时间：2023-05-05 08:47:51
导语：在生物技术发展论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
关键词：生物技术；伦理问题；思考
中图分类号：Q81 文献标识码：A
文章编号：1009-0118（2012）07-0199-01
21世纪是生命科学的世纪，生物技术的发展对人类和社会的影响深远。而生物技术引发的伦理问题，已成为世界的焦点议题。如何合理的应用生物技术造福人类和社会，是众多学者和科学家急需解决的问题。
一、现代生物技术研究的新进展
进入21世纪，生物技术正处于发展成熟阶段，生物技术的应用已经渗透到我们生活中许多与生物无关的角落。生物技术的发展至今已经揭示了许多生命现象的本质及其规律，但生命现象极其复杂，目前仍有许多课题有待深入研究和探索。目前在克隆、胚胎干细胞、转基因食品、人类基因组计划、组织工程等研究和实际应用等领域取得了成果。
（一）克隆技术。克隆原意是无性繁殖，即由同一个祖先细胞分裂繁殖而形成的纯细胞系，该细胞系中每个细胞的基因都是相同的。克隆技术首先用于动物，动物克隆就是通过无性繁殖方式，由动物细胞产生的遗传形状相同的动物个体。克隆羊多莉是首例克隆成功的动物。动物克隆为我们进一步揭示生命的奥妙及人类的自我认识展现了全新的视野。
（二）胚胎干细胞。干细胞是生物体在生长发育过程中起“主干”作用的高度未分化细胞，它具有自我更新、高度增殖和多向分化的潜能。干细胞分为三大类：全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。全能干细胞之所以全能，是指它可以分化成人体全部细胞类型，进而构建心、肝、肾、肺等多种组织和器官，最终发育成一个完整的个体。全能干细胞再进一步分裂、分化中又形成了各种多能干细胞。多能干细胞具有分化为多种细胞组织的潜能，但是却失去了发育成完整个体的能力。
（三）转基因食品。转基因食品是利用生物技术将某些生物的基因转移到其他物种中去，从而改造生物的遗传物质，使其在性质、消费品质等方面向人类所需要的目标转变。以转基因生物为直接食品或以这种生物为原料，加工出来的食品都被称为转基因食品。转基因食品在欧美应进入人们的日常生活中。有资料表明，在欧洲，玉米钻心虫每年要毁坏4000万吨玉米，占世界玉米总产量的7%，但是如果把分离出来的抗钻心虫基因植入玉米中去，就可培育出抗虫害的玉米，这种玉米就是转基因食品。
二、现代技术发展引发的伦理问题
（一）关于克隆人的争议。从“多莉”羊的克隆成功，待几年来其他克隆动物的尝试，克隆技术正不断发展。目前科学界把对人体的克隆分为治疗性克隆和生殖性克隆。科学界和伦理界对治疗性克隆普遍支持。但生殖性克隆，即克隆完整的人则遭到很大的抵制。克隆人给伦理道德方面带来了巨大的冲击，对现有的社会关系、家庭结构造成了巨大的冲击。另外，克隆人的身份难以认定，使人伦关系发生模糊、混乱乃至颠倒，进而冲击传统的家庭观以及权利与义务观。
（二）胚盘干细胞研究中的生命伦理问题。由于胚盘干细胞的制备是离不开人类卵子、胚盘以及克隆技术的，而卵子与胚盘在一些不同的国家和宗教界被视为是生命的起源，与活着的婴儿没有什么不同，所以在许多国家是被严格禁止的。坚持认为可以用人类胚胎做实验的人认为：1、早期胚胎仅是一团细胞，尚难称其为人的一条生命，从胚泡内细胞培养成人的胚胎干细胞，并没有杀死细胞，只是改变细胞的命运；2、培养胚盘干细胞是用于治疗现在还无法治愈的组织坏死性疾病，让病人恢复健康，完全是合乎人类伦理道德。
（三）转基因食品的潜在危险。对转基因食品发展有两种态度：支持者极力宣传其带给人类充足的粮食和新型抗病虫策略；反对者则强调人为地用基因技术改变神武，会给人体健康和环境带来危害。基因表达调控是个复杂的生命现象。目前，人类对基因的活动实施了解还不够透彻，还没有十足的把握控制基因中组后的结果。1993年英国的一份报告列出了一些人们对于转基因食品应用的来努力方面的主要担忧：1、人类基因转入食品动物，如将人类基因因子与凝血的蛋白质的基因转入绵羊中；2、某些宗教团体禁止食用的动物基因转入他们通常食用的动物中，这可能触怒犹太人和穆斯林，列入将猪的基因转入绵羊；3、动物基因转入植物中，可能会引起一些素食者的特别关注。
三、现代生物技术发展存在的伦理问题对策
现代生物技术的飞速发展，引发诸多伦理问题，发人深思。为了促进生物技术的和谐发展，应采取相应对策和措施。科学预言，21世纪是生物技术发展的黄金时期，全国普及大众伦理学知识尤为重要，设置伦理学咨询机构，利用各种媒体宣传伦理学知识，增强大众的伦理学意识，提高全民族的整体伦理水平。同时，我们还应改变传统伦理观念，发展中国特色的生命伦理学。总体上，生命伦理学应和国际生命伦理学保持一致，但又要保持中国的特色。另外，培养生命伦理专业人才，解决人才匮乏的局面。生命伦理学的发展任道重远，生命伦理学人才匮乏问题需要解决，设置生命伦理学专业，加快专业人才培养规模势在必行，特别应注重研究生、博士生的培养。
四、结语
现代生物技术的高速发展再给人类和社会带来积极影响的同时，必然会出现各种各样的问题。其中，导致的伦理问题尤其受人们的重视。我们应该正确看待这些问题的发生，并应用学习的科学知识尽力将其引导到好的方面发展。因此，我们任道而重远，希望通过我们的努力使现代生物技术应用给人类带来更多的实惠。
参考文献：
［1］傅继梁.基因组研究引发的伦理思考［J］.科学,2002,54(3)：30-31.
加速发展生物经济使中华民族重回世界先进民族之林
生物经济与网络经济比较，具有资源依赖性强、技术通用性强、市场垄断程度低等特点，为广大资源丰富的发展中国家提供了一次难得的、实现跨越发展的机遇。我国是一个生物资源总量丰富，生物产品市场潜力大的发展中国家，加速发展生物经济，是我国解决实现全面建设小康社会目标面临的粮食安全、能源安全、环境安全、生物安全等重大问题，提高人民健康水平的必然选择。
我国明确提出转变经济增长方式已经有10多年了，但是直到2004年我国GDP占世界的4%，钢铁、水泥、煤炭等资源的消耗量却占世界总消费量的30%-40%，传统的增长方式没有得到根本性转变。其主要原因之一是缺乏新技术，难以培育新的产业，调整经济结构只能停留在口头上、文件上。要实现经济翻两番的宏伟目标，调整经济结构，转变经济增长方式，必须依靠新技术，开发新产品，发展新经济。比较而言，信息技术能够大幅度提高信息传播的速度，提高劳动生产率，但从根本上解决提高人民健康水平、保障粮食安全、改善生态环境、缓解能源压力、保障生物安全等重大问题，生物技术则更具有根本性的作用。我国资源浪费严重，需要大力发展循环经济，提高资源利用率，但生物经济是一个崭新的概念，缺乏社会的广泛认同与支持，生物产业正处在起步阶段，生物技术则是我国需求最迫切、影响范围最广、技术差距最小的领域，《国家中长期科学与技术发展规划纲要》已经明确把生物技术作为我国未来高科技迎头赶上的重点。我国生物技术、生物经济的发展已经迎来了难得的发展机遇。
经济发展、人民健康、社会和谐不但对发展生物经济有迫切的需求，而且我国具有社会主义制度有利于集中力量办大事、生物资源丰富、优秀人才辈出、企业初具规模、市场潜力巨大等发展生物经济的优势，只要我国采取像抓两弹一星、神舟载人飞船那样的重大措施，我国完全可能成为生物技术强国，生物产业大国。为此，建议实施“生物经济强国战略”，抓好六项措施。
1、实施“生物经济强国战略”。建议像当年抓“两弹一星”那样抓“生物经济”，把“生物经济强国战略”作为当前和今后20年经济发展、社会进步的战略重点来抓。“生物经济强国”的具体目标是：实现生物技术强国，生物产业大国的目标，使我国在生物经济时代再创辉煌，加速实现中华民族伟大复兴的宏伟目标。基本设想分“三步走”：第一步为技术积累阶段，2010年前完成；第二步为产业崛起阶段，2015年前后完成；第三步为持续发展阶段，从2020年开始持续快速发展，力争到2020年生物产业总产值达到25000-30000亿元，占当时GDP的7%-8%，成为国民经济的支柱产业之一。
2、落实“人才强国”战略，把“招揽尖子人才回国行动”作为重点，加速造就一支世界一流的生物技术研发队伍。据专家统计，全球生物技术领域高水平学术论文中有40%%以上是华人主持或参与完成的。华人已经成为世界生物科学领域最活跃力量之一。我国约有8万留学人员在海外从事生物技术相关研究，其中约2000人已经学有所成，进入国际生物技术最前沿的领域，这些人才已经形成了“生物技术海外兵团”。初步估算，拿出修20公里高速公路的经费，就能吸引高水平的2000名优秀人才回国工作，造就一支世界一流的生物技术队伍，不仅能够大幅度提高我国生物技术研究开发能力，更重要的是能大大缩小我国与发达国家的差距。因此，建议有关部门尽快研究制定一些特殊的政策，把招揽尖子人才回国，作为生物技术、生物经济发展的突破口。科技部、北京市等有关部门共同创办的北京生命科学研究所在招聘尖子人才方面已经积累了一些经验，实践证明是可行的。
3、把“加速生物技术自主创新，推动新科技革命”作为未来科技工作的重点，加速我国成为生物技术强国、生物产业大国。我国生物技术总体上还处在技术积累阶段，要按照小平同志“发展高科技，实现产业化”的要求，切实改变重论文轻开发产品、重学术水平轻市场前景、重科研院所力量轻企业研发力量、重项目支持轻基地建设、重单项技术突破轻系统技术组装等问题，瞄准经济发展、社会进步对技术的重大需求，集中力量，切实解决一批制约经济发展和社会进步的瓶颈问题。立足于培育新的经济增长点、立足于大幅度提高国家核心竞争力。提高自主创新能力，加速我国生物技术由跟踪模仿向自主创新转变，由重论文向论文、专利、产品协同发展转变，由技术积累阶段向产业崛起阶段转变。建议在国家科学与技术中长期规划和“十一五”科技计划中把生物技术作为重中之重，在经费、人才、基地、项目等方面给予重点支持。
