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植物生物技术论文

摘要:园艺植物生物技术开放式实验教学展望通过开放式实验教学能够很好的避免学生被动实验的客观现象,充分激发学生积极的动手能力,并通过实验结果分析和与老师的面对面沟通改变以往实验教学中动手不动脑的现象,更能诱导学生正确、客观的认识生物技术,并且培养其探索生物技术领域新趋势的科研兴趣。
植物生物技术论文

植物生物技术论文:植物病虫害防治生物技术论文

1生物技术在防治中的应用

在研究生物技术的工作中,其中有项工程叫作基因工程,它的应用也十分重要,在防治植物病虫害的过程中应用基因工程主要包括CP基因、RP基因和Sat-RNA等。植物在生长中对病害不是主动免疫的,而是需要适当的媒介进行诱导,那么这个起诱导作用的媒介就是CP基因,它能够有效的增强植物对病虫害的抵御能力。CP基因的应用能够有效的减少植物在生长过程中可能会出现的病害,它能增强植物在生长中对病害的免疫功能。RP基因是可以对病毒进行复制的复制酶基因,病害为了能够对植物产生影响,需要不断的组合,而复制酶则是利用编码对病毒进行一个新的组合,统称为“聚合酶”。它能够快速的融合病毒的DNA,并且能够补全植物在生长中所缺失的复制酶基因,因此,病毒复制能出来就会受到影响,使病毒能够不影响到植物的生长。Sat-RNA是一种低分子,它需要在植物生长中产生了病毒才能实现复制,植物生长中没产生病毒使其不能实现复制,它在复制的过程中会影响病毒之间的复制,从而降低病毒成长率。Sat-RNA在防治植物病虫害的过程中具有一定的积极作用,研究中应当给予重视。

2生物技术在防治虫害中的应用分析

生物需要维持正常的新陈代谢就需要含有一定的基因,而蛋白酶抑制剂则是大多数生物体会含有的一种基因,它能够有效的抵御外界各种蛋白水解酶,因此,蛋白酶抑制剂能有较好的能力防治生物体内造成的破坏。近几年来,国家科学技术不断提高,生物技术也随之快速发展,使得更多的学者和研究人员对蛋白酶抑制剂研究越来越广,尤其是在抵御病虫害这方面做得更加的突出。在生物的正常情况下,蛋白酶抑制剂能够有效的破坏病虫体内的氨基酸,从而使得病虫因缺少氨基酸而无法进行正常的生长和生活,直至病虫死亡。这种杀死病虫害的方式已经得到广泛的使用。它能够有效保障农作物的生长,提高农作物抵御病害的能力。

3生物技术在防治草害中的应用分析

植物自身抵抗除草剂的能力很低下,但是生物技术能够将对除草剂具有良好抗性的基因转移到植物中,这样使植物能够更好的生长。这些对除草剂有良好抗性的基因中包括上面所介绍的酶基因,能够有效的分解除草剂,通过这些基因之间的作用来达到抗草害的作用。生物技术的应用能够有效的杀死草害,使得植物能够健康成长。如今,科学技术的不断进步,也使得人们对环保的意识也不断增加,因此,在生物技术的研究中应当更注重对环境的保护,不能一味的研究而忽略环保。

4依靠生物技术培养出抗病、抗虫的新品种

农作物在生长的过程中会出现许多的病状,比如:病害和虫害等,最主要的就是病害和虫害,这2个是导致农作物产量下降的主要因素。近几年来,使用生物技术来培育抗病、抗虫的植物是一个新的趋势,它是按照有关病虫害的要求,将能够防治病虫害的基因,经过生物技术来进行移植,移植到植物中,使得植物能有健康的成长,并且在生长的过程中不断的繁殖出新的抗体,能够有效的防治病虫害的破坏,使产量上升,带来经济效益和社会效益。

5总结

科学的快速发展也使得对植物病虫害的防治得到了提升,生物技术的发展能够有效的提升学者和研究人员在植物与病菌之间更深一步的研究,更加化的了解不同种类的植物对于不同细菌分子的抗性,从而研究出更好的基因,通过不断地改良和研究来提升生物技术的成长。这也将更加利于提升植物在生长过程中对病虫害的防治,使得植物健康的生长。本文探讨了基因在防治过程中对植物所产生的作用,同时也对现代生物技术防治病虫害的有效性进行了研究,期待生物技术能有更加发展,提升防治病虫害的防治技术。

作者:窦宝峰 单位:衡水市桃城区农牧局

植物生物技术论文:园艺植物实验教学生物技术论文

一、园艺植物生物技术开放式实验教学模式

1.实验内容开放园艺植物生物技术实验教学本着丰富实验教学内容、革新实验教学方式的核心原则,以培养学生创新能力为最基本的目标,提出以下园艺植物生物技术开放式实验教学模式。实验性质由验证性实验过度为综合性、设计性实验。传统教学中验证性实验占总实验学时的80%以上,采用开放性实验教学,验证性实验压缩到20%以内,增加了综合性、设计性实验内容。

2.实验场地开放实验场地是制约学生开展创新性实验的主要原因。以部级植物生产类实验教学中心为平台,采用开放式实验室运行机制,结合学科点开放实验室,为学生自主选择和设计实验提供了良好的条件。实验室配2~3名研究生协助管理,仪器设备采用预约登记制度,使用前须经专人培训合格后才能使用。实验耗材按实验计划,由实验室统一提供。

3.实验时间开放以3~4人为一个实验小组,以小组为单位安排实验时间,实验室一次可以同时安排6个小组开展实验。实验时间由以前固定时间,改为课程理论授课3周开始至学期末前1周结束。学生可以根据自己的课程安排,合理选择实验时间。实验室时间采用预约制,由实验室管理人员统一安排。上班时间由实验室管理人员负责实验室,节假日和晚上由研究生协助管理实验室,为学生开展开放实验提供充足的时间。

二、开放式实验教学取得的效果

1.实验教学方式开放,激发学生兴趣在大多数同学印象中园艺植物生物技术实验教学以实验方法、手段、技术为主要内容,这些内容过于抽象,通过授课形式讲授或单独的验证性实验,学生理解效果很差,很难达到掌握实验内容的目的。任何研究都是从好奇和怀疑开始的,通过典型的生物技术实例,如柑橘细胞融合获得原生质体杂种、植物遗传转化获得转基因植株,人类基因组测序及园艺植物基因组测序的不断完成,生物信息学预测基因的功能分析等,这些实例在网络上的介绍与视频非常多,通过网站浏览和视频观看,让同学们真正了解生物技术的神秘与贴近生活的两个方面,将抽象的概念转化为切实可行的操作行动。

2.实验时间及空间开放,提高动手能力实验室的开放,即仪器设备和时间概念上的开放,在一定程度上可以解决实验人数多、实验室及仪器设备严重不足的问题。例如,生物分子实验室的定量PCR仪、PCR仪、离心机、核酸仪、电泳仪、紫外投射仪等,实验时间一旦开放,学生可以用充裕的时间来把实验独立完成,不会被课程所限制。通过开放实验室,本科生可以在课余时间多次进入实验室。同时,研究生可以一对一或一对三的带领本科生进行实验,开展相关的扩展实验内容,开阔视野,提高动手能力,还可以更好地参与教师的科研项目,增加教师和学生的交流机会。

3.实验内容开放,自主设计试验在教学内容上打破原有的实验课程结构体系,优化实验内容组合与创新,注重设计性、综合性实验,充分利用网络资源、视频资源及生物公司的广告资源,提高学生的技术应用能力和创新能力的培养,促进学生在学习能力、创新能力和社交能力等综合能力的培养。根据专业培养目标和实验条件,突出实用性,根据学校实验条件提出以下实验内容进行选择与优化。通过开放实验教学内容,学生打破传统的拟定学时的验证实验内容,充分利用学生的自主性进行大量的设计性、综合性实验教学。学生在学校提供的实验条件的前提下,自选实验内容,自定实验步骤,自选仪器设备,自己处理和分析实验结果、实验数据,给学生提供了创新思维的自由空间。这将有利于激发学生的自觉性和主动性,有利于培养学生的创新能力。自觉接受现代教育技术新的成果,把信息技术与学科有机的融合在一起,为学生创设良好的学习情景,突出双向性、参与性、互动性。在实验操作环节,鼓励学生独立完成操作,独立分析结果,发现问题。

4.实验结果灵活,革新考核与评价体系通过综合性、设计性实验,学生将与老师的课堂交流转变为通过面对面、QQ、微信等其他平台,对实验进展随时进行分析、讨论及总结,并且学生通过查阅相应的资料,得出科学合理的实验结果。开放式综合性、设计性实验,实验结果的不确定性也避免了同学之间相互抄袭、模仿。因此,既增加了学生动手操作的机会,又有利于学生系统的掌握园艺植物生物技术的实验方法和技能及分析与解决问题的能力。开放式实验教学除在以上方面进行开放外,同时也革新了实验教学的考核与评价体系,与以往实验成绩包括实验课堂成绩与实验报告成绩之外,在实验教学方面补充了实验设计、实验准备工作、结果分析与讨论的考核内容,形成了实验方案撰写(20%)+实验前的准备(20%)+实验过程(30%)+实验结果分析(30%)的实验教学考核体系,评价方式分为优、良好、中等、合格,不及格五种不同的方式。

5.园艺植物生物技术开放式实验教学展望通过开放式实验教学能够很好的避免学生被动实验的客观现象,充分激发学生积极的动手能力,并通过实验结果分析和与老师的面对面沟通改变以往实验教学中动手不动脑的现象,更能诱导学生正确、客观的认识生物技术,并且培养其探索生物技术领域新趋势的科研兴趣。因此,开放式实验教学非常适合于本科生园艺植物生物技术的实践教学,对人才培养来说至关重要。

作者:毛娟陈佰鸿杨宏羽李作进单位:甘肃农业大学园艺学院

植物生物技术论文:植物病虫害防治生物技术论文

1生物技术在防治中的应用

在研究生物技术的工作中,其中有项工程叫作基因工程,它的应用也十分重要,在防治植物病虫害的过程中应用基因工程主要包括CP基因、RP基因和Sat-RNA等。植物在生长中对病害不是主动免疫的,而是需要适当的媒介进行诱导,那么这个起诱导作用的媒介就是CP基因,它能够有效的增强植物对病虫害的抵御能力。CP基因的应用能够有效的减少植物在生长过程中可能会出现的病害,它能增强植物在生长中对病害的免疫功能。RP基因是可以对病毒进行复制的复制酶基因,病害为了能够对植物产生影响,需要不断的组合,而复制酶则是利用编码对病毒进行一个新的组合,统称为“聚合酶”。它能够快速的融合病毒的DNA,并且能够补全植物在生长中所缺失的复制酶基因,因此,病毒复制能出来就会受到影响,使病毒能够不影响到植物的生长。Sat-RNA是一种低分子,它需要在植物生长中产生了病毒才能实现复制,植物生长中没产生病毒使其不能实现复制,它在复制的过程中会影响病毒之间的复制,从而降低病毒成长率。Sat-RNA在防治植物病虫害的过程中具有一定的积极作用,研究中应当给予重视。

2生物技术在防治虫害中的应用分析

生物需要维持正常的新陈代谢就需要含有一定的基因,而蛋白酶抑制剂则是大多数生物体会含有的一种基因,它能够有效的抵御外界各种蛋白水解酶,因此,蛋白酶抑制剂能有较好的能力防治生物体内造成的破坏。近几年来,国家科学技术不断提高,生物技术也随之快速发展,使得更多的学者和研究人员对蛋白酶抑制剂研究越来越广,尤其是在抵御病虫害这方面做得更加的突出。在生物的正常情况下,蛋白酶抑制剂能够有效的破坏病虫体内的氨基酸,从而使得病虫因缺少氨基酸而无法进行正常的生长和生活,直至病虫死亡。这种杀死病虫害的方式已经得到广泛的使用。它能够有效保障农作物的生长,提高农作物抵御病害的能力。

3生物技术在防治草害中的应用分析

植物自身抵抗除草剂的能力很低下,但是生物技术能够将对除草剂具有良好抗性的基因转移到植物中,这样使植物能够更好的生长。这些对除草剂有良好抗性的基因中包括上面所介绍的酶基因,能够有效的分解除草剂,通过这些基因之间的作用来达到抗草害的作用。生物技术的应用能够有效的杀死草害,使得植物能够健康成长。如今,科学技术的不断进步,也使得人们对环保的意识也不断增加,因此,在生物技术的研究中应当更注重对环境的保护,不能一味的研究而忽略环保。

4依靠生物技术培养出抗病、抗虫的新品种

农作物在生长的过程中会出现许多的病状,比如:病害和虫害等,最主要的就是病害和虫害,这2个是导致农作物产量下降的主要因素。近几年来,使用生物技术来培育抗病、抗虫的植物是一个新的趋势,它是按照有关病虫害的要求,将能够防治病虫害的基因,经过生物技术来进行移植,移植到植物中,使得植物能有健康的成长,并且在生长的过程中不断的繁殖出新的抗体,能够有效的防治病虫害的破坏,使产量上升,带来经济效益和社会效益。

5总结

科学的快速发展也使得对植物病虫害的防治得到了提升,生物技术的发展能够有效的提升学者和研究人员在植物与病菌之间更深一步的研究,更加化的了解不同种类的植物对于不同细菌分子的抗性,从而研究出更好的基因,通过不断地改良和研究来提升生物技术的成长。这也将更加利于提升植物在生长过程中对病虫害的防治,使得植物健康的生长。本文探讨了基因在防治过程中对植物所产生的作用,同时也对现代生物技术防治病虫害的有效性进行了研究,期待生物技术能有更加发展,提升防治病虫害的防治技术。

作者:窦宝峰 单位:衡水市桃城区农牧局

植物生物技术论文:高校园艺植物生物技术论文

1《园艺植物生物技术》实践教学中存在的主要问题

1999年,高校开始招收及时届园艺(教育)专业学生,并开设《植物组织培养》课程。随着植物生物技术的迅速发展,植物组织培养的内容已经不能满足现代园艺发展的需要。进入21世纪以来,分子生物技术向传统园艺育种领域的渗透加快,这就使得教育界不断改革原有教学内容,以适应变化了的形势和现实[4]。因此,在新的人才培养方案中,将《植物组织培养》修订为《园艺植物生物技术》。但是因为实验条件和师资队伍等原因,《园艺植物生物技术》实践教学过程中仍存在一些问题:一是实践教学内容老套,仍然以之前的组织培养相关内容为主,未涉及基因工程方面的实践环节;二是教学方法和手段单一,主要以传统的验证实验为主,即老师先讲实验原理、步骤,学生按步骤机械地完成内容;三是考核方式不科学,缺乏过程考核,而仅以实验报告成绩、考勤和纪律等为考核依据,考核结果不能真正反映学生动手实践能力。

