分子生物学汇总范文

时间:2023-12-29 17:53:40

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分子生物学汇总

篇1

Exploration on Teaching Reform of

Molecular Biology Course in Biotechnology

ZHANG Tiejun, CHEN Xinmei, OUYANG Yongchang*

(School of Life Science, Guangzhou Medical University, Guangzhou, Guangdong 511436)

Abstract Molecular biology is an important basic course for students majoring in biotechnology. Due to update the theory of molecular biology knowledge quickly, the development of experimental technology, fast, and the content is more abstract, from the rational use of teaching methods, to promote discussion, to carry out small class teaching, the use of cyber source, enhance the ability of autonomous learning, establish evaluation system, and optimize the experimental teaching system and other aspects of teaching reform, in order to improve the specialty of biological technology molecular biology teaching effect, cultivate unity of knowledge, ability and quality, application of compound bio technology professionals.

Keywords biotechnology; molecular biology; teaching reform

生物技术专业培养具备生命科学的基本理论和较系统的生物技术的基本理论、基本知识、基本技能,具有良好科学素养及创业精神,能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作,能在科研机构、高等学院和相关企业等单位中从事科学研究、教学、管理及商业服务的高级专门人才。

分子生物学是从分子水平上研究生命现象、生命本质及其规律的的科学,主要研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学,是21世纪最具活力的生命科学之一。[1]目前,分子生物学是生物技术专业学生一门重要的专业必修课。因此,确定合理、科学的教学改革方案,优化、重组教学内容,精心设计教学方法和教学手段,对保证生物技术专业分子生物学课程教学质量具有重要意义。[2]

1 分子生物学教学现状

(1)分子生物学是生物技术专业的一门主要课程,教学单位往往会根据教师上课需求以及市场需求来选择教材,然而,却有可能忽略了对学生的接受能力以及理解程度的考虑。部分分子生物学教材内容高深莫测、专业词汇多且与实际联系不够紧密,造成学生在学习过程中困难重重,严重降低了学生对该学科学习的积极性。

(2)教学条件限制。在分子生物学课堂中,使用多媒体设备等教学手段对提高学生的学习积极性以及学习效果有明显的促进作用。然而,部分教学单位由于教育资源分布不均匀,难以利用先进的教学手段。

(3)分子生物学课程所涉及的知识?c以及生物学过程,大多数是看不见摸不着的微观世界,学生在学习的过程中难以直观感受。

(4)理论知识更新快,实验技术发展快。分子生物学作为生命科学的前沿学科,其发展日新月异,这也对教学提出了更高的要求。授课老师需及时接纳最新知识,充分备课。

2 分子生物学教学改革的主要措施

2.1 PBL教学法的合理运用

PBL(problem-based learning,问题式学习)教学法于1969 年由美国Barrows教授创立,并引入高等教育,很快在高校中广泛应用。是一种以问题为导向,以学生为中心的教学方法。其主要流程是:老师提出问题,学生作为主体进行分组讨论,学生解决问题。[3]在PBL教学过程中,学生是主体,老师则主要起到辅导的作用。分子生物学课程内容复杂,用传统的教学方式不易调动学生的学习积极性,而且课堂效率不高。在课堂中适当引入PBL教学法,可改善教师唱独角戏,学生被动接受的状况。

在进行PBL教学前的备课过程中,任课老师应查阅大量的文献,充分考虑在讨论案例过程中可能出现的问题,内容涉及分子生物学以及其他学科如生物化学、细胞生物学等。在课堂上,教师应寓教于乐,充分调动学生积极性,控制好课堂节奏,同时应根据教学大纲的安排,强调学习过程中应掌握的知识要点。[4]

在分子生物学的教学过程中,PBL教学可分为四个阶段:(1)提出问题。开展PBL教学的时间不宜在课程开始的阶段,而应在课程中后期,学生具有一定的分子生物学基础后再开展。PBL教学讨论的主要题目应该是分子生物学教学过程中的重点或者难点,并且结合生活实际的讨论内容。教师在这个过程中是组织者的身份。(2)人员组成。为调动学生参与的积极性,同时考虑到团队的高效性,将每个班级分成4~6组,每组包括4~6 名同学。分组结束后,要求各组成员选拔出该组的组长并选定拟解决的问题,然后进行人员的分工,明确每个成员应完成的内容和时间节点。老师负责全程把控,掌握教学的整体节奏与进展,及时了解各组的情况,包括进程、主要观点、存在问题、后续进展等。鼓励各组结合自己的研究、思考提出自己的想法。对成效较好的小组,给予肯定和表扬;对存在问题较多或进展较慢的小组有针对性的指导,帮助小组找到解决问题的核心路径。(3)成果展示。学生展示自己的研究成果,并开展充分讨论。主讲老师在学生讨论完毕后,对学生的成果、讨论的主题、各组的亮点、学生关注点较集中或争议较大的问题、学生未掌握到的知识点、研究时未关注的部分、下一步学习或研究中需要改进的研究方法进行总结、归纳,并提出改进意见。[5](4)考核评分。考核评分是对PBL学生成果的集中体现,评分体系主要包括三部分:一是课件制作,占比30%,评价标准主要是内容正确、重点突出、课件美观、清晰易懂,能综合运用图片、音频、视频、动画等表达自己的观点;二是课件展示,占比40%,准备充分、逻辑正确、条理分明、落落大分,能清晰的阐述自己的研究成果、观点等;三是课堂讨论:占比30%,主动思考,积极参与,能够抛出富有启发意义的论点,回答问题时中肯全面。

2.2 提倡分组讨论,开展小班教学

在讨论课开始前2周,老师将要讨论的内容告知学生。以小组为单位进行学习,各小组成员间可以进行分工协作,分头寻找资料、讨论并汇总;课堂上以小组形式提出问题,介绍小组观点、结论,老师也会对该小组的汇报进行点评;课后以小组为单位进行复习,增强学习效果。小组学习活动的意义既体现个人的价值和责任,更强调成员间彼此赋予信心和力量,通过体验团队的智慧和协作,培养了学生间可贵的团队合作精神。

分子生物学的课堂提倡小班教学。一方面,可以增加师生间互动的频率。由于分子生物学课程所涉及的知识点以及生物学过程,大多数是看不见摸不着的微观世界,学生在学习的过程中难以直观感受,这就增加了学生学习该课程的难度。小班教学有助于老师关注每一个学生对相关知识的把握;另一方面,小班教学易于实施多种教学形式,灵活掌握教学要求和进度,便于及时调整教学内容。

2.3 利用网络资源,提升自主学习能力

自主学习强调的学生作为知识的主动构造者自己进行学习的意愿和能力,反映了教学向个性化、创新化、自主化、多元化过渡的趋势。分子生物学作为前沿科学,信息量大、更新快,要积极利用互联网信息资源,提升学生学习和借鉴优秀研究成果、自主学习的能力。教师要由照着教材讲变成开放式、启发式教学,最大限度调动学生学习的积极性、思考的主动性、课堂的参与性。鼓励学生自主学习,主动去学习和研究当前科研的最前沿知识,在研究的过程中敢于提出自己不同的看法,培养学生探索创新精神。[6]让学生由被动受教变成自主学习,主动参与到课堂学习中,形成教学工作“教”与“学”相辅相成、相互促进。教师要积极拓展教学内容的外延,主动介绍国内外优秀的生物网站、资源库、期刊、论坛等,鼓励学生积极开展课外阅读,丰富学科专业知识、前沿信息、专业词汇等知识,激发学生探索新知识的热情,也不断培养学生自主学习、发现问题、解决问题的能力。[7]

2.4 建立形成性评价体系

“形成性评价”的概念是由斯克里文 1967 年所著《评价方法论》 中首先提出来的,与传统的“终结性评价”不同,它是对学生的学习过程进行的评价,旨在确认学生的潜力,改进和发展学生的学习。因此,形成性评价方式更能体现出学生的学习效果。[8]分子生物学课程的目的在于培养学生形成良好的分子生物学学习习惯和实验习惯,提高他们的科学素养和创新能力。期中或期末考试不能全面真实地反映出学生的真实学习情况,采取形成性评价的方式显得更加科学和必要。具体如下:一是平时成绩,占课程总成绩60%,包括课堂考勤,占总成绩5%、课堂作业,占总成绩10%、课堂提问,占总成绩5%、PBL讨论会,占总成绩10%、实验考评,占总成绩30%。二是期末考试,占课程总成绩40%。由于形成性评价是强调过程的评价方式,引导学生重视平时的学习情况,大大减少了学生考前突击的可能,也更能真实地反映出学生的真实水平。

2.5 优化实验教学体系

分子生物学实验技术是生物技术专业学生必须掌握的重要基本技能之一。其研究方法及策略已被广泛应用于生命科学的研究当中。[9]通过对学生实验技能的培养,一方面有利于将理论教学与实践教学相结合,丰富教学内容,提升教学的实践性、实用性、综合性,便于学生理解和掌握;另一方面,在提升学生综合素质、学习兴趣、创新能力、思考能力等方面也有十分重要的作用。[10]因此,增加分子生物学实验学时数,开展综合实验也是课程改进的一个重要方向。在实验教学中,教师要结合分子生物学快速发展的特点,选取与教学内容相适应的操作性、设计性实验,并做好不同实验之间的关联与衔接,建立实验的逻辑体系。一是分组分工,辅助实验老师提前做好实验准备工,并提前观察、发现问题及时记录。二是教师针对前期准备工作中发现的问题有针对性的阐述,并对实验流程、操作方法、各环节中注意事?进行讲解与演示,指导学生开展实验。三是讲解与演示结束后,学生动手实验,教师应注意注意观察过程和细节,对共性问题,要及时统一纠正,对个别同学的个性问题,要个别指导。既确保操作的准确性、严谨性,也要保证实验质量,通过实验检验教学情况。

3 结语

生物技术专业应用人才培养是一个综合性、系统性的工程,涉及到教育环节的方方面面。课程教学是其重要的一环,分子生物学课程教师要积极发挥作用,不断提升专业能力、教学能力,教学理念与时俱进、教学手段丰富灵活,激发学生学习的主动性、创造性,提升学习内容掌握能力及应用效果,为国家培养知识、能力、素质协调统一的应用性、复合型人才。

