發(fā)布時(shí)間：2022-05-24 09:23:15
開(kāi)篇：寫(xiě)作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇植物生物技術(shù)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
1生物技術(shù)在防治中的應(yīng)用
在研究生物技術(shù)的工作中，其中有項(xiàng)工程叫作基因工程，它的應(yīng)用也十分重要，在防治植物病蟲(chóng)害的過(guò)程中應(yīng)用基因工程主要包括CP基因、RP基因和Sat-RNA等。植物在生長(zhǎng)中對(duì)病害不是完全主動(dòng)免疫的，而是需要適當(dāng)?shù)拿浇檫M(jìn)行誘導(dǎo)，那么這個(gè)起誘導(dǎo)作用的媒介就是CP基因，它能夠有效的增強(qiáng)植物對(duì)病蟲(chóng)害的抵御能力。CP基因的應(yīng)用能夠有效的減少植物在生長(zhǎng)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的病害，它能增強(qiáng)植物在生長(zhǎng)中對(duì)病害的免疫功能。RP基因是可以對(duì)病毒進(jìn)行復(fù)制的復(fù)制酶基因，病害為了能夠?qū)χ参锂a(chǎn)生影響，需要不斷的組合，而復(fù)制酶則是利用編碼對(duì)病毒進(jìn)行一個(gè)新的組合，統(tǒng)稱為“聚合酶”。它能夠快速的融合病毒的DNA，并且能夠補(bǔ)全植物在生長(zhǎng)中所缺失的復(fù)制酶基因，因此，病毒復(fù)制能出來(lái)就會(huì)受到影響，使病毒能夠不影響到植物的生長(zhǎng)。Sat-RNA是一種低分子，它需要在植物生長(zhǎng)中產(chǎn)生了病毒才能實(shí)現(xiàn)復(fù)制，植物生長(zhǎng)中沒(méi)產(chǎn)生病毒使其不能實(shí)現(xiàn)復(fù)制，它在復(fù)制的過(guò)程中會(huì)影響病毒之間的復(fù)制，從而降低病毒成長(zhǎng)率。Sat-RNA在防治植物病蟲(chóng)害的過(guò)程中具有一定的積極作用，研究中應(yīng)當(dāng)給予重視。
2生物技術(shù)在防治蟲(chóng)害中的應(yīng)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(shù)生物體會(huì)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(nèi)造成的破壞。近幾年來(lái)，國(guó)家科學(xué)技術(shù)不斷提高，生物技術(shù)也隨之快速發(fā)展，使得更多的學(xué)者和研究人員對(duì)蛋白酶抑制劑研究越來(lái)越廣，尤其是在抵御病蟲(chóng)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(chóng)體內(nèi)的氨基酸，從而使得病蟲(chóng)因缺少氨基酸而無(wú)法進(jìn)行正常的生長(zhǎng)和生活，直至病蟲(chóng)死亡。這種殺死病蟲(chóng)害的方式已經(jīng)得到廣泛的使用。它能夠有效保障農(nóng)作物的生長(zhǎng)，提高農(nóng)作物抵御病害的能力。
3生物技術(shù)在防治草害中的應(yīng)用分析
植物自身抵抗除草劑的能力很低下，但是生物技術(shù)能夠?qū)?duì)除草劑具有良好抗性的基因轉(zhuǎn)移到植物中，這樣使植物能夠更好的生長(zhǎng)。這些對(duì)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(guò)這些基因之間的作用來(lái)達(dá)到抗草害的作用。生物技術(shù)的應(yīng)用能夠有效的殺死草害，使得植物能夠健康成長(zhǎng)。如今，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，也使得人們對(duì)環(huán)保的意識(shí)也不斷增加，因此，在生物技術(shù)的研究中應(yīng)當(dāng)更注重對(duì)環(huán)境的保護(hù)，不能一味的研究而忽略環(huán)保。
4依靠生物技術(shù)培養(yǎng)出抗病、抗蟲(chóng)的新品種
農(nóng)作物在生長(zhǎng)的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)許多的病狀，比如：病害和蟲(chóng)害等，最主要的就是病害和蟲(chóng)害，這2個(gè)是導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量下降的主要因素。近幾年來(lái)，使用生物技術(shù)來(lái)培育抗病、抗蟲(chóng)的植物是一個(gè)新的趨勢(shì)，它是按照有關(guān)病蟲(chóng)害的要求，將能夠防治病蟲(chóng)害的基因，經(jīng)過(guò)生物技術(shù)來(lái)進(jìn)行移植，移植到植物中，使得植物能有健康的成長(zhǎng)，并且在生長(zhǎng)的過(guò)程中不斷的繁殖出新的抗體，能夠有效的防治病蟲(chóng)害的破壞，使產(chǎn)量上升，帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
5總結(jié)
科學(xué)的快速發(fā)展也使得對(duì)植物病蟲(chóng)害的防治得到了提升，生物技術(shù)的發(fā)展能夠有效的提升學(xué)者和研究人員在植物與病菌之間更深一步的研究，更加全面化的了解不同種類的植物對(duì)于不同細(xì)菌分子的抗性，從而研究出更好的基因，通過(guò)不斷地改良和研究來(lái)提升生物技術(shù)的成長(zhǎng)。這也將更加利于提升植物在生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)病蟲(chóng)害的防治，使得植物健康的生長(zhǎng)。本文探討了基因在防治過(guò)程中對(duì)植物所產(chǎn)生的作用，同時(shí)也對(duì)現(xiàn)代生物技術(shù)防治病蟲(chóng)害的有效性進(jìn)行了研究，期待生物技術(shù)能有更加發(fā)展全面，提升防治病蟲(chóng)害的防治技術(shù)。
作者：竇寶峰 單位：衡水市桃城區(qū)農(nóng)牧局
一、園藝植物生物技術(shù)開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式
1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容開(kāi)放園藝植物生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)本著豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、革新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的優(yōu)秀原則，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為最基本的目標(biāo)，提出以下園藝植物生物技術(shù)開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。實(shí)驗(yàn)性質(zhì)由驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)過(guò)度為綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)教學(xué)中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)占總實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的80%以上，采用開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)壓縮到20%以內(nèi)，增加了綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
2.實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地開(kāi)放實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地是制約學(xué)生開(kāi)展創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的主要原因。以部級(jí)植物生產(chǎn)類實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心為平臺(tái)，采用開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行機(jī)制，結(jié)合學(xué)科點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生自主選擇和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)提供了良好的條件。實(shí)驗(yàn)室配2～3名研究生協(xié)助管理，儀器設(shè)備采用預(yù)約登記制度，使用前須經(jīng)專人培訓(xùn)合格后才能使用。實(shí)驗(yàn)耗材按實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，由實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一提供。
3.實(shí)驗(yàn)時(shí)間開(kāi)放以3～4人為一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組，以小組為單位安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間，實(shí)驗(yàn)室一次可以同時(shí)安排6個(gè)小組開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)間由以前固定時(shí)間，改為課程理論授課3周開(kāi)始至學(xué)期末前1周結(jié)束。學(xué)生可以根據(jù)自己的課程安排，合理選擇實(shí)驗(yàn)時(shí)間。實(shí)驗(yàn)室時(shí)間采用預(yù)約制，由實(shí)驗(yàn)室管理人員統(tǒng)一安排。上班時(shí)間由實(shí)驗(yàn)室管理人員負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室，節(jié)假日和晚上由研究生協(xié)助管理實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生開(kāi)展開(kāi)放實(shí)驗(yàn)提供充足的時(shí)間。
二、開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)取得的效果
1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式開(kāi)放，激發(fā)學(xué)生興趣在大多數(shù)同學(xué)印象中園藝植物生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)以實(shí)驗(yàn)方法、手段、技術(shù)為主要內(nèi)容，這些內(nèi)容過(guò)于抽象，通過(guò)授課形式講授或單獨(dú)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生理解效果很差，很難達(dá)到掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的目的。任何研究都是從好奇和懷疑開(kāi)始的，通過(guò)典型的生物技術(shù)實(shí)例，如柑橘細(xì)胞融合獲得原生質(zhì)體雜種、植物遺傳轉(zhuǎn)化獲得轉(zhuǎn)基因植株，人類基因組測(cè)序及園藝植物基因組測(cè)序的不斷完成，生物信息學(xué)預(yù)測(cè)基因的功能分析等，這些實(shí)例在網(wǎng)絡(luò)上的介紹與視頻非常多，通過(guò)網(wǎng)站瀏覽和視頻觀看，讓同學(xué)們真正了解生物技術(shù)的神秘與貼近生活的兩個(gè)方面，將抽象的概念轉(zhuǎn)化為切實(shí)可行的操作行動(dòng)。
2.實(shí)驗(yàn)時(shí)間及空間開(kāi)放，提高動(dòng)手能力實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放，即儀器設(shè)備和時(shí)間概念上的開(kāi)放，在一定程度上可以解決實(shí)驗(yàn)人數(shù)多、實(shí)驗(yàn)室及儀器設(shè)備嚴(yán)重不足的問(wèn)題。例如，生物分子實(shí)驗(yàn)室的定量PCR儀、PCR儀、離心機(jī)、核酸儀、電泳儀、紫外投射儀等，實(shí)驗(yàn)時(shí)間一旦開(kāi)放，學(xué)生可以用充裕的時(shí)間來(lái)把實(shí)驗(yàn)獨(dú)立完成，不會(huì)被課程所限制。通過(guò)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，本科生可以在課余時(shí)間多次進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。同時(shí)，研究生可以一對(duì)一或一對(duì)三的帶領(lǐng)本科生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，開(kāi)展相關(guān)的擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，開(kāi)闊視野，提高動(dòng)手能力，還可以更好地參與教師的科研項(xiàng)目，增加教師和學(xué)生的交流機(jī)會(huì)。
3.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容開(kāi)放，自主設(shè)計(jì)試驗(yàn)在教學(xué)內(nèi)容上打破原有的實(shí)驗(yàn)課程結(jié)構(gòu)體系，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容組合與創(chuàng)新，注重設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源、視頻資源及生物公司的廣告資源，提高學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生在學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和社交能力等綜合能力的培養(yǎng)。根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和實(shí)驗(yàn)條件，突出實(shí)用性，根據(jù)學(xué)校實(shí)驗(yàn)條件提出以下實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行選擇與優(yōu)化。通過(guò)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生打破傳統(tǒng)的擬定學(xué)時(shí)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，充分利用學(xué)生的自主性進(jìn)行大量的設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)。學(xué)生在學(xué)校提供的實(shí)驗(yàn)條件的前提下，自選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，自定實(shí)驗(yàn)步驟，自選儀器設(shè)備，自己處理和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，給學(xué)生提供了創(chuàng)新思維的自由空間。這將有利于激發(fā)學(xué)生的自覺(jué)性和主動(dòng)性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。自覺(jué)接受現(xiàn)代教育技術(shù)新的成果，把信息技術(shù)與學(xué)科有機(jī)的融合在一起，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)情景，突出雙向性、參與性、互動(dòng)性。在實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立完成操作，獨(dú)立分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。
4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果靈活，革新考核與評(píng)價(jià)體系通過(guò)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生將與老師的課堂交流轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^(guò)面對(duì)面、QQ、微信等其他平臺(tái)，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)展隨時(shí)進(jìn)行分析、討論及總結(jié)，并且學(xué)生通過(guò)查閱相應(yīng)的資料，最后得出科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。開(kāi)放式綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不確定性也避免了同學(xué)之間相互抄襲、模仿。因此，既增加了學(xué)生動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，又有利于學(xué)生系統(tǒng)的掌握?qǐng)@藝植物生物技術(shù)的實(shí)驗(yàn)方法和技能及分析與解決問(wèn)題的能力。開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)除在以上方面進(jìn)行開(kāi)放外，同時(shí)也革新了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核與評(píng)價(jià)體系，與以往實(shí)驗(yàn)成績(jī)包括實(shí)驗(yàn)課堂成績(jī)與實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)之外，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面補(bǔ)充了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作、結(jié)果分析與討論的考核內(nèi)容，形成了實(shí)驗(yàn)方案撰寫(xiě)(20%)+實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備(20%)+實(shí)驗(yàn)過(guò)程(30%)+實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析(30%)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核體系，評(píng)價(jià)方式分為優(yōu)、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(shù)開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)展望通過(guò)開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠很好的避免學(xué)生被動(dòng)實(shí)驗(yàn)的客觀現(xiàn)象，充分激發(fā)學(xué)生積極的動(dòng)手能力，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和與老師的面對(duì)面溝通改變以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)中動(dòng)手不動(dòng)腦的現(xiàn)象，更能誘導(dǎo)學(xué)生正確、客觀的認(rèn)識(shí)生物技術(shù)，并且培養(yǎng)其探索生物技術(shù)領(lǐng)域新趨勢(shì)的科研興趣。因此，開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)非常適合于本科生園藝植物生物技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)，對(duì)人才培養(yǎng)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。
作者：毛娟陳佰鴻楊宏羽李作進(jìn)單位：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院
1生物技術(shù)在防治中的應(yīng)用
在研究生物技術(shù)的工作中，其中有項(xiàng)工程叫作基因工程，它的應(yīng)用也十分重要，在防治植物病蟲(chóng)害的過(guò)程中應(yīng)用基因工程主要包括CP基因、RP基因和Sat-RNA等。植物在生長(zhǎng)中對(duì)病害不是完全主動(dòng)免疫的，而是需要適當(dāng)?shù)拿浇檫M(jìn)行誘導(dǎo)，那么這個(gè)起誘導(dǎo)作用的媒介就是CP基因，它能夠有效的增強(qiáng)植物對(duì)病蟲(chóng)害的抵御能力。CP基因的應(yīng)用能夠有效的減少植物在生長(zhǎng)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的病害，它能增強(qiáng)植物在生長(zhǎng)中對(duì)病害的免疫功能。RP基因是可以對(duì)病毒進(jìn)行復(fù)制的復(fù)制酶基因，病害為了能夠?qū)χ参锂a(chǎn)生影響，需要不斷的組合，而復(fù)制酶則是利用編碼對(duì)病毒進(jìn)行一個(gè)新的組合，統(tǒng)稱為“聚合酶”。它能夠快速的融合病毒的DNA，并且能夠補(bǔ)全植物在生長(zhǎng)中所缺失的復(fù)制酶基因，因此，病毒復(fù)制能出來(lái)就會(huì)受到影響，使病毒能夠不影響到植物的生長(zhǎng)。Sat-RNA是一種低分子，它需要在植物生長(zhǎng)中產(chǎn)生了病毒才能實(shí)現(xiàn)復(fù)制，植物生長(zhǎng)中沒(méi)產(chǎn)生病毒使其不能實(shí)現(xiàn)復(fù)制，它在復(fù)制的過(guò)程中會(huì)影響病毒之間的復(fù)制，從而降低病毒成長(zhǎng)率。Sat-RNA在防治植物病蟲(chóng)害的過(guò)程中具有一定的積極作用，研究中應(yīng)當(dāng)給予重視。
2生物技術(shù)在防治蟲(chóng)害中的應(yīng)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(shù)生物體會(huì)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(nèi)造成的破壞。近幾年來(lái)，國(guó)家科學(xué)技術(shù)不斷提高，生物技術(shù)也隨之快速發(fā)展，使得更多的學(xué)者和研究人員對(duì)蛋白酶抑制劑研究越來(lái)越廣，尤其是在抵御病蟲(chóng)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(chóng)體內(nèi)的氨基酸，從而使得病蟲(chóng)因缺少氨基酸而無(wú)法進(jìn)行正常的生長(zhǎng)和生活，直至病蟲(chóng)死亡。這種殺死病蟲(chóng)害的方式已經(jīng)得到廣泛的使用。它能夠有效保障農(nóng)作物的生長(zhǎng)，提高農(nóng)作物抵御病害的能力。
3生物技術(shù)在防治草害中的應(yīng)用分析
植物自身抵抗除草劑的能力很低下，但是生物技術(shù)能夠?qū)?duì)除草劑具有良好抗性的基因轉(zhuǎn)移到植物中，這樣使植物能夠更好的生長(zhǎng)。這些對(duì)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(guò)這些基因之間的作用來(lái)達(dá)到抗草害的作用。生物技術(shù)的應(yīng)用能夠有效的殺死草害，使得植物能夠健康成長(zhǎng)。如今，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，也使得人們對(duì)環(huán)保的意識(shí)也不斷增加，因此，在生物技術(shù)的研究中應(yīng)當(dāng)更注重對(duì)環(huán)境的保護(hù)，不能一味的研究而忽略環(huán)保。
