4蛻皮素

蛻皮素是從馬鈴薯塊莖中分離出來的具有63個氨基酸殘基的抗菌肽,這些多肽的氨基酸序列具有多樣性,但對于不同植物具有相同的抗菌和抗真菌病原體的能力。蛻皮素是堿性蛋白,富含半胱氨酸殘基,可以形成6個二硫鍵,進而穩定蛋白結構。在生長發育的不同階段,馬鈴薯中的蛻皮素-1(StSN1)基因是一直表達的,不受生物、非生物壓力的影響作用。而蛻皮素-2(StSN2)基因的表達是受局部傷害誘導的,對病原體感染具有不同的反應[9]。StSN1的氨基酸序列和番茄GAST家族(赤霉酸刺激轉錄反應)的氨基酸序列具有相似性,因此歸類于蛻皮素/GASA家族[10]。蛻皮素/GASA蛋白在不同的植物器官中均有表達。大部分的蛻皮素/GASA基因是受植物激素調控的,參與植物激素信號調節途徑,控制激素含量水平和激素反應過程。

2.5環肽類蛋白

環肽類蛋白是在細菌、植物和動物中發現的圓形蛋白[11]。植物環肽類蛋白含有28~37個氨基酸,包含1個頭-尾環化的主鏈以及3個位于環化半胱氨酸結點(CCK)分子內的二硫鍵,具有較高的序列相似性和結構相似性。CCK是形成環肽類蛋白特殊穩定性的主要原因,它迫使蛋白質的疏水部分暴露在分子表面,疏水性殘基在表面上形成1個斑點,使整體結構呈兩親性,因此它們對多種蛋白酶的水解和降解過程具有抗性[12]。植物環肽類蛋白是基因編碼的通過核糖體的生物合成路徑產生的多肽,該環肽類蛋白前體通常包含1個內質網ER信號,1段肽鏈,1個N-端重復序列(NTR)和1個C-端短肽尾。NTR區域具有兩親性螺旋結構,可以指導環肽類蛋白結構域的正確折疊[13]。C-端區域(CTR)區域內保守的天冬氨酸殘基表示該部分蛋白可能是一種天冬酰胺內切蛋白酶的作用對象。

2.6細胞穿透

肽細胞穿透肽(CPPs)可以協助目的蛋白通過細胞膜轉入活細胞當中[14]。不論體內還是體外條件下,CPPs在微摩爾濃度時就能夠穿透細胞膜,而無需任何受體的協助,也不會對細胞膜造成任何顯著損傷[15]。它們可以和目標物(核酸、低聚核苷酸、肽序列和寡糖)相結合,并將其有效地轉運到細胞內,因而在藥物遞送過程中具有潛在應用[16]。不同的CPPs和CPP-結合物可以通過不同的機制進入細胞內,并最終進入不同的亞細胞區室。這些較短的、帶正電荷的小肽具有不同的氨基酸序列,但是都具有轉導結構域,并有帶有不同程度的呈陽離子性的Arg和Lys殘基。盡管CPPs具有很大的序列多樣性,但是可以分為3種主要類別:陽離子型、兩性型和疏水型CPPs[17]。這些多肽和蛋白質是轉錄因子、細菌或病毒表面蛋白、毒素、兩親性螺旋肽的局部序列衍生物,也可以從膜結合受體或黏附蛋白的配體中得到。

3植物抗菌肽在生物技術方面的潛在應用

抗菌肽是由具有保守序列的小型基因編碼的、可以通過基因擴增和基因轉移的方法來增加目標多肽的產量及其特異性活力。許多研究已經證明,植物防御素的轉基因表達可以使植物組織免受病原體的攻擊。硫素是發展轉基因植物的重要工具,通過表達更高水平的硫素,可以增加對病原體的抗性,進而減少農業中的損失,并且可以減少農業生產中更高劑量的殺蟲劑的使用;環肽類蛋白在開發新型抗生素和生物殺蟲劑的研究中也具有重要作用,不同的CPPs可以成功地將高分子量藥物導入細胞,也可以用于疫苗研發。由于其在透皮給藥系統中的巨大潛力,CPPs在藥物生物技術中的應用越來越流行。

4結語

植物抗菌肽是具有不同氨基酸組成和結構的多肽,具有快速殺滅病原體的性能,在制藥和生物技術中具有廣泛應用。由于其廣譜抗菌活性及高效率,抗菌肽可以用作天然抗生素,以替代化學抗生素,用于保護植物和防治動物疾病,也可以作為感染治療藥的有效替代產品,以陽離子抗菌肽制成的氣溶膠噴霧劑已經用于囊性纖維化患者的治療[18]。國內已經開發了可以表達不同含量植物抗菌肽,對疾病具有不同程度抗性的轉基因植物,因此抗菌肽可以在農業上作為保護植物的有效產品。但由于植物抗菌肽具有穩定性差、生產成本高等技術缺陷,目前還沒有實現商業化生產。未來的研究方向應該是開發毒性較小、更穩定的抗菌肽化合物,并通過改進生產工藝流程、提高多肽合成效率來降低生產成本,使得植物抗菌肽能在制藥和農業技術方面得到更廣闊的應用。

作者:王美玲 單位:青島科技大學

植物生物技術論文:園藝植物生物技術的雙語教學實踐

摘要:先進的園藝植物生物技術是當今世界農業高速發展的重要保障,園藝植物生物技術課程也是園藝專業本科的核心課程。在中國當前教學國際化背景下,雙語教學是高等學校專業課程改革的熱點,也是中國高等教育與國際接軌的有效措施。本研究依據華南農業大學園藝植物生物技術雙語課程教學實踐,對園藝植物生物技術雙語課程教學目標、教材選擇、課程開設模式、授課方式、教學評價體系等方面進行總結和討論,為今后進一步推進雙語教學提供參考。

關鍵詞:高等教育;園藝植物生物技術;雙語教學;課程建設;國際化

雙語教學與外語教學和純粹的語言專業教學不同,它是在教學中使用母語的同時,用英語作為教學語言進行教學。它不是單純的英語和專業的組合,而是在現代教育理念指導下的一種盡可能與國際接軌的教學模式。教育部在《關于加強高等學校本科教學工作提高教學質量的若干意見》中提出:大學本科教育所開設課程的20%以上必須開展雙語教學,重點在生物技術、信息技術、新材料技術及其他國家發展急需的專業中開展。雙語教學目標主要包括兩個方面:通過教學使大學生掌握專業知識,提高大學生應用英語的能力[1-2],因此,雙語教學需要順利完成知識傳授和語言訓練兩個目標,對教學的方法提出了更高要求。雙語教學涉及英語教材、英語板書、英語作業、英語命題考試以及使用英語互動等形式[3]。在教育部明確要求高等學校積極推動本科雙語教學的大背景下,華南農業大學實施了雙語教學教師資格認證體系,允許通過雙語教學課程資質考核的教師開設雙語課程,此外,還出臺提供雙語課程建設的專項經費、提高雙語教學單位學時酬金等一系列的鼓勵措施,陸續有不少專業課教師獲得雙語教學資格認證,新開雙語課程在教學體系中的占比也逐漸增多[4]。園藝植物在人類社會發展中的地位一直是無法替代的,在人類文明中,從初期的石器時代到現代高科技的農業發展,園藝植物在人們的生活中發揮著越來越多的功能。園藝植物生物技術(BiotechnologyofHorticulturalPlant)是指以園藝植物為研究對象,結合相關學科的知識和原理,以及傳統的育種技術和現代的生物技術手段,有目的地改造園藝產品的特性,為人類生產出市場需求的園藝產品,從而成為服務社會的一門技術,如轉基因番茄、轉基因辣椒等。因此,發源于西方的現代園藝植物生物技術是園藝專業大學生學習的重點課程。根據這一形勢,高等農林院校開設園藝植物生物技術課程雙語教學是緊跟時展需要的舉措,但由于是新開課程,無論是從教學目標、還是從教學方法上,都需要不斷地進行探索,發現該門課程雙語教學的規律,調整教學目標,改進教學手段,從而更好地實現預想的教學效果。這就需要教師在教學過程中認真做好每一個環節,包括教材的挑選、授課內容的確定、多媒體課件的準備、課堂內容安排、復習互動訓練和試題設計等方面的工作。

一、園藝植物生物技術雙語課程教材選擇

雙語課程要與國際教育接軌,首先就是語言的接軌,因此為了保障教學過程中課堂內容國際化,勢必要以英文為主,尤其是多媒體課件里,主要應該以英文原版教材為參照來準備,為大學生提供一個純正的、原汁原味的教學氛圍。的原版英文教材語言純正,可讀性強,所講的技術更新較及時[5-7],因此,原版的英文教材是教學過程中的重要幫手。在搜索教材的過程中發現,目前專門針對本科生教學的園藝植物生物技術的相關英文教材很少,可供選擇的教材有限,這也是影響園藝植物生物技術雙語教學的一個重要方面。在有限的教材里盡量選擇有特色的教材,目前選用的是SciencePublishers出版的由H.S.Chawla主編的《IntroductiontoPlantBiotechnology》(第三版),以及G.P.Rao主編的《AdvancesinPlantBiotechnology》。這兩本教材與國際的專業課程接軌,且內容豐富,包括植物組織培養、遺傳物質、DNA重組技術,涵蓋了園藝植物生物技術的主要知識點。此外,《IntroductiontoPlantBiotechnology》(第三版)還包含了基因組學和生物信息學等內容,而且對目前社會上關注的熱點問題,如轉基因植物技術及其影響進行了較為清晰的論述,可以幫助大學生在課后通過閱讀和學習,科學地了解現代生物信息學的技術方法,以及轉基因的專題。選用的這兩本教材在華南農業大學的圖書館均有收藏,也便于大學生學習借閱。與此同時,還可以選擇一些有針對性的雙語教材作為輔助參考教材,幫助大學生在課余鞏固學習的知識點,比如李桂榮等在《教學改革與實踐》一文中推薦的王武主編的科學出版社出版的雙語教材《生物技術概論》,便于大學生英漢對照學習,這對初次學習專業雙語課的大學生能起到輔助作用[8]。

二、園藝植物生物技術雙語課程設置

課程設置包括教學大綱和學時的制定、大學生人數和結構的設定,英語漢語比例的分配等,是保障教學效果,實現教學目標的重要課程框架基礎,也是良好地開展園藝植物生物技術雙語教學的關鍵環節。在目前我國的園藝植物生物技術雙語教學中,課程設置不盡相同,據了解,有的僅僅是為了應付要求,開設了較少的課時,有的要求全體大學生選修雙語課程。華南農業大學園藝植物生物技術雙語課程設置結合大學生的實際需要,科學安排,統籌規劃。

(一)教學大綱調整

由于是雙語教學,面向三年級的大學生開課,而他們也是首次選擇專業雙語課,因此,在理解和消化知識的速度上勢必無法與漢語授課的園藝植物生物技術課程相比。所以,要想在雙語教學過程中講授與漢語授課32學時的授課內容是無法實現的。因此,教學大綱需要為雙語課進行重新調整。在試驗的及時個學期中,設計的教學內容包括緒論、植物組織培養、遺傳物質、PCR、基因表達、DNA重組技術、基因克隆以及基因組學和生物信息學,其中植物組織培養、PCR、DNA重組技術以及基因克隆三個章節是授課的重點內容,占用的學時相對較多,而基因組學和生物信息學這一章簡要介紹近期的科研進展和現有的研究方法。

(二)課程學時設定

華南農業大學在專業課程中已經開設一門漢語的園藝植物生物技術課程,而且是和雙語課同時開設的,因此,為了使雙語課過程和漢語課教學的同步,選擇與漢語授課相同的32學時的理論課。此外,園藝植物生物技術雙語課是作為選修(五選二)的形式制定的,即大學生可以從五門課程中選擇兩門進行學習,這樣不會出現由于必選導致的一部分英語基礎差的大學生必須選擇這門課程。當然這樣的教學安排也存在一些弊端,就是不能兼顧高等學校對國際化人才培養的目標,不能做到對專業所有大學生普及雙語教學。