篇2

关键词:技术创新;大数据;双螺旋模型

一、引言

自2013年被确定为“大数据元年”以来,大数据应用已广泛渗透到各行各业。伴随着数据规模和类型的剧变、数据存储成本的迅速下降、数据采集更加密集和广泛,学术界和企业界开始站在战略的高度重新审视大数据的价值。2008年9月,《自然》杂志推出了名为“大数据”的封面专刊,随后IDC(2011)描述了大数据的“3V”:规模性(Volume)、多样性(Variety)、实时性(Velocity),之后又加入价值性(Value)来描述大数据特征,称之为“4V”[1]。麦肯锡(2011)将大数据定义为无法用常规软件收集、储存、处理、分析的庞大数据集。Forrester突破了以往单一对数据本身描述的局限,通过数据价值实现的角度将大数据定义为数据存储、处理和访问的流程与业务目标的集成。国内学者涂子沛在其专著《大数据》(2012)、《数据之巅》(2014)中反复表达“尊重事实,用数据说话”[2]以及“推崇知识和理性,用数据创新”的观点,并描述了未来对于建设“SmartCity”的构想[3]。孟小峰(2013)指出大数据研究的火热,并不能代表研究的深入,相反大数据的研究还处于一个非常起步的阶段,还有诸如关键技术、利用方式等很多基础性的问题需要解决[4]。大数据的发展和进步是以数字信息技术的发展和应用为主线的。数据分析、数据挖掘、数据存储是拉动大数据发展的“三驾马车”,这三项数据技术需要不断进行创新才能进一步发掘大数据的价值潜力。由于大数据具备准确预测趋势的能力、从海量数据中萃取有应用价值信息与知识的能力以及对市场技术需求方向突出的把控等能力,使得技术创新的效率有较大幅度的提升。同时,数据分析、挖掘和存储本身作为技术手段也需要进行创新。因此,大数据与技术创新之间存在着密切的联系。朱东华等(2013)提出了大数据环境下面向技术创新管理的双向决策模型,以期提升我国技术创新管理研究在大数据环境下提取知识与观点的能力[5]。赵亮等(2015)通过大数据的收集和预处理、大数据存储、创新源数据可视化以及创新应用子项目的实施,实现对技术创新评估预测、风险把控能力的提升[6]。针对大数据与技术创新有关文献的梳理,不难看出,在大数据时代下,大数据对于各类技术创新具有较大的提升作用,而“大数据”概念下作为技术支撑的数据技术同样需要创新,同时也需要对数据技术的创新进行管理。对于大数据和技术创新这种“你中有我,我中有你”的相互作用关系,论文尝试以双螺旋结构模型为研究工具,提出大数据———技术创新双螺旋模型,从而厘清在大数据与技术创新作用关系中的动力因素,以达到大数据与技术创新共同发展进步的目的。

二、双螺旋结构理论

双螺旋结构模型起源于生物学中的DNA双螺旋结构,生物学家为了研究人类的遗产规律,从人类遗传密码———“基因”的角度出发,提出并绘制了DNA双螺旋结构模型。1953年,沃森和克里克首次提出了DNA双螺旋结构模型,该模型开启了分子生物学时代。利用该模型,人类直观地认识到遗传信息的构成和传递路径,并对人类遗传信息复制上升的互融联动关系有了初步的了解。在生物分子学领域,DNA双螺旋结构模型是由两条主链和碱基对组成,两条主链相互盘旋形成类似于“麻花”状的螺旋结构,而碱基对位于螺旋内部,两两对应。碱基对的排列顺序就决定了生物体的不同性状,而在DNA双螺旋进行发展进化之时,碱基对的不同组合以及排列顺序就确定了未来生物的发展走向。随着管理科学的发展,在管理科学领域中有许多互相影响、互相促进、互相融合的二元关系,为了清晰地描述这种关系,管理学中引入分子生物学的DNA双螺旋结构模型进行描述,从而形成了管理科学中的双螺旋结构模型。质量管理学家戴明通过对计划———执行———检查的研究,提出这三个步骤不是原地循环往复的,而是一种螺旋式上升。于渤(2008)将知识创新双螺旋作为企业知识创新过程,指出创新的过程需要经历一套复杂的过程,最终实现自我超越的知识螺旋转化[7]。管理科学与分子生物学的结合提炼出螺旋式系统方法论,又称作螺旋式方法论。该方法论指导双螺旋结构模型在管理领域的应用,而其基本的解决问题的精神是,按照事物发展的规律和演变的过程,通过螺旋内部重大影响因素的互相作用,循环使用不同的方法,推进事物有序的发展,最终达到事物发展的某种目标。

三、大数据与技术创新双螺旋模型及分析

1.大数据与技术创新双螺旋模型对于各类技术创新,大数据提供了庞大的样本数据分析预测、精细的市场技术需求定位、详尽的技术创新需求对象画像刻画等服务,使得技术创新的效率大幅度提升。而数据分析、挖掘和存储是推动大数据自身发展的核心技术,这些技术的创新也将直接影响到大数据对其他技术创新的拉动作用。利用双螺旋结构模型研究大数据与技术创新相互作用关系具有积极的现实意义,论文提出大数据———技术创新双螺旋结构模型(BigData--Tech-nologyInnovation双螺旋结构模型;BT双螺旋结构模型)。依据BT双螺旋结构模型,本文将大数据与技术创新视为两条主链,即“大数据链”和“技术创新链”。这两条主链的相互作用是依靠碱基对进行链接的,为了推动“大数据链”与“技术创新链”的发展增长,碱基对的不同搭配,相互作用,促进BT双螺旋模型的不断发展。数据挖掘、数据分析、数据存储是推动大数据发展的技术核心,技术创新的发展需要技术创新管理理论的指导,以技术创新管理理论指导数据技术的创新,从而实现BT双螺旋模型的发展。故将数据挖掘、数据分析、数据存储和技术创新管理理论作为碱基,进行两两配对。图1BT2.大数据———技术创新双螺旋模型分析BT双螺旋结构模型中将大数据与技术创新作为研究的主要对象,将其作为两条主链进行分析。各类技术的创新需要在大数据以及大数据相关技术的支持下进行。同样的,大数据自身数据技术的创新又归属于技术创新范畴,需要相关技术创新管理理论来给予指导和管理。BT双螺旋结构模型需要向纵深发展,就必须要经历双螺旋结构的破裂———复制———重组———再破裂这样的一个循环过程,从而循环往复,推动BT双螺旋模型不断发展。碱基一:数据挖掘技术,大数据需要通过从海量的数据中提取有效信息和知识,因此,数据挖掘技术是大数据未来发展的一项核心技术。凭借数据挖掘技术提炼出有价值的信息与知识,可以为技术现状进行评估、技术创新未来趋势进行预测、技术创新源进行汇总提供强大的信息支撑。碱基二:数据分析技术,数据分析技术是通过对现有数据进行分析,归纳、整理、总结并对所分析对象提供相应的预测。该技术是连接数据与结论的重要桥梁,通过分析技术可以顺利地将“冷冰冰”的数据转化成为有价值的结论成果,碱基三:数据存储技术,存储技术是数据挖掘技术与数据分析技术的基础。信息时代的数据不仅仅是结构化的数据,更多的则是非结构化或是半结构化的数据,大量的数据需要有存储空间,并且要做到随用随取,这样才能使得数据的挖掘和分析更具时效性和针对性。碱基四:技术创新管理理论,数据技术的不断革新需要从管理学的角度给出指导性的建议。大数据的三项核心数据技术本身作为一种技术手段,需要进行科学的发展,在数据技术的创新过程中,离不开技术创新管理理论的协助。大数据链与技术创新链作为BT双螺旋模型的两条主链担负着不断进步发展的使命,以数据挖掘技术、数据分析技术、数据存储技术和技术创新管理理论为碱基对负责对两条主链的发展进行指导。在DNA双螺旋结构模型中,碱基对必须是A-T,G-C进行定位搭配互补,而在BT双螺旋模型中,通过借鉴DNA双螺旋结构模型的碱基对互补理论,从而进行多元轮回式的互补结合。BT双螺旋模型中的碱基对不再像DNA双螺旋模型那样必须定位对象式的配对,当进入破裂阶段,大数据链与技术创新链进行分离,两主链破裂时连带自己链条上所携带的碱基一并分离。进入到复制阶段,各碱基进行复制,也即各项数据技术以及技术创新管理理论的推广应用。而后,进入重组阶段,碱基随机两两结合,重新配对,在不同的空间、时间进行不断的随机结合,就会产生奇妙的化学反映。从而在不同随机两两碱基结合的过程中,产生创新,发挥动力作用,就如同图2所示地推动BT双螺旋模型向纵深方向进行发展进步。

四、结论与展望

篇3

关键词:基因工程;教学改革;探索

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)03-0119-02

基因工程又称为基因拼接或者DNA重组技术,是将一种生物体(供体)的基因与载体在体外进行拼接重组,然后转入另一种生物体(受体)内,使之按照人们的意愿稳定遗传并表达出新产物或新性状的DNA体外操作程序。1972年美国人Berg在基因工程基础研究方面做出了突出贡献,被公认为“基因工程之父”。1973年美国人Cohen等用核酸限制性内切酶EcoRI,首次基因重组成功。近些年来,基因工程的新概念、新理论及新技术不断涌现,内容也在不断丰富与充实,已广泛应用于生命科学的各个领域[1,2]。21世纪以来,基因组学已进入功能基因组学时代,对基因功能的研究是生物技术发展的新方向,体现了基因工程的重要价值所在。基因工程学作为当代生命科学研究领域最具生命力、最引人关注的前沿学科之一,已经发展成为现代分子生物学、技术学的核心内容,其课程质量的好坏直接关系学生的专业素质和创新能力的培养。作者所在学院(浙江海洋学院海洋科学与技术学院)于2007年新增了生物技术专业,同时开设了基因工程课程。为了不断提高该课程的教学水平,笔者结合这几年的教学经验以及兄弟院校相关课程的授课经验,努力充实教学内容,不断更新教学手段,对基因工程课程的教学体系进行了探索式改革。

一、教学内容

1.不断更新教学内容,突出实用性。基因工程理论作为一种专业性很强的课程,需在学生有一定生物学知识的基础上教学。在浙江海洋学院本课程于大三下学期开课,在此之前学生已修完细胞生物学、分子生物学、遗传学等生物学基础课程,具备了较完整的理论知识体系,在此基础上开展教学,有利于学生对知识的理解和掌握。基因工程作为一种技术性很强的课程,与上述生物学基础课程关系密切,同时与酶工程、蛋白质工程、细胞工程等学科紧密联系,存在一定的内容重复。在教学过程中,对于此类重复,或一笔带过,点到为主,或采用实例对重要知识加以巩固,尽量避免重复,突出课程特色。教材是提高教学质量的重要环节,浙江海洋学院第一次即2010年选用的《基因工程》教材由高等教育出版社出版,孙明教授主编。该教材内容全面翔实、章节清晰,对基因工程的原理、策略和技术方法均有系统介绍,具有很强的理论性和前瞻性。但是其内容较多,很多内容对于二本院校本科生来讲过于深奥、难以理解,学生也反映该教材较难,建议选其他较易理解的教材。结合该院校是二本院校的实际,笔者从2011年开始使用袁鹜洲主编,化学工业出版社出版的《基因工程》,属普通高等教育规划教材。本教材为国家精品课程教材,主要介绍了基因工程的基本概念、基本原理、常用基因工程操作技术以及基因工程与功能基因组学相结合的技术应用进展。主要内容包括三大块。一是基因工程的基本原理与基本技术,包括工具酶和克隆载体。表达载体及常用的基因表达系统,目的基因获取、制备、扩增、导入与鉴定的各种方法。二是基因工程在功能基因组学研究中的应用,包括基因表达谱的研究技术,全基因组化学诱变、转座子饱和诱变的技术,基因敲除与基因敲减的技术,GAL4/UAS过表达系统,酵母双杂交及免疫共沉淀等蛋白质相互作用研究的技术等。三是基因工程在工农业生产中的应用,包括转基因植物、转基因动物的制备与应用,基因治疗的原理与策略以及基因工程药物的研制与现状等。该教材内容清晰易懂,实例举证充分,且涉及基因工程在实际生产中的应用,在一定程度上可以提高学生的学习兴趣。使用该教材3年来,目前感觉学生反映较好,适合该校学生使用。