4依靠生物技術(shù)培養(yǎng)出抗病、抗蟲(chóng)的新品種
農(nóng)作物在生長(zhǎng)的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)許多的病狀，比如：病害和蟲(chóng)害等，最主要的就是病害和蟲(chóng)害，這2個(gè)是導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量下降的主要因素。近幾年來(lái)，使用生物技術(shù)來(lái)培育抗病、抗蟲(chóng)的植物是一個(gè)新的趨勢(shì)，它是按照有關(guān)病蟲(chóng)害的要求，將能夠防治病蟲(chóng)害的基因，經(jīng)過(guò)生物技術(shù)來(lái)進(jìn)行移植，移植到植物中，使得植物能有健康的成長(zhǎng)，并且在生長(zhǎng)的過(guò)程中不斷的繁殖出新的抗體，能夠有效的防治病蟲(chóng)害的破壞，使產(chǎn)量上升，帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
5總結(jié)
科學(xué)的快速發(fā)展也使得對(duì)植物病蟲(chóng)害的防治得到了提升，生物技術(shù)的發(fā)展能夠有效的提升學(xué)者和研究人員在植物與病菌之間更深一步的研究，更加全面化的了解不同種類的植物對(duì)于不同細(xì)菌分子的抗性，從而研究出更好的基因，通過(guò)不斷地改良和研究來(lái)提升生物技術(shù)的成長(zhǎng)。這也將更加利于提升植物在生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)病蟲(chóng)害的防治，使得植物健康的生長(zhǎng)。本文探討了基因在防治過(guò)程中對(duì)植物所產(chǎn)生的作用，同時(shí)也對(duì)現(xiàn)代生物技術(shù)防治病蟲(chóng)害的有效性進(jìn)行了研究，期待生物技術(shù)能有更加發(fā)展全面，提升防治病蟲(chóng)害的防治技術(shù)。
作者：竇寶峰 單位：衡水市桃城區(qū)農(nóng)牧局
1《園藝植物生物技術(shù)》實(shí)踐教學(xué)中存在的主要問(wèn)題
1999年，高校開(kāi)始招收第一屆園藝（教育）專業(yè)學(xué)生，并開(kāi)設(shè)《植物組織培養(yǎng)》課程。隨著植物生物技術(shù)的迅速發(fā)展，植物組織培養(yǎng)的內(nèi)容已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代園藝發(fā)展的需要。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，分子生物技術(shù)向傳統(tǒng)園藝育種領(lǐng)域的滲透加快，這就使得教育界不斷改革原有教學(xué)內(nèi)容，以適應(yīng)變化了的形勢(shì)和現(xiàn)實(shí)[4]。因此，在新的人才培養(yǎng)方案中，將《植物組織培養(yǎng)》修訂為《園藝植物生物技術(shù)》。但是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)條件和師資隊(duì)伍等原因，《園藝植物生物技術(shù)》實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中仍存在一些問(wèn)題：一是實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容老套，仍然以之前的組織培養(yǎng)相關(guān)內(nèi)容為主，未涉及基因工程方面的實(shí)踐環(huán)節(jié)；二是教學(xué)方法和手段單一，主要以傳統(tǒng)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為主，即老師先講實(shí)驗(yàn)原理、步驟，學(xué)生按步驟機(jī)械地完成內(nèi)容；三是考核方式不科學(xué)，缺乏過(guò)程考核，而僅以實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)、考勤和紀(jì)律等為考核依據(jù)，考核結(jié)果不能真正反映學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力。
2具體改革措施與方法
2.1實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容改革
實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置要在繼承傳統(tǒng)內(nèi)容的基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新，要對(duì)原有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系的整體優(yōu)化[5]。首先，在最新修訂的人才培養(yǎng)方案中，本課程由36學(xué)時(shí)增加到54學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)由原來(lái)的18學(xué)時(shí)增加到27學(xué)時(shí)，課程實(shí)習(xí)1周。其次，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有了較大的改變，在原有內(nèi)容的基礎(chǔ)上增加了試管苗常溫離體保存和園藝植物生物技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)2個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，其中試管苗常溫離體保存實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)設(shè)計(jì)為每次課6學(xué)時(shí)，學(xué)生先用1d時(shí)間完成培養(yǎng)基的配制和接種，并在接種后定期進(jìn)行觀察記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；園藝植物生物技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是讓學(xué)生在查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料基礎(chǔ)上，自行設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案，方案要求確定研究?jī)?nèi)容、研究方法及所要達(dá)到的目的及結(jié)果，教師組織學(xué)生對(duì)試驗(yàn)方案的可行性進(jìn)行評(píng)價(jià)，然后各小組根據(jù)修改意見(jiàn)對(duì)試驗(yàn)方案進(jìn)行完善，并付諸實(shí)施。此項(xiàng)內(nèi)容為課程實(shí)習(xí)中的小組自選試驗(yàn)做好前期準(zhǔn)備。在一周的教學(xué)實(shí)習(xí)中，保留了原有的植物莖尖脫毒培養(yǎng)等傳統(tǒng)項(xiàng)目，增加了非變性聚丙烯酰胺凝膠法分析植物過(guò)氧化物酶、植物基因組DNA的提取與檢測(cè)等內(nèi)容使學(xué)生能掌握植物生物技術(shù)的一些基本實(shí)驗(yàn)技能，為今后的學(xué)習(xí)和研究奠定基礎(chǔ)。
2.2實(shí)踐教學(xué)方法改革
多媒體是教學(xué)的必要工具。使用多媒體可直觀地展示概念、理論、實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程等內(nèi)容，學(xué)生容易接受，同時(shí)可以運(yùn)用一些靜態(tài)的圖片、動(dòng)態(tài)的視頻及一些實(shí)物使學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。《園藝植物生物技術(shù)》實(shí)踐教學(xué)改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，在實(shí)驗(yàn)課堂引入多媒體課件，將實(shí)驗(yàn)原理、方法、注意事項(xiàng)等通過(guò)圖片、動(dòng)畫(huà)和視頻等形式進(jìn)行教學(xué)，比如無(wú)菌操作在實(shí)驗(yàn)教師講解后就通過(guò)觀看視頻進(jìn)一步熟悉無(wú)菌操作過(guò)程，然后再由學(xué)生自己操作；如愈傷組織誘導(dǎo)與分化、植物莖尖脫毒培養(yǎng)等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將教師先前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果制作成直觀的演示教案，以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的目的性；在講到組培苗污染、玻璃化、褐化等現(xiàn)象時(shí)，直接帶實(shí)物到課堂，使同學(xué)們對(duì)這幾種現(xiàn)象有了一定的直觀認(rèn)識(shí)，一目了然。通過(guò)多媒體輔助教學(xué)，有效地提高了實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量和效果。
2.3考核方式改革
以往實(shí)踐課程的考核大都側(cè)重于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告、考勤、勞動(dòng)表現(xiàn)和紀(jì)律性等方面，缺乏過(guò)程考核，導(dǎo)致考核結(jié)果不能客觀反映學(xué)生的動(dòng)手操作能力、試驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新能力[6]。因此對(duì)應(yīng)用型本科高校學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行考核方式的改革勢(shì)在必行。通過(guò)近幾年的摸索和實(shí)踐，我們對(duì)園藝植物生物技術(shù)實(shí)踐教學(xué)采取單人和小組2種考核方式。單人考核采用單人操作、現(xiàn)場(chǎng)考核、2名老師評(píng)分的考核方式，根據(jù)學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)是否完成考核任務(wù)、技術(shù)熟練程度，以及關(guān)鍵環(huán)節(jié)有無(wú)失誤等等內(nèi)容來(lái)進(jìn)行等級(jí)評(píng)定，考核結(jié)果分為優(yōu)、良、及格、不及格4個(gè)等級(jí)。小組考核主要對(duì)小組的試驗(yàn)設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備和操作以及試驗(yàn)結(jié)果（實(shí)物考核）等內(nèi)容進(jìn)行綜合考核，具體辦法是：每個(gè)試驗(yàn)小組選派1名代表，對(duì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)內(nèi)容、試驗(yàn)過(guò)程和試驗(yàn)結(jié)果等以PPT形式進(jìn)行匯報(bào)，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析討論。這2種考核方式，不僅考核方法科學(xué)、合理，考核評(píng)價(jià)的結(jié)果真實(shí)，更重要的是鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手操作能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，提高了學(xué)生分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
2.4學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)室的管理與維護(hù)
實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放能夠保證學(xué)生有足夠的時(shí)間對(duì)研究性、綜合性和設(shè)計(jì)性試驗(yàn)的研究，啟發(fā)和鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行探索性實(shí)踐[7]。近年來(lái)，我們加大了實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放力度，鼓勵(lì)低年級(jí)學(xué)生提早進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)，每年從園藝專業(yè)學(xué)生中公開(kāi)招聘1～2名實(shí)驗(yàn)室管理員，負(fù)責(zé)組培室的日常管理工作，管理員組建園藝植物生物技術(shù)實(shí)踐興趣小組，負(fù)責(zé)組培室常規(guī)試劑的配制和組培苗的擴(kuò)繁等工作，并形成“一級(jí)帶一級(jí)、四年不斷線”的良性循環(huán)體系，實(shí)驗(yàn)室形成了較好的科研氛圍，每年都有學(xué)生成功申請(qǐng)高校與園藝植物生物技術(shù)相關(guān)的大學(xué)生創(chuàng)新科研基金課題，課題的實(shí)施不僅激發(fā)了學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的興趣，而且增強(qiáng)了學(xué)生創(chuàng)新思維，對(duì)學(xué)生今后的就業(yè)和考研深造均具有很好的促進(jìn)作用。
3結(jié)語(yǔ)
改革《園藝植物生物技術(shù)》實(shí)踐教學(xué)，建立適合我校應(yīng)用型本科園藝專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及符合社會(huì)對(duì)園藝人才需求的實(shí)踐教學(xué)體系，是培養(yǎng)創(chuàng)新型園藝人才的有力措施。一方面要求實(shí)踐教學(xué)教師不斷更新教學(xué)觀念，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、考核方式，改進(jìn)教學(xué)方法，掌握本學(xué)科前沿發(fā)展動(dòng)態(tài)，努力提高科研理論水平，不斷提高業(yè)務(wù)素質(zhì)，以便能夠更好地指導(dǎo)學(xué)生；另一方面要加大實(shí)驗(yàn)室建設(shè)力度，增加投入，購(gòu)置先進(jìn)的儀器設(shè)備，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室管理模式，從而培養(yǎng)知識(shí)結(jié)構(gòu)優(yōu)、實(shí)踐動(dòng)手能強(qiáng)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)強(qiáng)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力強(qiáng)的“一優(yōu)三強(qiáng)”應(yīng)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(xué)院生命科學(xué)學(xué)院
抗菌肽是宿主非特異性防御系統(tǒng)的一部分，可以通過(guò)磷脂質(zhì)作用和膜透化作用殺死病原體。抗菌肽是由基因編碼的，對(duì)植物病原體以及感染人的病毒、細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物、寄生蟲(chóng)和腫瘤細(xì)胞等致病體都有活性作用[1]。根據(jù)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(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、蛻皮素、環(huán)肽類蛋白和細(xì)胞穿透肽等。
1植物抗菌肽作用機(jī)理
大多數(shù)已知的植物抗菌肽是通過(guò)在細(xì)胞膜上形成穿孔，導(dǎo)致離子和代謝物泄漏，從而干擾呼吸過(guò)程，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡[2]。細(xì)胞膜分子的兩性結(jié)構(gòu)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(zhì)發(fā)生作用的重要原因。陽(yáng)離子殘基吸引如陰離子磷脂、脂多糖或磷壁酸等帶負(fù)電荷的分子，從而使得肽鏈在細(xì)胞膜表面積聚，當(dāng)濃度達(dá)到閾值時(shí)細(xì)胞膜就開(kāi)始崩潰[3]。為解釋這種現(xiàn)象科學(xué)家們提出了3個(gè)主要模型[4]：桶板模型、蟲(chóng)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(zhì)量較低（約5kDa），富含精氨酸、賴氨酸和半胱氨酸殘基。其結(jié)構(gòu)包括2個(gè)反向平行的α-螺旋和1個(gè)反向平行的雙鏈β-折疊，以及3個(gè)或4個(gè)保守的二硫鍵。硫素幾乎出現(xiàn)在每1個(gè)重要的植物組織中，從胚乳到葉子均有發(fā)現(xiàn)。硫素的抗菌活性是蛋白與細(xì)胞膜交互作用的結(jié)果，帶正電的硫素與帶負(fù)電荷的真菌細(xì)胞膜的磷脂通過(guò)靜電作用相互結(jié)合，誘導(dǎo)細(xì)胞膜表面的缺陷，導(dǎo)致膜的不穩(wěn)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(gè)氨基酸，在等電點(diǎn)時(shí)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(chóng)淀粉酶抑制劑等特性[5]。植物防御素有相當(dāng)多變的氨基酸組成，但是三維立體結(jié)構(gòu)很保守，包括1個(gè)三鏈的β-折疊和1個(gè)與之平行的α-螺旋，由4個(gè)二硫鍵維持整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。植物防御素可能利用葡糖神經(jīng)酰胺作為插入真菌細(xì)胞膜的受體。然后，借助防御素所帶的正電荷和細(xì)胞膜相互吸引，并插入細(xì)胞膜內(nèi)，導(dǎo)致膜破壞、不穩(wěn)定性和離子流出。抗菌肽最大的特點(diǎn)是對(duì)細(xì)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(duì)植物的生長(zhǎng)、發(fā)育及生殖過(guò)程也有一定影響[7]。
2.3脂質(zhì)轉(zhuǎn)移蛋白
小型非特異性脂質(zhì)轉(zhuǎn)移蛋白（ns-LTPs）具有在體外不同細(xì)胞膜之間轉(zhuǎn)移脂類的功能。它能夠參與細(xì)胞膜的合成、細(xì)胞內(nèi)的脂肪酸含量的調(diào)節(jié)，并對(duì)動(dòng)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(xì)胞膜上形成穿孔，使胞內(nèi)離子外流，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。所有的LTPs都具有相同的結(jié)構(gòu)特征，具有一個(gè)由4個(gè)α-螺旋包繞形成的疏水性腔，被4個(gè)二硫鍵緊緊連接形成緊密結(jié)構(gòu)[7]。LTPs的疏水性腔可以結(jié)合磷脂、類固醇等多種脂質(zhì)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(jiān)果、花粉和乳膠中重要的過(guò)敏原[8]。
2.4蛻皮素
蛻皮素是從馬鈴薯塊莖中分離出來(lái)的具有63個(gè)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(duì)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(gè)二硫鍵，進(jìn)而穩(wěn)定蛋白結(jié)構(gòu)。在生長(zhǎng)發(fā)育的不同階段，馬鈴薯中的蛻皮素-1（StSN1）基因是一直表達(dá)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(dá)是受局部傷害誘導(dǎo)的，對(duì)病原體感染具有不同的反應(yīng)[9]。StSN1的氨基酸序列和番茄GAST家族（赤霉酸刺激轉(zhuǎn)錄反應(yīng)）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(dá)。大部分的蛻皮素/GASA基因是受植物激素調(diào)控的，參與植物激素信號(hào)調(diào)節(jié)途徑，控制激素含量水平和激素反應(yīng)過(guò)程。
2.5環(huán)肽類蛋白
環(huán)肽類蛋白是在細(xì)菌、植物和動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)的圓形蛋白[11]。植物環(huán)肽類蛋白含有28~37個(gè)氨基酸，包含1個(gè)頭-尾環(huán)化的主鏈以及3個(gè)位于環(huán)化半胱氨酸結(jié)點(diǎn)（CCK）分子內(nèi)的二硫鍵，具有較高的序列相似性和結(jié)構(gòu)相似性。CCK是形成環(huán)肽類蛋白特殊穩(wěn)定性的主要原因，它迫使蛋白質(zhì)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(gè)斑點(diǎn)，使整體結(jié)構(gòu)呈兩親性，因此它們對(duì)多種蛋白酶的水解和降解過(guò)程具有抗性[12]。植物環(huán)肽類蛋白是基因編碼的通過(guò)核糖體的生物合成路徑產(chǎn)生的多肽，該環(huán)肽類蛋白前體通常包含1個(gè)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)ER信號(hào)，1段肽鏈，1個(gè)N-端重復(fù)序列（NTR）和1個(gè)C-端短肽尾。NTR區(qū)域具有兩親性螺旋結(jié)構(gòu)，可以指導(dǎo)環(huán)肽類蛋白結(jié)構(gòu)域的正確折疊[13]。C-端區(qū)域（CTR）區(qū)域內(nèi)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(nèi)切蛋白酶的作用對(duì)象。
2.6細(xì)胞穿透
肽細(xì)胞穿透肽（CPPs）可以協(xié)助目的蛋白通過(guò)細(xì)胞膜轉(zhuǎn)入活細(xì)胞當(dāng)中[14]。不論體內(nèi)還是體外條件下，CPPs在微摩爾濃度時(shí)就能夠穿透細(xì)胞膜，而無(wú)需任何受體的協(xié)助，也不會(huì)對(duì)細(xì)胞膜造成任何顯著損傷[15]。它們可以和目標(biāo)物（核酸、低聚核苷酸、肽序列和寡糖）相結(jié)合，并將其有效地轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)，因而在藥物遞送過(guò)程中具有潛在應(yīng)用[16]。不同的CPPs和CPP-結(jié)合物可以通過(guò)不同的機(jī)制進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，并最終進(jìn)入不同的亞細(xì)胞區(qū)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(zhuǎn)導(dǎo)結(jié)構(gòu)域，并有帶有不同程度的呈陽(yáng)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(yáng)離子型、兩性型和疏水型CPPs[17]。這些多肽和蛋白質(zhì)是轉(zhuǎn)錄因子、細(xì)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(jié)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(shù)方面的潛在應(yīng)用
