發布時間：2022-05-24 09:23:15
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇植物生物技術論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
1生物技術在防治中的應用
在研究生物技術的工作中，其中有項工程叫作基因工程，它的應用也十分重要，在防治植物病蟲害的過程中應用基因工程主要包括CP基因、RP基因和Sat-RNA等。植物在生長中對病害不是完全主動免疫的，而是需要適當的媒介進行誘導，那么這個起誘導作用的媒介就是CP基因，它能夠有效的增強植物對病蟲害的抵御能力。CP基因的應用能夠有效的減少植物在生長過程中可能會出現的病害，它能增強植物在生長中對病害的免疫功能。RP基因是可以對病毒進行復制的復制酶基因，病害為了能夠對植物產生影響，需要不斷的組合，而復制酶則是利用編碼對病毒進行一個新的組合，統稱為“聚合酶”。它能夠快速的融合病毒的DNA，并且能夠補全植物在生長中所缺失的復制酶基因，因此，病毒復制能出來就會受到影響，使病毒能夠不影響到植物的生長。Sat-RNA是一種低分子，它需要在植物生長中產生了病毒才能實現復制，植物生長中沒產生病毒使其不能實現復制，它在復制的過程中會影響病毒之間的復制，從而降低病毒成長率。Sat-RNA在防治植物病蟲害的過程中具有一定的積極作用，研究中應當給予重視。
2生物技術在防治蟲害中的應用分析
生物需要維持正常的新陳代謝就需要含有一定的基因，而蛋白酶抑制劑則是大多數生物體會含有的一種基因，它能夠有效的抵御外界各種蛋白水解酶，因此，蛋白酶抑制劑能有較好的能力防治生物體內造成的破壞。近幾年來，國家科學技術不斷提高，生物技術也隨之快速發展，使得更多的學者和研究人員對蛋白酶抑制劑研究越來越廣，尤其是在抵御病蟲害這方面做得更加的突出。在生物的正常情況下，蛋白酶抑制劑能夠有效的破壞病蟲體內的氨基酸，從而使得病蟲因缺少氨基酸而無法進行正常的生長和生活，直至病蟲死亡。這種殺死病蟲害的方式已經得到廣泛的使用。它能夠有效保障農作物的生長，提高農作物抵御病害的能力。
3生物技術在防治草害中的應用分析
植物自身抵抗除草劑的能力很低下，但是生物技術能夠將對除草劑具有良好抗性的基因轉移到植物中，這樣使植物能夠更好的生長。這些對除草劑有良好抗性的基因中包括上面所介紹的酶基因，能夠有效的分解除草劑，通過這些基因之間的作用來達到抗草害的作用。生物技術的應用能夠有效的殺死草害，使得植物能夠健康成長。如今，科學技術的不斷進步，也使得人們對環保的意識也不斷增加，因此，在生物技術的研究中應當更注重對環境的保護，不能一味的研究而忽略環保。
4依靠生物技術培養出抗病、抗蟲的新品種
農作物在生長的過程中會出現許多的病狀，比如：病害和蟲害等，最主要的就是病害和蟲害，這2個是導致農作物產量下降的主要因素。近幾年來，使用生物技術來培育抗病、抗蟲的植物是一個新的趨勢，它是按照有關病蟲害的要求，將能夠防治病蟲害的基因，經過生物技術來進行移植，移植到植物中，使得植物能有健康的成長，并且在生長的過程中不斷的繁殖出新的抗體，能夠有效的防治病蟲害的破壞，使產量上升，帶來經濟效益和社會效益。
5總結
科學的快速發展也使得對植物病蟲害的防治得到了提升，生物技術的發展能夠有效的提升學者和研究人員在植物與病菌之間更深一步的研究，更加全面化的了解不同種類的植物對于不同細菌分子的抗性，從而研究出更好的基因，通過不斷地改良和研究來提升生物技術的成長。這也將更加利于提升植物在生長過程中對病蟲害的防治，使得植物健康的生長。本文探討了基因在防治過程中對植物所產生的作用，同時也對現代生物技術防治病蟲害的有效性進行了研究，期待生物技術能有更加發展全面，提升防治病蟲害的防治技術。
作者：竇寶峰 單位：衡水市桃城區農牧局
一、園藝植物生物技術開放式實驗教學模式
1.實驗內容開放園藝植物生物技術實驗教學本著豐富實驗教學內容、革新實驗教學方式的優秀原則，以培養學生創新能力為最基本的目標，提出以下園藝植物生物技術開放式實驗教學模式。實驗性質由驗證性實驗過度為綜合性、設計性實驗。傳統教學中驗證性實驗占總實驗學時的80%以上，采用開放性實驗教學，驗證性實驗壓縮到20%以內，增加了綜合性、設計性實驗內容。
2.實驗場地開放實驗場地是制約學生開展創新性實驗的主要原因。以部級植物生產類實驗教學中心為平臺，采用開放式實驗室運行機制，結合學科點開放實驗室，為學生自主選擇和設計實驗提供了良好的條件。實驗室配2～3名研究生協助管理，儀器設備采用預約登記制度，使用前須經專人培訓合格后才能使用。實驗耗材按實驗計劃，由實驗室統一提供。
3.實驗時間開放以3～4人為一個實驗小組，以小組為單位安排實驗時間，實驗室一次可以同時安排6個小組開展實驗。實驗時間由以前固定時間，改為課程理論授課3周開始至學期末前1周結束。學生可以根據自己的課程安排，合理選擇實驗時間。實驗室時間采用預約制，由實驗室管理人員統一安排。上班時間由實驗室管理人員負責實驗室，節假日和晚上由研究生協助管理實驗室，為學生開展開放實驗提供充足的時間。
二、開放式實驗教學取得的效果
1.實驗教學方式開放，激發學生興趣在大多數同學印象中園藝植物生物技術實驗教學以實驗方法、手段、技術為主要內容，這些內容過于抽象，通過授課形式講授或單獨的驗證性實驗，學生理解效果很差，很難達到掌握實驗內容的目的。任何研究都是從好奇和懷疑開始的，通過典型的生物技術實例，如柑橘細胞融合獲得原生質體雜種、植物遺傳轉化獲得轉基因植株，人類基因組測序及園藝植物基因組測序的不斷完成，生物信息學預測基因的功能分析等，這些實例在網絡上的介紹與視頻非常多，通過網站瀏覽和視頻觀看，讓同學們真正了解生物技術的神秘與貼近生活的兩個方面，將抽象的概念轉化為切實可行的操作行動。
2.實驗時間及空間開放，提高動手能力實驗室的開放，即儀器設備和時間概念上的開放，在一定程度上可以解決實驗人數多、實驗室及儀器設備嚴重不足的問題。例如，生物分子實驗室的定量PCR儀、PCR儀、離心機、核酸儀、電泳儀、紫外投射儀等，實驗時間一旦開放，學生可以用充裕的時間來把實驗獨立完成，不會被課程所限制。通過開放實驗室，本科生可以在課余時間多次進入實驗室。同時，研究生可以一對一或一對三的帶領本科生進行實驗，開展相關的擴展實驗內容，開闊視野，提高動手能力，還可以更好地參與教師的科研項目，增加教師和學生的交流機會。
3.實驗內容開放，自主設計試驗在教學內容上打破原有的實驗課程結構體系，優化實驗內容組合與創新，注重設計性、綜合性實驗，充分利用網絡資源、視頻資源及生物公司的廣告資源，提高學生的技術應用能力和創新能力的培養，促進學生在學習能力、創新能力和社交能力等綜合能力的培養。根據專業培養目標和實驗條件，突出實用性，根據學校實驗條件提出以下實驗內容進行選擇與優化。通過開放實驗教學內容，學生打破傳統的擬定學時的驗證實驗內容，充分利用學生的自主性進行大量的設計性、綜合性實驗教學。學生在學校提供的實驗條件的前提下，自選實驗內容，自定實驗步驟，自選儀器設備，自己處理和分析實驗結果、實驗數據，給學生提供了創新思維的自由空間。這將有利于激發學生的自覺性和主動性，有利于培養學生的創新能力。自覺接受現代教育技術新的成果，把信息技術與學科有機的融合在一起，為學生創設良好的學習情景，突出雙向性、參與性、互動性。在實驗操作環節，鼓勵學生獨立完成操作，獨立分析結果，發現問題。
4.實驗結果靈活，革新考核與評價體系通過綜合性、設計性實驗，學生將與老師的課堂交流轉變為通過面對面、QQ、微信等其他平臺，對實驗進展隨時進行分析、討論及總結，并且學生通過查閱相應的資料，最后得出科學合理的實驗結果。開放式綜合性、設計性實驗，實驗結果的不確定性也避免了同學之間相互抄襲、模仿。因此，既增加了學生動手操作的機會，又有利于學生系統的掌握園藝植物生物技術的實驗方法和技能及分析與解決問題的能力。開放式實驗教學除在以上方面進行開放外，同時也革新了實驗教學的考核與評價體系，與以往實驗成績包括實驗課堂成績與實驗報告成績之外，在實驗教學方面補充了實驗設計、實驗準備工作、結果分析與討論的考核內容，形成了實驗方案撰寫(20%)+實驗前的準備(20%)+實驗過程(30%)+實驗結果分析(30%)的實驗教學考核體系，評價方式分為優、良好、中等、合格，不及格五種不同的方式。
5.園藝植物生物技術開放式實驗教學展望通過開放式實驗教學能夠很好的避免學生被動實驗的客觀現象，充分激發學生積極的動手能力，并通過實驗結果分析和與老師的面對面溝通改變以往實驗教學中動手不動腦的現象，更能誘導學生正確、客觀的認識生物技術，并且培養其探索生物技術領域新趨勢的科研興趣。因此，開放式實驗教學非常適合于本科生園藝植物生物技術的實踐教學，對人才培養來說至關重要。
作者：毛娟陳佰鴻楊宏羽李作進單位：甘肅農業大學園藝學院
1生物技術在防治中的應用
在研究生物技術的工作中，其中有項工程叫作基因工程，它的應用也十分重要，在防治植物病蟲害的過程中應用基因工程主要包括CP基因、RP基因和Sat-RNA等。植物在生長中對病害不是完全主動免疫的，而是需要適當的媒介進行誘導，那么這個起誘導作用的媒介就是CP基因，它能夠有效的增強植物對病蟲害的抵御能力。CP基因的應用能夠有效的減少植物在生長過程中可能會出現的病害，它能增強植物在生長中對病害的免疫功能。RP基因是可以對病毒進行復制的復制酶基因，病害為了能夠對植物產生影響，需要不斷的組合，而復制酶則是利用編碼對病毒進行一個新的組合，統稱為“聚合酶”。它能夠快速的融合病毒的DNA，并且能夠補全植物在生長中所缺失的復制酶基因，因此，病毒復制能出來就會受到影響，使病毒能夠不影響到植物的生長。Sat-RNA是一種低分子，它需要在植物生長中產生了病毒才能實現復制，植物生長中沒產生病毒使其不能實現復制，它在復制的過程中會影響病毒之間的復制，從而降低病毒成長率。Sat-RNA在防治植物病蟲害的過程中具有一定的積極作用，研究中應當給予重視。
2生物技術在防治蟲害中的應用分析
生物需要維持正常的新陳代謝就需要含有一定的基因，而蛋白酶抑制劑則是大多數生物體會含有的一種基因，它能夠有效的抵御外界各種蛋白水解酶，因此，蛋白酶抑制劑能有較好的能力防治生物體內造成的破壞。近幾年來，國家科學技術不斷提高，生物技術也隨之快速發展，使得更多的學者和研究人員對蛋白酶抑制劑研究越來越廣，尤其是在抵御病蟲害這方面做得更加的突出。在生物的正常情況下，蛋白酶抑制劑能夠有效的破壞病蟲體內的氨基酸，從而使得病蟲因缺少氨基酸而無法進行正常的生長和生活，直至病蟲死亡。這種殺死病蟲害的方式已經得到廣泛的使用。它能夠有效保障農作物的生長，提高農作物抵御病害的能力。
3生物技術在防治草害中的應用分析
植物自身抵抗除草劑的能力很低下，但是生物技術能夠將對除草劑具有良好抗性的基因轉移到植物中，這樣使植物能夠更好的生長。這些對除草劑有良好抗性的基因中包括上面所介紹的酶基因，能夠有效的分解除草劑，通過這些基因之間的作用來達到抗草害的作用。生物技術的應用能夠有效的殺死草害，使得植物能夠健康成長。如今，科學技術的不斷進步，也使得人們對環保的意識也不斷增加，因此，在生物技術的研究中應當更注重對環境的保護，不能一味的研究而忽略環保。
4依靠生物技術培養出抗病、抗蟲的新品種
農作物在生長的過程中會出現許多的病狀，比如：病害和蟲害等，最主要的就是病害和蟲害，這2個是導致農作物產量下降的主要因素。近幾年來，使用生物技術來培育抗病、抗蟲的植物是一個新的趨勢，它是按照有關病蟲害的要求，將能夠防治病蟲害的基因，經過生物技術來進行移植，移植到植物中，使得植物能有健康的成長，并且在生長的過程中不斷的繁殖出新的抗體，能夠有效的防治病蟲害的破壞，使產量上升，帶來經濟效益和社會效益。
5總結
科學的快速發展也使得對植物病蟲害的防治得到了提升，生物技術的發展能夠有效的提升學者和研究人員在植物與病菌之間更深一步的研究，更加全面化的了解不同種類的植物對于不同細菌分子的抗性，從而研究出更好的基因，通過不斷地改良和研究來提升生物技術的成長。這也將更加利于提升植物在生長過程中對病蟲害的防治，使得植物健康的生長。本文探討了基因在防治過程中對植物所產生的作用，同時也對現代生物技術防治病蟲害的有效性進行了研究，期待生物技術能有更加發展全面，提升防治病蟲害的防治技術。
作者：竇寶峰 單位：衡水市桃城區農牧局
1《園藝植物生物技術》實踐教學中存在的主要問題