2.引领学生了解前沿动态。基因工程作为一门前沿学科,发展速度快,内容日新月异。我们常用教材多侧重原理、基础等理论知识,且更新速度始终落后于基因工程技术本身的发展速度。现代学生思维活跃,求知欲强。为了充分满足学生的求知欲和好奇心,在基因工程教学过程中,尽可能地添加一些新成果、新理论和新技术[3],如:生物能源,基因工程疫苗的开发,基因治疗等,并结合自己在国外实验室所学向同学们展示最新技术与相关研究进展。基因工程的新技术多发表于Science、Nature、Cell等顶尖杂志,在教学过程中,对于发表的经典新成果,尝试让学生自己阅读、分段翻译、小组讨论,增加对新知识的了解[3]。一些重要的生命科学论坛,如:生物谷、丁香园、小木虫等是生命科学领域研究人员交流学习的地方,而知识的碰撞最容易产生科学的火花。因此,鼓励学生浏览这些论坛,并参与讨论,增强学习兴趣。另外,也鼓励他们加入相关的QQ群,比如转基因群、生物信息群,增加同业交流,为自己拓宽理论知识和解决实际技术问题,同时也为今后从事的相关工作打下坚实基础。

二、教学手段和教学方法多元化

不像动物学、植物学可以直观地看到实物,基因工程内容抽象,多涉及细胞、分子等微观内容,且高新技术多,操作流程长,如果仅仅采用文字和语言表述,难以讲授明白,学生学起来也比较晦涩难懂[4]。因此,需要运用多种教学方法,使概念、原理讲得通俗易懂,学生理解起来就更容易。

1.多媒体教学的应用。目前,大部分高校已广泛采用多媒体教学。在基因工程多媒体教学过程中,改变原来单纯的文字、图片等内容,不断尝试加入一些声音、录像、动画等信息,使课堂图文并茂、有声有色、栩栩如生,便于学生理解并强化记忆。如在讲解“PCR反应”一节中,自己录取了PCR的准备、操作以及电泳检测等全套过程,老师讲得省心,同学们听得舒心,极大提高了基因工程课程的教学效果。

2.小组讨论式教学。有价值的讨论是促进学生开动脑筋、举一反三、加深认识的有效手段。在遇到抽象内容时,讲解完毕后,鼓励学生分组讨论,并选出一名组长上讲台以PPT的形式汇报本小组的学习心得,组长实行轮换制。下面的同学给汇报的小组分别从以下几方面打分:汇报PPT的表现,制作PPT的质量,所讲内容的条理性、创新性以及讲解能力。通过此手段,极大调动了学生的学习积极性。例如,可引导学生讨论以下专题:①转基因动物;②中国的转基因水稻;③基因工程产品的安全性;④基因治疗。

三、改革实验教学、科研项目与课程教学相结合

本校基因工程实验是在大三结束后的暑假短学期开展的,共16学时,这时学生已上完基因工程理论课,具备了实验操作的相关理论知识。实验内容至关重要,是理论知识的综合运用。那么如何选择实验内容呢?这一点比较关键。授课教师多具有博士学位,承担着较高水平的科学研究工作。在基因工程教学过程中,尝试将实验内容和教师的科研项目相结合,让学生自主参与到科研项目的研究中。学生可根据教师的科研项目自主确定实验课程内容,从实验内容的选择,到实验方案的设计、试剂的购置、实验步骤的进行等都由学生自主完成,老师在此过程中起指导作用。笔者将课题“曼氏无针乌贼微卫星富集文库的构建”分解成几个小实验,包括PCR扩增、琼脂糖凝胶电泳、限制性内切酶酶切反应、载体连接、感受态细胞的制备及转化、蓝白斑筛选与鉴定、测序、序列分析和引物设计等,指导学生进行整个流程实验,使其知识更具有系统性、完整性。此外,还可鼓励学生申报省级或校级的大学生创新项目,由笔者指导的“转基因绿色荧光观赏鱼开发技术探索”以及“青鱼β-actin基因的启动子功能初步检验”分别获得省级可喜奖项,这个实验培养了学生的创新能力及今后独立从事科研的能力。

四、试探采用双语教学

现代高素质专业人才不仅要具备高水平的专业知识,还应具备高水平的专业外语阅读与写作能力。为适应学科发展趋势,并扩充学生的英语专业词汇,培养英语思维模式,在基因工程教学过程汇总尝试进行双语教学[5]。在教学上,以中文课件为主,主要的专业词汇用英文标注,时而用英文讲解,尽量创造双语教学环境。并且鼓励学生借阅相关的英文教材,例如,在国际上使用广泛,权威性和时代感强的英文教材《Principles of gene manipulation and genomics》(7th ed)作为教学参考书。

简而言之,经过几年的努力工作,浙江海洋学院在基因工程课程的教学内容方面进行了优化,改进了教学方法与手段,培养了实验设计能力和创新意识,拓展了他们的知识面,取得了不错的效果。然而,课程教学改革是一项系统工程,目前还处于探索和实践阶段,必须坚持不断地探索、实践、总结,最好建立一支教学团队,希望把基因工程课程教学改革工作开展得更有效果,为国家输送更多高素质的专业人才。

参考文献:

[1]孙明.基因工程[M].北京:高等教育出版社,2006:1-6.

[2]李立家,肖庚富.基因工程[M].北京:科学出版社,2004:1-8.

[3]张传博,李莉,耿红卫.基因工程课程教学改进与实践[J].安徽农业科学,2013,(04).

篇4

关键词:《动物学》;教学改革;创新创业

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)04-0147-02

《动物学》是生物科学本科专业的专业基础课。笔者为非生物类专业本科生开设了《经济动物开发与利用》公共选修课,每年有600余学生选修,反应较好,有些学生产生了创业思想,个别学生甚至走上了创业之路。如何将创新创业相关的信息与技能融入《动物学》课程,培养学生的学习兴趣,提高教学质量,给《动物学》的教学改革提出了新要求。本文从突出介绍模式动物培养学生创新性思维能力、面向生产实践培养学生创业意识、改革课程教学方法保障教学质量等方面进行了总结。

一、强化模式动物的介绍,补充新成果,反映新动态,培养学生创新性思维能力

面对飞速发展的动物学科,要不断吸收学科新成果,更新、充实教学内容,使学生了解《动物学》基础知识与生命科学各分支学科、前沿学科的关系。通过介绍四膜虫、草履虫和涡虫等在科学研究中的地位与作用,开阔学生视野,培养学生的科研兴趣。

以四膜虫为研究材料,在上世纪70年现了端粒,80年现了核酶与端粒酶。切赫、阿尔特曼、布莱克和格雷德本等也因此获得了诺贝尔奖。90年代组蛋白乙酰化翻译后修饰功能的发现成为研究热点,“大核DNA重整中RNAi机制的存在”被评为2002年美国Science杂志十大科学发现之一,同时简介核酶、端粒酶和RNAi等的生物学功能及其在分子生物学研究中的应用。

草履虫基因组的破译以及基因组分阶段复制的不同过程,对于进一步了解生物进化的机制具有重要意义。草履虫高度有序的细胞结构为细胞信号的研究提供了条件。草履虫单细胞的特性使它对药物的反应更为敏锐,是研究有毒物质的一种非常理想的材料。Sascha Krenek等人提出可以利用草履虫的热性能曲线间接反映气候变暖对生物的影响。

涡虫的神经系统结构和神经递质种类与哺乳类十分接近。涡虫对依赖性药物具有明显的戒断反应和剂量依赖性,成为药物成瘾机制在体实验模型,为开发新的抗依赖性药物提供了无限契机。Reddien等采用RNA干涉技术对涡虫中1065个基因进行筛查,发现很多基因与中枢神经系统再生有关。涡虫的另一个非常典型的特征是退行生长。退行生长现象引起诸多思考:涡虫如何计算自己的细胞数量?如何维持体形?各种器官如何保持功能?这些问题吸引着一代又一代科学家的研究兴趣。

水螅已成为躯干成形、干细胞生物学和再生研究的重要模型。华丽新小杆线虫是第一个完成全部基因组测序的多细胞生物。Andrew Z. Fire和Craig C. Mello在华丽新小杆线虫上发现了RNA干扰机制。这一发现对于机体防御病毒及寻找疾病的治疗方法极为重要,同时RNAi也成为分子生物学研究的一种重要工具。枪乌贼的星形神经元具有巨大轴突,Hodgkin and Huxley将微电极插入枪乌贼的大神经,直接测出了神经纤维膜内外的电位差,从而提出了“钠假说”。Eric Kandel及其同事选用加利福尼亚海兔为实验对象,揭示程序性记忆的储存位点及形成机制。果蝇在20世纪生命科学发展中扮演了十分重要的角色。遗传学的研究、发育的基因调控研究,各类神经疾病的研究,衰老与长寿,学习记忆与某些认知行为的研究,等等都有果蝇的“身影”。随着突变体诱变、吗啉环修饰的寡核苷酸、mRNA过量表达、转基因斑马鱼、基因敲除等相关遗传操作手段的日臻完善,斑马鱼作为脊椎动物模式在全世界范围内得到了广泛应用。非洲爪蟾是最早克隆的动物,开创了动物克隆的新时代。

二、更新实验教学内容,注重学生技能训练和创新能力培养

将部分传统动物实验改造为设计性训练项目。如有关草履虫的实验内容,除了要求学生用显微镜观察其结构并作图外,还安排学生分组完成草履虫的采集、分离纯化和培养任务。结合四膜虫和草履虫在科学研究中应用的介绍,引导基础较好、对科研感兴趣的学生查阅资料,自行设计利用草履虫作为试验对象开展科学研究的题目和实施方案。通过PPT讲解,筛选出有一定科学意义且可行的项目,鼓励相关学生以此作为参赛题目参与学校各类本科生的培养计划,或作为毕业论文题目展开相关实验。

三、贴近生活,面向实践,注重学生创业能力的培养

在介绍各类群分类概况时,结合动物资源价值和开发利用现状,从食用、药用、观赏等方面进行概述,同时介绍我国特有、珍稀动物资源现状,以及某些对人类危害较大的动物类群,让学生大致了解各类群动物的资源价值、开发利用现状与前景,拓展学生知识面和所学知识的应用范围。对生活中常见、价值较大、开发利用比较成熟的典型种类,则予以重点介绍。如养殖蚯蚓在处理城市生活垃圾和大中型养殖场粪便上的意义,蚯蚓的饲用和药用价值以及蚯蚓粪的肥效,等等;蚂蟥的药用价值与人工养殖技术要点;河蚌育珠的主要过程和珍珠的价值;冬虫夏草的产生过程、人工培育的难点和蛹虫草的开发利用;黄粉虫、蝗虫等的价值和开发利用前景;美洲大蠊、螳螂和斑蝥等昆虫独特的药用价值;主要养殖鱼类、蛙类、龟鳖类、蛇类、禽类和兽类的养殖与利用现状。实验训练项目也能与生活实践紧密结合。不少实验都可选择养殖对象作为实验动物,如蚯蚓、河蚌、福寿螺、圆田螺、蝗虫、中华绒螯蟹、罗氏沼虾、鲤鱼、泥鳅、美国青蛙、中华鳖、家鸡、家兔和小白鼠等。