2具体改革措施与方法

2.1实践教学内容改革

实验教学内容的设置要在继承传统内容的基础上有所创新,要对原有实验内容进行整合,实现实验教学内容体系的整体优化[5]。首先,在近期修订的人才培养方案中,本课程由36学时增加到54学时,实验学时由原来的18学时增加到27学时,课程实习1周。其次,实验内容有了较大的改变,在原有内容的基础上增加了试管苗常温离体保存和园艺植物生物技术综合实验设计2个综合性实验内容,其中试管苗常温离体保存实验课学时设计为每次课6学时,学生先用1d时间完成培养基的配制和接种,并在接种后定期进行观察记录实验数据;园艺植物生物技术综合实验设计是让学生在查阅相关文献资料基础上,自行设计试验方案,方案要求确定研究内容、研究方法及所要达到的目的及结果,教师组织学生对试验方案的可行性进行评价,然后各小组根据修改意见对试验方案进行完善,并付诸实施。此项内容为课程实习中的小组自选试验做好前期准备。在一周的教学实习中,保留了原有的植物茎尖脱毒培养等传统项目,增加了非变性聚丙烯酰胺凝胶法分析植物过氧化物酶、植物基因组DNA的提取与检测等内容使学生能掌握植物生物技术的一些基本实验技能,为今后的学习和研究奠定基础。

2.2实践教学方法改革

多媒体是教学的必要工具。使用多媒体可直观地展示概念、理论、实验操作过程等内容,学生容易接受,同时可以运用一些静态的图片、动态的视频及一些实物使学生理解实验内容。《园艺植物生物技术》实践教学改变传统的教学模式,在实验课堂引入多媒体课件,将实验原理、方法、注意事项等通过图片、动画和视频等形式进行教学,比如无菌操作在实验教师讲解后就通过观看视频进一步熟悉无菌操作过程,然后再由学生自己操作;如愈伤组织诱导与分化、植物茎尖脱毒培养等实验内容,将教师先前的实验结果制作成直观的演示教案,以增强学生对实验结果的目的性;在讲到组培苗污染、玻璃化、褐化等现象时,直接带实物到课堂,使同学们对这几种现象有了一定的直观认识,一目了然。通过多媒体辅助教学,有效地提高了实践教学的质量和效果。

2.3考核方式改革

以往实践课程的考核大都侧重于学生的实验报告、考勤、劳动表现和纪律性等方面,缺乏过程考核,导致考核结果不能客观反映学生的动手操作能力、试验设计能力、团队协作能力和创新能力[6]。因此对应用型本科高校学生的实践教学进行考核方式的改革势在必行。通过近几年的摸索和实践,我们对园艺植物生物技术实践教学采取单人和小组2种考核方式。单人考核采用单人操作、现场考核、2名老师评分的考核方式,根据学生在规定时间内是否完成考核任务、技术熟练程度,以及关键环节有无失误等等内容来进行等级评定,考核结果分为优、良、及格、不及格4个等级。小组考核主要对小组的试验设计、准备和操作以及试验结果(实物考核)等内容进行综合考核,具体办法是:每个试验小组选派1名代表,对试验设计、试验内容、试验过程和试验结果等以PPT形式进行汇报,并对试验结果进行分析讨论。这2种考核方式,不仅考核方法科学、合理,考核评价的结果真实,更重要的是锻炼了学生的动手操作能力、团队协作意识,提高了学生分析问题和解决实际问题的能力。

2.4学生参与实验室的管理与维护

实验室开放能够保障学生有足够的时间对研究性、综合性和设计性试验的研究,启发和鼓励学生进行探索性实践[7]。近年来,我们加大了实验室开放力度,鼓励低年级学生提早进入实验室学习,每年从园艺专业学生中公开招聘1~2名实验室管理员,负责组培室的日常管理工作,管理员组建园艺植物生物技术实践兴趣小组,负责组培室常规试剂的配制和组培苗的扩繁等工作,并形成“一级带一级、四年不断线”的良性循环体系,实验室形成了较好的科研氛围,每年都有学生成功申请高校与园艺植物生物技术相关的大学生创新科研基金课题,课题的实施不仅激发了学生对科学研究的兴趣,而且增强了学生创新思维,对学生今后的就业和考研深造均具有很好的促进作用。

3结语

改革《园艺植物生物技术》实践教学,建立适合我校应用型本科园艺专业培养目标及符合社会对园艺人才需求的实践教学体系,是培养创新型园艺人才的有力措施。一方面要求实践教学教师不断更新教学观念,优化教学内容、考核方式,改进教学方法,掌握本学科前沿发展动态,努力提高科研理论水平,不断提高业务素质,以便能够更好地指导学生;另一方面要加大实验室建设力度,增加投入,购置先进的仪器设备,创新实验室管理模式,从而培养知识结构优、实践动手能强、团队协作意识强、创新创业能力强的“一优三强”应用型本科人才。

作者:周玉丽 李慧敏 陆晓民 张雪平 贾双双 单位:安徽科技学院生命科学学院

植物生物技术论文:植物抗菌肽应用于生物技术论文

抗菌肽是宿主非特异性防御系统的一部分,可以通过磷脂质作用和膜透化作用杀死病原体。抗菌肽是由基因编码的,对植物病原体以及感染人的病毒、细菌、真菌、原生动物、寄生虫和肿瘤细胞等致病体都有活性作用[1]。根据氨基酸序列同源性,植物抗菌肽的主要家庭成员包括硫素、防御素、脂质转运蛋白、蜕皮素、环肽类蛋白和细胞穿透肽等。

1植物抗菌肽作用机理

大多数已知的植物抗菌肽是通过在细胞膜上形成穿孔,导致离子和代谢物泄漏,从而干扰呼吸过程,最终导致细胞死亡[2]。细胞膜分子的两性结构及其在生理pH值下带正电荷的特征可能是植物肽与膜脂质发生作用的重要原因。阳离子残基吸引如阴离子磷脂、脂多糖或磷壁酸等带负电荷的分子,从而使得肽链在细胞膜表面积聚,当浓度达到阈值时细胞膜就开始崩溃[3]。为解释这种现象科学家们提出了3个主要模型[4]:桶板模型、虫洞模型和地毯模型。

2植物抗菌肽的主要分类

2.1硫素

硫素是抗菌肽的一种,其分子质量较低(约5kDa),富含精氨酸、赖氨酸和半胱氨酸残基。其结构包括2个反向平行的α-螺旋和1个反向平行的双链β-折叠,以及3个或4个保守的二硫键。硫素几乎出现在每1个重要的植物组织中,从胚乳到叶子均有发现。硫素的抗菌活性是蛋白与细胞膜交互作用的结果,带正电的硫素与带负电荷的真菌细胞膜的磷脂通过静电作用相互结合,诱导细胞膜表面的缺陷,导致膜的不稳定性并破坏脂双层。

2.2防御素

植物防御素是小的、碱性的、富含半胱氨酸的多肽链,含有45~54个氨基酸,在等电点时带正电荷。植物防御素的生物活性包括抗真菌、抗菌、蛋白酶和昆虫淀粉酶抑制剂等特性[5]。植物防御素有相当多变的氨基酸组成,但是三维立体结构很保守,包括1个三链的β-折叠和1个与之平行的α-螺旋,由4个二硫键维持整个结构的稳定性。植物防御素可能利用葡糖神经酰胺作为插入真菌细胞膜的受体。然后,借助防御素所带的正电荷和细胞膜相互吸引,并插入细胞膜内,导致膜破坏、不稳定性和离子流出。抗菌肽较大的特点是对细菌、真菌、病毒等多种植物病原体具有抗菌活性[6]。此外,防御素对植物的生长、发育及生殖过程也有一定影响[7]。

2.3脂质转移蛋白

小型非特异性脂质转移蛋白(ns-LTPs)具有在体外不同细胞膜之间转移脂类的功能。它能够参与细胞膜的合成、细胞内的脂肪酸含量的调节,并对动植物病原体起到一定防御作用。它们的抗真菌作用方式可能是插入到真菌的细胞膜上形成穿孔,使胞内离子外流,最终导致细胞死亡。所有的LTPs都具有相同的结构特征,具有一个由4个α-螺旋包绕形成的疏水性腔,被4个二硫键紧紧连接形成紧密结构[7]。LTPs的疏水性腔可以结合磷脂、类固醇等多种脂质分子,具有体外抗菌和抗真菌的活性,因此被归类为PR-14组。有些ns-LTPs是水果、蔬菜、坚果、花粉和乳胶中重要的过敏原[8]。

2.4蜕皮素

蜕皮素是从马铃薯块茎中分离出来的具有63个氨基酸残基的抗菌肽,这些多肽的氨基酸序列具有多样性,但对于不同植物具有相同的抗菌和抗真菌病原体的能力。蜕皮素是碱性蛋白,富含半胱氨酸残基,可以形成6个二硫键,进而稳定蛋白结构。在生长发育的不同阶段,马铃薯中的蜕皮素-1(StSN1)基因是一直表达的,不受生物、非生物压力的影响作用。而蜕皮素-2(StSN2)基因的表达是受局部伤害诱导的,对病原体感染具有不同的反应[9]。StSN1的氨基酸序列和番茄GAST家族(赤霉酸刺激转录反应)的氨基酸序列具有相似性,因此归类于蜕皮素/GASA家族[10]。蜕皮素/GASA蛋白在不同的植物器官中均有表达。大部分的蜕皮素/GASA基因是受植物激素调控的,参与植物激素信号调节途径,控制激素含量水平和激素反应过程。

2.5环肽类蛋白

环肽类蛋白是在细菌、植物和动物中发现的圆形蛋白[11]。植物环肽类蛋白含有28~37个氨基酸,包含1个头-尾环化的主链以及3个位于环化半胱氨酸结点(CCK)分子内的二硫键,具有较高的序列相似性和结构相似性。CCK是形成环肽类蛋白特殊稳定性的主要原因,它迫使蛋白质的疏水部分暴露在分子表面,疏水性残基在表面上形成1个斑点,使整体结构呈两亲性,因此它们对多种蛋白酶的水解和降解过程具有抗性[12]。植物环肽类蛋白是基因编码的通过核糖体的生物合成路径产生的多肽,该环肽类蛋白前体通常包含1个内质网ER信号,1段肽链,1个N-端重复序列(NTR)和1个C-端短肽尾。NTR区域具有两亲性螺旋结构,可以指导环肽类蛋白结构域的正确折叠[13]。C-端区域(CTR)区域内保守的天冬氨酸残基表示该部分蛋白可能是一种天冬酰胺内切蛋白酶的作用对象。

2.6细胞穿透

肽细胞穿透肽(CPPs)可以协助目的蛋白通过细胞膜转入活细胞当中[14]。不论体内还是体外条件下,CPPs在微摩尔浓度时就能够穿透细胞膜,而无需任何受体的协助,也不会对细胞膜造成任何显著损伤[15]。它们可以和目标物(核酸、低聚核苷酸、肽序列和寡糖)相结合,并将其有效地转运到细胞内,因而在药物递送过程中具有潜在应用[16]。不同的CPPs和CPP-结合物可以通过不同的机制进入细胞内,并最终进入不同的亚细胞区室。这些较短的、带正电荷的小肽具有不同的氨基酸序列,但是都具有转导结构域,并有带有不同程度的呈阳离子性的Arg和Lys残基。尽管CPPs具有很大的序列多样性,但是可以分为3种主要类别:阳离子型、两性型和疏水型CPPs[17]。这些多肽和蛋白质是转录因子、细菌或病毒表面蛋白、毒素、两亲性螺旋肽的局部序列衍生物,也可以从膜结合受体或黏附蛋白的配体中得到。

3植物抗菌肽在生物技术方面的潜在应用

抗菌肽是由具有保守序列的小型基因编码的、可以通过基因扩增和基因转移的方法来增加目标多肽的产量及其特异性活力。许多研究已经证明,植物防御素的转基因表达可以使植物组织免受病原体的攻击。硫素是发展转基因植物的重要工具,通过表达更高水平的硫素,可以增加对病原体的抗性,进而减少农业中的损失,并且可以减少农业生产中更高剂量的杀虫剂的使用;环肽类蛋白在开发新型抗生素和生物杀虫剂的研究中也具有重要作用,不同的CPPs可以成功地将高分子量药物导入细胞,也可以用于疫苗研发。由于其在透皮给药系统中的巨大潜力,CPPs在药物生物技术中的应用越来越流行。

4结语

植物抗菌肽是具有不同氨基酸组成和结构的多肽,具有快速杀灭病原体的性能,在制药和生物技术中具有广泛应用。由于其广谱抗菌活性及高效率,抗菌肽可以用作天然抗生素,以替代化学抗生素,用于保护植物和防治动物疾病,也可以作为感染治疗药的有效替代产品,以阳离子抗菌肽制成的气溶胶喷雾剂已经用于囊性纤维化患者的治疗[18]。国内已经开发了可以表达不同含量植物抗菌肽,对疾病具有不同程度抗性的转基因植物,因此抗菌肽可以在农业上作为保护植物的有效产品。但由于植物抗菌肽具有稳定性差、生产成本高等技术缺陷,目前还没有实现商业化生产。未来的研究方向应该是开发毒性较小、更稳定的抗菌肽化合物,并通过改进生产工艺流程、提高多肽合成效率来降低生产成本,使得植物抗菌肽能在制药和农业技术方面得到更广阔的应用。

作者:王美玲 单位:青岛科技大学

植物生物技术论文:园艺植物生物技术的双语教学实践

摘要:先进的园艺植物生物技术是当今世界农业高速发展的重要保障,园艺植物生物技术课程也是园艺专业本科的核心课程。在中国当前教学国际化背景下,双语教学是高等学校专业课程改革的热点,也是中国高等教育与国际接轨的有效措施。本研究依据华南农业大学园艺植物生物技术双语课程教学实践,对园艺植物生物技术双语课程教学目标、教材选择、课程开设模式、授课方式、教学评价体系等方面进行总结和讨论,为今后进一步推进双语教学提供参考。