1999年，高校開始招收第一屆園藝（教育）專業學生，并開設《植物組織培養》課程。隨著植物生物技術的迅速發展，植物組織培養的內容已經不能滿足現代園藝發展的需要。進入21世紀以來，分子生物技術向傳統園藝育種領域的滲透加快，這就使得教育界不斷改革原有教學內容，以適應變化了的形勢和現實[4]。因此，在新的人才培養方案中，將《植物組織培養》修訂為《園藝植物生物技術》。但是因為實驗條件和師資隊伍等原因，《園藝植物生物技術》實踐教學過程中仍存在一些問題：一是實踐教學內容老套，仍然以之前的組織培養相關內容為主，未涉及基因工程方面的實踐環節；二是教學方法和手段單一，主要以傳統的驗證實驗為主，即老師先講實驗原理、步驟，學生按步驟機械地完成內容；三是考核方式不科學，缺乏過程考核，而僅以實驗報告成績、考勤和紀律等為考核依據，考核結果不能真正反映學生動手實踐能力。
2具體改革措施與方法
2.1實踐教學內容改革
實驗教學內容的設置要在繼承傳統內容的基礎上有所創新，要對原有實驗內容進行整合，實現實驗教學內容體系的整體優化[5]。首先，在最新修訂的人才培養方案中，本課程由36學時增加到54學時，實驗學時由原來的18學時增加到27學時，課程實習1周。其次，實驗內容有了較大的改變，在原有內容的基礎上增加了試管苗常溫離體保存和園藝植物生物技術綜合實驗設計2個綜合性實驗內容，其中試管苗常溫離體保存實驗課學時設計為每次課6學時，學生先用1d時間完成培養基的配制和接種，并在接種后定期進行觀察記錄實驗數據；園藝植物生物技術綜合實驗設計是讓學生在查閱相關文獻資料基礎上，自行設計試驗方案，方案要求確定研究內容、研究方法及所要達到的目的及結果，教師組織學生對試驗方案的可行性進行評價，然后各小組根據修改意見對試驗方案進行完善，并付諸實施。此項內容為課程實習中的小組自選試驗做好前期準備。在一周的教學實習中，保留了原有的植物莖尖脫毒培養等傳統項目，增加了非變性聚丙烯酰胺凝膠法分析植物過氧化物酶、植物基因組DNA的提取與檢測等內容使學生能掌握植物生物技術的一些基本實驗技能，為今后的學習和研究奠定基礎。
2.2實踐教學方法改革
多媒體是教學的必要工具。使用多媒體可直觀地展示概念、理論、實驗操作過程等內容，學生容易接受，同時可以運用一些靜態的圖片、動態的視頻及一些實物使學生理解實驗內容。《園藝植物生物技術》實踐教學改變傳統的教學模式，在實驗課堂引入多媒體課件，將實驗原理、方法、注意事項等通過圖片、動畫和視頻等形式進行教學，比如無菌操作在實驗教師講解后就通過觀看視頻進一步熟悉無菌操作過程，然后再由學生自己操作；如愈傷組織誘導與分化、植物莖尖脫毒培養等實驗內容，將教師先前的實驗結果制作成直觀的演示教案，以增強學生對實驗結果的目的性；在講到組培苗污染、玻璃化、褐化等現象時，直接帶實物到課堂，使同學們對這幾種現象有了一定的直觀認識，一目了然。通過多媒體輔助教學，有效地提高了實踐教學的質量和效果。
2.3考核方式改革
以往實踐課程的考核大都側重于學生的實驗報告、考勤、勞動表現和紀律性等方面，缺乏過程考核，導致考核結果不能客觀反映學生的動手操作能力、試驗設計能力、團隊協作能力和創新能力[6]。因此對應用型本科高校學生的實踐教學進行考核方式的改革勢在必行。通過近幾年的摸索和實踐，我們對園藝植物生物技術實踐教學采取單人和小組2種考核方式。單人考核采用單人操作、現場考核、2名老師評分的考核方式，根據學生在規定時間內是否完成考核任務、技術熟練程度，以及關鍵環節有無失誤等等內容來進行等級評定，考核結果分為優、良、及格、不及格4個等級。小組考核主要對小組的試驗設計、準備和操作以及試驗結果（實物考核）等內容進行綜合考核，具體辦法是：每個試驗小組選派1名代表，對試驗設計、試驗內容、試驗過程和試驗結果等以PPT形式進行匯報，并對試驗結果進行分析討論。這2種考核方式，不僅考核方法科學、合理，考核評價的結果真實，更重要的是鍛煉了學生的動手操作能力、團隊協作意識，提高了學生分析問題和解決實際問題的能力。
2.4學生參與實驗室的管理與維護
實驗室開放能夠保證學生有足夠的時間對研究性、綜合性和設計性試驗的研究，啟發和鼓勵學生進行探索性實踐[7]。近年來，我們加大了實驗室開放力度，鼓勵低年級學生提早進入實驗室學習，每年從園藝專業學生中公開招聘1～2名實驗室管理員，負責組培室的日常管理工作，管理員組建園藝植物生物技術實踐興趣小組，負責組培室常規試劑的配制和組培苗的擴繁等工作，并形成“一級帶一級、四年不斷線”的良性循環體系，實驗室形成了較好的科研氛圍，每年都有學生成功申請高校與園藝植物生物技術相關的大學生創新科研基金課題，課題的實施不僅激發了學生對科學研究的興趣，而且增強了學生創新思維，對學生今后的就業和考研深造均具有很好的促進作用。
3結語
改革《園藝植物生物技術》實踐教學，建立適合我校應用型本科園藝專業培養目標及符合社會對園藝人才需求的實踐教學體系，是培養創新型園藝人才的有力措施。一方面要求實踐教學教師不斷更新教學觀念，優化教學內容、考核方式，改進教學方法，掌握本學科前沿發展動態，努力提高科研理論水平，不斷提高業務素質，以便能夠更好地指導學生；另一方面要加大實驗室建設力度，增加投入，購置先進的儀器設備，創新實驗室管理模式，從而培養知識結構優、實踐動手能強、團隊協作意識強、創新創業能力強的“一優三強”應用型本科人才。
作者：周玉麗 李慧敏 陸曉民 張雪平 賈雙雙 單位：安徽科技學院生命科學學院
抗菌肽是宿主非特異性防御系統的一部分，可以通過磷脂質作用和膜透化作用殺死病原體。抗菌肽是由基因編碼的，對植物病原體以及感染人的病毒、細菌、真菌、原生動物、寄生蟲和腫瘤細胞等致病體都有活性作用[1]。根據氨基酸序列同源性，植物抗菌肽的主要家庭成員包括硫素、防御素、脂質轉運蛋白、蛻皮素、環肽類蛋白和細胞穿透肽等。
1植物抗菌肽作用機理
大多數已知的植物抗菌肽是通過在細胞膜上形成穿孔，導致離子和代謝物泄漏，從而干擾呼吸過程，最終導致細胞死亡[2]。細胞膜分子的兩性結構及其在生理pH值下帶正電荷的特征可能是植物肽與膜脂質發生作用的重要原因。陽離子殘基吸引如陰離子磷脂、脂多糖或磷壁酸等帶負電荷的分子，從而使得肽鏈在細胞膜表面積聚，當濃度達到閾值時細胞膜就開始崩潰[3]。為解釋這種現象科學家們提出了3個主要模型[4]：桶板模型、蟲洞模型和地毯模型。
2植物抗菌肽的主要分類
2.1硫素
硫素是抗菌肽的一種，其分子質量較低（約5kDa），富含精氨酸、賴氨酸和半胱氨酸殘基。其結構包括2個反向平行的α-螺旋和1個反向平行的雙鏈β-折疊，以及3個或4個保守的二硫鍵。硫素幾乎出現在每1個重要的植物組織中，從胚乳到葉子均有發現。硫素的抗菌活性是蛋白與細胞膜交互作用的結果，帶正電的硫素與帶負電荷的真菌細胞膜的磷脂通過靜電作用相互結合，誘導細胞膜表面的缺陷，導致膜的不穩定性并破壞脂雙層。
2.2防御素
植物防御素是小的、堿性的、富含半胱氨酸的多肽鏈，含有45~54個氨基酸，在等電點時帶正電荷。植物防御素的生物活性包括抗真菌、抗菌、蛋白酶和昆蟲淀粉酶抑制劑等特性[5]。植物防御素有相當多變的氨基酸組成，但是三維立體結構很保守，包括1個三鏈的β-折疊和1個與之平行的α-螺旋，由4個二硫鍵維持整個結構的穩定性。植物防御素可能利用葡糖神經酰胺作為插入真菌細胞膜的受體。然后，借助防御素所帶的正電荷和細胞膜相互吸引，并插入細胞膜內，導致膜破壞、不穩定性和離子流出。抗菌肽最大的特點是對細菌、真菌、病毒等多種植物病原體具有抗菌活性[6]。此外，防御素對植物的生長、發育及生殖過程也有一定影響[7]。
2.3脂質轉移蛋白
小型非特異性脂質轉移蛋白（ns-LTPs）具有在體外不同細胞膜之間轉移脂類的功能。它能夠參與細胞膜的合成、細胞內的脂肪酸含量的調節，并對動植物病原體起到一定防御作用。它們的抗真菌作用方式可能是插入到真菌的細胞膜上形成穿孔，使胞內離子外流，最終導致細胞死亡。所有的LTPs都具有相同的結構特征，具有一個由4個α-螺旋包繞形成的疏水性腔，被4個二硫鍵緊緊連接形成緊密結構[7]。LTPs的疏水性腔可以結合磷脂、類固醇等多種脂質分子，具有體外抗菌和抗真菌的活性，因此被歸類為PR-14組。有些ns-LTPs是水果、蔬菜、堅果、花粉和乳膠中重要的過敏原[8]。
2.4蛻皮素
蛻皮素是從馬鈴薯塊莖中分離出來的具有63個氨基酸殘基的抗菌肽，這些多肽的氨基酸序列具有多樣性，但對于不同植物具有相同的抗菌和抗真菌病原體的能力。蛻皮素是堿性蛋白，富含半胱氨酸殘基，可以形成6個二硫鍵，進而穩定蛋白結構。在生長發育的不同階段，馬鈴薯中的蛻皮素-1（StSN1）基因是一直表達的，不受生物、非生物壓力的影響作用。而蛻皮素-2（StSN2）基因的表達是受局部傷害誘導的，對病原體感染具有不同的反應[9]。StSN1的氨基酸序列和番茄GAST家族（赤霉酸刺激轉錄反應）的氨基酸序列具有相似性，因此歸類于蛻皮素/GASA家族[10]。蛻皮素/GASA蛋白在不同的植物器官中均有表達。大部分的蛻皮素/GASA基因是受植物激素調控的，參與植物激素信號調節途徑，控制激素含量水平和激素反應過程。
2.5環肽類蛋白
環肽類蛋白是在細菌、植物和動物中發現的圓形蛋白[11]。植物環肽類蛋白含有28~37個氨基酸，包含1個頭-尾環化的主鏈以及3個位于環化半胱氨酸結點（CCK）分子內的二硫鍵，具有較高的序列相似性和結構相似性。CCK是形成環肽類蛋白特殊穩定性的主要原因，它迫使蛋白質的疏水部分暴露在分子表面，疏水性殘基在表面上形成1個斑點，使整體結構呈兩親性，因此它們對多種蛋白酶的水解和降解過程具有抗性[12]。植物環肽類蛋白是基因編碼的通過核糖體的生物合成路徑產生的多肽，該環肽類蛋白前體通常包含1個內質網ER信號，1段肽鏈，1個N-端重復序列（NTR）和1個C-端短肽尾。NTR區域具有兩親性螺旋結構，可以指導環肽類蛋白結構域的正確折疊[13]。C-端區域（CTR）區域內保守的天冬氨酸殘基表示該部分蛋白可能是一種天冬酰胺內切蛋白酶的作用對象。
2.6細胞穿透
肽細胞穿透肽（CPPs）可以協助目的蛋白通過細胞膜轉入活細胞當中[14]。不論體內還是體外條件下，CPPs在微摩爾濃度時就能夠穿透細胞膜，而無需任何受體的協助，也不會對細胞膜造成任何顯著損傷[15]。它們可以和目標物（核酸、低聚核苷酸、肽序列和寡糖）相結合，并將其有效地轉運到細胞內，因而在藥物遞送過程中具有潛在應用[16]。不同的CPPs和CPP-結合物可以通過不同的機制進入細胞內，并最終進入不同的亞細胞區室。這些較短的、帶正電荷的小肽具有不同的氨基酸序列，但是都具有轉導結構域，并有帶有不同程度的呈陽離子性的Arg和Lys殘基。盡管CPPs具有很大的序列多樣性，但是可以分為3種主要類別：陽離子型、兩性型和疏水型CPPs[17]。這些多肽和蛋白質是轉錄因子、細菌或病毒表面蛋白、毒素、兩親性螺旋肽的局部序列衍生物，也可以從膜結合受體或黏附蛋白的配體中得到。
3植物抗菌肽在生物技術方面的潛在應用
抗菌肽是由具有保守序列的小型基因編碼的、可以通過基因擴增和基因轉移的方法來增加目標多肽的產量及其特異性活力。許多研究已經證明，植物防御素的轉基因表達可以使植物組織免受病原體的攻擊。硫素是發展轉基因植物的重要工具，通過表達更高水平的硫素，可以增加對病原體的抗性，進而減少農業中的損失，并且可以減少農業生產中更高劑量的殺蟲劑的使用；環肽類蛋白在開發新型抗生素和生物殺蟲劑的研究中也具有重要作用，不同的CPPs可以成功地將高分子量藥物導入細胞，也可以用于疫苗研發。由于其在透皮給藥系統中的巨大潛力，CPPs在藥物生物技術中的應用越來越流行。
4結語
植物抗菌肽是具有不同氨基酸組成和結構的多肽，具有快速殺滅病原體的性能，在制藥和生物技術中具有廣泛應用。由于其廣譜抗菌活性及高效率，抗菌肽可以用作天然抗生素，以替代化學抗生素，用于保護植物和防治動物疾病，也可以作為感染治療藥的有效替代產品，以陽離子抗菌肽制成的氣溶膠噴霧劑已經用于囊性纖維化患者的治療[18]。國內已經開發了可以表達不同含量植物抗菌肽，對疾病具有不同程度抗性的轉基因植物，因此抗菌肽可以在農業上作為保護植物的有效產品。但由于植物抗菌肽具有穩定性差、生產成本高等技術缺陷，目前還沒有實現商業化生產。未來的研究方向應該是開發毒性較小、更穩定的抗菌肽化合物，并通過改進生產工藝流程、提高多肽合成效率來降低生產成本，使得植物抗菌肽能在制藥和農業技術方面得到更廣闊的應用。
作者:王美玲 單位:青島科技大學
（山東省東阿縣農業局，山東 東阿 252201）
摘 要：隨著科學技術的迅速發展，生物技術被廣泛應用在植物保護中。生物技術是利用生物體或有機體滲入到產品中，有機結合，改良產品品質或培育微生物以滿足特殊需求的新技術。它包括細胞工程、基因工程、發酵工程和酶工程。本文主要探究了生物技術在植物中的應用，并對其應用進行了展望。
