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关键词: 分子生物学实验教学 教学模式 实验内容 评价体系
21世纪是生命科学的时代,分子生物学理论与基本技术渗透到生命科学的各个领域,成为生命科学中最具活力的学科,并且得到越来越广泛的发展和应用,呈现出生机勃勃的发展趋势[1]。
分子生物学实验是一门集分子生物学和基因工程理论为一体的操作性极强的实验性课程。因此,对实验教学内容的设置会影响学生对分子生物学和基因工程的学习和理解,合理地设置分子生物学实验教学内容对于培养学生的科学作风和科学思维能力,形成研究问题的科学方法和实际动手操作能力都具有十分重要的意义。
由于分子生物学实验对操作技能和实验条件要求较高,同时本科教学又具有学时少和学生人数多等特点,给分子生物学实验教学带来了极大的挑战[2]。针对我院学生的特点,我们也在不断思考,在实践中总结经验,以期更好地利用分子生物学实验教学让学生掌握其基本实验技术和规范化操作,为进一步深入学习打下基础。本文就此课程的实验教学进行了探讨。
1.教学模式
1.1从基本操作入手,培养基本技能。
在实验课中对每个仪器设备使用方法都给学生清晰地讲述,并多做示范动作,每个仪器上都简明扼要地给出仪器使用操作步骤和方法,保证仪器的安全使用,尤其是微量移液器的使用及保养。在学生动手操作过程中及时指出不规范的地方,并予以纠正。实验空隙给学生集中讲解学生提出的问题,对实验中的学生多提问几个为什么,让他们思考和回答,既活跃了课堂气氛,又奠定了做好实验的理论基础。
1.2学生自主动手,培养实验兴趣。
为提高学生操作技能,对实验的前期准备工作,如分子生物学实验试剂配制、器皿清洗和灭菌等工作,在教师指导下由学生完成。带领参与准备实验的学生完成预备实验,全程监督,严格要求,在具体操作方面,从试剂的配制、分装到保存,仪器的使用及养护等都给予精心指导,实验过程中出现的问题给予分析和指导。通过学生参与实验准备,有助于理解和掌握整个实验,同时可激发学生参与实验的兴趣和欲望。
1.3向学生开放实验室。
实验室的开放不仅是指仪器设备与时间概念上的开放,是实验课程、实验项目的开放,更重要的是让学生投入到教师的研究课题中,让学生在实际科研活动中得到锻炼。承担科研项目的教师鼓励学生参与老师的科研活动并有计划地安排实验,根据学生的实际情况,分配给学生适当的实验任务,在科研活动中锻炼学生独立完成实验的能力,大大提高实验技能。
2.依据能力培养,制定实验内容
2.1精选实验内容。
我院分子生物学实验相对课时较少,本科生物技术和生物科学专业实验课仅为18学时,在有限的学时内,我们选择实验内容时应尽量避免重复,还要兼顾实验方法的完整性,充分体现分子生物学实验与其他实验的异同。我们选择了大肠杆菌质粒DNA的提取、琼脂糖凝胶电泳检测DNA、分光光度计检测DNA的浓度和纯度、大肠杆菌质粒DNA的转化及聚合酶链式反应。通过对质粒DNA的提取、检测、转化、扩增使学生掌握分子生物学的基本操作。我们选用北京师范大学魏群教授主编的《分子生物学实验指导》教材,由于实验材料不同,有关老师共同编制了每一个实验的方法步骤,简明清晰,增强可操作性,尽量保证每个实验都有实验结果,让学生观察到自己所做的实验结果,增强学生对实验的信心。同时对我们无法开设的实验,学生也可通过实验教材的学习有一定的了解和认识。
2.2适当补充创新性实验。
在实验教学中,一定要重视培养学生自身的创新精神和科研能力[3]。学生可以选择相应的指导教师,由学生选择研究题目作为自己的课题,除了分子生物学基础实验以外,对于学生还要求系统学习创新实验或生物技术综合实验,探索分子生物学实验的多样性,为培养不同层次的人才提供实验教学模式的多样性。
在实验的开设上要注意实验内容与专业相结合,使学生学到的实验技术对今后的工作产生实质性帮助,这样的实验既符合本科教育的目标,又有利于激发学生学习的兴趣。
3.建立科学、有效的评价体系
客观公正地评价学生的学习效果是教学过程的一个重要环节。我们在分子生物学实验成绩的评定中,主要采用实验考核包括平时考核和期末考核两部分。平时考核的内容包括实验预习、实验操作、实验报告等环节,各环节考核分数比例为:预习报告10%、实验操作40%、实验报告50%,这部分成绩占该实验课总成绩的80%;期末考试(包括实验操作、技能、实验理论等)占该实验课总成绩的20%。
4.结语