关键词:高等教育;园艺植物生物技术;双语教学;课程建设;国际化

双语教学与外语教学和纯粹的语言专业教学不同,它是在教学中使用母语的同时,用英语作为教学语言进行教学。它不是单纯的英语和专业的组合,而是在现代教育理念指导下的一种尽可能与国际接轨的教学模式。教育部在《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》中提出:大学本科教育所开设课程的20%以上必须开展双语教学,重点在生物技术、信息技术、新材料技术及其他国家发展急需的专业中开展。双语教学目标主要包括两个方面:通过教学使大学生掌握专业知识,提高大学生应用英语的能力[1-2],因此,双语教学需要顺利完成知识传授和语言训练两个目标,对教学的方法提出了更高要求。双语教学涉及英语教材、英语板书、英语作业、英语命题考试以及使用英语互动等形式[3]。在教育部明确要求高等学校积极推动本科双语教学的大背景下,华南农业大学实施了双语教学教师资格认证体系,允许通过双语教学课程资质考核的教师开设双语课程,此外,还出台提供双语课程建设的专项经费、提高双语教学单位学时酬金等一系列的鼓励措施,陆续有不少专业课教师获得双语教学资格认证,新开双语课程在教学体系中的占比也逐渐增多[4]。园艺植物在人类社会发展中的地位一直是无法替代的,在人类文明中,从初期的石器时代到现代高科技的农业发展,园艺植物在人们的生活中发挥着越来越多的功能。园艺植物生物技术(BiotechnologyofHorticulturalPlant)是指以园艺植物为研究对象,结合相关学科的知识和原理,以及传统的育种技术和现代的生物技术手段,有目的地改造园艺产品的特性,为人类生产出市场需求的园艺产品,从而成为服务社会的一门技术,如转基因番茄、转基因辣椒等。因此,发源于西方的现代园艺植物生物技术是园艺专业大学生学习的重点课程。根据这一形势,高等农林院校开设园艺植物生物技术课程双语教学是紧跟时展需要的举措,但由于是新开课程,无论是从教学目标、还是从教学方法上,都需要不断地进行探索,发现该门课程双语教学的规律,调整教学目标,改进教学手段,从而更好地实现预想的教学效果。这就需要教师在教学过程中认真做好每一个环节,包括教材的挑选、授课内容的确定、多媒体课件的准备、课堂内容安排、复习互动训练和试题设计等方面的工作。

一、园艺植物生物技术双语课程教材选择

双语课程要与国际教育接轨,首先就是语言的接轨,因此为了保障教学过程中课堂内容国际化,势必要以英文为主,尤其是多媒体课件里,主要应该以英文原版教材为参照来准备,为大学生提供一个纯正的、原汁原味的教学氛围。的原版英文教材语言纯正,可读性强,所讲的技术更新较及时[5-7],因此,原版的英文教材是教学过程中的重要帮手。在搜索教材的过程中发现,目前专门针对本科生教学的园艺植物生物技术的相关英文教材很少,可供选择的教材有限,这也是影响园艺植物生物技术双语教学的一个重要方面。在有限的教材里尽量选择有特色的教材,目前选用的是SciencePublishers出版的由H.S.Chawla主编的《IntroductiontoPlantBiotechnology》(第三版),以及G.P.Rao主编的《AdvancesinPlantBiotechnology》。这两本教材与国际的专业课程接轨,且内容丰富,包括植物组织培养、遗传物质、DNA重组技术,涵盖了园艺植物生物技术的主要知识点。此外,《IntroductiontoPlantBiotechnology》(第三版)还包含了基因组学和生物信息学等内容,而且对目前社会上关注的热点问题,如转基因植物技术及其影响进行了较为清晰的论述,可以帮助大学生在课后通过阅读和学习,科学地了解现代生物信息学的技术方法,以及转基因的专题。选用的这两本教材在华南农业大学的图书馆均有收藏,也便于大学生学习借阅。与此同时,还可以选择一些有针对性的双语教材作为辅助参考教材,帮助大学生在课余巩固学习的知识点,比如李桂荣等在《教学改革与实践》一文中推荐的王武主编的科学出版社出版的双语教材《生物技术概论》,便于大学生英汉对照学习,这对初次学习专业双语课的大学生能起到辅助作用[8]。

二、园艺植物生物技术双语课程设置

课程设置包括教学大纲和学时的制定、大学生人数和结构的设定,英语汉语比例的分配等,是保障教学效果,实现教学目标的重要课程框架基础,也是良好地开展园艺植物生物技术双语教学的关键环节。在目前我国的园艺植物生物技术双语教学中,课程设置不尽相同,据了解,有的仅仅是为了应付要求,开设了较少的课时,有的要求全体大学生选修双语课程。华南农业大学园艺植物生物技术双语课程设置结合大学生的实际需要,科学安排,统筹规划。

(一)教学大纲调整

由于是双语教学,面向三年级的大学生开课,而他们也是首次选择专业双语课,因此,在理解和消化知识的速度上势必无法与汉语授课的园艺植物生物技术课程相比。所以,要想在双语教学过程中讲授与汉语授课32学时的授课内容是无法实现的。因此,教学大纲需要为双语课进行重新调整。在试验的及时个学期中,设计的教学内容包括绪论、植物组织培养、遗传物质、PCR、基因表达、DNA重组技术、基因克隆以及基因组学和生物信息学,其中植物组织培养、PCR、DNA重组技术以及基因克隆三个章节是授课的重点内容,占用的学时相对较多,而基因组学和生物信息学这一章简要介绍近期的科研进展和现有的研究方法。

(二)课程学时设定

华南农业大学在专业课程中已经开设一门汉语的园艺植物生物技术课程,而且是和双语课同时开设的,因此,为了使双语课过程和汉语课教学的同步,选择与汉语授课相同的32学时的理论课。此外,园艺植物生物技术双语课是作为选修(五选二)的形式制定的,即大学生可以从五门课程中选择两门进行学习,这样不会出现由于必选导致的一部分英语基础差的大学生必须选择这门课程。当然这样的教学安排也存在一些弊端,就是不能兼顾高等学校对国际化人才培养的目标,不能做到对专业所有大学生普及双语教学。

(三)授课对象结构

华南农业大学因为在此前没有园艺植物生物技术课程相关双语教学的经验,所以为了确保教学效果,在试点的这个学期并没有放开对选课人数的限制,授课的规模确定为小班授课,人数为20人。这样为首次尝试园艺植物生物技术课程双语教学提供了一个相对轻松的教学氛围,为实现教学计划和目标提供了保障。从实际的教学效果看,20人的班级课堂氛围活跃,规定的学时内也能够充分调动每个大学生的积极性,使他们积极参与课堂主动学习环节。保障了双语教学的教学效果。当然这个规模也使得不少其他有兴趣参加双语课程的大学生失去了学习的机会,今后可以考虑增加园艺植物生物技术双语教学的授课教师人数,开设更多的双语教学班。考虑到双语教学中将有很大一部分内容用英语来授课,因此,大学生的英语基础将直接影响该课程的教学效果。双语课为选修课,但同时开课前的一个学期也对报名选课的大学生进行了筛选,主要筛选标准是根据大学英语四级成绩来划定的,虽然此方法未必科学,但在目前可能也是最有说服力的一个筛选指标。今后如果增加授课师资力量,开设更多双语教学班则需要考虑到适合参与双语教学的大学生比例,不能盲目扩大每个班级的大学生人数,以免影响园艺植物生物技术教学效果及其口碑。

(四)英汉分配比例

园艺植物生物技术双语课程开始设定的语言比例是英语和汉语各占50%,而随着课程的推进发现,在课堂实践中,每个阶段、每个知识点和所讲具体环节大学生对英语的理解能力是不同的,比如,在讲绪论的时候大学生大都对1颐1的语言内容安排比较容易接受,甚至部分基础好的大学生主动要求提高英语的比例,而随着内容的逐渐深入,尤其到基因克隆、载体构建等理论部分的时候,汉语的比例需要适当提高,有时候为了解释一个专业问题,教师需要用汉语着重讲解,相对使用英语的比例会大大降低,汉语和英语的比例在7颐3,甚至8颐2左右,这样既能保障大学生学到原汁原味的英语,又可以很好地理解专业知识的要点和内容。所以,在课程中,教师应该灵活地根据授课现场大学生的反应情况来安排汉语的讲解比例。遇到大学生反应较慢,无法进行下一个教学内容或环节的时候,教师可以考虑放慢速度,同时用汉语给予更多的解释,这样可以在课堂上因地制宜地安排英语和汉语所占比例。

三、园艺植物生物技术双语课程教学方式

在课堂上,大学生才是学习的主体,而知识是要学习的对象,因此课堂的一切教学活动都应该以激发大学生的学习兴趣为前提,否则设计的课程内容将无法很好地实现教学目标。而往往在教学中由于教师在课堂上会自然地将注意力放在要传授的知识点上,而忽略了大学生的兴趣。为此,需要在课堂上将授课方式多样化,不断地通过各种不同的方法来有效地调动大学生的积极性,专业课程双语教学工作尤其要注意这一点。

(一)注重双语教学课件制作,充分利用多媒体

在教学PPT的制作上,为了方便大学生课堂学习和课后复习,在课件的制作上主要以英文为主,参照教材《IntroductiontoPlantBiotechnology》(第三版)将课程设置的主要章节内容用英文编写,重点专业词汇在英文后用汉语标注,帮助大学生提高学习效率,加深记忆。此外,教师应尽量多使用原版的彩图,帮助大学生加深印象,保障学习效果。双语教学中应用多媒体是十分必要的[9],通过视听的教学过程加深大学生在课堂上对知识的理解并强化学习效果。在双语教学中,需找相关的经典理论的动画视频,如组织培养、DNA复制与翻译、载体构建、PCR反应等,通过这些教学辅助手段,提升大学生在课堂上对相对枯燥的理论知识的学习兴趣。只有充分调动大学生的学习兴趣,才能真正实现教学的目的,在双语教学上,教师更要注意这一最基本的原则。

(二)专业词汇随机测试,增加教学互动环节

在组织培养、基因克隆、载体构建等章节中都涉及大量的专业词汇,如果大学生无法掌握这些词汇,将成为影响教学效果的重要障碍,为此,在课堂上教师应安排专业词汇的测验环节,考察大学生对上一节课程中的专业词汇的掌握情况,考察方式以随机点名、黑板默写英文词汇,或者将英文专业词汇翻译为中文两种方式,这样既可以督促大学生课后对重点专业英文的复习,也可以帮助教师利用较少的时间有效地检测课堂教学效果。双语教学的目标应该不仅仅局限在单方面的传授知识,帮助大学生理解和记忆专业中的英语词汇,更为重要的是应尽量在有限的学时内为大学生提供尽可能多的开口表达机会,从而提高大学生灵活运用专业英语的能力。为此,教师安排一定学时的互动环节,互动的内容包括看视频后围绕视频内容进行提问;课堂知识点的扩展讨论,如转基因的利弊;给大学生一个主题,按照小组准备PPT,然后再上课的时候用英语做简短的介绍,其他小组提问交流等。这些互动环节不但可以构建课堂语言学习的良好氛围,锻炼大学生的英语表达能力,更有利于大学生独立思考,从专业的角度分析和解决问题。

(三)增加科研时事新闻,发挥育人功能

在双语教学中,教师可选用一些和课堂内容相关的科学界典故、名人、热点新闻等内容加深大学生对所学专业知识的印象,提高学习兴趣。例如,讲到转基因技术,可以介绍一下世界上最早上市的转基因番茄;讲到组织培养的时候可以找一些利用快繁大量培养获得药用代谢产物的研究;当讲到创新的时候,教师可以用我国科学家屠呦呦获得诺贝尔生理学或医学奖的实例,鼓励大学生做科研的创新精神和坚忍不拔的品质等。这样可以让课堂氛围更加生动,同时也能将专业学习与育人相结合,在大学生学好专业课的同时,提高他们高尚的思想品德和情操。

四、园艺植物生物技术双语课程教学评价

科学的评价体系是课程教学效果的一面镜子,积极围绕教学目标和课程特点制定科学的评价体系,可以帮助教师有效地调整教学方法,提高教学效果。因此,园艺植物生物技术双语教学评价体系的建立,对推进双语教学工作是十分有利和必要的,科学的评价体系可以促使大学生在整个学习过程中积极参与教学的每个环节,而不是为了应付考试而突击学习。

(一)教师评价

对于双语课程教师的评价可以组建双语教学资质认证专家小组,邀请有丰富教学经验、海外留学或访学背景的博学教授和青年突出人才作为评审专家,制定科学的、有针对性的适合本校教学要求的评分体系,对申请双语教学的教师给予打分,并通过问卷调查和听课等形式了解开课教师的教学效果,其中问卷调查的对象就是该选修该教师双语课程的大学生。这样可以对教师的教学方法和水平进行客观的考量。

(二)大学生评价

对大学生的考察主要包括考察专业知识的掌握情况和专业英语的运用能力。而由于双语课程的独特性,除了平时考勤、完成课堂作业等平时成绩及期末成绩以外,平时课堂参与教学互动环节的表现,比如,听课发言情况,做简单报告的表现情况,以及课堂讨论的表现等,这些都可以作为评价大学生参与教学过程主动性和积极性的依据;此外,通过课堂小测验和作业完成情况也可以了解大学生对知识的掌握程度以及教学效果。测试和考核是对教学效果检验的工具,但并不是工具。因此,在课程分数的计算上不应仅仅根据期末试卷成绩给分,还应该按照一定的比例将大学生平时课堂表现和完成作业情况记入总评成绩[10]。而在试卷命题过程中,要注意题目的难易程度的比例,建议不要过高设定对大学生的考察难度,否则很容易打击大学生后续专业学习的积极性,但同时又不能过于简单,不能抛掉教学的目标和要求。在题型选择上,选择题、判断题等客观题目应作为主要的考试题型,同时结合一些看图填空,基本可以检查大学生的学习效果,至于名词解释和问答题对本科生来说难度偏大,不适合被列入命题类型。建议试卷的可以安排一道加分题(答错或不答不扣分),请大学生对一学期的课程给予评价,用英语来完成,这样一方面可以鼓励大学生用英语写作,提高英语表达的能力;另一个方面还可以为将来课程的调整提供思路。另外,为了避免期末考试的时候大学生不适应英语题目,平时教学应进行相应题型题目的训练,帮助大学生提前熟悉相关题型。高等学校是培养跨世纪综合素质人才的基地,开展双语教学能够培养大学生在国际上沟通交流的能力和专业的国际化意识。目前园艺植物生物技术课程双语教学在国内大多院校还并不是十分普遍,为了将来国家园艺产业的长远发展和国际合作的需要,高等院校在专业课程中对双语课设置的考虑势在必行,如何扎实地推广双语教学工作是值得广大教师细心思考的课题,今后还有很多问题值得在开展双语教学的过程中深入探讨,如编写适合我国国情的双语教材,如何把知识传授和提高大学生专业英语的运用能力有机结合等。随着园艺植物生物技术课程双语教学实践的不断深化,我国高等院校将在未来培养出更多符合国家国际化发展需求的高水平综合素质人才。