四、改革教学和考核评价方法,保障教学质量

随着信息技术的突飞猛进,现代大学生获得知识和信息的途径日益多样化,加之“手机”的诱惑,不少学生已成为低头一族。“满堂灌”的“填鸭式”教学法已经不能适应当代大学生。抓住学生思维,调动学生的学习积极性,是提高教学质量的关键。

1.建立《动物学》课程网络资源教学平台,既提高了学生的学习兴趣,又扩展学生的知识面。同时,设置网络交流平台,师生互动,及时交流信息,提高学生学习的主动性,也便于教师了解学生的学习情况,及时调整教学方案。形态、结构和分类是《动物学》课程的主要内容。靠传统课堂授课方式很难形象讲述,学生感到枯燥乏味。任课教师集体研讨,完善《动物学》CAI课件,对理论课程教学内容进行精简,补充新动态、新成果和经济动物开发利用方面的知识。

2.分段式教学,加强师生互动。第一次上课时将教学日历交代给学生(网络平台上也进行公示),让学生清楚整个课程的教学内容、时间安排和进度情况。将每次课堂教学分成四个阶段:第一阶段,学生通过网络平台自学相关章节;第二阶段,任课教师对主体内容进行概述,呈现知识体系,交代重点,解析难点,同时要根据教学经验对学生自学容易出现的疑难问题进行针对性讲解;第三阶段,学生提问,其他同学或教师解答;第四阶段,教师提问,学生集体或个人作答。从机考平台试题库中将各章节考核要点整理出来,编制成判断题、填空题、选择题和填图题等题型,在投影上展示出来,逐一提问,并对学生个人的答题情况做好平时成绩记载。

3.改革课程考核方法,建立新的考核机制。强化课程习题、实验操作、实验报告、读书报告、课程讨论等教学课程训练项目,将这些监测情况汇总,作为学生平时成绩的依据。建立《动物学》试题库和机考平台。在考试内容上注重考查学生运用知识的能力和探索精神,摈弃以死记硬背为特征的考试导向。

总之,在《动物学》教学中,应从改革教学内容和教学方法入手,注重与生命科学发展前沿相结合,注重与日常生活实践相联系,提高学生的学习兴趣,培养学生的学习能力、实践能力和创新创业能力,以适应社会对高素质人才的需求。

参考文献:

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[3]徐纯柱,李微,郭自荣,谢桂林.基于创新能力培养的动物学实验模式研究[J].边疆经济与文化,2011,(1):157-158.

Talking about the Cultivation of Innovative and Entrepreneurial Ability in the Teaching of "Zoology"

WEN An-xiang,WU Jia-yun,XU Hua-ming,WANG Qin,ZHU Guang-xiang,XIE Meng,JIANG Yan-zhi

(College of Life Sciences,Sichuan Agricultural University,Ya'an,Sichuan 625014,China)

篇5

【关键词】  流感; 人群监测; 基因; 变异(遗传学)

epidemiological value of molecular variation analysis on seasonal influenza surveillance zhang shunxiang1, gu liniu1,2, cheng xiaowen1, he jianfan1, hu dongsheng2, lv xing1, wu chunli1, lu jianhua1, fang shisong1. 1.shenzhen center for disease control and prevention, shenzhen 518020, china; 2.school of public health, university of zhengzhou, zhengzhou 450001, china

【abstract】 objective to determine the epidemiological value of molecular variation analysis for the predominant strains with the seasonal influenza surveillance. methods percentages of visits for influenzalike illness (%ili) had been analyzed as an indicator of influenza virus activity in the community. nasopharyngeal swabs from the patients with ili were propagated and isolated for viruses. the ha1 region of the predominant viruses were tested by rtpcr and sequenced subsequently. the analyses of pairwise amino acid variations, genetic clustering, and phylogenetics were performed. results total of %ili was 6.67% and there was a summer peak from may to july. total of 50 sporadic outbreaks of influenza were investigated and the peak of the outbreaks preceded the peak of %ili by approximately two weeks. the annually isolating rates of influenza virus was totally 11.63% and fell below the peak of %ili about 4 weeks. the predominant strains included subtype h3n2 (59.5%) and type b (37.0%). phylogenetic clustering analysis of influenza h3n2 virus revealed that there were 2 branches, including the viruses isolated from january to april, and other months of 2007, respectively. the vaccine straines recommended by who and representative strains recommended by ccdc were clustered in branche 1. although some amino acid changes at antigenic sites were found in subtype h3n2 and type b viruses, none of new circulating strains for genetic reassortment or antigenic profiles had been determined. conclusions this has confirmed the epidemiologic significance and value of the molecular variation analysis in seasonal influenza surveillance as an essential public health component for monitoring the incidence and distribution of influenza and predominant strains.

【key words】 influenza; population surveillance; genes; variation (genetics)

当今全球最为关注并投入大量研究的传染病之一当属流感。世界卫生组织(world health organization,who)每年定期流感流行动态和防治标准,推荐疫苗株,推动科学研究和学术交流[1]。疾病预防控制一线的流行病学工作者积极开展流感季节性监测,通常包括流感样病例(influenzalike illness,ili)统计分析和流感病毒的分离鉴定;在国外也将流感相关死亡率和儿童因流感住院情况的报告等纳入监测内容。近几年来,欧美等国家和地区在传统医院和诊所ili报告的同时,探索电话调查[2]、基于互联网[3]、地理信息系统[4]的ili数据收集分析。更为重要的是,他们在季节性监测基础上,开展了流感病毒基因序列测定和分子变异分析,不仅丰富了季节性监测的内容,更显示了流感监测对预防控制工作、尤其是流感暴发和流行应急应对的意义。

2007年,笔者在深圳市流感监测系统(shenzhen influenza surveillance system,siss)季节性常规运转的同时,开展了人群中循环的流感病毒优势毒株的基因序列测定和分析,并对其流行病学意义进行了分析。

1 材料与方法

1.1 流感监测系统运行 按照国家和广东省疾病预防控制中心的要求,建立国家和省级监测点,同时,根据深圳地域和人口等因素,确定市级监测点,各级监测点共同组成siss,按照国家监测方案统一运行。深圳市疾病预防控制中心(szcdc)为网络技术设计单位,对各级监测点人员进行技术培训、质量督导和考核,并定期小结和反馈结果,确保网络良好运行和报告质量。

1.2 ili数据收集和统计 ili参考who定义,规定为发热≥38 ℃,伴咳嗽或咽痛症状,并缺乏其他病原学诊断依据者。由siss中9所监测医院的内科门诊、儿科门诊、急诊科和发热门诊逐日登记, 同时统计上述诊室的就诊病例总数,计算ili占就诊病例数的百分比(percentage of patient visits for ili,%ili),每周由医院报告szcdc进行汇总,按周%ili作为流感流行的分析指标。

1.3 ili暴发疫情报告 siss将暴发疫情定义为:某人群相对集中的单位如学校、幼托机构、敬老院、工厂或公司、工地等,1周内出现5例及以上ili,由各区疾病预防控制中心接报后调查处理,szcdc按周完成汇总和分析。

1.4 流感病毒分离鉴定和分析 每所流感监测医院从接诊的ili中选取未接受抗病毒治疗的症状期病例采集咽拭子标本,每周10份冷藏运送到szcdc完成病毒分离:按常规方法同时接种狗肾传代细胞和9~11日龄鸡胚,进行流感病毒培养;连续传两代,经血凝实验结果为阳性的标本,采用国家流感中心推荐的标准血清进行血凝抑制实验,完成病毒型别和亚型的鉴定。并将阳性毒株分装后-70 ℃保存,以供日后基因序列测定和分析。计算各年度流感病毒的分离率和逐年各亚型流感病毒的构成比作为分析指标。

1.5 流感病毒血凝素重链区(ha1)基因片段序列测定和分析

1.5.1 病毒粒rna提取 取流感病毒阳性培养液200 μl,采用roche公司商品化试剂盒提取rna,具体操作按说明书进行。

1.5.2 ha1片段的扩增 将提取的流感病毒rna逆转录合成cdna,后用pcr扩增。取6 μl流感病毒rna作为模板,进行反转录。实验所用引物、逆转录酶、rna酶抑制剂、taqdna聚合酶均购自宝生物(大连)有限公司。

1.5.3 序列测定 pcr产物经1%琼脂糖凝胶电泳鉴定后,送宝生物(大连)有限公司进行产物纯化并测序。

1.5.4 核苷酸序列比对和种系发生树分析 与who推荐的年度疫苗株及我国2007年推荐代表株作为参比毒株,同时将测序得到的本地流感病毒株,用simmonic和dnastar软件完成核苷酸同源性和基因进化树分析。其中疫苗株的ha1序列来自flu网,我国代表株ha1序列由国家流感中心提供。

2 结果

2.1 siss的组成 2007年siss由7所疾病预防控制中心(市1所,区6所)、9所医院、3所学校、6个社区健康服务中心和4所禽类饲养和销售市场组成,共有29个单位,覆盖了6个行政区。

2.2 ili按年龄分布 2007年siss共报告ili为151 890例,占就诊病例总数(2 278 884)的比例为6.67%;在所有ili中,0~4岁占47.44%、5~14岁占25.33%、15~24岁占8.40%、25~59岁占17.41%、60岁以上占1.23%,即ili主要集中在0~14岁组儿童和青少年。图1显示了深圳市全部监测点%ili按周分布,虽然各周%ili有所波动,但曲线的总体走势呈单峰型,%ili从第23~24周开始上升,至第27周达到高峰,随后逐步下降,第30~31周回落到一般水平;即 6~7月份为深圳市流感流行期,形成较明显的夏季流行高峰。

2.3 ili按周分布 深圳市2所市级医院中,其中1所综合性医院全年%ili为4.46%(24 428/547 617),而另1所儿童医院的%ili为10.30%(19 774/192 053),提示低年龄ili较多。图11显示了2所市级医院%ili分布与总体趋势(图14)基本一致。深圳市6个区监测点数据分析提示,市区%ili季节性高峰比市区外明显,平均%ili高于2所市级医院,由图12可见,%ili高峰值也明显超过2所市级医院。图13显示6所社区健康服务中心(简称社康中心)%ili走势与图14一致,但%ili上升和回落更趋缓慢。3所学校%ili高峰明显,与医院监测点报告的%ili相比,峰值高且时间提前到第25~26周。

2.4 ili暴发疫情特点 共报告ili暴发疫情50起,主要分布在15~27周,以24~25周为高峰期,也呈夏季高峰; 但与%ili按周分布(图11)比较,高峰期在24~25周,可能与中小学校ili暴发疫情(共44起,占88.0%)较多有关。见图2。

2.5 各型流感病毒分离结果 2007年流感病毒的分离率分别为11.63%(289/2 484),在分离到的毒株中,h3n2亚型172株,占59.5%,b型毒株107株,占37.0%;而h1n1亚型10株,占3.5%。分离率6~7月最高,1月、8~12月份低于平均水平(表1)。另外,50起暴发疫情中35起(70.0%)检测结果呈阳性,其中a型流感29起,b型6起。

2.6 流感病毒ha1基因进化分析 图3显示,2007年深圳占优势的h3n2亚型流感病毒分离株的演化发展可概括为2个分支,从sz/19/07到sz/101/07共计19株为一个分支,它们绝大多数为2007年1~4月分离,与who连续3个年度即2006/2008和2008/2009的疫苗推荐株以及我国当年的代表株聚集一起,遗传距离接近。而2007年5月以后(主要是5~7月)分离的52株病毒聚集在另一分支,与疫苗株及我国代表株遗传距离较远。

