生物技术总论

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生物技术总论范文第1篇

作者：张洪友 曲永利 李祥辉 那璐 王春仁 单位：黑龙江八一农垦大学教务处 黑龙江八一农垦大学动物科技学院

开展畜牧兽医综合性技能训练的条件

“双师型”教师是开展综合性技能训练的前提动物医学专业的特点就是实践性强，这就需要任课教师既要具有普通高等教育教师资格，又要具有指导学生进行畜牧生产、动物疾病诊断和治疗的能力。也就是既有理论讲解能力，又有实践动手能力。这就是大家通常所说的“双师型”教师。学生想有一碗水，教师则至少有一桶水，甚至是一缸水，因此，拥有一批“双师型”畜牧兽医专业的任课教师是开展综合性技能训练的前提。基于这个条件，黑龙江八一农垦大学动物科技学院为动物医学专业应用本科配备的授课教师均是专业理论扎实，具有多年实践经验的教授或副教授，这为畜牧兽医综合性技能训练的顺利开展提供了人才保障。科学合理的实践教学计划是开展综合性技能训练的基本保障由于畜牧兽医综合性技能训练是将动物生产与疾病诊治多门课程的相关实验联系在一起的综合训练，实验教学计划是否合理直接关系到学生专业实践技能的掌握程度。为此，从2006年该校招收应用本科生以来，就聘请动物科技学院资深的专业教师成立实践教学培养方案制定小组，根据应用本科人才实践教学培养的要求，制订切实可行的实践教学大纲和具体的实践教学实施方案。实施方案课程设置合理，前后顺序衔接流畅，知识体系完整，通过几年的教学实践，基本上能够满足动物医学专业应用本科生的培养要求，这为该校畜牧兽医综合性技能训练的顺利开展提供了基本保障。完善的实验条件是开展综合性技能训练的基础良好的实验仪器设备、配套的实验场地是顺利开展综合性技能训练的基础，没有这些条件的支持，技能训练犹如无根之水，无本之木，教学效果大打折扣。为了给综合技能训练提供良好的硬件设施，该校每年均投入大量资金用于实验室建设，特别是动物医学省级重点实验室、动物医学基础实验省级教学示范中心的建设，使学生的畜牧兽医综合性技能训练顺利进行。另外，校内实习基地———动物疾病诊疗中心已成为该校动物医学专业的综合实践场所，每年可接收60～80名学生在此实习。该中心拥有国内一流的动物疾病诊断设备，实验室条件完善，并拥有各种动物正常及病理标本，便于学生从书本中学到的知识马上就可以在动物疾病诊疗中心进行实践。配套的优质实训教材是开展综合性技能训练的理论指南良好的技能训练需要配套的优质实训教材进行指导，为此，该校应用技术学院组织具有丰富临床经验的副教授和教授们编写了《畜牧兽医专业综合技能实训教材》，2006年由东北林业大学出版社出版。该实训教材具有内容针对性强、实验步骤清晰、目的明确、方法准确、操作合理等优点。2006年以来已在动物医学专业应用本科使用，成为了畜牧兽医综合性技能训练的理论指南。

开展畜牧兽医综合性技能训练取得的成效

教师实践教学能力得到进一步加强，成为真正的“双师型”教师虽然在选择给应用本科生任课的教学均为有丰富实践经验的教师，但是因为这些教师均为动物科技学院教师，一直给普通本科生和研究生上课，比较注重理论研究。现在给应用本科生上课，对教师提出了新的要求，那就需要有较强的实践动手能力。因此，学校和教师本人都非常重视对实践经验的积累，学校有计划地组织教师深入牧场、动物医院、药厂等地进行社会实践，教师本身也经常到基层，去接触新的养殖技术和疾病诊断方法，这样，使教师实践教学能力得到了进一步加强，真正成为了“双师型”教师。学生的实践动手能力显著提高，毕业生就业率名列前茅动物医学专业应用本科学生通过开展综合性技能训练，有效地提高教学质量，调动了学生自主学习和探索新知识的积极性，实践动手能力明显提高。因为该校对应用本科生采取的是“3+1”人才培养模式，即3年的理论学习，1年的生产实践。学生们在最后的1年实习中，基本上掌握了动物常见疾病的诊断方法，能在农场或兽医院兽医的指导下开出处方，并独立进行动物治疗。这些学生成为了养殖场和动物医院的重要人选，而且企业或动物医院非常愿意选择这些学生留下工作，这样缩短了毕业生上岗的“后熟期”，满足了企业的人才需求。该校动物医学专业2010届和2011届毕业生的就业率均在97%以上，在4个应用本科专业中名列前茅，企业对毕业生的工作能力也非常满意。提高实验动物的利用率，节省实验经费以前学生实验是以课程来安排的，每门课程均独立进行，需要单独的实验动物，这样就造成了实验动物的极大浪费。现在采取综合性技能训练，将多门课程的多个实验组合在一起，提高了实验动物的利用率，节省了实验经费。例如，动物医学课程中的《普通畜牧学》（包括养牛、养猪、养羊、养鸡等）《动物解剖学》《动物病理解剖学》《兽医诊断学》《兽医内科学》《兽医外科学》《兽医传染病学》《兽医寄生虫学》等课程均需要实验动物，《兽医微生物学》《兽医卫生检验学》均需要采集病料，这些课程均单独进行，需要大量的实验动物，造成实验动物的严重浪费。现在的综合性技能训练，首先进行的是普通畜牧学内容，进行外貌评定、猪的体尺测量及体重估测、屠宰指标测定、猪肉品质测定，然后采集血液、尿液、粪便进行微生物学、诊断学、寄生虫学实验，依次对动物进行临床诊断、内科检查、外科手术、解剖学和病理解剖学观察、传染病检验、内脏寄生虫检查，最后取肌肉或器官进行兽医卫生检验。这样，对一个动物就可以进行多项实验，既提高了学生专业知识的综合能力，又节约了实验经费。

生物技术总论范文第2篇

关键词：生物工程导论；中医药院校；教学

生物工程导论是一门生物工程专业基础理论课，属于生命科学的前沿学科。开设对于让学生认识专业、了解专业、重视专业、热爱专业有重要的意义。中医药院校生物工程专业开设生物工程导论课程的宗旨不仅仅是引导学生全面而系统地了解专业全貌，进一步拓展学习的知识面，增强学生对所学专业的兴趣；还引导学生在学习的过程中思考生物工程与中医药的联系，如何使现代的生物工程技术与古老的传统中医药结合起来，从而促进中医药的发展，培养中医药背景的生物工程复合型人才[1]。本文就中医药院校生物工程专业生物工程导论教学方法进行初步探讨。