作者:高用顺 贾驰 黄旭明 单位:华南农业大学 园艺学院 外国语学院

植物生物技术论文:生物技术在植物病虫害防治的应用

摘要:针对生物技术在植物病虫害防治当中的应用及发展进行深入地探讨和研究,以期对于此领域的研究提供一些有价值的参考和依据。

关键词:生物技术;基因工程;病害;虫害;防治

随着我国经济社会的不断发展,我国农业科技水平有了长足的发展,我国农业科技的研究和发展也取得了飞跃式的发展。

1在植物病害防治中,生物技术的应用

1.1抗病毒基因工程

自从抗TMV转基因植株诞生以来,植物抗病毒害基因工程的发展就不断开展起来。病毒外壳蛋白可以有效起到对病毒的抗击能力,我国和国外的一些研究已经将诸多病毒的外壳蛋白予以转化,并拥有遗传功能,实现了对于病毒的免疫功能[1]。

1.2抗真菌基因工程

研究人员经过试验研究证明,几丁质酶具有移植病原真菌的作用,而植物能够产生几丁质酶,就是因为植物受到了来自于体外病菌的攻击,植物自身启动了防御机制而形成的。在对菜豆的几丁质酶的研究当中,发现菜豆对于田间的立枯病菌具有较强的抗菌活性,具有转基因的菜豆死亡率不到40%,而没有经过转基因处理的菜豆死亡率则超过了50%,具有显著的抗真菌效果[2]。此外,研究人员从水稻、甜菜以及油菜等多种农作物中发现并分离出了几丁质酶基因,并针对抗真菌进行了相关实验,均产生了明显的抗病源真菌的显著效果。

2在植物虫害防治中,生物技术的应用

植物病虫害生物技术是我国生物技术领域的重要研究成果,我国的植物病虫害生物技术是将植物、动物以及细菌自身的抗虫基因通过生物技术手段提取出来,并将其提取出来的抗虫基因植入到植物当中,从而使得植物具有抗虫转基因的作用。目前,我国通过生物技术已经培育出多个抗虫害的植物品种,能够防治10多种虫害,并且通过试验证明,防治虫害的效果良好。蛋白酶抑制剂在各种生物体内均有存在,它能够去掉生物体的代谢具有基础性作用,还能够抵抗非自身的蛋白水解酶对生物体自身的侵害。研究人员通过试验研究证明,当植物受到来自于外界的攻击和损伤时,植物体内会分泌的蛋白酶抑制剂会陡增,据此推断,蛋白酶抑制剂在植物受到虫害时,起到防御功能。我国此领域的研究人员,对于我国多个植物进行了蛋白酶抑制剂的研究,均证实具有此种效应[3]。

3生物技术在植物病虫害防治中的展望

随着我国生物技术的不断发展,我国对于植物病虫害防治的水平也随之不断提高,我国对于病虫害防治基因的研究不但深入,而且,不断对病虫害防治的发生和病菌的作用机理进行更加深入地研究和剖析。生物技术的研究和深入地发展已经从理论研究阶段逐步向实际应用方向发展,通过将抗虫、抗病毒以及抗真菌的基因转基因到植物体内,进行植物病虫害的防治,利用转基因工程达到植物病虫害防治的目的。生物技术是我国研究人员防治植物病虫害的新途径,能够具有针对性的消灭病虫害,还避免损伤有益菌群和真菌[4]。随着生物技术的深化研究和发展,生物技术防治植物病虫害的转基因效果会更加优良,遗传基因工程将会是未来的生物技术防治植物病虫害的主要方向和趋势。有生物技术病虫害防治领域的专家学者预测,未来10年,我国在植物病虫害的防治方面,有可能实现大面积应用转基因工程方法来面对植物病虫害的侵袭。甚至有许多的生物技术专家认为,未来人类的农业生产当中,大部分农作物将会是转基因工程的产物[5]。

4结语

随着我国科学技术的不断进步,对植物病虫害防治的研究也取得了长足的进步。我国生物技术日新月异的发展,为我国植物与病虫害之间的致病机理和影响关系提供了研究基础,是通过不断深入和对于病虫害致病机制的研究,从而实现对于植物的基因优化和改良。生物技术在植物病虫害防治当中的广泛应用,能够有效提高植物病虫害的防治率,有效保障我国植物的良性发展,提高我国植物的成活率、质量和产量。本文深入研究了生物技术在植物病虫害防治当中的广泛应用和发展前景,同时对于生物技术防治植物病虫害的机理进行了阐释,并对生物技术在植物病虫害的应用做了论述,展望了未来生物技术在植物病虫害方面的发展趋势和生物技术的发展方向。

作者:袁瑞 单位:铜仁职业技术学院

植物生物技术论文:生物技术在园林植物病虫害防治的应用

摘要:随着科研脚步的加快,生物技术在园林植物病虫害防治中的运用越来越广泛。本文就生物技术在园林植物病虫害防治中的应用做了重要论述。

关键词:生物技术;园林植物;病虫害防治

随着现代化城市的发展,人们越来越注重城市生态建设。目前,我国园林植物病虫害防治主要依赖化学农药,但大量的化学农药对生态环境也造成了严重的破坏,因此,如何有效防治病虫害,成为相关部门重点考虑的问题。

1现阶段植物病虫害生物防治技术

1.1通过天敌进行防治

主要是通过保护和利用自然界中的各种害虫天敌,使其能够有效控制害虫种群数量。在实际使用过程中,可通过如下方法进行天敌的保护和利用:(1)通过保护天敌昆虫,使其自然增值,这种方式需要根据当地的环境以及天敌的特性来使用;(2)通过人工干预,使其大量繁殖,这种方式的针对性较强,通常是在一些自然天敌不足以抵抗害虫的情况下使用,目标明确;(3)从外地引进天敌,逐渐改善本地天敌的内部组成,提高其对害虫的整体控制能力。如,赤眼蜂可以有效防治松毛虫,瓢虫、捕食螨等可以有效防治蚜虫、介壳虫等。

1.2通过人工性信息素进行防治

人工合成性信息素在我国的发展比较缓慢,只在少数害虫出现时才得以使用,可以对一些害虫进行更有效地预测和防治。在实际使用过程中,其能够通过引诱、刺激、防御等方式抑制害虫的进食、交配等行为,降低其繁殖速度,并进行有效猎杀,专一性强,且该方式在使用过程中不仅不会对农作物造成伤害,同时也能够降低农药的使用量,是现代农业防治害虫的有效手段之一,如构树诱杀桑天牛、蔷薇诱杀云斑天牛等。

1.3通过生物农药进行防治

生物农药防治是指通过生物活体对害虫进行抑制或猎杀,是一种天然的农药,其包括的种类较多,如真菌、细菌、昆虫病毒等。由于生物农药防治是利用微生物或其代谢产物对害虫造成伤害,是一种自然的物质循环方式,在使用过程中并不会对环境造成污染,有着明显的生态保护优点。此外,这种方式对温湿度、阳光、雨水等有一定的要求,在使用的过程中需要结合上述内容进行综合考虑,挑选合适的时间喷洒生物农药,如苏云金杆菌杀虫剂可以有效防治松毛虫、天幕虫等害虫。

2生物技术在植物病虫害防治中的应用

随着生物技术的发展以及基因工程的崛起,其在植物病虫害防治领域中也得到了发展和应用。

2.1抗虫、抗病基因育种

基因育种是以一种类似于设计的方式,按照人们的实际需求,通过既定的程序将植物抗病虫基因,在特定的条件下进行剪切和拼接程序。再通过人工重组的方式,将该基因转入到宿主细胞中,并大量复制,使其能够将遗传信息表达在宿主细胞中,以产生新的植物品种,用于植物病虫害的防治。再通过生物技术进行大量繁殖,并应用于实际,切实解决园林植物病虫害问题。在我国目前的基因育种中,常见的抗病虫基因有:杀虫毒素蛋白基因BT基因、蛋白酶抑制基因CPT1基因等。

2.2植物抗虫基因工程

植物抗虫基因工程,主要是指先对病虫害天敌的遗传特性进行研究,并在此基础上对其进行改造,弥补其在生物防治上的不足。在目前使用的杀虫毒素蛋白基因BT基因中,其展现的安全、有效、无污染等特性非常突出,被应用于害虫防治领域已经有很多年。但在实际应用过程中,这种生物农药也存在一定弊端,如见效慢、宿主范围窄等,使其在使用中受到了一定限制。在后续的时间中,国外科学家从BT基因中分离了编码,并对其进行修饰和改造,使其抗虫性得到了有效提高,目前已经在树木的害虫防治中被广泛应用。

2.3杀虫工程微生物

随着我国生物技术研究的深入,基因工程在发展过程中逐渐展现出越来越重要的地位,其中,运用工程微生物进行植物病虫害防治非常有效,并且在现实中也得到了广泛应用。在实际应用过程中,相关专家通过对相关病毒的改造,有效提升其杀虫效果,并在研究过程中量化生产,不断扩大杀虫范围,为病虫害防治工作做出了重要贡献。同时,工程微生物还可以通过特定的方式有效防治地老虎,甚至有的专家直接将BT基因转接到土壤的芽孢杆菌中或是直接将其转接到枯草杆菌上,通过发酵产生效果更佳的杀虫剂,实现地下害虫的有效防治。

3结语

总之,在我国目前的园林植物发展中,植物病虫害防治工作至关重要,这不仅影响了园林的健康发展,同时,也影响着我国城市环境的整体建设。只有积极进行病虫害防治工作,才能够保障园林植物的健康生长,才能维护城市的生态平衡。

作者:贺炜 单位:青岛大学

植物生物技术论文:生物技术在植物检疫检测的应用

【摘要】通过对免疫学以及分子生物学等领域的研究,新型的生物技术得以衍生出来,其在使用的过程中能够快输的将植物中存在的有害生物检测出来,从而为植物的健康生长繁育做铺垫。总之,生物技术的研制与应用,提高了植物检疫检测的工作效率,本文作者认为在长期实践的配合下,现有的生物技术也会不断的创新改良,其在植物检疫检测中成为常规的检疫检测手段将不会是天方夜谭。

【关键词】生物技术;植物检疫;检测;运用

随着我国对外开放政策的编制与实施,国际贸易活动开展的越来越频繁,尤其是加入WTO之后,在植物检疫检测工作中,免疫学技术以及核酸技术这些生物学技术获得了很大的应用空间,使传统的检测手段渐渐退出应用的平台。本文对免疫学技术、核酸技术这两种生物技术的在植物建议检测方面应用进行分析[1],认为生物技术的会有更大的发展前景。

一、免疫学技术

1.酶联免疫法

2.在上个世纪70年代,酶联免疫吸附技术(ELISA)被研发,在植物检疫检测中能够快速的将植物病毒、真菌以及MLO检测出来。

(1)病毒方面:

将植物种子中的大豆花叶病毒(SMV)、苜蓿花叶病毒(AMV)、烟草环斑病毒(TRSV)检测出来;作用于蚜虫这一介体昆虫身上,能够将马铃薯卷叶病毒(PLRV)与黄瓜花叶病毒(CMV)检测出来;对于果树、苗木这类植物,酶联免疫法的应用使温州柑桔矮缩病毒(SDV)、扇叶病毒(GFLV)、李坏死环斑病毒(PNRSV)等病毒的诊断与检测工作顺利的运行。

(2)真菌方面:

生物技术在植物建议检测中的应用主要借助ELISA试剂盒将腐霉、黑盘菌,其中ELISA试剂盒中培育土壤悬浮液就能够的将大豆根茎组织中存有的大豆疫霉菌检测出来,这是因为土壤大豆疫霉菌的孢子、卵孢子以及菌丝都处于游动的状态中,隐地疫霉存在于大豆根茎病组织中,在悬浮液的作用下疫霉游动的孢子就被顺利的检疫检测出来;在类菌原体方面,免疫技术也得到了切实的应用,例如其可以将植物体内的翠菊黄化病、桃X病、花生丛枝病这些MLO病害检测并鉴定出来;

(3)细菌方面

:免疫学技术对水稻条斑性病细菌的检测起到了极好的成效,灵敏度可达102~103个菌/mL。其实酶联免疫法的检测样式也是多样化的,具代表性的就是DASMELISA,其利用酶与底物产生的颜色与抗原含量成正比的原理,而广泛应用于植物病毒的定量检测中。

2.免疫荧光技术

简称IF,在植物检测中是以抗体为基础的一种检测方法,在植物组织、种子以及土壤中细、真菌的检测中都取得了较好的应用效果。该技术目前将菜豆萎蔫病菌成功的检测出来,因为其灵敏度较高的优势使假阳性反应问题得以避免或者是杜绝;IF在土塘根组织的辣阑疫霉、樟疫霉,根茎组织中的芸苔根肿菌、组织切片中的菌丝所取得的检测效果优于ELISA。而免疫荧光技术分为两种类型,即为直接与间接免疫荧光技术,与直接免疫荧光技术相比间接免疫荧光技术拥有更大的应用空间,这是由于其能将一抗、二抗有机荧光素能够的结合为一体,此时在免疫荧光显微仪器道德作用下发射出的荧光性质就被检测出来。例如含有荧光色素抗体的细菌阳性细胞在IF的配合之下在显微镜下顺利的检疫检测出来,此时IF的灵敏度在103~105cfu/mL范围之内,这一生物技术的应用,使荧光细胞的数量清楚的显现出来,同时其形态特征也是清晰化的。

3.斑点免疫法

简称DIA技术,其是借助生物酶对抗体进行标记,将其吸附在硝酸纤维素膜(NC)或者是其他支持物之上,但是这些支持物必须满足与抗原特异性结合的属性,在底液的作用下NC膜上产生颜色、形态各异的有色斑点。这一免疫学检测方法在植物病毒、MLO的检疫检测中得到广泛的推广与应用。目前DIA技术将那些从荷兰进口的石竹香石竹环斑病毒、在从美国进口的马铃薯脱毒组织培养苗中将PVX、PVY等病毒顺利的检测出来;此外DIA技术对烟草环斑病毒、烟草脉斑驳病毒、番茄花叶病毒等MLO病害的检疫检测达到了一定的效果。DIA技术一般分为直接法、间接法、双抗体夹心法,其自身携有灵敏度高、操作简单、检测结果保存时间长的优势,成为了现代植物病害检测中快速诊断检测有效方法之一。