4、把“发展生物经济、培育新的经济增长点”作为未来产业发展的重点，加速我国成为生物产业大国。在国民经济中长期规划及“十一五”计划中把生物产业作为新的经济增长点来培育，出台专门的政策，安排专门的基金，把发展抗盐碱转基因植物增加1亿亩可耕地，发展生物能源再造1个绿色大庆，发展生物材料培育千亿的生物材料产业、发展生物医药产业等作为重点产业，优先支持。同时，对我国在国际市场上有优势的生物产品，如疫苗、维生素、青霉素、氨基酸、味精、啤酒、酱油、醋等，在技术、人才、资金、进出口等方面给予重点支持。加速发展我国完全能够培育一批国际一流的生物技术企业。
论文摘要：随着世界人口的增长，农业将经历具有重大意义的革新。毫无疑问，生物技术作为科学和技术在这场变革中将起到关键性的作用。原则上讲，生物技术本身有能力帮助人们提高农业生产力和保护环境，但在实践中，生物技术作为环境保护的人其作用相对来说是微乎其微的。人们对它在环境保护以及促进人类进步中的作用仍将拭目以待。
一、生物技术给农业发展带来机遇
广义上讲，生物技术是利用有机体、死细胞、活细胞以及细胞内含物，采用特殊的过程生产出特殊的产品应作到农业、医药以及环境修复治理中，尤其是70年代基因工程的出现，它能改变、取代物种的基因。
生物技术在农作物中已有广泛的应用。最初通过遗传工程获得而进入市场的作物是：玉米、大豆和棉花。它们经转基因后具有抗除草剂和棉铃虫的能力。这种玉米、大豆和棉花从Bt细菌获得基因，经遗传改良后具有防虫害的能力。利用Bt细菌获得经遗传改良的作物的潜力是相当大的。例如：美国有200万hm2的Bt棉花，澳大利亚有40万hm2，两者各相当于2.5亿美元价值。如果将Bt玉米引种在美国1000万hm2的土地上，只要增产5%，就意味着能增加3.5亿美元收入。这项技术进一步促进了Bt制剂控制虫害在商业上的应用。除此之外，还有许多经转入特定基因的玉米品种，这些品种能同时抗除草剂和一些虫害。
生物技术在畜牧业上应用所获得的益处与在农作物上相似。一方面，生物技术有助于提高畜禽的生命力以及消灭竞争者。促进畜禽生长的物质有生长激素以及促进其生长的调节剂，这些物质可由基因工程而获得。如利用鼠类基因（该基因能促进角蛋白的形成）能获得了经遗传改良的绵羊，这种绵羊比普通棉羊产毛量能提高6%左右。另一方面，生物技术在提高农作物产量、质量的同时，有助于提高畜牧业的生产力发展水平。例如，通过控制饲料作物体内碳水化合物含量可提高畜牧业生产力；利用基因调控技术可以提高包括豆科作物在内一些作物的蛋白质含量，减少饲料作物中难消化的木质素含量等。达比等人已生产出一种转基因三叶草，可应用于澳大利亚绵羊牧场。该基因来自向日葵，经转基因的三叶草能制造富含氨基酸的蛋白质，该蛋白质经食物链进入绵羊体内，进而能提高产毛量。
生物技术给人类带来的益处也包括在生态和环境两个方面。利用生物技术提高现有农业生态系统的生产力可以减低农业向原始的、自然、半自然生态系统扩张的要求，因此，它有助于有人类保存、保护地球上仅有的自然生态系统及其资源，有助于人们未来再利用其中的基因资源开发新的产品。
生物技术已用于生产抗虫害、抗除草剂作物。正如前面所述，一些转基因棉花、玉米、大豆等具有抗虫害、抗除草剂的能力。1995年人们可以在市场上购买到转基因马铃薯，这种马铃薯能产生水晶蛋白，而水晶蛋白对科伦那多马铃薯甲虫有毒害作用。这些转基因作物能减少杀虫剂的用量，降低杀虫剂及其残留物对食物链、水体造成污染，从而有利于保护生态环境。
在许多农业生产区，土壤氮素可利用量是制约农业生产力提高的一个重要因子。而一高科技农业生产区使用人造氮肥是以牺牲生态环境为代价的。制造氮肥要利用大量能源，据统计，英联邦农场平均投入的能源大约有50%来自肥料。由施用肥料而产生的温度气体（二氧气化碳、氮氧化合物等）不可避免地促进地球气候变暖。除此之外，农业土壤的氮素流失是水体富营养化的主要原因。
生物技术的利用能为这些问题的解决提供潜在的、真正有价值的帮助。
同样，人们可以利用真菌来提高土壤养分的有效性。温莱指出：特定的真菌类能促进土壤养分的释放，从而促进作物生长；真菌也能通过分解有机物质（例如纤维素等）释放出糖类，促进固氮菌的生长。进一步提高土壤养分有效性的可能，包括获得转基因细菌和真菌，以进一步增强它们制造养分和释放土壤养分的能力。转基因作物的最终目标是使作物本身能够自行固氮，避免、减少使用人造肥料，从而减少对生态环境的破坏。这在目前尚不可能，但在将来却有望实现这个目标。
二、利用生物技术发展农业应注意克服的问题
从经济角度上讲，生物技术带来的不利并不明显，然而，它会引起发达国家与发展中国家贫富差距进一步扩大。因为，生物技术公司主要集中在发达国家，发达国家可以通过输出生物技术产品而获得利润。与此同时，发展中国家由于技术、及其产品还远没有被广泛接受。
生物技术可能引起生产方式和人类健康的退变。这种情奖品可能会随着需要特定处理的转基因作物的出现而产生，特别是抗除草剂的转基因作物出现。农民必须从同一公司购买种子和除草剂，否则除草剂起不了作用。同样的问题也可能在需人造肥料的转基因作物上出现，这些转基因作物会取代传统的依靠有机肥的作物，后者在发展中国家是很普遍的，并且也有利于环境保护。生物技术在食品上的应用对发展中国家的农民也会造成许多困难。生物技术也会对人类的健康制造麻烦。近年来在英国已有这方面的报道。特别是当能引发人体过敏反应的基因转入农作物时，例如，坚果能引发人体过敏反应，若它的基因被导入其他作物，则有可能其他作物也会引起人体过敏。为了预防起见，转基因作物产品必须经免疫测定筛选后才能利用。
生物技术也可能引发环境问题。人们利用生物技术生产出抗旱、耐盐、抗病虫害作物同时，也导致生物多样性遭受严重破坏，甚至导致一些物种灭绝。这一结果是由于生物技术促进农作物向它原本不适应的地域扩张而造成的。生物技术同样加速土壤侵蚀和沙漠化。农业，尤其是耕作农业的扩张会增加除草剂、杀虫剂、人造肥料的使用，农业中不断投入的能源促进全球变暖。与此同时，氮素生物化学循环的改变也加剧了水体的富营养化，直接影响人类和动植物的生存。
【关键词】生物技术专业实验 教学改革
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）02-0173-02
生物技术是一门涉及领域宽、涵盖范围广、基础性强的新兴学科，是现代生物学发展并与相关学科交叉融合的产物。它包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、发酵工程等领域。
对于生物技术专业的学生来说，掌握生物技术专业实验技能则显得尤为重要。生物技术专业是应用性和实践性非常强的专业，因而实验教学在生物技术专业教学活动中非常关键。生物技术实验教学是重要的实践性教学环节，它不仅仅是对理论的验证，也是培养学生动手能力、应变能力、创新能力及科学思维的重要手段。其核心是培养出符合生物技术专业要求的、基础知识面宽，掌握生物技术基本实验技能、具备创新能力的人才。
为了在生物技术专业实验教学中训练学生科学的思维方法，进一步培养学生独立观察、提出问题、思考和分析问题、解决问题的能力，以满足社会对创新型、综合型人才与日俱增的需求， 我们在生物技术实验教学中针对如何增强学生的求知欲，提高教学质量方面作了认真的探索，包括课程内容更新与整合、实验室开放制度的建立与健全、教学管理的完善和考核方式改革等方面做了一些探索性工作，并取得了较好的效果。
一、实验课程内容的精心更新与整合
近几年生物科技发展迅速，取得了令人瞩目的成绩，新技术、新方法层出不穷。现代生物技术创新作用是体现在科学研究的进步之中，因此，紧跟当代先进科学技术发展前沿，更新教学内容是目前生物技术专业实验改革的紧迫任务。
原有实验课教学内容过于零散，实验项目之间彼此联系较少，实验内容孤立，学生在实验过程中依赖教师过多，通常是按照教师的要求完成一些特定的内容和步骤。所以，学生学习后掌握和印象并不深，也就更谈不上实际应用的熟练度了。为了改善实验课教学中的诸多不利，提高教学质量和成效， 提高学生的基本技能和创新能力，我们根据生物技术专业的培养目标、任务和特点，结合实验室具体条件及学生实际情况，对实验内容进行了多次选择和调整，形成了比较稳定的内容体系。
二、增加综合性、设计性实验
以前的实验教学多为验证性实验，缺乏创新性、综合性和设计性实验，但在实验教学中若给予学生适度的发挥空间，则可能会弥补验证性实验的不足。综合性和设计性实验是实验在前，结论在后。这类实验所要得出的结论是学生亲手实验的结果。更新教学内容后共增加了近50%新的实验教学内容，并增加了较多的综合性、应用性和研究性的创新实验，大大减少了早期以验证、单一、经典为主要的实验内容。
设计性实验是学生在实验任务及实验目的明确的情况下，完全由自己查阅资料，先提出实验方案，自己先设计实验步骤，拟出所需实验器材，并对所设计的方案进行理论解释，然后在指导教师与学生共同讨论的基础上，确定实验方案。在设计实验方案的过程中，我们鼓励学生勇于探索，反对互相抄袭。在实验操作过程中，我们允许学生的实验结果不尽如人意，甚至失败，但强调对所得结果进行解释和论证。
设计综合性实验有利于学生拓宽思路，打破过去墨守成规的实验方法，彻底改变在实验中由老师“抱着学生走”的现象。没有了现成的实验方案，给学生一定的压力，也促进学生将压力转变为动力，极大地提高了实验课的教学效果。
三、吸收学生参与教师实验教学和科研工作
培养学生动手能力实验教学的目的不应仅仅是对相应理论的验证，还包括对学生的动手能力、创新能力等能力的培养，以培养出更多全面发展的人才。