分子生物学实验课经过几年的教学探索,取得了一定的成效,使学生认识到了本课程的重要性,激发了学生上好实验课的热情,牢固地掌握了分子生物学基本方法和规范化的操作,为后续相关课程的学习提供了有力保障。但也存在一些问题,如教学体系需要不断进行适时的调整与更新,注意与相关学科的衔接。此外实验室开放大大增加了教师的工作量,各种试剂、耗材增加;仪器设备的规范管理和使用等都有待完善和解决。
参考文献:
[1]李林,张宇辉,李云峰.构建新的生物化学与分子生物学实验教学模式[J].山西医科大学学报:基础医学教育版,2004,6(6):630-631.
Abstract: Molecular biology is the frontier of life science. For the students of medical laboratory technology, mastering the molecular biology technology is the premise of scientific researches. The old course of medical inspection technology can not meet the needs of clinical laboratory diagnosis. In order to improve the ability of students in higher vocational colleges in the future work, this paper analyzes the characteristics of the students in higher vocational laboratory technology, the training mode of talents, the present situation and direction of employment, the arrangement of molecular biology curriculum and the research direction of molecular biology technology, discusses the necessity of the course of molecular biology in higher vocational laboratory technology and how to better grasp the basic theory and technology of molecular biology for the students of in higher vocational colleges to lay a good foundation for the future clinical examination.
关键词:分子生物学;高职;医学检验技术;课程开设
Key words:molecular biology;higher vocational college;medical laboratory technology;course offerings
中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)13-0239-02
0 引言
医学教育已经进入了一个新的发展阶段,要求医学检验技术专业人才既要具备扎实的专业基础,也要具备较强的实践和创新能力及一定的科研能力,同时具备丰富的临床检验经验。DNA与蛋白质作为分子生物学检验的特定对象,该方法能快速、准确地对疾病进行确诊,作为一种诊断依据有助于精准医疗,便于对不同患者进行针对性治疗。当前社会很多医院、生物研究所及第三方检测机构都在开展和应用该技术,其已经成为了医学检验的新兴领域。世界上很多大学都将分子生物学设置为必修或选修课供研究生和本科生选择。鉴于科学的发展和高职院校对人才的需求,红河卫生职业学院已经把分子生物学技术列为专业新方向。
1 高职检验专业学生的特点
由于高职院校招收的学生是最后一批录取的学生,大多数学生的基础较差,在高中生物知识非常有限的基础上,学生对化学类课程的学习也比较浅薄。高职学生在校学习时间仅有两年,第三年为临床实习。一年级主要学习的专业必修课,二年级融入所有检验专业课,教学任务较繁重,学生对知识的掌握度很浅。我院已经把理实比例控制在1:1甚至于1:2,保证理论够用为原则,加强学生的实践技能。因此医学检验技术学生的实践操作能力都相应达标。