(三)授課對象結構

華南農業大學因為在此前沒有園藝植物生物技術課程相關雙語教學的經驗,所以為了確保教學效果,在試點的這個學期并沒有放開對選課人數的限制,授課的規模確定為小班授課,人數為20人。這樣為首次嘗試園藝植物生物技術課程雙語教學提供了一個相對輕松的教學氛圍,為實現教學計劃和目標提供了保障。從實際的教學效果看,20人的班級課堂氛圍活躍,規定的學時內也能夠充分調動每個大學生的積極性,使他們積極參與課堂主動學習環節。保障了雙語教學的教學效果。當然這個規模也使得不少其他有興趣參加雙語課程的大學生失去了學習的機會,今后可以考慮增加園藝植物生物技術雙語教學的授課教師人數,開設更多的雙語教學班。考慮到雙語教學中將有很大一部分內容用英語來授課,因此,大學生的英語基礎將直接影響該課程的教學效果。雙語課為選修課,但同時開課前的一個學期也對報名選課的大學生進行了篩選,主要篩選標準是根據大學英語四級成績來劃定的,雖然此方法未必科學,但在目前可能也是最有說服力的一個篩選指標。今后如果增加授課師資力量,開設更多雙語教學班則需要考慮到適合參與雙語教學的大學生比例,不能盲目擴大每個班級的大學生人數,以免影響園藝植物生物技術教學效果及其口碑。

(四)英漢分配比例

園藝植物生物技術雙語課程開始設定的語言比例是英語和漢語各占50%,而隨著課程的推進發現,在課堂實踐中,每個階段、每個知識點和所講具體環節大學生對英語的理解能力是不同的,比如,在講緒論的時候大學生大都對1頤1的語言內容安排比較容易接受,甚至部分基礎好的大學生主動要求提高英語的比例,而隨著內容的逐漸深入,尤其到基因克隆、載體構建等理論部分的時候,漢語的比例需要適當提高,有時候為了解釋一個專業問題,教師需要用漢語著重講解,相對使用英語的比例會大大降低,漢語和英語的比例在7頤3,甚至8頤2左右,這樣既能保障大學生學到原汁原味的英語,又可以很好地理解專業知識的要點和內容。所以,在課程中,教師應該靈活地根據授課現場大學生的反應情況來安排漢語的講解比例。遇到大學生反應較慢,無法進行下一個教學內容或環節的時候,教師可以考慮放慢速度,同時用漢語給予更多的解釋,這樣可以在課堂上因地制宜地安排英語和漢語所占比例。

三、園藝植物生物技術雙語課程教學方式

在課堂上,大學生才是學習的主體,而知識是要學習的對象,因此課堂的一切教學活動都應該以激發大學生的學習興趣為前提,否則設計的課程內容將無法很好地實現教學目標。而往往在教學中由于教師在課堂上會自然地將注意力放在要傳授的知識點上,而忽略了大學生的興趣。為此,需要在課堂上將授課方式多樣化,不斷地通過各種不同的方法來有效地調動大學生的積極性,專業課程雙語教學工作尤其要注意這一點。

(一)注重雙語教學課件制作,充分利用多媒體

在教學PPT的制作上,為了方便大學生課堂學習和課后復習,在課件的制作上主要以英文為主,參照教材《IntroductiontoPlantBiotechnology》(第三版)將課程設置的主要章節內容用英文編寫,重點專業詞匯在英文后用漢語標注,幫助大學生提高學習效率,加深記憶。此外,教師應盡量多使用原版的彩圖,幫助大學生加深印象,保障學習效果。雙語教學中應用多媒體是十分必要的[9],通過視聽的教學過程加深大學生在課堂上對知識的理解并強化學習效果。在雙語教學中,需找相關的經典理論的動畫視頻,如組織培養、DNA復制與翻譯、載體構建、PCR反應等,通過這些教學輔助手段,提升大學生在課堂上對相對枯燥的理論知識的學習興趣。只有充分調動大學生的學習興趣,才能真正實現教學的目的,在雙語教學上,教師更要注意這一最基本的原則。

(二)專業詞匯隨機測試,增加教學互動環節

在組織培養、基因克隆、載體構建等章節中都涉及大量的專業詞匯,如果大學生無法掌握這些詞匯,將成為影響教學效果的重要障礙,為此,在課堂上教師應安排專業詞匯的測驗環節,考察大學生對上一節課程中的專業詞匯的掌握情況,考察方式以隨機點名、黑板默寫英文詞匯,或者將英文專業詞匯翻譯為中文兩種方式,這樣既可以督促大學生課后對重點專業英文的復習,也可以幫助教師利用較少的時間有效地檢測課堂教學效果。雙語教學的目標應該不僅僅局限在單方面的傳授知識,幫助大學生理解和記憶專業中的英語詞匯,更為重要的是應盡量在有限的學時內為大學生提供盡可能多的開口表達機會,從而提高大學生靈活運用專業英語的能力。為此,教師安排一定學時的互動環節,互動的內容包括看視頻后圍繞視頻內容進行提問;課堂知識點的擴展討論,如轉基因的利弊;給大學生一個主題,按照小組準備PPT,然后再上課的時候用英語做簡短的介紹,其他小組提問交流等。這些互動環節不但可以構建課堂語言學習的良好氛圍,鍛煉大學生的英語表達能力,更有利于大學生獨立思考,從專業的角度分析和解決問題。

(三)增加科研時事新聞,發揮育人功能

在雙語教學中,教師可選用一些和課堂內容相關的科學界典故、名人、熱點新聞等內容加深大學生對所學專業知識的印象,提高學習興趣。例如,講到轉基因技術,可以介紹一下世界上最早上市的轉基因番茄;講到組織培養的時候可以找一些利用快繁大量培養獲得藥用代謝產物的研究;當講到創新的時候,教師可以用我國科學家屠呦呦獲得諾貝爾生理學或醫學獎的實例,鼓勵大學生做科研的創新精神和堅忍不拔的品質等。這樣可以讓課堂氛圍更加生動,同時也能將專業學習與育人相結合,在大學生學好專業課的同時,提高他們高尚的思想品德和情操。

四、園藝植物生物技術雙語課程教學評價

科學的評價體系是課程教學效果的一面鏡子,積極圍繞教學目標和課程特點制定科學的評價體系,可以幫助教師有效地調整教學方法,提高教學效果。因此,園藝植物生物技術雙語教學評價體系的建立,對推進雙語教學工作是十分有利和必要的,科學的評價體系可以促使大學生在整個學習過程中積極參與教學的每個環節,而不是為了應付考試而突擊學習。

(一)教師評價

對于雙語課程教師的評價可以組建雙語教學資質認證專家小組,邀請有豐富教學經驗、海外留學或訪學背景的博學教授和青年突出人才作為評審專家,制定科學的、有針對性的適合本校教學要求的評分體系,對申請雙語教學的教師給予打分,并通過問卷調查和聽課等形式了解開課教師的教學效果,其中問卷調查的對象就是該選修該教師雙語課程的大學生。這樣可以對教師的教學方法和水平進行客觀的考量。

(二)大學生評價

對大學生的考察主要包括考察專業知識的掌握情況和專業英語的運用能力。而由于雙語課程的獨特性,除了平時考勤、完成課堂作業等平時成績及期末成績以外,平時課堂參與教學互動環節的表現,比如,聽課發言情況,做簡單報告的表現情況,以及課堂討論的表現等,這些都可以作為評價大學生參與教學過程主動性和積極性的依據;此外,通過課堂小測驗和作業完成情況也可以了解大學生對知識的掌握程度以及教學效果。測試和考核是對教學效果檢驗的工具,但并不是工具。因此,在課程分數的計算上不應僅僅根據期末試卷成績給分,還應該按照一定的比例將大學生平時課堂表現和完成作業情況記入總評成績[10]。而在試卷命題過程中,要注意題目的難易程度的比例,建議不要過高設定對大學生的考察難度,否則很容易打擊大學生后續專業學習的積極性,但同時又不能過于簡單,不能拋掉教學的目標和要求。在題型選擇上,選擇題、判斷題等客觀題目應作為主要的考試題型,同時結合一些看圖填空,基本可以檢查大學生的學習效果,至于名詞解釋和問答題對本科生來說難度偏大,不適合被列入命題類型。建議試卷的可以安排一道加分題(答錯或不答不扣分),請大學生對一學期的課程給予評價,用英語來完成,這樣一方面可以鼓勵大學生用英語寫作,提高英語表達的能力;另一個方面還可以為將來課程的調整提供思路。另外,為了避免期末考試的時候大學生不適應英語題目,平時教學應進行相應題型題目的訓練,幫助大學生提前熟悉相關題型。高等學校是培養跨世紀綜合素質人才的基地,開展雙語教學能夠培養大學生在國際上溝通交流的能力和專業的國際化意識。目前園藝植物生物技術課程雙語教學在國內大多院校還并不是十分普遍,為了將來國家園藝產業的長遠發展和國際合作的需要,高等院校在專業課程中對雙語課設置的考慮勢在必行,如何扎實地推廣雙語教學工作是值得廣大教師細心思考的課題,今后還有很多問題值得在開展雙語教學的過程中深入探討,如編寫適合我國國情的雙語教材,如何把知識傳授和提高大學生專業英語的運用能力有機結合等。隨著園藝植物生物技術課程雙語教學實踐的不斷深化,我國高等院校將在未來培養出更多符合國家國際化發展需求的高水平綜合素質人才。

作者:高用順 賈馳 黃旭明 單位:華南農業大學 園藝學院 外國語學院

植物生物技術論文:生物技術在植物病蟲害防治的應用

摘要:針對生物技術在植物病蟲害防治當中的應用及發展進行深入地探討和研究,以期對于此領域的研究提供一些有價值的參考和依據。

關鍵詞:生物技術;基因工程;病害;蟲害;防治

隨著我國經濟社會的不斷發展,我國農業科技水平有了長足的發展,我國農業科技的研究和發展也取得了飛躍式的發展。

1在植物病害防治中,生物技術的應用

1.1抗病毒基因工程

自從抗TMV轉基因植株誕生以來,植物抗病毒害基因工程的發展就不斷開展起來。病毒外殼蛋白可以有效起到對病毒的抗擊能力,我國和國外的一些研究已經將諸多病毒的外殼蛋白予以轉化,并擁有遺傳功能,實現了對于病毒的免疫功能[1]。

1.2抗真菌基因工程

研究人員經過試驗研究證明,幾丁質酶具有移植病原真菌的作用,而植物能夠產生幾丁質酶,就是因為植物受到了來自于體外病菌的攻擊,植物自身啟動了防御機制而形成的。在對菜豆的幾丁質酶的研究當中,發現菜豆對于田間的立枯病菌具有較強的抗菌活性,具有轉基因的菜豆死亡率不到40%,而沒有經過轉基因處理的菜豆死亡率則超過了50%,具有顯著的抗真菌效果[2]。此外,研究人員從水稻、甜菜以及油菜等多種農作物中發現并分離出了幾丁質酶基因,并針對抗真菌進行了相關實驗,均產生了明顯的抗病源真菌的顯著效果。

2在植物蟲害防治中,生物技術的應用

植物病蟲害生物技術是我國生物技術領域的重要研究成果,我國的植物病蟲害生物技術是將植物、動物以及細菌自身的抗蟲基因通過生物技術手段提取出來,并將其提取出來的抗蟲基因植入到植物當中,從而使得植物具有抗蟲轉基因的作用。目前,我國通過生物技術已經培育出多個抗蟲害的植物品種,能夠防治10多種蟲害,并且通過試驗證明,防治蟲害的效果良好。蛋白酶抑制劑在各種生物體內均有存在,它能夠去掉生物體的代謝具有基礎性作用,還能夠抵抗非自身的蛋白水解酶對生物體自身的侵害。研究人員通過試驗研究證明,當植物受到來自于外界的攻擊和損傷時,植物體內會分泌的蛋白酶抑制劑會陡增,據此推斷,蛋白酶抑制劑在植物受到蟲害時,起到防御功能。我國此領域的研究人員,對于我國多個植物進行了蛋白酶抑制劑的研究,均證實具有此種效應[3]。