抗菌肽是由具有保守序列的小型基因編碼的、可以通過(guò)基因擴(kuò)增和基因轉(zhuǎn)移的方法來(lái)增加目標(biāo)多肽的產(chǎn)量及其特異性活力。許多研究已經(jīng)證明，植物防御素的轉(zhuǎn)基因表達(dá)可以使植物組織免受病原體的攻擊。硫素是發(fā)展轉(zhuǎn)基因植物的重要工具，通過(guò)表達(dá)更高水平的硫素，可以增加對(duì)病原體的抗性，進(jìn)而減少農(nóng)業(yè)中的損失，并且可以減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中更高劑量的殺蟲(chóng)劑的使用；環(huán)肽類蛋白在開(kāi)發(fā)新型抗生素和生物殺蟲(chóng)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(dǎo)入細(xì)胞，也可以用于疫苗研發(fā)。由于其在透皮給藥系統(tǒng)中的巨大潛力，CPPs在藥物生物技術(shù)中的應(yīng)用越來(lái)越流行。
4結(jié)語(yǔ)
植物抗菌肽是具有不同氨基酸組成和結(jié)構(gòu)的多肽，具有快速殺滅病原體的性能，在制藥和生物技術(shù)中具有廣泛應(yīng)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(xué)抗生素，用于保護(hù)植物和防治動(dòng)物疾病，也可以作為感染治療藥的有效替代產(chǎn)品，以陽(yáng)離子抗菌肽制成的氣溶膠噴霧劑已經(jīng)用于囊性纖維化患者的治療[18]。國(guó)內(nèi)已經(jīng)開(kāi)發(fā)了可以表達(dá)不同含量植物抗菌肽，對(duì)疾病具有不同程度抗性的轉(zhuǎn)基因植物，因此抗菌肽可以在農(nóng)業(yè)上作為保護(hù)植物的有效產(chǎn)品。但由于植物抗菌肽具有穩(wěn)定性差、生產(chǎn)成本高等技術(shù)缺陷，目前還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。未來(lái)的研究方向應(yīng)該是開(kāi)發(fā)毒性較小、更穩(wěn)定的抗菌肽化合物，并通過(guò)改進(jìn)生產(chǎn)工藝流程、提高多肽合成效率來(lái)降低生產(chǎn)成本，使得植物抗菌肽能在制藥和農(nóng)業(yè)技術(shù)方面得到更廣闊的應(yīng)用。
作者:王美玲 單位:青島科技大學(xué)
（山東省東阿縣農(nóng)業(yè)局，山東 東阿 252201）
摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，生物技術(shù)被廣泛應(yīng)用在植物保護(hù)中。生物技術(shù)是利用生物體或有機(jī)體滲入到產(chǎn)品中，有機(jī)結(jié)合，改良產(chǎn)品品質(zhì)或培育微生物以滿足特殊需求的新技術(shù)。它包括細(xì)胞工程、基因工程、發(fā)酵工程和酶工程。本文主要探究了生物技術(shù)在植物中的應(yīng)用，并對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行了展望。
關(guān)鍵詞：生物技術(shù)；植物保護(hù)；應(yīng)用
1 生物技術(shù)在植物保護(hù)中的應(yīng)用
1.1 細(xì)胞工程
每個(gè)植物細(xì)胞的遺傳信息是完全相同的，并且包含該植物體全部遺傳信息。在適當(dāng)條件下，植物細(xì)胞具有全能性，一個(gè)單獨(dú)的植物細(xì)胞可以培育成一個(gè)完整的植株，生物學(xué)家通過(guò)組織培養(yǎng)來(lái)培育名貴花卉，消除植物上的病毒，以及通過(guò)對(duì)細(xì)胞核的遺傳物質(zhì)進(jìn)行整合，以此來(lái)獲得所需要的品種。研究不利于植物生長(zhǎng)的外來(lái)生物就是保護(hù)植物，如病蟲(chóng)害、雜草等，可以利用細(xì)胞工程來(lái)改善植物，獲取所需要的基因，我國(guó)病原微生物的細(xì)胞工程已經(jīng)取得初步進(jìn)展，在科學(xué)家努力下將會(huì)不斷地完善，培育出優(yōu)良品種。
1.2 基因工程
基因工程是利用生物技術(shù)或物理化學(xué)方法將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞中，獲得人們所需要的轉(zhuǎn)基因生物，有目的的生產(chǎn)植物或農(nóng)產(chǎn)品。通常基因工程包括直接轉(zhuǎn)移法和間接轉(zhuǎn)移法：間接轉(zhuǎn)移法原理是把目的基因轉(zhuǎn)移到病毒或霉菌上，通過(guò)病毒或霉菌感染植物來(lái)間接把目的基因轉(zhuǎn)移到植物基因中，以此來(lái)高效表達(dá)；直接轉(zhuǎn)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(jìn)行育種，以此來(lái)獲得抗蟲(chóng)、抗病、抗除草劑、抗倒伏的優(yōu)良品種，不僅可以節(jié)約成本，還可以減少環(huán)境污染，具有很廣的市場(chǎng)前景。
1.3 發(fā)酵工程
發(fā)酵工程在植物保護(hù)中的應(yīng)用主要是通過(guò)生產(chǎn)抗生素來(lái)制造農(nóng)藥，殺死害蟲(chóng)以防對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)生危害。目前我國(guó)已經(jīng)廣泛使用抗生素來(lái)制作農(nóng)藥，其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)成本低，安全性高，高效、無(wú)污染。在19世紀(jì)60年代我國(guó)就開(kāi)始把蘇云芽孢桿菌用于農(nóng)藥生產(chǎn)，隨后又提練出了Bt菌株并應(yīng)于實(shí)際生產(chǎn)，其主要優(yōu)點(diǎn)就是安全性高，為新世紀(jì)綠色產(chǎn)品的生產(chǎn)提供了契機(jī)，尤其在無(wú)公害農(nóng)產(chǎn)品項(xiàng)目上應(yīng)用廣泛。目前我國(guó)抗生素生產(chǎn)已經(jīng)在國(guó)際上占有一席之地，特別是岡霉素和阿維菌素成為世界上最大的生產(chǎn)國(guó)，其中岡霉素主要用于水稻，大大提高了水稻的產(chǎn)量，為我國(guó)的糧食產(chǎn)業(yè)做出了巨大貢獻(xiàn)，增加了農(nóng)民的收入；阿維菌株主要用于生產(chǎn)殺蟲(chóng)劑，安全高效。
1.4 酶工程
生物技術(shù)在植物保護(hù)的應(yīng)用中，生物學(xué)家利用酶工程來(lái)獲得所需要的物質(zhì)，其原理就是將酶或微生物細(xì)胞、植物細(xì)胞、細(xì)胞器等在一定的條件下，借助酶的催化功能，將相應(yīng)的原料轉(zhuǎn)化成有用的物質(zhì)。目前最先進(jìn)的是利用酶工程來(lái)制作生物農(nóng)藥，主要優(yōu)點(diǎn)是無(wú)公害，并且不易產(chǎn)生抗藥性，生產(chǎn)簡(jiǎn)單、成本低，主要應(yīng)用于病蟲(chóng)害防治。例如把昆蟲(chóng)病毒基因插入到外源基因中，使其在昆蟲(chóng)體內(nèi)得到表達(dá)，通過(guò)擾亂昆蟲(chóng)正常代謝，影響其活動(dòng)，以此達(dá)到滅蟲(chóng)目的。由于無(wú)污染，具有很廣的市場(chǎng)前景。
2 生物技術(shù)在植物保護(hù)中的應(yīng)用展望
植物保護(hù)中生物技術(shù)的使用，突破了傳統(tǒng)育種的界限，在原有育種的基礎(chǔ)上整合新的基因，使傳統(tǒng)技術(shù)與生物技術(shù)有機(jī)結(jié)合，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效益，不僅增加了植物的產(chǎn)量，同時(shí)也保證了植物的質(zhì)量，在植物發(fā)展軌道上具有很大的發(fā)展前景。
生物技術(shù)在植物保護(hù)中的優(yōu)點(diǎn)是不容置疑的，也創(chuàng)造了許多效益，一直處在快速的發(fā)展軌道上，安全性高、對(duì)自然生態(tài)平衡影響小，害蟲(chóng)不易產(chǎn)生抗性，但是它也有不足的一點(diǎn)，專一性太強(qiáng)，目前的生物農(nóng)藥只能針對(duì)一種害蟲(chóng)，對(duì)于具有多種害蟲(chóng)的農(nóng)田具有不足之處。因此生物科學(xué)家應(yīng)不斷完善生物技術(shù)在植物保護(hù)中的應(yīng)用，克服目前生物技術(shù)存在的缺點(diǎn)，可以利用基因工程把抗蟲(chóng)基因?qū)胫参镏校@樣植物就具有了抗蟲(chóng)特性，也可以使植物散發(fā)一種氣味，以此來(lái)驅(qū)散害蟲(chóng)，此種方法克服了生物農(nóng)藥針對(duì)的缺陷，減少了環(huán)境污染，更好地保護(hù)了植物。利用生物技術(shù)可以培育新品種，避免自然環(huán)境的污染。生物技術(shù)在植物保護(hù)中的應(yīng)用還存在一些不足，需要我們?nèi)パ芯浚怪参锂a(chǎn)業(yè)更好的發(fā)展，造福于人類。
3 結(jié)束語(yǔ)
總之，生物技術(shù)在植物保護(hù)中的使用，提高了我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的水平，加速了我國(guó)植物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為人類增加了許多效益。將生物技術(shù)用于作物育種，保證了種子基因的純度，基因工程培育了許多優(yōu)良品種；發(fā)酵工程通過(guò)制作菌株來(lái)生產(chǎn)農(nóng)藥，減少了成本，同時(shí)還具有高效的作用；細(xì)胞工程利用植物細(xì)胞具有全能性的特點(diǎn)，可以有效除去植物基因中含有的病毒，培育花卉的優(yōu)良品種；酶工程制作了生物農(nóng)藥，減少了農(nóng)藥的使用，緩解了環(huán)境污染，降低了生產(chǎn)成本；保護(hù)了大自然的環(huán)境，使人與自然和諧、可持續(xù)發(fā)展。
作者介：司姍姍（1984-），女，助理農(nóng)藝師，研究方向：農(nóng)學(xué)。
摘要 園藝植物生物技術(shù)是園藝專業(yè)的主干課程，采用問(wèn)題式教學(xué)，即以提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題為手段，貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，教師引導(dǎo)學(xué)生解決問(wèn)題，這種教學(xué)方法適合雙語(yǔ)課程授課的特點(diǎn)，能引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)園藝植物生物技術(shù)雙語(yǔ)課程的興趣，實(shí)踐效果良好，同時(shí)為其他雙語(yǔ)課程的開(kāi)展提供了一定的指導(dǎo)。
關(guān)鍵詞 園藝植物生物技術(shù)；問(wèn)題式教學(xué)模式；雙語(yǔ)教學(xué)
21世紀(jì)是生物的世紀(jì)，高校很多開(kāi)設(shè)了和生物技術(shù)有關(guān)的專業(yè)，越來(lái)越多的領(lǐng)域也涉及到生物技術(shù)，很多行業(yè)急需大量的有一定生物技術(shù)知識(shí)基礎(chǔ)的人才，很多高校開(kāi)設(shè)了和生物技術(shù)有關(guān)的課程。
園藝植物生物技術(shù)是河南科技學(xué)院園藝園林學(xué)院面對(duì)園藝專業(yè)開(kāi)設(shè)的一門(mén)重要的專業(yè)課。主要內(nèi)容包括植物組織培養(yǎng)基本技術(shù)、脫毒快繁技術(shù)、細(xì)胞培養(yǎng)和體細(xì)胞雜交技術(shù)、染色體工程、基因分離、遺傳轉(zhuǎn)化的基本原理和技術(shù)以及DNA標(biāo)記等技術(shù)，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生系統(tǒng)掌握?qǐng)@藝植物生物技術(shù)相關(guān)基本原理和技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方式和科技應(yīng)用能力[1-4]。在該門(mén)課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中，作為本科生除了要掌握基本理論知識(shí)和基本技術(shù)，還需要多了解該技術(shù)的發(fā)展，特別是在國(guó)際上的發(fā)展趨勢(shì)，為將來(lái)從事園藝植物生物技術(shù)相關(guān)研究及其產(chǎn)業(yè)應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)。因此，需要開(kāi)展生物技術(shù)雙語(yǔ)課程的講授，讓學(xué)生對(duì)生物技術(shù)的專用詞匯和用語(yǔ)進(jìn)行掌握，在語(yǔ)境中掌握基本技術(shù)，同時(shí)加強(qiáng)學(xué)生生物技術(shù)國(guó)際化的學(xué)習(xí)，便于學(xué)生查閱外文文獻(xiàn)，擴(kuò)展視野，掌握生物技術(shù)的技術(shù)前沿和最新動(dòng)態(tài)[5-7]。
園藝植物生物技術(shù)課程因?yàn)閮?nèi)容涉及面廣，專業(yè)性強(qiáng)，需要學(xué)生具有較好的英語(yǔ)基礎(chǔ)，同時(shí)需要學(xué)生對(duì)于生物技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣強(qiáng)，為了解決這個(gè)問(wèn)題，通過(guò)查閱大量的關(guān)于教學(xué)法的文獻(xiàn)，對(duì)于涉及和英語(yǔ)有關(guān)的很多教學(xué)采用的較多的教學(xué)方法是問(wèn)題式教學(xué)，結(jié)合自己教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)和面對(duì)的學(xué)生特點(diǎn)，計(jì)劃在園藝植物生物技術(shù)雙語(yǔ)課程的講授過(guò)程中很多關(guān)于技術(shù)如培養(yǎng)基母液的配制、培養(yǎng)基的配制、脫毒技術(shù)、細(xì)胞培養(yǎng)、原生質(zhì)體培養(yǎng)、染色體單倍型和多倍型的獲得、DNA的提取、標(biāo)記、電泳技術(shù)、轉(zhuǎn)基因應(yīng)用等方面采用問(wèn)題式教學(xué)，為該課程雙語(yǔ)課程的順利開(kāi)展和該方法在其他雙語(yǔ)課程開(kāi)展的應(yīng)用提供指導(dǎo)[8-10]。
1 問(wèn)題式教學(xué)模式開(kāi)展的必要性
本課程教學(xué)理念是將理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合、中文教學(xué)與雙語(yǔ)教學(xué)相融合，以雙語(yǔ)教學(xué)為手段、教學(xué)內(nèi)容為載體，博采中西方教學(xué)之長(zhǎng)，促進(jìn)國(guó)際教育文化交流與合作，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、合作意識(shí)、國(guó)際交流與競(jìng)爭(zhēng)能力，探索和實(shí)踐符合中國(guó)實(shí)際的雙語(yǔ)課程教學(xué)模式，發(fā)揮積極的示范與輻射作用。該雙語(yǔ)課程采用問(wèn)題式教學(xué)模式是由課程的2個(gè)方面決定的。
1.1 課程內(nèi)容的特殊性
園藝植物生物技術(shù)涉及的內(nèi)容專業(yè)范圍非常大，生物技術(shù)領(lǐng)域包括的課程如細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、基因工程等，而這些課程的基礎(chǔ)知識(shí)在園藝植物生物技術(shù)一門(mén)課程中均有涉及，內(nèi)容繁多可想而知，要想在有限的課時(shí)內(nèi)全部講授和讓學(xué)生掌握是不可能的。如何讓學(xué)生對(duì)于每個(gè)技術(shù)優(yōu)秀有所把握，教學(xué)方法的選擇成為教師必須要解決的第1個(gè)問(wèn)題。問(wèn)題式教學(xué)模式是目前探究和使用較多的一種教學(xué)方法，在講授過(guò)程中將生物技術(shù)基本理論和操作技術(shù)為中心展開(kāi)教學(xué)，基本理論除了教師講授，還需要提前布置問(wèn)題，讓學(xué)生去查閱文獻(xiàn)，追根溯源，操作技術(shù)需要問(wèn)題式教學(xué)，如果采用講述，學(xué)生很難記住，以問(wèn)題為導(dǎo)向，教師布置問(wèn)題，案例及項(xiàng)目教學(xué)法相結(jié)合，學(xué)生分組探討學(xué)習(xí)[11-12]。
1.2 雙語(yǔ)教學(xué)的特殊性
園藝植物生物技術(shù)的內(nèi)容專業(yè)性比較強(qiáng)，園藝專業(yè)的學(xué)生在大學(xué)階段開(kāi)設(shè)雖然有園藝專業(yè)英語(yǔ)，但是沒(méi)有涉及生物技術(shù)的詞匯，因此在進(jìn)行雙語(yǔ)講授的過(guò)程中，相當(dāng)于還要講授園藝植物生物技術(shù)的專業(yè)英語(yǔ)，加大了工作量，在有限的時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生感興趣，同時(shí)掌握專業(yè)詞匯和基本技術(shù)英文的表示，大學(xué)英語(yǔ)學(xué)習(xí)最常用的問(wèn)題式教學(xué)法具有很大的借鑒性。
2 問(wèn)題式教學(xué)模式的實(shí)施
2.1 教學(xué)內(nèi)容
園藝植物生物技術(shù)雙語(yǔ)教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容是將課堂上要講授的內(nèi)容，分階段地按照不同的章節(jié)提前布置給學(xué)生，比如研究領(lǐng)域方面的園藝植物生物技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史及趨勢(shì)，脫毒、細(xì)胞工程、染色體工程、分析標(biāo)記及轉(zhuǎn)基因的應(yīng)用等方面的內(nèi)容，技術(shù)操作方面如組織培養(yǎng)培養(yǎng)基母液配制、培養(yǎng)基配制、無(wú)菌接種操作、脫毒技術(shù)、細(xì)胞培養(yǎng)、人工種子制作、DNA提取、凝膠電泳、分子標(biāo)記等方面的內(nèi)容，均可以按照問(wèn)題式教學(xué)模式開(kāi)展教學(xué)。布置的問(wèn)題關(guān)于課本上的技術(shù)操作方面的，這種問(wèn)題的答案是有針對(duì)性的，關(guān)于研究領(lǐng)域方面的，這種問(wèn)題往往是開(kāi)放性的，沒(méi)有絕對(duì)正確的答案。
2.2 組織形式
學(xué)生需要在課前查閱大量資料來(lái)自學(xué)和完成教師布置的任務(wù)。在課堂上首先是每個(gè)學(xué)生將自己所得與組內(nèi)其他人交流、討論，可以采用中文進(jìn)行交流，形成一個(gè)小組的結(jié)論，教師靈活地參與到每個(gè)組的討論中去，進(jìn)行觀察，將討論向深入引導(dǎo)。小組討論后形成小組觀點(diǎn)進(jìn)行匯報(bào)，每個(gè)組每次匯報(bào)的學(xué)生不同，匯報(bào)的學(xué)生可以采用小組推薦，還可以采取數(shù)字抽取，然后教師選擇數(shù)字，可以采用男女特征進(jìn)行選人匯報(bào)，比如長(zhǎng)頭發(fā)女生匯報(bào)等，保證每個(gè)學(xué)生都參與討論和得到鍛煉，每個(gè)小組再各自就自己的結(jié)論進(jìn)行英文陳述，然后進(jìn)行組和組之間的英文討論交流，最終在教師的參與和指導(dǎo)下得出總的結(jié)論，同時(shí)要求學(xué)生每人撰寫(xiě)出總的中文和英文結(jié)論。“問(wèn)題―閱讀―討論―匯報(bào)―結(jié)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(xiě)，符合中國(guó)英語(yǔ)學(xué)習(xí)語(yǔ)境下的學(xué)習(xí)方式，適用于不同程度的英語(yǔ)水平的學(xué)生，有助于園藝植物生物技術(shù)雙語(yǔ)課程的開(kāi)展[13-14]。
3 問(wèn)題式教學(xué)模式的關(guān)鍵
3.1 提問(wèn)方式的多樣性
一方面是授課教師在講授過(guò)程中隨時(shí)隨地詢問(wèn)“有問(wèn)題嗎？”“any question？”；另外教師必須引導(dǎo)學(xué)生提問(wèn)，采用中英文結(jié)合的提問(wèn)方式。這對(duì)于非母語(yǔ)的學(xué)習(xí)者，這一點(diǎn)非常重要，對(duì)于沒(méi)有聽(tīng)懂的表達(dá)或含義，可以及時(shí)提問(wèn)，便于前后內(nèi)容的連貫，有助于及時(shí)清除理解障礙、回顧前一內(nèi)容、理順?biāo)悸芬约罢{(diào)動(dòng)積極主動(dòng)的思考等方面。
3.2 回答方式的多樣性
在每個(gè)內(nèi)容講解過(guò)程中，用一定的方式來(lái)提問(wèn)學(xué)生。可以讓學(xué)生對(duì)照教材英文回答或是借助手機(jī)百度等網(wǎng)站作答，可以改變學(xué)生的注意力，因?yàn)閾?jù)調(diào)查學(xué)生的注意力集中一般為15 min，通過(guò)問(wèn)題式教學(xué)可以使學(xué)生保持思維的更換，通過(guò)手機(jī)百度答案學(xué)習(xí)，可以調(diào)節(jié)學(xué)生思維，轉(zhuǎn)換注意力，活躍課堂學(xué)習(xí)氛圍[11，13-14]。
4 問(wèn)題式教學(xué)方式的作用
園藝植物生物技術(shù)雙語(yǔ)教學(xué)方式很多，采用問(wèn)題式的教學(xué)方式可以發(fā)現(xiàn)以下作用。
第一，可以促進(jìn)學(xué)生通過(guò)查找資料、相互交流、討論、陳述，學(xué)會(huì)了如何自己學(xué)習(xí)、集思廣益、團(tuán)隊(duì)合作和解決問(wèn)題。第二，對(duì)于英語(yǔ)底子比較薄的學(xué)生，對(duì)于英語(yǔ)陳述有時(shí)間準(zhǔn)備，再通過(guò)課堂討論，加強(qiáng)印象，教師在這個(gè)過(guò)程中的作用就是參與討論、引導(dǎo)思考，對(duì)學(xué)生的鍛煉和提高效果顯著，學(xué)生通過(guò)討論能夠分享經(jīng)驗(yàn)、觀點(diǎn)和知識(shí)，每個(gè)學(xué)生都能從別的學(xué)生那里獲得新的東西，甚至教師都能從學(xué)生那里獲得收獲。第三，通過(guò)匯報(bào)反饋，教師可以了解學(xué)生對(duì)于該部分內(nèi)容的掌握情況，還有哪些是需要補(bǔ)充和重點(diǎn)講述的，重新審視教學(xué)重點(diǎn)，把握教學(xué)優(yōu)秀。第四，通過(guò)“問(wèn)題式”教學(xué)，可以教會(huì)學(xué)生如何學(xué)習(xí)，如何運(yùn)用學(xué)到的知識(shí)解決問(wèn)題。在教學(xué)過(guò)程中不能讓學(xué)生僅僅坐在那里聽(tīng)，應(yīng)該盡量把學(xué)生放到真實(shí)的情境中去，讓學(xué)生去做、去嘗試、活躍起來(lái)。第五，變獲得式學(xué)習(xí)為探究式學(xué)習(xí)，通過(guò)提問(wèn)、收集信息、分析數(shù)據(jù)等促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)，將學(xué)習(xí)過(guò)程的重點(diǎn)放在“如何學(xué)會(huì)”上，而不是“學(xué)到了什么”。通過(guò)這種探究式學(xué)習(xí)，能增進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生主動(dòng)、高效地進(jìn)行學(xué)習(xí)，并將所學(xué)的知識(shí)與實(shí)際生活緊密聯(lián)系，有助于學(xué)生加深理解。另外，應(yīng)對(duì)于教學(xué)方法、教學(xué)效果經(jīng)常進(jìn)行總結(jié)，并及時(shí)從學(xué)生那里獲得反饋，進(jìn)行反思、調(diào)整和改進(jìn)。比如還可以采用案例并結(jié)合提問(wèn)進(jìn)行教學(xué)。比如將植物組織培養(yǎng)工廠化育苗公司實(shí)例引入理論教學(xué)中，對(duì)實(shí)例進(jìn)行深入剖析，將學(xué)生的理論學(xué)習(xí)與實(shí)際生產(chǎn)實(shí)際相聯(lián)系，能起到比單純理論講授更好的教學(xué)效果，而且能提高學(xué)生用所學(xué)理論分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力和技巧[14-17]。