以往的实验教学中，实验准备工作包括试剂的配制、实验样品的准备、预处理、所需仪器的调试等，都是由教师准备。而学生对实验的准备工作一无所知，进入实验室有种无从下手、不知所措的感觉。这种教学方式不能激发学生的学习积极性，学生的动手能力也得不到很好的培养。因此我们大胆改革，吸收一些优秀的本科学生作助教，让学生自己动手配制试剂、调试仪器等。这样，学生就能够主动地去思考实验的每个环节，对一些关键的实验步骤事先也能做到心中有数。
四、建立健全实验室开放制度
目前，大多数院校生物技术实验室是半封闭、半开放式的，即实验课时间开放，非实验课时间不开放。这种半开半闭式的状况目前已不能满足学生的需求。我们采取的方法是面向全体学生进行开放式实验教学。这样不仅增加了学生进入实验室接触各种先进仪器设备的机会，而且让学生进入实验室自己准备实验，自己做实验，教师只作场外指导，让他们完全在一种充满好奇和兴趣的气氛中，开动脑筋，设计方案，寻找最佳实验条件，从而培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力，为学生进入实际工作岗位打下实际操作和实际应用的基础。开放实验室除了给学生提供更多的实验机会的同时，也提高了现有仪器设备的利用率。
五、完善实验教学管理
学生普遍对实验课有浓厚兴趣，但实际的学习效果不能令人满意。观察发现学生实验前缺乏预习，实验过程只是简单重复，实验后又缺乏进一步思考和总结，没有知识的深化过程.学生这种被动的学习态度，使教学质量受到严重影响。针对这些情况，我们采取以下措施：
1.重视实验前预习与实验准备 在实验前指导教师只给出实验题目和要求，让学生充分预习实验指导书，查阅有关资料，开拓思路，发挥自主性和创造性，设计实验过程，并写出包括实验操作程序、实验材料及预期实验结果的预习报告。教师认真批阅修改预习报告后，让学生进行实验前的全部准备工作。这样不仅解除了学生的依赖心理，而且增加了实际操作锻炼的机会，可使他们进一步了解实验的原理、方法和步骤，做到心中有数，从而降低实验过程的操作错误。
2.学生独立操作，教师适时启发 学生在实验中必须成为一个实践者和探索者，是实验的主体，所以在实验中必须加强学生的主体意识。学生根据预习结果，自己设计和安排达到实验目的，教师必须纠正学生不规范的操作，学生正确熟练地掌握各种常规实验技术，为以后学习和工作打下良好的基础。
3.认真批改实验报告 实验报告是对实验的总结，也是对实验课质量高低的检验.通过对实验报告的批改，可以发现学生的实验操作能力和观察分析问题的能力。
六、改革考核方式
采用平时成绩、实验报告、考试成绩相结合的实验考核方式，平时成绩包括预习报告、实验操作、安全卫生等内容，占30%；实验报告占30%；考试成绩包括口试、规定操作等内容，占40%。口试内容主要涉及实验原理、实验步骤、注意事项、现象分析、实验设计等内容。以上实验考核方式的改革，有利于调动学生重视实验的主观能动性，改善学风，提高学生的动手能力和实验基本素质.与此同时，为了实现一个完整的科学研究的训练过程，提高学生对实验结果的表达能力，我们将自主设计和探究性实验的结果，要求学生以论文的形式写出。指导他们如何收集资料，分析归纳实验数据，正确表达实验结论，最终我们以学生在实验中的实际表现，对实验技能的掌握和实验数据的获得，以及最终论文的表述等给予成绩评定。实践表明，通过此项训练，学生对实验结果的表述及写作能力大大提高，为毕业论文的实践打下了良好的基础。
七、实验教学改革中存在的问题及建议
虽然实验课教学效果优良，但也因为我们的教学计划安排的实验学时数及学生的时间投入不足，多数实验只能在规定的上课时间来做，完成后多数学生只对整个实验过程有一定了解，实验技能掌握不够熟练，印象不深刻，自主创新能力的培养及训练不够，这样在以后实际应用和科研训练中还可能存在诸多问题。
为保证学生能有充足的时间、场地和仪器进行实验，提高实验教学的创造性，建议今后能采取集中实验的方式，最大限度地为学生提供模拟科学研究的真实环境。进行生物技术专业实验课教学研究和改革是对学生科研能力、工作态度和科技创新能力进行检验和培养的良好途径。
相关教学设备仪器不能完全满足实验教学要求，如PCR仪、微量加样器（俗称加样枪）等，不能保证每组1台套，只能分组、分批进行操作。
随着应试教育向素质教育的转变以及21世纪对综合型人才的需求，加强学生动手能力、创新能力的培养将是生物技术专业实验教学的中心任务，实验内容由单一验证型向综合型、设计型、研究型实验发展势在必行。只有老师深入实验室，不断改进实验内容和方法，探索实验教学新途径，使生物技术专业实验教学真正适应生物技术专业培养目标的需要，进而使实验教学取得理想效果，达到培养创新型、综合型人才的目的。
参考文献：
[1]柴柯，吴进怡.论生物技术实验教学改革的必要性. 实验科学与技术. 2007，5（4）：59～61.
[2]陈军，万平，李新国，王全喜.综合性生物技术实验课程体系改革探索.实验室研究与探索，2009，28（11）：132～125.
[3]刘石泉，龙立平，雷存喜，赵新民，徐玲.生物技术自主设计性实验教学模式研究. 现代农业科学， 2008，15（7）：99～101.
论文关键词：阿拉伯半乳糖蛋白(AGPs)，香蕉，悬浮细胞
香蕉离体细胞胚性的恢复和保持是决定其再生能力的关键，也是香蕉生物技术育种的重要前提。但是，胚性反应低、周期长、胚性易丢失等问题一直制约着香蕉高效胚性悬浮细胞再生体系的建立及其在生物技术育种中的应用。因此，如何有效地促使香蕉离体细胞胚性的恢复并有效地保持，成为香蕉生物技术发展的核心问题。
AGPs（Arabinogalactan-proteins，阿拉伯半乳糖蛋白）具有细胞间信号的作用。研究表明小论文，从不同植物中分离获得的AGPs对于细胞的胚性恢复具有相似的生理功能。Letarte 等发现采用阿拉伯胶可以代替看护培养（共培养）促进小麦（Triticum aestivum L.）小孢子母细胞发育成完整的植物[1]；Egertsdoter 和 Von Aronld从挪威云杉（Picea abies）种子中提取的AGPs可以促进挪威云杉悬浮细胞的体胚发育[2]。从胡萝卜（Daucuscarota）种子中分离的AGPs可以促进胡萝卜悬浮细胞的体胚发生[3,4]。Kreuger 等研究发现从胡萝卜种子中获得的AGPs可以促进仙客来（Cyclamen persicum）在培养过程中胚性细胞团的增加，认为AGPs的活性没有品种特异性[5]。这些实验都表明，从不同的植物材料获得的AGPs具有促进其它植物体胚发生的能力，AGPs在很多植物细胞胚性的保持上具有重要的作用。李佳等的研究发现大蕉（Musa paradisiaca Linn. cv. Da JiaoABB）的非胚性悬浮细胞与贡蕉[Musa acuminata cv. Mas （AA）]的胚性悬浮细胞悬浮培养液的AGPs含量差别很大[6]。
?GlcY-试剂是一种与AGPs特异性结合的化学试剂，具有生物活性，在进行AGPs功能的研究时通常采用添加?GlcY-试剂的方法进行。在菊芋（Cichorium）胚性悬浮细胞的研究中，发现添加?GlcY-试剂会导致菊芋悬浮细胞的胚性丧失[7]。本文对具有胚性和不具备胚性的香蕉悬浮细胞的液体培养基中的AGPs含量进行了测定，并通过对胚性悬浮细胞的培养基中添加?GlcY-试剂的方法，研究AGPs在香蕉胚性的保持上所起的作用。
1材料与方法
1.1 材料
贡蕉[Musa acuminata cv. Mas （AA）]，龙牙蕉‘过山香’品种（Musa AAB Silk cv. ‘Guoshanxiang’），大蕉[Musa paradisiaca Linn. cv. Da Jiao（ABB）]，香芽蕉‘威廉斯’品种（Musa AAA cv. Williams）的未成熟雄花序小论文，取自广东省农业科学院果树研究所建立的“国家果树种质-广州荔枝香蕉圃”。
参照魏岳荣等 [8]、李哲等 [9] 的方法，以贡蕉、大蕉、香芽蕉‘威廉斯’的未成熟雄花为外植体建立均质的细胞悬浮系。龙牙蕉‘过山香’的胚性细胞悬浮系（ECS）的建立参照魏岳荣等的方法进行[10]。细胞悬浮系保持在M2液体培养基[11]中。悬浮培养保持在持续110 rpm 的旋转摇床，28±1 ℃、黑暗条件下进行。
1.2香蕉悬浮细胞体胚发生能力的检验
将悬浮细胞直接接种到M3培养基[11]，计算体胚发生频率作为衡量悬浮细胞胚性的标准。诱导体细胞胚的发生M3培养基组成为：SH培养基[12]中的大量元素和微量元素及其铁盐+ MS维生素[13]+ 4.5 μmol/L 生物素 + 680μmol/L 谷氨酰胺+ 2 μmol/L脯氨酸 + 100mg/L 麦芽水解物 + 1.1 μmol/L NAA + 0.2 μmol/L 玉米素 + 0.5 μmol/L 激动素 + 0.7μmol/L 2-二甲基丙烯嘌呤+ 29 mmol/L 乳糖 + 130mmol/L 蔗糖 + 2 g/L Gelrite。具体方法参照魏岳荣的方法进行[8],体胚诱导频率=体胚总数/ml PCV ECS。
1.3 香蕉悬浮细胞培养液中的AGPs的含量测定
?GlcY-试剂的制备参照Yariv等的方法[14]进行；悬浮细胞液体培养基中的AGPs浓度通过火箭琼脂糖免疫电泳方法进行测定[15]。
1.4 ?GlcY-试剂对香蕉悬浮细胞生长状态和体胚发生能力的影响
将?GlcY-试剂按0、5、10、20、40 、60 μM的浓度加入到M2液体悬浮培养基中，龙牙蕉‘过山香’胚性悬浮细胞按照1.5%浓度分别接种到上述含有不同浓度?GlcY-试剂的培养基中。15 d后计算悬浮细胞的PCV（packed cell volume，细胞密实体积），并在显微镜视野下统计胚性和非胚性细胞（ECS/NECS）的比例。