關鍵詞：生物技術；植物保護；應用
1 生物技術在植物保護中的應用
1.1 細胞工程
每個植物細胞的遺傳信息是完全相同的，并且包含該植物體全部遺傳信息。在適當條件下，植物細胞具有全能性，一個單獨的植物細胞可以培育成一個完整的植株，生物學家通過組織培養來培育名貴花卉，消除植物上的病毒，以及通過對細胞核的遺傳物質進行整合，以此來獲得所需要的品種。研究不利于植物生長的外來生物就是保護植物，如病蟲害、雜草等，可以利用細胞工程來改善植物，獲取所需要的基因，我國病原微生物的細胞工程已經取得初步進展，在科學家努力下將會不斷地完善，培育出優良品種。
1.2 基因工程
基因工程是利用生物技術或物理化學方法將目的基因導入植物細胞中，獲得人們所需要的轉基因生物，有目的的生產植物或農產品。通常基因工程包括直接轉移法和間接轉移法：間接轉移法原理是把目的基因轉移到病毒或霉菌上，通過病毒或霉菌感染植物來間接把目的基因轉移到植物基因中，以此來高效表達；直接轉移法是把目的基因直接整合到植物的基因中。可以利用基因工程進行育種，以此來獲得抗蟲、抗病、抗除草劑、抗倒伏的優良品種，不僅可以節約成本，還可以減少環境污染，具有很廣的市場前景。
1.3 發酵工程
發酵工程在植物保護中的應用主要是通過生產抗生素來制造農藥，殺死害蟲以防對農作物產生危害。目前我國已經廣泛使用抗生素來制作農藥，其優點是生產成本低，安全性高，高效、無污染。在19世紀60年代我國就開始把蘇云芽孢桿菌用于農藥生產，隨后又提練出了Bt菌株并應于實際生產，其主要優點就是安全性高，為新世紀綠色產品的生產提供了契機，尤其在無公害農產品項目上應用廣泛。目前我國抗生素生產已經在國際上占有一席之地，特別是岡霉素和阿維菌素成為世界上最大的生產國，其中岡霉素主要用于水稻，大大提高了水稻的產量，為我國的糧食產業做出了巨大貢獻，增加了農民的收入；阿維菌株主要用于生產殺蟲劑，安全高效。
1.4 酶工程
生物技術在植物保護的應用中，生物學家利用酶工程來獲得所需要的物質，其原理就是將酶或微生物細胞、植物細胞、細胞器等在一定的條件下，借助酶的催化功能，將相應的原料轉化成有用的物質。目前最先進的是利用酶工程來制作生物農藥，主要優點是無公害，并且不易產生抗藥性，生產簡單、成本低，主要應用于病蟲害防治。例如把昆蟲病毒基因插入到外源基因中，使其在昆蟲體內得到表達，通過擾亂昆蟲正常代謝，影響其活動，以此達到滅蟲目的。由于無污染，具有很廣的市場前景。
2 生物技術在植物保護中的應用展望
植物保護中生物技術的使用，突破了傳統育種的界限，在原有育種的基礎上整合新的基因，使傳統技術與生物技術有機結合，降低了生產成本，提高了生產效益，不僅增加了植物的產量，同時也保證了植物的質量，在植物發展軌道上具有很大的發展前景。
生物技術在植物保護中的優點是不容置疑的，也創造了許多效益，一直處在快速的發展軌道上，安全性高、對自然生態平衡影響小，害蟲不易產生抗性，但是它也有不足的一點，專一性太強，目前的生物農藥只能針對一種害蟲，對于具有多種害蟲的農田具有不足之處。因此生物科學家應不斷完善生物技術在植物保護中的應用，克服目前生物技術存在的缺點，可以利用基因工程把抗蟲基因導入植物中，這樣植物就具有了抗蟲特性，也可以使植物散發一種氣味，以此來驅散害蟲，此種方法克服了生物農藥針對的缺陷，減少了環境污染，更好地保護了植物。利用生物技術可以培育新品種，避免自然環境的污染。生物技術在植物保護中的應用還存在一些不足，需要我們去研究，使植物產業更好的發展，造福于人類。
3 結束語
總之，生物技術在植物保護中的使用，提高了我國農業發展的水平，加速了我國植物產業的發展，為人類增加了許多效益。將生物技術用于作物育種，保證了種子基因的純度，基因工程培育了許多優良品種；發酵工程通過制作菌株來生產農藥，減少了成本，同時還具有高效的作用；細胞工程利用植物細胞具有全能性的特點，可以有效除去植物基因中含有的病毒，培育花卉的優良品種；酶工程制作了生物農藥，減少了農藥的使用，緩解了環境污染，降低了生產成本；保護了大自然的環境，使人與自然和諧、可持續發展。
作者介：司姍姍（1984-），女，助理農藝師，研究方向：農學。
摘要 園藝植物生物技術是園藝專業的主干課程，采用問題式教學，即以提出問題、分析問題、解決問題為手段，貫穿于整個教學過程中，教師引導學生解決問題，這種教學方法適合雙語課程授課的特點，能引發學生學習園藝植物生物技術雙語課程的興趣，實踐效果良好，同時為其他雙語課程的開展提供了一定的指導。
關鍵詞 園藝植物生物技術；問題式教學模式；雙語教學
21世紀是生物的世紀，高校很多開設了和生物技術有關的專業，越來越多的領域也涉及到生物技術，很多行業急需大量的有一定生物技術知識基礎的人才，很多高校開設了和生物技術有關的課程。
園藝植物生物技術是河南科技學院園藝園林學院面對園藝專業開設的一門重要的專業課。主要內容包括植物組織培養基本技術、脫毒快繁技術、細胞培養和體細胞雜交技術、染色體工程、基因分離、遺傳轉化的基本原理和技術以及DNA標記等技術，通過本課程的學習，要求學生系統掌握園藝植物生物技術相關基本原理和技術，培養學生科學的思維方式和科技應用能力[1-4]。在該門課程的學習過程中，作為本科生除了要掌握基本理論知識和基本技術，還需要多了解該技術的發展，特別是在國際上的發展趨勢，為將來從事園藝植物生物技術相關研究及其產業應用奠定良好的基礎。因此，需要開展生物技術雙語課程的講授，讓學生對生物技術的專用詞匯和用語進行掌握，在語境中掌握基本技術，同時加強學生生物技術國際化的學習，便于學生查閱外文文獻，擴展視野，掌握生物技術的技術前沿和最新動態[5-7]。
園藝植物生物技術課程因為內容涉及面廣，專業性強，需要學生具有較好的英語基礎，同時需要學生對于生物技術的學習興趣強，為了解決這個問題，通過查閱大量的關于教學法的文獻，對于涉及和英語有關的很多教學采用的較多的教學方法是問題式教學，結合自己教學的經驗和面對的學生特點，計劃在園藝植物生物技術雙語課程的講授過程中很多關于技術如培養基母液的配制、培養基的配制、脫毒技術、細胞培養、原生質體培養、染色體單倍型和多倍型的獲得、DNA的提取、標記、電泳技術、轉基因應用等方面采用問題式教學，為該課程雙語課程的順利開展和該方法在其他雙語課程開展的應用提供指導[8-10]。
1 問題式教學模式開展的必要性
本課程教學理念是將理論教學與實驗教學相結合、中文教學與雙語教學相融合，以雙語教學為手段、教學內容為載體，博采中西方教學之長，促進國際教育文化交流與合作，培養學生的創新能力、合作意識、國際交流與競爭能力，探索和實踐符合中國實際的雙語課程教學模式，發揮積極的示范與輻射作用。該雙語課程采用問題式教學模式是由課程的2個方面決定的。
1.1 課程內容的特殊性
園藝植物生物技術涉及的內容專業范圍非常大，生物技術領域包括的課程如細胞生物學、分子生物學、基因工程等，而這些課程的基礎知識在園藝植物生物技術一門課程中均有涉及，內容繁多可想而知，要想在有限的課時內全部講授和讓學生掌握是不可能的。如何讓學生對于每個技術優秀有所把握，教學方法的選擇成為教師必須要解決的第1個問題。問題式教學模式是目前探究和使用較多的一種教學方法，在講授過程中將生物技術基本理論和操作技術為中心展開教學，基本理論除了教師講授，還需要提前布置問題，讓學生去查閱文獻，追根溯源，操作技術需要問題式教學，如果采用講述，學生很難記住，以問題為導向，教師布置問題，案例及項目教學法相結合，學生分組探討學習[11-12]。
1.2 雙語教學的特殊性
園藝植物生物技術的內容專業性比較強，園藝專業的學生在大學階段開設雖然有園藝專業英語，但是沒有涉及生物技術的詞匯，因此在進行雙語講授的過程中，相當于還要講授園藝植物生物技術的專業英語，加大了工作量，在有限的時間內讓學生感興趣，同時掌握專業詞匯和基本技術英文的表示，大學英語學習最常用的問題式教學法具有很大的借鑒性。
2 問題式教學模式的實施
2.1 教學內容
園藝植物生物技術雙語教學的重點內容是將課堂上要講授的內容，分階段地按照不同的章節提前布置給學生，比如研究領域方面的園藝植物生物技術發展簡史及趨勢，脫毒、細胞工程、染色體工程、分析標記及轉基因的應用等方面的內容，技術操作方面如組織培養培養基母液配制、培養基配制、無菌接種操作、脫毒技術、細胞培養、人工種子制作、DNA提取、凝膠電泳、分子標記等方面的內容，均可以按照問題式教學模式開展教學。布置的問題關于課本上的技術操作方面的，這種問題的答案是有針對性的，關于研究領域方面的，這種問題往往是開放性的，沒有絕對正確的答案。
2.2 組織形式
學生需要在課前查閱大量資料來自學和完成教師布置的任務。在課堂上首先是每個學生將自己所得與組內其他人交流、討論，可以采用中文進行交流，形成一個小組的結論，教師靈活地參與到每個組的討論中去，進行觀察，將討論向深入引導。小組討論后形成小組觀點進行匯報，每個組每次匯報的學生不同，匯報的學生可以采用小組推薦，還可以采取數字抽取，然后教師選擇數字，可以采用男女特征進行選人匯報，比如長頭發女生匯報等，保證每個學生都參與討論和得到鍛煉，每個小組再各自就自己的結論進行英文陳述，然后進行組和組之間的英文討論交流，最終在教師的參與和指導下得出總的結論，同時要求學生每人撰寫出總的中文和英文結論。“問題―閱讀―討論―匯報―結論”這種方式既包括了英文的閱讀，也有英文的陳述還有撰寫，符合中國英語學習語境下的學習方式，適用于不同程度的英語水平的學生，有助于園藝植物生物技術雙語課程的開展[13-14]。
3 問題式教學模式的關鍵
3.1 提問方式的多樣性
一方面是授課教師在講授過程中隨時隨地詢問“有問題嗎？”“any question？”；另外教師必須引導學生提問，采用中英文結合的提問方式。這對于非母語的學習者，這一點非常重要，對于沒有聽懂的表達或含義，可以及時提問，便于前后內容的連貫，有助于及時清除理解障礙、回顧前一內容、理順思路以及調動積極主動的思考等方面。
3.2 回答方式的多樣性
在每個內容講解過程中，用一定的方式來提問學生。可以讓學生對照教材英文回答或是借助手機百度等網站作答，可以改變學生的注意力，因為據調查學生的注意力集中一般為15 min，通過問題式教學可以使學生保持思維的更換，通過手機百度答案學習，可以調節學生思維，轉換注意力，活躍課堂學習氛圍[11，13-14]。
4 問題式教學方式的作用
園藝植物生物技術雙語教學方式很多，采用問題式的教學方式可以發現以下作用。
第一，可以促進學生通過查找資料、相互交流、討論、陳述，學會了如何自己學習、集思廣益、團隊合作和解決問題。第二，對于英語底子比較薄的學生，對于英語陳述有時間準備，再通過課堂討論，加強印象，教師在這個過程中的作用就是參與討論、引導思考，對學生的鍛煉和提高效果顯著，學生通過討論能夠分享經驗、觀點和知識，每個學生都能從別的學生那里獲得新的東西，甚至教師都能從學生那里獲得收獲。第三，通過匯報反饋，教師可以了解學生對于該部分內容的掌握情況，還有哪些是需要補充和重點講述的，重新審視教學重點，把握教學優秀。第四，通過“問題式”教學，可以教會學生如何學習，如何運用學到的知識解決問題。在教學過程中不能讓學生僅僅坐在那里聽，應該盡量把學生放到真實的情境中去，讓學生去做、去嘗試、活躍起來。第五，變獲得式學習為探究式學習，通過提問、收集信息、分析數據等促進學生進行探究式學習，將學習過程的重點放在“如何學會”上，而不是“學到了什么”。通過這種探究式學習，能增進學生的學習興趣，讓學生主動、高效地進行學習，并將所學的知識與實際生活緊密聯系，有助于學生加深理解。另外，應對于教學方法、教學效果經常進行總結，并及時從學生那里獲得反饋，進行反思、調整和改進。比如還可以采用案例并結合提問進行教學。比如將植物組織培養工廠化育苗公司實例引入理論教學中，對實例進行深入剖析，將學生的理論學習與實際生產實際相聯系，能起到比單純理論講授更好的教學效果，而且能提高學生用所學理論分析問題、解決問題的能力和技巧[14-17]。
【摘 要】 《植物生物技術》是園藝專業的專業基礎課，是現代生物技術的重要組成部分，其特點是注重理論與實踐教學的結合與滲透，在培養學生實踐技能的過程中加深對基礎知識的理解。本文旨在通過《植物生物技術》課程的教學方法的探討，提高園藝專業學生綜合運用所學知識在實際工作中獨立發現問題、分析問題和解決問題的能力。
【關鍵詞】 植物生物技術；實踐教學；教學方法
1 園藝專業《植物生物技術》課程的主要內容和意義
