农业生物技术及其应用范文
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篇1
一、加强农业科技管理,大力发展知识农业
1、适应知识农业发展需要,创新农业科研组织
为提升农业科技水平,策划农业科技发展方向与目标,加强科技计划的管理与考核,“农委会”于1986年成立任务编组的“农业研究发展小组”,于1993年改组,确定该小组的主要任务:(1)农业科技发展政策及法规的拟定;(2)计划的规划、评审及预算编列;(3)计划的推动、管理、成果检讨与绩效的考评;(4)人才培养及国际合作的规划、推动与管理;(5)科技会议的筹划及其结论与建议事项的推动;(6)与相关“部、会”、学术及研究机构有关农业科技的协调与联系。随后又改组为任务编组的“农委会”农业科技研究发展委员会。这一时期台湾农业科技集中在“农委会”农粮处主管,部分科技项目由“农委会”有关业务处室管理。此外,“国科会”生物处主管台湾地区农业科技的基础研究。
为了适应知识农业发展的需要,“农委会”着手研究调整农业试验研究机构,于2000年把拟成立“农业部”作为工作重点来抓,研究设置“农艺研究署”,从事全台湾农业科技研发工作。
为了迎接生物科技新纪元的到来,“中研院”设立农业所,台湾大学成立生物技术中心,中兴大学成立农业生物技术研究所。民间企业于1998年投资12亿元新台币成立了花卉技术公司,投资六亿元新台币成立家畜疫苗公司。近几年还先后把屏东技术学院和嘉义技术学院扩大为屏东科技大学和嘉义科技大学。
各有关农业科技的研究机构的分工是,“中央”研究院主要从事学术及基础方面的研究工作;大专院校则以教学及训练人才为主,研究工作为其业务的一部分;公营事业机构研究所及财团法人或类似组织的研究所从事专业性特定项目的研究工作;而原省属的试验研究机构为从事台湾地区全面性的试验研究工作的主干。有关农业科技研究发展对于基础研究、应用研究、技术发展与商品化及应用,依上、中、下游各层次负责推动。
2、应对国际农业科技发展趋势,加快高新技术创新步伐
1992年“农委会”农业研究发展小组依据《台湾技术发展12年长程计划及6年中程计划》、《农业综合调整方案》有关农业科技发展目标,以及历次“行政院”科技顾问会议农业组顾问建议事项,确定生物技术、生物防治、种苗繁殖、栽培渔业、动物用制剂等五个领域的研究发展重点,加以推动实施。其中台湾“农渔牧产业自动化”十年,约投入经费25亿元新台币。
从1997年7月至2000年6月,台湾“农委会”按照台湾地区“跨世纪农业建设方案”中的有关“发展政策导向的产业科技”要求,在重点产业科技、加强技术的研发与应用、整合农业科技研究群及区域推广体系、加速农业自动化与科技应用等方面研究取得一批成果。
2000年夏季,台湾“农委会”研究拟定“迈进二十一世纪农业新方案”,做为2001年至2004年农业政策蓝本。该方案提出了“发展农业知识经济,厚植农业竞争得基”策略,明确了新世纪初台湾地区农业知识经济的发展重点。2001年台湾农政机关用于扶持农业知识经济发展的经费预算为450.01亿元新台币,2002—2004年约需195.18亿元新台币用于支持农业知识经济发展。
2001年“农委会”制定台湾地区农业各领域科技发展中程纲要,包括11个研究领域,分别是作物科技领域、林业科技领域、渔业科技领域、畜牧业科技领域、农业环保科技领域、农产品加工科技领域、农业自动化科技领域、农业共通性科技领域、农业技术领域、林业防灾科技领域,“农委会”从2000—2004年度,共投入241.56224亿元新台币用于支持农业科技研究。
从上述分析可以看出,二十一世纪前十年台湾地区农业科技发展方向主要是:(1)在生产方面:建立高科技、高效率的农业生产体系,提高国产农产品的市场竞争力,突出加强技术的研发与运用,创造台湾地区农业的新绿色革命:加速农业自动化与科技应用,提升产业竞争力。(2)在生活方面:生产卫生、安全、高品质且多样化的农产品,提升国民生活品质质,重点发展高品质且多样化的农产品,满足消费大众需求;结合民间力量发展食品科技,带动产业发展。(3)在生态方面:减轻农业生产对环境的冲击,强化农业支持生态环境维护的功能,重点改进动植物生产、检疫防疫技术与体系,保护国内农业生产环境;加强农业资源保护利用,维护自然生态环境。
3、大力推动农业技术的研发与应用
鉴于农业生物技术将成为21世纪世界产业发展趋势,为了加快台湾生物技术的研究创新及其应用技术的发展,突破台湾农业发展与产业结构调整的瓶颈,提升传统农业的技术能力,近十几年台湾在技术产业发展方面,不断增加研发经费、人力和设备投入。
1995年8月台湾“行政院”第2443次会议通过《加强生物技术产业推动方案》,并于1997年修订方案内容,确定将农业与医药领域的生物技术,作为台湾全力发展的重点科技。“农委会”为落实“行政院”《加强生物技术产业推动方案》,1996年优先执行了花卉种苗、动物用疫苗及农药三个推动。
篇2
1、适应知识农业发展需要,创新农业科研教育组织
为提升农业科技水平,策划农业科技发展方向与目标,加强科技计划的管理与考核,“农委会”于1986年成立任务编组的“农业研究发展小组”,于1993年改组,确定该小组的主要任务:(1)农业科技发展政策及法规的拟定;(2)计划的规划、评审及预算编列;(3)计划的推动、管理、成果检讨与绩效的考评;(4)人才培养及国际合作的规划、推动与管理;(5)科技会议的筹划及其结论与建议事项的推动;(6)与相关“部、会”、学术及研究机构有关农业科技计划的协调与联系。随后又改组为任务编组的“农委会”农业科技研究发展委员会。这一时期台湾农业科技集中在“农委会”农粮处主管,部分科技项目由“农委会”有关业务处室管理。此外,“国科会”生物处主管台湾地区农业生物科技的基础研究。
为了适应知识农业发展的需要,“农委会”着手研究调整农业试验研究机构,于2000年把拟成立“农业部”作为工作重点来抓,研究设置“农艺研究署”,从事全台湾农业科技研发工作。
为了迎接生物科技新纪元的到来,“中研院”设立生物农业科学所,台湾大学成立生物技术中心,中兴大学成立农业生物技术研究所。民间企业于1998年投资12亿元新台币成立了花卉生物技术公司,投资六亿元新台币成立家畜疫苗公司。近几年还先后把屏东技术学院和嘉义技术学院扩大为屏东科技大学和嘉义科技大学。
各有关农业科技的研究机构的分工是,“中央”研究院主要从事学术及基础方面的研究工作;大专院校则以教学及训练人才为主,研究工作为其业务的一部分;公营事业机构研究所及财团法人或类似组织的研究所从事专业性特定项目的研究工作;而原省属的试验研究机构为从事台湾地区全面性的试验研究工作的主干。有关农业科技研究发展对于基础研究、应用研究、技术发展与商品化及应用,依上、中、下游各层次负责推动。
2、应对国际农业科技发展趋势,加快高新技术创新步伐
1992年“农委会”农业研究发展小组依据《台湾科学技术发展12年长程计划及6年中程计划》、《农业综合调整方案》有关农业科技发展目标,以及历次“行政院”科技顾问会议农业组顾问建议事项,确定生物技术、生物防治、种苗繁殖、栽培渔业、动物用生物制剂等五个领域的研究发展重点,加以推动实施。其湾“农渔牧产业自动化”十年计划,约投入经费25亿元新台币。
从1997年7月至2000年6月,台湾“农委会”按照台湾地区“跨世纪农业建设方案”中的有关“发展政策导向的产业科技”要求,在重点产业科技、加强生物技术的研发与应用、整合农业科技研究群及区域推广体系、加速农业自动化与信息科技应用等方面研究取得一批成果。
2000年夏季,台湾“农委会”研究拟定“迈进二十一世纪农业新方案”,做为2001年至2004年农业政策蓝本。该方案提出了“发展农业知识经济,厚植农业竞争得基”策略,明确了新世纪初台湾地区农业知识经济的发展重点。2001年台湾农政机关用于扶持农业知识经济发展的经费预算为450.01亿元新台币,2002—2004年约需195.18亿元新台币用于支持农业知识经济发展。
2001年“农委会”制定台湾地区农业各领域科技发展中程纲要,包括11个研究领域,分别是作物科技领域、林业科技领域、渔业科技领域、畜牧业科技领域、农业环保科技领域、农产品加工科技领域、农业自动化科技领域、农业共通性科技领域、农业生物技术领域、林业防灾科技领域,“农委会”计划从2000—2004年度,共投入241.56224亿元新台币用于支持农业科技研究。
从上述分析可以看出,二十一世纪前十年台湾地区农业科技发展方向主要是:(1)在生产方面:建立高科技、高效率的农业生产体系,提高国产农产品的市场竞争力,突出加强生物技术的研发与运用,创造台湾地区农业的新绿色革命:加速农业自动化与信息科技应用,提升产业竞争力。(2)在生活方面:生产卫生、安全、高品质且多样化的农产品,提升国民生活品质质,重点发展高品质且多样化的农产品,满足消费大众需求;结合民间力量发展食品科技,带动产业发展。(3)在生态方面:减轻农业生产对环境的冲击,强化农业支持生态环境维护的功能,重点改进动植物生产、检疫防疫技术与体系,保护国内农业生产环境;加强农业资源保护利用,维护自然生态环境。
3、大力推动农业生物技术的研发与应用
鉴于农业生物技术将成为21世纪世界产业发展趋势,为了加快台湾生物技术的研究创新及其应用技术的发展,突破台湾农业发展与产业结构调整的瓶颈,提升传统农业的技术能力,近十几年台湾在生物技术产业发展方面,不断增加研发经费、人力和设备投入。
1995年8月台湾“行政院”第2443次会议通过《加强生物技术产业推动方案》,并于1997年修订方案内容,确定将农业与医药领域的生物技术,作为台湾全力发展的重点科技。“农委会”为落实“行政院”《加强生物技术产业推动方案》,1996年优先执行了花卉种苗、动物用疫苗及生物农药三个推动计划。
1997年3月,台湾“国科会”委员会选定农业生物技术为台湾四个“国家型”科技计划之一。同年10月,成立台湾农业生物技术“国家型”专案计划规划工作小组。1998年1月,聘任该计划个案咨询委员会委员。1998年2月,台湾农业生物技术“国家型”计划的目标、规划重点提交“国科会”委员会审定通过,推动执行,课题申请通过率为45.2%。1998年7月,公布1999年度第一期三年的课题补助金额,共有42项课题列入该“国家型”计划。其主要研究目标是:(1)整合台湾农业生物技术产业研发既有人力、物力与技术资源,落实产业应用,使农业生物技术在台湾得以生根并茁壮发展;(2)加强本土性的具有产业发展潜力的农业生物技术产品,以提升台湾生物技术产品的国际竞争力;(3)建立台湾研发与应用体系,确保台湾农业生物技术产业的永续发展,尽快提升台湾的农业生物技术水平;(4)整合以产业发展为导向的尖端农业生物技术研究,把台湾建成为亚太地区农业生物技术产业研发与营运中心,促进台湾加入WTO后的农业发展。
该科技计划的重点研究领域是:(1)、花卉及观赏植物领域,(2)植物保护领域,(3)水产养殖领域,(4)动物用疫苗领域,(5)农产品保鲜利用领域,(6)农业环境保护领域,(7)保健及药用植物领域。
4、加快农业科技管理创新
“农委会”为加强农业技术发展规划及本会农业科技研究发展计划的执行、管制与运作,设立农业科技审议委员会,该委员会的任务是:农业科技研究发展方向规划的咨询,农业各产业技术发展政策、制度、法规、策略及重大方案审议之咨询,农业科研计划资源分配审议的咨询,农业科研计划成果检讨审议的咨询,其它农业科技发展事项的咨询。委员会下设农业、林业、渔业、畜牧及生物技术五个技术领域审议小组,各技审小组的任务是:对“农委会”个别产业技术发展规划及审议的咨询,“农委会”科研计划审查及管理考核咨询,“农委会”科研计划与业界合作事项协调及审议的咨询,“农委会”有关科研计划事项的咨询。