系、26株b(victoria)系毒株ha1区进行测序,选取不同时间、不同地点分离的株b(yamagata)系19株、b(victoria)系7株,构建ha1区基因进化树,与2006年深圳毒株、who疫苗株及我国代表株进行对比(图4)。由图4可见,2007年毒株聚集成2个分支,从sz/3/07到sz/230/07为一个分支,属于b(victoria)系;2006年深圳分离到的大多数毒株,以及2006~2007年疫苗株b/malaysia/2506/2004、国家代表株b/sz/155/2005在一个分支上。而2007年深圳分离的绝大多数毒株即从sz/72/07到sz/320/07共19株构成另一个分支,属b(yamagata)系;与疫苗株b/shanghai/361/2002和b/florida/4/2006距离较远,和国家代表株b/fjxl/54/2006同属一个分支。各分支内部没有发现明显的时间进化差异。

2.7 ha1核苷酸同源性 h3n2亚型流感病毒2007年1~4月分离株与a/jxdh/312/2006的同源性最高,为99.4%~100%;2007年5~12月分离株与2008/2009年度疫苗株(a/brisbane/10/2007)的同源性较高,为98.7%~99.2%。b型流感2007年分离株与b(yamagata)系who疫苗株的同源性为97.1%~97.9%,与国家代表株的同源性为99.0%~99.6%。而在b(victoria)系中,与参照株同源性比较发现,2006年分离株的同源性均高于2007年毒株。

2.8 ha1区氨基酸变异分析 所有h3n2亚型和b型流感毒株ha1基因长度和编码氨基酸均未见缺失或插入,受体结合和二硫键位点氨基酸也显保守。与who推荐的2006/2008年度疫苗株(a/wisconsin/67/2005)对比,2007年h3n2亚型毒株几乎均发生i223v氨基酸替换,其中1~4月分离的毒株发生r142g、n144d氨基酸替换,5月份以后分离的毒株发生g50e、k140i氨基酸替换;2007年分离到的个别毒株还发生了d53n、k158r、r261q和s45n氨基酸置换。上述氨基酸替换的影响是,d122n和s45n氨基酸变异增加一个糖基化位点,而n144d置换导致一个糖基化位点丢失;另外,140、142、144、195位点分别位于抗原决定簇a和b区。虽然按照已知的原则,尚不能判定为新毒株,但 a/sz/9/2007和a/sz122/2007两个分离株值得关注。

b型流感病毒2007年分离株中,b(victoria)系5个糖基化位点均保守;但在b(yamagata)系中,所有分离株发生r48k,大多数发生p108a、l131p、t199i和d197n置换,并由于d197n而增加一个糖基化位点;b/sz320/2007毒株值得重视。

3 讨论

季节性流感监测中不断引入现代流行病学和分子生物学等实验检测技术,是提高常规监测质量的有效手段。siss近3年得到进一步的加强,监测点布局试图满足人口分布和区域相关机构配置需要,技术操作按照我国流感监测方案统一运作,人员技术培训和质量督导等措施确保了监测数据的可靠性和实验室检测的稳定性,先前的研究业已表明这一点[5]。尽管who提出并统一了ili的定义,推动该指标的应用,但在流感监测中,人们更重视病毒的分离培养,ili的报告和分析容易被忽略。以质量控制为前提,以近3年ili数据为基础,2007年笔者开展了人群流感预防控制预警[6],结合本研究结果,市、区医院和社康中心、学校等ili的走势一致,表明siss积累的数据稳定可信,为进一步探讨与病毒分子变异的关系奠定了基础。

虽然ili不仅由流感病毒引起,也包括其他病原体,但ili可以作为人群流感流行的指标。本研究发现,虽然深圳市2007年全年都有ili活动,但最活跃季节在5~7月;流感病毒分离率最高的月份也在6~7月,表明流感在深圳呈现夏季高峰,符合亚热带地区流感发生和流行特点。由ili的年龄分布和ili暴发特征看,流感急性发病主要累及的人群为儿童和少年,而且在该人群中,流感发生较早。ili比例和趋势在各级医院和社康中心没有太明显的差异,提示现阶段市级医院监测点的设置是必要的。但学校中ili的统计分析可由ili暴发疫情报告代替,因为暴发疫情比散发ili提早2周出现,作为监测指标更敏感。2007年在深圳人群中循环的优势株为h3n2亚型流感病毒(占59.5%),b型次之占37.0%;而h1n2亚型流感病毒仅占3.5%。2007年2~7月h3n2亚型十分活跃,尤其是4~7月分离率较高;而b型流感病毒中,以yamagata系比较活跃,主要在6~10月份。本研究发现,深圳地区2007年流感病毒分离率为11.63%,以6~7月分离率最高,比ili的高峰期推迟1个月;2007年流感控制的实践证明,ili比病毒分离结果更具有早期预警意义。香港的研究[7]也得到同样的结果,他们发现,流感样病例就诊率与摇摆不定的实验室监测相比,至少可以提前2周发现流感的流行,因此,在香港地区可以作为预测流感流行的指标。

本研究根据流感病毒分离结果所表现的深圳人群中病毒循环映像,进一步被病毒分子变异分析所明确。h3n2亚型流感病毒ha1基因进化分析发现,2007年已分成两支,who当年疫苗株和我国代表株仅与1~4月毒株接近,而与5月之后分离株产生了遗传距离,提示深圳可能是h3n2亚型流感病毒变异较快的地区或城市之一。h3n2亚型流感病毒ha1基因的氨基酸置换分析,虽然还不能确定新的变异株出现,但提示a/sz/9/2007和a/sz122/2007两个分离株值得高度关注。b型流感病毒ha1基因进化分析发现,2007年以yamagata系最活跃,值得重视的毒株为b/sz320/2007。由此可见,病毒分子变异分析,可以进一步查明人群中所发生的优势毒株的特性。流行病学工作者已经也注意到国外的新近研究,特别注意大样本、跨地区、不同年度连续地病毒分子分析结果[8~10],并且综合地展开分析[11]。我国台湾[12]和香港[7,13]地区业已见诸报道,更由于分子生物学技术的普及,在季节性流感监测中,开展流感分子变异分析的可行性良好。期望国内更多同行跟踪进展,进一步提高季节性流感监测的应用水平。

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篇6

【关键词】前哨淋巴结微转移术;检测;临床

doi:10.3969/j.issn.1004-7484(x).2013.07.716文章编号:1004-7484(2013)-07-4094-02

结直肠癌是对人体健康危害巨大的恶性肿瘤,其发病率逐年增加,在恶性肿瘤里面位于前列。前哨淋巴结活检(SLNB)在结直肠癌中能较准确地预测腋窝淋巴结或病理条件下的组织,前哨淋巴结(SLN)阴性的腋窝淋巴结清扫(ALND),提高手术效果和患者的生活质量。可以如何快速检测SLN和微转移的患者,提高微转移的SLN诊断的准确性,减少两个操作率,许多学者对此进行了整理,研讨,下面汇总这方面的研究。

1前哨淋巴结活检及微转移

1.1前哨淋巴结活检定位前哨淋巴结是在淋巴结引流淋巴结原发肿瘤,淋巴肿瘤导致淋巴结转移发生的第一批只有淋巴结。前哨淋巴结的淋巴管扩散屏障阻止癌细胞,其临床意义一直受到人们的重视。因此,找到前哨淋巴结将成为一个重要组成部分的运作。大体来看,共有三种前哨淋巴结定位方法:一是生物染料针对淋巴结着色的使用的方法;二是使用放射性胶体注射,检测和γ计数器的使用;结合生物识别放射性胶体染料的结合使用。其中,第三种方法的准确度和灵敏度最高的。巴恩韦尔和42例阿尔贝蒂尼的肿瘤在99mTc标记的胶体硫和异硫蓝相同的注射,前哨淋巴结检测准确率的组合是90%。通过大量的研究证明,共同使用生物染料和放射性胶体一般都可以确定前哨淋巴结的具置。

1.2前哨淋巴结活检特征不是所有的结直肠癌患者可以进行前哨淋巴结活检。前哨淋巴结活检适用于腋窝淋巴结阴性或不愿腋窝淋巴结清扫在结直肠癌患者的临床检查,尤其是在患者的乳腺癌保乳手术的实施。前哨淋巴结活检禁忌症包括:腋窝淋巴结肿大的临床检查;大肠多原发病灶同侧腋窝;结直肠或放疗;以前的结直肠癌或腋窝有结直肠癌手术史[1]。

1.3淋巴结微转移结直肠癌是指在发展过程中结直肠癌淋巴结转移,在单细胞或小细胞团的形式转移肿瘤细胞,常规病理和淋巴结转移形成的学习方法和成像方法的淋巴结不可检测的,往往没有任何临床表现。异硫氰酸酯和免疫组化染色(IHC)法检测通常需要转移和分子生物学的方式,可是有的情况苏木精-伊红(HE)染色证明。ITC的标定记号pN0或pN1,依照负腋窝淋巴结分型分期;使其判定微转移的明显标志物。

2检测方式与方法

2.1手术中的快速病理检测帮助医生不延迟的手术过程,了解手术的前哨淋巴结,并确定下一步的手术模式。检查快速病理常用的术中冰冻切片(包括FS),切片(连续切片,SS),印片细胞学(IC)和免疫组化。结合FS可以提高前哨淋巴结微转移的检测,降低术后淋巴结阳性和两个手术,并降低总成本。结FS和细胞角蛋白研究前哨淋巴结检验测试,结果说明,该方法能够增强前哨淋巴结微转移的检验测试和中心病区的确定,在挑选手术操作模式方面,可以减少手术疼痛。当前,这些方案在临床上已普遍使用。

2.2连续切片连续切片能够使医师观察了解到多个层次,非常清楚的看到淋巴结当中发生的“微转移”或“巢状分布”,确保诊断的准确无误。共有109个淋巴结直肠癌患者,其中50例在100μm范围区间连续切片和免疫组检测,17例转移的检测,其中10例发现转移,6例异硫氰酸酯,阳性率为34%;同时,研究还表明100,200,300,400,500μm微转移的检出率连续切片不同间距不显着。在前哨淋巴结67例50μm法尔科涅里间隔的连续切片,并比较100,150,200,250和500米的间距,微转移的检验测试,结果说明,间距的不同对于微转移的检出率来看无显著性差别。研究说明,前哨淋巴结微转移检测的最佳方法是100μm,在上行链路连续切片HE染色和免疫组2个方面,同时,可检验出来较小的转移。总体来看,连续切片的检验阳性率能够提高前哨淋巴结微转移的检验测试的准确性,确定临床分期和对患者治疗都是非常主要的。

2.3IHC抗原,观察和研究组织特异性抗原(抗体)的定位和定性的方法。大量的临床资料表明,不同的淋巴结检测使用单克隆抗体,检测率比常规病理检查,增加了14%-17%。细胞角蛋白(CK)是最常用的免疫组化标记,它主要表达于黏膜上皮细胞,细胞和组织特异性,高的分子标记,经常被用来作为一个诊断转移性上皮性肿瘤。李先生在结直肠癌前哨淋巴结62例rihc pan CK技术,加快了前哨淋巴结转移率,敏锐性,特征性(8.6%)。对于准确性和阴性预测值分别为93.48%,100%,96.9%和97.7%。在正常的染色阴性的前哨淋巴结35例细胞角蛋白19(CK-19)患者的免疫组化,如果这些问题是可以解决的,将使临床应用IHC已大大促进了。

3讨论

目前前哨淋巴结微转移的临床意义仍然是有争议的,对医师诊断结直肠癌转移分期,病情复发和治疗预后有巨大影响的是治疗的选择。前哨淋巴结活检无癌转移有95%-98%之间是腋窝淋巴结检测的预测精度,可是有一小部分自己的腋窝前哨淋巴结活检假阴性淋巴结,没有更深一层的处理。所以,要提高前哨淋巴结微转移的检验测试,能够减少大量的假阴性诊断,提高临床分期诊断的准确性,减少决策诊断错误的治疗,使患者得到益处。前哨淋巴结活检技术已经很稳定,依据前哨淋巴结的转移能够确定腋窝淋巴结所处的状态,进一步可以有选择地进行腋窝淋巴结清扫,规避了一些进行常规腋窝淋巴结清扫的病人。

篇7

关键词:废水循环;气候;调查

一、问题的提出

伴随着经济的快速发展,环境污染问题也越来越严重。突出体现在废水、废气和固体废弃物等对河流、空气和土壤的污染,这些污染已经严重影响到人们的生活,也影响到我国经济的可持续发展。因此,尽最大可能降低能源消耗、减少污染物排放是我国经济发展的内在要求,也是建设和谐社会的内在要求。在多数造纸企业还都是以牺牲环境为代价谋求短期内经济增长的今天,我市美利造纸厂的情况又是怎样的呢?