一根据中医药院校特点优化教学内容

生物工程导论的学习旨在使学生对生物工程的发展有一个总体认识，初步了解和掌握生物工程的知识体系。生物工程导论在我校生物工程专业属于专业必修课，共有36学时，主要是介绍基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等五大工程及其在各个领域中的应用。但由于学时有限，生物工程专业在高年级会开设基因工程、细胞工程等对应的专业课。因此，教师在授课过程中应针对专业特性进行教学内容的优化，减少具体深入的理论性知识的讲授，增加生物技术在中医药开发、研究中的应用，授课内容应难易适宜、详略得当，从而达到普及生物工程技术的基本知识，完善学生的知识体系的教学目的[2]。由于生物工程导论中涉及的内容非常丰富，涵盖了生物相关的方方面面，因此，生物工程导论这门课的内容必将与其它课程的内容存在或多或少的重复。如基因工程中的核酸、蛋白质的基本结构与功能等内容可能在分子生物学中已经有过讲述；细胞工程中动物细胞培养、植物细胞的全能性等内容与先导课程细胞生物学课程有所重复；发酵工程中菌种的选育和保藏等内容与同学期开设的工业微生物学重复较多。为了避免相同内容的重复授课，避免学生形成对相同课程内容的疲倦性，同时结合有限的授课学时，故针对相关内容进行有侧重的讲解。如基因工程摘除与分子生物学重复的内容，细胞工程摘除与细胞生物学所讲授的，重点讲述植物组织培养在中药材生产中的应用、细胞融合、单克隆抗体、干细胞工程等与医药相关的部分内容。我们根据中医药院校生物工程专业特点和培养要求，选取“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材，即由科学出版社出版的，宋思扬、楼士林主编的《生物技术概论（第四版）》为教材。按在过去三年的教学中，我们在学时数不变的前提下，根据需要和教学实际，对教材内容有所取舍，进行适当调整，优化教学内容。具体调整方案为：第一章生物技术总论及第2-6章基因工程、蛋白质工程等五大工程各4学时，共计22学时，在有限的学时里让学生对生物工程的五大工程有所了解，讲述的过程中舍去在生物化学和分子生物学等相关课程中已经详细讲述的内容，避免基础知识的重复介绍，把重点放在各个工程产生的由来及发展上，对具体的复杂的技术理论仅做一般了解。剩余14学时着重以实例的形式讲述生物技术在中医药中的应用，如：细胞悬浮培养、毛状根培养等技术在中药材生产中的应用、单克隆抗体在现代肿瘤治疗中的应用，传统红曲等发酵类中药的现代制备工艺等，让学生能接触到生物工程，了解到生物工程的广泛内涵，增加其专业的归属感，培养学生的中医药思维。

二充分利用丰富教学资源

在生物工程导论教学过程中，我们把学生需要掌握的重点、难点与学生自身兴趣点结合起来，理论联系实际，培养学生参与课堂的积极性。生物工程导论课程理论点多面广，很多内容又相对深奥抽象，学生难于理解，加之该学科发展更新快,学生要想在有限的课堂教学中全面的、系统的掌握生物化学知识困难重重。适当运用多媒体教学,充分利用国内外的图片、影像资料，借助色彩明快、富于变化的图片资料和短小精干的动画等，对大学生扩大、拓宽知识面,加强学科间的横向联系,调动学生学习的积极性和主动性具有重要现实意义。如在讲述PCR反应原理时，我给同学们播放美国Bio-Rad公司的PCR之歌，歌曲内容包括了PCR技术发明的背景、发明人、PCR原理及过程、PCR技术的用途等，在短短的三分钟内不仅吸引了学生的兴趣，不仅活跃了教学气氛，降低了学习的难度,而且可以启迪思维,加深学生对重点、难点的理解和把握。在网络资源日益发达的今天，网络资源在教学工作中发挥着越来越重要的作用。学生学习的知识的途径不再是单一的教材，网络也成为向学生输送知识的一条重要窗口。在生物工程导论的教学中，我们应充分利用网络资源，充分发挥学生的主体地位，引导学生进行自主探究学习。我们在教学中，积极向学生推荐相关专业网站等，配合课堂教学，帮助学生全面了解生物工程相关知识的大体框架，扩展视野，充实自我，也为将来进一步学习其他专业课程打下基础。

三增加背景知识，激发学生的求知欲

课堂教学是以教师为主导，以学生为主体的复杂过程，提高课堂教学效果是提高教学质量的关键。作为一名教师，要讲好每一堂课，需要针对该学科的特点，在学生的接受能力的范围内，灵活地采用不同的教学方法[3-4]。在生物工程导论教学过程中，我们除了强调将教学大纲要求掌握的知识点与学生兴趣点结合，基础知识与生产应用相结合，还着重增加一系列背景知识，如经典技术的发现和发明过程，有卓越贡献的科学家的传奇故事等，进一步激发起学生的学习兴趣，避免整堂课进行填鸭式“枯燥”理论的学习。例如，在讲述限制性内切酶时，我列出了一个由限制性内切酶的发明人—瑞士微生物遗传学家阿尔伯的女儿西尔维娅讲述的国王与仆人的故事，在故事中引导学生发现限制性内切酶的作用及其限制修饰的基本原理。在介绍到一些重要的实验技术时，对该技术的发明者及该领域的一些著名专家给予一定的介绍，吸引学生学习该技术的兴趣。例如，在讲解蛋白质结构解析时，我会给学生介绍我国著名的结构生物学家施一公教授及其部分研究成果，以引起学生探究神秘的蛋白质结构的兴趣。