为加强农业科技研究发展计划执行绩效评估,促使农业科技研究经费有效运用,“农委会”2001年3月6日成立农业科技绩效评估委员会,该评委会的任务是:以农、林、渔、牧及生物技术等领域科技研究计划为对象,评估过去该领域的研究计划执行绩效;评估农、林、渔牧及生物技术等领域科技研究成果所建立的技术,对提升台湾地区农业产业竞争力的效益。评委会设委员23—25人,由“农委会”主任委员遴聘学养优异、经验丰富,对产业科技、经济充分了解的相关产、官、学、研界专家兼任。评委会在对各领域专业技术进行评估时,得视需要聘请该领域的相关专家若干位参与绩效评估。此外,还在台湾地区农业生物科技“国家型”计划中设立了咨询委员会,在台湾地区农业科技中程发展纲要各领域聘请评审委员会。
二、注重农业科技投入,扶持技术创新
从下表可以看出,台湾地区农业科研经费投入常年维持在较高的水平。
台湾地区农业科技经费投入
年度经费年度经费
199621.135200145.04193
199715.3857200249.51840
199816.6880200355.26226
200029.79313200461.94672
注:2000—2004年为中程科技纲要需求估计数
1996年度(1995年7月1日—1996年6月30日)台湾地区农业科研经费为21.135亿元新台币(下同),其中农业基础研究(含农艺学、园艺学、农业化学、畜牧兽医、森林及水土保持、渔业科学及农业工程)的经费投入为3.9450亿元新台币,其经费主要来源是“国科会”和“中研院”,共执行537个研究课题,参加研究人员1206人。同年度的农业应用研究与技术发展(含农作物科技、林业科技、渔业科技、畜牧科技、食品科技等)的经费投入为17.19亿元,执行197项整合性研究发展计划,参与研究人员5142人。
在研究成果方面,共有952篇研究、72本专著、934项技术报告发表,完成55项技术创新和923项技术服务,实现技术转移18项,取得专利权6项、著作权3项。从1996年度的农业应用研究与技术发展的经费投入结构看,应用研究占70%(12.172亿元),应用基础研究占3%(0.439亿元),商品化开发研究和技术发展占18%(3.077亿元),其他研究占9%(1.504亿元)。
1997年度台湾地区农业科技应用研究与技术发展经费投入为15.3857亿元。1998年度台湾地区农业科技应用研究与技术发展经费投入为16.6880亿元。从1998年度台湾地区农业科技各领域经费投入结构看:重点产业及资源保育利用研究发展的经费为10.94648亿元,农业生物技术领域经费2.12078亿元,食品加工科技经费投入为1.79738亿元,遥测技术及精准农业科技经费投入为0.44965亿元,农牧渔产业自动化科技经费投入为2.60亿元,其中重点产业领域内部经费投入结构为:作物育种及生产技术研究2.822亿元,农业生物遗传资源研究利用0.8亿元,动植物防检疫与病虫害防治研究1.25755亿元,渔业生产科技研究发展0.805亿元,畜牧生物科技研究发展1.46606亿元,农业废弃物利用及公害防治技术研究0.44431亿元,水土森林资源保育利用及水利科技研究0.95641亿元,农业经济、农产运销技术与农民辅导研究0.52亿元,农业科技人才培育、国际合作及计划管理0.6亿元,农业资导系统建立研究与利用1.07515亿元。
“农业生物科技国家型计划”经费,包括台湾地区“国科会”、“农委会”、“中研院”、“环保署”和财团法人台湾农业生物技术中心五部分的研发投入,预估1998至2001年度,总额达到8亿元新台币。各年度分别为0.2亿元、2.11亿元、2.6亿元和3.1亿元。
三、加强农业科技推广,促进技术成果转化
1、制定农业技术成果转化政策法规
主要包括《“行政院”加强生物技术产业推动方案》、《“农委会”农业科技计划产学合作实施要点》、《“农委会”科技计划已有成果拟进行产学合作加速商品化的项目一览表》、《“农委会”科学技术研究发展成果归属及运用办法》、《“农委会”主管计划研究成果技术转移执行要点》等法规。
《“行政院”加强生物技术产业推动方案》提出台湾地区生物技术发展策略是加强研究发展与其成果移转、扩散及应用,整合产、官、学、研的研究发展体系,成立“国家型”计划,畅通研究、发展、生产三者之间的渠道,以加强生物技术产业发展。其中与农业相关的主要内容有:修订生物性农药开发相关法令规范;推动农业生物技术国家型计划以花卉种苗、水产养殖、动物用疫苗、生物性农药、保鲜技术等方向为重点,并落实于产业发展;加强花卉新品种智能财产权保护,并纳入植物种苗法新品种命名及权利登记范围的花卉种类,加强花卉新品种权利保护,以提高育种研发意愿,推动花卉种苗产业发展。
“农委会”为提高农业科技研发绩效,鼓励民间产业界积极参与农业科技研究与开发应用,以加速落实研发成果于产业发展,于2001年4月3日制定了《农业科技计划产学合作实施要点》。“农委会”的经费支持主要用于人事费、研究设备费、包括杂支、材料、仪器设备维护等其它研究有关费用、管理费和必要的技术移转费用。
《“农委会”主管计划研究成果技术转移执行要点》提出,移转研究成果的技术或智能财产权给予厂商时,应以该成果作价取得价款。技术成果移转作价原则以“农委会”资助研究总经费乘下列百分比收取之:(1)参与开发的合作厂商收取5%,未参与开发的厂商收取10—15%。(2)技术成果最终使用者若为供个别农家使用则收取5%,供农企业使用则收取10—15%。
2、推动农业科技推广方面的研究
台湾地区各年度的农业科研课题均包括与农业技术推广和成果转化方面有关的研究课题。从2001年度台湾地区“农委会”主管科技计划研究重点内容看,与推广相关的研究主要有,在农业政策方面,设有《农产运销制度、法规、批发、零售、渠道与市场的规划及评估研究》在健全组织及人力资源,提升农业经验管理效益方面,设有《农民组织功能研究》、《农业推广体系研究》、《农村建设规划研究》、《农业人力资源研究》、《农民福利制度研究》、《农业金融结构研究》;在农业生物技术产业方面,设有《推动花卉种苗、生物性农药、动物用疫苗及水产养殖生物技术产业发展研究》;在农产运销电子化方面,设有《推动产销与网络商城信息整合研究》、《农业自动化与电子化推动配合措施研究》、《农产运销自动化及电子化研究》等。
从1999年度台湾地区“农委会”主管农业科技计划实施结果看,安排与农业技术推广相关的研究课题主要有,《现有农业网站与农业推广网络系统评估》、《农业知识信息推广体系研究》、《农业推广远距离教学系统的规划》、《农业知识创新的传播研究》、《作物基因转移技术的开发应用研究》、《生物技术在植物病虫害诊断与防治上应用研究》、《生物性农药的生物技术应用开发研究》、《生物肥料的生物技术应用开发研究》、《应用生物技术加强花卉种苗产业发展研究》、《加强推动动物疫苗产业发展研究》、《农产品服务业自动化计划配合措施研究》、《加强食品工业技术及管理的辅导》、《灵芝和樟芝菌种发酵培养技术开发研究》。
【参考文献】
1996年、1997年、1998年“中华民国”科学技术年鉴,“行政院国家”科学委员会编印
“农委会”九十年度委外办理之科技计划研究重点、汇整单位及汇整人一览表
篇3
关键词:生物技术概论;授课内容;讲课方式
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)38-0158-02
《生物技术概论》是生命科学领域的基础性课程,也是生物技术基础知识和前沿科学相结合的综合性课程。该课程通过向学生讲授基因工程、细胞工程、发酵工程、蛋白质工程等原理和研究方法,使学生了解现代生物技术与传统生物技术的区别及现代生物技术发展趋向,初步掌握生物技术在医药卫生、能源、环境、食品及工农业领域的科学应用,为学生将来从事与生物技术相关的工作打下基础,并使其具备向生物学其他相关领域发展的基础知识,如生物工程、生物制药、食品加工、作物分子育种、动物育种等,让学生在将来的学习和工作中有更大的选择和发展空间[1]。
作为生物技术系学生的必修专业课程,《生物技术概论》课程内容难度较高,综合性较强,学生在学习过程中的困难也比较多。而且在我校又是新开课程,面临的问题更多。通过几届学生的学习,作者有以下几点的心得体会:
一、适时选择授课内容,控制课程内容深度
生物技术概论是涵盖整个生物技术领域的一门课程,课程内容十分广泛。我校选取的课本是由宋思扬、楼士林编写的《生物技术概论》(科学出版社,第三版),该书全面介绍了现代生物技术的概念、原理、研究方法、发展方向及其应用领域。内容涉及基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、蛋白质工程以及生物技术在农业、食品、医药、能源、环境保护等领域中的应用,同时还概要介绍了对生物技术发明创新的保护以及生物技术的安全性等。全书几乎涵盖了整个生物技术领域的所有内容,就一般院校的计划学时来说很难一一讲解。针对这种情况我们在授课时对内容进行了整合和删减,侧重结合专业特点,对部分教学内容做适当拓展与延伸,以期达到更有效的教学效果。
我校属医学院校,生物技术学生的专业方向是制药方向,因此在授课时加重了与医药相关部分的内容讲解。比如在介绍细胞工程时,学生重点掌握的是动物细胞工程。而对植物细胞工程比如人工种子的研制、单倍体的诱发,只求学生能够有初步的了解。而在讲解生物技术应用时着重介绍了生物技术在制药和医学领域方面的应用,在讲解时授课老师先搜集生物技术药物的最新进展和最新的基因诊断和治疗方面的技术,配合动画、影音,务求能让学生能直观和深刻地了解这一方面的知识。
另外生物技术概论属于承接学生专业基础课(生物化学、细胞生物学)和专业课(基因工程、细胞工程等)性质的课程。在授课内容选择上我们还需要考虑到虽然生物技术概论中已经包含了四大工程的内容,但学生还将分别对这几个工程进行专项的学习。因此本门课程的授课目的是让学生理清整个生物技术脉络,做到深入浅出。
目前的生物技术发展迅速,各种各样的新技术、新方法层出不穷,不可能一一进行介绍。因此需要结合学生实际需要,有选择地进行讲授[2]。本校将生物技术概论安排在大三上学期讲授,学生已经有了生物化学、细胞生物学方面的基础,比如:
二、教学方式的改变
1.采取互动式教学。生物技术的发展速度十分迅速,尤其是它的应用更是非常广泛,很多应用与实际生活息息相关。因此备课时除了书本知识外,还需要授课老师广泛查阅文献资料,力求把最新、最热的生物技术资讯传递给同学。在某些章节也可让学生结合课本,查找文献,自己完成课程的讲授。通过这些既让学生加深对知识的掌握,刺激了学习的积极性,老师也可以获得更多的授课资源,一举两得。
在备课中还注意收集图片、动画和影音,力求把枯燥的生物技术理论讲得生动易懂,让学生易于理解,激发学生学习积极性;老师讲授知识的同时,也应注意调动学生的积极性,适时进行提问,及时了解学生对所学内容的掌握情况,促进学生课后复习[3];针对大家关注和容易引起争论的问题,适时组织学生进行课堂讨论和辩论。如在讲授绪论部分以后,组织学生进行“现代生物技术对人类之利与弊”讨论,让其对现代生物技术的安全性问题和伦理道德问题有一个初步认识。在后期讲授生物技术安全性时,再让同学们重新讨论“现代生物技术是一把双刃剑”这个议题。通过整学期的学习后同学们对此有了更深层的认识,看法也会有所改变。这样对整个生物技术的发展也有更加客观和理性的态度,取得了很好的效果。
2.以问题为导向,启发性教学。生物技术是一门实践性和科研性较强的学科,因此在课程讲授中就要有意识培养学生的科学态度和科研思维能力,锻炼学生自主思考问题的能力。如在讲授转基因技术时,就让学生对目前社会上针对转基因的几种不同的观点进行思考。转基因技术的意义究竟在哪里?它是一种工具还是一种武器?如何建立完善的评估体系能有效规避转基因技术的风险?通过这些问题的设置,让学生对讲授的内容有更深层次的思考和理解。
另外在讲解完生物技术四大工程等理论性较强的内容后,可以结合医学院校特点,在讲解基因治疗时设置几个具体病例,如腺苷脱氨酶(ADA)缺乏症和乙型肝炎,先让学生寻找不同病例的治疗方法,通过治疗方法的比较让学生掌握基因治疗和普通治疗方法间的区别。
三、加强双语教学的比重