二、访问调查,深入了解

1996年改组建立的宁夏美利纸业集团有限责任公司,在造纸过程中,以草类纤维为原料的碱法制浆会在蒸煮制浆过程中产生黑液,漂洗工艺过程中会产生中段水,造纸过程中会产生白水,可见水污染不可避免。据老美利人回忆,以前对产生的污水是加入大量的二胺和尿素简单净化处理一下,在不达标的情况下,排入黄河中,为此,每年还要支付1000万元的排污费用。另据一些周边的村民回忆:造纸厂附近地区臭味难闻,用污染了的渠水灌溉后的农田,农作物大量死亡和减产,污染的直接后果就是导致环境恶化和巨大的经济损失。由于不能持续治污,给黄河造成了污染,国家环保总局曾通报批评过。在人们环保意识日渐增强的现在,以牺牲环境为代价谋求短期内经济增长的造纸企业,注定是不能持续存在的。那么,出路何在?

科技是第一生产力,美利纸业在投入巨资引进净化污水技艺设备的同时,广招有志之士,从根本上解决污水处理问题。功夫不负有心人,终于在2001年率先提出林纸一体化工程改革思路并付诸实践:

投资6000多万元兴建27.8公里废水北输上山工程和北干渠扬水工程,通过两级泵站把经处理达标的废水与黄河提灌水混合起来,用于浇灌园区林木基地,开创了我国造纸企业水资源综合循环利用,废水不再排入江河、村庄的先例。

另外,还投资1.2亿元兴建了新区污水处理四级氧化塘工程,在上百平方公里的林区开挖兴建了供排水网络工程,实现了将老厂与新区的废水经过科学处理达标,与黄河水混合灌溉林地,经沙漠降解汇集美利湖水地供制浆造纸工业用水,再到废水处理的循环往复,综合利用,这就叫“肥水不流外人田”;同时,经过处理被提取出来的污泥和生化泥中富含氮、磷、钾等有利于林木生长的元素,经发酵后便是很好的林木肥料,这些污泥改造了新开发的速生林基地沙质土壤,在解决固体废弃物污染的同时,也促进林木的生长和沙质土壤的改造,从而避免了二次污染的形成。将工业污染废弃物这个“放错了位置的物料”真正摆在“资源”的位置上,实现“以废养治”,做到资源利用的效益化,实现“资源、产品、再生资源”的良性循环。这也许就是我们所追寻的企业绿色化发展大循环综合利用的真谛吧!

三、查阅资料,了解当地资源情况

通过查阅各种资料,我们了解到了本市的地质、地貌、水资源等概况:中卫市位于宁夏中西部,是一个以农业发展为主体的地区,农业以引黄灌溉为主,总的地势是由西向东、由南向北倾斜,远离海洋、靠近沙漠,是典型的大陆性气候,而且具有沙漠性气候特征。年平均降水量188.4 mm,多集中于七~九月份;年平均蒸发量平原地区为1913.8 mm,沙漠地区为3206.5 mm。昼夜温差大,极有利于作物光合作用和有机质积累;黄河是中卫市最主要的过境河流,过境流程182公里,年平均过境流量763立方米/秒,年平均过境水量241亿立方米,黄河过境水是当地农业灌溉的主要水源和地下水补给的重要源泉。但受地质构造、岩性及地貌的影响,境内部分地区地下水为高含氟、高矿化水及苦咸水,属资源性严重缺水和水质性缺水地区,以山区尤为严重,地表径流十分缺乏。

四、组织讨论,达成共识

1.所设讨论的问题

(1)实行林纸一体化后对当地的生态环境有无改善?如有,体现在哪些方面?

(2)实行林纸一体化有什么现实和长远的意义?

(3)废水浇灌会不会导致二次污染?

(4)水循环有哪些现实意义?

(5)通过调查活动,你对“废物”有了哪些新认识?

(6)你对污水的处理还有何创新之举?

2.汇总

依靠科技的力量,通过林纸一体化循环模式的资源化运作,美利纸业在带来巨大经济效益的同时换回了当地环境条件的极大改变。由此看来,中卫市美利纸业解决的不仅仅是黄河水的污染问题,更为下步加快发展循环经济、力行节能减排提供了新思路和新途径,它对我区经济快速、持续、健康发展,具有重要的典型示范作用。可见,在循环经济理念下,所谓废物,不过是放错了位置的资源。只要加快先进适用技术研发推广和设施改造,整合拉长产业链条为互补式的发展,便可实现区域经济发展和生态环境建设共赢的良好局面。

但有些同学还是担心:工业废水经处理后与黄河水混合浇灌林木虽然看到了短期内的效益,但从长远来说,是否会由于重金属和有毒物质等的富集和下渗,会对居于地势偏低的南边城区地下水源等造成污染呢?

针对这些情况,有些同学就提出:是否可通过生物的多级分解而消除这方面的影响呢?思路如下:

采用多种水生植物组合配置或多级水生植物串联塘,形成一定的净化层次,可选的植物有许多,常见的有凤眼莲、浮萍、风车草、茭白、石菖蒲等;也可与其他工程技术结合,建成复合污水处理工艺;还可将分子生物学和基因工程技术等高端技术应用于治污的高等植物中,研发、推广超富积植物,提高净化能力。使用此方法的好处有:成本低;有利于保护和改善原有环境,有较高的美化环境价值;治理污染时还可以获得经济效益,如水葫芦富含蛋白质、糖类、维生素及矿物质,是营养丰富的优质青饲料,还可当绿肥,生产沼气,作为造纸原料,不但进一步净化了污水,而且提升了附加产值,更为重要的是解决了日趋紧张的造纸原料问题。

篇8

关键词:公共卫生监测;疾病预防;控制;

中图分类号:R15 文献标识码:A 文章编号:1674-3520(2015)-01-00-01

在近几十年的公共卫生监测领域里,国内外的疾病预防控制系统例如:美国的CDC和WHO研究机构,着重于单一疾病和各种传染病的监测分析,运用趋势化的网络监测平台,基于互联网系统进行监测采集、分析和风险评估,以网络实验室与流行传染疾病相结合的监测系统,实现网络资源下的医学信息共享,并进行及时的调整和评价。本文在对公共卫生监测进行概念阐述的前提下,分析不同的公共卫生监测技术,重点对流感和结核疾病的公共卫生监测应用,有效地实现传染疾病预防控制。

一、公共卫生监测及其指标的概念

所谓公共卫生监测,即是指在某一特定群体中,设置有针对性、差异性和敏感性的医学指标,实施连续性的、特定方法之下的采集和分析,用医学指标和数据作为依据,以人群、实验室、医院、高危人群为监测对象,进行全程的、分系统的反馈和监测过程。这些公共卫生监测系统已形成了网络,例如:SARS、疟疾、疯牛病、出生缺陷等。公共卫生监测的指标有三大部分:其一,是生活饮用水的污染;其二,是公共场所、室内环境的污染源,诸如:化学成分的甲醛、有毒有害的放射源污染等;其三是新型、衍生的污染物。例如:在新型科学技术发展下的一些新型合成的建筑装修材料。

二、公共卫生监测技术的疾病预防应用

(一)公共卫生监测中的信息采集技术应用。伴随着经济和科学技术的发展,新型网络技术条件下的公共卫生监测系统从传统向先进转变,我国在多年的研究和实践之中,已经成熟地在医学领域,借用了互联网的搜索引擎的功能,使用Web采集技术、RSS技术等,进行疾病症状的采集和监测,研究发展的成果进一步推进了公共卫生监测领域的先进化,我国在2008年开启了疾病应急处理互联网公共卫生监测系统,包括卫生官方网站、谷歌和各大论坛,通过这些网站,可以实现实时的公共卫生播报和预警,为疾病预防提供交流的平台和渠道,有力地支撑了公共卫生监测体系。

(二)公共卫生监测中的信息分析技术应用。首先,在对传染病的识别和诊断上,主要采取实验室检测技术,其实验室内的具体检测方法,是采用先进的分子生物学、免疫学检测及生物传感器检测技术;其次,在传染性疾病的症状监测中广泛应用筛选分类技术,分为人工、半自动和全自动三种数据分类技术。还有,公共卫生监测中的风险评估,是及早发现和识别突发的公共卫生风险的有效方法,在科学的理论验证过程中,逐渐确定出几种常用的风险评估方法,即:德尔菲法、风险矩阵法和分析流程图法,这几种评估方法各有所长,主要运用了描述性、推理性和预测性的分析方法,对流行疾病的预防控制起到了重要的作用。

(三)公共卫生监测中的评估技术应用。公共卫生监测评估其核心内容是流行疾病的预防及完善,其评估具体步骤具有针对性和可操作性,评估过程中强调利益方的参与,并对评估监测系统进行描述和设计,在系统运行的过程中搜集重要数据,最后进行综合性的陈述和定论。

三、重点探讨公共卫生监测在疾病防治中的控制与应用

(一)流感的公共卫生监测防治控制。据现代医学研究得知,流感病毒存在变化和不确定性,其在基本的状态之下会发生新的变异,公共卫生监测即是要对变化的流感病毒进行标本采集,筛选并鉴定毒株,开展医学环境之下的抗原性分析,培育出预防流感的疫苗,其目的是尽早发现变异的毒株,避免病毒大流行。流感的监测主要是以实验室为基础,开展病原体的监测,尤其可以确定出高危人群,对其进行免疫水平的监测分析,从而,进行及时有效的医学防治干预措施。