植物生物技術的種類主要包括：（1）植物基因工程，通過對遺傳物質的改良，改變植物的性狀；（2）植物細胞工程，包括植物細胞的體外培養技術、細胞融合技術（細胞雜交技術）、細胞器移植技術等。（3）酶工程，包括酶的固定化技術、細胞的固定化技術，酶的修飾改造技術及酶反應器的設計等技術。（4）植物蛋白質工程等。
運用組織培養技術進行等高檔花卉及香蕉、草莓等果樹蔬菜脫毒苗的生產和大量擴繁。利用轉基因技術、組織培養技術、細胞融合技術等可改良或選育植物新品種。因此《植物生物技術》課程是園藝專業不可忽視的部分。
2 園藝專業《植物生物技術》課程的特點
園藝專業《植物生物技術》課程主要有以下幾個特點：第一、《植物生物技術》涉及的內容較廣，如植物培養技術、植物基因克隆技術、植物遺傳轉化技術、分子標記輔助育種技術等，加之技術的講解比較枯燥，不利于吸引學生的注意力。第二、《植物生物技術》是一門技術課程，因此實驗和實踐環節尤為重要。
3 園藝專業《植物生物技術》課程教學過程中存在的問題
實驗和實踐環節在《植物生物技術》課程占據重要地位，但有的儀器非常昂貴，一般實驗室僅配有1-2臺，如細胞融合儀、PCR儀、冷凍離心機等；有的儀器占地面積比較大，如超凈工作臺。以上因素對《植物生物技術》實驗和實踐教學造成一定的不利影響。
4 園藝專業《植物生物技術》課程教學建議
應對植物生物技術》涉及的內容較廣、講解比較枯燥的特點，建議以專題和討論座位主要教學形式。，在專題講座過程中要注意啟發式教學，激發學生積極思考，善于動腦，主動探索有關問題，注意提高他們的判斷性思維的能力。此外，生物技術領域的研究進展相當迅速，所以在教學過程中特別注意教學內容能反映或聯系學科發展的新思想，新概念，新成果，特別是在本專業的應用方面的新成果。還可邀請行業內著名生物技術研究專家做專題報告，是學生了解現代生物技術的最新研究動向和其應用前景。
應對實驗儀器或場地的不足，在分批實驗的基礎上，延長實驗室資源的開放時間，使學生有充分的實踐機會。此外，在生物技術研究所和公司的參觀、實習對培養學生的動手能力也很有幫助。
摘 要：伴隨著社會經濟的不斷發展和進步，我國的農業經濟也獲得了比較大的進步，但是目前農作物的生產過程中的病蟲害已經成為了當前農業經濟發展中的難題，影響著農作物的產量。實踐中造成農作物減產的原因是多方面的，而作物在生長過程中病蟲草害是導致農作物減產的重要因素。近年來，伴隨著社會的不斷進步和發展，生物技術在植物病蟲害的防治中應用越來越廣泛，獲得了比較好的效果。本文主要結合實踐，就生物技術在植物病蟲害防治中的應用開展了研究和分析。
關鍵詞：生物技術；病蟲害防治；應用展望；綜合防治；應用研究
實踐中將生物技術應用到植物病蟲害的防治工作中，主要是通過利用有益的微生物技術實現對于病蟲害的防治，在生態環境的保護方面有著一定的優勢，因而受到了越來越多專家和學者的關注。生物技術在植物病蟲害的防治中有著一定的積極作用，能夠促進植物的健康生長，最大限度地減少可能存在的病蟲害。但是，目前生物技術在植物病蟲害的防治中仍然存在著不少問題，在一定程度上影響作物的正常生長。分析和研究生物技術在植物病蟲害防治中的應用就顯得越來越重要。伴隨著科學技術的不斷進步，生物技術在植物病蟲害防治工作中獲得的成就正在大家所認可，這對于我國農業生態的發展起到了極大的促進作用。本文主要結合實踐，探討了生物技術在植物病蟲害防治中的具體應用，以期能夠更好的促進對于生物技術在植物病蟲害方面的認知，促進植物健康生長。
1 基因工作在植物病害防治中的應用
在開展植物病蟲害的防治工作中，基因工程是一項十分重要的應用，基因工程在植物病蟲害的防治中主要包含了以下幾個方面。CP基因。CP基因能夠將植物對于病毒的免疫性進行適當的誘導，從而很好地提升植物抵御病蟲害的能力。目前，在國內外的植物病蟲害防治工作中這種外殼蛋白基因開展了有效的應用，比如煙草花葉病毒等。這種CP基因的應用可以使得植物對于病害有一定的免疫功能，能夠很好地減少植物可能出現的各種病害。RP基因。RP基因是復制病毒的復制酶基因，而復制酶指的是通過對病毒的編碼，再利用不同的組合形式形成不同的聚合酶。該基因主要的作用是對病毒基因的DNA進行快速的合成。同時，該基因還能夠將一些具有缺陷的復制酶基因轉入到植物之中，這樣就能夠受到復制酶的影響，進而導致其復制作用受到一定的影響，從而有效的降低病毒復制的速度。Sat-RNA以及中和抗體。這是一種低分子的RNA，一般需要依靠病毒才能夠實現復制的過程，并且復制的郭恒會對輔助病毒的復制產生不同程度的影響，進而造成在癥狀表現方面產生一定的變化。實踐中生物技術應用到植物病害的防治中，主要是采取將病毒的癥狀減弱的Sat-RNA，對于減少植物的病蟲害有著一定的積極作用，應給予充分的重視。
2 生物技術在植物蟲害防治中的應用分析
蛋白酶抑制劑在大部分的生物體內都有著一定的含量。這種基因是維持生物體內正常代謝的重要保證，同時也可以很好的抵御各種外來的蛋白水解酶，所以能夠比較好的防治生物體內所造成的損壞。近年來，生物技術得到了快速的發展，對于蛋白酶抑制劑的研究工作也越來越廣泛，特別是其抗蟲害方面的作用顯得也更加的突出。一般情況下，蛋白酶的抑制作用在殺蟲工作中可以起到很好的抑制昆蟲腸道蛋白活性的作用，可以對昆蟲的消化系統產生一定的破壞作用，進而使得昆蟲由于缺少一定的氨基酸而沒有辦法正常的生長和法語，最終導致昆蟲的死亡。目前，這種通過蛋白酶來抑制昆蟲生長的方式在保障植物的正常生長有著很好的促進作用，正在被廣泛的應用，極大提升了植物的抗蟲害能力，促進了植物的健康生長。
3 生物技術在植物的草害防治中的應用分析
生物技術可以將一些具有抵抗除草劑的基因轉移到植物之中，使得植物自身具備對于除草劑等藥物的抵抗能力。這些具備抵抗除草劑基因包含了利用編碼可以分解除草劑的酶、在出現擴增現象的時候被除草劑損害的酶等，通過這些基因的作用就可以達到抗草害的目的。近年來，人們的環保意識不斷的增強，在生物技術的應用中也更加注重對于環境的保護。通過有效的應用生物技術能夠達到草死苗長的目標，以此來促進除草劑應用價值的不斷提升。
4 小結
近些年來，伴隨著科學技術的不斷進步和發展，在植物病蟲害的防治工作中也獲得了一定的進步。生物技術的有效應用，能夠很好地促進對于植物以及病菌之間相互作用機制的研究，進而更加全面和深入的了解各種不同細菌分子在引起植物病蟲害過程中所產生的不同影響，反過來也可以促進生物技術的不斷改良和優化。這將更加有效地提升植物病蟲害的防治效率，進而促進植物的健康生長。本文主要結合實踐探討了基因工作在植物病害防治中的應用，同時就生物技術在植物蟲害防治的作用進行了研究，并就生物技術在植物的草害防治中的應用開展了論述，以期能夠更好地促進生物技術在植物病蟲害的應用。
作者簡介：黃正鴻（1973-），男，漢族，云南寧蒗人，寧蒗彝族自治縣植保植檢站，農藝師，本科。
摘要：針對高等院校植物生理學實驗教學現狀和現存問題，對實驗教學的教學方法、教學內容考試方法進行創新與探索，以提高植物生理學實驗教學的質量，調動學生學習積極性，培養其實踐與創新能力。
關鍵詞：生物技術；植物生理學；實驗教學改革
植物生理學是研究植物生命活動規律的基礎學科，是理論與實踐結合的一門專業基礎課，是高等農業院校生物技術專業必修的重要專業基礎課，作為高校精品主干課程，其教學效果對后續專業課的學習有直接影響。植物生理學實驗是學生理解和掌握該學科基本原理的必需環節，為進一步提高生物技術專業本科生的綜合實驗技能和科研創新意識，對現有植物生理學實驗教學方法、教學管理和考核評價進行了改進。
一、教學方法改革
植物生理學實驗課程的任務是使學生了解實驗的基本內容，掌握基本實驗技能，養成良好實驗習慣，提高科學實驗能力。傳統的實驗教學是單一被動的，通常上課前由教師準備實驗材料、儀器和試劑，板書實驗方案，通過課堂講解，灌輸給學生，學生比葫蘆畫瓢簡單完成實驗操作，教師和學生之間的情感相互隔離，缺乏溝通，不利于學生綜合素質的培養。實驗教學方法的改革是植物生理學實驗教學改革成功的必要保證。因此改變單向的教學方式，提高實驗教學效果，成為植物生理學實驗教學改革的重要內容。
1.課前預習和準備。①課前預習。植物生理學實驗教學內容多、課時少，為了提高教學的有效性，培養學生良好的自主學習習慣，引導學生進行有效的課前預習顯得尤為重要。學期開始時，教師將學生分成若干小組，讓學生做好預習，實驗的重點、難點就是學生預習時看不懂的內容。②實驗準備。植物生理實驗準備工作主要包括植物的材料選擇和培養，實驗器皿清洗、試劑配制，儀器安裝和調試等。這些工作通常由教師單獨完成，學生聽講后直接操作，目的是為了讓學生在較短的時間內能夠完成教學實驗，但不能達到全面培養學生實驗準備技能、提高學生團隊合作能力的目的。我們讓學生自由分組，分工合作，輪流參與準備實驗，這種教學方法顯著提高了學生獨立思考和解決問題的能力，極大地調動了學生的學習興趣。
2.教學手段多樣化。①多媒體網絡教學。借助多媒體形象生動地說明植物生理學實驗的目的、意義、方法原理、實驗流程、儀器設備的操作、安全措施等；課件中增加前沿試驗方法、儀器操作、數據處理、論文寫作等方面的介紹，讓學生在了解植物生理學研究的熱點方向的同時，激發其學習主動性和積極性；通過互聯網軟件與學生之間建立資源共享交流平臺，實現對學生實驗報告、科技論文寫作的實時指導評定。②比較式教學。隨著現代科學技術的飛速發展，現代生理儀器越來越快速、準確，將傳統實驗方法和先進儀器測定結合，能夠使學生在深刻地理解實驗原理的同時，接觸前沿分析儀器，加深對實驗的了解，提高學習興趣。比如在進行植物葉片光合作用測定時，分別采用比色法和Li-6400光合儀，比較不同方法的優劣和適用范圍。③分組式教學。植物生理學與多學科關系密切，培養學生的團隊協作精神至關重要。實驗過程中將學生分組，組長組織和協調實驗地進行，組員履行自己的職責，互相幫助和協作，以團隊形式進行實驗。如，在實驗材料的消毒、培育和獲得、實驗處理和指標測定等過程中提高學生的協作精神。④討論式教學。指導教師提前培訓學生的實驗數據記錄、觀察、處理、圖表制作、論文寫作能力；在課堂上鼓勵學生上臺講解，培養學生的語言表達能力；學生參與有多種方法的實驗，通過優劣比較，經驗交流與討論，篩選可行性最好的實驗方法；通過互相交流討論，從不同角度對實驗數據、實驗照片進行論證分析，使學生深入認識數據處理和論文寫作，為從事科研工作奠定基礎。⑤探究式教學。探究式教學以學生為主體，教師為主導，引導啟發學生的自主動手能力和探索創新能力，首先教師提出問題，引發學生聽講興趣；再留給學生時間思考，然后分組討論；最后教師融合學生未能解決的問題進行針對性講解，激發學生的求知欲和創造力，提高學習主動性。⑥分層次教學。讓學有余力的學生參與開放性試驗，根據其學習興趣，結合教師的研究方向，確定實驗題目，具體的開放性實驗周期非常長，需要進行的操作時間也特別多，這樣容易造成與學生上課時間向沖突的后果，因此學生要利用課余、周末、寒暑假時間進行實驗，通過教師及研究生的具體指導完成實驗內容，培養學生自學能力和獨立操作的能力。
3.教學團隊建設。“教學團隊與高水平教師隊伍建設”是國家質量工程的重要內容，教學團隊對教師發展和教師教學水平提高有重要影響。通過對相關研究進展地深入討論，提高教師對知識架構和研究發展方向的認識，改進教學方法；定期舉辦教研活動，討論教學研究中的具體問題，協商制定改革措施；開展教學合作，相互聽課評課；開展教學團隊的科研合作與交流，提高團隊的科研實力，營造和諧的合作氛圍等措施，能有效提高教學資源利用率和團隊整體實力和教學水平。
二、教學內容改革
傳統植物生理學以培養學生實驗技能的驗證性實驗為主，忽視學生綜合運用知識和創新能力的培養。我們在充分利用實驗室現有設備的基礎上，對原有實驗項目進行精簡優化，減少基礎驗證性實驗，增加了綜合性實驗和設計性實驗的比例。基礎驗證性實驗的目的是為了讓學生掌握基本的實驗技能，熟悉常規儀器的使用和藥品配制；加深對基本理論知識的理解，掌握常規實驗技術的操作原理和方法；實驗內容包括實驗儀器、玻璃器皿的使用、實驗試劑的配制。通過基本技能訓練，使學生掌握基礎性實驗的測定方法，加深對理論知識的理解，學會實驗記錄和實驗報告的撰寫。綜合性實驗重點培養學生分析和解決問題、實驗數據的分析以及實驗動手能力，是相互滲透的提高式實驗教學形式。如，為了使學生理解逆境下植物生理生化變化，我們引入了科研項目“干旱脅迫下牡丹的轉錄組分析”前期理化指標測定實驗，學生對牡丹葉片的光合特性、電導率、丙二醛含量、可溶性糖含量和脯氨酸含量進行測定，按照文章發表要求記錄整理數據。使學生掌握了部分理化指標的測定方法，加深了對植物抗性生理的理解，同時使學生了解了相關領域的科研動態。設計性實驗是教師根據學生的興趣、能力和專業需要，給出實驗題目；在教師指導下，學生以小組為單位，通過查閱文獻設計實驗方案，獨立完成實驗研究，處理實驗數據，撰寫研究簡報。如，我們設計了“不同光質對牡丹年宵花生長開花特性的影響”的選題。在牡丹培育與深加工工程技術中心學生獨立開展試驗，完成試驗數據整理，論文撰寫，參與SRTP項目及挑戰杯的評選。