【摘 要】 《植物生物技術(shù)》是園藝專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是現(xiàn)代生物技術(shù)的重要組成部分，其特點(diǎn)是注重理論與實(shí)踐教學(xué)的結(jié)合與滲透，在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐技能的過(guò)程中加深對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解。本文旨在通過(guò)《植物生物技術(shù)》課程的教學(xué)方法的探討，提高園藝專業(yè)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)在實(shí)際工作中獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
【關(guān)鍵詞】 植物生物技術(shù)；實(shí)踐教學(xué)；教學(xué)方法
1 園藝專業(yè)《植物生物技術(shù)》課程的主要內(nèi)容和意義
植物生物技術(shù)的種類主要包括：（1）植物基因工程，通過(guò)對(duì)遺傳物質(zhì)的改良，改變植物的性狀；（2）植物細(xì)胞工程，包括植物細(xì)胞的體外培養(yǎng)技術(shù)、細(xì)胞融合技術(shù)（細(xì)胞雜交技術(shù)）、細(xì)胞器移植技術(shù)等。（3）酶工程，包括酶的固定化技術(shù)、細(xì)胞的固定化技術(shù)，酶的修飾改造技術(shù)及酶反應(yīng)器的設(shè)計(jì)等技術(shù)。（4）植物蛋白質(zhì)工程等。
運(yùn)用組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行等高檔花卉及香蕉、草莓等果樹(shù)蔬菜脫毒苗的生產(chǎn)和大量擴(kuò)繁。利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)、組織培養(yǎng)技術(shù)、細(xì)胞融合技術(shù)等可改良或選育植物新品種。因此《植物生物技術(shù)》課程是園藝專業(yè)不可忽視的部分。
2 園藝專業(yè)《植物生物技術(shù)》課程的特點(diǎn)
園藝專業(yè)《植物生物技術(shù)》課程主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：第一、《植物生物技術(shù)》涉及的內(nèi)容較廣，如植物培養(yǎng)技術(shù)、植物基因克隆技術(shù)、植物遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)、分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)等，加之技術(shù)的講解比較枯燥，不利于吸引學(xué)生的注意力。第二、《植物生物技術(shù)》是一門(mén)技術(shù)課程，因此實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)尤為重要。
3 園藝專業(yè)《植物生物技術(shù)》課程教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題
實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)在《植物生物技術(shù)》課程占據(jù)重要地位，但有的儀器非常昂貴，一般實(shí)驗(yàn)室僅配有1-2臺(tái)，如細(xì)胞融合儀、PCR儀、冷凍離心機(jī)等；有的儀器占地面積比較大，如超凈工作臺(tái)。以上因素對(duì)《植物生物技術(shù)》實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)造成一定的不利影響。
4 園藝專業(yè)《植物生物技術(shù)》課程教學(xué)建議
應(yīng)對(duì)植物生物技術(shù)》涉及的內(nèi)容較廣、講解比較枯燥的特點(diǎn)，建議以專題和討論座位主要教學(xué)形式。，在專題講座過(guò)程中要注意啟發(fā)式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生積極思考，善于動(dòng)腦，主動(dòng)探索有關(guān)問(wèn)題，注意提高他們的判斷性思維的能力。此外，生物技術(shù)領(lǐng)域的研究進(jìn)展相當(dāng)迅速，所以在教學(xué)過(guò)程中特別注意教學(xué)內(nèi)容能反映或聯(lián)系學(xué)科發(fā)展的新思想，新概念，新成果，特別是在本專業(yè)的應(yīng)用方面的新成果。還可邀請(qǐng)行業(yè)內(nèi)著名生物技術(shù)研究專家做專題報(bào)告，是學(xué)生了解現(xiàn)代生物技術(shù)的最新研究動(dòng)向和其應(yīng)用前景。
應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器或場(chǎng)地的不足，在分批實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)室資源的開(kāi)放時(shí)間，使學(xué)生有充分的實(shí)踐機(jī)會(huì)。此外，在生物技術(shù)研究所和公司的參觀、實(shí)習(xí)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力也很有幫助。
摘 要：伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，我國(guó)的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)也獲得了比較大的進(jìn)步，但是目前農(nóng)作物的生產(chǎn)過(guò)程中的病蟲(chóng)害已經(jīng)成為了當(dāng)前農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的難題，影響著農(nóng)作物的產(chǎn)量。實(shí)踐中造成農(nóng)作物減產(chǎn)的原因是多方面的，而作物在生長(zhǎng)過(guò)程中病蟲(chóng)草害是導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)的重要因素。近年來(lái)，伴隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，生物技術(shù)在植物病蟲(chóng)害的防治中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，獲得了比較好的效果。本文主要結(jié)合實(shí)踐，就生物技術(shù)在植物病蟲(chóng)害防治中的應(yīng)用開(kāi)展了研究和分析。
關(guān)鍵詞：生物技術(shù)；病蟲(chóng)害防治；應(yīng)用展望；綜合防治；應(yīng)用研究
實(shí)踐中將生物技術(shù)應(yīng)用到植物病蟲(chóng)害的防治工作中，主要是通過(guò)利用有益的微生物技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)于病蟲(chóng)害的防治，在生態(tài)環(huán)境的保護(hù)方面有著一定的優(yōu)勢(shì)，因而受到了越來(lái)越多專家和學(xué)者的關(guān)注。生物技術(shù)在植物病蟲(chóng)害的防治中有著一定的積極作用，能夠促進(jìn)植物的健康生長(zhǎng)，最大限度地減少可能存在的病蟲(chóng)害。但是，目前生物技術(shù)在植物病蟲(chóng)害的防治中仍然存在著不少問(wèn)題，在一定程度上影響作物的正常生長(zhǎng)。分析和研究生物技術(shù)在植物病蟲(chóng)害防治中的應(yīng)用就顯得越來(lái)越重要。伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，生物技術(shù)在植物病蟲(chóng)害防治工作中獲得的成就正在大家所認(rèn)可，這對(duì)于我國(guó)農(nóng)業(yè)生態(tài)的發(fā)展起到了極大的促進(jìn)作用。本文主要結(jié)合實(shí)踐，探討了生物技術(shù)在植物病蟲(chóng)害防治中的具體應(yīng)用，以期能夠更好的促進(jìn)對(duì)于生物技術(shù)在植物病蟲(chóng)害方面的認(rèn)知，促進(jìn)植物健康生長(zhǎng)。
1 基因工作在植物病害防治中的應(yīng)用
在開(kāi)展植物病蟲(chóng)害的防治工作中，基因工程是一項(xiàng)十分重要的應(yīng)用，基因工程在植物病蟲(chóng)害的防治中主要包含了以下幾個(gè)方面。CP基因。CP基因能夠?qū)⒅参飳?duì)于病毒的免疫性進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼T導(dǎo)，從而很好地提升植物抵御病蟲(chóng)害的能力。目前，在國(guó)內(nèi)外的植物病蟲(chóng)害防治工作中這種外殼蛋白基因開(kāi)展了有效的應(yīng)用，比如煙草花葉病毒等。這種CP基因的應(yīng)用可以使得植物對(duì)于病害有一定的免疫功能，能夠很好地減少植物可能出現(xiàn)的各種病害。RP基因。RP基因是復(fù)制病毒的復(fù)制酶基因，而復(fù)制酶指的是通過(guò)對(duì)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(duì)病毒基因的DNA進(jìn)行快速的合成。同時(shí)，該基因還能夠?qū)⒁恍┚哂腥毕莸膹?fù)制酶基因轉(zhuǎn)入到植物之中，這樣就能夠受到復(fù)制酶的影響，進(jìn)而導(dǎo)致其復(fù)制作用受到一定的影響，從而有效的降低病毒復(fù)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?qū)崿F(xiàn)復(fù)制的過(guò)程，并且復(fù)制的郭恒會(huì)對(duì)輔助病毒的復(fù)制產(chǎn)生不同程度的影響，進(jìn)而造成在癥狀表現(xiàn)方面產(chǎn)生一定的變化。實(shí)踐中生物技術(shù)應(yīng)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(duì)于減少植物的病蟲(chóng)害有著一定的積極作用，應(yīng)給予充分的重視。
2 生物技術(shù)在植物蟲(chóng)害防治中的應(yīng)用分析
蛋白酶抑制劑在大部分的生物體內(nèi)都有著一定的含量。這種基因是維持生物體內(nèi)正常代謝的重要保證，同時(shí)也可以很好的抵御各種外來(lái)的蛋白水解酶，所以能夠比較好的防治生物體內(nèi)所造成的損壞。近年來(lái)，生物技術(shù)得到了快速的發(fā)展，對(duì)于蛋白酶抑制劑的研究工作也越來(lái)越廣泛，特別是其抗蟲(chóng)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(chóng)工作中可以起到很好的抑制昆蟲(chóng)腸道蛋白活性的作用，可以對(duì)昆蟲(chóng)的消化系統(tǒng)產(chǎn)生一定的破壞作用，進(jìn)而使得昆蟲(chóng)由于缺少一定的氨基酸而沒(méi)有辦法正常的生長(zhǎng)和法語(yǔ)，最終導(dǎo)致昆蟲(chóng)的死亡。目前，這種通過(guò)蛋白酶來(lái)抑制昆蟲(chóng)生長(zhǎng)的方式在保障植物的正常生長(zhǎng)有著很好的促進(jìn)作用，正在被廣泛的應(yīng)用，極大提升了植物的抗蟲(chóng)害能力，促進(jìn)了植物的健康生長(zhǎng)。
3 生物技術(shù)在植物的草害防治中的應(yīng)用分析
生物技術(shù)可以將一些具有抵抗除草劑的基因轉(zhuǎn)移到植物之中，使得植物自身具備對(duì)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(xiàn)擴(kuò)增現(xiàn)象的時(shí)候被除草劑損害的酶等，通過(guò)這些基因的作用就可以達(dá)到抗草害的目的。近年來(lái)，人們的環(huán)保意識(shí)不斷的增強(qiáng)，在生物技術(shù)的應(yīng)用中也更加注重對(duì)于環(huán)境的保護(hù)。通過(guò)有效的應(yīng)用生物技術(shù)能夠達(dá)到草死苗長(zhǎng)的目標(biāo)，以此來(lái)促進(jìn)除草劑應(yīng)用價(jià)值的不斷提升。
4 小結(jié)
近些年來(lái)，伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，在植物病蟲(chóng)害的防治工作中也獲得了一定的進(jìn)步。生物技術(shù)的有效應(yīng)用，能夠很好地促進(jìn)對(duì)于植物以及病菌之間相互作用機(jī)制的研究，進(jìn)而更加全面和深入的了解各種不同細(xì)菌分子在引起植物病蟲(chóng)害過(guò)程中所產(chǎn)生的不同影響，反過(guò)來(lái)也可以促進(jìn)生物技術(shù)的不斷改良和優(yōu)化。這將更加有效地提升植物病蟲(chóng)害的防治效率，進(jìn)而促進(jìn)植物的健康生長(zhǎng)。本文主要結(jié)合實(shí)踐探討了基因工作在植物病害防治中的應(yīng)用，同時(shí)就生物技術(shù)在植物蟲(chóng)害防治的作用進(jìn)行了研究，并就生物技術(shù)在植物的草害防治中的應(yīng)用開(kāi)展了論述，以期能夠更好地促進(jìn)生物技術(shù)在植物病蟲(chóng)害的應(yīng)用。
作者簡(jiǎn)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(nóng)藝師，本科。
摘要：針對(duì)高等院校植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀和現(xiàn)存問(wèn)題，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容考試方法進(jìn)行創(chuàng)新與探索，以提高植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)其實(shí)踐與創(chuàng)新能力。
關(guān)鍵詞：生物技術(shù)；植物生理學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
植物生理學(xué)是研究植物生命活動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)學(xué)科，是理論與實(shí)踐結(jié)合的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課，是高等農(nóng)業(yè)院校生物技術(shù)專業(yè)必修的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，作為高校精品主干課程，其教學(xué)效果對(duì)后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)有直接影響。植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生理解和掌握該學(xué)科基本原理的必需環(huán)節(jié)，為進(jìn)一步提高生物技術(shù)專業(yè)本科生的綜合實(shí)驗(yàn)技能和科研創(chuàng)新意識(shí)，對(duì)現(xiàn)有植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、教學(xué)管理和考核評(píng)價(jià)進(jìn)行了改進(jìn)。
一、教學(xué)方法改革
植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的任務(wù)是使學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)的基本內(nèi)容，掌握基本實(shí)驗(yàn)技能，養(yǎng)成良好實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，提高科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α鹘y(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是單一被動(dòng)的，通常上課前由教師準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料、儀器和試劑，板書(shū)實(shí)驗(yàn)方案，通過(guò)課堂講解，灌輸給學(xué)生，學(xué)生比葫蘆畫(huà)瓢簡(jiǎn)單完成實(shí)驗(yàn)操作，教師和學(xué)生之間的情感相互隔離，缺乏溝通，不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革是植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革成功的必要保證。因此改變單向的教學(xué)方式，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，成為植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重要內(nèi)容。
1.課前預(yù)習(xí)和準(zhǔn)備。①課前預(yù)習(xí)。植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容多、課時(shí)少，為了提高教學(xué)的有效性，培養(yǎng)學(xué)生良好的自主學(xué)習(xí)習(xí)慣，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效的課前預(yù)習(xí)顯得尤為重要。學(xué)期開(kāi)始時(shí)，教師將學(xué)生分成若干小組，讓學(xué)生做好預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)、難點(diǎn)就是學(xué)生預(yù)習(xí)時(shí)看不懂的內(nèi)容。②實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備。植物生理實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作主要包括植物的材料選擇和培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)器皿清洗、試劑配制，儀器安裝和調(diào)試等。這些工作通常由教師單獨(dú)完成，學(xué)生聽(tīng)講后直接操作，目的是為了讓學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)能夠完成教學(xué)實(shí)驗(yàn)，但不能達(dá)到全面培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備技能、提高學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力的目的。我們讓學(xué)生自由分組，分工合作，輪流參與準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，這種教學(xué)方法顯著提高了學(xué)生獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
2.教學(xué)手段多樣化。①多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。借助多媒體形象生動(dòng)地說(shuō)明植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的、意義、方法原理、實(shí)驗(yàn)流程、儀器設(shè)備的操作、安全措施等；課件中增加前沿試驗(yàn)方法、儀器操作、數(shù)據(jù)處理、論文寫(xiě)作等方面的介紹，讓學(xué)生在了解植物生理學(xué)研究的熱點(diǎn)方向的同時(shí)，激發(fā)其學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性；通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)軟件與學(xué)生之間建立資源共享交流平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告、科技論文寫(xiě)作的實(shí)時(shí)指導(dǎo)評(píng)定。②比較式教學(xué)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代生理儀器越來(lái)越快速、準(zhǔn)確，將傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和先進(jìn)儀器測(cè)定結(jié)合，能夠使學(xué)生在深刻地理解實(shí)驗(yàn)原理的同時(shí)，接觸前沿分析儀器，加深對(duì)實(shí)驗(yàn)的了解，提高學(xué)習(xí)興趣。比如在進(jìn)行植物葉片光合作用測(cè)定時(shí)，分別采用比色法和Li-6400光合儀，比較不同方法的優(yōu)劣和適用范圍。③分組式教學(xué)。植物生理學(xué)與多學(xué)科關(guān)系密切，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神至關(guān)重要。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中將學(xué)生分組，組長(zhǎng)組織和協(xié)調(diào)實(shí)驗(yàn)地進(jìn)行，組員履行自己的職責(zé)，互相幫助和協(xié)作，以團(tuán)隊(duì)形式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如，在實(shí)驗(yàn)材料的消毒、培育和獲得、實(shí)驗(yàn)處理和指標(biāo)測(cè)定等過(guò)程中提高學(xué)生的協(xié)作精神。④討論式教學(xué)。指導(dǎo)教師提前培訓(xùn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、觀察、處理、圖表制作、論文寫(xiě)作能力；在課堂上鼓勵(lì)學(xué)生上臺(tái)講解，培養(yǎng)學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力；學(xué)生參與有多種方法的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)優(yōu)劣比較，經(jīng)驗(yàn)交流與討論，篩選可行性最好的實(shí)驗(yàn)方法；通過(guò)互相交流討論，從不同角度對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)照片進(jìn)行論證分析，使學(xué)生深入認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)處理和論文寫(xiě)作，為從事科研工作奠定基礎(chǔ)。⑤探究式教學(xué)。探究式教學(xué)以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生的自主動(dòng)手能力和探索創(chuàng)新能力，首先教師提出問(wèn)題，引發(fā)學(xué)生聽(tīng)講興趣；再留給學(xué)生時(shí)間思考，然后分組討論；最后教師融合學(xué)生未能解決的問(wèn)題進(jìn)行針對(duì)性講解，激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)造力，提高學(xué)習(xí)主動(dòng)性。⑥分層次教學(xué)。讓學(xué)有余力的學(xué)生參與開(kāi)放性試驗(yàn)，根據(jù)其學(xué)習(xí)興趣，結(jié)合教師的研究方向，確定實(shí)驗(yàn)題目，具體的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)周期非常長(zhǎng)，需要進(jìn)行的操作時(shí)間也特別多，這樣容易造成與學(xué)生上課時(shí)間向沖突的后果，因此學(xué)生要利用課余、周末、寒暑假時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)教師及研究生的具體指導(dǎo)完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力和獨(dú)立操作的能力。