(二)结核传染病的公共卫生监测控制。结核传染病的监测是采用常规或特殊的方法,对局部或全部人群进行调查,运用结核病的相关指标进行分析,并在各项指标的不同指征上,进行结核病的防治策略调整,通过概率的推理性监测,实现以少窥多、以局部测整体的最终目标。鉴于结核病传染的特殊性,其公共卫生监测突出已发疫情的监测和未发的防治监测两类:对于已发疫情的监测,运用年感染率和活动性结核病人登记率、死亡率等监测指标,进行重大疫情信息反馈与报告;对于未发疫情的结核病监测,用“涂阳肺结核”发病率、一岁以内婴儿卡介苗接种率为监测指标。重大结核病的公共卫生监测要采用专项调查的方法,指定结核病人的专用登记卡及专用监测报表,医院等部门要设立专职的人员对监测病人进行各种记录,并详加核查,以季度或年度的形式进行汇总上报,并在日常监测过程中为结核病人提供药品、健康教育、培训等方面的防治工作。

(三)公共卫生监测机构要建立健全疾病预防应急机制。首先,要改善医院实验室的环境和条件,以公共卫生疾病监测指标为基准,增添监测分析装置及设备,同时,要配备与现代科技手段相适应的通讯及交通工具;其次,要加强疾病预防控制及医疗救治体系,形成涵盖各级急救中心、急救站点、中毒救治的城乡一体化紧急医疗救治网络;再次,在公共卫生监测的信息机制上要加强建设和构筑,用信息化、网络化的监测信息采集、传输平台,连接各级卫生行政部门、疾病预防控制部门和卫生监督部门,制定重大紧急情况下的公共卫生预案,实现统一、高效、权威的公共卫生指挥体系。

四、结束语

疾病预防控制工作是长期的、整体的社会性整治工作,为了保障人类的身体健康,需要完备而可操作化的公共卫生监测体系,发现和搜集可以危及人类健康、影响人类生活和工作的危险信号,以科学的监测手段,对疾病的信息采集、信息分析和信息评估等内容,进行规律化的认识和把握,对重大传染性疾病的疾病谱和死因谱的构成及指标的变化,及时发现,尽早对发现的疾病苗头进行干预和防治,预防公害疾病的爆发,将危险的因素对人类的健康影响降至最低。

参考文献:

[1]孙卫,孙中海,刘利钊.创新疾病监测预警――利用区域健康档案数据建立疾病监测预警系统[J].中国卫生信息管理杂志.2012(05)

[2]徐夏娟,胡晓云.公共卫生舆情监测与风险研究综述[J].公共卫生与预防医学.2011(05)

[3]胡明霞,赵科福吴思远.12320电话信息分析及其在突发公共卫生事件监测中应用[J].中华疾病控制杂志.2011(10)

篇9

【关键词】淡紫拟青霉;文献计量;专利

Status and Trends of Paecilomyces lilacinus Research and Application in China Based on CNKI and SIPO

LI Tian-hao1 ZHANG Bo2 LIU Xian-jiao1 RUAN Chang-chun1

(1.Engineering Research Center of Natural Enemy Insects, Jilin Agricultural University, Changchun Jilin 130118, China;2.Engineering Research Center of Ministry of Education for Edible and Medicinal Fungi, Jilin Agricultural University, Changchun Jilin 130118, China)

【Abstract】Based on the information from CNKI(http://) and SIPO (http:///index.action), and used danziniqingmei (P. lilacinus) in Chinese as a subject word, articles and patents were searched and analyzed to study the status and trends of Paecilomyces lilacinus research in China.

【Key words】Paecilomyces lilacinus; Bibliometrics analysis; Patent

0 引言

淡紫拟青霉Paecilomyces lilacinus是土壤及多种植物根系的习居菌[1],广泛分布于世界各地,属半知菌亚门、丝孢纲、丝孢目、丛梗孢科、拟青霉属。该属主要特征为分生孢子梗呈瓶状或近球形(瓶梗),在菌丝端或短枝上轮生,分生孢子单孢链状。该属已报道有近50个种,均为昆虫病原菌或线虫病原菌[2]。1979年国际马铃薯中心Jatala发现淡紫拟青霉对植物根结线虫具有寄生作用[3]。此后,许多国家的学者对该菌进行了研究,证明了淡紫拟青霉对多种植物线虫都具有防治效能[2],并且有易培养、寄主广、功效高等优点[4],对人畜安全无毒、不污染环境,有利于生态平衡[5]。1985年云南农业大学的胡以仁在观察真菌和制作封片的实验技术报道中使用了淡紫拟青霉作为菌种材料[6];1989年中国农业科学院植保所陈品三与彭德良使用Jatala提供的菌种开展了防治根结线虫的应用试验并进行了报道[7]。目前我国相关研究的期刊论文已发表数百篇,内容涵盖生物学、分类学、生理、生态、分子生物学、代谢产物研究、生防应用与致病机理研究等方面[2,4-5,8]。随着相关工作的发展,阶段性地对文献资料进行系统梳理有助于该领域人员更好地把握研究概况与发展态势,因此,本研究借助中国知网(CNKI)数据库与国家知识产权局(SIPO)中国专利公布公告系统,以淡紫拟青霉为主题,检索我国研究利用淡紫拟青霉的科技文献与专利成果,对重要指标进行分析和评价,为研发人员深入了解我国该领域工作情况提供参考。

1 数据采集

1.1 文献采集

以中国知网(CNKI)为文献源,在“跨库选择”中分别对“期刊”、“国内会议”、“博士”、“硕士”等12个子数据库(不包括“专利”数据库)进行单独检索,检索方式为“高级检索”,“主题=淡紫拟青霉”[9]。检索结果经人工筛查去除期刊目录、书讯、宣传页等非目标材料;去除因“优先出版”等原因产生的重复记录,而后供分析使用[10]。“基金”与“机构”数据由CNKI分组浏览功能生成,在检索后将该数据拷贝使用[11]。

1.2 专利采集

使用国家知识产权局(SIPO)中国专利公布公告系统进行专利搜索,采用“高级查询”,“文本”栏中“名称=淡紫拟青霉”[12],对SIPO提供的“发明公布”、“发明授权”、“实用新型”和“外观设计”4个类别单独检索,检索结果导入电子表格中供分析使用。

1.3 采集时间

2015年8月31日。

1.4 数据处理

使用WPS Office的WPS表格9.1软件对数据进行汇总、分析及制图。

2 结果与分析

2.1 文献总量及分布情况

表1为在CNKI与SIPO中检索获得的文献及专利的数量分布情况,共计检出566篇(件),按照数量递减顺序排列。

CNKI的“跨库选择”功能提供了13个可选子数据库,对除“专利”数据库之外的12个数据库进行了单独检索,有8个数据库获得了文献数据,其中,“期刊”论文数量最多,为353篇;其次为“国内会议”论文数量,为52篇;“硕士”论文的数量也较多,为39篇。对“学术辑刊”、“标准”、“年鉴”和“商业评论”4个数据库的检索未获得相关文献。

SIPO提供了“发明公布”、“发明授权”、“实用新型”和“外观设计”4个类别可供检索,对其分别检索后,除“外观设计”外的3个类别下获得相关数据,专利类型中发明专利占绝大多数。由专利审理流程可知,“发明公布”的检索结果中也包含了“发明授权”的全部专利,因此在计算文献总量时38件授权发明专利不再重复计入。

表1 检索获知的淡紫拟青霉文献分布情况

2.2 文献的时间分布

图2为文献数量位于前列的期刊论文、专利申请、国内会议论文及硕士论文数量的年度分布情况,有关报道始见于1984年,贵州农学院梁宗琦在有关拟青霉属菌株的研究论文中提及淡紫拟青霉及其应用情况[13]。图2的四类文献中,期刊论文数量在过去二十年间一直保持了较高的增长态势;专利申请量则在“十二五”期间出现了快速增长;硕士论文数量在过去十年间平稳增长;而国内会议论文数量近年来略有下降。

图1 淡紫拟青霉文献发表量的年度变化

2.3 主要期刊与基金

表2为国内发表淡紫拟青霉相关文献的主要期刊,其中《中国生物防治》(现改名为《中国生物防治学报》)发表相关论文17篇,是发表相关文献最多的期刊;而居于前三位的期刊也集中反映了淡紫拟青霉研究与应用的主要方向。

表3是从CNKI提供的“基金”列表中筛选出的主要资助基金,可供参考。其中,国家层面的基金来源占多数,“国家高技术研究发展计划(863计划)”资助发表相关论文42篇,是资助发表相关论文最多的基金来源;在地方基金中,“广东省自然科学基金”资助发表的相关论文数量居于前列。

2.4 主要研究机构与人才培养情况

表4是CNKI“分组浏览”的“机构”列表中发文数量位于前十位的单位,检索时勾选除“专利”外的12个子数据库。表5与表6分别为国内有关淡紫拟青霉研究的博士论文和主要的硕士论文来源单位。福建农林大学在这三项检索中均位居首位;华中农业大学在相关文献总量与硕士论文数量上也都位居前列。

2.5 专利类型及专利权人分布

本次检索获得相关专利及专利申请共计71件,其中70件为发明专利,1件为实用新型专利(表1)。图2是本次检索时相关发明专利的权利状态和审查状态,在70件发明专利中,获得授权的发明专利有38件,占总量的54.3%。授权专利中,31件专利权有效,其中1件发生了许可转让,另有7件已失去专利权,有效专利占授权专利总量的81.6%。尚未获得授权的发明专利中,16件处于审查阶段,其中6件公开,10件处于实审;而另16件申请已无效,其中13件自行撤回,3件被驳回。

表7为授权专利在2件以上的专利权人及其专利申报状态,中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所相关授权专利数量最多,为7件,未见后续申报;华中农业大学持有授权专利2件,另有1件处于实质审查阶段;其余4个专利权人也没有检索到后续申报。

3 结束语

在基于CNKI和SIPO的检索中,我国淡紫拟青霉科技文献主要包括了期刊论文、专利申请、国内会议论文、硕士论文等,这四类文献占据了检索文献总量的91.0%,其中,期刊论文数量在过去的二十年间保持了较快的增长;专利申请以发明专利为主,在“十二五”期间申请量出现了快速增长。

期刊论文刊发数量居于前三位的期刊依次是:《中国生物防治》(现已更名为《中国生物防治学报》)、《植物保护》与《农药市场信息》,总体上反映了该领域研究和应用的主要方向。在研究和人才培养机构以及地方基金来源方面,福建、湖北、广东、云南等南方省区表现突出。该领域的专利申请中发明专利占总申请量的98.6%,实用新型专利与外观设计专利数量不足,知识产权结构略显单一,对产业化发展的支撑作用还有待进一步完善。福建农林大学在期刊数量,博、硕士培养数量中均居于首位,但在专利申请方面仅检索到1件发明专利(已转让);在博士、硕士培养数量居于前列的另外几所大学中,也仅有华中农业大学具有3件专利申请,这一结果说明国内该领域人才培养与技术应用之间存在距离,培养复合型人才、提高成果转化率可以作为该领域今后发展中的一个着力点。

【参考文献】

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[11]林旭东,钱小琴,刘凌云,等.我国激光科研成果文献的统计与分析[J].激光杂志,2015,36(2):1-5.