三、考核評價改革
考核是教學的指揮棒，關系到學生能力的形成和發展，實驗考核是檢查教師教學質量和學生掌握實驗技能的重要手段。傳統的實驗考核方式不利于調動學生的學習積極性和主動性。改革后綜合考核內容主要包括以下幾個方面：課前預習；規范配制實驗藥品、操作儀器設備，仔細觀察實驗現象，及時記錄實驗結果；正確分析數據，查閱文獻，團結協作能力。我們采取的考核辦法為：平時考勤（10%），課前預習（20%），準備實驗（20%），實驗操作（30%），實驗報告（20%），實驗報告成績根據每一次實驗的表現加和平均計算，最后的綜合成績為學生的最終成績。這一考核辦法操作復雜，但對學生實驗素質技能的評價更加真實、客觀、合理，注重學生平時綜合能力的鍛煉，有利于充分調動學生自覺學習的興趣，培養創新型人才。
在植物生理學實驗教學改革中，通過對植物生理學實驗教學的教學方法、教學內容、考核方式的改進，讓學生在掌握理論知識的同時，培養學生的基本實驗操作能力、嚴謹的科研態度和濃厚的科研興趣，這取得了一定進展。但還存在一些急需解決的問題，如。自合校十年來農學院教師數量逐年增加；項目資助逐年增加；先進實驗設備日益充盈，但實驗室面積幾乎沒有變化，這成為阻礙實驗教學改革的瓶頸，另外教師深造機會較少，自身水平提高較慢，也影響實驗教學改革的發展。總之只有通過不斷的改進和完善，才能提高實驗教學的教學水平和效果。
作者簡介：郭麗麗（1982-），女，博士，講師，研究方向：逆境生理與分子生物學。
摘要：現代生物技術的應用已廣泛滲入到社會生產實踐的各個領域，與人類的生活息息相關。本文主要就植物生物技術的發展現狀以及應用做一綜述。
關鍵詞：植物；生物技術；應用
始于20世紀中葉的新技術革命，可稱為第三次技術革命。它是在20世紀自然科學理論最新突破的基礎上產生的，包括信息技術、生物技術、新材料技術、新能源技術、空間技術和海洋技術等。近20年現代生物技術在環境保護及食品工業、醫藥衛生、農林牧漁等領域示了廣闊的發展前景。植物生物技術不僅從根本上改變了傳統農作物的培育和種植，也為社會生產帶來了新一輪的革命。
一、植物生物技術的發展現狀
隨著植物生物技術的發展，轉基因作物的種植面積不斷擴大，我國主要是黃豆、玉米、棉花、油菜4種轉基因作物，約占全球轉基因作物栽培面積的99%，其中抗除草劑黃豆占63%，抗蟲玉米占19%，抗蟲棉花占13%，轉基因油菜占5%。其他還有抗病毒南瓜、番木瓜、抗蟲土豆、水稻和甜菜等。各國加大轉基因植物研究開發，取得了重大突破，進入田間試驗的轉基因，作物已超過500多種。中國等發展中國家是采用轉基因作物最迅速的國家，我國于80年代初期后開始啟動，在基因組研究和轉基因技術等重要關鍵技術方面取得了一系列重大突破。
二、植物生物技術的應用
1、植物雄性不育及雜種優勢
自從孟德爾發現遺傳規律，雜交優勢被揭示之后，利用植物基因工程的原理和方法，進行栽培作物的遺傳育種和新物種的創造。當前，已創造了一批不育系，并生產上得以應用，最典型的例子是油菜和煙草不育系培育。
2、植物抗逆性研究
2.1抗除草劑作物。全世界目前約有2000多個品種的除草劑。除草劑的使用有著自身難以克服的局限性，如很多除草劑無法區別莊稼和雜草，有些除草劑必須在野草生長前就施用，而且由于抗性草類群落的出現導致使用量增大對環境的危害也日益嚴重。因此，抗除草劑的轉基因作物是最理想的途徑。1987年美國科學家成功從矮牽牛中克隆出EPSP合酶基因轉入油菜細胞的葉綠體中，使油菜能有效地抵抗草甘膦的毒殺作用。另有人把降解除草劑的蛋白質編碼基因導入宿主植物，從而保證宿主植物免受其害，該方法已成功地用于選育抗磷酸麥黃酮的工程植物。還有人用基因突變的方法改造除草劑作用底物特定位點上相應氨基酸殘基，從而阻止除草劑與酶的結合及生物功能的發揮。抗除草劑的轉基因植物將給農業生產，特別是大面積的機械化生產帶來極大的方便。目前已商品化的轉基因抗除草劑作物有大豆，玉米，棉花，油菜，向日葵。由于抗除草劑作物在選育過程中具有耗資少，周期短，見效快，無污染等特點，越來越受到人們的關注。
2.2抗昆蟲作物。植物病蟲害數目多達數百種，幾乎所有作物在生長期內都會遭受到不同程度的危害。全世界因蟲害所造成的糧食產量損失占14%左右。長期以來人們普遍采用化學殺蟲劑來控制害蟲。一方面，全世界每年用于化學殺蟲劑的總金額在200億美元以上；另一方面，化學殺蟲劑的長期使用造成農藥的殘留，害蟲的耐受性，環境污染等嚴重的問題。而利用基因工程的手段培育抗蟲植物新品種除可以克服以上缺點外，還具有成本低，保護全，特異性強等優點，成為當前研究的熱點。1987年，比利時科學家首次成功地將Bt（Bacillusthuringiensis，Bt）毒蛋白基因導入煙草，美國用農桿菌介導法將Bt基因導入殼籽棉，育成世界上首例抗蟲棉，棉鈴蟲危害率下降50%。
2.3抗真菌作物。自1986年首次報道提純的菜豆幾丁質酶具有抗真菌活性以來，已經相繼從菜豆、水稻、煙草、油菜、馬鈴薯、小麥、玉米和甜菜等多種植物中克隆到了幾丁質酶基因，對立枯絲菌等20多種真菌表現出體外抑菌活性。將幾丁質酶等基因導入番茄、馬鈴薯、萵苣和甜菜，達到抗真菌的目的。
2.4抗重金屬作物。由于人類活動，礦山的開采，工業化進程的加劇，空氣，土壤，水體面臨著越來越嚴重的重金污染，不但嚴重影響作物的產量和品質，更重要的是通過植物食物鏈危害人類的健康。土壤中的重金屬主要有Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、As等。20世紀80年代，提出植物修復，超富集植物。但由于自然界中已發現的絕大多數重金屬富集或超富集植物往往生長周期長，生物量低，植株矮小，因而限制了其對污染土壤重金屬的移除效率。通過基因工程技術改良植物對重金屬的抗性，增加或減少重金屬在植物體內的累積量被認為是進行污染土壤的生態恢復以及減少食物鏈重金屬污染的一條切實可行的有效途徑。富集重金屬的相關基因不斷克隆，應用轉基因技術提高植物對重金屬的耐性已取得一些重要進展，一些轉基因植物地上部分表現了較高的重金屬離子富集量，并在污染土壤的生態恢復中進行了初步應用。
2.5抗病毒作物。傳統的抗病毒作物，是將植物天生的抗病毒基因從一個植物品種轉移到另一個植物品種，然而抗病植株常會轉變為感病植株，而且作用范圍較窄。目前最有效的是將病毒外殼蛋白基因導入植株獲得抗病毒的工程植物。如1986年美國華盛頓大學已將煙草花葉病毒（TMV）的外殼蛋白基因轉移到煙草、番茄中。除上述以外，我國還將黃瓜花葉病毒（CMV）衛星RNA基因轉入煙草，番茄，黃瓜，馬鈴薯x病毒（PVX）的CP蛋白基因轉入馬鈴薯等。其中煙草抗TMV工程植株已進入大田試驗。
3、生物農藥及生物控制
微生物農藥具有對人畜安全，不破壞生態平衡，害蟲不易產生抗性等優點，但也存在著藥效速度慢，專一性強，受自然條件影響大的缺點。而利用基因工程改造微生物菌種，創造出自然界不存在的新型菌種就可以克服這些缺點。20世紀70年代末國外就把蘇云金桿菌伴孢晶體毒素蛋白基因（BtICP基因）轉移到大腸桿菌和枯草桿菌中，通過發酵工程進行工業化大量生產，降低了成本，提高了產量。目前已轉到假單胞桿菌中，由于該菌對環境適應性強，土壤中廣泛存在，可望成為更優良的細菌殺蟲劑。我國對雜合毒素基因的廣譜蘇云金桿菌Bt新毒株的研究也在進行之中。
三、結語
綜上所述，隨著現代生物技術發展，植物生物技術將在社會生產和實踐中的應用越來越廣闊。相信不久的將來，隨著我國現代生物技術的發展，我國的社會生產將獲得突飛猛進的發展，將會迎來更加美好的未來。
摘要 根據高等職業教育改革的基本理念，針對生物技術及應用專業的人才培養目標，探討教師如何以高等職業教育有別于學科教育的教學理念為指導，轉變思維，從制定課程方案、課程目標、教學單元設計、多樣化的教學手段運用等方面設計開發《植物組織培養技術》課程，并采取多樣化的教育方法和手段，突出以實用、夠用為主，達到提高教學質量為目的的教改思路和方法。
關鍵詞 高職；植物組織培養技術；課程教學改革
課程教學改革是當今高職教育加強內涵建設和提高教學質量的重要環節。隨著教育資源的豐富和教育現代化的發展，對職業院校《植物組織培養技術》課程也提出了更新、更高的要求[1]。《植物組織培養技術》是高職生物技術及應用專業的專業優秀課程[2]。該文針對高職院校生物技術及應用專業《植物組織培養技術》課程如何從制定課程方案、課程目標，教學單元設計這幾個方面進行改革創新，課程內容能更好地體現技術型、應用型、職業型的高技能人才培養模式改革的理念，課程內涵能充分體現職業教育特點等進行探討。
1 課程方案的制定
課程方案是一門課程的綱，是一門職業教育課程科學建設的框架，它的制定為《植物組織培養技術》課程標準的制定奠定指導路線，體現目前植物組織培養行業發展狀況和技術應用的情況，以及對此類人才的數量需求和質量要求。為了科學、真實地體現這一點，一是采用實地進入企業調研和網絡調研方式，與企業相關領導和技術人員交流，參觀生產，探討課程建設思路。二是通過網絡問卷，請企業中行家里手回答相關問題，并提出課程開發意見。通過調研來看，《植物組織培養技術》是一門突出實踐動手能力的專業課程，企業對學生的動手能力要求很高，要能體現吃苦耐勞的職業素質[3]。調研發現，從全國來看，植物組織培養技術廣泛應用于高檔名貴花卉和特色苗木的生產，如蝴蝶蘭、大花蕙蘭、玉簪等，這類花卉經濟價值高，生產周期快，故生產效益較高。
有了市場調研的一手資料，課程方案的制定素材就準備充分，但是根據學院課程改革要求，初步制定出來的方案不是直接就能應用到課程標準的制定中去，必須經過系部教研會匯報交流，通過講述，與會教師的意見，專家的評審，這樣的步驟才能確定是否能通過。如果方案達到與會專家各項指標的要求，獲得一致認可才能通過。反之，如果方案被提出的意見較多，說明調研的內容和信息還不完善，需要進一步到市場行業中去加深調研，充實方案內容，故這門課的方案經過了3次匯報才通過系部的審核。
2 課程標準的制定
課程教學目標分為專業能力目標和職業能力目標。專業能力目標就是圍繞通過調研制定出來的符合企業需要的崗位優秀技能，主要分為2塊：一是達到能熟悉掌握制定的每個單元要求的知識目標和技能目標；二是積累經驗，通過熟練的技能操作，能發現在生產中出現的問題，并通過查閱技術資料嘗試解決問題的能力[4]。職業能力目標包括：積極完成布置的工作任務；培養與人交流溝通的能力；培養與他人合作的能力；具備職業素養。具體包括：①掌握植物組織培養的基本理論知識，并能通過自己或團隊的合作解決植物組織培養過程中出現的問題。②能制定植物組織培養每個典型工作任務的工作計劃和生產計劃；③能夠完成植物組織培養生產全過程；④能根據植物組織培養的工作任務，搜集、整理資訊等相關信息；⑤能夠對植物組織培養工作任務的完成情況進行客觀分析與評價；課程拓展知識目標是能夠開展植物組培苗的基礎技術研發和組培車間管理工作。
課程標準要制定出課程教學單元，該課程單元標準體現既相互獨立又相互聯系，突出從簡單技能到復雜技術的學習路線。如從培養基配制、滅菌、外植體選擇、移栽育苗、污染處理等單一技能到完成一個典型植物的無性繁殖體系建立，直至植物組培工廠化生產與管理[5]。
3 課程單元的開發與實施
根據課程標準的制定要求，以切實提高學生動手能力為目的，體現工學結合模式，開發《植物組織培養技術》課程的教師手冊和學生手冊。教師手冊開發是以植物組織培養技術典型工作任務為載體設計課程單元，以任務驅動開展教學。每個單元開發的教師手冊和學生手冊，依據課程標準對教師講授和學習有不同的分工和要求，教師手冊包含的教學以資訊、實施、考核、評價、學生反饋5個過程展開，學生手冊是以學生為主體，小組為單位，任務驅動為指導的學習素材，其中包含每個單元應掌握的知識目標、技能目標、考核目標。學生手冊中配套內容有工作任務資訊單、工作任務實施單、工作任務考核單、工作任務評價單等輔助學習材料。每個單元實施前，就要求學生以小組為單位利用各類課程知識資源將本單元的資訊單完成，做好實施工作任務前的基礎準備。