四联系生物工程应用实例，激发学生学习的兴趣

21世纪以来，随着生物技术的飞速发展，许多生物技术成果已在现实生活中得到了广泛应用，将这些真实的事例向学生讲解，说明生物工程技术改变我们现实生活的巨大潜力，从而进一步提高学生的求知欲和学习的兴趣。如在讲述单克隆抗体时，我会进一步讲述单克隆抗体药物在抗肿瘤和自身免疫系统缺陷治疗领域的应用，并以贝伐珠单抗等常用单克隆抗体药物为例介绍单抗药物的分子机理及市场趋势，让学生真实了解到生物技术为人民健康和企业发展带来的巨大利益。类似的实例还有很多，例如高通量测序技术在胎儿产前诊断中的应用、CRISPR/Cas9技术在基因治疗中的应用潜力、人参、丹参毛状根的大规模发酵生产等，通过这些案例的讲解，学生既增强了理论知识的理解，也增强了理论与实践相结合的观念，对其建立专业的认知的树立专业的归属感具有重大帮助。

五科研反哺教学，课堂融入科研成果

教学和科研是推动高校发展的两翼，也是人才培养的两大支柱。只有教学与科研有机结合，有效地实施科研反哺教学，才能使教学与科研共同提高，从而建立良好的教学环境，培养造就出创新能力强、适应社会发展需要的高素质科技人才[5]。生物工程领域的许多基本原理和理论均与实际生产联系十分密切，在教学过程中就注意将书本上的理论知识与一些实际科研问题联系起来，在部分相关章节的讲述中结合目前教师所在的课题组已取得的部分科研成果，这样有利于发现学生兴趣，为进一步鼓励引导学生及早进入教师研究室参与教师的科研活动，培养学生创新能力奠定基础。例如，在讲述高通量测序在药用植物中研究的应用时，我以课题组前期发表的相关论文为例，为学习详细阐述高通量测序在河南道地药材地黄、山茱萸次生代谢生物合成中的作用。所选用的文章涉及了RNA提取、RNA质量控制、转录组测序、生物信息学分析等方面的内容，通过对文章的详细讲述，不仅回顾了之前章节核酸的性质的部分内容，又结合了正在讲述的高通量测序，还进一步对后续章节中的生物信息学分析有了初步的印象，使学生对所学内容有一个整体的观念，也启发学生如何探索科研的思路。通过上述的探索在教学中的应用，培养了学生学习该课程的兴趣、增强了其专业的认同感，学习效果也得到了普遍的提高。

参考文献

[1]余勤,吴昊,万海同,等.中医药院校生物工程专业的特色定位和人才培养[J].教书育人:高教论坛,2015(1):34-35.

[2]苏秀红,董诚明.《生物工程概论》教学中的问题及解决途径[J].中国中医药现代远程教育,2011,09(5):76-77.

[3]廖润华,杜洁,苏小丽,等.《近代生物工程导论》课程教学改革的初探[J].科技创新导报,2014(34):155-156.

[4]纠敏,汪伦记,邱智军.生物工程概论课程教学方法改革初探[J].科教导刊,2013(10):116-116.

生物技术总论范文第3篇

关键词高职院校；农学专业；持续发展；策略

农学专业是农业高职院校的传统专业，它为我国农业战线培养了成千上万的农业人才，对我国的农业生产做出了巨大的贡献。随着新专业、热门专业的不断出现，农学专业在农业高职院校中的生存和发展面临着严峻的挑战。因此，如何使传统农学专业持续发展是目前农业高职院校急需解决的问题。

1调整专业方向，培养实用型人才

随着农业结构调整、农业产业化发展、村级组织建设、农村城镇化建设和工业化建设的加快，不仅对传统农业领域人才提出了新的要求，而且需要大量与之相适应的科技人才。通过几年的探索和实践，我院根据农村经济和社会发展的需要，目前已基本形成以传统农学专业为基础的“多方向”专业。①围绕农作物、园艺植物（蔬菜、果树、花卉、草坪）等植物的生产而设置的植物生产技术专业；②利用现代生物技术的研究成果（如转基因育种技术、植物组织培养技术、生物信息预报技术、抗病虫新品种的选育等），改造整合传统农学专业而设置的植物生物技术专业；③围绕提高农产品的附加值和商品品质等方面，介绍农产品加工技术和农产品质量检测技术，从而优化传统农学专业的食品加工与检测专业；④根据农业资源的现状和特点，介绍保护农业资源和农业环境的措施，以及合理利用农业资源的方法，从而使农业生产得到可持续发展的资源与环境保护专业。

2拓宽专业培养目标

（1）从服务的范围看，面向大农业。为了适应农学专业科技人员的岗位需求，农学专业的学生不但要懂得大田作物栽培技术，而且还要懂得植物保护、土壤肥料、园艺植物（果树、蔬菜、花卉）栽培、畜禽养殖、农产品加工保鲜等方面的知识和技术。实践证明，通过多技能的培养能够使传统农学专业获得新的生机与活力，有利于提高学生的学习积极性和实践动手能力，有利于提高学生的就业率。

（2）从服务的对象看，面向大市场。高职院校培养的农业人才要能够既适应国内，又面向国际农业人才需要；既适应国有部门，又适应私有经济部门的人才需要；既适应农村基层一线，又适应各级各类高中级专业技术人才需要。

（3）从服务的层次看，面向两个农业。即传统农业和现代农业的综合需要。

（4）从服务的重心看，面向基层农业、农村。高职院校培养的农业人才要能够进入村行政组织，带领组织广大农民，做农村致富领头人；进入农村小城镇，做农村社区城镇化、现代化的建设者；自身创业，直接成为专业大户，做私营企业的示范者。

3优化课程体系

课程体系也称课程结构，是一个专业所设置的课程相互间的分工和配合。课程体系主要反映在以下几种比例关系上，即公共课程、基础课程和专业课程；理论课和实践课；必修课和选修课；隐蔽课程和显性课程。这些比例关系是否合理，直接关系到人才培养的质量。我院根据目前农业行业和社会经济发展的需要，以就业为导向，以培养学生的实际操作能力和技术应用能力为目标，改变了过去必修课在总学时中所占的比例偏大、学生选修课程的自主性有限、实验课普遍偏低的现象，构建了理论教学体系、实践教学体系、素质教学体系三体系相对独立、有机结合的新型课程体系。

3.1根据岗位需求，重组课程体系

由于高职院校培养的农业人才是面向农村基层，这就决定了他们必须是“多面手”人才。也就是说，他们不仅要懂得农作物的种植、培育等传统知识，而且还必须懂得农产品加工、农产品质量安全检测、农业环境保护、农业生物工程、农业信息技术、农业技术推广和农业管理等相关学科的知识。