二、核酸技术

1.核算探针

其利用同位素或非同位素能够把互补核酸序列中的部分寡聚核苷酸检测出来的一项生物技术,在植物病虫害诊断、病原物的检测都有应用,前者将柑桔病毒病、兰花病毒病、香石竹环斑病毒病等检测出来;病原物分为类菌原病(桃X病、玉米丛矮病等)、类病毒(柑桔裂皮病、椰子败生类病毒等)以及植物病原细菌(线虫等)检测出来。该技术的杂交检测方法是多种多样的,利用率较高的是印迹杂交法,其灵敏度比ELISA高出2~3级,该杂交探针在植物病毒、类病毒、类菌原体检疫检测中拥有极大的应用空间;

2.RFLP技术

作为一种DNA检测技术,能够将植物中存有的病原物种、变种、专化型和生理小种迅速的诊断检测逼格鉴定出来,例如与线虫存在亲缘关系的马铃薯金线虫与马铃薯白线虫,作用于北方根结线虫能够将A和B两个生理小种检测并辨别出来;在真菌方面,RFLP技术在mtDNA的辅助下将大豆疫霉菌和苜蓿疫霉精准的区分出来。

总之,这一分子生物学技术具有灵敏度高、被检样品需求量少、结果产生快速以及操作简易等特点,其在植物病毒检疫方面具有较大的优势。结束语:与植物辐照等多种传统检疫检测技术相比较,无论是免疫学技术还是核酸技术,其凭借灵敏度高、精准性好、产生结果迅速等优势迎来了大量的使用者。但是由于造价成本高等外在条件的制约,这些生物技术仅仅在科研单位得到切实的应用,但是我们相信随着我国科学技术的不断的发展,这些生物技术存在的缺陷会及时的得到弥补,应用流程将会越来越简单,免疫学技术与核酸技术将会成为植物病害、病毒、细菌检测鉴定的常规手段。

作者:赵红梅单位:宣恩县森林植物检疫站

植物生物技术论文:园艺植物生物技术课程教学改革

摘要:

在原来教学改革思想的基础上,根据园艺植物生物技术教学任务和教学内容的调整,针对教学过程中新出现的教师学生专业化差别,学生教学参与感不强,学生“吃不饱”,以及实验教学量增加的问题,通过推行模块化教学,情景化教学,推行有条件的全英文教学,以及完善整体化实验教学,进一步构建和优化该课程教学的内容体系和教学模式。

关键词:

园艺植物生物技术;教学改革;模块化;情景化

生物技术是现代生命科学发展的前沿学科。生物技术在农业领域的应用已经成为广泛关注的研究领域[1]。园艺植物生物技术以园艺植物为研究对象,主要领域包括蔬菜、果树、花卉和茶学。目前,国内多所农业院校园艺专业都先后开设了园艺植物生物技术课程[2-6],其中华中农业大学开设的园艺植物生物技术国家精品课程比较具有借鉴价值[7]。通过多年比较研究和教学实践,笔者在实践原有教学改革方式方法的过程中不断发现新问题[8],进一步总结教学经验,以期为今后的教学工作提供参考和借鉴。

1课程简介与特色

西北农林科技大学园艺学院开设园艺植物生物技术课程较早,是园艺学专业的基础选修课,同时也是设施农业工程专业的专业选修课。笔者所在教学团队领衔开展的园艺植物生物技术课程具有比较突出的特点,包括拥有自主编写的规划教材,学校公共资源拥有丰富的课外学习资料,具有优良的实践教学平台和知识、年龄结构搭配合理的师资队伍,以及拥有良好的网络教学环境等[8]。这些条件保障了园艺植物生物技术课程教学的顺利进行。近年来,经过不断优化本科教学培养方案,现已将笔者所在教学团队纳入园艺学院基础教研课程组,将园艺植物生物技术归类于园艺专业的通识性教学课程。该课程的设课时间已由原来的本科第7学期[8]调整为本科第5学期,是直接承接西北农林科技大学公共基础课生物化学和遗传学的后续专业课程。为了进一步加强现代生命科学基本理论的培养,学院同时在原第7学期设置园艺植物分子生物学课程,对园艺专业的学生进行深入教学。这种教学顺序和教学对象的调整势必带来一些全新的教学问题。

2目前存在的问题

2.1课程设置早于专业分配,出现教师分专业授课而学生

无差别听课现象按照课程设置计划,学院在本科教学阶段共设置园艺学和设施园艺学2个专业方向,在园艺学方向下又设置蔬菜学、果树学、茶学和观赏园艺学4个模块,园艺学方向的学生可以根据自己的兴趣喜好,结合综合考核成绩,在第5学期中期进行专业选择。另一方面,园艺植物生物技术课程设置于第5学期之初,这也就意味着学生选课时还没有选定专业方向。因此,学院在设置该课程时无法考虑专业选择,即只能实行无差别教学方式。在具体教学中,仍然以自然班为教学单元进行教学。在教师安排时,授课的课程组来自蔬菜学系和果树学系,具有不同的研究背景。由于生命科学的发展非常迅猛,体现在生物技术领域的高速发展尤为突出,新技术、新方法的涌现速度非常快,使得专业教师不可能及时更新所有领域的新兴研究成果,仅可能专注于自己的研究方向。这一特点在教学活动中就会表现出教学的侧重点不一致,在进行实例教学时不能够协调统一。例如,果树学科的教师比较重视植物组织培养方向的内容,而蔬菜学科的教师对于分子标记方向的讲解比较多。在讲解基因克隆方法时,果树学方向的教师会在同源克隆方向上列举较多实例,而蔬菜学方向的教师则在图位克隆方向上有较多的展开空间。这种教学方向,甚至教学内容的差异,对于园艺植物生物技术课程教学的统一很不利。在具体教学活动中,还表现出考试试题、成绩评定标准不一致的现象,这一点对于不同班级学生争取综合测评成绩排名,进而争取研究生报送名额的矛盾尤为突出。

2.2学生的教学参与感以及课程兴趣不足

园艺植物生物技术课程的知识特点就是过于抽象,特别依赖于生物化学、分子生物学的理论知识,很多知识内容属于“不可见”科学,更多的时候需要学生通过想象进行理解和推演。因此,有一部分学生会选择直接跳过理解和思考的过程,回归传统的死记硬背的学习方法。有部分学生对于教学内容、概念、方法还多停留在背诵的层面上,缺乏主动理解,对课程的学习仍以应付考试为主,真正能够通过学习对科学研究产生兴趣的学生人数还比较有限。

2.3部分学生的知识诉求未得到满足

近年来,笔者在教学中发现部分学生存在求知欲望较强,而常规课堂教学不能满足其需求的现象,而且这种类型的学生数量近年来增加很快。西北农林科技大学由于特殊的地理、历史和政策条件的原因,每年有大量学生有出国深造的需求和机会。根据现阶段学科的发展特点,这部分学生中的绝大多数将会直接使用生物技术的相关知识,并且对于该学科的相关英文知识也有要求。针对这部分学生和部分早期规划考研深造的学生,学院从2015级学生开始成立实验班,进行更加专业化的辅导。根据学院的教学计划,需要对园艺植物生物技术课程进行精细教学改革,尝试进行全英文教学。

2.4实验教学内容仍需扩展

针对园艺植物生物技术课程长期存在的教学内容繁杂、实验课程设置不足的问题,学院于2017年开设园艺植物分子生物学与该课程进行互补教学,前者重点强调实验教学,计划再设置32课时实验教学内容。因此,如何整合2个课程的实验内容,需要进一步探究。

3教学改革的方向

3.1进一步整合教学内容,推行模块化教学方式

针对授课教师专业化问题,经学院教学办公室、教研室研究,并报请学校教务处批准,计划整合所有教学内容,打破原有教研室限制,成立园艺植物生物技术教学课程组,将原隶属于果树学、蔬菜学的教师重新组合,以教学内容为指导,分配教学任务,形成不同的教学内容模块。同时,学生不再分班级教学,而是整合成一个课程班级(视选课学生人数情况,再划分为平行的教学班次),接受所有课程组教师的授课。这样可以真正做到教师“讲有所长”,而学生可以充分学习到较为的专业知识。这种集体教学的方法以往多用于研究生教学中的研究进展讨论类课程,在本科教学中并不常见。针对园艺植物生物技术这门内容发展非常迅猛的技术型课程的教学,在多年研究教学方法的基础上,逐渐摸索尝试新的教学方式,可以尝试类似于进展讨论课式的模块化教学。在具体实施过程中,预先设定课程组长,由常年从事及时线教学、经验丰富的教授专家担任。课程组长负责召集具有不同专业背景的授课教师,按照教学大纲集体编制教学内容,分解形成不同的教学模块。这些模块包括园艺植物生物技术的背景与发展历史、分子生物学基础知识、基因文库基本知识、分子标记基本知识、基因克隆基本方法、载体基本知识、植物遗传转化基本知识、基因修饰植物基本知识等若干模块。课程组长协调授课教师领取各自的教学模块,授课教师编制具体教案和教学课件初稿。所有模块的教案和课件初稿编制完成后,课程组集体讨论各教学课件之间的衔接与过渡内容,形成最终的定稿。按照设计,课程组长不进行具体的授课工作,仅负责召集、协调各专业教师的教学内容以及各教学模块之间的衔接工作,组织安排教学进度,并有目的地进行听课考核和教学监督。作为组织者,教学组长具有明显的行政化特点,而非传统意义上的主讲教师。

3.2进一步推行情景化的教学方法

推行情景化教学方法是笔者所在教学团队于2012年提出的针对园艺植物生物技术课程特点的教学尝试。其主要思路是,针对某一特定技术和知识点,带领学生回到实现这些创新的时代,说明当时的技术背景,提出发明人的技术思路,展示最初的实验结果,推导新产生的理论。这种带入式教学可以激发学生对于所学习的知识,特别是对于科学研究的兴趣,使学生能够在当时的技术条件和知识背景下,独立推导出所要讲授的内容,同时让学生切实感受到科学研究工作并不遥远,自己通过努力也可以做到。几年的教学尝试表明,这种教学方法效果很好,很容易抓住学生的注意力,开发兴趣点,提高学习热情。更有甚者,有的学生会提出个性化的见解,引发更深层次的思考。在下一步教学改革研究中,将增加情景化教学的范例,系统分析具体教学内容的关联性,将每一项相关的技术内容串联起来,利用情景化将其讲述成为一个连续的科学研究故事,以激发学生的兴趣。这方面的一个实例是:DNA结构的发现与证明,半保留复制与核酸杂交,Southern技术与RFLP分子标记等几个内容可以通过连续的研究故事加以讲解。

3.3尝试推行有条件的全英文教学模式

针对学院组建的实验班和部分有出国深造意愿的学生,计划开设全英文的园艺植物生物技术课程。全英文教学使用小班授课形式,使用英文原版教材,全英文PPT演示和英语讲授。课程教学内容与正常园艺植物生物技术教学大纲要求相同,重点加强课程预习、自学内容。课堂授课兼顾讲解和答疑,讲解内容适当压缩,以阐述知识要点为主,进行适当的内容拓展,鼓励学生课堂提问和讨论。这种教学模式的目的是为了与国外高水平大学的研究生教育相衔接,尽力缩小国内外关于生物技术知识教学方式的差异,使学生提前适应未来的学习方式。另一方面,生物技术的近期研究成果往往以英文作为科技语言进行发表,让学生尽早接触专业科技英语,也可以培养他们的科研阅读、交流、写作能力,更容易对科学研究产生兴趣。

3.4完善整体化实验教育思想

随着学院不断加强生物科学实验课程教学,加大经费支持力度,增加实验教学课时,目前的园艺植物生物技术实验课程内容与指导已经不能够满足今后的需求。基于此,组织所有课程组的教师共同编写了《园艺植物生物技术实验指导》(试用本,以下简称为《实验指导》)。在编写过程中,贯彻整体性实验教学原则,以连续性实验为设计目标。目前《实验指导》已完成DNA相关实验内容的编制,主要围绕植物DNA的提取、检测、克隆、载体构建、分子标记等系列实验展开。实验之间互为顺承关系,前一个实验的结果(产物)是下一个实验的前体(供试材料),使所有实验设计以一个整体的形式呈现给学生。该实验指导已在2016年秋季学期发放给学生试用,学生反映情况良好。

4结语

生物技术是迅猛发展的现代科学,其与植物科学、农业科学的结合创造出大量新知识、新技术和新研究领域。关注于生物技术的课程教学也必须与时俱进,不断调整教学方式方法,以培养紧跟科学技术发展的专业本科毕业生。通过近几年对于园艺植物生物技术课程教学改革的思考、研究、探索与实践,不断总结经验,在原有教学改革思想的基础上,针对目前教学要求和教学内容的调整拟定了新的教学改革方向。核心思想是提高学生对于课程知识的兴趣,激发学生对于探索现代生命科学知识的研究热情,培养学生的动手能力。通过个性化和差别化教育,为专业化深造教育输送人才。总之,园艺植物生物技术的教学改革是必要的,同时也需要不断关注、调整,以适应不断发展的对高素质、性、创新型农业人才的需求。

作者:李征 陈儒钢 黄炜 逯明辉 李大伟 巩振辉 单位:西北农林科技大学园艺学院

植物生物技术论文:生物技术在植物保护中的应用探究

(山东省东阿县农业局,山东 东阿 252201)

摘 要:随着科学技术的迅速发展,生物技术被广泛应用在植物保护中。生物技术是利用生物体或有机体渗入到产品中,有机结合,改良产品品质或培育微生物以满足特殊需求的新技术。它包括细胞工程、基因工程、发酵工程和酶工程。本文主要探究了生物技术在植物中的应用,并对其应用进行了展望。

关键词:生物技术;植物保护;应用

1 生物技术在植物保护中的应用

1.1 细胞工程

每个植物细胞的遗传信息是相同的,并且包含该植物体全部遗传信息。在适当条件下,植物细胞具有全能性,一个单独的植物细胞可以培育成一个完整的植株,生物学家通过组织培养来培育名贵花卉,消除植物上的病毒,以及通过对细胞核的遗传物质进行整合,以此来获得所需要的品种。研究不利于植物生长的外来生物就是保护植物,如病虫害、杂草等,可以利用细胞工程来改善植物,获取所需要的基因,我国病原微生物的细胞工程已经取得初步进展,在科学家努力下将会不断地完善,培育出优良品种。