将?GlcY-试剂按照下列浓度加入到M3培养基中: 0、5、10、20、40 μM、60 μM，将接种继代7-10 d的大颗粒龙牙蕉‘过山香’品种品种悬浮细胞用于进行体胚诱导，30 d后统计体胚发生率和细胞总体积，体胚诱导频率=体胚总数/ml PCV ECS。
2结果与分析
2.1不同基因型香蕉悬浮细胞培养液中的AGPs的含量与体胚发生的关系
表1不同基因型香蕉悬浮细胞的体胚发生能力与培养基中AGPs含量测定
Table 1 Quantification of thefrequency of somatic embryogenesis and AGPs content in liquid medium of cellsuspensions of different genotype of banana
不同基因类型香蕉
Different genotype of banana
AGPs含量（μg/mL）
AGPs content（μg/mL）
体胚发生频率（105体胚/mL PCV ECS)
Frequency of somatic embryogenesis （ 105 embryos/mL PCV ECS)
龙牙蕉‘过山香’Musa AAB Silk cv. ‘Guoshanxiang’
56±2.1
3.7±0.7
大蕉Musa paradisiaca Linn.cv.Da Jiao（ABB)
48±1.9
2.6±0.5
贡蕉Musa acuminata cv. Mas （AA)
36±1.5
关键词：项目型；生物技术专业；实验教学；教学模式
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）02-0249-02
生物技术是一门实践性很强的学科，要求学生掌握较系统的生物技术理论与实验技能，具有较强的创新意识与实践能力，能从事与生物技术有关的应用研究、技术开发、生产管理的应用型高级专业人才。为此，高校在培养生物技术专业学生方面，尤其需要其实验教学模式体现重点培养实践动手能力的特点。随着经济社会的发展，科技发展日趋加快，更加注重学生是否具有创新能力、应用能力以及实际操作能力。随着对于学生动手实践能力培养要求的提高，目前实验教学模式的研究不断深入，发展了很多的模式如开放式实验教学、“讨论―探究―实验”的“三位一体”的实验教学等模式，有力促进了在教学环节中实验教学模式的发展。而生物技术专业的实验教学有其专业的特点，其实验项目多，涉及的实验内容结果其影响因素比较多，存在很多不存定性。生物技术专业传统的实验教学主要以课程的实验内容为单位，按照教学计划采用固定学时、以单个独立的实验单元为模块、内容以验证性实验教学内容为主体的教学模式，其实验内容简单，相互融合较少。随着教育观念和实验设备的更新、课程改革的需要，需要对实验教学模式进行改革，适应新时代对于培养学生的要求。在坚持实验材料充分利用、实验课时充分利用、实验仪器充分利用三个充分利用的原则下，打破了传统的实验教学安排，不断创新与实践，适应时展和社会发展对于应用性人才的需要。
为此，本研究提出突破传统实验教学模式（如演示性试验和分组方式等），尝试引入科研项目管理的理念融入生物技术专业的实验教学，如何课程实验内容设立相关的科研项目，组织学生以项目小组的方式主动承担项目进行实验教学，尝试以项目型实验教学进行生物技术专业实验教学模式的探索与研究。
一、项目型实验教学的特点
目前大多数的高校实验内容的教学实行的是“课前预习―课堂实验―课后学生完成报告教师评阅”的三段串行模式，在本质上是和应试教育相适应的。这种实验教学模式很大程度上限制了实验室的规模性和扩展性。项目型实验教学是在综合某门课程实验教学内容的基础上，拟定包含多个课程相关知识点内容的科研项目，仿照实施科研项目管理与实施，在指导教师的帮助下，以项目课题小组为实验设施的单位，充分利用已经学习过的实验知识、方法、技能在一定的实验条件下，通过团队协作完成综合性的研究课题，从而解决一定的科学性项目问题。整个实验教学过程强调学生个性化思维的发挥，从而成为课程实验教学实施的主宰，主动构建知识体系，形成网络化的知识思考体系，具备综合分析与解决问题的能力，为形成以后解决具体实践问题和养成举一反三思考能力奠定基础。
二、项目型实验教学内容的选择
项目型实验教学内容的选择宗旨是达到预期实验教学目标，其选择内容的全过程要注重综合项目型实验教学的科学性和可行性，一般具体而言要注意以下几个方面：首先体现该项目型实验教学内容的前沿性，对当前该有关的科学研究技术发展的前沿进行选择性研究，通过文献查阅与综合分析找到合适的研究性项目课题，从而调动学生的兴趣和积极性；其次体现项目内容的实用性和可行性，把实施的项目能够与社会实践生产或生活联系起来，体现项目的社会价值，调动学生的主动性；最后要考虑项目的实施难度，既要保持其项目的前沿性，也要保证项目实施对于这些学生目前的知识体系及掌握技能水平的可行性，不至于使学生难于上手，形成畏难情绪。当然在项目实施之前，应该注重培养学生的基本项目实施能力，一般具体实验教学上要求教师首先教会学生文献资料的查找方法及途径，指导项目组的学生利用学校的各种资源进行文献检索，接着指导学生将所查文献资料进行进行分析与综合，提出研究目标，提出自己的具体项目实施方案。
三、项目型实验教学的组织实施
为了确保项目型实验教学模式有效实施，其中重点应该加强管控项目实施过程的监管，尤其是注重对科学研究方法和实施能力的训练培养。为保证项目型实验教学模式的有效性，在具体实施的全过程中检查课题完成质量和进行综合测评，在固定的时间内召开以小组讨论为主题的会议，督促各个项目小组进行学术交流。在会议中重点与项目组成员讨论解决实验中遇到的具体问题，最后要求学生按照规定完成研究性报告，并且以类似学术汇报的方式参加答辩。
一般以班级为单位分成不同的项目小组，从中选出组长，担当项目小组的负责人，领导其他成员组织项目的实施、实验数据统计与分析以及研究性报告的撰写等。以小组团队协作方式进行，要充分体现学生的主动性，进行项目的自我管理、自我完善，保证项目完成的质量。项目型实验教学有别于传统实验教学，其教学的组织方式一般可采取两种模式：其一是在教学计划时间，由整个班级的学生在同一时间进行实验研究，只是不同组进行不同实验项目的研究；其二是不固定实验实施的时间，采用利用开放式实验室管理方法提供全天候的实验实施条件，这样让学生利用碎片时间进行实验。
这样的项目性实验教学模式类似于提前引入研究生培养的一些理念，使学生由知识的被动灌输者成为知识的主动建构者，主动参与实验全过程。可以使得学生在实验实施中参与项目立题、文献资料查询（开题）、准备实验（材料与设备准备等）、具体实施、结果分析、总结性报告撰写一系列过程，这样就类似于研究生毕业论文的全过程。让学生在一个较长时间段内处于一种专业科研的氛围之中，在学生满怀兴趣的探索过程中，学习了科研的方法，经历了科研的训练，培养了科学的精神，具备了基本的科研实验能力。
四、项目型实验考核评价方式
教学模式发生了改变，理所当然其考核的方式也应该发生相应的变化，才能真正评价其教学对于学生培养能力的效果。很多观点一般认为，目前高校的实验教学考查应该不要只限于对于学生完成实验报告的评阅，而是要重点关注学生的操作过程和分析与解决问题能力。具体考核方式主要从以下几个方面予以考核：其一是创新思维能力，具体表现在如何找到可以研究的项目型实验，这就要学生具有文献查阅、总结和归纳等能力。其二是实施项目能力，这是重点考察的地方和环节，要求学生具有较强的思维、动手及合作等能力。其三是要考虑学生的协作能力，首先在进行成绩评定时要求学生进行自评和互评相结合的方式，最后综合老师的成绩予以评定学生的实验成绩。最后，由参与项目实施管理的指导教师综合每个学生自评与互评的情况、平常表现等方面综合确定学生的成绩。
五、项目型实验教学模式的效果评价
从收回的150份调查问卷统计结果中看出，89.85%的学生认为有必要进行生物技术专业实验教学模式的改革；98.61%的学生认为实施的项目性教学模式培养了其科研项目思维能力，尤其是实施过程中的文献资料的查阅与分析，项目的选题与分析，调动了学习的兴趣和积极性，同时也提高了解决科学问题的能力和提出意见的信心；98.18%的学生认为提高了实践知识的学习效率，90.22%的学生认为通过自己主动设计项目与实施增强了学习主动性；85.82%的学生认为通过项目实施增强了所学知识的理论与实践联系的能力；97.59%的学生认为通过项目性试验教学增强了和同学之间交流，提高了项目实施与科技论文的写作水平。
总之，培养具有创新能力的高素质人才是高等院校的主要任务。对于生物技术专业实验教学的改革将不断进行，我们会认真总结这次教学改革的成果，吸取教训，采纳学生的中肯意见，更好地培养学生解决实际问题的创新能力，促进学生知识、能力、思维和素质全面发展。
参考文献：
[1]朱春玲，李梅，冯静，王君，陈玉金.基于培养创新型应用人才的实验教学改革[J].大学教育，2014，（12）：19-20.
[2]高进龙.综合性、设计性实验“三位一体”运行模式探讨[J].中国电力教育，2007，（09）：92-93.
[3]黄丹，刘芳.地方工科院校生物技术专业实验教学体系改革初探[J].四川理工学院学报：社会科学版，2007，（S1）：270-271.
[4]任大明，吕淑霞，张立军，阚国仕，陈贵，刘少霞.改革生物技术专业实验课教学模式的探索与实践[J].高等农业教育，2003，05：60-61.