3生物技術在植物病蟲害防治中的展望

隨著我國生物技術的不斷發展,我國對于植物病蟲害防治的水平也隨之不斷提高,我國對于病蟲害防治基因的研究不但深入,而且,不斷對病蟲害防治的發生和病菌的作用機理進行更加深入地研究和剖析。生物技術的研究和深入地發展已經從理論研究階段逐步向實際應用方向發展,通過將抗蟲、抗病毒以及抗真菌的基因轉基因到植物體內,進行植物病蟲害的防治,利用轉基因工程達到植物病蟲害防治的目的。生物技術是我國研究人員防治植物病蟲害的新途徑,能夠具有針對性的消滅病蟲害,還避免損傷有益菌群和真菌[4]。隨著生物技術的深化研究和發展,生物技術防治植物病蟲害的轉基因效果會更加優良,遺傳基因工程將會是未來的生物技術防治植物病蟲害的主要方向和趨勢。有生物技術病蟲害防治領域的專家學者預測,未來10年,我國在植物病蟲害的防治方面,有可能實現大面積應用轉基因工程方法來面對植物病蟲害的侵襲。甚至有許多的生物技術專家認為,未來人類的農業生產當中,大部分農作物將會是轉基因工程的產物[5]。

4結語

隨著我國科學技術的不斷進步,對植物病蟲害防治的研究也取得了長足的進步。我國生物技術日新月異的發展,為我國植物與病蟲害之間的致病機理和影響關系提供了研究基礎,是通過不斷深入和對于病蟲害致病機制的研究,從而實現對于植物的基因優化和改良。生物技術在植物病蟲害防治當中的廣泛應用,能夠有效提高植物病蟲害的防治率,有效保障我國植物的良性發展,提高我國植物的成活率、質量和產量。本文深入研究了生物技術在植物病蟲害防治當中的廣泛應用和發展前景,同時對于生物技術防治植物病蟲害的機理進行了闡釋,并對生物技術在植物病蟲害的應用做了論述,展望了未來生物技術在植物病蟲害方面的發展趨勢和生物技術的發展方向。

作者:袁瑞 單位:銅仁職業技術學院

植物生物技術論文:生物技術在園林植物病蟲害防治的應用

摘要:隨著科研腳步的加快,生物技術在園林植物病蟲害防治中的運用越來越廣泛。本文就生物技術在園林植物病蟲害防治中的應用做了重要論述。

關鍵詞:生物技術;園林植物;病蟲害防治

隨著現代化城市的發展,人們越來越注重城市生態建設。目前,我國園林植物病蟲害防治主要依賴化學農藥,但大量的化學農藥對生態環境也造成了嚴重的破壞,因此,如何有效防治病蟲害,成為相關部門重點考慮的問題。

1現階段植物病蟲害生物防治技術

1.1通過天敵進行防治

主要是通過保護和利用自然界中的各種害蟲天敵,使其能夠有效控制害蟲種群數量。在實際使用過程中,可通過如下方法進行天敵的保護和利用:(1)通過保護天敵昆蟲,使其自然增值,這種方式需要根據當地的環境以及天敵的特性來使用;(2)通過人工干預,使其大量繁殖,這種方式的針對性較強,通常是在一些自然天敵不足以抵抗害蟲的情況下使用,目標明確;(3)從外地引進天敵,逐漸改善本地天敵的內部組成,提高其對害蟲的整體控制能力。如,赤眼蜂可以有效防治松毛蟲,瓢蟲、捕食螨等可以有效防治蚜蟲、介殼蟲等。

1.2通過人工性信息素進行防治

人工合成性信息素在我國的發展比較緩慢,只在少數害蟲出現時才得以使用,可以對一些害蟲進行更有效地預測和防治。在實際使用過程中,其能夠通過引誘、刺激、防御等方式抑制害蟲的進食、交配等行為,降低其繁殖速度,并進行有效獵殺,專一性強,且該方式在使用過程中不僅不會對農作物造成傷害,同時也能夠降低農藥的使用量,是現代農業防治害蟲的有效手段之一,如構樹誘殺桑天牛、薔薇誘殺云斑天牛等。

1.3通過生物農藥進行防治

生物農藥防治是指通過生物活體對害蟲進行抑制或獵殺,是一種天然的農藥,其包括的種類較多,如真菌、細菌、昆蟲病毒等。由于生物農藥防治是利用微生物或其代謝產物對害蟲造成傷害,是一種自然的物質循環方式,在使用過程中并不會對環境造成污染,有著明顯的生態保護優點。此外,這種方式對溫濕度、陽光、雨水等有一定的要求,在使用的過程中需要結合上述內容進行綜合考慮,挑選合適的時間噴灑生物農藥,如蘇云金桿菌殺蟲劑可以有效防治松毛蟲、天幕蟲等害蟲。

2生物技術在植物病蟲害防治中的應用

隨著生物技術的發展以及基因工程的崛起,其在植物病蟲害防治領域中也得到了發展和應用。

2.1抗蟲、抗病基因育種

基因育種是以一種類似于設計的方式,按照人們的實際需求,通過既定的程序將植物抗病蟲基因,在特定的條件下進行剪切和拼接程序。再通過人工重組的方式,將該基因轉入到宿主細胞中,并大量復制,使其能夠將遺傳信息表達在宿主細胞中,以產生新的植物品種,用于植物病蟲害的防治。再通過生物技術進行大量繁殖,并應用于實際,切實解決園林植物病蟲害問題。在我國目前的基因育種中,常見的抗病蟲基因有:殺蟲毒素蛋白基因BT基因、蛋白酶抑制基因CPT1基因等。

2.2植物抗蟲基因工程

植物抗蟲基因工程,主要是指先對病蟲害天敵的遺傳特性進行研究,并在此基礎上對其進行改造,彌補其在生物防治上的不足。在目前使用的殺蟲毒素蛋白基因BT基因中,其展現的安全、有效、無污染等特性非常突出,被應用于害蟲防治領域已經有很多年。但在實際應用過程中,這種生物農藥也存在一定弊端,如見效慢、宿主范圍窄等,使其在使用中受到了一定限制。在后續的時間中,國外科學家從BT基因中分離了編碼,并對其進行修飾和改造,使其抗蟲性得到了有效提高,目前已經在樹木的害蟲防治中被廣泛應用。

2.3殺蟲工程微生物

隨著我國生物技術研究的深入,基因工程在發展過程中逐漸展現出越來越重要的地位,其中,運用工程微生物進行植物病蟲害防治非常有效,并且在現實中也得到了廣泛應用。在實際應用過程中,相關專家通過對相關病毒的改造,有效提升其殺蟲效果,并在研究過程中量化生產,不斷擴大殺蟲范圍,為病蟲害防治工作做出了重要貢獻。同時,工程微生物還可以通過特定的方式有效防治地老虎,甚至有的專家直接將BT基因轉接到土壤的芽孢桿菌中或是直接將其轉接到枯草桿菌上,通過發酵產生效果更佳的殺蟲劑,實現地下害蟲的有效防治。

3結語

總之,在我國目前的園林植物發展中,植物病蟲害防治工作至關重要,這不僅影響了園林的健康發展,同時,也影響著我國城市環境的整體建設。只有積極進行病蟲害防治工作,才能夠保障園林植物的健康生長,才能維護城市的生態平衡。

作者:賀煒 單位:青島大學

植物生物技術論文:生物技術在植物檢疫檢測的應用

【摘要】通過對免疫學以及分子生物學等領域的研究,新型的生物技術得以衍生出來,其在使用的過程中能夠快輸的將植物中存在的有害生物檢測出來,從而為植物的健康生長繁育做鋪墊??傊锛夹g的研制與應用,提高了植物檢疫檢測的工作效率,本文作者認為在長期實踐的配合下,現有的生物技術也會不斷的創新改良,其在植物檢疫檢測中成為常規的檢疫檢測手段將不會是天方夜譚。

【關鍵詞】生物技術;植物檢疫;檢測;運用

隨著我國對外開放政策的編制與實施,國際貿易活動開展的越來越頻繁,尤其是加入WTO之后,在植物檢疫檢測工作中,免疫學技術以及核酸技術這些生物學技術獲得了很大的應用空間,使傳統的檢測手段漸漸退出應用的平臺。本文對免疫學技術、核酸技術這兩種生物技術的在植物建議檢測方面應用進行分析[1],認為生物技術的會有更大的發展前景。

一、免疫學技術

1.酶聯免疫法

2.在上個世紀70年代,酶聯免疫吸附技術(ELISA)被研發,在植物檢疫檢測中能夠快速的將植物病毒、真菌以及MLO檢測出來。

(1)病毒方面:

將植物種子中的大豆花葉病毒(SMV)、苜蓿花葉病毒(AMV)、煙草環斑病毒(TRSV)檢測出來;作用于蚜蟲這一介體昆蟲身上,能夠將馬鈴薯卷葉病毒(PLRV)與黃瓜花葉病毒(CMV)檢測出來;對于果樹、苗木這類植物,酶聯免疫法的應用使溫州柑桔矮縮病毒(SDV)、扇葉病毒(GFLV)、李壞死環斑病毒(PNRSV)等病毒的診斷與檢測工作順利的運行。

(2)真菌方面:

生物技術在植物建議檢測中的應用主要借助ELISA試劑盒將腐霉、黑盤菌,其中ELISA試劑盒中培育土壤懸浮液就能夠的將大豆根莖組織中存有的大豆疫霉菌檢測出來,這是因為土壤大豆疫霉菌的孢子、卵孢子以及菌絲都處于游動的狀態中,隱地疫霉存在于大豆根莖病組織中,在懸浮液的作用下疫霉游動的孢子就被順利的檢疫檢測出來;在類菌原體方面,免疫技術也得到了切實的應用,例如其可以將植物體內的翠菊黃化病、桃X病、花生叢枝病這些MLO病害檢測并鑒定出來;

(3)細菌方面

:免疫學技術對水稻條斑性病細菌的檢測起到了極好的成效,靈敏度可達102~103個菌/mL。其實酶聯免疫法的檢測樣式也是多樣化的,具代表性的就是DASMELISA,其利用酶與底物產生的顏色與抗原含量成正比的原理,而廣泛應用于植物病毒的定量檢測中。

2.免疫熒光技術

簡稱IF,在植物檢測中是以抗體為基礎的一種檢測方法,在植物組織、種子以及土壤中細、真菌的檢測中都取得了較好的應用效果。該技術目前將菜豆萎蔫病菌成功的檢測出來,因為其靈敏度較高的優勢使假陽性反應問題得以避免或者是杜絕;IF在土塘根組織的辣闌疫霉、樟疫霉,根莖組織中的蕓苔根腫菌、組織切片中的菌絲所取得的檢測效果優于ELISA。而免疫熒光技術分為兩種類型,即為直接與間接免疫熒光技術,與直接免疫熒光技術相比間接免疫熒光技術擁有更大的應用空間,這是由于其能將一抗、二抗有機熒光素能夠的結合為一體,此時在免疫熒光顯微儀器道德作用下發射出的熒光性質就被檢測出來。例如含有熒光色素抗體的細菌陽性細胞在IF的配合之下在顯微鏡下順利的檢疫檢測出來,此時IF的靈敏度在103~105cfu/mL范圍之內,這一生物技術的應用,使熒光細胞的數量清楚的顯現出來,同時其形態特征也是清晰化的。

3.斑點免疫法

簡稱DIA技術,其是借助生物酶對抗體進行標記,將其吸附在硝酸纖維素膜(NC)或者是其他支持物之上,但是這些支持物必須滿足與抗原特異性結合的屬性,在底液的作用下NC膜上產生顏色、形態各異的有色斑點。這一免疫學檢測方法在植物病毒、MLO的檢疫檢測中得到廣泛的推廣與應用。目前DIA技術將那些從荷蘭進口的石竹香石竹環斑病毒、在從美國進口的馬鈴薯脫毒組織培養苗中將PVX、PVY等病毒順利的檢測出來;此外DIA技術對煙草環斑病毒、煙草脈斑駁病毒、番茄花葉病毒等MLO病害的檢疫檢測達到了一定的效果。DIA技術一般分為直接法、間接法、雙抗體夾心法,其自身攜有靈敏度高、操作簡單、檢測結果保存時間長的優勢,成為了現代植物病害檢測中快速診斷檢測有效方法之一。