1.2 基因工程

基因工程是利用生物技术或物理化学方法将目的基因导入植物细胞中,获得人们所需要的转基因生物,有目的的生产植物或农产品。通常基因工程包括直接转移法和间接转移法:间接转移法原理是把目的基因转移到病毒或霉菌上,通过病毒或霉菌感染植物来间接把目的基因转移到植物基因中,以此来高效表达;直接转移法是把目的基因直接整合到植物的基因中。可以利用基因工程进行育种,以此来获得抗虫、抗病、抗除草剂、抗倒伏的优良品种,不仅可以节约成本,还可以减少环境污染,具有很广的市场前景。

1.3 发酵工程

发酵工程在植物保护中的应用主要是通过生产抗生素来制造农药,杀死害虫以防对农作物产生危害。目前我国已经广泛使用抗生素来制作农药,其优点是生产成本低,安全性高,高效、无污染。在19世纪60年代我国就开始把苏云芽孢杆菌用于农药生产,随后又提练出了Bt菌株并应于实际生产,其主要优点就是安全性高,为新世纪绿色产品的生产提供了契机,尤其在无公害农产品项目上应用广泛。目前我国抗生素生产已经在国际上占有一席之地,特别是冈霉素和阿维菌素成为世界上较大的生产国,其中冈霉素主要用于水稻,大大提高了水稻的产量,为我国的粮食产业做出了巨大贡献,增加了农民的收入;阿维菌株主要用于生产杀虫剂,安全高效。

1.4 酶工程

生物技术在植物保护的应用中,生物学家利用酶工程来获得所需要的物质,其原理就是将酶或微生物细胞、植物细胞、细胞器等在一定的条件下,借助酶的催化功能,将相应的原料转化成有用的物质。目前的是利用酶工程来制作生物农药,主要优点是无公害,并且不易产生抗药性,生产简单、成本低,主要应用于病虫害防治。例如把昆虫病毒基因插入到外源基因中,使其在昆虫体内得到表达,通过扰乱昆虫正常代谢,影响其活动,以此达到灭虫目的。由于无污染,具有很广的市场前景。

2 生物技术在植物保护中的应用展望

植物保护中生物技术的使用,突破了传统育种的界限,在原有育种的基础上整合新的基因,使传统技术与生物技术有机结合,降低了生产成本,提高了生产效益,不仅增加了植物的产量,同时也保障了植物的质量,在植物发展轨道上具有很大的发展前景。

生物技术在植物保护中的优点是不容置疑的,也创造了许多效益,一直处在快速的发展轨道上,安全性高、对自然生态平衡影响小,害虫不易产生抗性,但是它也有不足的一点,专一性太强,目前的生物农药只能针对一种害虫,对于具有多种害虫的农田具有不足之处。因此生物科学家应不断完善生物技术在植物保护中的应用,克服目前生物技术存在的缺点,可以利用基因工程把抗虫基因导入植物中,这样植物就具有了抗虫特性,也可以使植物散发一种气味,以此来驱散害虫,此种方法克服了生物农药针对的缺陷,减少了环境污染,更好地保护了植物。利用生物技术可以培育新品种,避免自然环境的污染。生物技术在植物保护中的应用还存在一些不足,需要我们去研究,使植物产业更好的发展,造福于人类。

3 结束语

总之,生物技术在植物保护中的使用,提高了我国农业发展的水平,加速了我国植物产业的发展,为人类增加了许多效益。将生物技术用于作物育种,保障了种子基因的纯度,基因工程培育了许多优良品种;发酵工程通过制作菌株来生产农药,减少了成本,同时还具有高效的作用;细胞工程利用植物细胞具有全能性的特点,可以有效除去植物基因中含有的病毒,培育花卉的优良品种;酶工程制作了生物农药,减少了农药的使用,缓解了环境污染,降低了生产成本;保护了大自然的环境,使人与自然和谐、可持续发展。

作者介:司姗姗(1984-),女,助理农艺师,研究方向:农学。

植物生物技术论文:问题式教学模式在园艺植物生物技术双语教学中的应用

摘要 园艺植物生物技术是园艺专业的主干课程,采用问题式教学,即以提出问题、分析问题、解决问题为手段,贯穿于整个教学过程中,教师引导学生解决问题,这种教学方法适合双语课程授课的特点,能引发学生学习园艺植物生物技术双语课程的兴趣,实践效果良好,同时为其他双语课程的开展提供了一定的指导。

关键词 园艺植物生物技术;问题式教学模式;双语教学

21世纪是生物的世纪,高校很多开设了和生物技术有关的专业,越来越多的领域也涉及到生物技术,很多行业急需大量的有一定生物技术知识基础的人才,很多高校开设了和生物技术有关的课程。

园艺植物生物技术是河南科技学院园艺园林学院面对园艺专业开设的一门重要的专业课。主要内容包括植物组织培养基本技术、脱毒快繁技术、细胞培养和体细胞杂交技术、染色体工程、基因分离、遗传转化的基本原理和技术以及DNA标记等技术,通过本课程的学习,要求学生系统掌握园艺植物生物技术相关基本原理和技术,培养学生科学的思维方式和科技应用能力[1-4]。在该门课程的学习过程中,作为本科生除了要掌握基本理论知识和基本技术,还需要多了解该技术的发展,特别是在国际上的发展趋势,为将来从事园艺植物生物技术相关研究及其产业应用奠定良好的基础。因此,需要开展生物技术双语课程的讲授,让学生对生物技术的专用词汇和用语进行掌握,在语境中掌握基本技术,同时加强学生生物技术国际化的学习,便于学生查阅外文文献,扩展视野,掌握生物技术的技术前沿和近期动态[5-7]。

园艺植物生物技术课程因为内容涉及面广,专业性强,需要学生具有较好的英语基础,同时需要学生对于生物技术的学习兴趣强,为了解决这个问题,通过查阅大量的关于教学法的文献,对于涉及和英语有关的很多教学采用的较多的教学方法是问题式教学,结合自己教学的经验和面对的学生特点,计划在园艺植物生物技术双语课程的讲授过程中很多关于技术如培养基母液的配制、培养基的配制、脱毒技术、细胞培养、原生质体培养、染色体单倍型和多倍型的获得、DNA的提取、标记、电泳技术、转基因应用等方面采用问题式教学,为该课程双语课程的顺利开展和该方法在其他双语课程开展的应用提供指导[8-10]。

1 问题式教学模式开展的必要性

本课程教学理念是将理论教学与实验教学相结合、中文教学与双语教学相融合,以双语教学为手段、教学内容为载体,博采中西方教学之长,促进国际教育文化交流与合作,培养学生的创新能力、合作意识、国际交流与竞争能力,探索和实践符合中国实际的双语课程教学模式,发挥积极的示范与辐射作用。该双语课程采用问题式教学模式是由课程的2个方面决定的。

1.1 课程内容的特殊性

园艺植物生物技术涉及的内容专业范围非常大,生物技术领域包括的课程如细胞生物学、分子生物学、基因工程等,而这些课程的基础知识在园艺植物生物技术一门课程中均有涉及,内容繁多可想而知,要想在有限的课时内全部讲授和让学生掌握是不可能的。如何让学生对于每个技术核心有所把握,教学方法的选择成为教师必须要解决的第1个问题。问题式教学模式是目前探究和使用较多的一种教学方法,在讲授过程中将生物技术基本理论和操作技术为中心展开教学,基本理论除了教师讲授,还需要提前布置问题,让学生去查阅文献,追根溯源,操作技术需要问题式教学,如果采用讲述,学生很难记住,以问题为导向,教师布置问题,案例及项目教学法相结合,学生分组探讨学习[11-12]。

1.2 双语教学的特殊性

园艺植物生物技术的内容专业性比较强,园艺专业的学生在大学阶段开设虽然有园艺专业英语,但是没有涉及生物技术的词汇,因此在进行双语讲授的过程中,相当于还要讲授园艺植物生物技术的专业英语,加大了工作量,在有限的时间内让学生感兴趣,同时掌握专业词汇和基本技术英文的表示,大学英语学习最常用的问题式教学法具有很大的借鉴性。

2 问题式教学模式的实施

2.1 教学内容

园艺植物生物技术双语教学的重点内容是将课堂上要讲授的内容,分阶段地按照不同的章节提前布置给学生,比如研究领域方面的园艺植物生物技术发展简史及趋势,脱毒、细胞工程、染色体工程、分析标记及转基因的应用等方面的内容,技术操作方面如组织培养培养基母液配制、培养基配制、无菌接种操作、脱毒技术、细胞培养、人工种子制作、DNA提取、凝胶电泳、分子标记等方面的内容,均可以按照问题式教学模式开展教学。布置的问题关于课本上的技术操作方面的,这种问题的答案是有针对性的,关于研究领域方面的,这种问题往往是开放性的,没有正确的答案。

2.2 组织形式

学生需要在课前查阅大量资料来自学和完成教师布置的任务。在课堂上首先是每个学生将自己所得与组内其他人交流、讨论,可以采用中文进行交流,形成一个小组的结论,教师灵活地参与到每个组的讨论中去,进行观察,将讨论向深入引导。小组讨论后形成小组观点进行汇报,每个组每次汇报的学生不同,汇报的学生可以采用小组推荐,还可以采取数字抽取,然后教师选择数字,可以采用男女特征进行选人汇报,比如长头发女生汇报等,保障每个学生都参与讨论和得到锻炼,每个小组再各自就自己的结论进行英文陈述,然后进行组和组之间的英文讨论交流,最终在教师的参与和指导下得出总的结论,同时要求学生每人撰写出总的中文和英文结论。“问题―阅读―讨论―汇报―结论”这种方式既包括了英文的阅读,也有英文的陈述还有撰写,符合中国英语学习语境下的学习方式,适用于不同程度的英语水平的学生,有助于园艺植物生物技术双语课程的开展[13-14]。

3 问题式教学模式的关键

3.1 提问方式的多样性

一方面是授课教师在讲授过程中随时随地询问“有问题吗?”“any question?”;另外教师必须引导学生提问,采用中英文结合的提问方式。这对于非母语的学习者,这一点非常重要,对于没有听懂的表达或含义,可以及时提问,便于前后内容的连贯,有助于及时清除理解障碍、回顾前一内容、理顺思路以及调动积极主动的思考等方面。

3.2 回答方式的多样性

在每个内容讲解过程中,用一定的方式来提问学生。可以让学生对照教材英文回答或是借助手机百度等网站作答,可以改变学生的注意力,因为据调查学生的注意力集中一般为15 min,通过问题式教学可以使学生保持思维的更换,通过手机百度答案学习,可以调节学生思维,转换注意力,活跃课堂学习氛围[11,13-14]。

4 问题式教学方式的作用

园艺植物生物技术双语教学方式很多,采用问题式的教学方式可以发现以下作用。

及时,可以促进学生通过查找资料、相互交流、讨论、陈述,学会了如何自己学习、集思广益、团队合作和解决问题。第二,对于英语底子比较薄的学生,对于英语陈述有时间准备,再通过课堂讨论,加强印象,教师在这个过程中的作用就是参与讨论、引导思考,对学生的锻炼和提高效果显著,学生通过讨论能够分享经验、观点和知识,每个学生都能从别的学生那里获得新的东西,甚至教师都能从学生那里获得收获。第三,通过汇报反馈,教师可以了解学生对于该部分内容的掌握情况,还有哪些是需要补充和重点讲述的,重新审视教学重点,把握教学核心。第四,通过“问题式”教学,可以教会学生如何学习,如何运用学到的知识解决问题。在教学过程中不能让学生仅仅坐在那里听,应该尽量把学生放到真实的情境中去,让学生去做、去尝试、活跃起来。第五,变获得式学习为探究式学习,通过提问、收集信息、分析数据等促进学生进行探究式学习,将学习过程的重点放在“如何学会”上,而不是“学到了什么”。通过这种探究式学习,能增进学生的学习兴趣,让学生主动、高效地进行学习,并将所学的知识与实际生活紧密联系,有助于学生加深理解。另外,应对于教学方法、教学效果经常进行总结,并及时从学生那里获得反馈,进行反思、调整和改进。比如还可以采用案例并结合提问进行教学。比如将植物组织培养工厂化育苗公司实例引入理论教学中,对实例进行深入剖析,将学生的理论学习与实际生产实际相联系,能起到比单纯理论讲授更好的教学效果,而且能提高学生用所学理论分析问题、解决问题的能力和技巧[14-17]。

植物生物技术论文:生物技术专业植物生理学实验教学改革初探

摘要:针对高等院校植物生理学实验教学现状和现存问题,对实验教学的教学方法、教学内容考试方法进行创新与探索,以提高植物生理学实验教学的质量,调动学生学习积极性,培养其实践与创新能力。

关键词:生物技术;植物生理学;实验教学改革

植物生理学是研究植物生命活动规律的基础学科,是理论与实践结合的一门专业基础课,是高等农业院校生物技术专业必修的重要专业基础课,作为高校精品主干课程,其教学效果对后续专业课的学习有直接影响。植物生理学实验是学生理解和掌握该学科基本原理的必需环节,为进一步提高生物技术专业本科生的综合实验技能和科研创新意识,对现有植物生理学实验教学方法、教学管理和考核评价进行了改进。

一、教学方法改革

植物生理学实验课程的任务是使学生了解实验的基本内容,掌握基本实验技能,养成良好实验习惯,提高科学实验能力。传统的实验教学是单一被动的,通常上课前由教师准备实验材料、仪器和试剂,板书实验方案,通过课堂讲解,灌输给学生,学生比葫芦画瓢简单完成实验操作,教师和学生之间的情感相互隔离,缺乏沟通,不利于学生综合素质的培养。实验教学方法的改革是植物生理学实验教学改革成功的必要保障。因此改变单向的教学方式,提高实验教学效果,成为植物生理学实验教学改革的重要内容。