2 人才培养模式
检验技术人才培养规格:为培养“实用型”、“技能型”检验技术人才,实践能力强、社会适应面宽,作为本专业人才培养规格的指导思想,将培养目标设定在以社会需求为目标、以就业为导向、以能力培养为本位,面向市场、面向职业、面向就业的方向,培养具有临床医学检验及卫生检验的基本能力。
检验技术人才培养模式:主干课理论与实践教学交融结合,以联系实际学理论,在实践中体验和学习理论,在应用中形成技术应用能力;并以贯穿上述理念的培养方案、教师队伍、教材、课程改革为保障的人才培养模式。如图1。
3 就业面向
高职医学检验技术专业毕业生的就业率相对稳定,就红河卫生职业学院医学检验技术专业学生的毕业调查来看:2015年12月通过调研报告显示,70%的毕业生走入县级及乡镇卫生院检验科;20%的毕业生走入县疾控及中心血站;8%的毕业生流向第三方检验及检验仪器公司;2%的业生从事其他行业。2016年12月调研报告显示,50%的毕业生走入县级、乡镇医院的检验科;40%的毕业生流向第三方检验及检验仪器公司;10%的毕业生流向县级疾控及中心血站。两年的就业面向对比,检验学生走入第三方检验、企业及试剂公司的比例突飞猛进。在与学生面谈时,学生告诉我们:他们走入检验试剂、仪器公司或者生物制药及基因诊断企业的人数还在不断增加,大家都是互相推荐,走入企业对于高职检验学生的发展是比较有利的,而且进入企业以后,根据自己的个性特点,很好地发挥自己的特长,同样可以做一些科学研究。
4 分子生物学课程内容安排
教学内容方面,分析生物学教材包括三大重点模块,即分子生物学基本理论、分子生物学技术、分子生物学技术在临床诊断中的应用。第一模块树立的目的是帮助学生建立基本的理论框架,其内容主要包括肿瘤相关基因、蛋白质转录修饰、RNA复制、中心法则等;第二模块的内容主要包括DNA重组技术、聚合酶链技术、核酸分子杂交技术、核酸的分离与纯化等临床检验中常用的基本技术,该模块将教学重点放在了介绍各技术的基本原理及临床应用。此外,为了拓宽学生的视野,也会适当介绍一些新的检测方法和技术;第三模块主要内容是讲分子生物学检验技术的在多方面的应用,比如个体识别、肿瘤及移植配型、遗传性疾病、感染性疾病等,该模块的学习能够让学生更加深入的了解和掌握分子生物学,真正理解分子生物学检验技术的价值。
5 高职检验可开设的分子生物学技术
针对高职医学检验技术专业学生的学制特点及人才培养模式,分子生物学课程的学习主要是为了学习基因诊断的基本技术,因此,理论的学习依旧是够用为原则,为了顺应社会的需求,高职检验把分子生物学课程纳入重点,主要开展的基本技术应该围绕PCR进行。例如:核酸标本的处理、核酸(DNA、RNA)提取、PCR扩增操作技术、PCR扩增产物的检测分析、电泳(琼脂糖凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳)、PCR技术在临床病原体检测中的应用。
6 分子生物学课程在高职医学检验技术专业开设后效果预测
利用暑假调研,报告显示大量高职学生流向企业、第三方检验及基因诊断技术部门工作时,起点低,适应难,因为他们在校期间没有接触过分子生物学的基本理论和技术。近三年,我院检验实习生反应,进入检验科,有半月以上的时间纳入PCR室,他们零起点,带教老师对他们一无所知感到焦];走访各县市级医院,我们的学生已经在PCR实验室工作的也很多,他们期望学弟学妹能够在学校接触分子生物学知识,当今社会是分子的天堂,是医学的前沿。因此,高职检验开设分子生物学课程后满足了广大用人单位的需求,把岗位需求与教学无缝对接就是我们人才培养的最终目的。
7 结束语
通过本次专项调研,对红河州地区医疗卫生单位医学检验技术人才的现状及需求有了全面了解。由于一系列医改政策的出台,以及对岗位人才要求的提升,二甲以上医院及基层医疗机构(含社区卫生服务中心)表示将很少招收高职专科生进入检验科工作。因此,高职毕业生今后主要的就业去向是第三方检验所、生物制药公司、检验仪器试剂公司、基因诊断技术研究部和流通等用人单位,学院在制定医学检验技术专业的培养目标、课程结构、发展趋势都必须顺应社会需求,努力使培养目标与用人单位实际需求相接轨。
参考文献:
[1]马敬峰,鲁保富,陆开宏.基于学生创新精神和实践能力培养的实验教学内容改革与实践[J].中国高教研究,2008(11):92-93.