（1）打通基础课，淡化专业课的界限，拓宽选修课重组课程体系。所谓打通基础课，就是将农学类（如农学、园艺、种子等）专业的基础课打通，设置基本相同的基础课。这样既能满足学生对基础知识学习的需要，又能服务于专业基础课和专业课的学习。所谓淡化专业课的界限，就是将有关专业课内容相同的部分整合为综合化课程，如将作物栽培总论部分与园艺植物栽培总论部分整合为植物生产技术原理课程；另外，将某一专业方向的专业课作为其他专业方向的专业基础课或专业课设置，并在学时和教学内容上有所区别。如蔬菜栽培课程是园艺专业的主干课，而农学专业则作为专业限选课。所谓拓宽选修课，就是除了选修本专业相关的前沿课程外，还可选修人文素质类、理学类和工程技术类等课程。这样既有利于学生的个性发展和全面素质培养的需要，又有利于学生宽口径就业、多次性就业的需要，从而保证学生素质教育的完整性、知识技能的超前性、智力发展的可持续性。

根据学科的发展进程及人对客观事物的认识规律和系统的结构原理，将各门课程之间的关系顺序化、系统化，科学安排开课时间和教学进程，并根据课程知识点的多少与课程类别的权重安排教学时数，同时，较大幅度地增加选修课的学时比例，体现课程体系、满足岗位需求的办学方针，从而使培养的学生受社会的欢迎。

（2）以市场为导向，设置课程体系。近年来，随着农村产业结构的调整，社会对农业技术人才的需求也随之发生了变化。为了使农学专业的学生成为既掌握植物种植、动物养殖等方面的理论知识和实践技能，又掌握农产品的加工、贮藏和销售等方面技术的生产经营型人才，我院对本专业的课程体系进行了调整。对于较传统的、陈旧的课程取消或对繁琐、陈旧的内容删除，开设农业经济管理、市场营销、农产品加工与贮藏、无公害食品生产、食用菌栽培、畜牧概论等课程。实践证明，通过课程体系的调整，能够提高学生面对市场的竞争能力和适应社会需求的创新发展能力。

3.2根据生产需要，开设实用课程

为了满足农业生产一线、农村基层的需要，高职院校不仅要培养学历型农业技术人才，而且要大力培养非学历型技术应用性和实用性人才。近年来，通过邀请农场私营业主、乡镇农技站、农产品流通行业、市农业局、农业科研部门、高等农业院校等相关行业专家，以及生产一线的劳动模范等，对所开设的课程进行论证，并提出修改意见。根据这些意见，我们对农学专业现有的课程体系进行了调整，删除一些不适用的课程，选用生产上必需的、实用的课程，并在课程中补充新技术、新成果。如增设WTO与中国农业、植物组织培养技术、农产品质量检测技术、净菜加工技术等课程，从而使所开设的课程既符合生产的需要，又符合农业科技人才培养的要求。

4改革教学内容

以生产实践为导向，安排教学内容。我院农学专业根据植物生产的直观性、季节性、周期性等特点，合理安排专业课教学，使教学进程与植物生长的季节保持同步。这样有利于教师课堂教学与现场教学相结合，有利于现场讲解与现场操作相结合，有利于理论教学与实践教学相结合，从而使学生能够做到活学活用。另外，课程教学内容除了教材上的知识外，还及时增加当前生产上推广应用的新技术、新成果，从而加强了教学与生产的联系。

根据农业行业的工作实践体系，组织编写适合于本地农业生产的乡土教材。编写时，根据植物生长进程和农学专业能力教育体系的要求，充分体现以技术应用能力培养为主线，突出技能特点，注重理论对实践操作的具体指导，注重操作技能的培训，从而实现教与学的统一，提高教学的实用性。

5改革教学方法和方式，提高教学质量

根据课程教学内容，我们采取课堂讲授、现场教学、专题讨论、多媒体教学等多种方式组织教学。在课堂上为增加学生的感性认识及讲课的趣味性，辅助以幻灯片、标本、挂图及新鲜材料等，进行形象教学，充分调动学生的主动思维，引导其解决教学中的知识难点，培养并提高学生分析、归纳、总结问题的能力。在专业课教学时，采用本校教师主讲与具有丰富实践经验的生产一线技术人员助讲相结合的形式；采用教师课堂讲授与专家专题讲座相结合的形式，从而使课堂教学内容既有传统的理论知识，又有生产上推广应用的新成果、新技术。

6建立校内外实习基地

职业技术教育的最大特色是突出学生的动手能力和实践水平。校内实习基地是实施实验、实践教学环节的主要场所，主要是对学生进行基本技能的训练，并且让他们参与一定的实际生产，在实践中巩固课堂学到的知识，使学生们在校内也可以得到良好的生产实习锻炼。由于农村生产体制的变化，安排学生毕业生产实习已经不象以前那么容易，因此建立校外学生实习基地则显得非常重要。我们根据学校关于在校外建立教学实习基地的要求，建立了农学专业学生校外教学实习基地，对保证学生的正常实习起到了重要的作用。

总之，高职院校农学专业要以社会需求为切入点，不断调整专业方向，创新课程体系，改革教学方法和教学内容，培养适应社会岗位技能要求和经济发展需求的人才，才能得到可持续发展。

7参考文献

[1] 曹敏建，郭玉华，刘恩才，等.农学专业实践教学的改革与实施[J].高等农业教育，2004（2）：66-68.

[2] 陈雨海，邢金亮，王洪刚，等.以教研促教改，加快农学专业改造[J].中国大学教学，2004（5）：44-45.

[3] 叶小明.强化高职特色，创办一流教育[J].高教探索，2004（4）：82-84.

[4] 张立峰.对农学学科、课程之结构――功能的思考[J].高等农业教育，2004（10）：64-65.

生物技术总论范文第4篇

关键词：抗除草剂基因；育种；应用

中图分类号：S330 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）24-6120-04

DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2015.24.003

Abstract： As the development of herbicide resistant crops， especially herbicide resistant transgenic crops， it had become easier to field weed control， and decrease weeding cost， improve economic effects. The application of herbicide gene in crop breeding was summarized in the article to explore the use of herbicide resistant genes in crops.