1.课前预习和准备。①课前预习。植物生理学实验教学内容多、课时少,为了提高教学的有效性,培养学生良好的自主学习习惯,引导学生进行有效的课前预习显得尤为重要。学期开始时,教师将学生分成若干小组,让学生做好预习,实验的重点、难点就是学生预习时看不懂的内容。②实验准备。植物生理实验准备工作主要包括植物的材料选择和培养,实验器皿清洗、试剂配制,仪器安装和调试等。这些工作通常由教师单独完成,学生听讲后直接操作,目的是为了让学生在较短的时间内能够完成教学实验,但不能达到培养学生实验准备技能、提高学生团队合作能力的目的。我们让学生自由分组,分工合作,轮流参与准备实验,这种教学方法显著提高了学生独立思考和解决问题的能力,极大地调动了学生的学习兴趣。

2.教学手段多样化。①多媒体网络教学。借助多媒体形象生动地说明植物生理学实验的目的、意义、方法原理、实验流程、仪器设备的操作、安全措施等;课件中增加前沿试验方法、仪器操作、数据处理、论文写作等方面的介绍,让学生在了解植物生理学研究的热点方向的同时,激发其学习主动性和积极性;通过互联网软件与学生之间建立资源共享交流平台,实现对学生实验报告、科技论文写作的实时指导评定。②比较式教学。随着现代科学技术的飞速发展,现代生理仪器越来越快速、,将传统实验方法和先进仪器测定结合,能够使学生在深刻地理解实验原理的同时,接触前沿分析仪器,加深对实验的了解,提高学习兴趣。比如在进行植物叶片光合作用测定时,分别采用比色法和Li-6400光合仪,比较不同方法的优劣和适用范围。③分组式教学。植物生理学与多学科关系密切,培养学生的团队协作精神至关重要。实验过程中将学生分组,组长组织和协调实验地进行,组员履行自己的职责,互相帮助和协作,以团队形式进行实验。如,在实验材料的消毒、培育和获得、实验处理和指标测定等过程中提高学生的协作精神。④讨论式教学。指导教师提前培训学生的实验数据记录、观察、处理、图表制作、论文写作能力;在课堂上鼓励学生上台讲解,培养学生的语言表达能力;学生参与有多种方法的实验,通过优劣比较,经验交流与讨论,筛选可行性好的实验方法;通过互相交流讨论,从不同角度对实验数据、实验照片进行论证分析,使学生深入认识数据处理和论文写作,为从事科研工作奠定基础。⑤探究式教学。探究式教学以学生为主体,教师为主导,引导启发学生的自主动手能力和探索创新能力,首先教师提出问题,引发学生听讲兴趣;再留给学生时间思考,然后分组讨论;教师融合学生未能解决的问题进行针对性讲解,激发学生的求知欲和创造力,提高学习主动性。⑥分层次教学。让学有余力的学生参与开放性试验,根据其学习兴趣,结合教师的研究方向,确定实验题目,具体的开放性实验周期非常长,需要进行的操作时间也特别多,这样容易造成与学生上课时间向冲突的后果,因此学生要利用课余、周末、寒暑假时间进行实验,通过教师及研究生的具体指导完成实验内容,培养学生自学能力和独立操作的能力。

3.教学团队建设。“教学团队与高水平教师队伍建设”是国家质量工程的重要内容,教学团队对教师发展和教师教学水平提高有重要影响。通过对相关研究进展地深入讨论,提高教师对知识架构和研究发展方向的认识,改进教学方法;定期举办教研活动,讨论教学研究中的具体问题,协商制定改革措施;开展教学合作,相互听课评课;开展教学团队的科研合作与交流,提高团队的科研实力,营造和谐的合作氛围等措施,能有效提高教学资源利用率和团队整体实力和教学水平。

二、教学内容改革

传统植物生理学以培养学生实验技能的验证性实验为主,忽视学生综合运用知识和创新能力的培养。我们在充分利用实验室现有设备的基础上,对原有实验项目进行精简优化,减少基础验证性实验,增加了综合性实验和设计性实验的比例。基础验证性实验的目的是为了让学生掌握基本的实验技能,熟悉常规仪器的使用和药品配制;加深对基本理论知识的理解,掌握常规实验技术的操作原理和方法;实验内容包括实验仪器、玻璃器皿的使用、实验试剂的配制。通过基本技能训练,使学生掌握基础性实验的测定方法,加深对理论知识的理解,学会实验记录和实验报告的撰写。综合性实验重点培养学生分析和解决问题、实验数据的分析以及实验动手能力,是相互渗透的提高式实验教学形式。如,为了使学生理解逆境下植物生理生化变化,我们引入了科研项目“干旱胁迫下牡丹的转录组分析”前期理化指标测定实验,学生对牡丹叶片的光合特性、电导率、丙二醛含量、可溶性糖含量和脯氨酸含量进行测定,按照文章发表要求记录整理数据。使学生掌握了部分理化指标的测定方法,加深了对植物抗性生理的理解,同时使学生了解了相关领域的科研动态。设计性实验是教师根据学生的兴趣、能力和专业需要,给出实验题目;在教师指导下,学生以小组为单位,通过查阅文献设计实验方案,独立完成实验研究,处理实验数据,撰写研究简报。如,我们设计了“不同光质对牡丹年宵花生长开花特性的影响”的选题。在牡丹培育与深加工工程技术中心学生独立开展试验,完成试验数据整理,论文撰写,参与SRTP项目及挑战杯的评选。

三、考核评价改革

考核是教学的指挥棒,关系到学生能力的形成和发展,实验考核是检查教师教学质量和学生掌握实验技能的重要手段。传统的实验考核方式不利于调动学生的学习积极性和主动性。改革后综合考核内容主要包括以下几个方面:课前预习;规范配制实验药品、操作仪器设备,仔细观察实验现象,及时记录实验结果;正确分析数据,查阅文献,团结协作能力。我们采取的考核办法为:平时考勤(10%),课前预习(20%),准备实验(20%),实验操作(30%),实验报告(20%),实验报告成绩根据每一次实验的表现加和平均计算,的综合成绩为学生的最终成绩。这一考核办法操作复杂,但对学生实验素质技能的评价更加真实、客观、合理,注重学生平时综合能力的锻炼,有利于充分调动学生自觉学习的兴趣,培养创新型人才。

在植物生理学实验教学改革中,通过对植物生理学实验教学的教学方法、教学内容、考核方式的改进,让学生在掌握理论知识的同时,培养学生的基本实验操作能力、严谨的科研态度和浓厚的科研兴趣,这取得了一定进展。但还存在一些急需解决的问题,如。自合校十年来农学院教师数量逐年增加;项目资助逐年增加;先进实验设备日益充盈,但实验室面积几乎没有变化,这成为阻碍实验教学改革的瓶颈,另外教师深造机会较少,自身水平提高较慢,也影响实验教学改革的发展。总之只有通过不断的改进和完善,才能提高实验教学的教学水平和效果。

植物生物技术论文:生物技术在植物病虫害防治中的应用及其展望

摘 要:伴随着社会经济的不断发展和进步,我国的农业经济也获得了比较大的进步,但是目前农作物的生产过程中的病虫害已经成为了当前农业经济发展中的难题,影响着农作物的产量。实践中造成农作物减产的原因是多方面的,而作物在生长过程中病虫草害是导致农作物减产的重要因素。近年来,伴随着社会的不断进步和发展,生物技术在植物病虫害的防治中应用越来越广泛,获得了比较好的效果。本文主要结合实践,就生物技术在植物病虫害防治中的应用开展了研究和分析。

关键词:生物技术;病虫害防治;应用展望;综合防治;应用研究

实践中将生物技术应用到植物病虫害的防治工作中,主要是通过利用有益的微生物技术实现对于病虫害的防治,在生态环境的保护方面有着一定的优势,因而受到了越来越多专家和学者的关注。生物技术在植物病虫害的防治中有着一定的积极作用,能够促进植物的健康生长,较大限度地减少可能存在的病虫害。但是,目前生物技术在植物病虫害的防治中仍然存在着不少问题,在一定程度上影响作物的正常生长。分析和研究生物技术在植物病虫害防治中的应用就显得越来越重要。伴随着科学技术的不断进步,生物技术在植物病虫害防治工作中获得的成就正在大家所认可,这对于我国农业生态的发展起到了极大的促进作用。本文主要结合实践,探讨了生物技术在植物病虫害防治中的具体应用,以期能够更好的促进对于生物技术在植物病虫害方面的认知,促进植物健康生长。

1 基因工作在植物病害防治中的应用

在开展植物病虫害的防治工作中,基因工程是一项十分重要的应用,基因工程在植物病虫害的防治中主要包含了以下几个方面。CP基因。CP基因能够将植物对于病毒的免疫性进行适当的诱导,从而很好地提升植物抵御病虫害的能力。目前,在国内外的植物病虫害防治工作中这种外壳蛋白基因开展了有效的应用,比如烟草花叶病毒等。这种CP基因的应用可以使得植物对于病害有一定的免疫功能,能够很好地减少植物可能出现的各种病害。RP基因。RP基因是复制病毒的复制酶基因,而复制酶指的是通过对病毒的编码,再利用不同的组合形式形成不同的聚合酶。该基因主要的作用是对病毒基因的DNA进行快速的合成。同时,该基因还能够将一些具有缺陷的复制酶基因转入到植物之中,这样就能够受到复制酶的影响,进而导致其复制作用受到一定的影响,从而有效的降低病毒复制的速度。Sat-RNA以及中和抗体。这是一种低分子的RNA,一般需要依靠病毒才能够实现复制的过程,并且复制的郭恒会对辅助病毒的复制产生不同程度的影响,进而造成在症状表现方面产生一定的变化。实践中生物技术应用到植物病害的防治中,主要是采取将病毒的症状减弱的Sat-RNA,对于减少植物的病虫害有着一定的积极作用,应给予充分的重视。

2 生物技术在植物虫害防治中的应用分析

蛋白酶抑制剂在大部分的生物体内都有着一定的含量。这种基因是维持生物体内正常代谢的重要保障,同时也可以很好的抵御各种外来的蛋白水解酶,所以能够比较好的防治生物体内所造成的损坏。近年来,生物技术得到了快速的发展,对于蛋白酶抑制剂的研究工作也越来越广泛,特别是其抗虫害方面的作用显得也更加的突出。一般情况下,蛋白酶的抑制作用在杀虫工作中可以起到很好的抑制昆虫肠道蛋白活性的作用,可以对昆虫的消化系统产生一定的破坏作用,进而使得昆虫由于缺少一定的氨基酸而没有办法正常的生长和法语,最终导致昆虫的死亡。目前,这种通过蛋白酶来抑制昆虫生长的方式在保障植物的正常生长有着很好的促进作用,正在被广泛的应用,极大提升了植物的抗虫害能力,促进了植物的健康生长。

3 生物技术在植物的草害防治中的应用分析

生物技术可以将一些具有抵抗除草剂的基因转移到植物之中,使得植物自身具备对于除草剂等药物的抵抗能力。这些具备抵抗除草剂基因包含了利用编码可以分解除草剂的酶、在出现扩增现象的时候被除草剂损害的酶等,通过这些基因的作用就可以达到抗草害的目的。近年来,人们的环保意识不断的增强,在生物技术的应用中也更加注重对于环境的保护。通过有效的应用生物技术能够达到草死苗长的目标,以此来促进除草剂应用价值的不断提升。

4 小结

近些年来,伴随着科学技术的不断进步和发展,在植物病虫害的防治工作中也获得了一定的进步。生物技术的有效应用,能够很好地促进对于植物以及病菌之间相互作用机制的研究,进而更加和深入的了解各种不同细菌分子在引起植物病虫害过程中所产生的不同影响,反过来也可以促进生物技术的不断改良和优化。这将更加有效地提升植物病虫害的防治效率,进而促进植物的健康生长。本文主要结合实践探讨了基因工作在植物病害防治中的应用,同时就生物技术在植物虫害防治的作用进行了研究,并就生物技术在植物的草害防治中的应用开展了论述,以期能够更好地促进生物技术在植物病虫害的应用。

作者简介:黄正鸿(1973-),男,汉族,云南宁蒗人,宁蒗彝族自治县植保植检站,农艺师,本科。

植物生物技术论文:浅谈高职生物技术专业植物组织培养的教学改革

摘要:课程教学改革是当今高职教育加强内涵建设和提高教学质量的重要环节。针对植物组织培养课程实践性强的特点,结合组培苗生产企业的实际情况,采用理实一体、项目教学的模式,对教学理念、课程内容、教学方法、课程考核等方面进行改革、实践。

关键词:高职;植物组织培养;教学改革

植物组织培养是生物技术专业的核心课程之一,随着我国职业教育的迅猛发展,对职业院校的植物组织培养课程也提出了更

新、更高的要求。

一、深入企业,认真调研,制订课程标准

工作岗位需要什么样的人才,从业人员应具备哪些技能和素质,

企业最有发言权。高职教育中传统的课程体系还是围绕学科知识体系开展理论和实践教学的,这与企业岗位要求存在矛盾。因此在课程改革之前,首先要深入企业,对组培苗生产岗位进行分析,确定岗位核心能力及岗位项目,形成对应的课程标准。

二、联合企业、行业专家,编写植物组织培养配套教材

通过联合企业、行业专家对组培苗生产岗位进行分析,了解植物组织培养的发展方向、企业的工作过程、企业对人才培养的要求,有目的、有方向地改革课程、培养人才,提出核心能力要求,开发编写植物组织培养配套教材。校企联合开发编写教材,既有针对性,又兼顾了知识的系统性。

三、配合新课程标准及教材改革教学方法

高职教育中一直在强调“实用、够用、发展”,而在传统的教学体系中,我们一直沿袭着重理论、轻实践、面面俱到的教学模式。学生被动接受知识,束缚了思维发展、不能充分调动他们的主观能动性和创造性;对企业岗位所需的工作技能,也不能很好地掌握与运用。

因此,教师要对课程内容进行分析,使之贴近生产实际,找出课程各部分的知识点、技能培训目标和任务,提高实践教学比例,采用理实一体、项目教学的模式改革课程体系,这对教师提出了更高的要求,不但知识面要宽,理论扎实,而且要求动手能力强,因此必须提高教学水平。

教学过程中课堂与岗位的统一。按企业的岗位能力要求,将理论课和实践课相融合、校内学习和校外顶岗实习相结合。学生在校内完成理论和实训的学习,对于一些难以在校内实训基地开展的项目,就可以充分发挥兼职教师及校外实训基地的优势,将“课堂”搬到企业。在企业完成顶岗实习,由企业技术人员根据企业生产实际情况安排、负责学生的技术指导、理论授课及考核,完成教学计划,专业教师加以监督以保障教学质量。