双语教学是授课发展发展的必然趋势,但双语教学涉及教师和学生双方面的因素,是一个循序渐进的过程。学生的英语水平参差不齐,对双语教学的接收程度也不一,不能因为一味强调双语教学而挫败了学生学习的兴趣,只有根据不同的情况实时调整,找出合适的教学方法,才能够真正发挥双语教学的优势[4]。
我校已经有很多课程部分采用双语教学,针对生物技术概论的特点我们加强了双语教学的比重,采用“混搭式”教学方法,在授课时将部分课件和参考文献完全替换为英文原版。采用双语教学和原版教材搭配,能使教师快速了解该学科最新的科研成果和发展动态,并且使得学生们在掌握专业知识的同时,能够提高外语听、读、写能力,最终达到能自如地看英文文献和用英文进行学术交流。在今后的课程中我们还将安排学生自己完成英文多媒体课件的制作,加深对知识点的了解。
四、课程发展趋势
现代生物技术已经应用于当今世界高新技术产品的主要领域,尤其在医学和药学上的应用也更为广泛。很多非生物专业学生也对现代生物技术方面的知识产生了浓厚的兴趣。因此为适应现代社会发展、科学技术发展的需要,同时也为了满足不同学生的要求,使学生的兴趣爱好、专业特长得到发挥,今后可以将《生物技术概论》作为一门非生物专业选修课针对全校学生进行讲授,加强相关知识的普及[5]。以上是我根据《生物技术概论》几年的讲授所总结出的一点浅显的看法,希望能给其他生物技术相关课程的老师一些借鉴。
总之,我们在教育中力求把枯燥的生物技术理论讲得生动易懂,让学生易于理解,激发学生学习积极性;老师讲授知识的同时,也应注意调动学生的积极性,适时进行提问,及时了解学生对所学内容的掌握情况,促进学生课后复习;针对大家关注和容易引起争论的问题,适时组织学生进行课堂讨论和辩论。如在讲授绪论部分以后,组织学生进行“现代生物技术对人类之利与弊”讨论,让其对现代生物技术的安全性问题和伦理道德问题有一个初步认识。在后期讲授生物技术安全性时,再让同学们重新讨论“现代生物技术是一把双刃剑”这个议题。通过整学期的学习后同学们对此有了更深层的认识,看法也会有所改变。这样对整个生物技术的发展也有更加客观和理性的态度,取得了很好的效果。
参考文献:
[1]宋思杨,楼士林.生物技术概论(第三版)[M].北京:科学出版社,2007:1-5.
[2]薛金爱.浅析《生物技术概论》的教学实践[J].山西农业大学学报,2006,(6):224-225.
[3]王国霞,赵奇,杨玉珍,等.《现代生物技术概论》教学改革与实践探索[J].宁夏农林科技,2012,(53):119-121.
篇4
关键词:生物化工 发展前景 应用
中图分类号:TS201 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)12(b)-0080-01
1 生物化工的简介
生物化工(Biological Chemistry)是一门以实验研究为基础、理论和工程应用并重,综合遗传工程、细胞工程、酶工程与工程技术理论,通过工程研究、过程设计、操作的优化与控制,实现生物过程的目标产物。它在生物技术中有着重要地位,其产品具有实用价值高、需要成本低的特点,将为解决人类所面临的资源、能源、食品、健康和环境等重大问题起到积极的作用,对人类社会文明起着关键性作用。
2 生物化工的起源及应用
生物化工学科起始于第二次世界大战时期,以抗生素的深层发酵和大规模生产技术的研究为标志。1928年9月3号,弗莱明意外发现青霉素之后,抗生素开始快速且呈现正趋势的发展。特别是第二次世界大战以后,因结合转基因、生物催化、动植物细胞培养等新型、传统生物技术,将生物化工逐步分化出来,成为完好地学科体系,并形成一个让人意外的新兴产业。从酒精的医药用途、味精的调味使用,到氨基酸的大力发酵、激素可以实现生物式的转化为止,这段路程无不将生物化工注入医学、饮食、工业的精髓。如1957年,日本某公司将谷氨酸棒状杆菌提纯分离,利用葡萄糖作为基本营养,借鉴前人的发酵生产法成功生产了L-谷氨酸。直到现在谷氨酸仍然应用在各种医用药物、炫彩的化妆品、人造皮革等方面。
3 生物化工的发展及应用
20世纪80年代,美国以石油化工作为国民经济的重要支撑点,大力发展石油化工产业,甚至不惜以牺牲环境为代价。1995年至1999年,生物化工产值从3675亿美元上升到4200亿美元,增加了14.5个百分点。同时,环境污染浪费造成2319亿美元的损失。要想发展好生物化工产业以破坏环境为代价并不是持久的办法,必须继续找寻新的生产方式。与此同时,中国生物化工技术刚刚起步,只能亦步亦趋跟在发达国家的后面,进行着一次又一次的模仿秀表演,还是将实验室作为实践的基点。1986年我国的疫苗制作在医学史上还是一片空白,直到在1986年美国成功使得乙型肝炎的浅层抗原在真菌、细菌和哺乳动物里完成表达过程,并且进一步成功翻译为HBsAg,中国才“山寨”成功所谓的HBsAgII(之后销声匿迹了)。此后,基因工程的药物1996年为1.85亿元,2000年涨到30亿元人民币,2002年之前,我国就有801中生物农药有效注册,使用范围有2.5×107 hm2,这样的成就不可能忽略的。
然而,时间从不会停止脚步,科学技术依然迅猛发展,生物化工亦是如此。基因的成功重组、催化正式在生物中采用、酶的神奇作用等等种种成果的伟大形成,使得许多的化工原料与产品得到充分且有效地使用,甚至创新化工工业工艺的生产,真正做到污染少,易节能的新型工艺。比如巴西的乙醇占了整个汽车行业的52%,那就有了31亿加仑的潜在价值回收;美国杜邦、英国ICI公司等一系列大型公司对生物化工事业的支持与应用,为人类的文明建设取得了无法估算的成就。预计到了2020年,因为生物化工的改进,各方面的技术能源消耗将大大下降30%,令人头疼的污染问题同步减少30%,生物化工总增值39%,在农业、医学、特别是工业中占据相当大的比例。
4 生物化工的潜在前景应用
未来的能源发展不可避免做到效用与环境的真正配合,因此决定了生物化工的两个发展方向的拓展:一是化学学科和生物学科结合在医学上的开发,特别针对于以每一个婴儿都是拥有一个健康的童年为目标,治疗现在无法解决的先天后天性遗传疾病;二是生物物种之间的无差异转换。这是我们古人的梦想,也是我们未来的期盼,那时候羡慕小鸟的翅膀就变得没有意义了。当然,发展前景固然美好,但因为生产的进行所存在的问题是必不可少的。就新生能源、“第四大能源”—— 生物质能来说,我国进展仍是迟缓。而其它传统生物化工更是因为规模利用率低,可再生能力低,潜在性危险大,以及种种向后代借用能源的生存问题,促使我们不得不重视绿色环保的生物化工。
5 结语
总的来说,生物化工技术产业,才刚刚正式步入轨道,“863”和“973”计划刚将其纳入羽翼之下,作为一个21世纪的朝阳产业,美国的某杂志赞颂的十大科技奇迹,生物化工就占了四大,这样的情景不可估量的产业,终会盖过信息技术的时代,铸就新的世界经济领头军—— 生物经济,掀起生物技术的又一次暴风雨。
参考文献
[1] 杜晨宇,李春,曹竹安,等.工业生物技术的核心—生物催化[J].2002,22(1):9-14.
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【关键词】 转基因 食品安全 食品检测
转基因技术作为继工业革命、计算机与电力革命、信息技术革命之后的第四次科技革命,自20世纪70年代诞生以来,随着现代生物技术的飞速发展,在短短几十年的时间内带给了我们巨大的震撼,其研究成果也逐渐步入与人们生活息息相关的食品领域,食品的概念也由原先的农业食品、工业食品发展到现在的转基因食品,随之也引发了各国际组织、各级政法、民众对转基因食品的安全性及其对生态环境影响的广泛关注与争论,各国也出台了一些相应法律法规对转基因食品实行强制标识,为此本文将在简述转基因食品概念的基础上,详细探讨转基因食品的安全和常用的转基因食品检测技术和手段。
1 转基因食品的概述
转基因食品是指利用由转基因技术获得的含有外源基因的动植物和微生物及其衍生物生产的产品,早在20世纪80年代初,美国就已经开始了转基因食品的研究,并于1983年诞生了全球第一个转基因农作物—马铃薯,目前全世界的转基因植物田间实验涉及6000多种,已经商品化大面积种植的转基因作物种类有棉花、油菜、玉米、大豆等,小面积种植的有木瓜、西葫芦、甜椒、马铃薯、西红柿等,总种植面积也已达到7560km2[1]。
2 关于转基因食品安全性的争论
目前,人们对转基因食品的担忧可以归纳为以下三个方面:(1)由于新基因的加入,转基因食品是否无意中对消费者造成安全威胁; (2)由于新基因的加入,转基因作物的生存竞争性是否会对自然界生物多样性造成影响;(3)由于新基因的加入,转基因作物中的新基因能否给食物链其它环节造成无意的不良后果。其中人们最关心的是转基因食品是否食用安全,是否会影响人们的健康。
支持转基因食品的观点:美国经济合作与发展组织于1993年提出了实质等同原则,并依据此原则对转基因食品中存在的毒素性物质、营养要素、过敏源等问题进行了相应讨论,得出由现代生物技术产生的食品其本身的安全性并不比传统食品低。另外,我国学者邱仁宗也在其著作中写道:“转基因食品从产生到今天,还没有发现能够精确证明其有害的任何证据,实践是最好的论证”[2]。
反对转基因食品的观点:纽约城市大学生物学家Commoner认为,转基因食品就像一次巨大而不受控制的实验,其结果存在不可预见性;康奈尔大学昆虫学家Losey发表文章称转基因农作物可能对非目标生物产生危害;英格兰学者Pusztail在其文章中称道转基因食品对环境和健康存在潜在危害;我国那中元教授和侯美婉教授也认为转基因技术本身并不完善,转基因食品还是存在一定风险[3]。
3 目前常用的转基因食品检测技术和手段
随着转基因食品的商品化以及关于转基因食品安全性的争论的加剧,很多国家都制定了相应的转基因食品安全性评价体系,转基因食品检测技术作为该安全评价体系的第一步,对转基因食品的准确检测显得尤为重要。目前对转基因食品的检测按照原理可以分为针对外源蛋白质和针对外源DNA的两种鉴定方法。
3.1 外源蛋白质的测定
外源蛋白质的测定主要是采用免疫学检测法从蛋白质水平对转基因食品进行检测,免疫学检测法是通过抗原抗体特异反应来检测具有抗原性蛋白质类表达产物的存在,常用的检测方法有试纸条法、Western杂交法以及酶联免疫吸附法。
试纸条法:将特异的抗体交联到有颜色的物质上及试纸条上,待特异抗原与纸上抗体相结合后,再和带有颜色的抗体进行反应,形成带有颜色的三明治机构,若不存在抗原的话就没有颜色。该方法是在最近15年才发展起来的,操作简单[4]。
Western杂交法:将印迹、蛋白质电泳、免疫测定融为一体的检测方法,关键技术在于抗体的制备,该方法具有很高的灵敏度,可以从植物细胞总蛋白中检测出50ng的特异蛋白。
酶联免疫吸附法:检测原理及过程与Western杂交法类似,采用酶标记,建立固-液抗原抗体反应体系,采用酶反应来检测抗原抗体的结合。
3.2 外源DNA的测定
外源DNA的测定主要通过对转入的外源基因进行PCR(聚合酶链反应技术)扩增,然后进行荧光或者紫外检测。PCR技术作为一种能在体外由引物介导的DNA聚合酶催化的聚合反应,能在较短的时间内实现目标序列的大量复制,常用的检测方法有定性PCR和定量PCR。
定性PCR:转基因食品重组DNA的基本结构包括标记基因、启动子、终止子、目的基因,可先用转基因食品最常用的转录启动子CaMV35S、抗生素抗性基因、转录终止子NOS设计引物进行PCR反应,最后针对检测成果为阳性者再检测。
定量PCR:PCR反应具有高度敏感性和特异性,对实验技术的要求较高,定量PCR的原理是用人工设计的竞争模板以不同的稀释度与标本共同扩增,依据竞争模板的稀释度做出标准曲线,进而判断标本中待测核酸的量。
4 转基因产品检测技术发展趋势
上述转基因食品的检测方法,通常一个检测反应只能检测到一个外源蛋白或外源基因,未来的发展趋势寻求高通量、高灵敏度、低消耗、适用面广的技术,蛋白质芯片技术和基因芯片技术就可以很好的满足上述条件。
参考文献:
[1]胡娜.转基因食品的检测方法及其应用与发展[J].食品科技,2004(1):1-4.