关键词:微生物;检验技术;未来发展
随着国民经济实力的不断增长,我国大力推动医疗保障及食品安全的发展,保障我国群众的生命及财产安全。并且我国的微生物检验技术发展也相对比较完善,出现了许多新型检验技术,并且其应用与器械的研制也在不断更新。随着学界不断的实践,能够推动微生物检验技术发展,创新更加准确、高效、可靠的检验技术。
1微生物检验技术的应用现状
微生物检验技术是一门系统工程,需要按照相关标准及步骤进行,才能够得到比较准确的检验结果,促进检验事业的发展。目前微生物检验技术正从传统的培养方法向分子水平方法改进,向仪器化、自动化、标准化发展。主要方法有电阻抗法、分子生物学技术、微量生化法、快速酶触反应及代谢产物技术以及仪器检测法等,其中电阻抗法占的比重较大。
1.1电阻抗法 电阻抗法是目前在微生物检验技术中主要使用的一种新型检测技术,该检测技术具有准确度较高、操作简单等特点,能够检验物体中的细菌数量、细菌类型(细菌总数、大肠杆菌真菌、呼吸感染菌、酵母菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌等)。电阻抗法准确度较高的主要原因是由于细菌的代谢会使得附着无产生电阻抗,而不同的细菌在相同环境下能够忍受的电阻是不同的,通过对物体的阻抗情况来分析物体中细菌的种类及含量[1]。主要的操作方式为:将细菌放置器皿中,通过一定的环境改变来使细菌增长,并且将一些不带电的大分子化合物(蛋白质、脂肪、碳水化合物等)通过细菌代谢转化为带电荷的小分子化合物(乙醇、葡萄糖)。通过对细菌导电性的转换,然后对细菌进行电阻变化的记录,并与未转化的细菌电阻进行比较,通过计算机技术制成相关的细菌电阻种类及数量分析,以此来对物体中的微生物进行辨认及测量。该方法目前已经用于食品、药品的检测。
1.2微量生化法 微量生化法诞生于19世纪40年代末,直到现代仍然在使用的一种微生物检验技术,其优势在于操作方便、简单快捷、结果准确。微量生化法的优点在于能够通过微生物鉴定用试剂盒作为细菌的观察皿,观察皿中放置数量不等的试管,当需要检验物体中的微生物含量时可以将样品放入观察皿中的试管中,然后将处理过的微生物液滴入试管中,观察样本在试管中的酶促反应,然后观察样本的颜色变化,并将其记录下来,通过输入计算机内置软件中,通过科学的分析得到相应的结果[2]。该方法常用于临床药物细菌增殖研究中。
1.3分子生物学技术 分子生物学技术是一种现代新型的技术,是在生命科学与化学发展的基础上创立的一门学科。分子生物学技术应用与微生物检测中,主要通过分子水平上分析微生物的线性结构来认知样本中的微生物类型,是一种新型检验技术,其主要的优点在于检验结果精确、对微生物的反应比较敏感、效率与特异性都较高等方面,但是由于其技术性较高,对检验器材以及相关操作人员的专业水平要求较高,检验方法也比较繁琐[3]。分子生物学技术应用与微生物检验技术的主要技术有:核酸交互法、质物DNA图谱检验分析法、聚合因子透析技术、染色体DNA限制性内切酶技术等等。文章主要对核酸交互法进行分析,简单为微生物检验技术中的分子生物学技术进行研究。核酸交互法是利用基因探针法的原理应用于微生物检验中而创新的一种方式,基因探针法的应用机制是在物品基因中的最小介质因子在基础构造中与碱基的化学反应,通过对已经认知的细菌最小介质因子进行相关的排列,并做好相关的记录,当在微生物样本检验中,对最终得出的最小介质因子进行碱基的区分,辨别细菌的种类及数量。对于具有最小介质因子的细菌来讲,具有最小介质因子的细菌遗传物为DNA,若没有DNA的细菌,其遗传来源于RNA。核酸交互法能够很好的区分微生物中的细菌种类,并且使用效果比较理想,但是由于其使用设备比较复杂,在实际的微生物检验中,使用的频率较少。