教學單元的實施采用多媒體教學手段，豐富教學內容，充分利用圖書、網絡、視頻、電腦動畫等各種教學資源，豐富學生學習渠道。教學開展以學生為主體，課堂放到實訓室，放到基地，教師做示范，學生邊做邊學，并記錄工作任務實施過程和出現的問題，針對各環節制定考核標準，予以考核，達到完整掌握植物組織培養基本技術的目的。工作任務（下完成時，同時也完成工作任務單的記載。通過工作任務方案設計、操作和結果檢查，小組學生自評、互評，教師考核，教學總結和評價這樣的步驟來完整實施一個單元工作任務，真實體現“教、學、做”合一的職業教育模式。通過課程考核，將掌握技能項目優秀的學生選拔出來，繼續培養他（她）們參加全國的植物組織培養職業技能大賽。
4 一輪課改課程教學結束后的反思
課程開發是一項專業而又科學的工作，教師要以深厚的教學工作經驗為基礎，并能深入到企業崗位工作一線，了解行業發展動態，新技術的應用，在熟悉職業教育規律的基礎上，才能開發制定出一套完整的實用性強的教學體系，這也充分體現一個職業教育工作者是否緊跟行業企業發展，是否與時俱進的改革教學內容和教學方法的責任心和職業素養。
總之，課程改革的目的是讓學生增強學習《植物組織培養技術》這門課的興趣，能主動學習，能真正學到適應崗位工作的技能，并熱愛這項工作，滿足行業發展對人才的質量需求。
摘要：課程教學改革是當今高職教育加強內涵建設和提高教學質量的重要環節。針對植物組織培養課程實踐性強的特點，結合組培苗生產企業的實際情況，采用理實一體、項目教學的模式，對教學理念、課程內容、教學方法、課程考核等方面進行改革、實踐。
關鍵詞：高職；植物組織培養；教學改革
植物組織培養是生物技術專業的優秀課程之一，隨著我國職業教育的迅猛發展，對職業院校的植物組織培養課程也提出了更
新、更高的要求。
一、深入企業，認真調研，制訂課程標準
工作崗位需要什么樣的人才，從業人員應具備哪些技能和素質，
企業最有發言權。高職教育中傳統的課程體系還是圍繞學科知識體系開展理論和實踐教學的，這與企業崗位要求存在矛盾。因此在課程改革之前，首先要深入企業，對組培苗生產崗位進行分析，確定崗位優秀能力及崗位項目，形成對應的課程標準。
二、聯合企業、行業專家，編寫植物組織培養配套教材
通過聯合企業、行業專家對組培苗生產崗位進行分析，了解植物組織培養的發展方向、企業的工作過程、企業對人才培養的要求，有目的、有方向地改革課程、培養人才，提出優秀能力要求，開發編寫植物組織培養配套教材。校企聯合開發編寫教材，既有針對性，又兼顧了知識的系統性。
三、配合新課程標準及教材改革教學方法
高職教育中一直在強調“實用、夠用、發展”，而在傳統的教學體系中，我們一直沿襲著重理論、輕實踐、面面俱到的教學模式。學生被動接受知識，束縛了思維發展、不能充分調動他們的主觀能動性和創造性；對企業崗位所需的工作技能，也不能很好地掌握與運用。
因此，教師要對課程內容進行分析，使之貼近生產實際，找出課程各部分的知識點、技能培訓目標和任務，提高實踐教學比例，采用理實一體、項目教學的模式改革課程體系，這對教師提出了更高的要求，不但知識面要寬，理論扎實，而且要求動手能力強，因此必須提高教學水平。
教學過程中課堂與崗位的統一。按企業的崗位能力要求，將理論課和實踐課相融合、校內學習和校外頂崗實習相結合。學生在校內完成理論和實訓的學習，對于一些難以在校內實訓基地開展的項目，就可以充分發揮兼職教師及校外實訓基地的優勢，將“課堂”搬到企業。在企業完成頂崗實習，由企業技術人員根據企業生產實際情況安排、負責學生的技術指導、理論授課及考核，完成教學計劃，專業教師加以監督以保證教學質量。
學院定期舉辦技能大賽，參照職業標準和企業崗位能力，制訂比賽內容和標準，評選出優秀學生參加省級或部級職業技能大
賽，培養高素質技能型人才。
四、改革完善教學評價方法
引進企業標準，建立試題庫，采用理論與實踐考核并重的評價體系，對于在企業完成的科目由校企聯合制訂考核辦法。
1.作業形式改革
傳統的教學模式要求學生能夠按時、按要求地做好課后的練
習和作業題，學生的作業都在紙上，對高職生的培養沒多大意義。因此，要改變作業形式和內容：作業的形式要不拘一格，可以是書面的，也可以是課件，更多的應該是實踐作業。作業內容要突出實踐技能的培養和自主學習能力的提高。
2.考核方式改革
考核方法很多，諸如：口試、現場操作、試管苗的污染率、組培苗移栽的成活率等。在考核上要加大平時學習的考核，改變一次考核定分的現狀。教師可以在課后或平時給學生提出一些問題，給學生思考、準備的時間，讓學生上網查找資料，與教材對照，弄清楚后再交作業，也可以給學生布置一些操作任務，根據完成情況給分。
課程體系建設是教學基本建設中最具基礎性的優秀工作，其水平、質量和成果是衡量專業教學質量的重要標志，是深化教學改革的依托。
（作者單位 遼寧職業學院）
摘要：目前導致農作物減產的一個主要原因就是植物中容易出現病蟲草害現象，所以如何利用生物技術進行抗病蟲草害作物的培養，已成為目前農業發展的一個新興方向。基于此，文章主要對植物病蟲草害防治中生物技術的運用進行了探討。
關鍵詞：植物病蟲草害防治；生物技術；運用
通過有益微生物技術來對病蟲草害進行防治，對于保護生態環境上具有突出的優勢，而且逐漸受到了社會各界的重視，不過其在繼續發展應用的過程中由于某些菌劑的效能發揮不是很好，導致擴大發展遇到了一定程度的阻礙。不過伴隨著利用生物技術對植物病蟲草害進行防治取得的越來越多的成就，針對克服了上述所說的不足之處，目前已經成為農業科學技術中發展最為活躍的應用前沿。
1 在對植物的病害防治過程中，生物技術的主要應用
1.1 植物在進行抗病毒病害過程中應用到的基因工程
（1）CP基因。CP基因也就是指病毒外殼蛋白基因，它可以有效的將植物對于病毒的免疫性能進行誘導，到目前為止，國內外在構建和轉化外殼蛋白基因上卓有成效，例如煙草花葉病毒、馬鈴薯X和Y病毒以及苜蓿花葉病毒等，而且還獲得了工程植株，它能夠對病毒產生一定免疫力，還具有良好的遺傳功能。到目前為止，為了提高抗病毒的能力，部分實驗室已經著手將CP基因和其他具有抗性的基因進行結合實驗，例如將病毒中的CP基因進行同時轉化或者是通過把CP基因和Sat-RNA基因進行構建，從而將其轉化到同一載體的植物中。（2）RP基因。RP基因也就是病毒的復制酶基因，這里所說的復制酶指的是通過病毒進行編碼，利用特異形式合成病毒的正負鏈RNA的RNA聚合酶，其主要作用就是能夠將全長的病毒基因組DNA進行合成，此外，還能把一些具有缺陷的復制酶基因在植物中進行轉入，轉入之后可能會跟正常的復制酶發生競爭現象，對病毒的復制產生干擾。（3）Sat-RNA以及中和抗體。Sat-RNA也就是衛星RNA，它是一類低分子量的RNA，只有依賴于病毒才能夠進行復制，在復制的過程中能夠對輔助病毒的復制產生干擾，并且將其癥狀的表達也進行改變，在植物的基因工程中，主要采用的是將病毒的癥狀進行減弱的Sat-RNA。在煙草以及番茄上利用CMV Sat-RNA進行轉化，已經獲得了巨大的成功，在田間，對于CMV的侵染，轉基因煙草表現出了其高度的抗性，通過進行隆和序列的分析，在該病毒進行中和抗體的基因工程里打下了堅實的基礎。
1.2 植物在進行抗真菌病害的過程中應用到的基因工程
幾丁質酶基因以及β-1,3葡聚糖基因。目前已經了解到的幾丁質酶可以利用水解菌絲尖端來進行新的幾丁質合成，可以利用其對病原真菌的繁殖進行良好的抑制，很多植物在遭受到病菌的侵染之后，會形成一定的防衛機制，而幾丁質酶就是由于這個過程產生的，現在已經從很多作物里對幾丁質酶進行了大量的克隆，這些植物包括煙草、油菜、大麥、菜豆、擬南芥以及水稻和甜菜等。真菌細胞壁具有大量的成份，其中包括這里所說的β-1,3葡聚糖，如果將β-1,3葡聚糖基因以及幾丁質酶基因進行融合然后轉化成為煙草，那么具有轉融合基因的植株對比于轉單基因的植株，在蛙眼病上產生的效果也有明顯的提高；與植保素的合成有關的酶基因。在植保素合成過程中，導入一些合成需要的有關酶基因，可以促進植保素的合成，提高其積累的水平，進而對植物的抗病能力起到一定的增強作用。
2 在對植物的蟲害進行防治時，生物技術的具體應用
2.1 蘇云金桿菌δ-內毒素
Bt，也就是蘇云金芽孢桿菌，能夠在孢子的形成過程中，將殺蟲晶體的內含物δ內毒素進行合成，是一種革蘭氏的陰性病菌。一般δ內毒素是以原毒素的形式存在的，如果被昆蟲食取，將會在昆蟲的消化道里發生活化，能夠跟昆蟲腸道的上皮細胞里包含的特異性質的蛋白相互作用進而發生結合，在結合之后全部或者是部分的δ內毒素將會在細胞膜中進行嵌合，造成細胞膜出現孔道現象，破壞了滲透的平衡作用，導致細胞破裂，昆蟲幼蟲停止了食取以后發生死亡現象。最近幾年來，蘇云金桿菌δ-內毒素在抗蟲害的應用中起到了良好的成效。
2.2 蛋白酶抑制劑
在大多生物體內都含有蛋白酶抑制劑，這種基因可以維護生物體發生正常的代謝，還能夠對外來的蛋白水解酶進行預防，以免造成機體的損壞。近年來發現富含絲氨酸的蛋白酶抵制劑具有廣譜的抗蟲活性,一般認為,蛋白酶抑制劑的殺蟲機制是抑制昆蟲腸道蛋白酶活性,能夠對昆蟲的消化系統造成破壞，進而會導致昆蟲缺乏一定的氨基酸，抑制其正常的生長和發育最終導致昆蟲的死亡，這種基因是一種分子量的大小不盡相同的蛋白質，目前已經被進行了多種的克隆和測序。
3 在防治雜草的過程中，生物技術的具體應用
通過生物技術，能夠把抵抗除草劑的一些基因順利的轉嫁到植物當中去，這里的基因主要包括利用編碼可以分解除草劑的酶、在發生擴增現象時被除草劑損害了的酶還有替換氨基酸以后無法被除草劑進行識別的酶等，然后獲得抗除草劑植株。如草甘磷除草劑,具有易降解、不污染環境的突出優點，能分別從細菌和植物中分離這種酶的基因aroA并將它轉入煙草等作物,發現轉基因作物對草甘磷的抗性增加了近10倍，在田間進行施藥以后，能夠真正的達到“草死苗長”的作用效果，從而將除草劑的應用價值進行進一步的提高。
4 結語
通過繼續發掘和應用新的抗病蟲基因，加深研究植物和病菌之間的相互作用機制，深化發展生物學中有益病毒、真菌以及細菌分子的研究內容，最終幫助利用生物技術來防治微生物的遺傳進行進一步的改良，從而將遺傳工程中對微生物農藥的研究發展為生物防治植物病蟲草害的主要手段。
【摘 要】伴隨著科學技術的日益發展，生物技術已經被廣泛地應用于植物保護方面。生物技術的運用主要體現在：對植物病毒和病源的判別和診斷，促進了植物病毒治理過程；選育抗病蟲種苗，免除了病蟲的危害；研制基因工程農藥，有效的避免了化學農藥產生的不良后果；培育抗病蟲和抗除草劑植物，生物技術的運用極大地促進了植物的保護。
【關鍵詞】生物技術 植物保護 基因工程
伴隨著國內外對植物生物技術研究的不斷深入和發展，生物技術已經被廣泛地應用到植物保護方面。生物技術主要是指利用微生物或者生物有機體來制造或改進產品、改良品種，或者通過培育微生物等過程以達到為人類服務目的的一種技術。生物技術主要涵蓋細胞工程技術、基因工程技術、發酵工程技術以及酶工程技術。植物生物技術在針對植物病毒和病源的判別和診斷、植物病蟲害防治等問題上具有安全、高效、選擇性強、無污染等特點，被廣泛的應用于植物保護過程中。
一、對植物病毒和病源的判別和診斷
生物技術應用于植物保護中，能夠快速而有效地進行植物病毒和病源的診斷。單克隆抗體技術就是一種用于對植物病毒和病源進行診斷的技術，這種技術與各種免疫標記技術相互結合，就能夠對病源進行快速而精確的診斷分析，促進了植物病毒的治理。單克隆抗體技術的積極運用為診斷和判別植物病害提供了有效的途徑，現已經制備了很多種植物病毒單克隆雜交瘤的細胞株，例如各種像煙草花葉病毒、葡萄扇葉病毒、黃脈病毒等。我國在植物細菌病害的研究中取得了豐碩的成果，如水稻白葉枯病、青枯病、葡萄扇葉病毒、馬鈴薯青枯病單克隆抗體的等很多種植物病源的單扛雜交瘤柱系，極大地促進了生物技術在植物病源診斷上的應用。
二、培育無病種苗
近些年來，我國在抗病蟲育種的基礎上，積極地運用生物技術，創造并選擇利用植物群體內新的遺傳變異，取得了很多新的進展。生物技術應用于選育抗病蟲植物和培育無病種苗，是通過組織培養的方式。為了保證各種作物的產量和品質，提高對有害生物病、蟲、雜草的抗性和耐力，使用組織培養的方式，通過無性系突變體來篩選新的抗病蟲材料或新抗源，獲得無病毒苗，進而獲得抗病蟲的植物，用體外栽培植物的離體部分來消除病毒的侵染危害，生成沒有病毒的完整植株后，再將植株的種子進行繁殖，通過這種無性繁殖就能獲得沒有病的的種苗，免除了各種病蟲的危害[1]。
通過花粉粒作為外植體進行培養，獲得植株的單倍體，利用單倍體可在較短的時間內培育出新的、高純合材料，從而誘導、篩選出具有抗性的植株。另外利用莖尖脫毒技術也可以繁育出像薯類、果樹、花卉以及某些蔬菜等無病毒種苗，極大的保證并提高了作物的品質和產量。目前國際上已經開發出抗蟲轉基因水稻，同時我國也在積極研究，已經開發出抗葉枯病和抗水稻細菌性條斑病的轉基因植株，這種生物技術應用于實踐，能夠有效地降低化學農藥的使用量。