3.教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)。“教學(xué)團(tuán)隊(duì)與高水平教師隊(duì)伍建設(shè)”是國(guó)家質(zhì)量工程的重要內(nèi)容，教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)教師發(fā)展和教師教學(xué)水平提高有重要影響。通過(guò)對(duì)相關(guān)研究進(jìn)展地深入討論，提高教師對(duì)知識(shí)架構(gòu)和研究發(fā)展方向的認(rèn)識(shí)，改進(jìn)教學(xué)方法；定期舉辦教研活動(dòng)，討論教學(xué)研究中的具體問(wèn)題，協(xié)商制定改革措施；開(kāi)展教學(xué)合作，相互聽(tīng)課評(píng)課；開(kāi)展教學(xué)團(tuán)隊(duì)的科研合作與交流，提高團(tuán)隊(duì)的科研實(shí)力，營(yíng)造和諧的合作氛圍等措施，能有效提高教學(xué)資源利用率和團(tuán)隊(duì)整體實(shí)力和教學(xué)水平。
二、教學(xué)內(nèi)容改革
傳統(tǒng)植物生理學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，忽視學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。我們?cè)诔浞掷脤?shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，對(duì)原有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行精簡(jiǎn)優(yōu)化，減少基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加了綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例。基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的目的是為了讓學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能，熟悉常規(guī)儀器的使用和藥品配制；加深對(duì)基本理論知識(shí)的理解，掌握常規(guī)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的操作原理和方法；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)儀器、玻璃器皿的使用、實(shí)驗(yàn)試劑的配制。通過(guò)基本技能訓(xùn)練，使學(xué)生掌握基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的測(cè)定方法，加深對(duì)理論知識(shí)的理解，學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)記錄和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)。綜合性實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析以及實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，是相互滲透的提高式實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式。如，為了使學(xué)生理解逆境下植物生理生化變化，我們引入了科研項(xiàng)目“干旱脅迫下牡丹的轉(zhuǎn)錄組分析”前期理化指標(biāo)測(cè)定實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)牡丹葉片的光合特性、電導(dǎo)率、丙二醛含量、可溶性糖含量和脯氨酸含量進(jìn)行測(cè)定，按照文章發(fā)表要求記錄整理數(shù)據(jù)。使學(xué)生掌握了部分理化指標(biāo)的測(cè)定方法，加深了對(duì)植物抗性生理的理解，同時(shí)使學(xué)生了解了相關(guān)領(lǐng)域的科研動(dòng)態(tài)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是教師根據(jù)學(xué)生的興趣、能力和專業(yè)需要，給出實(shí)驗(yàn)題目；在教師指導(dǎo)下，學(xué)生以小組為單位，通過(guò)查閱文獻(xiàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)研究，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，撰寫(xiě)研究簡(jiǎn)報(bào)。如，我們?cè)O(shè)計(jì)了“不同光質(zhì)對(duì)牡丹年宵花生長(zhǎng)開(kāi)花特性的影響”的選題。在牡丹培育與深加工工程技術(shù)中心學(xué)生獨(dú)立開(kāi)展試驗(yàn)，完成試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理，論文撰寫(xiě)，參與SRTP項(xiàng)目及挑戰(zhàn)杯的評(píng)選。
三、考核評(píng)價(jià)改革
考核是教學(xué)的指揮棒，關(guān)系到學(xué)生能力的形成和發(fā)展，實(shí)驗(yàn)考核是檢查教師教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)技能的重要手段。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)考核方式不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。改革后綜合考核內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：課前預(yù)習(xí)；規(guī)范配制實(shí)驗(yàn)藥品、操作儀器設(shè)備，仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，及時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果；正確分析數(shù)據(jù)，查閱文獻(xiàn)，團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。我們采取的考核辦法為：平時(shí)考勤（10%），課前預(yù)習(xí)（20%），準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)（20%），實(shí)驗(yàn)操作（30%），實(shí)驗(yàn)報(bào)告（20%），實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)根據(jù)每一次實(shí)驗(yàn)的表現(xiàn)加和平均計(jì)算，最后的綜合成績(jī)?yōu)閷W(xué)生的最終成績(jī)。這一考核辦法操作復(fù)雜，但對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)素質(zhì)技能的評(píng)價(jià)更加真實(shí)、客觀、合理，注重學(xué)生平時(shí)綜合能力的鍛煉，有利于充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自覺(jué)學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。
在植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中，通過(guò)對(duì)植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、考核方式的改進(jìn)，讓學(xué)生在掌握理論知識(shí)的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)操作能力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度和濃厚的科研興趣，這取得了一定進(jìn)展。但還存在一些急需解決的問(wèn)題，如。自合校十年來(lái)農(nóng)學(xué)院教師數(shù)量逐年增加；項(xiàng)目資助逐年增加；先進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備日益充盈，但實(shí)驗(yàn)室面積幾乎沒(méi)有變化，這成為阻礙實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的瓶頸，另外教師深造機(jī)會(huì)較少，自身水平提高較慢，也影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的發(fā)展。總之只有通過(guò)不斷的改進(jìn)和完善，才能提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)水平和效果。
作者簡(jiǎn)介：郭麗麗（1982-），女，博士，講師，研究方向：逆境生理與分子生物學(xué)。
摘要：現(xiàn)代生物技術(shù)的應(yīng)用已廣泛滲入到社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐的各個(gè)領(lǐng)域，與人類的生活息息相關(guān)。本文主要就植物生物技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及應(yīng)用做一綜述。
關(guān)鍵詞：植物；生物技術(shù)；應(yīng)用
始于20世紀(jì)中葉的新技術(shù)革命，可稱為第三次技術(shù)革命。它是在20世紀(jì)自然科學(xué)理論最新突破的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，包括信息技術(shù)、生物技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)、空間技術(shù)和海洋技術(shù)等。近20年現(xiàn)代生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)及食品工業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、農(nóng)林牧漁等領(lǐng)域示了廣闊的發(fā)展前景。植物生物技術(shù)不僅從根本上改變了傳統(tǒng)農(nóng)作物的培育和種植，也為社會(huì)生產(chǎn)帶來(lái)了新一輪的革命。
一、植物生物技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著植物生物技術(shù)的發(fā)展，轉(zhuǎn)基因作物的種植面積不斷擴(kuò)大，我國(guó)主要是黃豆、玉米、棉花、油菜4種轉(zhuǎn)基因作物，約占全球轉(zhuǎn)基因作物栽培面積的99%，其中抗除草劑黃豆占63%，抗蟲(chóng)玉米占19%，抗蟲(chóng)棉花占13%，轉(zhuǎn)基因油菜占5%。其他還有抗病毒南瓜、番木瓜、抗蟲(chóng)土豆、水稻和甜菜等。各國(guó)加大轉(zhuǎn)基因植物研究開(kāi)發(fā)，取得了重大突破，進(jìn)入田間試驗(yàn)的轉(zhuǎn)基因，作物已超過(guò)500多種。中國(guó)等發(fā)展中國(guó)家是采用轉(zhuǎn)基因作物最迅速的國(guó)家，我國(guó)于80年代初期后開(kāi)始啟動(dòng)，在基因組研究和轉(zhuǎn)基因技術(shù)等重要關(guān)鍵技術(shù)方面取得了一系列重大突破。
二、植物生物技術(shù)的應(yīng)用
1、植物雄性不育及雜種優(yōu)勢(shì)
自從孟德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律，雜交優(yōu)勢(shì)被揭示之后，利用植物基因工程的原理和方法，進(jìn)行栽培作物的遺傳育種和新物種的創(chuàng)造。當(dāng)前，已創(chuàng)造了一批不育系，并生產(chǎn)上得以應(yīng)用，最典型的例子是油菜和煙草不育系培育。
2、植物抗逆性研究
2.1抗除草劑作物。全世界目前約有2000多個(gè)品種的除草劑。除草劑的使用有著自身難以克服的局限性，如很多除草劑無(wú)法區(qū)別莊稼和雜草，有些除草劑必須在野草生長(zhǎng)前就施用，而且由于抗性草類群落的出現(xiàn)導(dǎo)致使用量增大對(duì)環(huán)境的危害也日益嚴(yán)重。因此，抗除草劑的轉(zhuǎn)基因作物是最理想的途徑。1987年美國(guó)科學(xué)家成功從矮牽牛中克隆出EPSP合酶基因轉(zhuǎn)入油菜細(xì)胞的葉綠體中，使油菜能有效地抵抗草甘膦的毒殺作用。另有人把降解除草劑的蛋白質(zhì)編碼基因?qū)胨拗髦参铮瑥亩ＷC宿主植物免受其害，該方法已成功地用于選育抗磷酸麥黃酮的工程植物。還有人用基因突變的方法改造除草劑作用底物特定位點(diǎn)上相應(yīng)氨基酸殘基，從而阻止除草劑與酶的結(jié)合及生物功能的發(fā)揮。抗除草劑的轉(zhuǎn)基因植物將給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，特別是大面積的機(jī)械化生產(chǎn)帶來(lái)極大的方便。目前已商品化的轉(zhuǎn)基因抗除草劑作物有大豆，玉米，棉花，油菜，向日葵。由于抗除草劑作物在選育過(guò)程中具有耗資少，周期短，見(jiàn)效快，無(wú)污染等特點(diǎn)，越來(lái)越受到人們的關(guān)注。
2.2抗昆蟲(chóng)作物。植物病蟲(chóng)害數(shù)目多達(dá)數(shù)百種，幾乎所有作物在生長(zhǎng)期內(nèi)都會(huì)遭受到不同程度的危害。全世界因蟲(chóng)害所造成的糧食產(chǎn)量損失占14%左右。長(zhǎng)期以來(lái)人們普遍采用化學(xué)殺蟲(chóng)劑來(lái)控制害蟲(chóng)。一方面，全世界每年用于化學(xué)殺蟲(chóng)劑的總金額在200億美元以上；另一方面，化學(xué)殺蟲(chóng)劑的長(zhǎng)期使用造成農(nóng)藥的殘留，害蟲(chóng)的耐受性，環(huán)境污染等嚴(yán)重的問(wèn)題。而利用基因工程的手段培育抗蟲(chóng)植物新品種除可以克服以上缺點(diǎn)外，還具有成本低，保護(hù)全，特異性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。1987年，比利時(shí)科學(xué)家首次成功地將Bt（Bacillusthuringiensis，Bt）毒蛋白基因?qū)霟煵荩绹?guó)用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法將Bt基因?qū)霘ぷ衙蓿墒澜缟鲜桌瓜x(chóng)棉，棉鈴蟲(chóng)危害率下降50%。
2.3抗真菌作物。自1986年首次報(bào)道提純的菜豆幾丁質(zhì)酶具有抗真菌活性以來(lái)，已經(jīng)相繼從菜豆、水稻、煙草、油菜、馬鈴薯、小麥、玉米和甜菜等多種植物中克隆到了幾丁質(zhì)酶基因，對(duì)立枯絲菌等20多種真菌表現(xiàn)出體外抑菌活性。將幾丁質(zhì)酶等基因?qū)敕选ⅠR鈴薯、萵苣和甜菜，達(dá)到抗真菌的目的。
2.4抗重金屬作物。由于人類活動(dòng)，礦山的開(kāi)采，工業(yè)化進(jìn)程的加劇，空氣，土壤，水體面臨著越來(lái)越嚴(yán)重的重金污染，不但嚴(yán)重影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，更重要的是通過(guò)植物食物鏈危害人類的健康。土壤中的重金屬主要有Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、As等。20世紀(jì)80年代，提出植物修復(fù)，超富集植物。但由于自然界中已發(fā)現(xiàn)的絕大多數(shù)重金屬富集或超富集植物往往生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，生物量低，植株矮小，因而限制了其對(duì)污染土壤重金屬的移除效率。通過(guò)基因工程技術(shù)改良植物對(duì)重金屬的抗性，增加或減少重金屬在植物體內(nèi)的累積量被認(rèn)為是進(jìn)行污染土壤的生態(tài)恢復(fù)以及減少食物鏈重金屬污染的一條切實(shí)可行的有效途徑。富集重金屬的相關(guān)基因不斷克隆，應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)提高植物對(duì)重金屬的耐性已取得一些重要進(jìn)展，一些轉(zhuǎn)基因植物地上部分表現(xiàn)了較高的重金屬離子富集量，并在污染土壤的生態(tài)恢復(fù)中進(jìn)行了初步應(yīng)用。
2.5抗病毒作物。傳統(tǒng)的抗病毒作物，是將植物天生的抗病毒基因從一個(gè)植物品種轉(zhuǎn)移到另一個(gè)植物品種，然而抗病植株常會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)楦胁≈仓辏易饔梅秶^窄。目前最有效的是將病毒外殼蛋白基因?qū)胫仓戢@得抗病毒的工程植物。如1986年美國(guó)華盛頓大學(xué)已將煙草花葉病毒（TMV）的外殼蛋白基因轉(zhuǎn)移到煙草、番茄中。除上述以外，我國(guó)還將黃瓜花葉病毒（CMV）衛(wèi)星RNA基因轉(zhuǎn)入煙草，番茄，黃瓜，馬鈴薯x病毒（PVX）的CP蛋白基因轉(zhuǎn)入馬鈴薯等。其中煙草抗TMV工程植株已進(jìn)入大田試驗(yàn)。
3、生物農(nóng)藥及生物控制
微生物農(nóng)藥具有對(duì)人畜安全，不破壞生態(tài)平衡，害蟲(chóng)不易產(chǎn)生抗性等優(yōu)點(diǎn)，但也存在著藥效速度慢，專一性強(qiáng)，受自然條件影響大的缺點(diǎn)。而利用基因工程改造微生物菌種，創(chuàng)造出自然界不存在的新型菌種就可以克服這些缺點(diǎn)。20世紀(jì)70年代末國(guó)外就把蘇云金桿菌伴孢晶體毒素蛋白基因（BtICP基因）轉(zhuǎn)移到大腸桿菌和枯草桿菌中，通過(guò)發(fā)酵工程進(jìn)行工業(yè)化大量生產(chǎn)，降低了成本，提高了產(chǎn)量。目前已轉(zhuǎn)到假單胞桿菌中，由于該菌對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，土壤中廣泛存在，可望成為更優(yōu)良的細(xì)菌殺蟲(chóng)劑。我國(guó)對(duì)雜合毒素基因的廣譜蘇云金桿菌Bt新毒株的研究也在進(jìn)行之中。
三、結(jié)語(yǔ)
綜上所述，隨著現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展，植物生物技術(shù)將在社會(huì)生產(chǎn)和實(shí)踐中的應(yīng)用越來(lái)越廣闊。相信不久的將來(lái)，隨著我國(guó)現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)的社會(huì)生產(chǎn)將獲得突飛猛進(jìn)的發(fā)展，將會(huì)迎來(lái)更加美好的未來(lái)。
摘要 根據(jù)高等職業(yè)教育改革的基本理念，針對(duì)生物技術(shù)及應(yīng)用專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，探討教師如何以高等職業(yè)教育有別于學(xué)科教育的教學(xué)理念為指導(dǎo)，轉(zhuǎn)變思維，從制定課程方案、課程目標(biāo)、教學(xué)單元設(shè)計(jì)、多樣化的教學(xué)手段運(yùn)用等方面設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)《植物組織培養(yǎng)技術(shù)》課程，并采取多樣化的教育方法和手段，突出以實(shí)用、夠用為主，達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量為目的的教改思路和方法。
關(guān)鍵詞 高職；植物組織培養(yǎng)技術(shù)；課程教學(xué)改革
課程教學(xué)改革是當(dāng)今高職教育加強(qiáng)內(nèi)涵建設(shè)和提高教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。隨著教育資源的豐富和教育現(xiàn)代化的發(fā)展，對(duì)職業(yè)院校《植物組織培養(yǎng)技術(shù)》課程也提出了更新、更高的要求[1]。《植物組織培養(yǎng)技術(shù)》是高職生物技術(shù)及應(yīng)用專業(yè)的專業(yè)優(yōu)秀課程[2]。該文針對(duì)高職院校生物技術(shù)及應(yīng)用專業(yè)《植物組織培養(yǎng)技術(shù)》課程如何從制定課程方案、課程目標(biāo)，教學(xué)單元設(shè)計(jì)這幾個(gè)方面進(jìn)行改革創(chuàng)新，課程內(nèi)容能更好地體現(xiàn)技術(shù)型、應(yīng)用型、職業(yè)型的高技能人才培養(yǎng)模式改革的理念，課程內(nèi)涵能充分體現(xiàn)職業(yè)教育特點(diǎn)等進(jìn)行探討。
1 課程方案的制定
課程方案是一門(mén)課程的綱，是一門(mén)職業(yè)教育課程科學(xué)建設(shè)的框架，它的制定為《植物組織培養(yǎng)技術(shù)》課程標(biāo)準(zhǔn)的制定奠定指導(dǎo)路線，體現(xiàn)目前植物組織培養(yǎng)行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r和技術(shù)應(yīng)用的情況，以及對(duì)此類人才的數(shù)量需求和質(zhì)量要求。為了科學(xué)、真實(shí)地體現(xiàn)這一點(diǎn)，一是采用實(shí)地進(jìn)入企業(yè)調(diào)研和網(wǎng)絡(luò)調(diào)研方式，與企業(yè)相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)人員交流，參觀生產(chǎn)，探討課程建設(shè)思路。二是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)問(wèn)卷，請(qǐng)企業(yè)中行家里手回答相關(guān)問(wèn)題，并提出課程開(kāi)發(fā)意見(jiàn)。通過(guò)調(diào)研來(lái)看，《植物組織培養(yǎng)技術(shù)》是一門(mén)突出實(shí)踐動(dòng)手能力的專業(yè)課程，企業(yè)對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力要求很高，要能體現(xiàn)吃苦耐勞的職業(yè)素質(zhì)[3]。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，從全國(guó)來(lái)看，植物組織培養(yǎng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于高檔名貴花卉和特色苗木的生產(chǎn)，如蝴蝶蘭、大花蕙蘭、玉簪等，這類花卉經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，生產(chǎn)周期快，故生產(chǎn)效益較高。
有了市場(chǎng)調(diào)研的一手資料，課程方案的制定素材就準(zhǔn)備充分，但是根據(jù)學(xué)院課程改革要求，初步制定出來(lái)的方案不是直接就能應(yīng)用到課程標(biāo)準(zhǔn)的制定中去，必須經(jīng)過(guò)系部教研會(huì)匯報(bào)交流，通過(guò)講述，與會(huì)教師的意見(jiàn)，專家的評(píng)審，這樣的步驟才能確定是否能通過(guò)。如果方案達(dá)到與會(huì)專家各項(xiàng)指標(biāo)的要求，獲得一致認(rèn)可才能通過(guò)。反之，如果方案被提出的意見(jiàn)較多，說(shuō)明調(diào)研的內(nèi)容和信息還不完善，需要進(jìn)一步到市場(chǎng)行業(yè)中去加深調(diào)研，充實(shí)方案內(nèi)容，故這門(mén)課的方案經(jīng)過(guò)了3次匯報(bào)才通過(guò)系部的審核。
2 課程標(biāo)準(zhǔn)的制定
課程教學(xué)目標(biāo)分為專業(yè)能力目標(biāo)和職業(yè)能力目標(biāo)。專業(yè)能力目標(biāo)就是圍繞通過(guò)調(diào)研制定出來(lái)的符合企業(yè)需要的崗位優(yōu)秀技能，主要分為2塊：一是達(dá)到能熟悉掌握制定的每個(gè)單元要求的知識(shí)目標(biāo)和技能目標(biāo)；二是積累經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)熟練的技能操作，能發(fā)現(xiàn)在生產(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，并通過(guò)查閱技術(shù)資料嘗試解決問(wèn)題的能力[4]。職業(yè)能力目標(biāo)包括：積極完成布置的工作任務(wù)；培養(yǎng)與人交流溝通的能力；培養(yǎng)與他人合作的能力；具備職業(yè)素養(yǎng)。具體包括：①掌握植物組織培養(yǎng)的基本理論知識(shí)，并能通過(guò)自己或團(tuán)隊(duì)的合作解決植物組織培養(yǎng)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。②能制定植物組織培養(yǎng)每個(gè)典型工作任務(wù)的工作計(jì)劃和生產(chǎn)計(jì)劃；③能夠完成植物組織培養(yǎng)生產(chǎn)全過(guò)程；④能根據(jù)植物組織培養(yǎng)的工作任務(wù)，搜集、整理資訊等相關(guān)信息；⑤能夠?qū)χ参锝M織培養(yǎng)工作任務(wù)的完成情況進(jìn)行客觀分析與評(píng)價(jià)；課程拓展知識(shí)目標(biāo)是能夠開(kāi)展植物組培苗的基礎(chǔ)技術(shù)研發(fā)和組培車間管理工作。