[2]周萍萍.转基因食品检测方法的现况与进展[J].中国食品卫生杂志,2004(16):254-257.
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一、基本数据
本研究的数据来源于2010年6月至12月间“教育部学位与研究生教育评估工作平台”②所公示的申报计算机科学与技术硕士学位授权一级学科的农林高校申报书中的信息。申报书有严格的格式要求,本文以第一部分中的基本情况、第二部分中的学术队伍和第三部分中申报单位一级学科点的学科方向为研究样本数据。需要说明,2011年4月国务院学位委员会和教育部批准印发的学位办[2011]25号文中,根据《学位授予和人才培养学科目录(2011年)》,已将原计算机科学与技术学科目录中的“软件工程”新增为一级学科,在本文的分析中未考虑此变化。
二、学位点科研基地分析
在申报书的第一部分基本情况中,要求各申报高校列出学位授权点对应的国家(部、省)重点实验室(专业实验室、工程技术研究中心、工程研究中心、人文社会科学重点研究基地)。表1为参与申报的部分农林高校计算机科学与技术学科研究基地汇总,各农林高校所依托的实验室集中在农业信息学、农业信息化工程、数字农业工程领域,反映出了农林高校计算机科学与技术学位点资源设置的农林行业特色明显。
三、学术队伍设置分析
根据各高校申报书中现有在编人员信息,从年龄结构看,36岁~45岁占到63.5%,46岁~55岁占到23.5%,55岁以上所占比例比较小,这表明,中、青年科技人员是农林高校计算机科学与技术学科的主力军。从队伍建设的梯队上看,“老”、“中”“、青”结合的梯队合理。从学历结构看,农林高校“计算机科学与技术”学科学术队伍中具有博士学位的人员比例仍然偏小(图1),迫切需要年轻同志继续攻读博士学位。
四、学科研究方向设置分析
根据申报要求,各申报高校一级学科点的学科方向填写不少于4个,不超过6个。14所农林高校所设置的一级学科点的学科方向主要集中如下9个方向(图2)。
(一)计算机软件与理论主要致力于农业领域的软件理论和软件开发技术研究,着重面向农业领域计算机软件的设计、开发、维护,运用构件化的软件技术和智能决策技术,研究农业信息的智能化处理、分析、传输、管理和利用,以及智能决策软件的构造技术。
(二)计算机控制技术及应用以计算机检测与控制技术研究为核心,以农业应用为特点,致力于农业装备的检测控制、田间信息采集传输的研究。在面向现代农业信息监控方向,围绕传感网络的体系结构,信息采集,监控信息分析与处理,展开相应的理论与应用研究。
(三)计算机网络主要针对计算机网络应用于农业的特点,开展计算机网络相关支撑技术、计算机网络体系结构、网络协议实现、分布式计算的应用研究。主要包括:网络化的嵌入式系统,网络性能评估与优化计算,传感器网络,下一代网络中的分布对象计算模型,网络安全,网络建模与模拟,普适环境中的Web服务和上下文感知服务等有关理论和方法的研究。
(四)信息安全研究信息安全的基础理论方法和技术体系,主要包括:数字签名与身份认证,密钥管理,生物数据安全,安全协议与多方计算等。(五)智能信息处理着重于智能算法的理论、算法模型及其应用,在Web信息处理、模式识别、数据挖掘等方面结合农业与生命科学等学科的优势,开展智能技术在农林业上的应用研究。
(六)图形图像处理研究图形图像处理,信息可视化和人机交互技术,计算机视觉以及相关技术在农业信息化和自动化中的应用。主要包括:农作物与植物分类,农作物生长仿真,农产品的检测与分级,新型农业机械作业仿真等相关需求。
(七)农业信息化农业信息化研究方向是在农业科学研究信息化和辅助决策智能化过程中,为解决农业规划、决策、评价等研究工作对计算机软件提出的需求所形成的研究方向。
(八)数据库与数据挖掘结合农业生产、农村信息化等事业发展的需要,重点研究数据库实现新技术,嵌入式数据库与移动数据库,数据仓库与数据挖掘,信息检索与数据库等。数据挖掘研究方向主要研究数据挖掘的相关理论与技术,以及集成信息检索、模式识别、图形图像分析、空间数据分析、生物信息等方面的技术。
(九)嵌入式软件与系统结合农业院校的特点,培养以计算机技术为核心的嵌入式技术与应用人才,主要针对嵌入式技术在农业领域的应用展开研究,为区域经济和农业信息化服务。研究嵌入式系统软件开发平台,实现嵌入式系统的应用开发,利用嵌入式技术实现工业过程的控制以及基于嵌入式技术开发相关的产品。其他研究方向有:高性能计算与系统结构、光电信息与机器视觉、精准农业、多Agent系统、计算机算法研究、软件测试与智能系统、科学计算及算法设计、分布式系统理论,物联网技术及应用等。
五、学位点科研项目资助情况分析
科研项目数量和质量对于学位点科研水平意义重大。表2给出了农林高校计算机科学与技术学位点项目资助情况,分为5个标准:国家863/948计划项目,国家科技支撑计划项目,农业部星火计划/教育部项目,国家自然科学基金,省级自然科学基金/省教育厅项目。由表2可见,国家863/948计划项目有33项,占总资助项目的8.4%;国家科技支撑计划项目有26项,占总资助项目的6.6%;农业部星火计划/教育部项目有27项,占总资助项目的6.9%;国家自然科学基金有53项,占总资助项目的13.5%;省自然科学基金/省教育厅项目有252项,占总资助项目的64.5%。从立项项目主持单位来看,分布不均衡,14所农林高校存在一定的差别。从立项项目类型来看,国家级的重大项目、重点项目(国家863/948计划项目、国家科技支撑计划项目、农业部星火计划因其要求高、标准严,立项数量较低,省级自然科学基金/省教育厅项目数量较多。14所农林高校共承担了国家自然科学基金53项,通过科学基金网络信息系统ISIS③查询,14所农林高校所承担的国家自然科学基金资助项目的学科分布主要集中在计算机系统设计理论与技术(F020301)、计算机系统模拟与建模(F020102)和计算机软件(F0202)三个领域。从立项项目年度统计分析看,2004年承担8项,2005年承担6项,2006年承担7项,2007年承担7项,2008年承担5项,2009年承担15项;从立项项目总数来看,2009年后总体呈增长趋势,这与国家高度重视科技投入有关。
六、学科交叉融合情况分析
作为农林高校计算机科学与技术学科,在研究方向设置上,除了注重计算机科学与技术学科主体地位外,也力求体现与农业技术和生物技术高度融合的学科特色。福建农林大学2007年在生物学一级博士点下设立了生物信息科学与技术博士点和硕士点。应用计算智能理论,处理有关序列分析,蛋白质结构分析和预测,蛋白质功能预测,蛋白质相互作用和进化模型等问题,并构建相关软件分析平台。南京林业大学的林木生物信息学,依托林木遗传与生物技术省部共建重点实验室,完成了针对重要木本植物杨树的全基因组测定工作,其先进的海量数据处理设备为生物信息学研究提供了基础保障。湖南农业大学设置了生物信息处理研究方向,依托“湖南省植物激素与生长发育重点实验室”,重点研究生物计算科学及生物信息的获取、加工与分析。利用计算机、数学模型等方法分析和处理生物学数据,开发数据处理的算法和工具,对于理解复杂生命现象、新物种分类、药物靶点设计等领域具有重要的理论和实践意义。南京农业大学利用计算机科学与技术学科的数据库、数据挖掘、知识发现等的算法与技术,解决生物数据处理中产生的各种问题。华南农业大学开展了生物信息和生物计算研究,包括蛋白质分子对接,动物疫苗与兽药的计算机辅助设计等。山东农业大学的生物信息智能处理研究,重点在于DNA序列分析及其基因表达信号处理。其他农林高校在许多研究方向上也都涉及生物信息技术。
七、学科发展方向的建议
通过分析14所农林高校计算机科学与技术学位点的资源配置,从中可以看出,经过十余年的发展,我国农林高校计算机科学与技术学科有了长足的发展,新的学科增长点建议考虑如下方面:
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关键词 生物农药;水稻 病虫害;植物保护;稻米安全;农业生态安全
中图分类号 S482 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)14-0129-03
Application Situation and Research Progress of Biological Pesticides on the Control of Rice Pests and Diseases
JIA Xing-na 1 ZHONG Chun-yan 1 NIE Jin-quan 1 WU Lun-bai 2
(1 Zhaoqing City Agricultural Science Research Institute in Guangdong Province,Zhaoqing Guangdong 526070; 2 Zhaoqing Dinghu High School in Guangdong Province)
Abstract Application of biological pesticides on the control of rice pests and diseases is the key measures to ensure rice safety and maintain the paddy ecological environment.This paper summarized the concept,characteristics and the status of research and development of bio-pesticides,and reviewd the research progress of biological pesticides on the control of rice pests and diseases at home and abroad.