篇10

关键词 烟草;重茬;连作障碍;植烟障碍;研究进展

中图分类号 S572 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)01-0015-03

The Research Status on Continuous Cropping Obstacles in Tobacco

CHEN Yan-chun 1 LI Zhi-xin 2 HU Jun 1 JI Xiao-ling 3 CHEN De-xin 3 *

(1 Sanmenxia Branch of Henan Tobacco Companies,Sanmenxia Henan 472000; 2 Mianchi Branch of Sanmenxia Tobacco Companies;

3 Institute of Tobacco Research of CAAS)

Abstract Tobacco is a crop that can not be consecutive monoculture,but due to the limited land area for planting tobacco,there is a inevitably phenomenon of consecutive monoculture on tobacco production in most main tobacco region and it seriously affected the tobacco industry. Three reasons of consecutive monoculture problems were analyzed from soil nutrient imbalance,changes of soil microbial flora,self toxic effects of crops and the most planting tobacco problems in continous planting area were analyzed. Soil improvement,biological control,breeding resistant varieties et al were proposed,in order to provide theoretical and practical guidance for the sustainable production of tobacco.

Key words tobacco;consecutive monoculture;consecutive monoculture problem;planting tobacco problem;research status

重茬也叫连作,是指一年或连年在同一块地连续种植同一种或同一科作物的栽培方式。作物的连作障碍也称再植病害(Replant disease)、再植问题(Replant problem)[1-2]或重茬问题[3],是指在正常的管理方式下,同一块地连续多年种植相同作物会造成作物产量降低、生长状况变差、品质变劣、病虫害发生加剧的现象。重茬问题经常出现在太子参等根部入药植物、烟草等茄科作物、豆类等多种农作物栽培中[4-6],是一种常见且很严重的问题。

烟草是忌连作作物,但随着烟草规模化和集约化的发展,受耕地面积和栽培条件的制约,连作成为当前全国大部分主产烟区烟草的主要种植模式[7]。烟草重茬种植后,会出现植株生育状况变差、烟草产量和品质下降、病虫害发生加重的现象[8-9],同时会造成投入增加、效益下滑,严重影响了烟草的生产和区域经济的发展。当前,国内外大量学者从不同角度对不同作物连作障碍产生和作用机理方面进行了大量研究探讨,笔者就烟草连作障碍产生的原因、重茬地主要的植烟障碍及防治措施进行归纳汇总,以期对烟叶可持续生产提供理论和实践指导。

1 烟草连作障碍产生的原因

研究认为连作障碍是由众多因素引起的,并且不同作物产生连作障碍的原因不同。通过对烟草连作障碍的多年研究结果表明,造成烟草连作障碍的原因主要有土壤养分失衡、土壤微生物区系变化、作物根系分泌物的化感自毒作用等几个方面。

1.1 土壤养分失衡

长期连作会导致土壤理化性质改变,土壤养分失衡,土壤环境变劣。作物从土壤中吸收特定的矿质元素,并且对某些种类的元素具有特殊的需求。同一种作物长期连作,会造成土壤中某些元素的亏缺,若不能及时补充所缺营养元素,便会影响下茬作物的正常生长。烟草重茬土壤中多种有效养分的比例失衡,肥料利用率下降,严重影响下茬烟草的生长[10]。王连君等[11]研究表明,烟草连作2年后土壤中全氮、速效钾、有机质含量减少,而全磷和速效磷含量增加。张 翔等[12]研究表明,烤烟连作3年和6年与轮作相比,土壤速效氮、磷、钾含量升高,有机质含量降低。长期烟草连作会使土壤的pH值下降,土壤酸化明显[13]。烟草连作过程中大量施用化肥,导致植烟地土壤含盐量不断增加,土壤盐渍化、酸化板结、土壤蓄水透气性变差[14-15]。还有研究发现,连作烟草由于长期在单一耕层耕作,会造成土壤容重增大、土壤团粒结构减少、坚实度增加等物理性状的变化[16]。

1.2 土壤微生物区系变化

土壤微生物区系变化是连作障碍产生的主要原因之一[17]。同一种作物长期连作,作物与微生物相互选择的结果造成了土壤微生物群体的变化,有益微生物减少而某些病原菌数量增殖,对植物的正常生长造成很大影响。随着连作年限的增加,土壤中有益的细菌和放线菌数量减少,而有害的真菌数量和种类不断增多[18-20],土壤微生物区系由细菌型向真菌型转化。徐文修等[21]研究指出,连作棉田土壤中细菌和放线菌数量减少,而真菌数量增加。连作造成根际微生物类群的变化,打破根际土壤中微生物种群的平衡,这些变化使植物病原菌富集,造成植物根部病害发生,使产量逐年降低。

1.3 作物根系分泌物的化感自毒作用

作物在正常的生命活动过程中,根系不断地向根际土壤分泌有机酸可溶物、黏液物质、 细胞和组织的脱落物以及一些酶类与其他生长物质等根系分泌物。根系分泌物中的一些有机酸、酚类等物质在土壤中积聚,对作物自身或邻近其他植物具有毒害作用。研究表明,黄瓜根系分泌物中的主要化感物质苯丙烯酸、对羟基苯甲酸能明显抑制连作黄瓜的根系生长[22];烤烟根系分泌物能抑制烤烟种子萌发和烤烟幼苗的生长发育[23]。且连作能够加重化感自毒物质在作物根际的积聚,改变了土壤微环境,影响了土壤微生物群落及酶活性。其中根系分泌的自毒物质、对作物有致毒作用的作物残体与病原微生物的降解或代谢产物严重影响植株的代谢生长。总的来说,连作障碍形成及发生加重的原因复杂,导致其发生的因素相互关联、相互影响,是植物、土壤、土壤微生态系统等多种因素综合作用的结果[17]。

2 烟草重茬地的植烟障碍

2.1 连作对烟草生长发育和烟叶化学成分的影响

连作会影响烟草的生长发育和烟叶化学成分。晋 艳等[24-25]研究表明,连作烟草烟株的株高、茎围和田间叶面积系数等性状指标比不连作下降,并且随着连作次数的增加,对烟草植株生长的抑制效应也显著增强。丁海兵[26]研究发现,连作烟草根系变短变粗,须根量减少,暗腐色,生长不良。连作可导致烟叶中钙、锰、镁、烟碱的含量增加[27],且一些有害元素如锰和镉含量会不断富集[28]。

2.2 连作对烟草产量和品质的影响

连作严重影响了烟叶的产量和质量。连作烟株长势差、外观质量不好、烟叶产量和质量下降。晋艳等研究表明,烤烟连作对烟株田间生长产生较大的影响,烟株的产量、产值、均价和中上等烟比例也呈下降趋势[25]。连作烟草的烟叶中烟碱含量逐年增加,而总糖、还原糖和钾含量逐年下降,烟叶质量明显下降,长时间连作对烟叶评吸质量的负效应加剧[24-25,29-30]。

2.3 连作对烟草病虫害的影响

烟草连作改变了土壤微生物的数量和多样性,为病原菌提供了有利的生存和繁殖条件。

经过大量研究表明,连作的植烟地烟草发病率高,与连作土壤和烟株残余物中的病菌越冬存活、增殖和变异有关,如根结线虫病、青枯病、烟草黑胫病等[31-33]。陈继峰等[34]研究表明,河南地区连作4年及其以上的烟田病虫害严重,对烟草产量和质量造成很大影响。

3 烟草连作障碍的防治措施

3.1 土壤改良

改良修复土壤常用措施主要有增施有机肥、秸秆还田、使用土壤结构改良剂、种植绿肥等。合理施用化肥,加大有机肥的施用量,做到有机无机配施,氮、磷、钾及各种微量元素合理搭配,可以改善土壤质地、改良微生物种群结构等。研究表明,合理施用肥料可减轻连作对烟草生长带来的不利影响,改善由连作产生的土壤微生物结构的恶化,是有效治理连作障碍的重要方法[35]。同时可以对土壤进行消毒改良,减少土壤中引起烟草连作病害的病原菌数量。化学灭菌如溴甲烷熏蒸土壤,但化学方法会造成环境的污染及病原菌抗药性增加等问题[36]。还可以采用土壤改良剂和根系调理剂如粉煤灰、硫酸镁、黄腐酸、聚丙烯酰胺等对土壤进行改良。

3.2 合理的轮作和间、套作

轮作是消除连作障碍最有效的方法,采用间、套作的种植模式也是防治连作障碍的有效方式。连作使植烟土壤微生物群落功能失调,而轮作可提高土壤中微生物群落的多样性[35]。刘巧真等[37]研究表明,通过与病原菌非寄主植物的轮作和间套作,能显著降低土壤中病原菌数量,同时利用不同作物养分吸收特性差异及不同作物根系空间分布差异来改善土壤理化性质。轮作烟草的产量和品质较好,同时保持了土壤的理化性质和微生态环境[38]。

3.3 生物防治

生物防治是指利用有益生物(拮抗微生物、生防菌)防治植物病害的各种措施。目前,细菌、菌根真菌、放线菌作为生防菌均有研究,并且取得了很大的发展。张云伟等[39]研究表明,含抗病菌种多粘类芽孢杆菌的生物有机肥处理的烟草显著降低了青枯病的发生及危害程度,并且显著提高了烤烟的上等烟比例。研究表明,已试验筛选出了对烟草灰霉病菌拮抗作用的淀粉芽孢杆菌和荧光假单胞菌[40]、对烟草青枯病有高效拮抗作用的放线菌[41]等多种生物防治剂。

3.4 选用抗性品种

植物连作障碍加重的重要因素是病虫害,抗性优良育种的选育对解决烟草连作障碍具有重要意义。同时利用植物化感物质产生的遗传特性,可以选育不产生化感物质或对化感物质有抗性的烟草新品种来克服烟草的自毒作用[42]。

4 结语

烟草连作现象在我国比较普遍,对烟草生产造成了很大损失,解除烟草连作障碍是实现农业生产上的一大难题。笔者总结论述了烟草连作障碍产生的原因和机理、重茬地主要的植烟障碍及防治措施,以期对烟草可持续生产和烟草连作障碍的防治研究工作提供理论参考。

烟草连作障碍已在土壤的养分状况和病虫害等方面有大量研究,而根系分泌物、土壤微生物等土壤微生态环境等方面也是研究热点。土壤微生态环境的改变对于植物的生长有极大的影响作用。明确土壤理化性状、土壤微生物环境、根系分泌物化感自毒间的作用对防治烟草连作障碍具有重要意义。目前,采取的烟草连作障碍防治措施主要有合理施肥,改良土壤;合理的轮作、间作和套种,利用生物多样性缓解烟草的连作障碍;利用生防菌对烟草病虫害加以预防和控制;选育抗性品种提高作物自身抗性等。

稳定的土壤质量是作物正常生长发育、优质、高产的前提,因此对土壤改良技术进行研究对防治烟草连作障碍具有重要意义。加大对烟田土壤质量保育与地力培育关键技术研究,改善植烟地土壤的理化性质,调节土壤养分比例,改善土壤微生物菌落。植烟地土壤施肥时应控制施肥量、改进施肥方式、优化施肥结构、增加有机肥和功能性微生物肥料的施用。生物防治是改良土壤、防治烟草连作障碍的发展趋势,具有针对性高、效果显著、对环境和非控制生物影响小等特点。烟草功能性微生物制剂、肥料与农药的研究具有广阔的空间,能够减少化肥和化学农药对环境的污染,激活烟草根际微生物,提高土壤和植物自身抵御病害的能力,从而控制病害发生,促进烟草生长,提高烟叶质量,并且土壤微生物菌种和资源丰富。在传统研究的基础上,结合分子生物学等新技术,可以深入研究生物防治在土壤改良和烟草连作障碍中的应用。

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