学院定期举办技能大赛,参照职业标准和企业岗位能力,制订比赛内容和标准,评选出学生参加省级或部级职业技能大

赛,培养高素质技能型人才。

四、改革完善教学评价方法

引进企业标准,建立试题库,采用理论与实践考核并重的评价体系,对于在企业完成的科目由校企联合制订考核办法。

1.作业形式改革

传统的教学模式要求学生能够按时、按要求地做好课后的练

习和作业题,学生的作业都在纸上,对高职生的培养没多大意义。因此,要改变作业形式和内容:作业的形式要不拘一格,可以是书面的,也可以是课件,更多的应该是实践作业。作业内容要突出实践技能的培养和自主学习能力的提高。

2.考核方式改革

考核方法很多,诸如:口试、现场操作、试管苗的污染率、组培苗移栽的成活率等。在考核上要加大平时学习的考核,改变一次考核定分的现状。教师可以在课后或平时给学生提出一些问题,给学生思考、准备的时间,让学生上网查找资料,与教材对照,弄清楚后再交作业,也可以给学生布置一些操作任务,根据完成情况给分。

课程体系建设是教学基本建设中具基础性的核心工作,其水平、质量和成果是衡量专业教学质量的重要标志,是深化教学改革的依托。

(作者单位 辽宁职业学院)

植物生物技术论文:植物生物技术在植物保护方面的应用

【摘 要】伴随着科学技术的日益发展,生物技术已经被广泛地应用于植物保护方面。生物技术的运用主要体现在:对植物病毒和病源的判别和诊断,促进了植物病毒治理过程;选育抗病虫种苗,免除了病虫的危害;研制基因工程农药,有效的避免了化学农药产生的不良后果;培育抗病虫和抗除草剂植物,生物技术的运用极大地促进了植物的保护。

【关键词】生物技术 植物保护 基因工程

伴随着国内外对植物生物技术研究的不断深入和发展,生物技术已经被广泛地应用到植物保护方面。生物技术主要是指利用微生物或者生物有机体来制造或改进产品、改良品种,或者通过培育微生物等过程以达到为人类服务目的的一种技术。生物技术主要涵盖细胞工程技术、基因工程技术、发酵工程技术以及酶工程技术。植物生物技术在针对植物病毒和病源的判别和诊断、植物病虫害防治等问题上具有安全、高效、选择性强、无污染等特点,被广泛的应用于植物保护过程中。

一、对植物病毒和病源的判别和诊断

生物技术应用于植物保护中,能够快速而有效地进行植物病毒和病源的诊断。单克隆抗体技术就是一种用于对植物病毒和病源进行诊断的技术,这种技术与各种免疫标记技术相互结合,就能够对病源进行快速而的诊断分析,促进了植物病毒的治理。单克隆抗体技术的积极运用为诊断和判别植物病害提供了有效的途径,现已经制备了很多种植物病毒单克隆杂交瘤的细胞株,例如各种像烟草花叶病毒、葡萄扇叶病毒、黄脉病毒等。我国在植物细菌病害的研究中取得了丰硕的成果,如水稻白叶枯病、青枯病、葡萄扇叶病毒、马铃薯青枯病单克隆抗体的等很多种植物病源的单扛杂交瘤柱系,极大地促进了生物技术在植物病源诊断上的应用。

二、培育无病种苗

近些年来,我国在抗病虫育种的基础上,积极地运用生物技术,创造并选择利用植物群体内新的遗传变异,取得了很多新的进展。生物技术应用于选育抗病虫植物和培育无病种苗,是通过组织培养的方式。为了保障各种作物的产量和品质,提高对有害生物病、虫、杂草的抗性和耐力,使用组织培养的方式,通过无性系突变体来筛选新的抗病虫材料或新抗源,获得无病毒苗,进而获得抗病虫的植物,用体外栽培植物的离体部分来消除病毒的侵染危害,生成没有病毒的完整植株后,再将植株的种子进行繁殖,通过这种无性繁殖就能获得没有病的的种苗,免除了各种病虫的危害[1]。

通过花粉粒作为外植体进行培养,获得植株的单倍体,利用单倍体可在较短的时间内培育出新的、高纯合材料,从而诱导、筛选出具有抗性的植株。另外利用茎尖脱毒技术也可以繁育出像薯类、果树、花卉以及某些蔬菜等无病毒种苗,极大的保障并提高了作物的品质和产量。目前国际上已经开发出抗虫转基因水稻,同时我国也在积极研究,已经开发出抗叶枯病和抗水稻细菌性条斑病的转基因植株,这种生物技术应用于实践,能够有效地降低化学农药的使用量。

三、研制基因工程农药

生物技术在微生物农药开发中的应用,能够代替化学农药而起到防治害虫的效果。为了提高农作物的产量而进行的病虫害防治,长期以来大量使用有机农药,虽然起到了杀菌防虫的作用,但与此同时因单纯依靠化学有机农药,并且使用浓度严重超标也造成了一系列的恶果。例如农药的过度使用,使得在杀死害虫的同时,也杀害了害虫的天敌,从而严重的破坏了生态系统的生物链;长期使用农药,使得害虫产生了抗药性,形成了恶性的循环;农药残余严重,破坏了土壤环境,同时也危害了人们的身体健康。

鉴于有机化学农药带来的各种问题,生物农药防治病虫害的方法也呼之欲出。随着各种生物杀虫剂和生物杀菌剂的相继研发成功,诸如假单胞杆菌型、莓力菌杀虫剂以及枯草杆菌杀虫剂等的使用,极大的避免了有机化学农药产生的危害作用。利用昆虫重组病毒防治害虫,可以利用寄生在昆虫体内的昆虫杆状病毒,如果将此病毒的基因中插入和表达外源基因如节肢动物或细菌来源的昆虫毒素、昆虫激素或酶,就能够扰乱害虫内部的代谢平衡,从而达到了灭虫的目的。另外许多微生物农药也在积极的研发过程中,利用产素细菌能够防治各种因植物细菌而产生的病害问题,这种方法主要是先从土壤根围的细菌中筛选出对水稻或者蔬菜等重要病原细菌,然后选择具有较强拮抗作用的拮抗菌株,这种拮抗菌株由于能够产生较强的拮抗蛋白而起到了抑制或预防作物细菌病害的作用。在这种引进拮抗菌株进行植物的病虫害防治的进程中,从植物体形成的自然生态系统中筛选增产菌,而增产菌的代谢物对改善植物生理代谢又起到了重要作用。总之微生物农药具有高效、无毒、无公害和无污染等特点,对于病虫害防治和环境保护都具有良好的效果。

四、培育抗病虫和抗除草剂植物

作为一种分子生物学技术,植物基因工程技术是利用了植物细胞的全能性。植物细胞的全能性是指植物的每个细胞都具有相同的遗传信息,因此能够把一个植物细胞通过生物技术方法培养成完整的植株。进行抗病虫植物的培养,可以利用动物毒素基因的导入达到防治害虫的目的。此类方法是将一些昆虫的毒素基因导入到植物中,害虫一旦咬食植物的同时就吞入这些细菌,从而就会被杀死[2]。培养抗除草剂植物是通过将破坏除草剂的基因导入到植物中。研究者已经从吸水链霉菌分理处一种能够破坏破坏除草剂的基因,将这种基因导入到烟草、马铃薯和番茄的植株后,这些植株就对常用的除草剂产生了抗性,这样就使得这些作物避免了除草剂产生的药害作用。

抗病虫工程植株与抗除草剂工程植株的培养,我国也取得了很多突破性的进展,已经将很多诸如水稻、小麦、大豆、棉花等农作物通过组织培养的方式获得了再生植株;通过病毒的外壳蛋白的基因转移到烟草和番茄上,并将苏云金杆菌的毒蛋白转移到棉花和水稻上;弱毒疫苗和卫星核糖核酸的也已逐渐应用到实际的生产中[3]。

总之,生物技术的发展,对植物保护产生了革命性的影响。利用植物生物技术能够选育和培育出各种抗病虫害的新的植物品种,同时生物技术对植物病毒和病源进行了快捷而有效的诊断,基因工程农药的使用免除了病虫的危害,也有效的避免了过度使用有机农药产生的恶果。因此,充分利用各种生物技术,能够有效的起到植物保护作用,从而保护了物种的多样性,保护了生态环境,实现了人与自然的可持续发展。

植物生物技术论文:试论植物病虫草害防治中生物技术的运用

摘要:目前导致农作物减产的一个主要原因就是植物中容易出现病虫草害现象,所以如何利用生物技术进行抗病虫草害作物的培养,已成为目前农业发展的一个新兴方向。基于此,文章主要对植物病虫草害防治中生物技术的运用进行了探讨。

关键词:植物病虫草害防治;生物技术;运用

通过有益微生物技术来对病虫草害进行防治,对于保护生态环境上具有突出的优势,而且逐渐受到了社会各界的重视,不过其在继续发展应用的过程中由于某些菌剂的效能发挥不是很好,导致扩大发展遇到了一定程度的阻碍。不过伴随着利用生物技术对植物病虫草害进行防治取得的越来越多的成就,针对克服了上述所说的不足之处,目前已经成为农业科学技术中发展最为活跃的应用前沿。

1 在对植物的病害防治过程中,生物技术的主要应用

1.1 植物在进行抗病毒病害过程中应用到的基因工程

(1)CP基因。CP基因也就是指病毒外壳蛋白基因,它可以有效的将植物对于病毒的免疫性能进行诱导,到目前为止,国内外在构建和转化外壳蛋白基因上卓有成效,例如烟草花叶病毒、马铃薯X和Y病毒以及苜蓿花叶病毒等,而且还获得了工程植株,它能够对病毒产生一定免疫力,还具有良好的遗传功能。到目前为止,为了提高抗病毒的能力,部分实验室已经着手将CP基因和其他具有抗性的基因进行结合实验,例如将病毒中的CP基因进行同时转化或者是通过把CP基因和Sat-RNA基因进行构建,从而将其转化到同一载体的植物中。(2)RP基因。RP基因也就是病毒的复制酶基因,这里所说的复制酶指的是通过病毒进行编码,利用特异形式合成病毒的正负链RNA的RNA聚合酶,其主要作用就是能够将全长的病毒基因组DNA进行合成,此外,还能把一些具有缺陷的复制酶基因在植物中进行转入,转入之后可能会跟正常的复制酶发生竞争现象,对病毒的复制产生干扰。(3)Sat-RNA以及中和抗体。Sat-RNA也就是卫星RNA,它是一类低分子量的RNA,只有依赖于病毒才能够进行复制,在复制的过程中能够对辅助病毒的复制产生干扰,并且将其症状的表达也进行改变,在植物的基因工程中,主要采用的是将病毒的症状进行减弱的Sat-RNA。在烟草以及番茄上利用CMV Sat-RNA进行转化,已经获得了巨大的成功,在田间,对于CMV的侵染,转基因烟草表现出了其高度的抗性,通过进行隆和序列的分析,在该病毒进行中和抗体的基因工程里打下了坚实的基础。

1.2 植物在进行抗真菌病害的过程中应用到的基因工程

几丁质酶基因以及β-1,3葡聚糖基因。目前已经了解到的几丁质酶可以利用水解菌丝尖端来进行新的几丁质合成,可以利用其对病原真菌的繁殖进行良好的抑制,很多植物在遭受到病菌的侵染之后,会形成一定的防卫机制,而几丁质酶就是由于这个过程产生的,现在已经从很多作物里对几丁质酶进行了大量的克隆,这些植物包括烟草、油菜、大麦、菜豆、拟南芥以及水稻和甜菜等。真菌细胞壁具有大量的成份,其中包括这里所说的β-1,3葡聚糖,如果将β-1,3葡聚糖基因以及几丁质酶基因进行融合然后转化成为烟草,那么具有转融合基因的植株对比于转单基因的植株,在蛙眼病上产生的效果也有明显的提高;与植保素的合成有关的酶基因。在植保素合成过程中,导入一些合成需要的有关酶基因,可以促进植保素的合成,提高其积累的水平,进而对植物的抗病能力起到一定的增强作用。

2 在对植物的虫害进行防治时,生物技术的具体应用

2.1 苏云金杆菌δ-内毒素

Bt,也就是苏云金芽孢杆菌,能够在孢子的形成过程中,将杀虫晶体的内含物δ内毒素进行合成,是一种革兰氏的阴性病菌。一般δ内毒素是以原毒素的形式存在的,如果被昆虫食取,将会在昆虫的消化道里发生活化,能够跟昆虫肠道的上皮细胞里包含的特异性质的蛋白相互作用进而发生结合,在结合之后全部或者是部分的δ内毒素将会在细胞膜中进行嵌合,造成细胞膜出现孔道现象,破坏了渗透的平衡作用,导致细胞破裂,昆虫幼虫停止了食取以后发生死亡现象。最近几年来,苏云金杆菌δ-内毒素在抗虫害的应用中起到了良好的成效。

2.2 蛋白酶抑制剂

在大多生物体内都含有蛋白酶抑制剂,这种基因可以维护生物体发生正常的代谢,还能够对外来的蛋白水解酶进行预防,以免造成机体的损坏。近年来发现富含丝氨酸的蛋白酶抵制剂具有广谱的抗虫活性,一般认为,蛋白酶抑制剂的杀虫机制是抑制昆虫肠道蛋白酶活性,能够对昆虫的消化系统造成破坏,进而会导致昆虫缺乏一定的氨基酸,抑制其正常的生长和发育最终导致昆虫的死亡,这种基因是一种分子量的大小不尽相同的蛋白质,目前已经被进行了多种的克隆和测序。

3 在防治杂草的过程中,生物技术的具体应用

通过生物技术,能够把抵抗除草剂的一些基因顺利的转嫁到植物当中去,这里的基因主要包括利用编码可以分解除草剂的酶、在发生扩增现象时被除草剂损害了的酶还有替换氨基酸以后无法被除草剂进行识别的酶等,然后获得抗除草剂植株。如草甘磷除草剂,具有易降解、不污染环境的突出优点,能分别从细菌和植物中分离这种酶的基因aroA并将它转入烟草等作物,发现转基因作物对草甘磷的抗性增加了近10倍,在田间进行施药以后,能够真正的达到“草死苗长”的作用效果,从而将除草剂的应用价值进行进一步的提高。

4 结语

通过继续发掘和应用新的抗病虫基因,加深研究植物和病菌之间的相互作用机制,深化发展生物学中有益病毒、真菌以及细菌分子的研究内容,最终帮助利用生物技术来防治微生物的遗传进行进一步的改良,从而将遗传工程中对微生物农药的研究发展为生物防治植物病虫草害的主要手段。

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