Key words： herbicide resistance gene； breeding； application

1970年，人们发现欧洲千里光（Senecio vulgaris）对均三氮苯类除草剂具有抗性[1]。科学家受此启发，开始了抗除草剂的作物新品种的研究。迄今为止，人类已获得了很多抗（耐）除草剂作物，尤其是转基因抗除草剂作物，诸如抗草丁膦转基因作物、抗草甘膦（农达）转基因作物、抗磺酰脲类除草剂转基因作物、抗溴苯腈转基因作物、抗阿特拉津转基因作物、细胞色素P450及脱卤素酶转基因抗除草剂作物等近10个类别[1]。抗除草剂作物开发最大的作用就是扩大杀草谱，使田间防除杂草变得简便易行，降低除草成本，提高经济效益。20世纪90年代，黄大年等[2]提出了将抗除草剂特性应用于作物杂种优势利用中的设想，本研究为了挖掘抗除草剂基因在作物中的利用，对近些年抗除草剂基因在作物育种中的应用现状进行了综述。

1 抗除草剂基因及作物

抗除草剂作物品种主要通过转基因技术与非转基因常规育种方法创制。

1.1 非转基因抗除草剂作物

20世纪70年代，人们利用非转基因手段（传统育种）开始培育抗除草剂作物，并成功培育出了第一个抗均三氮苯除草剂油菜品种“OACtriton”。传统的育种方法有自然选择、杂交法、诱变法、组织培养法等非转基因手段，迄今为止，培育出的非转基因抗除草剂作物主要包括：①抗三氮苯类：大豆、油菜；②抗稀禾啶（环己烯二酮）类：玉米、大豆；③抗咪唑啉酮类：玉米、棉花、小麦、水稻、向日葵、小扁豆；④抗磺酰脲类：大豆、亚麻、棉花、向日葵、油菜；⑤抗草铵膦类：油菜、甜菜、大豆、玉米、棉花。采取此种途径选育而成的抗除草剂作物品种易于被人们接受而被一些国家认可。其中抗咪唑啉酮类作物是非转基因抗（耐）除草剂作物发展中最成功的作物，特别是耐咪唑啉酮水稻，2008年在美国阿肯色州的种植面积已占水稻种植总面积的1/3，而在哥斯达黎加则占水稻种植总面积的22%，此外，在加拿大、巴西和希腊等国均己大面积种植[3]。

1.2 转基因抗除草剂作物

20世纪80年代中期，生物技术与基因工程的发展使人们摆脱了单纯利用自然界植物固有遗传特性的局面，进入自由构建遗传性状的新时代，导致创制转基因抗除草剂作物的迅速发展，转基因抗除草剂作物已成为主流。到目前为止，已有近300种植物通过转基因技术培育出抗除草剂品种[4]。按照基因的不同，对转基因抗除草剂作物进行分类：①抗草甘膦转基因作物：番茄、玉米、水稻、小麦、向日葵和甜菜等20余种植物；②抗草铵膦（草丁膦）转基因作物：玉米、小麦、水稻、大豆、油菜、马铃薯、番茄和苜蓿等；③抗磺酰脲类除草剂转基因作物：油菜、水稻、大豆、亚麻、棉花、番茄、甘蔗和甜瓜等；④抗溴苯腈转基因作物：油菜、棉花、马铃薯和烟草等。另外，还有抗莠去津（阿特拉津）转基因作物、细胞色素P450及脱卤素酶转基因抗除草剂作物等[5]。在这些抗性作物中，50%以上是抗草甘膦作物。2010年，全球已经大规模商业化种植的抗草甘膦转基因作物主要有大豆、玉米、油菜、棉花、甜菜及苜蓿6种，仅抗草甘膦大豆种植面积就达7 330万hm2。占全球转基因作物种植总面积的50%，占全球大豆总种植面积的77%左右[6]。

现已经研究的抗除草剂基因主要有抗草丁膦、双丙氨酰膦的bar（PAT）基因；抗草甘膦的gox、aroA、cp4-epsps基因；抗磺酰脲类除草剂的SURB-Hra、SURA-c3、csrl基因；抗均三氮苯类（莠去津等）的psbA、atzA基因；抗2-4 D的tfDA基因；抗溴苯腈的bxn基因等[7]。

2 中国抗除草剂作物研究概况

中国在抗除草剂基因工程方面的研究起始于20世纪80年代，抗阿特拉津大豆是中国获得的最早的转基因抗除草剂作物，到目前为止，获得的抗除草剂基因有抗阿特拉津基因（PS6A）、抗草铵膦基因（bar）、抗溴苯腈基因（bxn）、抗2，4-D基因（tfdA）和抗草甘膦基因（G2-EPSPS）等。目前已获得的抗除草剂转基因作物有抗草铵膦水稻和小麦；抗2，4-D棉花；抗阿特拉津大豆；抗草甘膦玉米、棉花、油菜、水稻、大豆和小麦；抗溴苯腈油菜和小麦等。2012年，中国培育的抗草甘膦转基因玉米获得农业部批准，进入生产性试验阶段，如果实现商品化生产，将有利于打破美国孟山都等跨国公司在抗除草剂转基因产业上的垄断地位[8]。

3 抗除草剂基因在作物育种中的应用

3.1 作为筛选标记基因

抗除草剂基因作为筛选标记基因具有产生的假转化体少并能给作物带来有用的农业性状的优点，已越来越多地应用于植物遗传转化。其中bar基因是应用最广的抗除草剂选择标记基因。Nakamura等[8]利用bar基因作为筛选标记，构建了用于植物遗传转化的高通量载体，将抗虫基因Cry1 Ca[9，10]、抗旱、耐盐基因BADH等[11]与抗除草剂基因bar结合，通过农杆菌介导转化法成功导入水稻中。张春雨等[12]研究表明，bar基因在后代田间筛选中具有明显的成本优势。此外，抗草甘膦的aroA基因、抗溴本腈的bxn基因和抗绿磺隆的csrl基因等也已成功地应用于不同作物的遗传转化[13]。