1.4快速酶触反应及代谢产物的检测技术 快速酶触反应及代谢产物检测技术的应用原理主要是由于细菌在生长繁殖的过程中会不断的施放一些酶元素,通过对细胞产生酶进行判别,将其放入器皿中观察,通过反应液对酶的作用,从而观察细菌的种类与数量,这种检验的方式能够检验样本中细菌的数量以及微生物的种类。优点在于其灵敏度较高,操作简单,常用于细菌计数及种类鉴定。
1.5仪器监测法 目前的微生物检验技术中应用的仪器检测法中,主要使用的是气相色谱法、mini-VIDAS法、Vietk-AMS这三种技术,后两者的智能化和自动化水平较高,但是在我国的应用程度较少,文章主要针对气相色谱法进行介绍。气相色谱法应用于微生物检验中的主要原理是通过检验样本中的微生物在气相色谱仪中检验到的色谱图进行微生物的判断,同时该方法是先将样品与微生物分离,然后再将微生物进行相关的检验。仪器检测法能够适用于样本较多的物品检验中,或者是容易产生微生物的物品检验中。该检验技术的方式是先将样本中的微生物水解,然后使用甲醇分解提取,对微生物进行硅烷化或甲基化等方面的处理,最后由微生物呈现的相关色谱录入色谱仪中进行分析[4]。此检验技术的优势在于能够检测出微生物的特征峰,并且结果准确、效率较高,优点在于节省工作量,并且实现了自动化。常用于食品、药物的检验中。
2微生物检验技术未来发展的趋势
微生物检验技术产自与20世纪40年代,主要是由于美国发生了一系列由于药品污染而出现的意外事故,因此微生物检验技术对于药品质量、食品安全等方面都有重要意义。近些年来,随着经济水平以及科学技术的不断发展,各种疾病传播以及食品问题的出现导致了社会各界对于疾病预防和食品安全的关注。微生物检验技术是对疾病控制以及食品安全的有力保障,能够促进疾病控制以及人民的身体健康发展,保证经济的稳定发展。由于疾病传播使得人们对疾病控制的广泛关注,推动了的微生物检验技术的不断进步,也推动了疾病控制的发展。微生物产生的原因来源于各方面,主要由于大气污染、水污染、环境破坏、水土流失等自然环境因素的影响,来源于人们生活中的随地乱扔垃圾、随地吐痰等各种不文明现象,这些都导致微生物的增长。这些都要求了微生物检验技术要不断的进行更新,将微生物控制在一个不影响人体健康的数值。微生物检验工作的工作量与辨别的种类繁多,检验样本的构成也比较复杂,对于检验结果的准确性要求也较高。通过各种物品传播的疾病微生物种类较多,能导致出现传染性疾病的微生物就有五十多种,种类繁多的微生物也对检验技术提出了新的要求[5]。
我国在微生物检验技术方面虽然取得了一定的进步,但是其中也存在许多问题需要解决,首先是我国微生物检验操作人员的专业水平较低,对微生物检验的重要性不能够很好的认知,同时微生物检验的仪器比较滞后。从我国微生物检验行业的整体分析,在微生物检验技术的应用中,将微生物检验实现自动化、智能化是其未来发展的方向,尤其是在仪器检测法中体现了这一发展特征。所以,在对我国微生物检验技术的发展趋势进行相关的叙述中主要表现为:首先需要提高对样本微生物含量的检验效率,减少常规检测中需要耗费的时间,在较短的时间内就能够实现对微生物数量及种类的检测;同时检验技术要保障检测的结果,提高检验的精度与科学性;最后要实现检验技术的自动化,推动我国微生物检验技术智能化发展。
3结论
科学技术的带动了微生物检验技术的不断发展,并且呈现了多样化,新型、先进、简便的微生物检验技术将代替传统的培养方法,通过对检验技术与标准的不断完善与规范,保障检验的质量;同时操作人员也要不断的提高自身的专业水平,提高检验仪器的使用率,将高效的微生物检验技术投入应用,促进的微生物检验事业的发展,实现现代化、自动化、智能化发展。
参考文献:
[1]李志娟.食品微生物的检验技术与未来发展探讨[J].科技传播,2014,(23):191-191.