二、核酸技術

1.核算探針

其利用同位素或非同位素能夠把互補核酸序列中的部分寡聚核苷酸檢測出來的一項生物技術,在植物病蟲害診斷、病原物的檢測都有應用,前者將柑桔病毒病、蘭花病毒病、香石竹環斑病毒病等檢測出來;病原物分為類菌原?。ㄌ襒病、玉米叢矮病等)、類病毒(柑桔裂皮病、椰子敗生類病毒等)以及植物病原細菌(線蟲等)檢測出來。該技術的雜交檢測方法是多種多樣的,利用率較高的是印跡雜交法,其靈敏度比ELISA高出2~3級,該雜交探針在植物病毒、類病毒、類菌原體檢疫檢測中擁有極大的應用空間;

2.RFLP技術

作為一種DNA檢測技術,能夠將植物中存有的病原物種、變種、專化型和生理小種迅速的診斷檢測逼格鑒定出來,例如與線蟲存在親緣關系的馬鈴薯金線蟲與馬鈴薯白線蟲,作用于北方根結線蟲能夠將A和B兩個生理小種檢測并辨別出來;在真菌方面,RFLP技術在mtDNA的輔助下將大豆疫霉菌和苜蓿疫霉精準的區分出來。

總之,這一分子生物學技術具有靈敏度高、被檢樣品需求量少、結果產生快速以及操作簡易等特點,其在植物病毒檢疫方面具有較大的優勢。結束語:與植物輻照等多種傳統檢疫檢測技術相比較,無論是免疫學技術還是核酸技術,其憑借靈敏度高、精準性好、產生結果迅速等優勢迎來了大量的使用者。但是由于造價成本高等外在條件的制約,這些生物技術僅僅在科研單位得到切實的應用,但是我們相信隨著我國科學技術的不斷的發展,這些生物技術存在的缺陷會及時的得到彌補,應用流程將會越來越簡單,免疫學技術與核酸技術將會成為植物病害、病毒、細菌檢測鑒定的常規手段。

作者:趙紅梅單位:宣恩縣森林植物檢疫站

植物生物技術論文:園藝植物生物技術課程教學改革

摘要:

在原來教學改革思想的基礎上,根據園藝植物生物技術教學任務和教學內容的調整,針對教學過程中新出現的教師學生專業化差別,學生教學參與感不強,學生“吃不飽”,以及實驗教學量增加的問題,通過推行模塊化教學,情景化教學,推行有條件的全英文教學,以及完善整體化實驗教學,進一步構建和優化該課程教學的內容體系和教學模式。

關鍵詞:

園藝植物生物技術;教學改革;模塊化;情景化

生物技術是現代生命科學發展的前沿學科。生物技術在農業領域的應用已經成為廣泛關注的研究領域[1]。園藝植物生物技術以園藝植物為研究對象,主要領域包括蔬菜、果樹、花卉和茶學。目前,國內多所農業院校園藝專業都先后開設了園藝植物生物技術課程[2-6],其中華中農業大學開設的園藝植物生物技術國家精品課程比較具有借鑒價值[7]。通過多年比較研究和教學實踐,筆者在實踐原有教學改革方式方法的過程中不斷發現新問題[8],進一步總結教學經驗,以期為今后的教學工作提供參考和借鑒。

1課程簡介與特色

西北農林科技大學園藝學院開設園藝植物生物技術課程較早,是園藝學專業的基礎選修課,同時也是設施農業工程專業的專業選修課。筆者所在教學團隊領銜開展的園藝植物生物技術課程具有比較突出的特點,包括擁有自主編寫的規劃教材,學校公共資源擁有豐富的課外學習資料,具有優良的實踐教學平臺和知識、年齡結構搭配合理的師資隊伍,以及擁有良好的網絡教學環境等[8]。這些條件保障了園藝植物生物技術課程教學的順利進行。近年來,經過不斷優化本科教學培養方案,現已將筆者所在教學團隊納入園藝學院基礎教研課程組,將園藝植物生物技術歸類于園藝專業的通識性教學課程。該課程的設課時間已由原來的本科第7學期[8]調整為本科第5學期,是直接承接西北農林科技大學公共基礎課生物化學和遺傳學的后續專業課程。為了進一步加強現代生命科學基本理論的培養,學院同時在原第7學期設置園藝植物分子生物學課程,對園藝專業的學生進行深入教學。這種教學順序和教學對象的調整勢必帶來一些全新的教學問題。

2目前存在的問題

2.1課程設置早于專業分配,出現教師分專業授課而學生

無差別聽課現象按照課程設置計劃,學院在本科教學階段共設置園藝學和設施園藝學2個專業方向,在園藝學方向下又設置蔬菜學、果樹學、茶學和觀賞園藝學4個模塊,園藝學方向的學生可以根據自己的興趣喜好,結合綜合考核成績,在第5學期中期進行專業選擇。另一方面,園藝植物生物技術課程設置于第5學期之初,這也就意味著學生選課時還沒有選定專業方向。因此,學院在設置該課程時無法考慮專業選擇,即只能實行無差別教學方式。在具體教學中,仍然以自然班為教學單元進行教學。在教師安排時,授課的課程組來自蔬菜學系和果樹學系,具有不同的研究背景。由于生命科學的發展非常迅猛,體現在生物技術領域的高速發展尤為突出,新技術、新方法的涌現速度非??欤沟脤I教師不可能及時更新所有領域的新興研究成果,僅可能專注于自己的研究方向。這一特點在教學活動中就會表現出教學的側重點不一致,在進行實例教學時不能夠協調統一。例如,果樹學科的教師比較重視植物組織培養方向的內容,而蔬菜學科的教師對于分子標記方向的講解比較多。在講解基因克隆方法時,果樹學方向的教師會在同源克隆方向上列舉較多實例,而蔬菜學方向的教師則在圖位克隆方向上有較多的展開空間。這種教學方向,甚至教學內容的差異,對于園藝植物生物技術課程教學的統一很不利。在具體教學活動中,還表現出考試試題、成績評定標準不一致的現象,這一點對于不同班級學生爭取綜合測評成績排名,進而爭取研究生報送名額的矛盾尤為突出。

2.2學生的教學參與感以及課程興趣不足

園藝植物生物技術課程的知識特點就是過于抽象,特別依賴于生物化學、分子生物學的理論知識,很多知識內容屬于“不可見”科學,更多的時候需要學生通過想象進行理解和推演。因此,有一部分學生會選擇直接跳過理解和思考的過程,回歸傳統的死記硬背的學習方法。有部分學生對于教學內容、概念、方法還多停留在背誦的層面上,缺乏主動理解,對課程的學習仍以應付考試為主,真正能夠通過學習對科學研究產生興趣的學生人數還比較有限。

2.3部分學生的知識訴求未得到滿足

近年來,筆者在教學中發現部分學生存在求知欲望較強,而常規課堂教學不能滿足其需求的現象,而且這種類型的學生數量近年來增加很快。西北農林科技大學由于特殊的地理、歷史和政策條件的原因,每年有大量學生有出國深造的需求和機會。根據現階段學科的發展特點,這部分學生中的絕大多數將會直接使用生物技術的相關知識,并且對于該學科的相關英文知識也有要求。針對這部分學生和部分早期規劃考研深造的學生,學院從2015級學生開始成立實驗班,進行更加專業化的輔導。根據學院的教學計劃,需要對園藝植物生物技術課程進行精細教學改革,嘗試進行全英文教學。

2.4實驗教學內容仍需擴展

針對園藝植物生物技術課程長期存在的教學內容繁雜、實驗課程設置不足的問題,學院于2017年開設園藝植物分子生物學與該課程進行互補教學,前者重點強調實驗教學,計劃再設置32課時實驗教學內容。因此,如何整合2個課程的實驗內容,需要進一步探究。

3教學改革的方向

3.1進一步整合教學內容,推行模塊化教學方式

針對授課教師專業化問題,經學院教學辦公室、教研室研究,并報請學校教務處批準,計劃整合所有教學內容,打破原有教研室限制,成立園藝植物生物技術教學課程組,將原隸屬于果樹學、蔬菜學的教師重新組合,以教學內容為指導,分配教學任務,形成不同的教學內容模塊。同時,學生不再分班級教學,而是整合成一個課程班級(視選課學生人數情況,再劃分為平行的教學班次),接受所有課程組教師的授課。這樣可以真正做到教師“講有所長”,而學生可以充分學習到較為的專業知識。這種集體教學的方法以往多用于研究生教學中的研究進展討論類課程,在本科教學中并不常見。針對園藝植物生物技術這門內容發展非常迅猛的技術型課程的教學,在多年研究教學方法的基礎上,逐漸摸索嘗試新的教學方式,可以嘗試類似于進展討論課式的模塊化教學。在具體實施過程中,預先設定課程組長,由常年從事及時線教學、經驗豐富的教授專家擔任。課程組長負責召集具有不同專業背景的授課教師,按照教學大綱集體編制教學內容,分解形成不同的教學模塊。這些模塊包括園藝植物生物技術的背景與發展歷史、分子生物學基礎知識、基因文庫基本知識、分子標記基本知識、基因克隆基本方法、載體基本知識、植物遺傳轉化基本知識、基因修飾植物基本知識等若干模塊。課程組長協調授課教師領取各自的教學模塊,授課教師編制具體教案和教學課件初稿。所有模塊的教案和課件初稿編制完成后,課程組集體討論各教學課件之間的銜接與過渡內容,形成最終的定稿。按照設計,課程組長不進行具體的授課工作,僅負責召集、協調各專業教師的教學內容以及各教學模塊之間的銜接工作,組織安排教學進度,并有目的地進行聽課考核和教學監督。作為組織者,教學組長具有明顯的行政化特點,而非傳統意義上的主講教師。

3.2進一步推行情景化的教學方法

推行情景化教學方法是筆者所在教學團隊于2012年提出的針對園藝植物生物技術課程特點的教學嘗試。其主要思路是,針對某一特定技術和知識點,帶領學生回到實現這些創新的時代,說明當時的技術背景,提出發明人的技術思路,展示最初的實驗結果,推導新產生的理論。這種帶入式教學可以激發學生對于所學習的知識,特別是對于科學研究的興趣,使學生能夠在當時的技術條件和知識背景下,獨立推導出所要講授的內容,同時讓學生切實感受到科學研究工作并不遙遠,自己通過努力也可以做到。幾年的教學嘗試表明,這種教學方法效果很好,很容易抓住學生的注意力,開發興趣點,提高學習熱情。更有甚者,有的學生會提出個性化的見解,引發更深層次的思考。在下一步教學改革研究中,將增加情景化教學的范例,系統分析具體教學內容的關聯性,將每一項相關的技術內容串聯起來,利用情景化將其講述成為一個連續的科學研究故事,以激發學生的興趣。這方面的一個實例是:DNA結構的發現與證明,半保留復制與核酸雜交,Southern技術與RFLP分子標記等幾個內容可以通過連續的研究故事加以講解。

3.3嘗試推行有條件的全英文教學模式

針對學院組建的實驗班和部分有出國深造意愿的學生,計劃開設全英文的園藝植物生物技術課程。全英文教學使用小班授課形式,使用英文原版教材,全英文PPT演示和英語講授。課程教學內容與正常園藝植物生物技術教學大綱要求相同,重點加強課程預習、自學內容。課堂授課兼顧講解和答疑,講解內容適當壓縮,以闡述知識要點為主,進行適當的內容拓展,鼓勵學生課堂提問和討論。這種教學模式的目的是為了與國外高水平大學的研究生教育相銜接,盡力縮小國內外關于生物技術知識教學方式的差異,使學生提前適應未來的學習方式。另一方面,生物技術的近期研究成果往往以英文作為科技語言進行發表,讓學生盡早接觸專業科技英語,也可以培養他們的科研閱讀、交流、寫作能力,更容易對科學研究產生興趣。