3.2 在雄性不育法育种中的应用

杂种优势育种是利用两个或几个遗传性不同的亲本杂交育出在生长势、生活力、抗逆性、产量、品质等方面优于其亲本的杂种后代的一种育种方法。作物雄性不育化育种是杂种优势利用的重要途径之一。作物雄性不育包括质核互作不育和核不育两种类型，相对应生产上为三系法和两系法育种，三系即不育系、保持系、恢复系，三系配套在多种作物中已广泛发现，应用方式上较为成功的是中国20世纪70年代兴起的水稻野败胞质不育三系配套的杂交种，迄今仍具生命力，并扩展到东南亚等国家[14]。但三系法中一些作物存在不育系不育性不彻底、胞质含有产量不利因子及优势组合筛选缓慢等问题[2]。二系法是指核不育类型，此类型没有保持品种（保持系），不能实现三系配套，通常呈不育与可育1∶1的分离[15]。核不育类型在应用中还有很大的难度，所以到目前还没有推广使用。核不育类型中的光温敏核不育类型其不育度受光温调节，利用此特性配制杂交品种，与三系法相比，可以免去不育系繁殖的异交过程，免去不育细胞质带来的各种负作用，以及由于恢复源广、配组自由，获得强优势组合的几率大大提高[16]。因此，光温敏核不育系制种具有广阔的前景，但其在繁殖、制种过程中受到诱导光温条件的制约，表现为不育系育性败育不彻底，繁种、制种质量难以保证，配制的杂种表现出真杂交率不高（通常只为40%～80%）等问题[17]。早在20世纪90年代，中国科学家就提出利用抗除草剂基因应用到不育系育种中的设想，以提高杂交种纯度和简化育种程序，发展到现在主要进展如下。

3.2.1 培育新型抗除草剂不育系 抗除草剂基因转到不育系育成新的抗除草剂不育系。杂交制种时，喷洒相应除草剂可除掉不育系中的杂株（本身可育株、气候条件影响、机械混杂等因素）和杂草，保证了不育系纯度，降低了繁种的隔离条件，尤其在抗除草剂核不育系制种时，可以利用除草剂去除50%的可育株，大大减轻了劳动强度，为核不育的应用提供了可能的条件[14]。近些年获得的抗除草剂不育系有抗草甘膦的水稻光温敏核不育系[18]、抗草丁膦的水稻光温敏核不育系[10，12]、抗草甘膦油菜不育系[19，20]、抗草铵膦甘蓝型油菜核不育系[21，22]、抗草甘膦棉花核不育系Yu98-8A1[23]和Yu98-8A2[24]等。这些抗除草剂不育系的创制为两系法杂交制种打下了坚实的基础。

3.2.2 培育新型抗除草剂恢复系 将显性抗除草剂基因转到恢复系中可育成新的抗除草剂恢复系，将得到的携带纯合抗除草剂基因的新恢复系与不育系配制杂交组合，得到的真杂种后代具有抗除草剂特性，因此，通过施用除草剂即可去除假杂种、杂株和杂草，获得整齐一致的杂种群体。山西省农业科学院谷子研究所选育出K103、K95、K161、K163、K172等一批具有较高配合力的抗拿捕净（稀禾啶）恢复系，随后用这一批抗除草剂新品系作父本，2008年选育出抗除草剂优质新品种长杂2号并通过山西省认定，2012年获山西省科技进步二等奖。2010年选育出晋谷49号和晋谷50号并通过山西省认定。2013年选育出晋谷56号和晋谷57号并通过山西省认定[25]。水稻通过田间杂交、回交或转基因遗传转化等手段也培育出一大批抗除草剂恢复系，包括抗草铵膦恢复系明恢63-B、测64-B、特青-B等20余个[26，27]，抗草甘膦籼型水稻恢复系[28]、抗pursuit（普杀特）水稻恢复系等[29]，并利用其恢复系培育出杂交稻香125S/Bar68-1等一批优良组合[28，29]。在抗除草剂油菜恢复系中，肖国樱等[30]培育出了抗草丁膦油菜恢复系和抗草甘膦的油菜恢复系。并利用其恢复系配置了抗草甘膦杂交油菜组合，产量鉴定结果表明，5个抗性组合杂种一代单株产量均高于亲本，超亲优势率达到17.84%～42.80%。

3.3 作为化学杀雄剂应用于杂交制种

化学杀雄是获得杂交种的又一途径，化学杀雄杂交制种除不需要人工去雄而大幅度降低了杂交种生产的成本外，还具有免除不育系制种中育性配套和保持所必需的繁琐工序，且亲本选择更加广泛，杂交组合选配自由，更易选出具超优势的杂交种。因此，化学杀雄技术在杂交优势利用和杂交制种上有着广阔的市场前景。

这方面研究主要集中在棉花的研究上。Viator等[31]研究发现在抗草甘膦棉花四叶期后喷施草甘膦，造成花药不能正常开裂、花粉活力降低、棉铃畸形等现象。随后科研学者设想，如果通过间隔喷洒除草剂来控制棉花雄性不育，同时对其进行人工授粉，观察雌蕊育性及植株的结铃性，可能是创造雄性不育进行棉花制种的新途径。李燕[32]探讨了草甘膦作为棉花化学杀雄剂的应用，结果表明，随着喷洒浓度的升高，喷洒次数的增加，杂交种纯度逐渐提高，最高可达96.9%，但负效应也愈加明显。对草甘膦杀雄获得的杂交种的产量及品质相关性状进行分析，结果表明，草甘膦对转基因棉花杂交后代生长没有负效应。梅磊等[33]研究认为考虑到气候等因素，转基因抗草甘膦棉花可在现蕾初期喷施20 mmol/L的草甘膦，每隔15 d（遇特殊气候可延长5 d）喷1次，共喷4次，即可进行不去雄杂交棉制种。孟庆忠等[34]研究结果表明，10%草甘磷100倍液可得到母本全株雄性不育性状。王秀丽等[35]研究认为，自现蕾开始，每隔16 d喷洒一次除草剂可以有效控制棉花雄性不育。

3.4 杂交种纯度快速鉴定与纯度控制技术研究

杂交种纯度是制约杂交优势利用育种中的主要因素之一。除草剂抗性基因的利用，为控制杂交种的纯度提供了有效途径。中国每年杂交作物制种的纯度主要靠冬季到海南进行种植鉴定，鉴定时间长，分子鉴定需要高端试验设备及专业操作人员。而利用抗除草剂基因培育的抗除草剂杂交种，可在苗期通过相应除草剂的筛选体系快速、简便、有效地鉴定杂交种纯度，不仅节省成本，对销售假冒低劣杂交种子坑害农民的行为也可起到有效的防护作用。另外，杂交种的纯度也得到有效控制，这一技术也叫超净杂交种技术，它的应用可以重新启用曾经被摒弃的一些配合力好但育性有欠缺的不育系，利于杂交组合的自由选配和提高杂交水稻的产量，亲本选择范围的扩大能增加群体的遗传多样性，防止生产上的遗传脆弱性和流行病的发生。