課程標(biāo)準(zhǔn)要制定出課程教學(xué)單元，該課程單元標(biāo)準(zhǔn)體現(xiàn)既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系，突出從簡(jiǎn)單技能到復(fù)雜技術(shù)的學(xué)習(xí)路線。如從培養(yǎng)基配制、滅菌、外植體選擇、移栽育苗、污染處理等單一技能到完成一個(gè)典型植物的無(wú)性繁殖體系建立，直至植物組培工廠化生產(chǎn)與管理[5]。
3 課程單元的開(kāi)發(fā)與實(shí)施
根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的制定要求，以切實(shí)提高學(xué)生動(dòng)手能力為目的，體現(xiàn)工學(xué)結(jié)合模式，開(kāi)發(fā)《植物組織培養(yǎng)技術(shù)》課程的教師手冊(cè)和學(xué)生手冊(cè)。教師手冊(cè)開(kāi)發(fā)是以植物組織培養(yǎng)技術(shù)典型工作任務(wù)為載體設(shè)計(jì)課程單元，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)開(kāi)展教學(xué)。每個(gè)單元開(kāi)發(fā)的教師手冊(cè)和學(xué)生手冊(cè)，依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)教師講授和學(xué)習(xí)有不同的分工和要求，教師手冊(cè)包含的教學(xué)以資訊、實(shí)施、考核、評(píng)價(jià)、學(xué)生反饋5個(gè)過(guò)程展開(kāi)，學(xué)生手冊(cè)是以學(xué)生為主體，小組為單位，任務(wù)驅(qū)動(dòng)為指導(dǎo)的學(xué)習(xí)素材，其中包含每個(gè)單元應(yīng)掌握的知識(shí)目標(biāo)、技能目標(biāo)、考核目標(biāo)。學(xué)生手冊(cè)中配套內(nèi)容有工作任務(wù)資訊單、工作任務(wù)實(shí)施單、工作任務(wù)考核單、工作任務(wù)評(píng)價(jià)單等輔助學(xué)習(xí)材料。每個(gè)單元實(shí)施前，就要求學(xué)生以小組為單位利用各類課程知識(shí)資源將本單元的資訊單完成，做好實(shí)施工作任務(wù)前的基礎(chǔ)準(zhǔn)備。
教學(xué)單元的實(shí)施采用多媒體教學(xué)手段，豐富教學(xué)內(nèi)容，充分利用圖書(shū)、網(wǎng)絡(luò)、視頻、電腦動(dòng)畫(huà)等各種教學(xué)資源，豐富學(xué)生學(xué)習(xí)渠道。教學(xué)開(kāi)展以學(xué)生為主體，課堂放到實(shí)訓(xùn)室，放到基地，教師做示范，學(xué)生邊做邊學(xué)，并記錄工作任務(wù)實(shí)施過(guò)程和出現(xiàn)的問(wèn)題，針對(duì)各環(huán)節(jié)制定考核標(biāo)準(zhǔn)，予以考核，達(dá)到完整掌握植物組織培養(yǎng)基本技術(shù)的目的。工作任務(wù)（下完成時(shí)，同時(shí)也完成工作任務(wù)單的記載。通過(guò)工作任務(wù)方案設(shè)計(jì)、操作和結(jié)果檢查，小組學(xué)生自評(píng)、互評(píng)，教師考核，教學(xué)總結(jié)和評(píng)價(jià)這樣的步驟來(lái)完整實(shí)施一個(gè)單元工作任務(wù)，真實(shí)體現(xiàn)“教、學(xué)、做”合一的職業(yè)教育模式。通過(guò)課程考核，將掌握技能項(xiàng)目?jī)?yōu)秀的學(xué)生選拔出來(lái)，繼續(xù)培養(yǎng)他（她）們參加全國(guó)的植物組織培養(yǎng)職業(yè)技能大賽。
4 一輪課改課程教學(xué)結(jié)束后的反思
課程開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)專業(yè)而又科學(xué)的工作，教師要以深厚的教學(xué)工作經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，并能深入到企業(yè)崗位工作一線，了解行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，新技術(shù)的應(yīng)用，在熟悉職業(yè)教育規(guī)律的基礎(chǔ)上，才能開(kāi)發(fā)制定出一套完整的實(shí)用性強(qiáng)的教學(xué)體系，這也充分體現(xiàn)一個(gè)職業(yè)教育工作者是否緊跟行業(yè)企業(yè)發(fā)展，是否與時(shí)俱進(jìn)的改革教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的責(zé)任心和職業(yè)素養(yǎng)。
總之，課程改革的目的是讓學(xué)生增強(qiáng)學(xué)習(xí)《植物組織培養(yǎng)技術(shù)》這門(mén)課的興趣，能主動(dòng)學(xué)習(xí)，能真正學(xué)到適應(yīng)崗位工作的技能，并熱愛(ài)這項(xiàng)工作，滿足行業(yè)發(fā)展對(duì)人才的質(zhì)量需求。
摘要：課程教學(xué)改革是當(dāng)今高職教育加強(qiáng)內(nèi)涵建設(shè)和提高教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。針對(duì)植物組織培養(yǎng)課程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，結(jié)合組培苗生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際情況，采用理實(shí)一體、項(xiàng)目教學(xué)的模式，對(duì)教學(xué)理念、課程內(nèi)容、教學(xué)方法、課程考核等方面進(jìn)行改革、實(shí)踐。
關(guān)鍵詞：高職；植物組織培養(yǎng)；教學(xué)改革
植物組織培養(yǎng)是生物技術(shù)專業(yè)的優(yōu)秀課程之一，隨著我國(guó)職業(yè)教育的迅猛發(fā)展，對(duì)職業(yè)院校的植物組織培養(yǎng)課程也提出了更
新、更高的要求。
一、深入企業(yè)，認(rèn)真調(diào)研，制訂課程標(biāo)準(zhǔn)
工作崗位需要什么樣的人才，從業(yè)人員應(yīng)具備哪些技能和素質(zhì)，
企業(yè)最有發(fā)言權(quán)。高職教育中傳統(tǒng)的課程體系還是圍繞學(xué)科知識(shí)體系開(kāi)展理論和實(shí)踐教學(xué)的，這與企業(yè)崗位要求存在矛盾。因此在課程改革之前，首先要深入企業(yè)，對(duì)組培苗生產(chǎn)崗位進(jìn)行分析，確定崗位優(yōu)秀能力及崗位項(xiàng)目，形成對(duì)應(yīng)的課程標(biāo)準(zhǔn)。
二、聯(lián)合企業(yè)、行業(yè)專家，編寫(xiě)植物組織培養(yǎng)配套教材
通過(guò)聯(lián)合企業(yè)、行業(yè)專家對(duì)組培苗生產(chǎn)崗位進(jìn)行分析，了解植物組織培養(yǎng)的發(fā)展方向、企業(yè)的工作過(guò)程、企業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)的要求，有目的、有方向地改革課程、培養(yǎng)人才，提出優(yōu)秀能力要求，開(kāi)發(fā)編寫(xiě)植物組織培養(yǎng)配套教材。校企聯(lián)合開(kāi)發(fā)編寫(xiě)教材，既有針對(duì)性，又兼顧了知識(shí)的系統(tǒng)性。
三、配合新課程標(biāo)準(zhǔn)及教材改革教學(xué)方法
高職教育中一直在強(qiáng)調(diào)“實(shí)用、夠用、發(fā)展”，而在傳統(tǒng)的教學(xué)體系中，我們一直沿襲著重理論、輕實(shí)踐、面面俱到的教學(xué)模式。學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，束縛了思維發(fā)展、不能充分調(diào)動(dòng)他們的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性；對(duì)企業(yè)崗位所需的工作技能，也不能很好地掌握與運(yùn)用。
因此，教師要對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行分析，使之貼近生產(chǎn)實(shí)際，找出課程各部分的知識(shí)點(diǎn)、技能培訓(xùn)目標(biāo)和任務(wù)，提高實(shí)踐教學(xué)比例，采用理實(shí)一體、項(xiàng)目教學(xué)的模式改革課程體系，這對(duì)教師提出了更高的要求，不但知識(shí)面要寬，理論扎實(shí)，而且要求動(dòng)手能力強(qiáng)，因此必須提高教學(xué)水平。
教學(xué)過(guò)程中課堂與崗位的統(tǒng)一。按企業(yè)的崗位能力要求，將理論課和實(shí)踐課相融合、校內(nèi)學(xué)習(xí)和校外頂崗實(shí)習(xí)相結(jié)合。學(xué)生在校內(nèi)完成理論和實(shí)訓(xùn)的學(xué)習(xí)，對(duì)于一些難以在校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地開(kāi)展的項(xiàng)目，就可以充分發(fā)揮兼職教師及校外實(shí)訓(xùn)基地的優(yōu)勢(shì)，將“課堂”搬到企業(yè)。在企業(yè)完成頂崗實(shí)習(xí)，由企業(yè)技術(shù)人員根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際情況安排、負(fù)責(zé)學(xué)生的技術(shù)指導(dǎo)、理論授課及考核，完成教學(xué)計(jì)劃，專業(yè)教師加以監(jiān)督以保證教學(xué)質(zhì)量。
學(xué)院定期舉辦技能大賽，參照職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)崗位能力，制訂比賽內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)選出優(yōu)秀學(xué)生參加省級(jí)或部級(jí)職業(yè)技能大
賽，培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才。
四、改革完善教學(xué)評(píng)價(jià)方法
引進(jìn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，建立試題庫(kù)，采用理論與實(shí)踐考核并重的評(píng)價(jià)體系，對(duì)于在企業(yè)完成的科目由校企聯(lián)合制訂考核辦法。
1.作業(yè)形式改革
傳統(tǒng)的教學(xué)模式要求學(xué)生能夠按時(shí)、按要求地做好課后的練
習(xí)和作業(yè)題，學(xué)生的作業(yè)都在紙上，對(duì)高職生的培養(yǎng)沒(méi)多大意義。因此，要改變作業(yè)形式和內(nèi)容：作業(yè)的形式要不拘一格，可以是書(shū)面的，也可以是課件，更多的應(yīng)該是實(shí)踐作業(yè)。作業(yè)內(nèi)容要突出實(shí)踐技能的培養(yǎng)和自主學(xué)習(xí)能力的提高。
2.考核方式改革
考核方法很多，諸如：口試、現(xiàn)場(chǎng)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(shí)學(xué)習(xí)的考核，改變一次考核定分的現(xiàn)狀。教師可以在課后或平時(shí)給學(xué)生提出一些問(wèn)題，給學(xué)生思考、準(zhǔn)備的時(shí)間，讓學(xué)生上網(wǎng)查找資料，與教材對(duì)照，弄清楚后再交作業(yè)，也可以給學(xué)生布置一些操作任務(wù)，根據(jù)完成情況給分。
課程體系建設(shè)是教學(xué)基本建設(shè)中最具基礎(chǔ)性的優(yōu)秀工作，其水平、質(zhì)量和成果是衡量專業(yè)教學(xué)質(zhì)量的重要標(biāo)志，是深化教學(xué)改革的依托。
（作者單位 遼寧職業(yè)學(xué)院）
摘要：目前導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)的一個(gè)主要原因就是植物中容易出現(xiàn)病蟲(chóng)草害現(xiàn)象，所以如何利用生物技術(shù)進(jìn)行抗病蟲(chóng)草害作物的培養(yǎng)，已成為目前農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個(gè)新興方向。基于此，文章主要對(duì)植物病蟲(chóng)草害防治中生物技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞：植物病蟲(chóng)草害防治；生物技術(shù)；運(yùn)用
通過(guò)有益微生物技術(shù)來(lái)對(duì)病蟲(chóng)草害進(jìn)行防治，對(duì)于保護(hù)生態(tài)環(huán)境上具有突出的優(yōu)勢(shì)，而且逐漸受到了社會(huì)各界的重視，不過(guò)其在繼續(xù)發(fā)展應(yīng)用的過(guò)程中由于某些菌劑的效能發(fā)揮不是很好，導(dǎo)致擴(kuò)大發(fā)展遇到了一定程度的阻礙。不過(guò)伴隨著利用生物技術(shù)對(duì)植物病蟲(chóng)草害進(jìn)行防治取得的越來(lái)越多的成就，針對(duì)克服了上述所說(shuō)的不足之處，目前已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)中發(fā)展最為活躍的應(yīng)用前沿。
1 在對(duì)植物的病害防治過(guò)程中，生物技術(shù)的主要應(yīng)用
1.1 植物在進(jìn)行抗病毒病害過(guò)程中應(yīng)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(duì)于病毒的免疫性能進(jìn)行誘導(dǎo)，到目前為止，國(guó)內(nèi)外在構(gòu)建和轉(zhuǎn)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病毒以及苜蓿花葉病毒等，而且還獲得了工程植株，它能夠?qū)Σ《井a(chǎn)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(shí)驗(yàn)室已經(jīng)著手將CP基因和其他具有抗性的基因進(jìn)行結(jié)合實(shí)驗(yàn)，例如將病毒中的CP基因進(jìn)行同時(shí)轉(zhuǎn)化或者是通過(guò)把CP基因和Sat-RNA基因進(jìn)行構(gòu)建，從而將其轉(zhuǎn)化到同一載體的植物中。（2）RP基因。RP基因也就是病毒的復(fù)制酶基因，這里所說(shuō)的復(fù)制酶指的是通過(guò)病毒進(jìn)行編碼，利用特異形式合成病毒的正負(fù)鏈RNA的RNA聚合酶，其主要作用就是能夠?qū)⑷L(zhǎng)的病毒基因組DNA進(jìn)行合成，此外，還能把一些具有缺陷的復(fù)制酶基因在植物中進(jìn)行轉(zhuǎn)入，轉(zhuǎn)入之后可能會(huì)跟正常的復(fù)制酶發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象，對(duì)病毒的復(fù)制產(chǎn)生干擾。（3）Sat-RNA以及中和抗體。Sat-RNA也就是衛(wèi)星RNA，它是一類低分子量的RNA，只有依賴于病毒才能夠進(jìn)行復(fù)制，在復(fù)制的過(guò)程中能夠?qū)o助病毒的復(fù)制產(chǎn)生干擾，并且將其癥狀的表達(dá)也進(jìn)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(jìn)行減弱的Sat-RNA。在煙草以及番茄上利用CMV Sat-RNA進(jìn)行轉(zhuǎn)化，已經(jīng)獲得了巨大的成功，在田間，對(duì)于CMV的侵染，轉(zhuǎn)基因煙草表現(xiàn)出了其高度的抗性，通過(guò)進(jìn)行隆和序列的分析，在該病毒進(jìn)行中和抗體的基因工程里打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
1.2 植物在進(jìn)行抗真菌病害的過(guò)程中應(yīng)用到的基因工程
幾丁質(zhì)酶基因以及β-1,3葡聚糖基因。目前已經(jīng)了解到的幾丁質(zhì)酶可以利用水解菌絲尖端來(lái)進(jìn)行新的幾丁質(zhì)合成，可以利用其對(duì)病原真菌的繁殖進(jìn)行良好的抑制，很多植物在遭受到病菌的侵染之后，會(huì)形成一定的防衛(wèi)機(jī)制，而幾丁質(zhì)酶就是由于這個(gè)過(guò)程產(chǎn)生的，現(xiàn)在已經(jīng)從很多作物里對(duì)幾丁質(zhì)酶進(jìn)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(xì)胞壁具有大量的成份，其中包括這里所說(shuō)的β-1,3葡聚糖，如果將β-1,3葡聚糖基因以及幾丁質(zhì)酶基因進(jìn)行融合然后轉(zhuǎn)化成為煙草，那么具有轉(zhuǎn)融合基因的植株對(duì)比于轉(zhuǎn)單基因的植株，在蛙眼病上產(chǎn)生的效果也有明顯的提高；與植保素的合成有關(guān)的酶基因。在植保素合成過(guò)程中，導(dǎo)入一些合成需要的有關(guān)酶基因，可以促進(jìn)植保素的合成，提高其積累的水平，進(jìn)而對(duì)植物的抗病能力起到一定的增強(qiáng)作用。
2 在對(duì)植物的蟲(chóng)害進(jìn)行防治時(shí)，生物技術(shù)的具體應(yīng)用
2.1 蘇云金桿菌δ-內(nèi)毒素
Bt，也就是蘇云金芽孢桿菌，能夠在孢子的形成過(guò)程中，將殺蟲(chóng)晶體的內(nèi)含物δ內(nèi)毒素進(jìn)行合成，是一種革蘭氏的陰性病菌。一般δ內(nèi)毒素是以原毒素的形式存在的，如果被昆蟲(chóng)食取，將會(huì)在昆蟲(chóng)的消化道里發(fā)生活化，能夠跟昆蟲(chóng)腸道的上皮細(xì)胞里包含的特異性質(zhì)的蛋白相互作用進(jìn)而發(fā)生結(jié)合，在結(jié)合之后全部或者是部分的δ內(nèi)毒素將會(huì)在細(xì)胞膜中進(jìn)行嵌合，造成細(xì)胞膜出現(xiàn)孔道現(xiàn)象，破壞了滲透的平衡作用，導(dǎo)致細(xì)胞破裂，昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)停止了食取以后發(fā)生死亡現(xiàn)象。最近幾年來(lái)，蘇云金桿菌δ-內(nèi)毒素在抗蟲(chóng)害的應(yīng)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(nèi)都含有蛋白酶抑制劑，這種基因可以維護(hù)生物體發(fā)生正常的代謝，還能夠?qū)ν鈦?lái)的蛋白水解酶進(jìn)行預(yù)防，以免造成機(jī)體的損壞。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)富含絲氨酸的蛋白酶抵制劑具有廣譜的抗蟲(chóng)活性,一般認(rèn)為,蛋白酶抑制劑的殺蟲(chóng)機(jī)制是抑制昆蟲(chóng)腸道蛋白酶活性,能夠?qū)ハx(chóng)的消化系統(tǒng)造成破壞，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致昆蟲(chóng)缺乏一定的氨基酸，抑制其正常的生長(zhǎng)和發(fā)育最終導(dǎo)致昆蟲(chóng)的死亡，這種基因是一種分子量的大小不盡相同的蛋白質(zhì)，目前已經(jīng)被進(jìn)行了多種的克隆和測(cè)序。
3 在防治雜草的過(guò)程中，生物技術(shù)的具體應(yīng)用
通過(guò)生物技術(shù)，能夠把抵抗除草劑的一些基因順利的轉(zhuǎn)嫁到植物當(dāng)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(fā)生擴(kuò)增現(xiàn)象時(shí)被除草劑損害了的酶還有替換氨基酸以后無(wú)法被除草劑進(jìn)行識(shí)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(huán)境的突出優(yōu)點(diǎn)，能分別從細(xì)菌和植物中分離這種酶的基因aroA并將它轉(zhuǎn)入煙草等作物,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因作物對(duì)草甘磷的抗性增加了近10倍，在田間進(jìn)行施藥以后，能夠真正的達(dá)到“草死苗長(zhǎng)”的作用效果，從而將除草劑的應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行進(jìn)一步的提高。
4 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)繼續(xù)發(fā)掘和應(yīng)用新的抗病蟲(chóng)基因，加深研究植物和病菌之間的相互作用機(jī)制，深化發(fā)展生物學(xué)中有益病毒、真菌以及細(xì)菌分子的研究?jī)?nèi)容，最終幫助利用生物技術(shù)來(lái)防治微生物的遺傳進(jìn)行進(jìn)一步的改良，從而將遺傳工程中對(duì)微生物農(nóng)藥的研究發(fā)展為生物防治植物病蟲(chóng)草害的主要手段。
【摘 要】伴隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，生物技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于植物保護(hù)方面。生物技術(shù)的運(yùn)用主要體現(xiàn)在：對(duì)植物病毒和病源的判別和診斷，促進(jìn)了植物病毒治理過(guò)程；選育抗病蟲(chóng)種苗，免除了病蟲(chóng)的危害；研制基因工程農(nóng)藥，有效的避免了化學(xué)農(nóng)藥產(chǎn)生的不良后果；培育抗病蟲(chóng)和抗除草劑植物，生物技術(shù)的運(yùn)用極大地促進(jìn)了植物的保護(hù)。
【關(guān)鍵詞】生物技術(shù) 植物保護(hù) 基因工程
伴隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)植物生物技術(shù)研究的不斷深入和發(fā)展，生物技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到植物保護(hù)方面。生物技術(shù)主要是指利用微生物或者生物有機(jī)體來(lái)制造或改進(jìn)產(chǎn)品、改良品種，或者通過(guò)培育微生物等過(guò)程以達(dá)到為人類服務(wù)目的的一種技術(shù)。生物技術(shù)主要涵蓋細(xì)胞工程技術(shù)、基因工程技術(shù)、發(fā)酵工程技術(shù)以及酶工程技術(shù)。植物生物技術(shù)在針對(duì)植物病毒和病源的判別和診斷、植物病蟲(chóng)害防治等問(wèn)題上具有安全、高效、選擇性強(qiáng)、無(wú)污染等特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于植物保護(hù)過(guò)程中。
一、對(duì)植物病毒和病源的判別和診斷
生物技術(shù)應(yīng)用于植物保護(hù)中，能夠快速而有效地進(jìn)行植物病毒和病源的診斷。單克隆抗體技術(shù)就是一種用于對(duì)植物病毒和病源進(jìn)行診斷的技術(shù)，這種技術(shù)與各種免疫標(biāo)記技術(shù)相互結(jié)合，就能夠?qū)Σ≡催M(jìn)行快速而精確的診斷分析，促進(jìn)了植物病毒的治理。單克隆抗體技術(shù)的積極運(yùn)用為診斷和判別植物病害提供了有效的途徑，現(xiàn)已經(jīng)制備了很多種植物病毒單克隆雜交瘤的細(xì)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(guó)在植物細(xì)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(jìn)了生物技術(shù)在植物病源診斷上的應(yīng)用。