3.4完善整體化實驗教育思想

隨著學院不斷加強生物科學實驗課程教學,加大經費支持力度,增加實驗教學課時,目前的園藝植物生物技術實驗課程內容與指導已經不能夠滿足今后的需求。基于此,組織所有課程組的教師共同編寫了《園藝植物生物技術實驗指導》(試用本,以下簡稱為《實驗指導》)。在編寫過程中,貫徹整體性實驗教學原則,以連續性實驗為設計目標。目前《實驗指導》已完成DNA相關實驗內容的編制,主要圍繞植物DNA的提取、檢測、克隆、載體構建、分子標記等系列實驗展開。實驗之間互為順承關系,前一個實驗的結果(產物)是下一個實驗的前體(供試材料),使所有實驗設計以一個整體的形式呈現給學生。該實驗指導已在2016年秋季學期發放給學生試用,學生反映情況良好。

4結語

生物技術是迅猛發展的現代科學,其與植物科學、農業科學的結合創造出大量新知識、新技術和新研究領域。關注于生物技術的課程教學也必須與時俱進,不斷調整教學方式方法,以培養緊跟科學技術發展的專業本科畢業生。通過近幾年對于園藝植物生物技術課程教學改革的思考、研究、探索與實踐,不斷總結經驗,在原有教學改革思想的基礎上,針對目前教學要求和教學內容的調整擬定了新的教學改革方向。核心思想是提高學生對于課程知識的興趣,激發學生對于探索現代生命科學知識的研究熱情,培養學生的動手能力。通過個性化和差別化教育,為專業化深造教育輸送人才。總之,園藝植物生物技術的教學改革是必要的,同時也需要不斷關注、調整,以適應不斷發展的對高素質、性、創新型農業人才的需求。

作者:李征 陳儒鋼 黃煒 逯明輝 李大偉 鞏振輝 單位:西北農林科技大學園藝學院

植物生物技術論文:生物技術在植物保護中的應用探究

(山東省東阿縣農業局,山東 東阿 252201)

摘 要:隨著科學技術的迅速發展,生物技術被廣泛應用在植物保護中。生物技術是利用生物體或有機體滲入到產品中,有機結合,改良產品品質或培育微生物以滿足特殊需求的新技術。它包括細胞工程、基因工程、發酵工程和酶工程。本文主要探究了生物技術在植物中的應用,并對其應用進行了展望。

關鍵詞:生物技術;植物保護;應用

1 生物技術在植物保護中的應用

1.1 細胞工程

每個植物細胞的遺傳信息是相同的,并且包含該植物體全部遺傳信息。在適當條件下,植物細胞具有全能性,一個單獨的植物細胞可以培育成一個完整的植株,生物學家通過組織培養來培育名貴花卉,消除植物上的病毒,以及通過對細胞核的遺傳物質進行整合,以此來獲得所需要的品種。研究不利于植物生長的外來生物就是保護植物,如病蟲害、雜草等,可以利用細胞工程來改善植物,獲取所需要的基因,我國病原微生物的細胞工程已經取得初步進展,在科學家努力下將會不斷地完善,培育出優良品種。

1.2 基因工程

基因工程是利用生物技術或物理化學方法將目的基因導入植物細胞中,獲得人們所需要的轉基因生物,有目的的生產植物或農產品。通?;蚬こ贪ㄖ苯愚D移法和間接轉移法:間接轉移法原理是把目的基因轉移到病毒或霉菌上,通過病毒或霉菌感染植物來間接把目的基因轉移到植物基因中,以此來高效表達;直接轉移法是把目的基因直接整合到植物的基因中。可以利用基因工程進行育種,以此來獲得抗蟲、抗病、抗除草劑、抗倒伏的優良品種,不僅可以節約成本,還可以減少環境污染,具有很廣的市場前景。

1.3 發酵工程

發酵工程在植物保護中的應用主要是通過生產抗生素來制造農藥,殺死害蟲以防對農作物產生危害。目前我國已經廣泛使用抗生素來制作農藥,其優點是生產成本低,安全性高,高效、無污染。在19世紀60年代我國就開始把蘇云芽孢桿菌用于農藥生產,隨后又提練出了Bt菌株并應于實際生產,其主要優點就是安全性高,為新世紀綠色產品的生產提供了契機,尤其在無公害農產品項目上應用廣泛。目前我國抗生素生產已經在國際上占有一席之地,特別是岡霉素和阿維菌素成為世界上較大的生產國,其中岡霉素主要用于水稻,大大提高了水稻的產量,為我國的糧食產業做出了巨大貢獻,增加了農民的收入;阿維菌株主要用于生產殺蟲劑,安全高效。

1.4 酶工程

生物技術在植物保護的應用中,生物學家利用酶工程來獲得所需要的物質,其原理就是將酶或微生物細胞、植物細胞、細胞器等在一定的條件下,借助酶的催化功能,將相應的原料轉化成有用的物質。目前的是利用酶工程來制作生物農藥,主要優點是無公害,并且不易產生抗藥性,生產簡單、成本低,主要應用于病蟲害防治。例如把昆蟲病毒基因插入到外源基因中,使其在昆蟲體內得到表達,通過擾亂昆蟲正常代謝,影響其活動,以此達到滅蟲目的。由于無污染,具有很廣的市場前景。

2 生物技術在植物保護中的應用展望

植物保護中生物技術的使用,突破了傳統育種的界限,在原有育種的基礎上整合新的基因,使傳統技術與生物技術有機結合,降低了生產成本,提高了生產效益,不僅增加了植物的產量,同時也保障了植物的質量,在植物發展軌道上具有很大的發展前景。

生物技術在植物保護中的優點是不容置疑的,也創造了許多效益,一直處在快速的發展軌道上,安全性高、對自然生態平衡影響小,害蟲不易產生抗性,但是它也有不足的一點,專一性太強,目前的生物農藥只能針對一種害蟲,對于具有多種害蟲的農田具有不足之處。因此生物科學家應不斷完善生物技術在植物保護中的應用,克服目前生物技術存在的缺點,可以利用基因工程把抗蟲基因導入植物中,這樣植物就具有了抗蟲特性,也可以使植物散發一種氣味,以此來驅散害蟲,此種方法克服了生物農藥針對的缺陷,減少了環境污染,更好地保護了植物。利用生物技術可以培育新品種,避免自然環境的污染。生物技術在植物保護中的應用還存在一些不足,需要我們去研究,使植物產業更好的發展,造福于人類。

3 結束語

總之,生物技術在植物保護中的使用,提高了我國農業發展的水平,加速了我國植物產業的發展,為人類增加了許多效益。將生物技術用于作物育種,保障了種子基因的純度,基因工程培育了許多優良品種;發酵工程通過制作菌株來生產農藥,減少了成本,同時還具有高效的作用;細胞工程利用植物細胞具有全能性的特點,可以有效除去植物基因中含有的病毒,培育花卉的優良品種;酶工程制作了生物農藥,減少了農藥的使用,緩解了環境污染,降低了生產成本;保護了大自然的環境,使人與自然和諧、可持續發展。

作者介:司姍姍(1984-),女,助理農藝師,研究方向:農學。

植物生物技術論文:問題式教學模式在園藝植物生物技術雙語教學中的應用

摘要 園藝植物生物技術是園藝專業的主干課程,采用問題式教學,即以提出問題、分析問題、解決問題為手段,貫穿于整個教學過程中,教師引導學生解決問題,這種教學方法適合雙語課程授課的特點,能引發學生學習園藝植物生物技術雙語課程的興趣,實踐效果良好,同時為其他雙語課程的開展提供了一定的指導。

關鍵詞 園藝植物生物技術;問題式教學模式;雙語教學

21世紀是生物的世紀,高校很多開設了和生物技術有關的專業,越來越多的領域也涉及到生物技術,很多行業急需大量的有一定生物技術知識基礎的人才,很多高校開設了和生物技術有關的課程。

園藝植物生物技術是河南科技學院園藝園林學院面對園藝專業開設的一門重要的專業課。主要內容包括植物組織培養基本技術、脫毒快繁技術、細胞培養和體細胞雜交技術、染色體工程、基因分離、遺傳轉化的基本原理和技術以及DNA標記等技術,通過本課程的學習,要求學生系統掌握園藝植物生物技術相關基本原理和技術,培養學生科學的思維方式和科技應用能力[1-4]。在該門課程的學習過程中,作為本科生除了要掌握基本理論知識和基本技術,還需要多了解該技術的發展,特別是在國際上的發展趨勢,為將來從事園藝植物生物技術相關研究及其產業應用奠定良好的基礎。因此,需要開展生物技術雙語課程的講授,讓學生對生物技術的專用詞匯和用語進行掌握,在語境中掌握基本技術,同時加強學生生物技術國際化的學習,便于學生查閱外文文獻,擴展視野,掌握生物技術的技術前沿和近期動態[5-7]。

園藝植物生物技術課程因為內容涉及面廣,專業性強,需要學生具有較好的英語基礎,同時需要學生對于生物技術的學習興趣強,為了解決這個問題,通過查閱大量的關于教學法的文獻,對于涉及和英語有關的很多教學采用的較多的教學方法是問題式教學,結合自己教學的經驗和面對的學生特點,計劃在園藝植物生物技術雙語課程的講授過程中很多關于技術如培養基母液的配制、培養基的配制、脫毒技術、細胞培養、原生質體培養、染色體單倍型和多倍型的獲得、DNA的提取、標記、電泳技術、轉基因應用等方面采用問題式教學,為該課程雙語課程的順利開展和該方法在其他雙語課程開展的應用提供指導[8-10]。

1 問題式教學模式開展的必要性

本課程教學理念是將理論教學與實驗教學相結合、中文教學與雙語教學相融合,以雙語教學為手段、教學內容為載體,博采中西方教學之長,促進國際教育文化交流與合作,培養學生的創新能力、合作意識、國際交流與競爭能力,探索和實踐符合中國實際的雙語課程教學模式,發揮積極的示范與輻射作用。該雙語課程采用問題式教學模式是由課程的2個方面決定的。

1.1 課程內容的特殊性

園藝植物生物技術涉及的內容專業范圍非常大,生物技術領域包括的課程如細胞生物學、分子生物學、基因工程等,而這些課程的基礎知識在園藝植物生物技術一門課程中均有涉及,內容繁多可想而知,要想在有限的課時內全部講授和讓學生掌握是不可能的。如何讓學生對于每個技術核心有所把握,教學方法的選擇成為教師必須要解決的第1個問題。問題式教學模式是目前探究和使用較多的一種教學方法,在講授過程中將生物技術基本理論和操作技術為中心展開教學,基本理論除了教師講授,還需要提前布置問題,讓學生去查閱文獻,追根溯源,操作技術需要問題式教學,如果采用講述,學生很難記住,以問題為導向,教師布置問題,案例及項目教學法相結合,學生分組探討學習[11-12]。

1.2 雙語教學的特殊性

園藝植物生物技術的內容專業性比較強,園藝專業的學生在大學階段開設雖然有園藝專業英語,但是沒有涉及生物技術的詞匯,因此在進行雙語講授的過程中,相當于還要講授園藝植物生物技術的專業英語,加大了工作量,在有限的時間內讓學生感興趣,同時掌握專業詞匯和基本技術英文的表示,大學英語學習最常用的問題式教學法具有很大的借鑒性。

2 問題式教學模式的實施

2.1 教學內容

園藝植物生物技術雙語教學的重點內容是將課堂上要講授的內容,分階段地按照不同的章節提前布置給學生,比如研究領域方面的園藝植物生物技術發展簡史及趨勢,脫毒、細胞工程、染色體工程、分析標記及轉基因的應用等方面的內容,技術操作方面如組織培養培養基母液配制、培養基配制、無菌接種操作、脫毒技術、細胞培養、人工種子制作、DNA提取、凝膠電泳、分子標記等方面的內容,均可以按照問題式教學模式開展教學。布置的問題關于課本上的技術操作方面的,這種問題的答案是有針對性的,關于研究領域方面的,這種問題往往是開放性的,沒有正確的答案。