【关键词】园艺植物 育种 教学方法 改革
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1006-9682（2012）10-0039-02
《园艺植物育种学》是高等农林院校园艺专业最主要的专业课程之一。它的任务是通过教学使学生掌握园艺植物育种学的原理和方法，着重培养学生根据园艺植物的发展方向，选择合适的育种途径实现育种目标，为园艺生产所需的优良品种提供保障。我校《园艺植物育种学》是1998年立项的石河子大学首批一类课程，目前为自治区精品课程。多年来，课程组为配合石河子大学本科教学质量和改革工程，紧紧把握时代步伐，本着知识传授、能力培养、素质教育相融，充分发挥学生与教师双主体作用的原则，在课程教学上进行了一些有益的尝试和探索，并取得了一定的成效。现归纳总结如下：
一、精选教学内容，设计多种教学形式，激发学生的学习兴趣。
我们对教学内容进行精选的原则是保留本课程最基本的概念、原理、方法与技术，摒弃陈旧落后的内容，使精选的教学内容在反映作物育种学的基本框架的同时更突出反映本学科最新的研究成果与发现。在各章尽可能补充近年来发展的新知识，包括新理论、新方法、新技术和新成果等。目前，生物技术在农业中的应用越来越广泛，如对于细胞工程育种、分子标记辅助育种、基因工程育种等也要安排一定的教学时数进行系统地介绍。
园艺植物育种学课程涵盖了果树育种、蔬菜育种和花卉育种的内容，专业辐射内容非常广泛。由此，本课程组采用增加授课教师人数，并由具有不同专长的教师授课的办法，有利于最新专业知识的补充，并克服了单个教师上课备课工作量大、专业知识面狭窄的困难。此外，对于部分章节增开教授专题，给学生补充最新的知识。本课程共拟订了新疆特色果树种质资源研究与利用、新疆加工番茄杂种优势育种、葡萄杂交育种研究、草莓细胞工程育种、甜瓜抗病育种研究、分子标记辅助育种6个教授专题，可根据教学的需要和教师的情况，从中选择开出3～5个，每个专题2～3学时。通过教授专题，使教学方式多样化，提高了学生的学习兴趣。
使用现代化的教学手段，可使抽象的理论具体化、形象化，便于学生理解和记忆，学生感知鲜明，印象深刻，就会学得快、记得牢。2001年课程组主讲教师向学校申请开始了CAI的教学立项研究，在课程教学中主要采用多媒体课件进行授课，充分利用多媒体手段引入动画和视频文件，将情景引入了课堂，案例由语言文字的描述变成了活生生的图像，使教学更直观、更生动，极大地激发了学生学习的兴趣。例如，当讲到不同的育种途径时，可以展示果树、蔬菜、花卉等的育种实例图片，可以化抽象为具体，吸引学生去看、去听，独立主动地接受信息。此外，鼓励学生自己制作课件进行比较，这样大大地激发了学生的学习兴趣，调动了学生学习的积极性，同时使教学效果和教学效率得到了进一步地提升。
二、以培养学生的自学能力为重点，加强课程讨论，充分发挥学生学习的主动性。
学生是教学活动的主体，能否激发学生的学习主动性、自觉性，调动他们内在的学习潜力，是教学活动成败的关键。能力体系为本位强调的是“学生自我学习”，教师在教学过程中，已不再是全部知识的灌输者，而是以组织者、管理者和指导者身份出现，学生掌握的各项新理论、新技能，是在教师的指导和启发下，学生独立完成的，在此过程中，学生有充分发挥的余地，自然会有意想不到的收获。如何引导学生在学习中大胆的提出疑问，如何鼓励学生通过多方面的思维来解决问题，是促进学生创新思维和创新能力提高的重要因素。
在教学中，我们改变以往“满堂灌”、“填鸭式”的教学方式，对于精选的内容，要求学生自学，教师适当加以指导。为了进一步调动学生自学的积极性，培养自学能力，还应鼓励学生撰写“小论文”，学生自己选定论文题目、查资料、设计方案，独立地进行探索、研究和总结。如学生所写的“生物技术的双重作用”、“生物技术与人类的未来”、“世界主要园艺植物的育种目标”等文章，既反映了现代园艺植物育种的新发展，又注入了自己独特的见解。特别是有些文章观点新颖、思路开阔、想象丰富、信息量大，将知识性和科幻性有机地融为一体。同时教师筛选优秀的读书报告，组织交流。首先由报告人介绍所写内容，再由老师和学生提问，报告人进行答辩。通过这种形式，教师和学生可以就某个问题进行探讨，学生可以了解育种学的不同研究方向与领域，拓宽知识面，口头表达能力和应变能力也能得到培养。通过这种活动，培养了学生收集、分析、组织信息与应用科技的能力，表达想法与解决问题的能力，形成一个由知识、能力、方法、应用、创新不断提高和完善的过程。
三、加强实践教学环节，使理论与实际相结合，培养学生的实践能力和创新能力。
由于育种学是一门实践性非常强的专业课，所以在掌握基本概念和理论的基础上，加强实践性教学环节就显得尤为重要。根据几年的教学体会并借鉴国内外的先进经验，我们认为首先应从增加实践性教学时数入手，改变现行的半年实习为全年实习。实践教学中坚持产、学、研相结合的思想，充分发挥“三个平台，两个空间”即实验、教学实习、毕业生产实习，室内与室外教学实践的作用，提高学生的实践动手能力，为后续课程的实施提供坚实的专业技能保障。为进一步开发学生智力，提高他们分析问题和解决问题的能力，我们在开设基础验证性实验课的基础上，对学生进行综合项目的训练。例如，设计了十字花科植物杂交育种、园艺植物引种计划的制定、无性繁殖园艺植物的有性杂交育种、有性繁殖园艺植物的育种计划等设计性实验。让学生自愿分组选择一种作物（大白菜、番茄、葡萄、草莓、苹果等）为育种对象，设计一个大型综合实验。21世纪是生物科学的世纪，生物技术发展异常迅猛，转基因技术在各个领域的应用较为广泛。通过生物技术育种一章的学习，使学生对相关理论有了感性认识，为了加深对所学知识的理解并培养学生的动手能力，我们特意开设了“生物技术育种方法”的综合性实验，内容包括：园艺植物基因组DNA的提取；琼脂糖凝胶电泳检测DNA技术；RAPD分子标记；农杆菌转化方法；园艺植物组织培养等。通过这一综合实验，使学生更好地理解了先进的生物技术——育种技术，并为今后将其应用于实践奠定了基础。
为了提升学生的科研能力，课程组的所有老师均积极组织、动员学生参加石河子大学大学生研究训练计划（SRP）项目，这些项目的立题均结合了教师所从事的育种学科研工作，如芸薹属杂交育种、新疆加工番茄的杂交育种、特色新疆果树优良营养系选育、特色资源引种、新疆特殊资源的分子育种等。这些SRP项目的开展使学生实实在在地走进了科学研究。
四、改革考试方法，科学评价学生学习效果。
专业课程的学习成绩与教学效果难以评定是一个多年未决的问题。理论教学内容的考核评分相对于实践教学内容的考核评分要客观些，但仍存在随意性，也没有一套完整、规范的考核评分体系，不同教师出题的范围与难度差异很大，考试成绩没有可比性，不能反映学生掌握理论知识的程度与分析问题、解决问题的能力及授课教师的教学效果。实践教学内容的考核评分随意性更大，多以学生参加实验课的次数及实验报告来评定学生的成绩，这不能反映学生掌握实验技能的程度及实际动手能力。
为此，课程组结合其他国内外院校的考评方案提出以下考核体系，即对学生成绩的考核应一改过去一份试卷定高低的简单方式。采取理论考试与现场操作和平时成绩（作业、实验实习报告）及课程论文相结合的考试制度。在评分上实行平时成绩占10%，实践成绩占20%，理论考试占70%，全面测试学生掌握作物育种有关知识的程度和应用能力，以反映和检验教学效果。考核过程中，经典内容用试题库考试评定成绩；进展内容用课程论文评定成绩；实践教学内容用参加实验课的次数、现场实践操作和实验报告综合来评分。平时作业要求学生在教学的各阶段自己查阅资料，写出专题报告或完成专门的课外作业，以考查学生独立分析问题和解决问题的实际能力。
参考文献
关键词 微生物；环境保护；作用原理；发展前景
中图分类号 Q939.99；X505 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）12-0177-02
Abstract Modern microbial technology plays a crucial role in environmental microbial detection and governance. In this paper，the application of microorganism in the fields of air pollution control，industrial waste water treatment，pesticide residues control and environmental purification was elaborated，its action principle and development prospects in environmental protection were expounded，so as to provide references for application and development of microorganism in environmental protection.