三、研制基因工程農藥
生物技術在微生物農藥開發中的應用，能夠代替化學農藥而起到防治害蟲的效果。為了提高農作物的產量而進行的病蟲害防治，長期以來大量使用有機農藥，雖然起到了殺菌防蟲的作用，但與此同時因單純依靠化學有機農藥，并且使用濃度嚴重超標也造成了一系列的惡果。例如農藥的過度使用，使得在殺死害蟲的同時，也殺害了害蟲的天敵，從而嚴重的破壞了生態系統的生物鏈；長期使用農藥，使得害蟲產生了抗藥性，形成了惡性的循環；農藥殘余嚴重，破壞了土壤環境，同時也危害了人們的身體健康。
鑒于有機化學農藥帶來的各種問題，生物農藥防治病蟲害的方法也呼之欲出。隨著各種生物殺蟲劑和生物殺菌劑的相繼研發成功，諸如假單胞桿菌型、莓力菌殺蟲劑以及枯草桿菌殺蟲劑等的使用，極大的避免了有機化學農藥產生的危害作用。利用昆蟲重組病毒防治害蟲，可以利用寄生在昆蟲體內的昆蟲桿狀病毒，如果將此病毒的基因中插入和表達外源基因如節肢動物或細菌來源的昆蟲毒素、昆蟲激素或酶，就能夠擾亂害蟲內部的代謝平衡，從而達到了滅蟲的目的。另外許多微生物農藥也在積極的研發過程中，利用產素細菌能夠防治各種因植物細菌而產生的病害問題，這種方法主要是先從土壤根圍的細菌中篩選出對水稻或者蔬菜等重要病原細菌，然后選擇具有較強拮抗作用的拮抗菌株，這種拮抗菌株由于能夠產生較強的拮抗蛋白而起到了抑制或預防作物細菌病害的作用。在這種引進拮抗菌株進行植物的病蟲害防治的進程中，從植物體形成的自然生態系統中篩選增產菌，而增產菌的代謝物對改善植物生理代謝又起到了重要作用。總之微生物農藥具有高效、無毒、無公害和無污染等特點，對于病蟲害防治和環境保護都具有良好的效果。
四、培育抗病蟲和抗除草劑植物
作為一種分子生物學技術，植物基因工程技術是利用了植物細胞的全能性。植物細胞的全能性是指植物的每個細胞都具有相同的遺傳信息，因此能夠把一個植物細胞通過生物技術方法培養成完整的植株。進行抗病蟲植物的培養，可以利用動物毒素基因的導入達到防治害蟲的目的。此類方法是將一些昆蟲的毒素基因導入到植物中，害蟲一旦咬食植物的同時就吞入這些細菌，從而就會被殺死[2]。培養抗除草劑植物是通過將破壞除草劑的基因導入到植物中。研究者已經從吸水鏈霉菌分理處一種能夠破壞破壞除草劑的基因，將這種基因導入到煙草、馬鈴薯和番茄的植株后，這些植株就對常用的除草劑產生了抗性，這樣就使得這些作物避免了除草劑產生的藥害作用。
抗病蟲工程植株與抗除草劑工程植株的培養，我國也取得了很多突破性的進展，已經將很多諸如水稻、小麥、大豆、棉花等農作物通過組織培養的方式獲得了再生植株；通過病毒的外殼蛋白的基因轉移到煙草和番茄上，并將蘇云金桿菌的毒蛋白轉移到棉花和水稻上；弱毒疫苗和衛星核糖核酸的也已逐漸應用到實際的生產中[3]。
總之，生物技術的發展，對植物保護產生了革命性的影響。利用植物生物技術能夠選育和培育出各種抗病蟲害的新的植物品種，同時生物技術對植物病毒和病源進行了快捷而有效的診斷，基因工程農藥的使用免除了病蟲的危害，也有效的避免了過度使用有機農藥產生的惡果。因此，充分利用各種生物技術，能夠有效的起到植物保護作用，從而保護了物種的多樣性，保護了生態環境，實現了人與自然的可持續發展。
學家合作，獲得了具有自主知識產權的轉基因抗蟲棉花植株和相關專利，育成的眾多品種已在全國各個棉區普遍種植．農業部在上世紀90年代，分別對轉基因抗蟲棉、轉基因抗病番茄、甜椒等授予了安全證書，但后兩者由于無明顯商業價值，并未應用于生產．按照我國農業轉基因生物安全管理條例，經過5個階段嚴格的安全評價后，農業部于2009年11月向轉cry1Ab/cry1Ac基因抗蟲水稻華恢1號、轉cry1Ab/cry1Ac基因抗蟲水稻Bt汕優63在湖北省的生產應用，以及轉植酸酶基因玉米BVLA430101在山東省生產應用發放了安全證書，但這些品種仍須通過品種審定方可進入種子銷售市場． 作為植物生物技術發展較早的國家，美國自上世紀90年代以來，不斷有新產品(品種)的研發，并經由美國農業部動植物檢疫部門、環保局、食品藥品管理局等生物技術產品監管機構根據產品對人類或動物食用、對環境安全影響的全面評價而確定能否進入市場．表2列出了1990—2012年美國已批準種植的轉基因作物及所改造的性狀．表中列出的10種植物中，馬鈴薯和番茄生物技術產品的研發主要在20世紀90年代，但由于應用價值不高，并未得到廣泛應用;苜蓿、水稻等為較近期開發的產品．改造的性狀已從早期單純集中于耐除草劑(大豆、油菜)、抗蟲(玉米、棉花)發展到通過基因改造與常規雜交等手段結合，同時改造多個性狀，包括改良營養性狀(如提高大豆、油菜種子油成分中不飽和脂肪酸含量，以改進油營養成分)，提高對非生物脅迫抗性(如抗旱玉米的培育)等．而復合2種或3種性狀的生物技術作物的種植面積有明顯的增長，已有不少商用品種是既耐除草劑又抗蟲的，近年來復合性狀的范圍更有所擴大，如，應用大豆遺傳圖譜定位和轉基因技術結合，美國孟山都生物技術公司(簡稱孟山都)2009年推出了既耐除草劑又可增產7%～11%的大豆新品種RReady2Yield。2植物生物技術的新進展及前景據聯合國糧農組織估計，為保證全球人口增長的需求，在2005—2050年期間，全球食品生產的增加要達到70%．在增加農業產品的同時，還須面對減少資源耗用、滿足消費者對健康食品需求等問題，這些都對植物育種提出了新的要求．作為當代育種重要手段之一的生物技術育種，近年來也把育種目標更多地轉向高產、抗逆(非生物脅迫)、高品質等，即所謂第2代轉基因育種．能合成類胡蘿卜素的金稻米和抗旱玉米MON87460是其中2個成功的例子．
維生素A缺乏可引起夜盲、干眼病、角膜軟化，甚至與兒童腹瀉等有關，估計全球有過億兒童處于維生素A缺乏狀態．2000年，瑞士和德國的科學家領導的團隊在《Science》上發表了他們通過農桿菌介導轉化法，把來自植物黃水仙和細菌的β－胡蘿卜素合成途徑相關酶基因———八氫番茄紅素合成酶基因(PSY)、番茄紅素脫氫酶基因(CRT1)、番茄紅素環化酶基因(帶轉運肽)，用3個質粒共轉化水稻未成熟胚，潮霉素篩選，獲得了種子胚乳為黃色、干種子中胡蘿卜素質量分數為1.6μg/g的轉基因水稻株系［1］，開創了這一通過轉基因賦予稻米新營養成分的新領域，因其黃色的胚乳而被命名為金稻米．然而，由于產生的胡蘿卜素含量太低，缺乏實用上的意義．隨后的數年，這2位科學家與先正達公司合作，從導入的基因、啟動子來源、篩選標記以及載體的選擇等方面，作了一系列的改變［2］，如用以糖為篩選基礎的標記代替了抗生素抗性的篩選系統，選用胚乳特異表達啟動子、不同水稻品種用于轉化等;而關鍵的突破來自PSY來源的改變［3］，先正達公司的科學家經大量的比較、分析，發現導入來自玉米的PSY，可明顯把轉基因水稻干種子胚乳中胡蘿卜素質量分數提高到最高可達36.7μg/g的水平，其中維生素A的前體β－胡蘿卜素占80%以上，獲得了GR1/GR2等株系．β－胡蘿卜素被人吸收后，可經歷酶解過程而轉化為維生素A，按照美國國家科學院醫學研究所推薦的兒童每天所需維生素A的攝入量，如以金稻米中胡蘿卜素質量分數的保守估計為24μg/g計算，只需食用72g大米即可提供兒童每天維生素A需求的50%．成人的自愿食用試驗結果表明［4］，食用量為65～98g即可明顯提高血液中維生素A的含量，可見大米中的β－胡蘿卜素能有效地轉化為維生素A．金稻米的開發是學術機構(公共部門)和生物技術企業(私人部門)合作完成的，為保證其使用達到減少世界上貧困人口、特別是兒童中的維生素A缺乏癥的研發目標，享有發明權和專利權的科學家和公司已達成協議，無償授予發展中國家對相關品種的使用權．2005—2010年，通過一系列育種項目，這一性狀已轉育到世界各地多個地方品種中，近期已在國際水稻研究所和菲律賓水稻研究所完成田間試驗，后者擬在2013年向菲律賓政府監管當局申報，爭取2014年開始交給農民種植．
全球氣候的異常變化、水資源的短缺使耐旱成為了一個重要的育種目標．孟山都的科學家發現把來自細菌的冷擊蛋白CSP轉入植物，能賦予受體對非生物脅迫的抵抗能力，如寒冷(擬南芥)，冷、熱和缺水(水稻)，干旱(玉米)等．初步研究顯示，CSP為一類RNA伴侶蛋白，存在于細菌和植物中，可能通過在轉錄和翻譯中起作用而調節生物對脅迫的反應［5］．鑒于美國中西部玉米種植區常有旱情，他們的進一步研究集中于玉米的抗旱性，在對多個基因和轉化事件的表型和表達分析比較后，選定了產量、葉片生長、光合效率均表現良好的CspB-Zm事件1株系，并與生產品種配成3個雜交組合，進行控制給水條件下的田間試驗，與非轉基因對照比較，主要表現在籽粒數和帶籽粒的穗數增加，平均可增產0.5t/hm2(10.5%);隨后在美國中西部干旱地區田間種植，增產達0.75t/hm2(15%)．該品系內轉入的目標基因CspB來自枯草芽孢桿菌，命名為MON87460，2010年12月美國食品藥品監管局已承認該產品的食用安全評價，2011年12月美國農業部解除對其監管，成為全球第1個可供生產應用的抗旱轉基因作物品種．其與常規品種雜交獲得的雜交種Drought-GardHybrid已作為孟山都公司的重要新產品在美國推出，以圖提高干旱地區的玉米產量穩定性，有利于農民及環境．此外，通過不同途徑的改變，以提高產量、抗逆性、品質等為目標的研究也有不少報道，如Kebeish等［6］用細菌的乙醇酸分解途徑作為葉綠體光呼吸的旁路，把相關基因引入到擬南芥，以增加光合作用和生物量，發現轉基因植株生物量增加、光呼吸作用減少、光合作用有所改進;Mao等［7］、Baum等［8］利用近年迅速發展的RNA干涉(RNAi)技術，開發全新的抗蟲作物品種培育途徑．其中，中國科學院上海植物生理生態研究所植物分子遺傳國家重點實驗室陳曉亞院士領導的課題組發現［7］，棉花的一種代謝物———棉酚可抑制棉鈴蟲幼蟲的生長，他們從蟲中腸分離了棉酚誘導表達的基因———細胞色素P450基因(CYP6AE14)，研究了其在幼蟲對棉酚耐受性中的關鍵作用;進一步根據CYP6AE14編碼序列構建RNA干涉載體，轉化植物(擬南芥、煙草)，用這些表達特異雙鏈RNA的葉子喂飼棉鈴蟲幼蟲，其中腸CYP6AE14轉錄水平下降，生長緩慢，在飼料中加入棉酚后生長抑制大大增加;試驗結果表明，植物介導CYP6AE14基因的RNA干涉可有效增大棉酚對棉鈴蟲的毒性．這一研究結果提出了通過植物表達雙鏈RNA，喂飼昆蟲可成為啟動昆蟲RNA干涉的新策略，未來可應用于昆蟲研究和田間害蟲的控制中．
第3代的生物技術育種常指用植物生產各種重組蛋白，包括藥用蛋白、工業用蛋白，也有報道稱之為“植物分子農業(Plantmolecularfarming，PMF)”，它包括了從植物種植(或細胞培養)、收獲、運輸、儲藏到蛋白質抽提、純化的下游過程［9］．早在20世紀90年代初，當植物轉基因技術日漸成熟時，由于轉基因植物具有成本低、容易規模化、可避免人源和動物源病原物污染等優點，被認為可以作為生物藥物生產的一個重要系統;早期的設想多是擬在植物果實中表達疫苗，通過食用即可賦予使用者對該種傳染病的預防能力．1992年，首個植物生產重組蛋白的報道———美國德克薩斯州的科學家在植物成功表達乙型肝炎表面抗原的文章發表于美國科學院院刊(PNAS)［10］，隨后，類似研究也申請獲得美國專利．然而，由于蛋白表達量低、穩定性差、食用難以控制疫苗劑量等問題，這類疫苗從未達到商業生產、投放市場的水平．十多年后，美國陶氏農業科學公司于2006年初宣布，其應用煙草細胞懸浮培養系統生產的禽類新城疫病毒疫苗已得到美國農業部批準，為全球第1個獲批使用的植物生產疫苗．表3總結了目前處于臨床試驗，或批準使用的植物生產藥物，包括疫苗、抗體、治療用蛋白和保健用蛋白．應用不同的植物生產體系，如瞬時表達系統等生產的、針對乙型肝炎、狂犬病、H5N1流感的疫苗已進入不同階段的臨床試驗．由于植物病毒介導的瞬時表達系統可迅速、高量在植物中生產重組蛋白，在抗體生產中有較佳的應用前景，第1個獲歐盟作為醫學建議并被美國食品藥品管理局(FDA)批準新藥應用觀察的植物生產抗體是美國植物生物技術公司的產品CaroRxTM，該產品用煙草生產，功效為保護牙齒免受細菌的侵害．抗體外的一些治療用蛋白質，如Biolex治療公司研制的用于治療乙型和丙型肝炎的α－干擾素(商品名Locferon)已完成臨床Ⅱ期試驗，而Pro-talix生物治療公司研制，用轉基因胡蘿卜細胞培養生產，用于高歇氏病治療的人葡糖腦苷脂酶(prGCD)于2009年進入III期臨床試驗，取得良好結果．此外，把編碼重組蛋白基因轉化谷類作物，在其種子胚乳表達，作為保健型產品，也已有數個成功的例子，如美國Ventria公司用水稻生產的人乳鐵蛋白、人溶菌酶等，已被批準作為精細化學產品投放市場．