二、培育無(wú)病種苗
近些年來(lái)，我國(guó)在抗病蟲(chóng)育種的基礎(chǔ)上，積極地運(yùn)用生物技術(shù)，創(chuàng)造并選擇利用植物群體內(nèi)新的遺傳變異，取得了很多新的進(jìn)展。生物技術(shù)應(yīng)用于選育抗病蟲(chóng)植物和培育無(wú)病種苗，是通過(guò)組織培養(yǎng)的方式。為了保證各種作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，提高對(duì)有害生物病、蟲(chóng)、雜草的抗性和耐力，使用組織培養(yǎng)的方式，通過(guò)無(wú)性系突變體來(lái)篩選新的抗病蟲(chóng)材料或新抗源，獲得無(wú)病毒苗，進(jìn)而獲得抗病蟲(chóng)的植物，用體外栽培植物的離體部分來(lái)消除病毒的侵染危害，生成沒(méi)有病毒的完整植株后，再將植株的種子進(jìn)行繁殖，通過(guò)這種無(wú)性繁殖就能獲得沒(méi)有病的的種苗，免除了各種病蟲(chóng)的危害[1]。
通過(guò)花粉粒作為外植體進(jìn)行培養(yǎng)，獲得植株的單倍體，利用單倍體可在較短的時(shí)間內(nèi)培育出新的、高純合材料，從而誘導(dǎo)、篩選出具有抗性的植株。另外利用莖尖脫毒技術(shù)也可以繁育出像薯類、果樹(shù)、花卉以及某些蔬菜等無(wú)病毒種苗，極大的保證并提高了作物的品質(zhì)和產(chǎn)量。目前國(guó)際上已經(jīng)開(kāi)發(fā)出抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因水稻，同時(shí)我國(guó)也在積極研究，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出抗葉枯病和抗水稻細(xì)菌性條斑病的轉(zhuǎn)基因植株，這種生物技術(shù)應(yīng)用于實(shí)踐，能夠有效地降低化學(xué)農(nóng)藥的使用量。
三、研制基因工程農(nóng)藥
生物技術(shù)在微生物農(nóng)藥開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用，能夠代替化學(xué)農(nóng)藥而起到防治害蟲(chóng)的效果。為了提高農(nóng)作物的產(chǎn)量而進(jìn)行的病蟲(chóng)害防治，長(zhǎng)期以來(lái)大量使用有機(jī)農(nóng)藥，雖然起到了殺菌防蟲(chóng)的作用，但與此同時(shí)因單純依靠化學(xué)有機(jī)農(nóng)藥，并且使用濃度嚴(yán)重超標(biāo)也造成了一系列的惡果。例如農(nóng)藥的過(guò)度使用，使得在殺死害蟲(chóng)的同時(shí)，也殺害了害蟲(chóng)的天敵，從而嚴(yán)重的破壞了生態(tài)系統(tǒng)的生物鏈；長(zhǎng)期使用農(nóng)藥，使得害蟲(chóng)產(chǎn)生了抗藥性，形成了惡性的循環(huán)；農(nóng)藥殘余嚴(yán)重，破壞了土壤環(huán)境，同時(shí)也危害了人們的身體健康。
鑒于有機(jī)化學(xué)農(nóng)藥帶來(lái)的各種問(wèn)題，生物農(nóng)藥防治病蟲(chóng)害的方法也呼之欲出。隨著各種生物殺蟲(chóng)劑和生物殺菌劑的相繼研發(fā)成功，諸如假單胞桿菌型、莓力菌殺蟲(chóng)劑以及枯草桿菌殺蟲(chóng)劑等的使用，極大的避免了有機(jī)化學(xué)農(nóng)藥產(chǎn)生的危害作用。利用昆蟲(chóng)重組病毒防治害蟲(chóng)，可以利用寄生在昆蟲(chóng)體內(nèi)的昆蟲(chóng)桿狀病毒，如果將此病毒的基因中插入和表達(dá)外源基因如節(jié)肢動(dòng)物或細(xì)菌來(lái)源的昆蟲(chóng)毒素、昆蟲(chóng)激素或酶，就能夠擾亂害蟲(chóng)內(nèi)部的代謝平衡，從而達(dá)到了滅蟲(chóng)的目的。另外許多微生物農(nóng)藥也在積極的研發(fā)過(guò)程中，利用產(chǎn)素細(xì)菌能夠防治各種因植物細(xì)菌而產(chǎn)生的病害問(wèn)題，這種方法主要是先從土壤根圍的細(xì)菌中篩選出對(duì)水稻或者蔬菜等重要病原細(xì)菌，然后選擇具有較強(qiáng)拮抗作用的拮抗菌株，這種拮抗菌株由于能夠產(chǎn)生較強(qiáng)的拮抗蛋白而起到了抑制或預(yù)防作物細(xì)菌病害的作用。在這種引進(jìn)拮抗菌株進(jìn)行植物的病蟲(chóng)害防治的進(jìn)程中，從植物體形成的自然生態(tài)系統(tǒng)中篩選增產(chǎn)菌，而增產(chǎn)菌的代謝物對(duì)改善植物生理代謝又起到了重要作用。總之微生物農(nóng)藥具有高效、無(wú)毒、無(wú)公害和無(wú)污染等特點(diǎn)，對(duì)于病蟲(chóng)害防治和環(huán)境保護(hù)都具有良好的效果。
四、培育抗病蟲(chóng)和抗除草劑植物
作為一種分子生物學(xué)技術(shù)，植物基因工程技術(shù)是利用了植物細(xì)胞的全能性。植物細(xì)胞的全能性是指植物的每個(gè)細(xì)胞都具有相同的遺傳信息，因此能夠把一個(gè)植物細(xì)胞通過(guò)生物技術(shù)方法培養(yǎng)成完整的植株。進(jìn)行抗病蟲(chóng)植物的培養(yǎng)，可以利用動(dòng)物毒素基因的導(dǎo)入達(dá)到防治害蟲(chóng)的目的。此類方法是將一些昆蟲(chóng)的毒素基因?qū)氲街参镏校οx(chóng)一旦咬食植物的同時(shí)就吞入這些細(xì)菌，從而就會(huì)被殺死[2]。培養(yǎng)抗除草劑植物是通過(guò)將破壞除草劑的基因?qū)氲街参镏小Ｑ芯空咭呀?jīng)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?qū)氲綗煵荨ⅠR鈴薯和番茄的植株后，這些植株就對(duì)常用的除草劑產(chǎn)生了抗性，這樣就使得這些作物避免了除草劑產(chǎn)生的藥害作用。
抗病蟲(chóng)工程植株與抗除草劑工程植株的培養(yǎng)，我國(guó)也取得了很多突破性的進(jìn)展，已經(jīng)將很多諸如水稻、小麥、大豆、棉花等農(nóng)作物通過(guò)組織培養(yǎng)的方式獲得了再生植株；通過(guò)病毒的外殼蛋白的基因轉(zhuǎn)移到煙草和番茄上，并將蘇云金桿菌的毒蛋白轉(zhuǎn)移到棉花和水稻上；弱毒疫苗和衛(wèi)星核糖核酸的也已逐漸應(yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)中[3]。
總之，生物技術(shù)的發(fā)展，對(duì)植物保護(hù)產(chǎn)生了革命性的影響。利用植物生物技術(shù)能夠選育和培育出各種抗病蟲(chóng)害的新的植物品種，同時(shí)生物技術(shù)對(duì)植物病毒和病源進(jìn)行了快捷而有效的診斷，基因工程農(nóng)藥的使用免除了病蟲(chóng)的危害，也有效的避免了過(guò)度使用有機(jī)農(nóng)藥產(chǎn)生的惡果。因此，充分利用各種生物技術(shù)，能夠有效的起到植物保護(hù)作用，從而保護(hù)了物種的多樣性，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了人與自然的可持續(xù)發(fā)展。
學(xué)家合作，獲得了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉花植株和相關(guān)專利，育成的眾多品種已在全國(guó)各個(gè)棉區(qū)普遍種植．農(nóng)業(yè)部在上世紀(jì)90年代，分別對(duì)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉、轉(zhuǎn)基因抗病番茄、甜椒等授予了安全證書(shū)，但后兩者由于無(wú)明顯商業(yè)價(jià)值，并未應(yīng)用于生產(chǎn)．按照我國(guó)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例，經(jīng)過(guò)5個(gè)階段嚴(yán)格的安全評(píng)價(jià)后，農(nóng)業(yè)部于2009年11月向轉(zhuǎn)cry1Ab/cry1Ac基因抗蟲(chóng)水稻華恢1號(hào)、轉(zhuǎn)cry1Ab/cry1Ac基因抗蟲(chóng)水稻Bt汕優(yōu)63在湖北省的生產(chǎn)應(yīng)用，以及轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米BVLA430101在山東省生產(chǎn)應(yīng)用發(fā)放了安全證書(shū)，但這些品種仍須通過(guò)品種審定方可進(jìn)入種子銷售市場(chǎng)． 作為植物生物技術(shù)發(fā)展較早的國(guó)家，美國(guó)自上世紀(jì)90年代以來(lái)，不斷有新產(chǎn)品(品種)的研發(fā)，并經(jīng)由美國(guó)農(nóng)業(yè)部動(dòng)植物檢疫部門(mén)、環(huán)保局、食品藥品管理局等生物技術(shù)產(chǎn)品監(jiān)管機(jī)構(gòu)根據(jù)產(chǎn)品對(duì)人類或動(dòng)物食用、對(duì)環(huán)境安全影響的全面評(píng)價(jià)而確定能否進(jìn)入市場(chǎng)．表2列出了1990—2012年美國(guó)已批準(zhǔn)種植的轉(zhuǎn)基因作物及所改造的性狀．表中列出的10種植物中，馬鈴薯和番茄生物技術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)主要在20世紀(jì)90年代，但由于應(yīng)用價(jià)值不高，并未得到廣泛應(yīng)用;苜蓿、水稻等為較近期開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品．改造的性狀已從早期單純集中于耐除草劑(大豆、油菜)、抗蟲(chóng)(玉米、棉花)發(fā)展到通過(guò)基因改造與常規(guī)雜交等手段結(jié)合，同時(shí)改造多個(gè)性狀，包括改良營(yíng)養(yǎng)性狀(如提高大豆、油菜種子油成分中不飽和脂肪酸含量，以改進(jìn)油營(yíng)養(yǎng)成分)，提高對(duì)非生物脅迫抗性(如抗旱玉米的培育)等．而復(fù)合2種或3種性狀的生物技術(shù)作物的種植面積有明顯的增長(zhǎng)，已有不少商用品種是既耐除草劑又抗蟲(chóng)的，近年來(lái)復(fù)合性狀的范圍更有所擴(kuò)大，如，應(yīng)用大豆遺傳圖譜定位和轉(zhuǎn)基因技術(shù)結(jié)合，美國(guó)孟山都生物技術(shù)公司(簡(jiǎn)稱孟山都)2009年推出了既耐除草劑又可增產(chǎn)7%～11%的大豆新品種RReady2Yield。2植物生物技術(shù)的新進(jìn)展及前景據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織估計(jì)，為保證全球人口增長(zhǎng)的需求，在2005—2050年期間，全球食品生產(chǎn)的增加要達(dá)到70%．在增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的同時(shí)，還須面對(duì)減少資源耗用、滿足消費(fèi)者對(duì)健康食品需求等問(wèn)題，這些都對(duì)植物育種提出了新的要求．作為當(dāng)代育種重要手段之一的生物技術(shù)育種，近年來(lái)也把育種目標(biāo)更多地轉(zhuǎn)向高產(chǎn)、抗逆(非生物脅迫)、高品質(zhì)等，即所謂第2代轉(zhuǎn)基因育種．能合成類胡蘿卜素的金稻米和抗旱玉米MON87460是其中2個(gè)成功的例子．
維生素A缺乏可引起夜盲、干眼病、角膜軟化，甚至與兒童腹瀉等有關(guān)，估計(jì)全球有過(guò)億兒童處于維生素A缺乏狀態(tài)．2000年，瑞士和德國(guó)的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在《Science》上發(fā)表了他們通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化法，把來(lái)自植物黃水仙和細(xì)菌的β－胡蘿卜素合成途徑相關(guān)酶基因———八氫番茄紅素合成酶基因(PSY)、番茄紅素脫氫酶基因(CRT1)、番茄紅素環(huán)化酶基因(帶轉(zhuǎn)運(yùn)肽)，用3個(gè)質(zhì)粒共轉(zhuǎn)化水稻未成熟胚，潮霉素篩選，獲得了種子胚乳為黃色、干種子中胡蘿卜素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.6μg/g的轉(zhuǎn)基因水稻株系［1］，開(kāi)創(chuàng)了這一通過(guò)轉(zhuǎn)基因賦予稻米新?tīng)I(yíng)養(yǎng)成分的新領(lǐng)域，因其黃色的胚乳而被命名為金稻米．然而，由于產(chǎn)生的胡蘿卜素含量太低，缺乏實(shí)用上的意義．隨后的數(shù)年，這2位科學(xué)家與先正達(dá)公司合作，從導(dǎo)入的基因、啟動(dòng)子來(lái)源、篩選標(biāo)記以及載體的選擇等方面，作了一系列的改變［2］，如用以糖為篩選基礎(chǔ)的標(biāo)記代替了抗生素抗性的篩選系統(tǒng)，選用胚乳特異表達(dá)啟動(dòng)子、不同水稻品種用于轉(zhuǎn)化等;而關(guān)鍵的突破來(lái)自PSY來(lái)源的改變［3］，先正達(dá)公司的科學(xué)家經(jīng)大量的比較、分析，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)入來(lái)自玉米的PSY，可明顯把轉(zhuǎn)基因水稻干種子胚乳中胡蘿卜素質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高到最高可達(dá)36.7μg/g的水平，其中維生素A的前體β－胡蘿卜素占80%以上，獲得了GR1/GR2等株系．β－胡蘿卜素被人吸收后，可經(jīng)歷酶解過(guò)程而轉(zhuǎn)化為維生素A，按照美國(guó)國(guó)家科學(xué)院醫(yī)學(xué)研究所推薦的兒童每天所需維生素A的攝入量，如以金稻米中胡蘿卜素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的保守估計(jì)為24μg/g計(jì)算，只需食用72g大米即可提供兒童每天維生素A需求的50%．成人的自愿食用試驗(yàn)結(jié)果表明［4］，食用量為65～98g即可明顯提高血液中維生素A的含量，可見(jiàn)大米中的β－胡蘿卜素能有效地轉(zhuǎn)化為維生素A．金稻米的開(kāi)發(fā)是學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)(公共部門(mén))和生物技術(shù)企業(yè)(私人部門(mén))合作完成的，為保證其使用達(dá)到減少世界上貧困人口、特別是兒童中的維生素A缺乏癥的研發(fā)目標(biāo)，享有發(fā)明權(quán)和專利權(quán)的科學(xué)家和公司已達(dá)成協(xié)議，無(wú)償授予發(fā)展中國(guó)家對(duì)相關(guān)品種的使用權(quán)．2005—2010年，通過(guò)一系列育種項(xiàng)目，這一性狀已轉(zhuǎn)育到世界各地多個(gè)地方品種中，近期已在國(guó)際水稻研究所和菲律賓水稻研究所完成田間試驗(yàn)，后者擬在2013年向菲律賓政府監(jiān)管當(dāng)局申報(bào)，爭(zhēng)取2014年開(kāi)始交給農(nóng)民種植．
全球氣候的異常變化、水資源的短缺使耐旱成為了一個(gè)重要的育種目標(biāo)．孟山都的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)把來(lái)自細(xì)菌的冷擊蛋白CSP轉(zhuǎn)入植物，能賦予受體對(duì)非生物脅迫的抵抗能力，如寒冷(擬南芥)，冷、熱和缺水(水稻)，干旱(玉米)等．初步研究顯示，CSP為一類RNA伴侶蛋白，存在于細(xì)菌和植物中，可能通過(guò)在轉(zhuǎn)錄和翻譯中起作用而調(diào)節(jié)生物對(duì)脅迫的反應(yīng)［5］．鑒于美國(guó)中西部玉米種植區(qū)常有旱情，他們的進(jìn)一步研究集中于玉米的抗旱性，在對(duì)多個(gè)基因和轉(zhuǎn)化事件的表型和表達(dá)分析比較后，選定了產(chǎn)量、葉片生長(zhǎng)、光合效率均表現(xiàn)良好的CspB-Zm事件1株系，并與生產(chǎn)品種配成3個(gè)雜交組合，進(jìn)行控制給水條件下的田間試驗(yàn)，與非轉(zhuǎn)基因?qū)φ毡容^，主要表現(xiàn)在籽粒數(shù)和帶籽粒的穗數(shù)增加，平均可增產(chǎn)0.5t/hm2(10.5%);隨后在美國(guó)中西部干旱地區(qū)田間種植，增產(chǎn)達(dá)0.75t/hm2(15%)．該品系內(nèi)轉(zhuǎn)入的目標(biāo)基因CspB來(lái)自枯草芽孢桿菌，命名為MON87460，2010年12月美國(guó)食品藥品監(jiān)管局已承認(rèn)該產(chǎn)品的食用安全評(píng)價(jià)，2011年12月美國(guó)農(nóng)業(yè)部解除對(duì)其監(jiān)管，成為全球第1個(gè)可供生產(chǎn)應(yīng)用的抗旱轉(zhuǎn)基因作物品種．其與常規(guī)品種雜交獲得的雜交種Drought-GardHybrid已作為孟山都公司的重要新產(chǎn)品在美國(guó)推出，以圖提高干旱地區(qū)的玉米產(chǎn)量穩(wěn)定性，有利于農(nóng)民及環(huán)境．此外，通過(guò)不同途徑的改變，以提高產(chǎn)量、抗逆性、品質(zhì)等為目標(biāo)的研究也有不少報(bào)道，如Kebeish等［6］用細(xì)菌的乙醇酸分解途徑作為葉綠體光呼吸的旁路，把相關(guān)基因引入到擬南芥，以增加光合作用和生物量，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植株生物量增加、光呼吸作用減少、光合作用有所改進(jìn);Mao等［7］、Baum等［8］利用近年迅速發(fā)展的RNA干涉(RNAi)技術(shù)，開(kāi)發(fā)全新的抗蟲(chóng)作物品種培育途徑．其中，中國(guó)科學(xué)院上海植物生理生態(tài)研究所植物分子遺傳國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陳曉亞院士領(lǐng)導(dǎo)的課題組發(fā)現(xiàn)［7］，棉花的一種代謝物———棉酚可抑制棉鈴蟲(chóng)幼蟲(chóng)的生長(zhǎng)，他們從蟲(chóng)中腸分離了棉酚誘導(dǎo)表達(dá)的基因———細(xì)胞色素P450基因(CYP6AE14)，研究了其在幼蟲(chóng)對(duì)棉酚耐受性中的關(guān)鍵作用;進(jìn)一步根據(jù)CYP6AE14編碼序列構(gòu)建RNA干涉載體，轉(zhuǎn)化植物(擬南芥、煙草)，用這些表達(dá)特異雙鏈RNA的葉子喂飼棉鈴蟲(chóng)幼蟲(chóng)，其中腸CYP6AE14轉(zhuǎn)錄水平下降，生長(zhǎng)緩慢，在飼料中加入棉酚后生長(zhǎng)抑制大大增加;試驗(yàn)結(jié)果表明，植物介導(dǎo)CYP6AE14基因的RNA干涉可有效增大棉酚對(duì)棉鈴蟲(chóng)的毒性．這一研究結(jié)果提出了通過(guò)植物表達(dá)雙鏈RNA，喂飼昆蟲(chóng)可成為啟動(dòng)昆蟲(chóng)RNA干涉的新策略，未來(lái)可應(yīng)用于昆蟲(chóng)研究和田間害蟲(chóng)的控制中．
第3代的生物技術(shù)育種常指用植物生產(chǎn)各種重組蛋白，包括藥用蛋白、工業(yè)用蛋白，也有報(bào)道稱之為“植物分子農(nóng)業(yè)(Plantmolecularfarming，PMF)”，它包括了從植物種植(或細(xì)胞培養(yǎng))、收獲、運(yùn)輸、儲(chǔ)藏到蛋白質(zhì)抽提、純化的下游過(guò)程［9］．早在20世紀(jì)90年代初，當(dāng)植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)日漸成熟時(shí)，由于轉(zhuǎn)基因植物具有成本低、容易規(guī)模化、可避免人源和動(dòng)物源病原物污染等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為可以作為生物藥物生產(chǎn)的一個(gè)重要系統(tǒng);早期的設(shè)想多是擬在植物果實(shí)中表達(dá)疫苗，通過(guò)食用即可賦予使用者對(duì)該種傳染病的預(yù)防能力．1992年，首個(gè)植物生產(chǎn)重組蛋白的報(bào)道———美國(guó)德克薩斯州的科學(xué)家在植物成功表達(dá)乙型肝炎表面抗原的文章發(fā)表于美國(guó)科學(xué)院院刊(PNAS)［10］，隨后，類似研究也申請(qǐng)獲得美國(guó)專利．然而，由于蛋白表達(dá)量低、穩(wěn)定性差、食用難以控制疫苗劑量等問(wèn)題，這類疫苗從未達(dá)到商業(yè)生產(chǎn)、投放市場(chǎng)的水平．十多年后，美國(guó)陶氏農(nóng)業(yè)科學(xué)公司于2006年初宣布，其應(yīng)用煙草細(xì)胞懸浮培養(yǎng)系統(tǒng)生產(chǎn)的禽類新城疫病毒疫苗已得到美國(guó)農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)，為全球第1個(gè)獲批使用的植物生產(chǎn)疫苗．表3總結(jié)了目前處于臨床試驗(yàn)，或批準(zhǔn)使用的植物生產(chǎn)藥物，包括疫苗、抗體、治療用蛋白和保健用蛋白．應(yīng)用不同的植物生產(chǎn)體系，如瞬時(shí)表達(dá)系統(tǒng)等生產(chǎn)的、針對(duì)乙型肝炎、狂犬病、H5N1流感的疫苗已進(jìn)入不同階段的臨床試驗(yàn)．由于植物病毒介導(dǎo)的瞬時(shí)表達(dá)系統(tǒng)可迅速、高量在植物中生產(chǎn)重組蛋白，在抗體生產(chǎn)中有較佳的應(yīng)用前景，第1個(gè)獲歐盟作為醫(yī)學(xué)建議并被美國(guó)食品藥品管理局(FDA)批準(zhǔn)新藥應(yīng)用觀察的植物生產(chǎn)抗體是美國(guó)植物生物技術(shù)公司的產(chǎn)品CaroRxTM，該產(chǎn)品用煙草生產(chǎn)，功效為保護(hù)牙齒免受細(xì)菌的侵害．抗體外的一些治療用蛋白質(zhì)，如Biolex治療公司研制的用于治療乙型和丙型肝炎的α－干擾素(商品名Locferon)已完成臨床Ⅱ期試驗(yàn)，而Pro-talix生物治療公司研制，用轉(zhuǎn)基因胡蘿卜細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)，用于高歇氏病治療的人葡糖腦苷脂酶(prGCD)于2009年進(jìn)入III期臨床試驗(yàn)，取得良好結(jié)果．此外，把編碼重組蛋白基因轉(zhuǎn)化谷類作物，在其種子胚乳表達(dá)，作為保健型產(chǎn)品，也已有數(shù)個(gè)成功的例子，如美國(guó)Ventria公司用水稻生產(chǎn)的人乳鐵蛋白、人溶菌酶等，已被批準(zhǔn)作為精細(xì)化學(xué)產(chǎn)品投放市場(chǎng)．
用生物技術(shù)手段，在植物生產(chǎn)藥物的發(fā)展中，所用的植物體系主要包括轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞懸浮培養(yǎng)為基礎(chǔ)的生物反應(yīng)器;用農(nóng)桿菌滲透或病毒感染植物組織而導(dǎo)入重組蛋白基因并在其內(nèi)瞬時(shí)表達(dá)的體系;以及通過(guò)常規(guī)遺傳轉(zhuǎn)化獲得穩(wěn)定的、在特定部位(如籽粒的胚乳)高效表達(dá)目標(biāo)基因的轉(zhuǎn)基因株系等．這些體系各有其優(yōu)缺點(diǎn)，如細(xì)胞培養(yǎng)體系的生產(chǎn)全過(guò)程均在室內(nèi)可控條件下進(jìn)行，生產(chǎn)系統(tǒng)和產(chǎn)品質(zhì)量可達(dá)到醫(yī)藥工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，且易于通過(guò)安全監(jiān)管，但其生產(chǎn)成本高、可用細(xì)胞類型少、蛋白表達(dá)水平有待提高等問(wèn)題仍有待解決;瞬時(shí)表達(dá)最大的優(yōu)點(diǎn)是可在短時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)大量的急需產(chǎn)品，如疫苗等，但其運(yùn)輸、儲(chǔ)存難度大;常規(guī)遺傳轉(zhuǎn)化獲得的轉(zhuǎn)基因籽粒易于運(yùn)輸、儲(chǔ)存以及生產(chǎn)規(guī)模化，但也存在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)耗時(shí)長(zhǎng)、田間生產(chǎn)受環(huán)境影響大以及對(duì)環(huán)境安全監(jiān)管要求高等問(wèn)題［11］．過(guò)去20年的歷史已經(jīng)證明了植物為基礎(chǔ)的體系確實(shí)可以生產(chǎn)各種類型的人體蛋白，近年來(lái)處于領(lǐng)頭地位的新藥物開(kāi)發(fā)已到達(dá)臨床研究的后期階段，即將進(jìn)入市場(chǎng)．作為一個(gè)低成本、高產(chǎn)的生物藥物生產(chǎn)系統(tǒng)，各國(guó)政府、各種基金會(huì)、企業(yè)公司紛紛投放資金支持相關(guān)研究，以取得領(lǐng)先地位．如歐盟的PharmaPlanta聯(lián)盟，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省Meti項(xiàng)目，美國(guó)的BlueAngel項(xiàng)目，巴西的PMP計(jì)劃等．