2.2 組織形式

學生需要在課前查閱大量資料來自學和完成教師布置的任務。在課堂上首先是每個學生將自己所得與組內其他人交流、討論,可以采用中文進行交流,形成一個小組的結論,教師靈活地參與到每個組的討論中去,進行觀察,將討論向深入引導。小組討論后形成小組觀點進行匯報,每個組每次匯報的學生不同,匯報的學生可以采用小組推薦,還可以采取數字抽取,然后教師選擇數字,可以采用男女特征進行選人匯報,比如長頭發女生匯報等,保障每個學生都參與討論和得到鍛煉,每個小組再各自就自己的結論進行英文陳述,然后進行組和組之間的英文討論交流,最終在教師的參與和指導下得出總的結論,同時要求學生每人撰寫出總的中文和英文結論?!皢栴}―閱讀―討論―匯報―結論”這種方式既包括了英文的閱讀,也有英文的陳述還有撰寫,符合中國英語學習語境下的學習方式,適用于不同程度的英語水平的學生,有助于園藝植物生物技術雙語課程的開展[13-14]。

3 問題式教學模式的關鍵

3.1 提問方式的多樣性

一方面是授課教師在講授過程中隨時隨地詢問“有問題嗎?”“any question?”;另外教師必須引導學生提問,采用中英文結合的提問方式。這對于非母語的學習者,這一點非常重要,對于沒有聽懂的表達或含義,可以及時提問,便于前后內容的連貫,有助于及時清除理解障礙、回顧前一內容、理順思路以及調動積極主動的思考等方面。

3.2 回答方式的多樣性

在每個內容講解過程中,用一定的方式來提問學生??梢宰寣W生對照教材英文回答或是借助手機百度等網站作答,可以改變學生的注意力,因為據調查學生的注意力集中一般為15 min,通過問題式教學可以使學生保持思維的更換,通過手機百度答案學習,可以調節學生思維,轉換注意力,活躍課堂學習氛圍[11,13-14]。

4 問題式教學方式的作用

園藝植物生物技術雙語教學方式很多,采用問題式的教學方式可以發現以下作用。

及時,可以促進學生通過查找資料、相互交流、討論、陳述,學會了如何自己學習、集思廣益、團隊合作和解決問題。第二,對于英語底子比較薄的學生,對于英語陳述有時間準備,再通過課堂討論,加強印象,教師在這個過程中的作用就是參與討論、引導思考,對學生的鍛煉和提高效果顯著,學生通過討論能夠分享經驗、觀點和知識,每個學生都能從別的學生那里獲得新的東西,甚至教師都能從學生那里獲得收獲。第三,通過匯報反饋,教師可以了解學生對于該部分內容的掌握情況,還有哪些是需要補充和重點講述的,重新審視教學重點,把握教學核心。第四,通過“問題式”教學,可以教會學生如何學習,如何運用學到的知識解決問題。在教學過程中不能讓學生僅僅坐在那里聽,應該盡量把學生放到真實的情境中去,讓學生去做、去嘗試、活躍起來。第五,變獲得式學習為探究式學習,通過提問、收集信息、分析數據等促進學生進行探究式學習,將學習過程的重點放在“如何學會”上,而不是“學到了什么”。通過這種探究式學習,能增進學生的學習興趣,讓學生主動、高效地進行學習,并將所學的知識與實際生活緊密聯系,有助于學生加深理解。另外,應對于教學方法、教學效果經常進行總結,并及時從學生那里獲得反饋,進行反思、調整和改進。比如還可以采用案例并結合提問進行教學。比如將植物組織培養工廠化育苗公司實例引入理論教學中,對實例進行深入剖析,將學生的理論學習與實際生產實際相聯系,能起到比單純理論講授更好的教學效果,而且能提高學生用所學理論分析問題、解決問題的能力和技巧[14-17]。

植物生物技術論文:生物技術專業植物生理學實驗教學改革初探

摘要:針對高等院校植物生理學實驗教學現狀和現存問題,對實驗教學的教學方法、教學內容考試方法進行創新與探索,以提高植物生理學實驗教學的質量,調動學生學習積極性,培養其實踐與創新能力。

關鍵詞:生物技術;植物生理學;實驗教學改革

植物生理學是研究植物生命活動規律的基礎學科,是理論與實踐結合的一門專業基礎課,是高等農業院校生物技術專業必修的重要專業基礎課,作為高校精品主干課程,其教學效果對后續專業課的學習有直接影響。植物生理學實驗是學生理解和掌握該學科基本原理的必需環節,為進一步提高生物技術專業本科生的綜合實驗技能和科研創新意識,對現有植物生理學實驗教學方法、教學管理和考核評價進行了改進。

一、教學方法改革

植物生理學實驗課程的任務是使學生了解實驗的基本內容,掌握基本實驗技能,養成良好實驗習慣,提高科學實驗能力。傳統的實驗教學是單一被動的,通常上課前由教師準備實驗材料、儀器和試劑,板書實驗方案,通過課堂講解,灌輸給學生,學生比葫蘆畫瓢簡單完成實驗操作,教師和學生之間的情感相互隔離,缺乏溝通,不利于學生綜合素質的培養。實驗教學方法的改革是植物生理學實驗教學改革成功的必要保障。因此改變單向的教學方式,提高實驗教學效果,成為植物生理學實驗教學改革的重要內容。

1.課前預習和準備。①課前預習。植物生理學實驗教學內容多、課時少,為了提高教學的有效性,培養學生良好的自主學習習慣,引導學生進行有效的課前預習顯得尤為重要。學期開始時,教師將學生分成若干小組,讓學生做好預習,實驗的重點、難點就是學生預習時看不懂的內容。②實驗準備。植物生理實驗準備工作主要包括植物的材料選擇和培養,實驗器皿清洗、試劑配制,儀器安裝和調試等。這些工作通常由教師單獨完成,學生聽講后直接操作,目的是為了讓學生在較短的時間內能夠完成教學實驗,但不能達到培養學生實驗準備技能、提高學生團隊合作能力的目的。我們讓學生自由分組,分工合作,輪流參與準備實驗,這種教學方法顯著提高了學生獨立思考和解決問題的能力,極大地調動了學生的學習興趣。

2.教學手段多樣化。①多媒體網絡教學。借助多媒體形象生動地說明植物生理學實驗的目的、意義、方法原理、實驗流程、儀器設備的操作、安全措施等;課件中增加前沿試驗方法、儀器操作、數據處理、論文寫作等方面的介紹,讓學生在了解植物生理學研究的熱點方向的同時,激發其學習主動性和積極性;通過互聯網軟件與學生之間建立資源共享交流平臺,實現對學生實驗報告、科技論文寫作的實時指導評定。②比較式教學。隨著現代科學技術的飛速發展,現代生理儀器越來越快速、,將傳統實驗方法和先進儀器測定結合,能夠使學生在深刻地理解實驗原理的同時,接觸前沿分析儀器,加深對實驗的了解,提高學習興趣。比如在進行植物葉片光合作用測定時,分別采用比色法和Li-6400光合儀,比較不同方法的優劣和適用范圍。③分組式教學。植物生理學與多學科關系密切,培養學生的團隊協作精神至關重要。實驗過程中將學生分組,組長組織和協調實驗地進行,組員履行自己的職責,互相幫助和協作,以團隊形式進行實驗。如,在實驗材料的消毒、培育和獲得、實驗處理和指標測定等過程中提高學生的協作精神。④討論式教學。指導教師提前培訓學生的實驗數據記錄、觀察、處理、圖表制作、論文寫作能力;在課堂上鼓勵學生上臺講解,培養學生的語言表達能力;學生參與有多種方法的實驗,通過優劣比較,經驗交流與討論,篩選可行性好的實驗方法;通過互相交流討論,從不同角度對實驗數據、實驗照片進行論證分析,使學生深入認識數據處理和論文寫作,為從事科研工作奠定基礎。⑤探究式教學。探究式教學以學生為主體,教師為主導,引導啟發學生的自主動手能力和探索創新能力,首先教師提出問題,引發學生聽講興趣;再留給學生時間思考,然后分組討論;教師融合學生未能解決的問題進行針對性講解,激發學生的求知欲和創造力,提高學習主動性。⑥分層次教學。讓學有余力的學生參與開放性試驗,根據其學習興趣,結合教師的研究方向,確定實驗題目,具體的開放性實驗周期非常長,需要進行的操作時間也特別多,這樣容易造成與學生上課時間向沖突的后果,因此學生要利用課余、周末、寒暑假時間進行實驗,通過教師及研究生的具體指導完成實驗內容,培養學生自學能力和獨立操作的能力。

3.教學團隊建設?!敖虒W團隊與高水平教師隊伍建設”是國家質量工程的重要內容,教學團隊對教師發展和教師教學水平提高有重要影響。通過對相關研究進展地深入討論,提高教師對知識架構和研究發展方向的認識,改進教學方法;定期舉辦教研活動,討論教學研究中的具體問題,協商制定改革措施;開展教學合作,相互聽課評課;開展教學團隊的科研合作與交流,提高團隊的科研實力,營造和諧的合作氛圍等措施,能有效提高教學資源利用率和團隊整體實力和教學水平。

二、教學內容改革

傳統植物生理學以培養學生實驗技能的驗證性實驗為主,忽視學生綜合運用知識和創新能力的培養。我們在充分利用實驗室現有設備的基礎上,對原有實驗項目進行精簡優化,減少基礎驗證性實驗,增加了綜合性實驗和設計性實驗的比例?;A驗證性實驗的目的是為了讓學生掌握基本的實驗技能,熟悉常規儀器的使用和藥品配制;加深對基本理論知識的理解,掌握常規實驗技術的操作原理和方法;實驗內容包括實驗儀器、玻璃器皿的使用、實驗試劑的配制。通過基本技能訓練,使學生掌握基礎性實驗的測定方法,加深對理論知識的理解,學會實驗記錄和實驗報告的撰寫。綜合性實驗重點培養學生分析和解決問題、實驗數據的分析以及實驗動手能力,是相互滲透的提高式實驗教學形式。如,為了使學生理解逆境下植物生理生化變化,我們引入了科研項目“干旱脅迫下牡丹的轉錄組分析”前期理化指標測定實驗,學生對牡丹葉片的光合特性、電導率、丙二醛含量、可溶性糖含量和脯氨酸含量進行測定,按照文章發表要求記錄整理數據。使學生掌握了部分理化指標的測定方法,加深了對植物抗性生理的理解,同時使學生了解了相關領域的科研動態。設計性實驗是教師根據學生的興趣、能力和專業需要,給出實驗題目;在教師指導下,學生以小組為單位,通過查閱文獻設計實驗方案,獨立完成實驗研究,處理實驗數據,撰寫研究簡報。如,我們設計了“不同光質對牡丹年宵花生長開花特性的影響”的選題。在牡丹培育與深加工工程技術中心學生獨立開展試驗,完成試驗數據整理,論文撰寫,參與SRTP項目及挑戰杯的評選。

三、考核評價改革

考核是教學的指揮棒,關系到學生能力的形成和發展,實驗考核是檢查教師教學質量和學生掌握實驗技能的重要手段。傳統的實驗考核方式不利于調動學生的學習積極性和主動性。改革后綜合考核內容主要包括以下幾個方面:課前預習;規范配制實驗藥品、操作儀器設備,仔細觀察實驗現象,及時記錄實驗結果;正確分析數據,查閱文獻,團結協作能力。我們采取的考核辦法為:平時考勤(10%),課前預習(20%),準備實驗(20%),實驗操作(30%),實驗報告(20%),實驗報告成績根據每一次實驗的表現加和平均計算,的綜合成績為學生的最終成績。這一考核辦法操作復雜,但對學生實驗素質技能的評價更加真實、客觀、合理,注重學生平時綜合能力的鍛煉,有利于充分調動學生自覺學習的興趣,培養創新型人才。