[2]顾兵.临床微生物标本采集与转运系统的现状与展望[J].中华检验医学杂志,2014,(10):732-735.
[3]温泉.食品微生物检验技术及未来发展趋势研究[J].黑龙江科技信息,2014,(18):34-34.
【关键词】生物杀虫剂 发展趋势 市场前景
生物杀虫剂是指利用某些生物体内产生的活性物质,或微生物本体作为杀虫剂,其相比化学农药具有选择性高、杀害目标范围小、毒性低、对环境影响小等优点,已经为今后农业杀虫剂产业发展的趋势。随着我国分子生物等高新技术的不断发展,生物杀虫剂的生产技术已经越来越成熟,由于其特有的优越特性,使其在市场中有巨大的经济效益和广阔的前景。
一、我国生物杀虫剂的现状
目前许多西方国家已经大量推广使用生物杀虫剂,我国对生物杀虫剂的研究起步较晚,经过几十年的发展,现已有具备一定试验条件的科研院所及重点实验室,有1000多家生物杀虫剂生产企业,我国生物杀虫剂的发展步伐正在逐年加快,有部分自主研发的生物杀虫剂已经达到甚至超过国外水平,不满足国内需求,而且走出国门进入国际市场,其中主要以微生物杀虫技术为主。随着我国自主研制出的气相双动因态发酵技术的应用,解决了以往开放式发酵难以对相关参数进行有效控制、并且容易感染细菌等弊端,这项新技术的应用使得发酵效率大大提高,生产成本也得到降低。
二、我国生物杀虫剂的研究热点与发展趋势
(一)细菌类杀虫剂
细菌杀虫剂是现今非常有发展潜力的一种生物杀虫剂,其利用农作物的害虫病原菌对害虫进行感染,使害虫体内产生毒素,使害虫致病死亡,从而达到有效消除害虫的目的。应用比较广泛的病原菌有苏云金杆菌、青虫菌和日本金龟子芽孢菌等,其中苏云金杆菌(Bt)是一种可以产生胃毒的杀虫剂,对多数昆虫有较明显效果,应用最为广泛,为了进一步提高苏云金杆菌的杀虫能力,扩大目标选择范围,一些学者通过对其基因进行改造、嫁接等方式来创造出新型的转基因苏云金杆菌,并取得了一定成效。在近年的研究中还发现苏云金杆菌在生长阶段会产生一种杀虫蛋白,其基因对农业常见害虫有更为显著的特异性,因此受到各界学者的广泛关注。;青虫菌具有严格的选择性,其对鳞翅目类的农作物害虫能起到非常好的效果,但对具有吮吸口器的昆虫起不到任何作用;日本金龟子芽孢菌能够在农作物害虫体内产生A型乳状病毒,这种病毒能致死受感染的害虫,有效地降低害虫的密度。
(二)真菌类杀虫剂
真菌是一类较大的杀虫微生物类群,其可以直接通过害虫的外表皮进行入昆虫体内,使害虫致病,其有着较复杂的致病原理。真菌类杀虫剂具有针对大范围类群害虫均有效、害虫产生抗药性机率低的特点,因此得到研究界的重点关注,几年来得到较快的发展。真菌是一类较大的杀虫微生物类群,我国对真菌类杀虫剂的研究以有30多年,其中白僵菌等菌种有着较长的研究历程和较大精力投入,白僵菌在北方玉米螟的防治及南方林区松毛虫的防治中起到了至关重要的作用。
(三)病毒类杀虫剂
病毒类杀虫剂具有较强的的选择性和专一性,能够在害虫群体中产生流行病,能够控制整个害虫群体的发展,有效降低害虫密度,病毒类杀虫剂具有较为广泛的资源,昆虫病毒种类超过1000种,我国目前已研制了30种病毒杀虫剂,主要应用在棉铃虫的防治上。目前病毒类刹的研究方向和发展趋势主要是开发农作物害虫新病种,以及利用基因工程技术,将杀虫病毒基因进行重组和改造,从而提高病毒杀虫剂的效力。
(四)抗生素类杀虫剂
现今使用的生物杀虫剂中绝大部分为抗生素类杀虫剂,几近十年来,随着我国对生物杀虫剂研究的重视和大量精力的投入,我国研发了许多具有自主知识产权的新型抗生素杀虫剂,目前已大量投入实际应用的主要有宁南霉素等。我国是农用抗生素的生产大国,但相应的知识产权确极度匮乏,自主研发的农用抗生素产品实用性不足,影响力较弱。