金红等[36]摸索出抗除草剂转基因黄瓜的田间抗性鉴定和室内种子抗性鉴定的除草剂临界浓度。建立了一套在种子发芽阶段或2片真叶期进行黄瓜杂交种纯度鉴定的新技术。王新其等[37]利用田间与室内方法鉴定了水稻F1杂种纯度，二者鉴定结果相符，因此，通过浸种或苗期喷药，就可以有效杀死假杂种，保证杂交群体的纯度。周心童[38]确定了有效鉴别棉花父、母本品种抗与非抗草甘膦棉花的最适浓度为2.00 g/L，鉴别杂交种的最适草甘膦浓度为2.25 g/L，最适宜的喷施时间为棉苗三叶期。马小艳等[39]研究了浸种法鉴定转基因抗草甘膦棉花。草甘膦的浓度选择在20.00 g/L，浸泡时间约1 h。该方法检测周期短，工作量小。吴伟等[40]利用发芽试验和苗床试验对抗草甘膦棉花浙杂14杂交棉种子进行纯度鉴定。结果表明，发芽试验鉴定的纯度结果略低于苗期鉴定，但趋势完全相同。李志强等[41]研究表明，利用室内发芽试验鉴定转基因抗草甘膦棉花抗性的方法是准确可行的。熊绪让等[42]对转bar基因抗除草剂两系杂交水稻香125S/Bar68-1进行了栽培应用初步试验，结果表明，杂交水稻香125S/Bar68-1去杂提纯靠专用除草剂，苗期喷施一次Basta（草丁膦的商品名）对保证其纯度和提高产量是至关重要的。旱育软盘秧喷施效果最好。孙海波等[43]研究表明，转bar基因恢复系NT-5-1的T6世代仍保持对Basta的抗性；转bar基因杂交稻3～4 叶期喷施0.1%～0.2% Basta 60 kg/667m2，清除假杂种效果均达100%。肖国樱等[30]对转bar基因抗除草剂两系法杂交早稻的高产栽培技术进行了研究。结果表明，使用除草剂Basta后的纯度达99.98%。理论产量平均达550 kg/667 m2以上。

3.5 机械化制种技术研究

肖国樱等[18]提出一种不育系解决机械化制种和不育系混杂的方法，通过杂交、遗传转化等方法，选育出抗草铵膦和草甘膦/感苯达松的水稻光温敏核不育系EBl85Bs。苯达松也是一种除草剂，由于这些不育系具有抗除草剂的特点，而恢复系不具备，制种时不育系与恢复系可以混播，待授粉完成后喷施除草剂杀死恢复系，成熟后机械化收割不育系上所结杂交种子，而不需要提前人工刈割恢复系；而且恢复系在不育系中均匀分布也可以提高异交率。如果在制种过程中遇到异常低气温，造成不育系少量自交结实而混杂在杂种F1代中，可以通过在杂种F1代秧田喷施苯达松杀死混杂的苯达松敏感不育系，杂交种由于野生基因的显性作用而不受伤害，从而可以保证大田F1代的纯度；此外，秧苗期喷施除草剂可以代替田间种植鉴定杂交种纯度，减少了种植鉴定中的土地占用和人工费用。本设想也可以运用到其他作物中，通过培育一种抗/感除草剂的不育系来一次性解决机械化制种和清除不育系混杂的问题。

4 展望

综上所述，抗除草剂基因在作物中除了有效去除田间杂草的主要作用外，在基因工程、杂交优势利用育种和栽培技术上都有重要应用。在中国抗除草剂基因的利用已成为一个新的研究热点，并取得了很大的进展，科学家利用抗除草剂基因作为筛选标记，结合其他抗性基因质粒如抗旱、抗病虫、提高农艺性状或产品风味的基因，选育高抗且优质的品种；在作物育种方面，抗除草剂不育系与恢复系的利用，水稻、小麦、棉花、油菜、谷子、黄瓜等也创制出不同类型的抗除草剂新种质，这为抗除草剂基因应用于杂种优势提供了具有潜力的材料基础。另外，已经培育出了谷子品种长杂2号、晋谷56号和晋谷57号，水稻品种香125S/Bar68-1。利用抗除草剂基因对杂交种进行纯度快速鉴定与纯度控制技术的研究，使得一些三系、两系、化杀组合已具备了走向生产示范的条件。抗除草剂基因在简化栽培、化学杀雄、机械化制种方面都开始了研究。总之，抗除草剂基因的利用研究越来越引起人们的关注，随着此研究的深入，将不断推进基因工程、作物育种与生产的发展，使21世纪的农业发生重大变革。

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生物技术总论范文第5篇

摘要通过对野外调查，龙泉市共有野生木本观赏植物703种，按其观赏部位及用途对野生林观赏植物进行了分类。并对其开发利用途径进行研究，以为丰富龙泉市园林植物多样性、引种驯化野生观赏植物等方面提供参考。

关键词野生木本观赏植物;开发利用;浙江龙泉

野生木本观赏植物具有浓厚的地方色彩，育苗容易，抗逆性和应环境能力强。因此，野生观赏植物近年来被广泛应用于城市园林绿化和林分改造中。为了给城市园林绿化和林分改造提供更多更优良的野生观赏植物，并为当地野生观赏植物的开发利用和保护提供参考[1]，笔者对龙泉市观赏植物资源进行了调查，并对野生观赏植物资源园林开发利用进行了分析研究。

1自然环境

龙泉市地处浙江西南，北纬27°42′～28°21′，东经118°43′～119°26′，总面积30.39hm2，其中林业用地26.30hm2，是一个“九山半水半分田”的林区市。境内海拔1 000m以上的山峰有730余座，其中海拔1 929m的江浙最高峰黄茅尖，为瓯江、钱塘江、闽江的源头。属亚热带湿润季风区，四季分明，温暖湿润，雨量充沛。年平均气温17.6℃，最冷1月平均气温6.5℃，最热7月平均气温27.9℃，年平均积温为6 446℃，年平均无霜期263d，年降雨量1 700mm左右，相对湿度79%。土壤种类较多，分布随海拔的不同而有差异。中部低山区一般为红、黄泥土、红泥沙土、石沙土;高山地区为山地黄泥土、石沙土、香灰土。由于地形复杂，高山与平谷气温差异较明显，有着多样性小气候环境，动植物种类丰富，有“华东植物摇篮”之称[2]。