在植物生理學實驗教學改革中,通過對植物生理學實驗教學的教學方法、教學內容、考核方式的改進,讓學生在掌握理論知識的同時,培養學生的基本實驗操作能力、嚴謹的科研態度和濃厚的科研興趣,這取得了一定進展。但還存在一些急需解決的問題,如。自合校十年來農學院教師數量逐年增加;項目資助逐年增加;先進實驗設備日益充盈,但實驗室面積幾乎沒有變化,這成為阻礙實驗教學改革的瓶頸,另外教師深造機會較少,自身水平提高較慢,也影響實驗教學改革的發展??傊挥型ㄟ^不斷的改進和完善,才能提高實驗教學的教學水平和效果。

植物生物技術論文:生物技術在植物病蟲害防治中的應用及其展望

摘 要:伴隨著社會經濟的不斷發展和進步,我國的農業經濟也獲得了比較大的進步,但是目前農作物的生產過程中的病蟲害已經成為了當前農業經濟發展中的難題,影響著農作物的產量。實踐中造成農作物減產的原因是多方面的,而作物在生長過程中病蟲草害是導致農作物減產的重要因素。近年來,伴隨著社會的不斷進步和發展,生物技術在植物病蟲害的防治中應用越來越廣泛,獲得了比較好的效果。本文主要結合實踐,就生物技術在植物病蟲害防治中的應用開展了研究和分析。

關鍵詞:生物技術;病蟲害防治;應用展望;綜合防治;應用研究

實踐中將生物技術應用到植物病蟲害的防治工作中,主要是通過利用有益的微生物技術實現對于病蟲害的防治,在生態環境的保護方面有著一定的優勢,因而受到了越來越多專家和學者的關注。生物技術在植物病蟲害的防治中有著一定的積極作用,能夠促進植物的健康生長,較大限度地減少可能存在的病蟲害。但是,目前生物技術在植物病蟲害的防治中仍然存在著不少問題,在一定程度上影響作物的正常生長。分析和研究生物技術在植物病蟲害防治中的應用就顯得越來越重要。伴隨著科學技術的不斷進步,生物技術在植物病蟲害防治工作中獲得的成就正在大家所認可,這對于我國農業生態的發展起到了極大的促進作用。本文主要結合實踐,探討了生物技術在植物病蟲害防治中的具體應用,以期能夠更好的促進對于生物技術在植物病蟲害方面的認知,促進植物健康生長。

1 基因工作在植物病害防治中的應用

在開展植物病蟲害的防治工作中,基因工程是一項十分重要的應用,基因工程在植物病蟲害的防治中主要包含了以下幾個方面。CP基因。CP基因能夠將植物對于病毒的免疫性進行適當的誘導,從而很好地提升植物抵御病蟲害的能力。目前,在國內外的植物病蟲害防治工作中這種外殼蛋白基因開展了有效的應用,比如煙草花葉病毒等。這種CP基因的應用可以使得植物對于病害有一定的免疫功能,能夠很好地減少植物可能出現的各種病害。RP基因。RP基因是復制病毒的復制酶基因,而復制酶指的是通過對病毒的編碼,再利用不同的組合形式形成不同的聚合酶。該基因主要的作用是對病毒基因的DNA進行快速的合成。同時,該基因還能夠將一些具有缺陷的復制酶基因轉入到植物之中,這樣就能夠受到復制酶的影響,進而導致其復制作用受到一定的影響,從而有效的降低病毒復制的速度。Sat-RNA以及中和抗體。這是一種低分子的RNA,一般需要依靠病毒才能夠實現復制的過程,并且復制的郭恒會對輔助病毒的復制產生不同程度的影響,進而造成在癥狀表現方面產生一定的變化。實踐中生物技術應用到植物病害的防治中,主要是采取將病毒的癥狀減弱的Sat-RNA,對于減少植物的病蟲害有著一定的積極作用,應給予充分的重視。

2 生物技術在植物蟲害防治中的應用分析

蛋白酶抑制劑在大部分的生物體內都有著一定的含量。這種基因是維持生物體內正常代謝的重要保障,同時也可以很好的抵御各種外來的蛋白水解酶,所以能夠比較好的防治生物體內所造成的損壞。近年來,生物技術得到了快速的發展,對于蛋白酶抑制劑的研究工作也越來越廣泛,特別是其抗蟲害方面的作用顯得也更加的突出。一般情況下,蛋白酶的抑制作用在殺蟲工作中可以起到很好的抑制昆蟲腸道蛋白活性的作用,可以對昆蟲的消化系統產生一定的破壞作用,進而使得昆蟲由于缺少一定的氨基酸而沒有辦法正常的生長和法語,最終導致昆蟲的死亡。目前,這種通過蛋白酶來抑制昆蟲生長的方式在保障植物的正常生長有著很好的促進作用,正在被廣泛的應用,極大提升了植物的抗蟲害能力,促進了植物的健康生長。

3 生物技術在植物的草害防治中的應用分析

生物技術可以將一些具有抵抗除草劑的基因轉移到植物之中,使得植物自身具備對于除草劑等藥物的抵抗能力。這些具備抵抗除草劑基因包含了利用編碼可以分解除草劑的酶、在出現擴增現象的時候被除草劑損害的酶等,通過這些基因的作用就可以達到抗草害的目的。近年來,人們的環保意識不斷的增強,在生物技術的應用中也更加注重對于環境的保護。通過有效的應用生物技術能夠達到草死苗長的目標,以此來促進除草劑應用價值的不斷提升。

4 小結

近些年來,伴隨著科學技術的不斷進步和發展,在植物病蟲害的防治工作中也獲得了一定的進步。生物技術的有效應用,能夠很好地促進對于植物以及病菌之間相互作用機制的研究,進而更加和深入的了解各種不同細菌分子在引起植物病蟲害過程中所產生的不同影響,反過來也可以促進生物技術的不斷改良和優化。這將更加有效地提升植物病蟲害的防治效率,進而促進植物的健康生長。本文主要結合實踐探討了基因工作在植物病害防治中的應用,同時就生物技術在植物蟲害防治的作用進行了研究,并就生物技術在植物的草害防治中的應用開展了論述,以期能夠更好地促進生物技術在植物病蟲害的應用。

作者簡介:黃正鴻(1973-),男,漢族,云南寧蒗人,寧蒗彝族自治縣植保植檢站,農藝師,本科。

植物生物技術論文:淺談高職生物技術專業植物組織培養的教學改革

摘要:課程教學改革是當今高職教育加強內涵建設和提高教學質量的重要環節。針對植物組織培養課程實踐性強的特點,結合組培苗生產企業的實際情況,采用理實一體、項目教學的模式,對教學理念、課程內容、教學方法、課程考核等方面進行改革、實踐。

關鍵詞:高職;植物組織培養;教學改革

植物組織培養是生物技術專業的核心課程之一,隨著我國職業教育的迅猛發展,對職業院校的植物組織培養課程也提出了更

新、更高的要求。

一、深入企業,認真調研,制訂課程標準

工作崗位需要什么樣的人才,從業人員應具備哪些技能和素質,

企業最有發言權。高職教育中傳統的課程體系還是圍繞學科知識體系開展理論和實踐教學的,這與企業崗位要求存在矛盾。因此在課程改革之前,首先要深入企業,對組培苗生產崗位進行分析,確定崗位核心能力及崗位項目,形成對應的課程標準。

二、聯合企業、行業專家,編寫植物組織培養配套教材

通過聯合企業、行業專家對組培苗生產崗位進行分析,了解植物組織培養的發展方向、企業的工作過程、企業對人才培養的要求,有目的、有方向地改革課程、培養人才,提出核心能力要求,開發編寫植物組織培養配套教材。校企聯合開發編寫教材,既有針對性,又兼顧了知識的系統性。

三、配合新課程標準及教材改革教學方法

高職教育中一直在強調“實用、夠用、發展”,而在傳統的教學體系中,我們一直沿襲著重理論、輕實踐、面面俱到的教學模式。學生被動接受知識,束縛了思維發展、不能充分調動他們的主觀能動性和創造性;對企業崗位所需的工作技能,也不能很好地掌握與運用。

因此,教師要對課程內容進行分析,使之貼近生產實際,找出課程各部分的知識點、技能培訓目標和任務,提高實踐教學比例,采用理實一體、項目教學的模式改革課程體系,這對教師提出了更高的要求,不但知識面要寬,理論扎實,而且要求動手能力強,因此必須提高教學水平。

教學過程中課堂與崗位的統一。按企業的崗位能力要求,將理論課和實踐課相融合、校內學習和校外頂崗實習相結合。學生在校內完成理論和實訓的學習,對于一些難以在校內實訓基地開展的項目,就可以充分發揮兼職教師及校外實訓基地的優勢,將“課堂”搬到企業。在企業完成頂崗實習,由企業技術人員根據企業生產實際情況安排、負責學生的技術指導、理論授課及考核,完成教學計劃,專業教師加以監督以保障教學質量。

學院定期舉辦技能大賽,參照職業標準和企業崗位能力,制訂比賽內容和標準,評選出學生參加省級或部級職業技能大

賽,培養高素質技能型人才。

四、改革完善教學評價方法

引進企業標準,建立試題庫,采用理論與實踐考核并重的評價體系,對于在企業完成的科目由校企聯合制訂考核辦法。

1.作業形式改革

傳統的教學模式要求學生能夠按時、按要求地做好課后的練

習和作業題,學生的作業都在紙上,對高職生的培養沒多大意義。因此,要改變作業形式和內容:作業的形式要不拘一格,可以是書面的,也可以是課件,更多的應該是實踐作業。作業內容要突出實踐技能的培養和自主學習能力的提高。

2.考核方式改革

考核方法很多,諸如:口試、現場操作、試管苗的污染率、組培苗移栽的成活率等。在考核上要加大平時學習的考核,改變一次考核定分的現狀。教師可以在課后或平時給學生提出一些問題,給學生思考、準備的時間,讓學生上網查找資料,與教材對照,弄清楚后再交作業,也可以給學生布置一些操作任務,根據完成情況給分。

課程體系建設是教學基本建設中具基礎性的核心工作,其水平、質量和成果是衡量專業教學質量的重要標志,是深化教學改革的依托。

(作者單位 遼寧職業學院)

植物生物技術論文:植物生物技術在植物保護方面的應用

【摘 要】伴隨著科學技術的日益發展,生物技術已經被廣泛地應用于植物保護方面。生物技術的運用主要體現在:對植物病毒和病源的判別和診斷,促進了植物病毒治理過程;選育抗病蟲種苗,免除了病蟲的危害;研制基因工程農藥,有效的避免了化學農藥產生的不良后果;培育抗病蟲和抗除草劑植物,生物技術的運用極大地促進了植物的保護。

【關鍵詞】生物技術 植物保護 基因工程

伴隨著國內外對植物生物技術研究的不斷深入和發展,生物技術已經被廣泛地應用到植物保護方面。生物技術主要是指利用微生物或者生物有機體來制造或改進產品、改良品種,或者通過培育微生物等過程以達到為人類服務目的的一種技術。生物技術主要涵蓋細胞工程技術、基因工程技術、發酵工程技術以及酶工程技術。植物生物技術在針對植物病毒和病源的判別和診斷、植物病蟲害防治等問題上具有安全、高效、選擇性強、無污染等特點,被廣泛的應用于植物保護過程中。

一、對植物病毒和病源的判別和診斷

生物技術應用于植物保護中,能夠快速而有效地進行植物病毒和病源的診斷。單克隆抗體技術就是一種用于對植物病毒和病源進行診斷的技術,這種技術與各種免疫標記技術相互結合,就能夠對病源進行快速而的診斷分析,促進了植物病毒的治理。單克隆抗體技術的積極運用為診斷和判別植物病害提供了有效的途徑,現已經制備了很多種植物病毒單克隆雜交瘤的細胞株,例如各種像煙草花葉病毒、葡萄扇葉病毒、黃脈病毒等。我國在植物細菌病害的研究中取得了豐碩的成果,如水稻白葉枯病、青枯病、葡萄扇葉病毒、馬鈴薯青枯病單克隆抗體的等很多種植物病源的單扛雜交瘤柱系,極大地促進了生物技術在植物病源診斷上的應用。