目前,抗生素类杀虫剂的发展趋势主要在于通过化学技术和基因工程技术对其进一修饰和改善,提高药效、增加使用用途。随着分子生物学和遗传操作技术的日趋完善,为新型抗生素的研制提供良好的基础。
(五)生物杀虫剂的主要发展趋势
现今我国生物杀虫剂的主要发展趋势和方向包括以下几个方面:利用基因工程技术进行杀虫剂生物源基因改造,产生新型具备更加优越杀虫性能的生物杀虫剂。核心技术的发展越来越快,分子生物学技术被大量应用到生物杀虫剂的研制当中。新生物杀虫剂的研发开始更加注重环保和安全,这一点相比传统的化学杀虫剂有很大的优势,新产品出现的速度加快。
三、我国生物杀虫剂产业的市场前景
生物杀虫剂因其具有毒性小,环境污染小的优点,无论是在国内还是国外均有具有广阔的市场前景,我国每年出口的农副产品常因农药残留等问题而导致退货,退货造成的巨大经济损失不可估量,给农副产品贸易造成极大影响。因此,市场需要更好的、更加环保的杀虫剂来避免农药残留带来的一系列问题。尽管目前生物杀虫剂还没有成为农药市场的主力军,但由于其环保、害虫不易产生抗体等优点,相比化学农药更符合可持续发展的需要,我国正在出台有关政策对这类产品进行扶持,加快农药产品的结构调整,为生物杀虫剂在我国的发展提供坚实的基础。
四、结束语
随着人们生活水平的提高,对无公害农产品的需求越来越大,生物杀虫剂因其具备环保、无公害、病虫害不易产生抗药性等优点,正符合现今市场的需求。国家相关政策也不断扶持生物杀虫剂的发展,淘汰对环境及对人健康影响较大的化学农药,今后生物杀虫剂必将取代化学农药成为农药市场的主导。
关键词:动物育种方法;现代生物技术;研究进展
随着遗传学理论的不断发展,动物遗传育种技术经历了表型和表型值选种技术育种、DNA重组技术育种、分子技术育种3个阶段。其中,在20世纪80年代国际上动物育种已进入分子水平,朝着快速改变动物基因型的方向发展,即开始分子育种技术阶段。国内也紧跟国际步伐,主要研究畜禽遗传育种的分子生物学基础,为我国21世纪畜牧业的发展提供理论基础和先进技术。现在,动物分子育种仍占据着动物育种大部分的领地,并将主导21世纪动物遗传育种的发展趋势。
一、数量遗传学与动物育种
数量遗传学是遗传学原理与统计学方法相结合,研究群体数量性状的一门科学,在动物育种实践中起着主导作用。数量遗传学原理应用于育种实践,是在选择时通过提高群体中有利基因的频率,降低不利或有害基因的频率,进而使群体的生产性能得到大幅度提高。它通过提高在遗传参数和育种值估计准确性上来提高畜禽整体生产性能。重复率、遗传力和遗传相关构成了数量遗传学的三个基本参数,是数量遗传学的核心。三个遗传参数对于实际育种工作的重要性在于借助遗传参数可以从表型值估计推断育种值,从而定量化地作出育种决。因此,估计遗传参数便成了动物育种中最基本的一项工作。
二、现代生物技术与动物育种
现代分子生物技术的发展,给动物育种带来了新的活力。通过各种现代生物技术的综合应用,结合传统的育种方法,可大大加快育种进展。
(一)基因芯片技术与动物育种
基因芯片技术是2O世纪90年代初发展起来的一门新兴技术,已被美国科学促进会列1998年自然科学领域十大进展之一。目前基因芯片技术在动植物的遗传育种中发挥着重大的作用。