Key words biological pesticides;rice pests and diseases;plant conservation;rice safety;agro-ecological security
中国是水稻的生产和消费大国,水稻种植面积占粮食作物总面积的30%,全国约有50%以上的人口以大米为主食,我国一直以来把水稻生产列为国家粮食生产的重点之一。近年来,环保和稻米安全生产已经成为国家和人民关注的主要话题,农药作为重污染行业,其在生产和使用过程中会对环境和人类健康造成严重威胁,破坏生态平衡。生物农药的应用不仅能够缓解农药生产和使用产生的环境压力,对于提高水稻产量、改善稻米品质、维持生态环境以及促进农业可持续发展有重要的理论和实践意义。
1 生物农药简介
生物农药来源于生物体,也叫生物源农药,根据FAO,OECD,USA/EPA和中华人民共和国农业部批准的生物农药的定义,生物农药是指用来防治农业病虫草鼠害和卫生害虫等有害生物的生物活体及其生理活性物质,并可以制成商品上市流通的生物源制剂,其包括微生物农药、生物化学农药、天敌生物农药、转基因生物农药四大类[1-3]。
生物农药具有毒性低、选择性强、低残留、持效性好、高效且能迅速分解,不易产生抗药性、产品生命周期长、不影响作物产量等特点,并且应用基因技术开发的生物农药还可以大幅降低研发费用,提高药效。
2 生物农药的研发与应用现状
生物农药的研究始于19世纪50年代,白僵菌、绿僵菌、苏云金芽孢杆菌等这些都是生物农药早期的研究基础,当时并没有形成产品。直到20世纪60年代,“农药公害”问题日趋严重,在国际上引起了震动,使农药发展发生了转折,引来生物农药发展应用的第一个,但当时生物技术、手段、水平较低,很难满足生物农药要求的各方面条件,除井冈霉素外,并未形成有影响的产品。直到20世纪90年代,生物农药生产及其应用才获得飞速发展,且销售额以每年10%~20%的速度增长。目前世界上生物农药使用量最多的国家有墨西哥、美国和加拿大等国,占世界总量的44%。欧洲的生物农药使用量占全世界的20%,亚洲占13%,大洋洲占11%,拉美洲和加勒比湾占9%,非洲占3%[4]。统计资料表明,仅在2003年美国环保署(EPA)登记的生物农药有效成分和产品分别达256种和912种。
我国生物农药的研究始于20世纪50年代,经过近50年的发展,已逐步形成了良好的生物农药研究和开发条件,我国生物农药的研究开发步伐逐年加快,至2015年我国处于有效登记状态的生物农药有效成分达115个,产品约3 000个,年产量12万t。
3 生物农药在水稻病虫害防治方面的应用
3.1 生物农药对水稻病虫害防治的效果研究进展
生物农药在水稻病虫害防治方面的应用研究始于20世纪70年代,上海市农药研究所发现了能够有效防治水稻纹枯病的井冈霉素,并且经过研究发现,井冈霉素对水稻纹枯病的防治效果较佳,并且残效期长、耐雨水冲刷、对水稻安全以及有增产效应。20世纪80年代以来的研究结果均表明,井冈霉素对水稻纹枯病有较好的防治效果,防治效果高达85%以上,并且对水稻有显著增产作用[5-6]。拮抗菌Ⅱ号等复配生物农药通过单剂药物之间的互补增效作用,药效略高于井冈霉素,持效期与井冈霉素相仿,在一定的浓度范围内,复配剂防治纹枯病的效果是随着井冈霉素比例的提高而越来越明显的[7]。而利用阿维・Bt和井冈霉素混合使用来防治水稻纹枯病的效果比单用井冈霉素对纹枯病的防治效果略有增强,增幅在5%左右[8]。近年来随着研究的不断发展,利用复配生物农药防治水稻病害成为水稻病害防治的发展趋势。
阿维菌素的研究开发始于20世纪80年代,是近年来主要用于水稻病虫害防治上的生物农药之一,对水稻稻纵卷叶螟、二化螟、稻飞虱等均有较好的防效。研究表明,1.8%阿维菌素乳剂1 500~3 000倍液对水稻二化螟、稻飞虱的防效达86.6%~100%,持效12~18 d[9]。用2%阿维菌素乳油300 mL/hm2和450 mL/hm2后3 d,稻纵卷叶螟的幼虫虫口减退率分别为85.1%和90.3%;用药后10 d保叶效果分别为94.3%和95.5%[10]。
苏云金芽孢杆菌(Bt)作为我国目前主要应用的生物农药之一,对水稻稻纵卷叶螟、二化螟、三化螟等害虫有较好的防治效果。19世纪80年代,生物农药苏云金杆菌就已经在我国有所应用,主要用于水稻稻纵卷叶螟和二化螟的防治。1992年广西生物制品厂对苏云金杆菌杀虫剂的试产报告指出,纯Bt制剂对低龄虫的杀虫效果达90%~100%,而复合型的Bt杀虫效果也较明显,防效达70%~90%。其他关于苏云金芽孢杆菌的研究也表明,苏云金芽孢杆菌能够有效防治水稻稻纵卷叶螟、二化螟等害虫,田间防治效果达80%以上[11-13]。
植物源生物农药是生物农药的重要类别之一,主要有效成分有烟碱、苦参碱、印楝素、鱼藤酮等。其中用在水稻病虫害防治上的主要有印楝制剂、烟碱制剂、鱼藤酮制剂,以及以植物源杀虫物质和化学杀虫剂复配的制剂和植物源活性物质之间混配的制剂。华南农业大学昆虫毒理研究室从1980年开始研究印楝素的杀虫作用,发现印楝素对三化螟有很强的内吸、拒食和毒杀作用。高振兴等研究表明印楝素乳油主要通过拒食、忌避、胃毒、内吸等方式来防治二化螟,0.3%印楝素乳油对水稻二化螟有较好的防治效果,印楝素乳油在用量为937.5、1 875 mL/hm2时,21 d后其防治效果和保苗效果都高达90%左右,且无药害[14-15]。赵国成等研究发现,0.3%印楝素乳油用药量1 350 mL/hm2时防治稻纵卷叶螟的效果较好,防效达80%以上[16]。陈志清等研究也证明了0.3%印楝素乳油对稻纵卷叶螟有良好的防治效果,并且用量为1 500 mL/hm2时其杀虫和保叶效果明显优于毒死蜱[17]。除了具有杀虫效果外,许多研究证明印楝素还能促进水稻生长。除印楝素之外,国内对植物源生物农药鱼藤酮的研究也有一定的进展,但主要是用于蔬菜、果树、花卉等虫害的防治上,在水稻病虫害防治上应用很少。杨红福等研究证明鱼藤酮(商品名:2.5%欧美德乳油)施药剂量为18.75~37.50 g/hm2时对稻纵卷叶螟有显著的防治效果,并且保叶效果达90%以上[18]。除了杀虫,鱼藤酮可以通过对呼吸系统的抑制作用,而使作物增产[19]。
3.2 复配型生物农药对水稻病虫害的防治效果研究进展
随着对生物农药研究的不断深入,单一生物农药的防治虫害效果并不理想,复配型和混配型生物农药应运而生,而有关生物农药的复配及其防治效果也成为大家关注的热点。20世纪90年代,就已经有Bt和杀虫单、鱼藤酮和拟除虫菊酯复配杀虫剂的研究[20-21]。研究结果表明,喷施苏云金杆菌复配剂对三化螟和卷叶螟的防治效果比单独使用苏云金杆菌防治效果要好[22]。Bt与杀虫双以1∶1的比例复配对水稻螟虫和稻纵卷叶螟杀虫效果最佳[23-24]。大量的研究都表明苏云金杆菌与其他农药复配防治病虫害的效果明显提高。另外,印楝素和鱼藤酮等植物源农药的复配型农药也逐渐被应用和推广。研究表明,印楝素与阿维菌素、印楝素与鱼藤酮、印楝素与Bt都可以组成复配型生物农药,这些复配生物农药不仅能有效防治水稻螟虫、稻飞虱等虫害,对水稻生长及产量形成也具有明显的促进作用,孕穗末期喷施可以延缓叶片衰老,显著提高结实率和产量[25-27]。廖海丰通过对Bt与生物杀虫剂的联合作用的研究得出,Bt与印楝素以50∶3的配比混配其增效较明显[28]。随着复配型生物农药的不断发展,多种农药混配成为可能,贾兴娜等的研究表明印楝素乳油+苏云金杆菌(Bt)+鱼藤酮乳油+井冈霉素混配和印楝素乳油+苏云金杆菌(Bt)+井冈霉素混配药剂对水稻病虫害的防治效果高达90%以上,并且对水稻有明显的增产效果[29]。
3.3 国外关于生物农药在水稻病虫害防治上的应用研究
国外关于生物农药的研究始于19世纪50年代,以白僵菌的发现为基础,先后发现了苏云金杆菌、绿僵菌等微生物的杀虫效果,这些是生物农药发展的基础。随着生物农药需求的不断增加,世界各国关于生物农药的研究也不断发展起来。Nwilene F.E.等通过对尼日利亚西南部Ikenne地区传统方式和生物农药对当地旱稻土传虫害白蚁的防治效果的研究发现,印楝素乳油的防治效果与传统的红棕榈乳油等相比明显提高,并且有一定的保产作用[30]。Bhalla.R.S等研究表明,使用用印楝素包裹的尿素不仅可以提高尿素的利用率,而且对水稻的生长也有一定的促进作用[31]。Manju.S等通过大田试验证明,土施印楝素制品处理比常规的单施氮磷钾肥的处理更能减少水稻三化螟的卵数[32]。Nathan SS等研究表明,用印楝素制剂喂养稻纵卷叶螟能显著降低其肠内一些酶的活性,从而降低其对水稻的损害;并且印楝素对稻飞虱也有一定的防治作用[33-34]。Jan Nawrot等对鱼藤酮及其派生物对仓库害虫的拒食作用的研究表明,在所有鱼藤酮的派生物中鱼藤酮的拒食作用最明显[35]。Rejesus B.M.等通过对多种鱼藤酮、鱼藤酮粗提取物和鱼藤提取物制剂对农业害虫的作用的研究表明,这些制剂中的大部分的都对玉米螟、小菜蛾、大菜螟、棉红椿等农业害虫有明显的防治效果,在致死剂量时,棉红椿和玉米螟对这些物质较敏感[36]。Lal和 Roshan研究发现,Dipel,Delfin,BTK-II and Biolep 4种生物农药在用量为2 000 g/hm2时其防治稻纵卷叶螟的效果与20%毒死蜱乳油1 250 mL/hm2时的效果相当[37]。 Shahid.A.A等研究发现,真菌白僵菌和细菌Bt混配而成的生物杀虫剂对稻纵卷叶螟和三化螟的田间防治效果显著[38]。Muhammad Sagheer等通过生物杀虫剂混配对稻纵卷叶螟防治效果研究发现,在单个药液处理中印楝素和Bt的防治效果较好,在所有的组合处理中,混配组合Trichogramma(赤眼蜂)+Bt(Bacillus thuringiensis)+Neem(印楝素)防治效果最好[39]。Rao,N.B.V.C.等在印度新德里对多种化学农药和生物杀虫剂对稻纵卷叶螟的防治效果进行研究发现,虽然氟虫脲和氟氯氰菊酯原药的防虫效果最好,但是也对天敌造成了很大的危害,苏云金杆菌处理中叶片危害率达17.55%,并且对天敌数量并无影响,单个生物药剂处理中印楝素处理的防治效果是最佳的;Bt+氟虫脲、丙溴磷+Bt、三氟氯氰菊酯原药+Bt 3种药剂组合防治效果最好,并且对天敌危害也较低[40]。Venkateswarlu N.C.等研究发现,生物农药和化学杀虫剂交互使用对稻纵卷叶螟的作用比单一农药的防治效果要好[41]。Deepti Sharma和Thrimurty对井冈霉素对稻瘟病的防治作用的研究发现,用井冈霉素处理过的稻杆接种纹枯病菌丝时其感染性较差,以用井冈霉素处理72 h后接种菌丝的处理发病率最低[42]。Daroga Singh V.S.等通过对水稻Pusa Basmati-1进行大田试验研究得出,不同剂量的绿木霉菌和不同剂量的井冈霉素混配使用对水稻纹枯病和稻瘟病的防治效果不同,其中以绿木霉菌5 kg/hm2+井冈霉素2.0 L/hm2的防治效果最佳,水稻产量最高[43]。