二、培育無病種苗

近些年來,我國在抗病蟲育種的基礎上,積極地運用生物技術,創造并選擇利用植物群體內新的遺傳變異,取得了很多新的進展。生物技術應用于選育抗病蟲植物和培育無病種苗,是通過組織培養的方式。為了保障各種作物的產量和品質,提高對有害生物病、蟲、雜草的抗性和耐力,使用組織培養的方式,通過無性系突變體來篩選新的抗病蟲材料或新抗源,獲得無病毒苗,進而獲得抗病蟲的植物,用體外栽培植物的離體部分來消除病毒的侵染危害,生成沒有病毒的完整植株后,再將植株的種子進行繁殖,通過這種無性繁殖就能獲得沒有病的的種苗,免除了各種病蟲的危害[1]。

通過花粉粒作為外植體進行培養,獲得植株的單倍體,利用單倍體可在較短的時間內培育出新的、高純合材料,從而誘導、篩選出具有抗性的植株。另外利用莖尖脫毒技術也可以繁育出像薯類、果樹、花卉以及某些蔬菜等無病毒種苗,極大的保障并提高了作物的品質和產量。目前國際上已經開發出抗蟲轉基因水稻,同時我國也在積極研究,已經開發出抗葉枯病和抗水稻細菌性條斑病的轉基因植株,這種生物技術應用于實踐,能夠有效地降低化學農藥的使用量。

三、研制基因工程農藥

生物技術在微生物農藥開發中的應用,能夠代替化學農藥而起到防治害蟲的效果。為了提高農作物的產量而進行的病蟲害防治,長期以來大量使用有機農藥,雖然起到了殺菌防蟲的作用,但與此同時因單純依靠化學有機農藥,并且使用濃度嚴重超標也造成了一系列的惡果。例如農藥的過度使用,使得在殺死害蟲的同時,也殺害了害蟲的天敵,從而嚴重的破壞了生態系統的生物鏈;長期使用農藥,使得害蟲產生了抗藥性,形成了惡性的循環;農藥殘余嚴重,破壞了土壤環境,同時也危害了人們的身體健康。

鑒于有機化學農藥帶來的各種問題,生物農藥防治病蟲害的方法也呼之欲出。隨著各種生物殺蟲劑和生物殺菌劑的相繼研發成功,諸如假單胞桿菌型、莓力菌殺蟲劑以及枯草桿菌殺蟲劑等的使用,極大的避免了有機化學農藥產生的危害作用。利用昆蟲重組病毒防治害蟲,可以利用寄生在昆蟲體內的昆蟲桿狀病毒,如果將此病毒的基因中插入和表達外源基因如節肢動物或細菌來源的昆蟲毒素、昆蟲激素或酶,就能夠擾亂害蟲內部的代謝平衡,從而達到了滅蟲的目的。另外許多微生物農藥也在積極的研發過程中,利用產素細菌能夠防治各種因植物細菌而產生的病害問題,這種方法主要是先從土壤根圍的細菌中篩選出對水稻或者蔬菜等重要病原細菌,然后選擇具有較強拮抗作用的拮抗菌株,這種拮抗菌株由于能夠產生較強的拮抗蛋白而起到了抑制或預防作物細菌病害的作用。在這種引進拮抗菌株進行植物的病蟲害防治的進程中,從植物體形成的自然生態系統中篩選增產菌,而增產菌的代謝物對改善植物生理代謝又起到了重要作用??傊⑸镛r藥具有高效、無毒、無公害和無污染等特點,對于病蟲害防治和環境保護都具有良好的效果。

四、培育抗病蟲和抗除草劑植物

作為一種分子生物學技術,植物基因工程技術是利用了植物細胞的全能性。植物細胞的全能性是指植物的每個細胞都具有相同的遺傳信息,因此能夠把一個植物細胞通過生物技術方法培養成完整的植株。進行抗病蟲植物的培養,可以利用動物毒素基因的導入達到防治害蟲的目的。此類方法是將一些昆蟲的毒素基因導入到植物中,害蟲一旦咬食植物的同時就吞入這些細菌,從而就會被殺死[2]。培養抗除草劑植物是通過將破壞除草劑的基因導入到植物中。研究者已經從吸水鏈霉菌分理處一種能夠破壞破壞除草劑的基因,將這種基因導入到煙草、馬鈴薯和番茄的植株后,這些植株就對常用的除草劑產生了抗性,這樣就使得這些作物避免了除草劑產生的藥害作用。

抗病蟲工程植株與抗除草劑工程植株的培養,我國也取得了很多突破性的進展,已經將很多諸如水稻、小麥、大豆、棉花等農作物通過組織培養的方式獲得了再生植株;通過病毒的外殼蛋白的基因轉移到煙草和番茄上,并將蘇云金桿菌的毒蛋白轉移到棉花和水稻上;弱毒疫苗和衛星核糖核酸的也已逐漸應用到實際的生產中[3]。

總之,生物技術的發展,對植物保護產生了革命性的影響。利用植物生物技術能夠選育和培育出各種抗病蟲害的新的植物品種,同時生物技術對植物病毒和病源進行了快捷而有效的診斷,基因工程農藥的使用免除了病蟲的危害,也有效的避免了過度使用有機農藥產生的惡果。因此,充分利用各種生物技術,能夠有效的起到植物保護作用,從而保護了物種的多樣性,保護了生態環境,實現了人與自然的可持續發展。

植物生物技術論文:試論植物病蟲草害防治中生物技術的運用

摘要:目前導致農作物減產的一個主要原因就是植物中容易出現病蟲草害現象,所以如何利用生物技術進行抗病蟲草害作物的培養,已成為目前農業發展的一個新興方向?;诖耍恼轮饕獙χ参锊∠x草害防治中生物技術的運用進行了探討。

關鍵詞:植物病蟲草害防治;生物技術;運用

通過有益微生物技術來對病蟲草害進行防治,對于保護生態環境上具有突出的優勢,而且逐漸受到了社會各界的重視,不過其在繼續發展應用的過程中由于某些菌劑的效能發揮不是很好,導致擴大發展遇到了一定程度的阻礙。不過伴隨著利用生物技術對植物病蟲草害進行防治取得的越來越多的成就,針對克服了上述所說的不足之處,目前已經成為農業科學技術中發展最為活躍的應用前沿。

1 在對植物的病害防治過程中,生物技術的主要應用

1.1 植物在進行抗病毒病害過程中應用到的基因工程

(1)CP基因。CP基因也就是指病毒外殼蛋白基因,它可以有效的將植物對于病毒的免疫性能進行誘導,到目前為止,國內外在構建和轉化外殼蛋白基因上卓有成效,例如煙草花葉病毒、馬鈴薯X和Y病毒以及苜?;ㄈ~病毒等,而且還獲得了工程植株,它能夠對病毒產生一定免疫力,還具有良好的遺傳功能。到目前為止,為了提高抗病毒的能力,部分實驗室已經著手將CP基因和其他具有抗性的基因進行結合實驗,例如將病毒中的CP基因進行同時轉化或者是通過把CP基因和Sat-RNA基因進行構建,從而將其轉化到同一載體的植物中。(2)RP基因。RP基因也就是病毒的復制酶基因,這里所說的復制酶指的是通過病毒進行編碼,利用特異形式合成病毒的正負鏈RNA的RNA聚合酶,其主要作用就是能夠將全長的病毒基因組DNA進行合成,此外,還能把一些具有缺陷的復制酶基因在植物中進行轉入,轉入之后可能會跟正常的復制酶發生競爭現象,對病毒的復制產生干擾。(3)Sat-RNA以及中和抗體。Sat-RNA也就是衛星RNA,它是一類低分子量的RNA,只有依賴于病毒才能夠進行復制,在復制的過程中能夠對輔助病毒的復制產生干擾,并且將其癥狀的表達也進行改變,在植物的基因工程中,主要采用的是將病毒的癥狀進行減弱的Sat-RNA。在煙草以及番茄上利用CMV Sat-RNA進行轉化,已經獲得了巨大的成功,在田間,對于CMV的侵染,轉基因煙草表現出了其高度的抗性,通過進行隆和序列的分析,在該病毒進行中和抗體的基因工程里打下了堅實的基礎。

1.2 植物在進行抗真菌病害的過程中應用到的基因工程

幾丁質酶基因以及β-1,3葡聚糖基因。目前已經了解到的幾丁質酶可以利用水解菌絲尖端來進行新的幾丁質合成,可以利用其對病原真菌的繁殖進行良好的抑制,很多植物在遭受到病菌的侵染之后,會形成一定的防衛機制,而幾丁質酶就是由于這個過程產生的,現在已經從很多作物里對幾丁質酶進行了大量的克隆,這些植物包括煙草、油菜、大麥、菜豆、擬南芥以及水稻和甜菜等。真菌細胞壁具有大量的成份,其中包括這里所說的β-1,3葡聚糖,如果將β-1,3葡聚糖基因以及幾丁質酶基因進行融合然后轉化成為煙草,那么具有轉融合基因的植株對比于轉單基因的植株,在蛙眼病上產生的效果也有明顯的提高;與植保素的合成有關的酶基因。在植保素合成過程中,導入一些合成需要的有關酶基因,可以促進植保素的合成,提高其積累的水平,進而對植物的抗病能力起到一定的增強作用。

2 在對植物的蟲害進行防治時,生物技術的具體應用

2.1 蘇云金桿菌δ-內毒素

Bt,也就是蘇云金芽孢桿菌,能夠在孢子的形成過程中,將殺蟲晶體的內含物δ內毒素進行合成,是一種革蘭氏的陰性病菌。一般δ內毒素是以原毒素的形式存在的,如果被昆蟲食取,將會在昆蟲的消化道里發生活化,能夠跟昆蟲腸道的上皮細胞里包含的特異性質的蛋白相互作用進而發生結合,在結合之后全部或者是部分的δ內毒素將會在細胞膜中進行嵌合,造成細胞膜出現孔道現象,破壞了滲透的平衡作用,導致細胞破裂,昆蟲幼蟲停止了食取以后發生死亡現象。最近幾年來,蘇云金桿菌δ-內毒素在抗蟲害的應用中起到了良好的成效。

2.2 蛋白酶抑制劑

在大多生物體內都含有蛋白酶抑制劑,這種基因可以維護生物體發生正常的代謝,還能夠對外來的蛋白水解酶進行預防,以免造成機體的損壞。近年來發現富含絲氨酸的蛋白酶抵制劑具有廣譜的抗蟲活性,一般認為,蛋白酶抑制劑的殺蟲機制是抑制昆蟲腸道蛋白酶活性,能夠對昆蟲的消化系統造成破壞,進而會導致昆蟲缺乏一定的氨基酸,抑制其正常的生長和發育最終導致昆蟲的死亡,這種基因是一種分子量的大小不盡相同的蛋白質,目前已經被進行了多種的克隆和測序。

3 在防治雜草的過程中,生物技術的具體應用

通過生物技術,能夠把抵抗除草劑的一些基因順利的轉嫁到植物當中去,這里的基因主要包括利用編碼可以分解除草劑的酶、在發生擴增現象時被除草劑損害了的酶還有替換氨基酸以后無法被除草劑進行識別的酶等,然后獲得抗除草劑植株。如草甘磷除草劑,具有易降解、不污染環境的突出優點,能分別從細菌和植物中分離這種酶的基因aroA并將它轉入煙草等作物,發現轉基因作物對草甘磷的抗性增加了近10倍,在田間進行施藥以后,能夠真正的達到“草死苗長”的作用效果,從而將除草劑的應用價值進行進一步的提高。

4 結語

通過繼續發掘和應用新的抗病蟲基因,加深研究植物和病菌之間的相互作用機制,深化發展生物學中有益病毒、真菌以及細菌分子的研究內容,最終幫助利用生物技術來防治微生物的遺傳進行進一步的改良,從而將遺傳工程中對微生物農藥的研究發展為生物防治植物病蟲草害的主要手段。

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