1、基因的表达水平的检测。由于基因芯片可以固定成千上万个探针,使众多基因同时检测成为可能,不仅可以比较一个基因组在不同条件下的转录水平差异,也可以比较不同基因组中对应的基因的转录水平差异。如果将基因芯片技术应用于畜禽基因组研究,将大大加快其研究进程,为畜禽经济性状基因定位提供一个基础技术平台,为新品种的育成提供基因水平的依据。如它可识别动物的脂肪基因,通过人为引人突变使之发生变异,来减少肌肉中脂肪的含量。
2、基因多态性的检测。基因芯片用于基因再测序将加快DNA多态性鉴定,促进新品种的产生。虽然PCR技术进展使得有用的目标序列加速简单的扩增成为可能,但用全手工操作的凝胶方法来分析PCR结果就限制了多态性分析;而基因芯片能平行分析数百个或数千个多态性问题,可用于快速、定量、非放射性获得所期望的基因信息。这对于通过各种技术选出优质、高产、抗病、抗不利环境的畜禽得到了有效而不可缺少的信息支持。这将转而促进动物育种和高产种群的选育、剖析和保持。
(二)遗传标记辅助选择与动物育种
遗传评定的准确性直接影响选种的准确性和育种效率。表型选择和指数选择都只是利用表型和系谱信息来推断个体育种价值,对控制该性状基因的作用效应和传递行为,以及在染色体上的位置都不了解。分子生物学技术的发展,使控制数量性状基因的结构、作用效应、传递行为以及在染色体上的位置的研究成为可能。人们可以同时利用表型信息、系谱信息和分子标记信息来进行更为准确的遗传评定,实施标记辅助选择,加快动物育种进程。
(三)转基因技术与动物育种
转基因技术就是将外源基因转移到动物受精卵内组成一个新的融合基因,使其在动物体内融合和表达,产生具有新的遗传特性的动物。
1、抗病育种。用DNA重组技术,在体外构建编码期望的有疾病抗性的嵌合基因,导入受精卵,使之在染色体上正确整合,在组织细胞中适当表达,培养出具有期望性状表型的转基因动物新品系。2、生产性能的改良我们可以通过转基因给畜禽引入新的生产途径或通过转基因的产物调整动物的生长发育,以改良动物的生产性能。对于奶牛产奶来说,目前转基因的主要途径是改变乳的主要成分、提高产乳量和生长速度。
(四)生物信息学与遗传育种
1、建立与动物良种繁育相关的基因组数据库。可根据不同物质间的进化距离和功能基因的同源性,比较容易地找到与畜禽经济性状相关的基因,在此基础上利用相关的DNA标记,开展分子育种,从而加快育种的进程和速度,按照人们的愿望加以改造。由于畜禽的经济性状大多都是由微效多基因控制的,在此基础上又存在着主效基因,所以,我们可以利用序列的对比和同源分析,在已有的生物数据库中寻找与畜禽经济性状相关的主效基因的同源序列区和同源基因,并对其进行定位,从而建立起与动物良种繁育相关的基因组数据库,并以此来改良畜禽品种。
2、比较基因组学的应用。因为DNA序列上的差异反映了物种亲缘关系的远近程度,所以完整基因组间的比较研究可在动物性状的选择、筛选杂交组合以及预测杂种优势等方面得到应用。另外,通过比较不同物种基因中DNA或氨基酸序列的异同可以研究生物的分子进化,同时也可对处于不同进化阶段动物物种的基因组结构和功能进行比较分析,从而弄清动物基因的起源和进化、结构和功能的演变,发现其间的亲缘关系,为动物育种提供科学的参考依据。
三、结语
在未来的动物育种中,不同学科技术间的交叉和联系将更加紧密,动物育种将是遗传学理论、生物理论、计算机技术和育种学家实践经验的集合。利用分子生物技术,依据分子数量遗传学理论来改良畜禽品种,这样就产生了动物分子育种。它是传统的动物育种理论和方法的新发展,动物分子育种将是未来动物育种的一重要方法。
参考文献:
[1]王东劲,侯冠.动物育种方法的研究进展[J].安徽农学通报,2006,12(8):123―124.