2龙泉市野生木本观赏植物资源

经笔者多次调查统计，龙泉市有1 106种野生植物具有观赏价值，其中木本植物703种[3]，根据其特征和功能分为庭院和行道观赏类、花灌木类、树桩盆景类、垂直绿化类等4种园林观赏植物类型。

2.1庭院和行道观赏树种

适合作行道树或庭院树的植物有青钱柳、灯台树、杜仲、苦木、紫楠等;适合观花的植物有黄山木兰、天女花、垂珠花、山樱花、香果树等;适合观果的植物有水榆花楸、冬青、山桐子、丝棉木、黄连木等;适合观叶的植物有漆树、盐肤木、石楠、乌桕、枫香、蓝果树、银鹊树等。

2.2园林花灌木

该类植物一般具有姿态优美、花色艳丽、芳香四溢、果色夺目等特征，常被用于庭院、林带、路旁、池边、水际、墙垣以及树坛边缘配置，根据其观赏特性和在园林中的应用，可分为观叶、观花、观果园林植物等类型。适合观叶的植物有柃木、竹叶椒、野花椒、山麻杆等;适合春季观花的植物有锦鸡儿、紫荆、金樱子、杜鹃花、米饭树、结香、金银忍冬、绣线菊等;适合夏季观花的植物有金丝桃、臭牡丹、忍冬、木蓝、野蔷薇、宁波溲疏等;适合秋季观花的植物有海州常山、胡枝子、紫薇等;适合观果的植物有荚蒾、紫珠、紫金牛、朱砂根、扁担杆、胡颓子、木半夏、乌饭树、石斑木、省沽油、算盘子等。

2.3树桩盆景植物

此类植物能够制作观赏盆景，主要有榔榆、榉树、三尖杉、三角枫、雀梅、野茉莉、柘树、白马骨、枸骨冬青等。

2.4垂直绿化植物

根据攀援能力、配置特点可分为花架、篱栏、墙面类园林植物，用于建筑墙面、假山、桥沿及立柱等空间绿化的植物有薜荔、扶芳藤、爬山虎、络石等;用于花架、棚架绿化的有紫藤、云实、猕猴桃、凌霄、忍冬等;用于篱笆、围墙等绿化的有铁线莲属、木通属、大血藤、南蛇藤属、勾儿茶属、蛇葡萄属、清风藤、木防己、菝葜等。

3龙泉市野生观赏植物在现代园林中的应用

3.1孤植树

孤植树是指可以独立成景、表现个体美的乔木植物，可布置在花坛、广场、草地中央，道路交岔点，河流曲线转折处外侧，水池岸边，缓坡山岗，庭院角落，假山，登山道及园林建筑等处，起主景作用。适宜作孤植树的树木一般要求高大雄伟，树形优美，具有特色，且寿命较长或具有美丽的花、果、树皮或叶色的种类，如苦楮、香果树、南酸枣、枫杨、小叶青冈、栲树等。

3.2配景树

树木多具有优美的树冠，在园林配置中可创造美丽的、富有诗情画意的园林境界。近期可引种的种类主要有马尾松、厚朴、山樱花、金丝桃、金丝梅、糯米条、荚蒾等。

3.3行道树

行道树是指树冠整齐、干形挺拔、枝叶繁茂、树冠浓密扩展的树种，近期可引种的种类主要有闽楠、红楠、檫木、深山含笑、黄山木兰等。

3.4庭荫树

庭荫树是指能形成浓荫供纳凉避暑的乔木植物，一般冠幅较大，树姿优美，常布置于庭院和绿化广场等处用来遮荫。许多具有观花、观果、观叶的乔木植物均可作为庭荫树，如雷公鹅耳枥、黄檀、苦楮、栲树、小叶青冈、栓皮栎、朴树、南酸枣、山桐子等。

3.5藤蔓植物

多为木质藤本，具有较长的茎和较强的攀援、附着能力，可攀援、缠绕于棚架或墙面，如三叶木通、野蔷薇、香花崖豆藤、乌敛莓、金樱子、扶芳藤、铁线莲等。

3.6绿篱植物

多为常绿灌木，具有丛生密集的茎，耐修剪，萌生性强，如冬青、山矾、六月雪、十大功劳、胡颓子、海桐、满山红等。

3.7片植灌木

片植灌木指生长整齐一致、能形成整体景观效果的小灌木，可以片植于林地下或丛植于草坪上，如瑞香科的结香、杜鹃花科的映山红、忍冬科的荚蒾等都可以用于片植。

3.8盆景植物

盆景植物是再现大自然风貌或表达特定意境的植物艺术品，是用适应性强、根系分布浅、耐干旱土壤、耐荫、寿命长、耐修剪蟠扎、萌芽力强、花果叶均有较高观赏价值的植物所造就。可做树桩盆景的有雀舌黄杨、赤楠、小叶石楠、蜡瓣花、满山红、荚蒾等。

4野生木本观赏植物的开发利用途径

广泛深入进行野外调查，掌握观赏植物的资源分布状况。在清楚掌握植物资源的基础上，进行综合分析及评价，然后确定重点开发利用对象，遵循因地制宜的原则，制定合理开发利用规划。做好引种驯化工作，对于栽培地区与植物原产地环境相似的植物，可直接从产地引入栽培地区。若原生环境与栽培地区的环境条件差异大，则可分步引种，待适应后再引入目的地栽培。做好野生木本观赏植物的生物学特性、生态学特性和观赏特性研究，建立引种和驯化基地，使气候及土壤差异较大的种类通过人工培育，达到增强抗性、逐步扩大适生区域的目的。尽可能多地区收集野生种类和栽培品种，进行种源对比试验和引种研究，为其推广和应用打下基础。做好野生木本观赏植物的繁殖和栽培方法研究，运用先进的生物技术，改良野生植物品质，培育抗性强、适应范围广、利用价值高的新品种，在保护好资源的前提下，利用组织培养等方法，快速扩大其数量。

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