植物生物技術(shù)發(fā)展的成果是生物科學(xué)研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)、商業(yè)性生產(chǎn)三者結(jié)合的結(jié)果．30年來(lái)，它已從實(shí)驗(yàn)室走到了大田，證明了在增加糧食和飼料生產(chǎn)中發(fā)揮的作用．隨著生命科學(xué)的發(fā)展，大量新技術(shù)的出現(xiàn)，這一新的育種技術(shù)及其應(yīng)用范圍也在不斷的改進(jìn)中:在基因來(lái)源方面，更多的來(lái)源于植物自身的基因正在取代第1代轉(zhuǎn)基因作物中的細(xì)菌來(lái)源或人工合成基因;在目標(biāo)方面，更多轉(zhuǎn)向產(chǎn)量乃至總生物量的增加，如在高二氧化碳強(qiáng)度的世界中，通過(guò)修飾Rubisco大單位，改變其熱穩(wěn)定活性，增加葉片中淀粉的合成，進(jìn)而增加植物的生物量［12］;在影響新產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)———外源基因?qū)敕椒ǚ矫妫乱淮募夹g(shù)———TALEN，即轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)物核酸酶(Transcriptionactivator-likeeffectornucleases)已被證明可以在植物中定點(diǎn)引起高頻率的基因敲除、插入和取代，可成為一個(gè)把外源DNA定點(diǎn)插入受體植物基因組的重要平臺(tái)［13］，該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，將能克服多年來(lái)各種方法引入的外源基因均為隨機(jī)插入而致的不良效應(yīng)，按設(shè)計(jì)獲得所需的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品;在應(yīng)用的范圍方面，生物技術(shù)的應(yīng)用使植物已不僅為人類提供食品和飼料，還將提供藥品、工業(yè)用品(如生物活性化合物)和能源產(chǎn)品，如增加可能的能源植物的生物量等，有助于減少人類對(duì)石化燃料的依賴［14］．隨著植物生物技術(shù)自身的發(fā)展和完善、日漸成熟的監(jiān)管體系以及人們對(duì)這一新生事物認(rèn)識(shí)的增加，其應(yīng)用將逐步為公眾所接受，以在新型的可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)中發(fā)揮更大的作用．
作者：梅曼彤單位：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院
在20世紀(jì)90年代，我國(guó)分子生物學(xué)家和育種學(xué)家合作，獲得了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉花植株和相關(guān)專利，育成的眾多品種已在全國(guó)各個(gè)棉區(qū)普遍種植．農(nóng)業(yè)部在上世紀(jì)90年代，分別對(duì)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉、轉(zhuǎn)基因抗病番茄、甜椒等授予了安全證書(shū)，但后兩者由于無(wú)明顯商業(yè)價(jià)值，并未應(yīng)用于生產(chǎn)．按照我國(guó)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例，經(jīng)過(guò)5個(gè)階段嚴(yán)格的安全評(píng)價(jià)后，農(nóng)業(yè)部于2009年11月向轉(zhuǎn)cry1Ab／cry1Ac基因抗蟲(chóng)水稻華恢1號(hào)、轉(zhuǎn)cry1Ab／cry1Ac基因抗蟲(chóng)水稻Bt汕優(yōu)63在湖北省的生產(chǎn)應(yīng)用，以及轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米BVLA430101在山東省生產(chǎn)應(yīng)用發(fā)放了安全證書(shū)，但這些品種仍須通過(guò)品種審定方可進(jìn)入種子銷售市場(chǎng)．作為植物生物技術(shù)發(fā)展較早的國(guó)家，美國(guó)自上世紀(jì)90年代以來(lái)，不斷有新產(chǎn)品（品種）的研發(fā)，并經(jīng)由美國(guó)農(nóng)業(yè)部動(dòng)植物檢疫部門(mén)、環(huán)保局、食品藥品管理局等生物技術(shù)產(chǎn)品監(jiān)管機(jī)構(gòu)根據(jù)產(chǎn)品對(duì)人類或動(dòng)物食用、對(duì)環(huán)境安全影響的全面評(píng)價(jià)而確定能否進(jìn)入市場(chǎng)．表2列出了1990—2012年美國(guó)已批準(zhǔn)種植的轉(zhuǎn)基因作物及所改造的性狀．表中列出的10種植物中，馬鈴薯和番茄生物技術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)主要在20世紀(jì)90年代，但由于應(yīng)用價(jià)值不高，并未得到廣泛應(yīng)用；苜蓿、水稻等為較近期開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品．改造的性狀已從早期單純集中于耐除草劑（大豆、油菜）、抗蟲(chóng)（玉米、棉花）發(fā)展到通過(guò)基因改造與常規(guī)雜交等手段結(jié)合，同時(shí)改造多個(gè)性狀，包括改良營(yíng)養(yǎng)性狀（如提高大豆、油菜種子油成分中不飽和脂肪酸含量，以改進(jìn)油營(yíng)養(yǎng)成分），提高對(duì)非生物脅迫抗性（如抗旱玉米的培育）等．而復(fù)合2種或3種性狀的生物技術(shù)作物的種植面積有明顯的增長(zhǎng)，已有不少商用品種是既耐除草劑又抗蟲(chóng)的，近年來(lái)復(fù)合性狀的范圍更有所擴(kuò)大，如，應(yīng)用大豆遺傳圖譜定位和轉(zhuǎn)基因技術(shù)結(jié)合，美國(guó)孟山都生物技術(shù)公司（簡(jiǎn)稱孟山都）2009年推出了既耐除草劑又可增產(chǎn)7％～11％的大豆新品種RReady2Yield。
據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織估計(jì)，為保證全球人口增長(zhǎng)的需求，在2005—2050年期間，全球食品生產(chǎn)的增加要達(dá)到70％．在增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的同時(shí)，還須面對(duì)減少資源耗用、滿足消費(fèi)者對(duì)健康食品需求等問(wèn)題，這些都對(duì)植物育種提出了新的要求．作為當(dāng)代育種重要手段之一的生物技術(shù)育種，近年來(lái)也把育種目標(biāo)更多地轉(zhuǎn)向高產(chǎn)、抗逆（非生物脅迫）、高品質(zhì)等，即所謂第2代轉(zhuǎn)基因育種．能合成類胡蘿卜素的金稻米和抗旱玉米MON87460是其中2個(gè)成功的例子．維生素A缺乏可引起夜盲、干眼病、角膜軟化，甚至與兒童腹瀉等有關(guān)，估計(jì)全球有過(guò)億兒童處于維生素A缺乏狀態(tài)．2000年，瑞士和德國(guó)的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在《Science》上發(fā)表了他們通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化法，把來(lái)自植物黃水仙和細(xì)菌的β－胡蘿卜素合成途徑相關(guān)酶基因———八氫番茄紅素合成酶基因（PSY）、番茄紅素脫氫酶基因（CRT1）、番茄紅素環(huán)化酶基因（帶轉(zhuǎn)運(yùn)肽），用3個(gè)質(zhì)粒共轉(zhuǎn)化水稻未成熟胚，潮霉素篩選，獲得了種子胚乳為黃色、干種子中胡蘿卜素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16μg／g的轉(zhuǎn)基因水稻株系［1］，開(kāi)創(chuàng)了這一通過(guò)轉(zhuǎn)基因賦予稻米新?tīng)I(yíng)養(yǎng)成分的新領(lǐng)域，因其黃色的胚乳而被命名為金稻米．然而，由于產(chǎn)生的胡蘿卜素含量太低，缺乏實(shí)用上的意義．隨后的數(shù)年，這2位科學(xué)家與先正達(dá)公司合作，從導(dǎo)入的基因、啟動(dòng)子來(lái)源、篩選標(biāo)記以及載體的選擇等方面，作了一系列的改變［2］，如用以糖為篩選基礎(chǔ)的標(biāo)記代替了抗生素抗性的篩選系統(tǒng)，選用胚乳特異表達(dá)啟動(dòng)子、不同水稻品種用于轉(zhuǎn)化等；而關(guān)鍵的突破來(lái)自PSY來(lái)源的改變［3］，先正達(dá)公司的科學(xué)家經(jīng)大量的比較、分析，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)入來(lái)自玉米的PSY，可明顯把轉(zhuǎn)基因水稻干種子胚乳中胡蘿卜素質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高到最高可達(dá)367μg／g的水平，其中維生素A的前體β－胡蘿卜素占80％以上，獲得了GR1／GR2等株系．β－胡蘿卜素被人吸收后，可經(jīng)歷酶解過(guò)程而轉(zhuǎn)化為維生素A，按照美國(guó)國(guó)家科學(xué)院醫(yī)學(xué)研究所推薦的兒童每天所需維生素A的攝入量，如以金稻米中胡蘿卜素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的保守估計(jì)為24μg／g計(jì)算，只需食用72g大米即可提供兒童每天維生素A需求的50％．成人的自愿食用試驗(yàn)結(jié)果表明［4］，食用量為65～98g即可明顯提高血液中維生素A的含量，可見(jiàn)大米中的β－胡蘿卜素能有效地轉(zhuǎn)化為維生素A．金稻米的開(kāi)發(fā)是學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)（公共部門(mén)）和生物技術(shù)企業(yè)（私人部門(mén)）合作完成的，為保證其使用達(dá)到減少世界上貧困人口、特別是兒童中的維生素A缺乏癥的研發(fā)目標(biāo)，享有發(fā)明權(quán)和專利權(quán)的科學(xué)家和公司已達(dá)成協(xié)議，無(wú)償授予發(fā)展中國(guó)家對(duì)相關(guān)品種的使用權(quán)．2005—2010年，通過(guò)一系列育種項(xiàng)目，這一性狀已轉(zhuǎn)育到世界各地多個(gè)地方品種中，近期已在國(guó)際水稻研究所和菲律賓水稻研究所完成田間試驗(yàn)，后者擬在2013年向菲律賓政府監(jiān)管當(dāng)局申報(bào)，爭(zhēng)取2014年開(kāi)始交給農(nóng)民種植．
全球氣候的異常變化、水資源的短缺使耐旱成為了一個(gè)重要的育種目標(biāo)．孟山都的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)把來(lái)自細(xì)菌的冷擊蛋白CSP轉(zhuǎn)入植物，能賦予受體對(duì)非生物脅迫的抵抗能力，如寒冷（擬南芥），冷、熱和缺水（水稻），干旱（玉米）等．初步研究顯示，CSP為一類RNA伴侶蛋白，存在于細(xì)菌和植物中，可能通過(guò)在轉(zhuǎn)錄和翻譯中起作用而調(diào)節(jié)生物對(duì)脅迫的反應(yīng)［5］．鑒于美國(guó)中西部玉米種植區(qū)常有旱情，他們的進(jìn)一步研究集中于玉米的抗旱性，在對(duì)多個(gè)基因和轉(zhuǎn)化事件的表型和表達(dá)分析比較后，選定了產(chǎn)量、葉片生長(zhǎng)、光合效率均表現(xiàn)良好的CspBZm事件1株系，并與生產(chǎn)品種配成3個(gè)雜交組合，進(jìn)行控制給水條件下的田間試驗(yàn)，與非轉(zhuǎn)基因?qū)φ毡容^，主要表現(xiàn)在籽粒數(shù)和帶籽粒的穗數(shù)增加，平均可增產(chǎn)05t／hm2（105％）；隨后在美國(guó)中西部干旱地區(qū)田間種植，增產(chǎn)達(dá)075t／hm2（15％）．該品系內(nèi)轉(zhuǎn)入的目標(biāo)基因CspB來(lái)自枯草芽孢桿菌，命名為MON87460，2010年12月美國(guó)食品藥品監(jiān)管局已承認(rèn)該產(chǎn)品的食用安全評(píng)價(jià)，2011年12月美國(guó)農(nóng)業(yè)部解除對(duì)其監(jiān)管，成為全球第1個(gè)可供生產(chǎn)應(yīng)用的抗旱轉(zhuǎn)基因作物品種．其與常規(guī)品種雜交獲得的雜交種DroughtGardHybrid已作為孟山都公司的重要新產(chǎn)品在美國(guó)推出，以圖提高干旱地區(qū)的玉米產(chǎn)量穩(wěn)定性，有利于農(nóng)民及環(huán)境．此外，通過(guò)不同途徑的改變，以提高產(chǎn)量、抗逆性、品質(zhì)等為目標(biāo)的研究也有不少報(bào)道，如Kebeish等［6］用細(xì)菌的乙醇酸分解途徑作為葉綠體光呼吸的旁路，把相關(guān)基因引入到擬南芥，以增加光合作用和生物量，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植株生物量增加、光呼吸作用減少、光合作用有所改進(jìn)；Mao等［7］、Baum等［8］利用近年迅速發(fā)展的RNA干涉（RNAi）技術(shù)，開(kāi)發(fā)全新的抗蟲(chóng)作物品種培育途徑．其中，中國(guó)科學(xué)院上海植物生理生態(tài)研究所植物分子遺傳國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陳曉亞院士領(lǐng)導(dǎo)的課題組發(fā)現(xiàn)［7］，棉花的一種代謝物———棉酚可抑制棉鈴蟲(chóng)幼蟲(chóng)的生長(zhǎng)，他們從蟲(chóng)中腸分離了棉酚誘導(dǎo)表達(dá)的基因———細(xì)胞色素P450基因（CYP6AE14），研究了其在幼蟲(chóng)對(duì)棉酚耐受性中的關(guān)鍵作用；進(jìn)一步根據(jù)CYP6AE14編碼序列構(gòu)建RNA干涉載體，轉(zhuǎn)化植物（擬南芥、煙草），用這些表達(dá)特異雙鏈RNA的葉子喂飼棉鈴蟲(chóng)幼蟲(chóng)，其中腸CYP6AE14轉(zhuǎn)錄水平下降，生長(zhǎng)緩慢，在飼料中加入棉酚后生長(zhǎng)抑制大大增加；試驗(yàn)結(jié)果表明，植物介導(dǎo)CYP6AE14基因的RNA干涉可有效增大棉酚對(duì)棉鈴蟲(chóng)的毒性．這一研究結(jié)果提出了通過(guò)植物表達(dá)雙鏈RNA，喂飼昆蟲(chóng)可成為啟動(dòng)昆蟲(chóng)RNA干涉的新策略，未來(lái)可應(yīng)用于昆蟲(chóng)研究和田間害蟲(chóng)的控制中．
早在20世紀(jì)90年代初，當(dāng)植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)日漸成熟時(shí)，由于轉(zhuǎn)基因植物具有成本低、容易規(guī)模化、可避免人源和動(dòng)物源病原物污染等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為可以作為生物藥物生產(chǎn)的一個(gè)重要系統(tǒng)；早期的設(shè)想多是擬在植物果實(shí)中表達(dá)疫苗，通過(guò)食用即可賦予使用者對(duì)該種傳染病的預(yù)防能力．1992年，首個(gè)植物生產(chǎn)重組蛋白的報(bào)道———美國(guó)德克薩斯州的科學(xué)家在植物成功表達(dá)乙型肝炎表面抗原的文章發(fā)表于美國(guó)科學(xué)院院刊（PNAS）［10］，隨后，類似研究也申請(qǐng)獲得美國(guó)專利．然而，由于蛋白表達(dá)量低、穩(wěn)定性差、食用難以控制疫苗劑量等問(wèn)題，這類疫苗從未達(dá)到商業(yè)生產(chǎn)、投放市場(chǎng)的水平．十多年后，美國(guó)陶氏農(nóng)業(yè)科學(xué)公司于2006年初宣布，其應(yīng)用煙草細(xì)胞懸浮培養(yǎng)系統(tǒng)生產(chǎn)的禽類新城疫病毒疫苗已得到美國(guó)農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)，為全球第1個(gè)獲批使用的植物生產(chǎn)疫苗．表3總結(jié)了目前處于臨床試驗(yàn)，或批準(zhǔn)使用的植物生產(chǎn)藥物，包括疫苗、抗體、治療用蛋白和保健用蛋白．應(yīng)用不同的植物生產(chǎn)體系，如瞬時(shí)表達(dá)系統(tǒng)等生產(chǎn)的、針對(duì)乙型肝炎、狂犬病、H5N1流感的疫苗已進(jìn)入不同階段的臨床試驗(yàn)．由于植物病毒介導(dǎo)的瞬時(shí)表達(dá)系統(tǒng)可迅速、高量在植物中生產(chǎn)重組蛋白，在抗體生產(chǎn)中有較佳的應(yīng)用前景，第1個(gè)獲歐盟作為醫(yī)學(xué)建議并被美國(guó)食品藥品管理局（FDA）批準(zhǔn)新藥應(yīng)用觀察的植物生產(chǎn)抗體是美國(guó)植物生物技術(shù)公司的產(chǎn)品CaroRxTM，該產(chǎn)品用煙草生產(chǎn)，功效為保護(hù)牙齒免受細(xì)菌的侵害．抗體外的一些治療用蛋白質(zhì)，如Biolex治療公司研制的用于治療乙型和丙型肝炎的α－干擾素（商品名Locferon）已完成臨床Ⅱ期試驗(yàn)，而Protalix生物治療公司研制，用轉(zhuǎn)基因胡蘿卜細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)，用于高歇氏病治療的人葡糖腦苷脂酶（prGCD）于2009年進(jìn)入III期臨床試驗(yàn)，取得良好結(jié)果．此外，把編碼重組蛋白基因轉(zhuǎn)化谷類作物，在其種子胚乳表達(dá)，作為保健型產(chǎn)品，也已有數(shù)個(gè)成功的例子，如美國(guó)Ventria公司用水稻生產(chǎn)的人乳鐵蛋白、人溶菌酶等，已被批準(zhǔn)作為精細(xì)化學(xué)產(chǎn)品投放市場(chǎng)．
用生物技術(shù)手段，在植物生產(chǎn)藥物的發(fā)展中，所用的植物體系主要包括轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞懸浮培養(yǎng)為基礎(chǔ)的生物反應(yīng)器；用農(nóng)桿菌滲透或病毒感染植物組織而導(dǎo)入重組蛋白基因并在其內(nèi)瞬時(shí)表達(dá)的體系；以及通過(guò)常規(guī)遺傳轉(zhuǎn)化獲得穩(wěn)定的、在特定部位（如籽粒的胚乳）高效表達(dá)目標(biāo)基因的轉(zhuǎn)基因株系等．這些體系各有其優(yōu)缺點(diǎn)，如細(xì)胞培養(yǎng)體系的生產(chǎn)全過(guò)程均在室內(nèi)可控條件下進(jìn)行，生產(chǎn)系統(tǒng)和產(chǎn)品質(zhì)量可達(dá)到醫(yī)藥工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，且易于通過(guò)安全監(jiān)管，但其生產(chǎn)成本高、可用細(xì)胞類型少、蛋白表達(dá)水平有待提高等問(wèn)題仍有待解決；瞬時(shí)表達(dá)最大的優(yōu)點(diǎn)是可在短時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)大量的急需產(chǎn)品，如疫苗等，但其運(yùn)輸、儲(chǔ)存難度大；常規(guī)遺傳轉(zhuǎn)化獲得的轉(zhuǎn)基因籽粒易于運(yùn)輸、儲(chǔ)存以及生產(chǎn)規(guī)模化，但也存在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)耗時(shí)長(zhǎng)、田間生產(chǎn)受環(huán)境影響大以及對(duì)環(huán)境安全監(jiān)管要求高等問(wèn)題［11］．過(guò)去20年的歷史已經(jīng)證明了植物為基礎(chǔ)的體系確實(shí)可以生產(chǎn)各種類型的人體蛋白，近年來(lái)處于領(lǐng)頭地位的新藥物開(kāi)發(fā)已到達(dá)臨床研究的后期階段，即將進(jìn)入市場(chǎng)．作為一個(gè)低成本、高產(chǎn)的生物藥物生產(chǎn)系統(tǒng)，各國(guó)政府、各種基金會(huì)、企業(yè)公司紛紛投放資金支持相關(guān)研究，以取得領(lǐng)先地位．如歐盟的PharmaPlanta聯(lián)盟，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省Meti項(xiàng)目，美國(guó)的BlueAngel項(xiàng)目，巴西的PMP計(jì)劃等．
植物生物技術(shù)發(fā)展的成果是生物科學(xué)研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)、商業(yè)性生產(chǎn)三者結(jié)合的結(jié)果．30年來(lái)，它已從實(shí)驗(yàn)室走到了大田，證明了在增加糧食和飼料生產(chǎn)中發(fā)揮的作用．隨著生命科學(xué)的發(fā)展，大量新技術(shù)的出現(xiàn)，這一新的育種技術(shù)及其應(yīng)用范圍也在不斷的改進(jìn)中：在基因來(lái)源方面，更多的來(lái)源于植物自身的基因正在取代第1代轉(zhuǎn)基因作物中的細(xì)菌來(lái)源或人工合成基因；在目標(biāo)方面，更多轉(zhuǎn)向產(chǎn)量乃至總生物量的增加，如在高二氧化碳強(qiáng)度的世界中，通過(guò)修飾Rubisco大單位，改變其熱穩(wěn)定活性，增加葉片中淀粉的合成，進(jìn)而增加植物的生物量［12］；在影響新產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)———外源基因?qū)敕椒ǚ矫妫乱淮募夹g(shù)———TALEN，即轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)物核酸酶（Transcriptionactivatorlikeeffectornucleases）已被證明可以在植物中定點(diǎn)引起高頻率的基因敲除、插入和取代，可成為一個(gè)把外源DNA定點(diǎn)插入受體植物基因組的重要平臺(tái)［13］，該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，將能克服多年來(lái)各種方法引入的外源基因均為隨機(jī)插入而致的不良效應(yīng)，按設(shè)計(jì)獲得所需的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品；在應(yīng)用的范圍方面，生物技術(shù)的應(yīng)用使植物已不僅為人類提供食品和飼料，還將提供藥品、工業(yè)用品（如生物活性化合物）和能源產(chǎn)品，如增加可能的能源植物的生物量等，有助于減少人類對(duì)石化燃料的依賴［14］．隨著植物生物技術(shù)自身的發(fā)展和完善、日漸成熟的監(jiān)管體系以及人們對(duì)這一新生事物認(rèn)識(shí)的增加，其應(yīng)用將逐步為公眾所接受，以在新型的可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)中發(fā)揮更大的作用．
作者：梅曼彤單位：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院