Key words microorganism；environmental protection；action principle；development prospects
微生物是指个体难以或无法用肉眼观察的一切微小生物的总称，包括细菌、病毒、真菌、少数藻类以及一些小型的原生生物[1]。微生物个体微小、种类繁多，涵盖了众多有益和有害的生物种类，由于其体积微小、体表面积大、吸收多、转化快、自身生长繁殖迅速，已经被广泛应用于食品安全、医药医学、工农业、环境保护等诸多领域[2]。
由于现代科学技术发展迅猛，人民生活水平快速提高，各个领域间的技术发展也是飞奔猛进，人们在生产、生活中对化工产品的需求量越来越大，但是随之而来的环境问题却一直困扰着人们。
目前，我国的环境保护工作进入“以环境优化促进经济增长”[3]的阶段，而利用微生物进行环境治理是便捷、高效、无污染的措施。随着科学技术的发展，微生物技术的优势已经越来越明显，利用微生物进行环境治理已经不断深入和完善。实践表明，微生物技术将成为环境保护的重要手段。各国都在大力研发微生物技术，今后微生物技术在环境保护领域中将占据更高的市场。
1 微生物在大气污染治理中的应用
随着工业的迅速发展，人口激增，进而带来的是一系列的大气污染问题，从而引起各种危害，如臭氧层被破坏、酸雨发生越发频繁、温室效应等。F主要从4个方面介绍微生物在大气污染治理中的应用，包括NOx的微生物净化技术、微生物烟气脱硫技术、微生物除臭技术、二氧化碳的微生物固定技术[4]。
1.1 NOx的微生物净化技术
NOx的微生物净化技术原理是利用脱氮菌在外加氮源的环境下，将大气中有害气体NOx还原成无害气体N2，在进行还原的同时，脱氮菌利用NOx作为氮源营养物质进行自身增殖，如此循环还原，从而达到多次净化的作用[5]。爱德荷国家工程的实验室研究人员利用脱氮菌进行脱氮，已经将氮净化率提高到99%[6]。该方法能有效去除废气中的NOx，因其工艺流程简单、能源消耗低、净化效率高、无二次污染、能进行循环利用等优点，可以推广用于其他工业有害气体的治理，从而达到有害气体的再利用。现在，各国的科学家正在研究将NOx的微生物净化技术与细胞固定化技术相结合，从而寻找对有害气体NOx进行净化的更便捷、易操作的方法。
1.2 微生物烟气脱硫技术
现阶段，对烟气中的SOx、H2S的治理有2个方法：一种方法是利用化学反应原理，将SOx、H2S转变成H2SO4；另一种方法便是利用氧化亚铁硫杆菌的特性，吸收大气污染中的SOx，同时利用吸收液中的微生物使Fe2+和Fe3+进行相互转化。由于Fe3+具有较强的氧化性，是良好的氧化剂，所以Fe3+的浓度越高，氧化性越强，脱硫的速度也就越快[7]。同时，反应生成的Fe2+又可以作为氧化亚铁硫杆菌的营养源物质，转化成产物Fe3+，再次加快SO2的消化、吸收。研究表明，现在的氧化亚铁硫杆菌的脱硫率已经达到95%以上[8]，并且脱硫技术可以运用于煤炭中硫的去除、工业硫化氢气体的净化。
1.3 微生物除臭技术
由于工业气体污染包含多种污染成分，其中还夹杂着部分固体颗粒，产生臭气，故科学家研究出微生物除臭技术，用于处理工业污染引起的臭气。微生物除臭技术[9]是先将臭气溶于水中，然后运用微生物的体表面积大、细胞膜和细胞壁可以吸附溶于水中的臭气的特性，将臭气分解为可溶性物质，使工业污染中的臭气被消除；同时，微生物利用臭气中的成分作为自己的营养物质，进行自身的生长繁殖，增加了微生物的数量，加快除臭环节的进行。此技术净化效率高、成本低，是可以推行的工业除臭技术。德国、荷兰等国家已经开发了生物臭气处理装置，除臭效率可达1万～15万m3/h[10]。
1.4 二氧化碳的微生物固定技术
二氧化碳污染是最常见的气体污染，可利用物理、化学技术进行去除，但微生物的各种条件更为优越，能在进行污染物治理的同时实现自身的生长繁殖，故使用微生物进行碳的固定，产生许多有利的物质，如有机酸、多糖、维生素、氨基酸等。常见的固碳微生物有螺旋藻、小球藻、真养产碱杆菌等进行固定作用，分解二氧化碳[11]。
2 微生物在工业废水处理中的应用
微生物对工业废水进行处理的方法是利用其生化反应，通过酶催化对工业废水起到转移和转化作用，从而使工业废水得到净化、循环利用。微生物技术处理工业废水主要是进行有机物的降解、重金属离子的处理及其他物质的除杂。
2.1 废水中有机物的降解
微生物降解污水中的有机物是利用微生物的新陈代谢过程中需要进行物质间的吸收利用，产生容易分解的代谢物，周而复始，使污水中的有机物被分解完全[12]。
20世纪70年代微生物絮凝剂已经问世，其来源为微生物，来源广泛，安全性高，是自然的新型水处理剂[13]，现已经应用于高浓度、难治理的农药废水中。高效微生物的研究应用是解决农药废水实现高效、快捷处理的关键[14]，可以利用EM菌、小球绿藻、芽孢杆菌等对农药残留的有机磷、硫等物质进行消化吸收。经过科学家们的研究，降解率已经从72.3%[15]升高至99.7%[16]，同时，中国科学院与中国科学院武汉病毒研究所从污泥中分离出假单细胞，其在18 h内能将1 000 mg/L甲胺磷降解75%左右[17]。
2.2 含重金属离子的处理
微生物治理重金属离子主要是靠真菌，由于真菌生长速度快、菌丝绵长、附着力强，利用静电吸附作用和霉菌体内的催化转化作用及络合作用，使重金属被吸附消化[18]，而且微生物的代谢产物可以自行分解，具有成本低、效率高的优势。近年来有研究表明，已经利用微生物从废水中分离、净化、回收铜、汞、铬等重金属，多次净化率高达99.9%[19]。
另外，1998年Kuhn[20]利用海藻酸钠固定生支动胶菌除去溶液中95.9%的Cd2+。至此，科学家开始利用各种生物技术与现代科技技术相互结合，除去了废水中99%的重金属离子，实现了废水再利用，达到了净化水质的效果。
2.3 废水中其他物质的去除
废水中除了有机杂质、重金属外，还有其他有色颗粒存在。目前，对有色废水的处理是采用微生物絮凝剂进行脱色，该处理剂是利用生物分解性，将细菌、真菌等微生物发酵、提取、精制而成。研究表明，它克服了无机高分子和合成有机高分子絮凝剂本身固有的缺陷，现在已经研发了微生物絮凝剂NOC-1对发酵后的有色废水、造纸碱性黑液等进行脱色，发现其脱色效果显著，可使废水变为清澈、透明[21]。
3 微生物在环境净化中的应用
19世纪末，经济日益增长，环境问题越发严重，随着微生物治理方法的出现，标志着人类利用微生物进行环境保护的工程开始，经过上百年的研究，微生物已经在治理环境中被广泛应用。
3.1 废弃物的降解、转化
微生物由于代谢类型的多样化，几乎能降解环境中的各种天然物质，尤其是有机化合物。现在国内外已经普遍采用微生物技术降解转化石油、农药、重金属、多氯联苯（PCB）等未能被利用的污染物。大量研究发现，采用红色诺卡氏菌与酿酒酵母结合，能够完全降解毒性极其稳定的多氯联苯[23]。日本环境科学与民间企业共同研究发现一种可以分解PCB的微生物，分解率可达64.5%[24]。中国科学院微生物研究所筛选出高效降解RDX的棒状杆菌、降解TNT的芽孢杆菌，其降解率高达90%以上。故微生物是现代工业发展的坚强后盾。
3.2 环境监控
微生物无处不在，现在已经利用微生物的特性进行环境监控：用粪便污染指示菌（大肠杆菌、克雷伯氏菌）检测水质[25]；用鼠伤寒沙门氏菌检验物质的突变性及致癌性[26]；用荧光细菌的灵敏性快速检测环境中的毒物[27]。
3.3 固体废物堆肥处理
固体废物中水分充足，营养物质充分，有大量的微生物群存在，在一定温度下，只要有适宜的条件，微生物便会大量繁殖，并进行生物分解，从而引发堆肥发酵，发酵后的堆肥可以为作物提供生长所需的养分。最近研究发现，白腐真菌对含苯的有毒物质具有很强的耐受、降解能力，有利于进行堆肥的处理[27]。
3.4 活性污垢处理废水
活性污垢是指经过人工培养，含有有机物和细菌的污水，经过微生物的不断生长代谢，产生絮状、有很强吸附能力的微生物团。活性污垢适用于工业废水、造纸、合成纤维废水等的处理，可实现废水净化与循环利用，从而提高物质的再利用率[28]。
4 微生物在其他污染治理中的应用
微生物除了应用于大气、废水的污染治理外，还可以应用于其他方面的治理，例如生活垃圾、农药、土壤等处理。生活垃圾主要是白色污染，这需要运用微生物的分解原理，对塑料袋进行分解；农药残留主要是多余的有机磷、硫，引起藻类的疯狂增长，而导致赤潮、蓝藻水华等危害，近年发现可以利用EM菌抑制蓝藻的生长，同时控制水中氮的含量；土壤中微生物的利用方面，主要是利用根瘤菌起到固氮的作用，将空气中的氮转化为植物光合作用所需的物质，从而进行生命的正常活动；后期，开始利用嗜热及嗜温细菌、硝化细菌、蛋白及果胶水解微生物、固氮微生物和纤维素分解微生物对固体废物进行堆肥处理，让微生物快速分解并进行自身的生长，从而提高土壤肥力，利于作物生长[22]。
5 微生物在环境保护中的发展趋势
随着科学的发展，人类越来越重视环境保护，微生物环境保护的作用越来越重要，其体现的经济效益、环境效益引发企业、科学界的关注。微生物在环境保护中的发展呈现以下发展趋势。
5.1 综合利用
为使物质资源得到充分利用并减少能源消耗，微生物污染治理趋向综合利用。根据各微生物的固有特性，如微生物菌体、微生物体内酶等将生活垃圾、固体废弃物制成沼气池发电，产生能源供人类使用。当前的微生物技术已经日趋成熟，由于其经济高、投资少、重利用率高的优点，已经成为各个发达国家青睐的城市垃圾处理途径。目前，世界各国有200多座垃圾沼气田处于运营阶段，不仅收获了电力资源，还获取了肥力资源。
5.2 从治理到预防
早期工农业因追求经济效益而忽略环境治理，现在世界各国已经高度重视环境保护，正在研发各种环境保护技术措施，同时时刻关注重要的世界性环境问题，采取相应的方法防患于未然。微生物环保技术是首选的环境治理方案。现阶段各国正在研发微生物农药用以代替化学农药，从而减少化学农药带来的污染，如分解快、毒性低的微生物杀虫剂等。
5.3 完善微生物环境保护技术
目前，对微生物技术的研究都应放在基础研究与应用相结合上，大规模推广微生物技术，构建生物反应器，优化运行条件，研究新方法，高效地进行环境保护与污染治理。
5.4 开发微生物资源
微生物具有种类繁多、资源丰富、繁殖快、生存条件要求低的特点，根据现阶段国际社会对微生物的重视情况，各国应该继续开发微生物资源，使其应用于更多的领域。继续寻找新物种，如耐热性菌、抗耐性强的菌种、在特殊环境下仍可以生存的菌落，使之更多地用在环境保护上。同时，由于微生物结构简单，可以从分子水平对微生物进行深入研究，运用基因工程及生物技术，让微生物技术更好地服务于人类[29]。
6 结语
综上所述，微生物在环境治理过程中起着重要的作用，应该对微生物进行更深入的研究，将其可利用率提高到最大化。目前，我国的微生物应用已经取得很大的成功，然而进一步的研究仍需要科技、经济的持续投入。大力开展以微生物技术为主体的环境保护技术研究，将推进微生物技术在环境保护中的应用，通过微生物技术的不断发展，满足国内需求，并占领国外市场。
7 参考文献
[1] 张小凡，周伟丽，王志平，等.环境微生物学教学改革与学生创新能力的培养[J].微生物学通报，2014（4）：748-752.
[2] 周德庆.微生物学教程[M].北京：高等教育出版社，2013.
[3] 周生贤.加快推进历史性转变努力开创环境保护工作新局面在2006年全国环保厅局长会议上的讲话[J].环境保护，2006（9）：4-15.
[4] 刘岑岑.环境微生物工程在大气污染物治理中的应用[J].安徽农学通报，2009，15（22）：34-35.
[5] 毕列锋，李旭东.微生物法净化含NOx废气[J].环境工程，1998，16（3）：37-39.
[6] LIMBERGEN HV.Bioaugmentioninalctivatesludge：cur-Rentfeatures and futureeperspectives[J].Apple Microbiol Biotechnel，1998，50（1）：16-23.
[7] 魏在山，孙佩石，黄岩华.生化法净化工业有机废气的研究[J].环境科学动态，2001（1）：21-23.
[8] 耿绍宇，李红霞.臭气污染的有效控制[J].山西建筑，2004，30（1）：126-127.
[9] POMEROV R D.12ee odrizing of Gas StfCams by the Use of Microbial Growths[P].US Peter：2793096.