4 生物农药的应用展望
相对于传统化学农药在水稻上的应用而言,生物农药的应用刚刚起步,但是生物农药本身资源极其丰富,世界上发现的可用于防治病、虫、草害等具有农药作用的细菌100余种,真菌500余种,病毒700余种,植物4 000余种,我国保存的30多万种农作物种质资源可以为开发生物农药新产品提供良好的基础,五爪金龙提取物、印楝素、木霉菌等一批新型生物农药正在逐渐崛起。并且随着生物技术的发展和需求的增加,生物农药生产企业与日俱增,截至2015年12月31日,我国生物农药生产厂家超过1 100多家,各种先进技术层出不穷,尤其是分子生物学及遗传工程技术的发展,生物农药的病虫害防治谱会越来越宽,时效性会越来越接近化学农药,其独特的与环境和农业可持续发展契合的优势将会更加明显,未来生物农药的应用将成为新型农业生产的重要植物保护手段[44-46]。
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篇8
[关键词]葡萄籽;小麦;种子萌发;幼苗生长
中图分类号:F407.44 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)14-0358-01
葡萄籽是葡萄酒行业副产物,含有丰富的蛋白质、纤维素、脂肪、氨基酸、维生素及矿物质等营养成分,主要是具有保健、美容之功效[1-3] ,另具有药用价值[4]。小麦是主要的粮食作物,在农业生产中占十分重要的地位[5]。植物生长需蛋白质、维生素等营养物质,葡萄籽可供其生长。本实验探究葡萄籽提取物溶液浸泡小麦种子对其萌发及幼苗生长发育的影响,旨在为其做一种植物生长调节剂做参考。
1 材料与方法
1.1材料
葡萄籽(提取物粉剂),购买于曲阜市盛嘉德生物科技有限公司;供试小麦种子购买于大连普兰店种子公司。
1.2方法
1.2.1 实验设计[6-7]
将葡萄籽(提取物粉剂)溶于一定量蒸馏水中,用玻璃棒搅拌使其充分溶解,并配置浓度为50、100、150、200mg/L四组溶液。对照为30 mg/L油菜素内酯和清水。选取大小一致、籽粒饱满的小麦种子,用蒸馏水冲洗干净,再用75%的酒精浸润种子30s消毒,润洗后用蒸馏水冲洗种子1~3次。用不同浓度梯度的葡萄籽提取物、30 mg/L油菜素内酯[7-8]和清水浸泡种子,25℃常温下浸泡12 h。处理后的种子均匀置于铺有两层滤纸的培养皿中,每皿30粒,于恒温培养箱培养,每12 h向培养皿中喷洒10mL等量清水保持湿润,设3组重复实验。
1.2.2测定指标[8-9]
种子萌发指标,发芽势:从放入种子起至第3天,统计正常发芽种子数占试验种子总数的百分率;发芽率从放入种子起至第5天,统计正常发芽种子数占试验种子总数的百分率。形态测定生长7天的小麦种苗,3组重复试验取平均值。根长:用游标卡尺对每颗中间部位进行测量;株高:用直尺测量每株种苗的高度;鲜重:用分析天平称量采摘的种苗;干重:将种苗进行烘干处理,再置于分析天平称重;采摘后根据地上部生物量和根重计算根冠比;将种苗进行烘干处理,根据地上部生物量和根干重计算根冠比。所有统计计算采用SPSS20.0分析,不同处理之间的显著性差异采用Duncan’s新复极差法检验。
2 结果与分析
2.1葡萄籽对小麦种子发芽势、发芽率和小麦幼苗株高、根长的影响
种子的发芽率、发芽势是衡量种子发芽能力的指标,也是种子重要生产性能。如表1所示,不同浓度的葡萄籽对小麦种子的影响显著呈先增加后下降的趋势,浓度为100mg/L时,发芽势和发芽率、株高和根长最大,200mg/L时发芽势、发芽率、根长与BR效果相近,50mg/L时株高与BR效果相近。
2.2葡萄籽对小麦幼苗鲜重、干重、鲜重的根冠比、干重根冠比的影响
如表2所示,经葡萄籽各浓度处理的小麦幼苗的鲜重、干重都比对照组要高,呈先增加后下降的趋势。浓度为100mg/L时,鲜重、干重、鲜重的根冠比、干重根冠比最大,200mg/L时鲜重、干重与BR效果相近,50mg/L时鲜重的根冠比与BR效果相近,150mg/L时干重的根冠比与BR效果相近。
3 结论
葡萄籽浸泡小麦种子后,其发芽势、发芽率、株高、芽长、鲜重、干重、鲜重的根冠比、干重的根冠比与对照组相比效果明显,且比BR效果更好。经100mg/L处理的小麦种子的发芽势、发芽率、根长、株高、鲜重、干重、干重根冠比最大,50mg/L鲜重的根冠比最大。利用葡萄籽浸种均可促进小麦种子萌发和幼苗生长,利于种苗的生长与发育。为葡萄籽做为一种植物生长调节剂提供了可靠的依据。
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基金项目:国家级大学生创新创业训练计划项目“基于生物技术与现代分析测试技术的城市污泥资源化利用研究(201510165021)”
篇9
关键词:动物生物技术专业;课程建设;人才培养
中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)06-0173-03
华南农业大学动物生物技术专业成立于2006年,2010年刚申请了该专业的理学学士学位的授予权,它有别于传统的生物技术专业。动物生物技术专业是建立在动物科学基础上的生物技术专业,学生既要掌握动物科学专业的基本知识,又要掌握生物技术专业的基本技能。通俗地说,动物生物技术专业就是培养服务于动物科学领域的生物技术人才。目前,动物生物技术专业的课程建设尚不完善,专业课程教学内容存在严重重叠交叉现象,所以,动物生物技术专业课程的规范建设和创新研究是非常紧迫和必要的。我们通过对专业课程的综合建设,形成了一套完整的课程体系,对该专业的发展和人才培养有着积极的推进作用。主要的建设策略如下:
一、加强专业课程教学团队建设
(一)组建教学团队
加大力度将其他核心课程组成课程群,如将《分子生物学》、《细胞生物学》、《动物微生物学》等核心课程组群,同时组建教学团队。教学团队具有先进的教学理念和明确的教学改革目标、切实可行的实施方案、健全的团队运行机制和激励机制,每年各教学团队均提交详细的中期汇报和年度总结。如:《动物生理学》课程教学团队的负责人为珠江学者艳教授,该团队由4位青年教师(副教授和讲师)和一名高级实验师组成,该团队已建设有双语教学示范课程和校级精品课程,取得了良好的教学效果。
(二)实施课程教学管理负责人制
随着学科发展和教师开设课程积极性的提高,本院开设了一批动物科学类的相关课程,出现了课程内容部分交叉重复,同时由于学院以系为管理单位,传统教研室取消,造成课程管理一度困难。为此,学院组建专业课教学团队,每门课程由1~5位老师组成,其中推选一名具有副教授以上职称的资深教师担任课程负责人。课程负责人的任务是组织该课程授课任务分配、修订教学大纲、组织期末命题、考试和阅卷、负责教改研讨等工作。该制度的实施有效地改善了课程管理一度混乱的现象,搭建了教学改革和教学研讨的平台,授课老师分工明确,责任落实到位,获得了良好的效果。同时建立《课程负责人更换制度》,保障教学团队的稳定,促进教学团队的可持续发展。
(三)改革教师培养和培训机制
在教师培养方面,制定了完备的“青年教师导师培养制度”。严格执行青年教师导师跟踪培养制度,每位青年教师进校后由学院安排资深教师结对指导,负责指导青年教师学习、听课、授课和参加教研室工作等,使青年教师在团队带领下迅速成长。按照师资队伍建设规划,鼓励和支持中青年教师到其他优秀院校攻读硕士、博士学位,不断提高师资队伍的素质,优化年龄结构,科学合理地配置教师,在资深教授的“传帮带”下,形成年龄结构合理、创新能力强的师资梯队,同时提高引进人才和外聘人员生活待遇和工作条件,以保证团队建设可持续发展。
二、加强课程体系建设
(一)制定专业课程建设的标准
课程建设始终是人才培养的核心。借鉴其他院校课程改革成果,制定该专业所有核心课程必须完善并达到的标准:①根据人才培养方案和学科发展趋势修订课程教学大纲;②选用适合教学内容的中英文教材和参考书;③编写符合教学大纲要求的教案和高质量的多媒体课件;④合理安排教学内容,开展切实有效的实践活动;⑤建立严格的课程考核评定体系。
(二)加强“专业核心课程群”建设,构建“理论教学、实践教学和创新训练”三部分并重的课程体系
专业核心课程群建设是从专业导向、能力导向和职业导向进行考虑,从而进行合理组合。如包括核心课程群中基础课程、专业基础课程和专业课程衔接,课程的内容根据学生的认识和知识的深入合理设置;包括课程群内课程内容的有机整合,避免不同课程内容的简单重复;包括教学实践环节的统一安排;包括课程群整体对学生创新能力的培养、创造思维的训练、创造心理的树立、创造技能的掌握等。构建由理论教学、实践教学和创新训练等3部分并重的创新课程体系。以统筹规划、突出重点为核心,以分级建设、注重实效为支撑,遵循“合理选择(整合)、梯度深化、有机组合”的原则,实现公共基础平台、专业基础平台和根据专业或专业方向而设置的专业课平台三阶段的创新型素质教育课程体系的建设。
(三)加强教材和精品课程建设
提倡选用近三年的优秀教材,或国家教育部推荐教材,或国外高水平原版英文教材。鼓励建设一体化设计、多媒体有机结合的立体化教材。设立“教材建设项目”,支持教师编写教材和出版等工作。鼓励购买原版英文教材,购买教材费用由教学经费支出。制定了《动物科学学院精品课程培育方案》,安排专项资金用于精品课程和“精品课程网”的建设,及时更新精品课程内容。
(四)加强选修课建设,促进专业拓展教育
一是加强综合素质课程的建设,尤其是大学生文化素质教育核心课程的建设,把一些前沿性强、体现文理交叉渗透的、深受学生喜爱的课程列为全校性的公共选修课,学生可根据自己的特长、兴趣和能力选修;二是围绕教师的科研课题或国内外大型竞赛开设一些相关的、利于培养学生的科研和创新能力的选修课;三是着力从相近专业(兽医专业)主干课和重点课程中选择开设出一批选修课。通过对此类课程的学习,拓展学生的视野,提高大学生的综合素质。
三、加强教学资源建设
(一)加强网络资源的建设
随着网络和多媒体技术的迅速发展,学生利用网络教学资源进行自主学习得到很大的发展。如网络资源库内容缺乏吸引力,缺乏鼓励学生自主学习的机制等。针对网络资源的不足进行改革,扩大利用网络资源的利用率,促进学生和老师进行实时沟通,促进师生共同进步。逐步实现专业核心课程全部网上运行并及时更新网络平台的内容,使课程的网络平台成为课堂教学最有效的辅助工具。
(二)优化整合教学资源,加强实验教学平台建设
根据课程体系,为本专业本科生的实验教学构筑四大实验平台,包括基础课实验教学中心、专业课实验教学中心、各学科教师科学研究实验室、生产实验场和教学实习基地。四大平台分别从基础理论、专业实践技能、学科研究前沿和生产技术管理等几个方面对学生进行针对性的培训。基础课主要依托学校开放的公共实验课程平台,本专业教师的研究室全面向本科生开放,1~4年级本科生可利用假期到生产实验场和教学实习基地参加生产实践。这些措施为培养专业基础扎实、实践动手能力强、具有创新精神和创业能力的高素质动物科学人才提供了保障。
(三)开拓校外优势教学资源,拓宽教学视野
积极挖掘和充分利用校外优质教学资源,通过校企联合、与国内外名牌大学和高水平科研院所联合、吸纳优良的国内外教学网络资源和书籍等,加强协同开发,促进优势互补和资源共享,拓宽教学视野。
利用企业的资金、设备、实践场所来培养从事本专业的技术人才,育人单位与用人单位紧密结合,可以将专业学习与企业实践相结合,有效地提高专业知识的实用性。校外实习基地为学生开展生产实习、社会调查、课外创新活动和毕业论文提供了强有力的保证。同时每年11月份举办一次校企合作论坛,积极与企业探讨校企产学研合作、本科人才培养等问题,充分利用校企双方的优势互补培养创新型适用人才。
利用与国外高校的合作(如2+2培养)培养学生,可以利用国外的教学资源,开拓教学视野,培养优秀的学术型人才。如本专业2010年与西澳大利亚大学签订了“2+2”联合培养人才的协议。“2+2”本科人才培养模式改革是本专业教育改革的趋势和潮流,是本专业学术型人才培养的适应高等教育发展的需要,是切实提高教学质量和本科人才培养质量的必要手段和重要途径。同时加大教学经费的投入,购买优秀的国内外教材、参考书籍及一些网络资源,进一步完善教学资源。
四、加强专业课教学模式改革
在现代畜牧生产技术快速发展的今天,动物科学知识更新速度加快,为了培养出适应时展和社会需求的高素质人才,使学生紧跟时代步伐,学以致用,在理论和实践教学方面的教学方式进行必要的改革,以适应新时期社会对动物科学专业人才的要求。理论教学方面,强调教学内容、教学模式与教学手段的改革和创新。
教学内容。①删除陈旧过时的教学内容,吸收本学科发展的最新研究成果,实现有生命力的经典内容与科学前沿的系统成果的辩证统一;②将教师科研内容引入理论教学,把自己科研课题的构建思路、国内外研究现状及发展趋势讲授给学生,进一步拓宽学生的视野,激发学生学习专业的兴趣,使学生更了解动物科学专业的研究内容和发展方向;③遵循“少而精”的原则,突出宏观内容的教学,讲授突出重点、要点、难点,着重介绍动态的、发展的内容和整体的科学思维方法。
篇10
关键词:转基因;伦理;辩护;限度
转基因技术及其应用,是现代科技发展的前沿领域,其在种植业、养殖业、食品加工和医药制造等领域的广泛应用前景和巨大的商业利润,已经引起了各国政府和众多企业的高度重视。转基因技术的应用已经或正在给人类带来福祉,但与此同时,由于转基因技术自身的特点及其难以准确预测的后果,人们对转基因技术的伦理争论一直就没有停止过——伦理上的否定和伦理上的肯定两种针锋相对的立场同时存在。这说明,如果不能从伦理道德上为转基因技术及其应用寻求恰当的理由,那么,这一新科技将不能获得健康的发展。基于上述考虑,笔者力图在本文中为转基因技术及其应用寻求伦理上的支持,同时也力图探讨这种支持的限度。
一、福音与忧虑:转基因技术及其特点
基因一词是英语“gene”的音译,它源于印欧语系,是“开始”、“生育”的意思。很久以来,人们并不明白遗传的奥秘。19世纪的细胞学说、达尔文的进化论与孟德尔的遗传定律,为近代生物学的发展奠定了基础。孟德尔从豌豆实验中推导出存在着专门承担遗传作用“种质”的遗传因子,从而演绎出孟德尔遗传规律。1909年,丹麦学者约翰逊提出用基因来指称任何一种生物中控制任何遗传性状而其遗传规律又符合孟德尔定律的遗传因子。1910年,摩尔根通过果蝇白眼突变研究,确证基因位于染色体上,随后创立了基因论。1953年Waston和Crick创立了DNA双螺旋结构,首次揭示了DNA分子的结构、组成及功能,开创了从分子水平揭示生命现象本质的新纪元,揭开了现代生物技术发展的序幕。1972年,美国斯坦福大学的生物化学教授Paul Berg和Jackson利用限制性内切酶和连接酶,得到了第一个体外重组的DNA分子,开启了重组DNA技术的先河,这是人类历史上第一次有目的的基因重组的成功尝试。运用重组DNA技术将外源的优良目的基因导入受体细胞或组织,改变其遗传组成后产生物质及其后代,这就是转基因技术。这项技术可以把任何外源的基因包括人、植物、动物、微生物甚至人工合成的基因,整合到植物、动物、微生物细胞中,使其具有人们所需要的各种性状。可见,转基因技术使人获得一种改变生物遗传性状、创造新物种的能力。
随着转基因技术的出现,人类跨入了基因工程时代:人们可以按照自己的意愿从生物体最基础的遗传物质——DNA水平上来改造生物体,进而改造整个自然界。正因为如此,转基因技术在农业、工业、医疗方面都有广泛的应用。转基因技术的应用包括:(1)种植业。转基因技术应用于植物育种,产生转基因作物,改变植物的遗传特性,不仅可获得抵御各种害虫和病毒、以及除草能力的作物,而且可以大大提高作物的产量和质量;培育各种奇花异草等园艺品种。(2)养殖业。转基因技术应用于动物育种,产生转基因动物,即人工改变基因,使之具有优质、速生、高抗性等人类需要的优良特性的家畜家禽新品种。(3)医药业。利用转基因细胞进行细胞培养,利用转基因微生物发酵培养或利用转基因动植物作为生物反应器来生产胰岛素、干扰素等珍稀药物,利用动植物生产疫苗等。(4)食品加工业。利用转基因技术改良曲霉、酵母等微生物品种,发酵生产食品添加剂和加工助剂、酱油、奶制品等,达到提高产量或改善风味等目的。此外,转基因技术作为生物学领域的成果,正通过大量边缘学科和相关行业的转化、吸收,迅速渗透到电子、信息、乃至机电、环保等其他行业,极大地改变了这些领域里的生产、管理、组织模式。成为推动生产力进步的强大内动力。总之,以转基因技术为基础的生物技术“代表着最有前途的技术方向,是本世纪最具有影响的高新技术新兴产业带,是最有生命力的经济增长链,是未来前景最有竞争力的产业群”。
当然,转基因技术是一种完全不同于传统生物育种技术的新技术,它有自身的特点,这些特点主要有如下几个方面:首先,转基因技术打破了物种之间的界限,例如,在自然进化中似乎不可能突破的动物和植物之间的界限因为转基因技术的出现而变成了现实;其次,也因为转基因技术突破了物种之间的界限,从而也使人类可以人为地改变自然物种的进化方向与进化速度,它可能导致这样一种结果,在自然进化状态下也许要经历漫长的时间才可能出现的新物种,在转基因技术条件下短时间就可以出现;由此,它引发出转基因技术的第三个特点,即它所可能导致的后果更加难以预测。转基因技术和其他技术不同,它是一种生物技术即它是按照人的目的对生命存在的一种改造,创造出的是一些具有特殊性状的生物新品种,它不像无机物的合成那样,如果说无机物的合成品仍然是无机物,那么转基因技术的“作品”却是有生命的,它能够再生,而且其性状可以遗传给下一代。这些也许是“提前”到来的新物种会给整个生物界(包括人类)带来什么样的影响,实在难以预测,这也就更加加深了人们的忧虑。例如,人们已经忧虑转基因技术的应用可能导致减少生物的多样性,破坏生态平衡,增加某些疾病的人畜共患几率,等等。
正因为转基因技术的上述特点,使得人们围绕它所进行的伦理争论一直就没有停止过,可以说,所有围绕转基因技术进行的伦理论争,都是基于转基因技术的上述特点而展开的。
二、道德还是不道德:围绕转基因技术的伦理论争及评析
围绕转基因技术的伦理论争,表现在不同的学术流派中,这里限于篇幅,主要分析两种针锋相对的观点,即伦理上的反对与伦理上的支持。
先来看看对转基因技术在伦理上持反对立场的观点。从转基因技术诞生的那天起,认为转基因技术违反伦理的观点就一直没有停止过,有相当多的学者甚至普通民众都持这一立场。大致说来,这种反对立场又可以相对区分为两个不同的层次:一是从根本上否定转基因技术本身,有人把这一立场概括为“本质方面”反对;另一种是从转基因技术的后果即其安全性和风险方面反对转基因技术,这一立场则通常被概括为“非本质方面”反对。实质上,“非本质方面”的反对严格说来并不是一种伦理上的判断,它潜藏的结论是:假如人类有足够能力来规避转基因技术应用中所导致的不安全性后果,那么,是可以进行转基因技术的研究和应用的,因此,对于非本质方面的反对立场,我们在这里不打算作分析。
从本质上反对转基因技术的最激烈的观点,来自于自然中心主义的伦理观。自然中心主义的伦理观有如下几个基本论点:首先,它把对生命的尊重作为伦理学的理论基石,认为无论是人、动物还是植物,凡是有生命的存在都应当得到道德上的同等尊重。泰勒指出:“采取尊重自然的态度,就是把地球自然生态系统中的野生动植物看作是具有固有价值的东西。”其次,尊重自然也就是尊重作为整体的生物共同体,承认构成共同体的每种动植物都具有内在价值。生命的、固有的、内在的价值就是因为生命本身自成目的。对于人和其他动植物生命个体来说,由于各自都具有一种内在目的性,并且其他生命的内在目的性勿需人的内在目的性来确证,所以人不具有高于其他生命的特质。因此,第三,应把保持自然的“完整、稳定和美丽”作为人类行为的终极目的和对人对自然的行为进行道德判断的终极尺度。在人的伦理责任中应包含不干涉其他生命体的存在、不作恶、保持对其他生命的尊重,并为自己的错误行为作出补偿等内容。
基于以上理由,自然主义的伦理观认为跨越杂交屏障的基因转移是非自然的,是对自然不合理的干涉,因而是不道德的。他们认为,改造自然有两种方式:一种是贴近自然或模仿自然的方式,另一种则是远离自然或非自然的方式。虽然不能说转基因是反自然的方式,但与传统的更符合自然的方式相比,当然是更为远离自然,是非自然的。第一,它是快速的,只用短短几年甚至几个月或几天时间就可以把一个外来物种的基因片断(遗传物质)转移到另一个物种中,并表达这个外来基因的产物——蛋白质。第二,转基因技术是激进的和大跨度的,可以把两个风马牛不相及的物种的基因结合在一起。比如,将土壤微生物毒蛋白基因转移到水稻身上,使后者抗虫;把北极鱼的基因转移到西红柿身上,使其抗寒。而在自然的进化方式中,当然也存在基因交流和融合,但一是不会产生这种狂飙突进式的基因转移,二是不会产生这种大跨越式的遗传物质融合。一种物质的某一性状和特征需要适应环境若干年才会形成和巩固,它在进化上是缓慢的,也是非常安全的。迅速的基因转移既可能让一个物种内部难以适应外来基因全面而有机的融入,也会使得这一物种由于特殊外来基因表达后产生新的特性(如抗虫)而与环境和其他物种的关系难以迅速磨合,造成一系列问题。因此,转基因的方式违背了自然的内在规律,是非自然、反进化的。
与自然中心主义立场相接近的是宗教神学的立场,它认为自然界是上帝按照最完美的方式创造出来的,因此,自然的存在本身就是最完美最和谐的存在,转基因技术以人为的方式打破了自然完美与和谐,是对上帝的蔑视和玩弄,因而是不道德的。
以上是从伦理道德上反对转基因技术的立场。另一方面,也有从伦理道德上支持转基因技术的,这种立场主要来自于人类中心主义者。