[10] 王庆峰.中高硫煤浮选脱硫脱灰试验研究[D].青岛：青岛理工大学，2013.
[11] 王建龙，文湘华.现代环境生物技术[M].北京：清华大学出版社，2001：280-285.
[12] 于忠民.污水生物处理应用微生物研究与进展[J].污染防治技术，1998，11（4）：246.
[13] 况金蓉，龚文琪.微生物絮凝剂在石化废水处理中的应用[J].武汉理工大学学报，2002，24（8）：38-40.
[14] 林齐.工业综合废水深度处理与污水厂工艺升级改造研究[D].北京：北京工业大学，2011.
[15] 张本兰.有机磷农药（乐果）生产废水的生化处理新技术[J].环境科学进展，1994，2（2）：12-17.
[16] 裴亮，张体彬，赵楠，等.有机磷农药降解方法及应用研究新进展[J].环境工程，2011（增刊1）：273-277.
[17] HUNG C J.Adsorption C haracterristics of VariousHeavy Metals on Fungal Surface[D].Newark，USA：The University of Delaware，1990.
[18] 吴乾著，李福德.微生物治理电镀废水的研究[J].环境科学，1997，18（5）：47-50.
[19] 孙鹏轩.微生物絮凝剂的研究进展及应用现状[J].环境保护与循环经济，2013（1）：53-55.
[20] 陈玉成.污染环境生物修复工程[M].北京：化学工业出版社，2003：17-30.
[21] 陈锋，柯振东，周建平，等.复合菌剂治理磁湖富营养化的研究[J].环境科学与技术，2007，30（5）：29-33.
[22] 姜琪.微生物在环境保护中的应用及前景[J].农业信息化，2011（7）：120-121.
[23] 黄文伟.红色诺卡氏菌发酵罐工艺及其抗肿瘤药理学进一步研究[D].福州：福建师范大学，2015.
[24] VARGA A.The OMNET++ discrete event simulation system[D].Esm′，2001.
[25] 韩小姣，黄正.自来水消毒对内毒素及微生物处理效果分析[J].中公共卫生，2016（2）：215-217.
[26] 张增峰.上海市临床鼠伤寒沙门氏菌耐药性和食品载体溯源研究[D].杨凌：西北农林科技大学，2016.
[27] 叶建斌，孟芹，刘世友，等.发光细菌毒性检测应用方面的若干研究[C]//第十五次全国环境微生物学学术研讨会论文集.大连：中国微生物学会，2012.
为了适应这种快速发展的形势,美国、日本、澳大利亚等发达国家先后制定了国家发展计划,把海洋生物技术研究确定为21世纪优先发展领域。1996年,中国也不失时机地将海洋生物技术纳入国家高技术研究发展计划(863计划),为今后的发展打下了基础。不言而喻,迄今海洋生物技术不仅成为海洋科学与生物技术交叉发展起来的全新研究领域,同时,也是21世纪世界各国科学技术发展的重要内容并将显示出强劲的发展势头和巨大应用潜力。
1.发展特点
表1和表2列出的资料大体反映了当前海洋生物技术研究发展的主要特点。
1.1加强基础生物学研究是促进海洋生物技术研究发展的重要基石
海洋生物技术涉及到海洋生物的分子生物学、细胞生物学、发育生物学、生殖生物学、遗传学、生物化学、微生物学,乃至生物多样性和海洋生态学等广泛内容,为了使其发展有一个坚实的基础,研究者非常重视相关的基础研究。在《IMBC 2000》会议期间,当本文作者询问一位资深的与会者:本次会议的主要进步是什么?他毫不犹豫的回答:分子生物学水平的研究成果增多了。事实确实如此。近期的研究成果统计表明,海洋生物技术的基础研究更侧重于分子水平的研究,如基因表达、分子克隆、基因组学、分子标记、海洋生物分子、物质活性及其化合物等。这些具有导向性的基础研究,对今后的发展将有重要影。
1.2推动传统产业是海洋生物技术应用的主要方面
目前,应用海洋生物技术推动海洋产业发展主要聚焦在水产养殖和海洋天然产物开发两个方面,这也是海洋生物技术研究发展势头强劲。充满活力的原因所在。在水产养殖方面,提高重要养殖种类的繁殖、发育、生长和健康状况,特别是在培育品种的优良性状、提高抗病能力方面已取得令人鼓舞的进步,如转生长激素基因鱼的培育、贝类多倍体育苗、鱼类和甲壳类性别控制、疾病检测与防治、DNA疫苗和营养增强等;在海洋天然产物开发方面,利用生物技术的最新原理和方法开发分离海洋生物的活性物质、测定分子组成和结构及生物合成方式、检验生物活性等,已明显地促进了海洋新药、酶、高分子材料、诊断试剂等新一代生物制品和化学品的产业化开发。
表1 近期IMBC大会研讨的主要内容
表2 近期IMBC大会和《Marine Biotechnology》学报论文统计表
1.3保证海洋环境可持续利用是海洋生物技术研究应用的另一个重要方面
利用生物技术保护海洋环境、治理污染,使海洋生态系统生物生产过程更加有效是一个相对比较新的应用发展领域,因此,无论是从技术开发,还是产业发展的角度看,它都有巨大的潜力有待挖掘出来。目前已涉及到的研究主要包括生物修复(如生物降解和富集、固定有毒物质技术等)、防生物附着、生态毒理、环境适应和共生等。有关国家把“生物修复”作为海洋生态环境保护及其产业可持续发展的重要生物工程手段,美国和加拿大联合制定了海洋环境生物修复计划,推动该技术的应用与发展。
1.4与海洋生物技术发展有关的海洋政策始终是公众关注的问题
其中海洋生物技术的发展策略、海洋生物技术的专利保护、海洋生物技术对水产养殖发展的重要性、转基因种类的安全性及控制问题、海洋生物技术与生物多样性关系以及海洋环境保护等方面的政策、法规的制定与实施倍受关注。
2. 重点发展领域
当前,国际海洋生物技术的重点研究发展领域主要包括如下几个方面:
2.1发育与生殖生物学基础
弄清海洋生物胚胎发育、变态、成熟及繁殖各个环节的生理过程及其分子调控机理,不仅对于阐明海洋生物生长、发育与生殖的分子调控规律具有重要科学意义,而且对于应用生物技术手段,促进某种生物的生长发育及调控其生殖活动,提高水产养殖的质量和产量具有重要应用价值。因此,这方面的研究是近年来海洋生物技术领域的研究重点之一。主要包括:生长激素、生长因子、甲状腺激素受体、促性腺激素、促性腺激素释放激素、生长一催乳激素、渗透压调节激素、生殖抑制因子、卵母细胞最后成熟诱导因子、性别决定因子和性别特异基因等激素和调节因子的基因鉴定、克隆及表达分析,以及鱼类胚胎于细胞培养及定向分化等。
2.2基因组学与基因转移
随着全球性基因组计划尤其是人类基因组计划的实施,各种生物
的结构基因组和功能基因组研究成为生命科学的重点研究内容,海洋生物的基因组研究,特别是功能基因组学研究自然成为海洋生物学工作者研究的新热点。目前的研究重点是对有代表性的海洋生物(包括鱼、虾、贝及病原微生物和病毒)基因组进行全序列测定,同时进行特定功能基因,如药物基因、酶基因、激素多肽基因、抗病基因和耐盐基因等的克隆和功能分析。在此基础上,基因转移作为海洋生物遗传改良、培育快速生长和抗逆优良品种的有效技术手段,已成为该领域应用技术研究发展的重点。近几年研究重点集中在目标基因筛选,如抗病基因、胰岛素样生长因子基因及绿色荧光蛋白基因等作为目标基因;大批量、高效转基因方法也是基因转移研究的重点方面,除传统的显微注射法、基因枪法和携带法外,目前已发展了逆转录病毒介导法,电穿孔法,转座子介导法及胚胎细胞介导法等。 2.3病原生物学与免疫
随着海洋环境逐渐恶化和海水养殖的规模化发展,病害问题已成为制约世界海水养殖业发展的瓶颈因子之一。开展病原生物(如细菌、病毒等)致病机理、传播途径及其与宿主之间相互作用的研究,是研制有效防治技术的基础;同时,开展海水养殖生物分子免疫学和免疫遗传学的研究,弄清海水鱼、虾、贝类的免疫机制对于培育抗病养殖品种、有效防治养殖病害的发生具有重要意义。因此,病原生物学与免疫已成为当前海洋生物技术的重点研究领域之一,重点是病原微生物致病相关基因、海洋生物抗病相关基因的筛选、克隆,海洋无脊椎动物细胞系的建立、海洋生物免疫机制的探讨、DNA疫苗研制等。
2.4生物活性及其产物
海洋生物活性物质的分离与利用是当今海洋生物技术的又一研究热点。现人研究表明,各种海洋生物中都广泛存在独特的化合物,用来保护自己生存于海洋中。来自不同海洋生物的活性物质在生物医学及疾病防治上显示出巨大的应用潜力,如海绵是分离天然药物的重要资源。另外,有一些海洋微生物具有耐高温或低温、耐高压、耐高盐和财低营养的功能,研究开发利用这些具特殊功能的海洋极端生物可能获得陆地上无法得到的新的天然产物,因而,对极端生物研究也成为近年来海洋生物技术研究的重点方面。这一领域的研究重点包括抗肿瘤药物、工业酶及其它特殊用途酶类、极端微生物定功能基因的筛选、抗微生物活性物质、抗生殖药物、免疫增强物质、抗氧化剂及产业化生产等。
2.5海洋环境生物技术
该领域的研究重点是海洋生物修复技术的开发与应用。生物修复技术是比生物降解含义更为广泛,又以生物降解为重点的海洋环境生物技术。其方法包括利用活有机体、或其制作产品降解污染物,减少毒性或转化为无毒产品,富集和固定有毒物质(包括重金属等),大尺度的生物修复还包括生态系统中的生态调控等。应用领域包括水产规模化养殖和工厂化养殖、石油污染、重金属污染、城市排污以及海洋其他废物(水)处理等。目前,微生物对环境反应的动力学机制、降解过程的生化机理、生物传感器、海洋微生物之间以及与其它生物之间的共生关系和互利机制,抗附着物质的分离纯化等是该领域的重要研究内容。