人类中心主义也有几个基本观点:首先,它认为,人道原则应该成为伦理学深层的价值论基础,人类整体的长远生存利益应该成为人们行为的终极目的,以及人类对待自然的行为进行道德判断的终极尺度,在人类与自然的相互作用中应将人类的利益置于首要地位。其次,人类实践行为的目的不是为了实现自然规律,合乎自然的结果只是为了人类更好的生存。抛开人类利益,人类就没有实现外部自然规律的义务和责任。再次,在自然界,基因的突变和交流是广泛存在的,这是进化的动因,也是进化最主要的来源之一。很多的野生物种之间基因的交流就导致我们这样一个多种多样的世界。转基因技术与传统的以及新近发展的亚种间杂交技术相比,在基本原则上并无实质差别。它只不过是传统的生物技术的延伸而已,是自然的。最后,为了满足人类的各种需要,我们应该发展转基因技术。
应该说,上述两种相互对立的伦理立场都有一定的道理。自然中心主义者看到了自然界非人类生命存在具有自己的内在价值,这种内在价值并不需要人类来加以确证,因此,人类应对自然界中的生命存在保持应有的尊重,这一点,无论是从理论上还是从实践上看都具有一定的合理性。事实上,如果我们不是狭义地理解价值这个范畴,即不再把价值仅仅理解为物对人的关系,而是把价值理解为相互作用与影响的存在之间的意义关系,那么,在自然的演化系统中,任何一种存在都是有确定的价值与意义的,非人类生命存在的价值的确不需要人类来确证。因此,人类并没有比其他生命存在更为优越的地位。在这个意义上,提出人类应尊重自然界中非人类生命存在的权利是有道理的。从实践上看,在人类历史的发展过程中,正是由于我们过分强调了人类对于非人类生命存在的优越地位,把自然中的非人类存在仅仅当作对于人类而言的工具性价值,才导致了人类对自然的疯狂掠夺,导致了生态危机,也使人类的生存环境恶化。改变这种状况的一个重要途径,就是转化人类在处理自身与自然关系时的价值思维模式。否则,人类将永远不可能实现与自然界中非人类的生命存在和谐相处,共生共荣。
但是,自然中心主义的伦理观根本不考虑人类在自然中是一种特殊存在,即人类是迄今为止在自然界中惟一可以认识自然必然性、利用自然必然性从而在一定程度上超越自然必然性的存在这一客观的、科学的事实,力图把人的活动降低为动物活动的水平,则是错误的。在漫长的自然演化过程中,人类从生物世界中脱颖而出,获得了超出其他生命存在的智慧,使人类获得了一定程度的自由:人可以以自己的需要、目的与愿望为尺度,对自己置身其中的自然进行否定性的实践活动,使之符合自己的需要。这种对自然的否定性的实践活动正是人类文化发生的最深刻的根源。可以说,人类在自然中的大多数活动都带有否定性的特点,在某种意义上,即是对自然的“不尊重”。自然中心主义者无视这一点,并不是实事求是的态度。
如果说自然中心主义者无视人类活动的特殊性,而力图把人类活动降低为动物的水平的话,那么人类中心主义者则恰好相反,他们看到了人类和人类活动的特殊性,肯定人类的活动不可能是一种简单地重复自然必然性的活动,而是从自己的需要、愿望和目的出发,力图把自己从自然必然性中提升出来的活动,因此,人类不可能不干预自然。要求人类的活动还原为其他生命存在的本能地适应自然的活动,是没有道理的。应该说,人类中心主义的这一立场也具有一定的合理性。但是,人类中心主义者把人类的特殊性无限放大了,把人类的需要、目的与愿望当作衡量其他生命存在的惟一尺度,非人类的生命存在只有在人类的需要、目的与愿望面前去寻找自己存在的理由。因此,只要有需要,人类就可以利用自己的智慧任意去操纵自然。从理论上说,人类中心主义者的上述立场,是对“价值”这一范畴作了非常狭义的理解,即只把价值看作是物对人的需要满足的关系,而不是把价值理解为相互作用的对象之间的意义关系,这是典型的人类的“狂妄”。从实践上看,上述思维方式导致了人与自然之间的紧张,现代社会中人类生存环境的恶化与其有着密切的联系。
最后,还应该指出,尽管自然中心主义和人类中心主义存在着冲突与对立的一面,但是两者又有共同的局限,即它们都坚持一种自然与人类两分的立场,把自然的演化过程和人类的活动对立起来,从而使得他们无论是对转基因技术的伦理支持还是对转基因技术的伦理否定,都没有足够的理由。摆脱这一困境的思路,就是要超越自然中心主义和人类中心主义,在一个更高的基础上去考察转基因技术存在的伦理理由及其限度。
三、支持与限度:新自然观视野中转基因技术的伦理维度
如在对转基因技术进行伦理判断时,既不能坚持自然中心主义的立场,也不能坚持人类中心主义的立场,那么,转基因技术还能获得伦理上的支持吗?我们的回答是肯定的,即它是可以获得伦理上的支持的。但是,我们同时又认为,这种伦理上的支持并不是至上的,而是相对的、有限度的。我们的观点是,在对待转基因技术的伦理立场上,必须要考虑两个伦理维度:一方面,我们要考虑自然的权利,尊重自然;另一方面,我们也要考虑人类的利益,尊重人类活动的目的。一句话,要把自然的权利和人类的权利结合起来,在两者之间保持必要的张力,从而使自然和人类实现和谐共生。
之所以做出这样的判断,是基于对人类中心主义对自然权利和价值的漠视所带来的生态环境恶化以及自然中心主义对人类权利和价值的漠视所导致人类无所作为的后果的判断。我们认为,要给转基因技术一种恰当的伦理理由,有必要突破传统自然中心主义和人类中心主义的思维模式,在一个新的更高的基础上来重新思考自然与人类的关系。在这里,我们提出一种新的自然观,以作为我们这一立场的理论基础。这种新自然观的主要内容可以概括为:从人的现实存在的特点出发,把人的活动纳入自然演化的总体进程来加以考察,以此来进一步思考人类在自然演化进程中的权利、义务与责任,并以此来透视转基因技术的伦理合理性及其限度。
把人类的活动纳入自然演化的进程来思考,无论是从客观事实存在上看还是从思想史上看,都是有依据的。从客观事实存在上看,人类本身是自然界长期演化的结果,这意味着人类的出现既是自然界中增添了一个新的成员,同时,人类也就成为自然生态系统中的一个环节而参与自然的总体的演化过程。
从思想史的角度看,尽管有不少的思想家把人类的活动和自然的演化对立起来,或者强调人类活动对于自然演化的优先地位(如人类中心主义者),或者把自然的演化看作是既定完美与和谐的,人类的活动只会对这种完美与和谐的破坏(如自然中心主义者),但是把人类的活动纳入自然演化过程进行思考的思想学说却仍然是存在的,最典型的就是中国智慧中的儒家学说。儒家的主流思想是认为天人合一,人性与天地万物之性相通,因此,人只要能尽自己的本性,就能尽天地万物之本性,因而能够参与天地万物的演化过程。“唯天下至诚,为能尽其性;能尽其性则能尽人之性;能尽人之性,则能尽物之性;能尽物之性,则可以赞天地之化育;可以赞天地之化育,则可以与天地参矣。”(《中庸》)虽然,这里强调“能尽人之性”是“能尽物之性”的前提,但是,这决不是以人为尺度来辅量裁成万物。因为,依儒家的立场,天地之性恰恰在于它能促成万物自由地生长发育,即所谓“生生之德”,也就是真正意义上的仁德。所以,尽人之性以参与天地万物的演化过程,不是以牺牲非人类的生物存在的利益为前提的,从而它不表现为人类中心主义。但既然是人参与其中的演化过程,它也就必然地带上人类的价值目的与追求,因此,它又不可能表现为对自然地消极服从,因而,它和自然中心主义也有着本质的区别。这一点,从儒家的仁者情怀中可以看得非常清楚。儒家认为,天地有自己演化的规律,但必然之中有偶然,在自然界中,经常会产生“离经叛道”的情形,使生命存在并不能按照自己的本性来伸张、发育自己,改变这种现状的责任就落到了通天地之道的人的身上,所谓“儒者与天地万物为一体。假使一物不得其所,便是吾仁未有尽处”。另外,儒家还认为,自然只是提供了万物演化的可能性,这种可能性向现实性的转化,也需要通过人的活动,即所谓“天地设位,圣人成能;人谋鬼谋,百姓与能”(《易传·系辞上》)。当然,“天地设位,圣人成能”的过程,同样不是人的主观随意的过程,相反,它是一个充分考虑了人的生命理想和非人类存在的本性的过程,是“近取诸身,远取诸物”的过程,因而,也就是一个充分考虑了人的活动目的和自然界中其他生命存在的价值与意义的过程。总之,中国传统的儒家思想,确乎在一定程度上体现了这样一种思维方式:即既把人的活动纳入自然的演化过程,同时又充分注意到了人作为一种特殊的存在而在自然演化中所起的特殊作用的思维方式。这种思维方式,正是我们今天超越自然中心主义和人类中心主义的重要思想资源。
即使从宗教神学的立场上看,我们也同样可以把作为人的活动的具体形式的转基因技术的应用看作是自然演化的重要环节。因为,作为造物主,上帝既然赋予了人类以智慧,那就意味着人类必然要运用自己的智慧来从事自己的活动,这正是顺从了造物主的意愿。相反,如果人类不运用自己的智慧,反倒是对上帝的不尊重,是违反了上帝的旨意!
以上述立场来看待转基因技术及其应用,我们就不会简单地认为转基因技术是反自然的,是对自然界中非人类存在的生命的不尊重。
更进一步,当我们考虑自然存在及其演化方式时,我们将更加清楚地看到转基因技术及其应用的自然本性。我们知道,在自然界中,生物之间、生物和无机物之间,都在以不同的方式进行物质、信息和能量的转化,人类和自然的其他存在之间同样存在着以自己的方式进行的物质、能量、信息的转化。这种转化是自然存在和演化的方式,没有它,就无所谓自然,因此,这里并不存在从人类的视角来看的道德与不道德的问题。老虎吃羊或其他比自己弱小的动物,我们并不会对之进行道德评价,因为这是自然的演化方式。转基因技术的应用同样可以看作是人类与非人类之间进行的物质、信息和能量的转化方式。既如此,我们又怎能简单地对其进行伦理上的“是”或“否”的判断呢?
上面的分析是不是意味着人类所有的针对自然的活动,都不需要进行伦理道德上的考虑?是不是都不需要受伦理道德的制约呢?答案当然是否定的。我们在上面反复提到,不能对转基因技术进行“简单的”伦理上的“是”或“否”的判断,恰好意味着对转基因技术进行伦理判断的复杂性,这种复杂性来源于人类存在的特殊性:人类虽然是自然大家庭中的一员,但他却是自然中最为特殊的成员——人是一种有智慧的、自由的存在。正是这样一种特殊性,使人类的活动不同于非人类的其他生命存在的活动。如果说,非人类的生命存在的活动完全受着自然这个整体的必然性的制约,只能是一种被动地适应自然的活动,那么,人类则完全有可能凭借自己的智慧认识、利用并在一定程度上超越这种必然性。人类对自然必然性的超越,意味着自然的演化过程带有了更多的“人类性”因素——人类总是力图以自己的需要、愿望和目的为尺度,使自然的演化朝着自己所欲求的方向发展。这就导致了在自然这个大家庭中,人类活动的自主自为性与非人类生命存在活动的被动适应性之间的冲突。这种冲突提供了我们对人类活动进行伦理考量的可能性和必要性。
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