3.前沿领域的最新研究进展
3.1发育与生殖调控
应用GIH(性腺抑制激素)和GSH(性腺刺激激素)等激素调控甲壳类动物成熟和繁殖的技术[1],研究了甲状腺激素在金绍生长和发育中的调控作用,发现甲状腺激素受体mRNA水平在大脑中最高,在肌肉中最低,而在肝、肾和鳃中表达水平中等,表明甲状腺素受体在成体金银脑中起着重要作用[1],对海鞘的同源框(Homeobox)基因进行了鉴定,分离到30个同源框基因[1],建立了青鳉的同源框(Homeobox)基因[1],建立了青鳉胚胎干细胞系并通过细胞移植获得了嵌合体青鳉[1],建立了虹鳟原始生殖细胞培养物并分离出Vasa基因[2],进行斑节对虾生殖抑制激素的分离与鉴定[2],应用受体介导法筛选GnRH类似物,用于鱼类繁殖[2],建立了海绵细胞培养技术,用于进行药物筛选[2],建立了将海胆胚胎作为研究基因表达的模式系统[2],通过基因转移开展了海胆胚胎工程的研究[2],研究了人葡糖转移酶和大鼠已糖激酶cDNA在虹鳟胚胎中的表达[3],建立了通过细胞周期蛋白依赖的激酶活性测定海水鱼苗细胞增殖速率的方法[3],研究了几丁质酶基因在斑节对虾蜕皮过程中的表达[4],从海参分离出同源框基因,并进行了序列的测定[4]。
3.2功能基因克隆
建立了牙鲆肝脏和脾脏mRN A的表达序列标志,从深海一种耐压细菌中分离到压力调节的操纵子,从大西洋鲑分离到雌激素受体和甲状腺素受体基因,从挪威对虾中分离到性腺抑制激素基因[1];将DNA微阵列技术在海绵细胞培养上进行了应用,构建了班节对虾遗传连锁图谱,建立了海洋红藻EST,从海星卵母细胞中分离出成熟蛋白酶体的催化亚基,初步表明硬骨头鱼类IGF-I原E一肽具有抗肿瘤作用[2];构建了海洋酵母De—baryomyces hansenii的质粒载体,从鲤鱼血清中分离纯化出蛋白酶抑制剂,从兰蟹血细胞中分离到一种抗菌肽样物质,从红鲍分离到一种肌动蛋白启动子,发现依赖于细胞周期的激酶活性可用作海洋鱼类苗种细胞增殖的标记,克隆和定序了鳗鱼细胞色素P4501A cD-NA,通过基因转移方法分析了鳗细胞色素P450IAI基因的启动子区域,分离和克隆了鳗细胞色素P450IAI基因,建立了适宜于沟绍遗传作图的多态性EST标记,构建了黄盖鲽EST数据库并鉴定出了一些新基因,建立了班节对虾一些组织特异的EST标志,从经Hirame Rhabdovirus病毒感染的牙鲆淋巴细胞 EST中分离出596个 cDNA克隆[3];用PCR方法克隆出一种自体受精雌雄同体鱼类的?一肌动蛋白基因,从金鲷cDNA文库中分离出多肽延伸因子EF-2CDNA克隆,在湖鳟基因组中发现了TC1样转座子元件[4];鉴定和克隆出的基因包括:南美白对虾抗菌肽基因、牡蛎变应原(allergen)基因、大西洋鳗和大西洋鲑抗体基因、虹鳟Vasa基因、青鳉P53基因组基因、双鞭毛藻类真核启始因子5A基因、条纹鲈GtH(促性腺激素)受体cDNA、鲍肌动蛋白基因、蓝细菌丙酮酸激酶基因、鲤鱼视紫红质基因调节系列以及牙鲆溶菌酶基因等[1—4]。
3.3基因转移
分离克隆了大马哈鱼IGF基因及其启动子,并构建了大马哈鱼IGF(胰岛素样生长因子)基因表达载体[1]。通过核定位信号因子提高了外源基因转移到斑马鱼卵的整合率[1],建立了快速生长的转基因罗非鱼品系并进行了安全性评价;对转基因罗非鱼进行了三倍体诱导,发现三倍体转基因罗非鱼尽管生长不如转基因二倍体快,但优于未转基因的二倍体鱼,同时,转基因三倍体雌鱼是完全不育的,因而具有推广价值[2];研究了超声处理促进外源DNA与金鲷结合的技术方法,将GFP作为细胞和生物中转基因表达的指示剂;表明转基因沟鲶比对照组生长快33%,且转基因鱼逃避敌害的能力较差,因而可以释放到自然界中,而不会对生态环境造成大的危害[3];应用GFP作为遗传标记研究了斑马鱼转基因的条件优化和表达效率[3];在抗病基因工程育种方面,构建了海洋生物抗菌肽及溶菌酶基因表达载体并进行了基因转移实验[2];在转基因研究的种类上,目前已从经济养殖鱼类逐步扩展到养殖虾、贝类及某些观赏鱼类[2.3]。通过基因枪法将外源基因转到虹鳟肌肉中获得了稳定表达[4]。
3.4分子标记技术与遗传多样性
研究了将鱼类基因内含子作为遗传多样性评价指标的可行性,应用SSCP和定序的方法研究了大西洋和地中海几种海洋生物的遗传多样性[1]。研究了南美白对虾消化酶基因的多态性[1];利用寄生性原生动
物和有毒甲藻基因组DNA的间隔区序列作标记检测环境水体中这些病原生物的污染程度,应用18S和5.8 S核糖体RNA基因之间的第一个内部间隔区(ITC—1)序列作标记进行甲壳类生物种间和种内遗传多样性研究[2];研究了斑节对虾三个种群的线粒体DNA多态性,用PCR技术鉴定了夏威夷苗的种类特异性。通过测定内含子序列揭示了南美白对虾的种内遗传多样性,采用同功酶、微卫星DNA及RAPD标记对褐鳟不同种群的遗传变异进行了评价,在平鱼鉴定并分离出12种微卫星DNA,在美国加州鱿鱼上发现了高度可变的微卫星DNA[3];弄清了一种深水鱼类线粒体基因组的结构,并发现了硬骨鱼类 tRNA基因重组的首个实例,测定了具有重要商业价值的海水轮虫的卫星DNA序列,用RAPD技术在大鲮鲆和鳎鱼筛选到微卫星重复片段,从多毛环节动物上分离出高度多态性的微卫星DNA,用RAPD技术研究了泰国东部泥蟹的遗传多样性[3];用AFLP方法分析了母性遗传物质在雌核发育条纹鲈基因组中的贡献[4]。 3.5 DNA疫苗及疾病防治
构建了抗鱼类坏死病毒的 DNA疫苗[1];开展了虹鳟IHNV DNA疫苗构建及防病的研究,表明用编码IHNV糖蛋白基因的DNA疫苗免疫虹鳟,诱导了非特异性免疫保护反应,证明DNA免疫途径在鱼类上的可行性,从虹鳟细胞系中鉴定出经干扰素可诱导的蛋白激酶[2];建立了养殖对虾病毒病原检测的ELISA试剂盒,用PCR等分子生物学技术鉴定了虾类的病毒性病原,将鱼类的非特异性免疫指标用于海洋环境监控,研究了抗病基因转移提高鲷科鱼类抗病力的可行性,研究了蛤类唾液酸凝集素的抗菌防御反映[2];研究了一种海洋生物多糖及其衍生物的抗病毒活性[3];建立了测定牡蛎病原的PCR—ELISA方法[3];研究了Latrunculin B毒素在红海绵体内的免疫定位[4]。
3.6生物活性物质
从海藻中分离出新的抗氧化剂[1],建立了大量生产生物活性化合物的海藻细胞和组织培养技术,建立了通过海绵细胞体外培养制备抗肿瘤化合物的方法[1];从不同生物(如对虾和细菌)中鉴定分离出抗微生物肽及其基因,从鱼类水解产物中分离出可用作微生物生长底物的活性物质,海洋生物中存在的抗附着活性物质,用血管生成抑制剂作为抗受孕剂,从蟹和虾体内提取免疫激活剂,从海洋藻类和蓝细菌中纯化光细菌致死化合物,海星抽提物在小鼠上表现出批精细胞形成的作用,从海洋植物Zostera marina分离出一种无毒的抗附着活性化合物,从海绵和海鞘抽提物分离出抗肿瘤化合物,开发了珊瑚变态天然诱导剂,从海胆中分离出一种抗氧化的新药,在海洋双鞭毛藻类植物中鉴定出长碳链高度不饱和脂肪酸(C28),表明海洋真菌是分离抗微生物肽等生物活性化合物的理想来源[2];发现海洋假单胞杆菌的硫酸多糖及其衍生物具有抗病毒活性,从硬壳蛤分离出谷光甘肽一S一转移酶,从鲤血清中分离出丝氨酸蛋白酶抑制剂,从海绵中分离出氨激脯氨酸二肽酶,从一种珊瑚分离出具DNA酶样活性的物质,建立了开放式海绵养殖系统,为生物活性物质的大量制备提供了充足的海绵原料[3];从虾肌水解产物中分离到抗氧化肽物质[4];从一? 趾Q笙妇?蟹掷氪炕?鲮一乙酸葡糖胺一6一磷酸脱乙酸酶[4]。
3.7生物修复、极端微生物及防附着
研究了转重金属硫蛋白基因藻类对海水环境中重金属的吸附能力,表明明显大于野生藻类[1],研究了石油降解微生物在修复被石油污染的海水环境上的可疗性及应用潜力[1];研究了海洋磁细菌在去除和回收海水环境中重金属上的应用潜力[1];用Bacillus清除养鱼场污水中的氮,用分子技术筛选作为海水养殖饵料的微藻,开发了六价铬在生物修复上的应用潜力,分离出耐冷的癸烷降解细菌,研究了海洋环境中多芳香化烃的微生物降解技术[2];从噬盐细菌分离出渗透压调节基因,并生产了重组Ectoine(渗透压调节因子),从2650米的深海分离到一种耐高温的细菌,这种细菌可用来分离耐高温和热稳定的酶,在耐高温的archaea发现了D型氨基酸和无氧氨酸消旋酶,测定了3种海洋火球菌的基因组DNA序列,借助于CROSS/BLAST分析进行了特定功能基因的筛选,从海底沉积物、海水和北冰洋收集了1000多种噬冷细菌,并从这些细菌中分离到多种冷适应的酶[2];建立了一种测定藤壶附着诱导物质的简单方法,研究了Chlorophyta和共生细菌之间附着所必需的形态上相互作用,研究了珊瑚抗附着物质(dterpene)类似物的抗附着和麻醉作用[3];分析了海岸环境中污着的起始过程,并对沉积物和附着物的影响进行了检测[4]。
4.展望与建议
购物车(0)