用生物技術手段，在植物生產藥物的發展中，所用的植物體系主要包括轉基因植物細胞懸浮培養為基礎的生物反應器;用農桿菌滲透或病毒感染植物組織而導入重組蛋白基因并在其內瞬時表達的體系;以及通過常規遺傳轉化獲得穩定的、在特定部位(如籽粒的胚乳)高效表達目標基因的轉基因株系等．這些體系各有其優缺點，如細胞培養體系的生產全過程均在室內可控條件下進行，生產系統和產品質量可達到醫藥工業的標準，且易于通過安全監管，但其生產成本高、可用細胞類型少、蛋白表達水平有待提高等問題仍有待解決;瞬時表達最大的優點是可在短時間內生產大量的急需產品，如疫苗等，但其運輸、儲存難度大;常規遺傳轉化獲得的轉基因籽粒易于運輸、儲存以及生產規模化，但也存在產品開發耗時長、田間生產受環境影響大以及對環境安全監管要求高等問題［11］．過去20年的歷史已經證明了植物為基礎的體系確實可以生產各種類型的人體蛋白，近年來處于領頭地位的新藥物開發已到達臨床研究的后期階段，即將進入市場．作為一個低成本、高產的生物藥物生產系統，各國政府、各種基金會、企業公司紛紛投放資金支持相關研究，以取得領先地位．如歐盟的PharmaPlanta聯盟，日本經濟產業省Meti項目，美國的BlueAngel項目，巴西的PMP計劃等．
植物生物技術發展的成果是生物科學研究、技術開發、商業性生產三者結合的結果．30年來，它已從實驗室走到了大田，證明了在增加糧食和飼料生產中發揮的作用．隨著生命科學的發展，大量新技術的出現，這一新的育種技術及其應用范圍也在不斷的改進中:在基因來源方面，更多的來源于植物自身的基因正在取代第1代轉基因作物中的細菌來源或人工合成基因;在目標方面，更多轉向產量乃至總生物量的增加，如在高二氧化碳強度的世界中，通過修飾Rubisco大單位，改變其熱穩定活性，增加葉片中淀粉的合成，進而增加植物的生物量［12］;在影響新產品的關鍵技術———外源基因導入方法方面，新一代的技術———TALEN，即轉錄激活因子樣效應物核酸酶(Transcriptionactivator-likeeffectornucleases)已被證明可以在植物中定點引起高頻率的基因敲除、插入和取代，可成為一個把外源DNA定點插入受體植物基因組的重要平臺［13］，該技術的實際應用，將能克服多年來各種方法引入的外源基因均為隨機插入而致的不良效應，按設計獲得所需的轉基因產品;在應用的范圍方面，生物技術的應用使植物已不僅為人類提供食品和飼料，還將提供藥品、工業用品(如生物活性化合物)和能源產品，如增加可能的能源植物的生物量等，有助于減少人類對石化燃料的依賴［14］．隨著植物生物技術自身的發展和完善、日漸成熟的監管體系以及人們對這一新生事物認識的增加，其應用將逐步為公眾所接受，以在新型的可持續發展農業中發揮更大的作用．
作者：梅曼彤單位：華南農業大學生命科學學院
在20世紀90年代，我國分子生物學家和育種學家合作，獲得了具有自主知識產權的轉基因抗蟲棉花植株和相關專利，育成的眾多品種已在全國各個棉區普遍種植．農業部在上世紀90年代，分別對轉基因抗蟲棉、轉基因抗病番茄、甜椒等授予了安全證書，但后兩者由于無明顯商業價值，并未應用于生產．按照我國農業轉基因生物安全管理條例，經過5個階段嚴格的安全評價后，農業部于2009年11月向轉cry1Ab／cry1Ac基因抗蟲水稻華恢1號、轉cry1Ab／cry1Ac基因抗蟲水稻Bt汕優63在湖北省的生產應用，以及轉植酸酶基因玉米BVLA430101在山東省生產應用發放了安全證書，但這些品種仍須通過品種審定方可進入種子銷售市場．作為植物生物技術發展較早的國家，美國自上世紀90年代以來，不斷有新產品（品種）的研發，并經由美國農業部動植物檢疫部門、環保局、食品藥品管理局等生物技術產品監管機構根據產品對人類或動物食用、對環境安全影響的全面評價而確定能否進入市場．表2列出了1990—2012年美國已批準種植的轉基因作物及所改造的性狀．表中列出的10種植物中，馬鈴薯和番茄生物技術產品的研發主要在20世紀90年代，但由于應用價值不高，并未得到廣泛應用；苜蓿、水稻等為較近期開發的產品．改造的性狀已從早期單純集中于耐除草劑（大豆、油菜）、抗蟲（玉米、棉花）發展到通過基因改造與常規雜交等手段結合，同時改造多個性狀，包括改良營養性狀（如提高大豆、油菜種子油成分中不飽和脂肪酸含量，以改進油營養成分），提高對非生物脅迫抗性（如抗旱玉米的培育）等．而復合2種或3種性狀的生物技術作物的種植面積有明顯的增長，已有不少商用品種是既耐除草劑又抗蟲的，近年來復合性狀的范圍更有所擴大，如，應用大豆遺傳圖譜定位和轉基因技術結合，美國孟山都生物技術公司（簡稱孟山都）2009年推出了既耐除草劑又可增產7％～11％的大豆新品種RReady2Yield。
據聯合國糧農組織估計，為保證全球人口增長的需求，在2005—2050年期間，全球食品生產的增加要達到70％．在增加農業產品的同時，還須面對減少資源耗用、滿足消費者對健康食品需求等問題，這些都對植物育種提出了新的要求．作為當代育種重要手段之一的生物技術育種，近年來也把育種目標更多地轉向高產、抗逆（非生物脅迫）、高品質等，即所謂第2代轉基因育種．能合成類胡蘿卜素的金稻米和抗旱玉米MON87460是其中2個成功的例子．維生素A缺乏可引起夜盲、干眼病、角膜軟化，甚至與兒童腹瀉等有關，估計全球有過億兒童處于維生素A缺乏狀態．2000年，瑞士和德國的科學家領導的團隊在《Science》上發表了他們通過農桿菌介導轉化法，把來自植物黃水仙和細菌的β－胡蘿卜素合成途徑相關酶基因———八氫番茄紅素合成酶基因（PSY）、番茄紅素脫氫酶基因（CRT1）、番茄紅素環化酶基因（帶轉運肽），用3個質粒共轉化水稻未成熟胚，潮霉素篩選，獲得了種子胚乳為黃色、干種子中胡蘿卜素質量分數為16μg／g的轉基因水稻株系［1］，開創了這一通過轉基因賦予稻米新營養成分的新領域，因其黃色的胚乳而被命名為金稻米．然而，由于產生的胡蘿卜素含量太低，缺乏實用上的意義．隨后的數年，這2位科學家與先正達公司合作，從導入的基因、啟動子來源、篩選標記以及載體的選擇等方面，作了一系列的改變［2］，如用以糖為篩選基礎的標記代替了抗生素抗性的篩選系統，選用胚乳特異表達啟動子、不同水稻品種用于轉化等；而關鍵的突破來自PSY來源的改變［3］，先正達公司的科學家經大量的比較、分析，發現導入來自玉米的PSY，可明顯把轉基因水稻干種子胚乳中胡蘿卜素質量分數提高到最高可達367μg／g的水平，其中維生素A的前體β－胡蘿卜素占80％以上，獲得了GR1／GR2等株系．β－胡蘿卜素被人吸收后，可經歷酶解過程而轉化為維生素A，按照美國國家科學院醫學研究所推薦的兒童每天所需維生素A的攝入量，如以金稻米中胡蘿卜素質量分數的保守估計為24μg／g計算，只需食用72g大米即可提供兒童每天維生素A需求的50％．成人的自愿食用試驗結果表明［4］，食用量為65～98g即可明顯提高血液中維生素A的含量，可見大米中的β－胡蘿卜素能有效地轉化為維生素A．金稻米的開發是學術機構（公共部門）和生物技術企業（私人部門）合作完成的，為保證其使用達到減少世界上貧困人口、特別是兒童中的維生素A缺乏癥的研發目標，享有發明權和專利權的科學家和公司已達成協議，無償授予發展中國家對相關品種的使用權．2005—2010年，通過一系列育種項目，這一性狀已轉育到世界各地多個地方品種中，近期已在國際水稻研究所和菲律賓水稻研究所完成田間試驗，后者擬在2013年向菲律賓政府監管當局申報，爭取2014年開始交給農民種植．
全球氣候的異常變化、水資源的短缺使耐旱成為了一個重要的育種目標．孟山都的科學家發現把來自細菌的冷擊蛋白CSP轉入植物，能賦予受體對非生物脅迫的抵抗能力，如寒冷（擬南芥），冷、熱和缺水（水稻），干旱（玉米）等．初步研究顯示，CSP為一類RNA伴侶蛋白，存在于細菌和植物中，可能通過在轉錄和翻譯中起作用而調節生物對脅迫的反應［5］．鑒于美國中西部玉米種植區常有旱情，他們的進一步研究集中于玉米的抗旱性，在對多個基因和轉化事件的表型和表達分析比較后，選定了產量、葉片生長、光合效率均表現良好的CspBZm事件1株系，并與生產品種配成3個雜交組合，進行控制給水條件下的田間試驗，與非轉基因對照比較，主要表現在籽粒數和帶籽粒的穗數增加，平均可增產05t／hm2（105％）；隨后在美國中西部干旱地區田間種植，增產達075t／hm2（15％）．該品系內轉入的目標基因CspB來自枯草芽孢桿菌，命名為MON87460，2010年12月美國食品藥品監管局已承認該產品的食用安全評價，2011年12月美國農業部解除對其監管，成為全球第1個可供生產應用的抗旱轉基因作物品種．其與常規品種雜交獲得的雜交種DroughtGardHybrid已作為孟山都公司的重要新產品在美國推出，以圖提高干旱地區的玉米產量穩定性，有利于農民及環境．此外，通過不同途徑的改變，以提高產量、抗逆性、品質等為目標的研究也有不少報道，如Kebeish等［6］用細菌的乙醇酸分解途徑作為葉綠體光呼吸的旁路，把相關基因引入到擬南芥，以增加光合作用和生物量，發現轉基因植株生物量增加、光呼吸作用減少、光合作用有所改進；Mao等［7］、Baum等［8］利用近年迅速發展的RNA干涉（RNAi）技術，開發全新的抗蟲作物品種培育途徑．其中，中國科學院上海植物生理生態研究所植物分子遺傳國家重點實驗室陳曉亞院士領導的課題組發現［7］，棉花的一種代謝物———棉酚可抑制棉鈴蟲幼蟲的生長，他們從蟲中腸分離了棉酚誘導表達的基因———細胞色素P450基因（CYP6AE14），研究了其在幼蟲對棉酚耐受性中的關鍵作用；進一步根據CYP6AE14編碼序列構建RNA干涉載體，轉化植物（擬南芥、煙草），用這些表達特異雙鏈RNA的葉子喂飼棉鈴蟲幼蟲，其中腸CYP6AE14轉錄水平下降，生長緩慢，在飼料中加入棉酚后生長抑制大大增加；試驗結果表明，植物介導CYP6AE14基因的RNA干涉可有效增大棉酚對棉鈴蟲的毒性．這一研究結果提出了通過植物表達雙鏈RNA，喂飼昆蟲可成為啟動昆蟲RNA干涉的新策略，未來可應用于昆蟲研究和田間害蟲的控制中．
早在20世紀90年代初，當植物轉基因技術日漸成熟時，由于轉基因植物具有成本低、容易規模化、可避免人源和動物源病原物污染等優點，被認為可以作為生物藥物生產的一個重要系統；早期的設想多是擬在植物果實中表達疫苗，通過食用即可賦予使用者對該種傳染病的預防能力．1992年，首個植物生產重組蛋白的報道———美國德克薩斯州的科學家在植物成功表達乙型肝炎表面抗原的文章發表于美國科學院院刊（PNAS）［10］，隨后，類似研究也申請獲得美國專利．然而，由于蛋白表達量低、穩定性差、食用難以控制疫苗劑量等問題，這類疫苗從未達到商業生產、投放市場的水平．十多年后，美國陶氏農業科學公司于2006年初宣布，其應用煙草細胞懸浮培養系統生產的禽類新城疫病毒疫苗已得到美國農業部批準，為全球第1個獲批使用的植物生產疫苗．表3總結了目前處于臨床試驗，或批準使用的植物生產藥物，包括疫苗、抗體、治療用蛋白和保健用蛋白．應用不同的植物生產體系，如瞬時表達系統等生產的、針對乙型肝炎、狂犬病、H5N1流感的疫苗已進入不同階段的臨床試驗．由于植物病毒介導的瞬時表達系統可迅速、高量在植物中生產重組蛋白，在抗體生產中有較佳的應用前景，第1個獲歐盟作為醫學建議并被美國食品藥品管理局（FDA）批準新藥應用觀察的植物生產抗體是美國植物生物技術公司的產品CaroRxTM，該產品用煙草生產，功效為保護牙齒免受細菌的侵害．抗體外的一些治療用蛋白質，如Biolex治療公司研制的用于治療乙型和丙型肝炎的α－干擾素（商品名Locferon）已完成臨床Ⅱ期試驗，而Protalix生物治療公司研制，用轉基因胡蘿卜細胞培養生產，用于高歇氏病治療的人葡糖腦苷脂酶（prGCD）于2009年進入III期臨床試驗，取得良好結果．此外，把編碼重組蛋白基因轉化谷類作物，在其種子胚乳表達，作為保健型產品，也已有數個成功的例子，如美國Ventria公司用水稻生產的人乳鐵蛋白、人溶菌酶等，已被批準作為精細化學產品投放市場．
用生物技術手段，在植物生產藥物的發展中，所用的植物體系主要包括轉基因植物細胞懸浮培養為基礎的生物反應器；用農桿菌滲透或病毒感染植物組織而導入重組蛋白基因并在其內瞬時表達的體系；以及通過常規遺傳轉化獲得穩定的、在特定部位（如籽粒的胚乳）高效表達目標基因的轉基因株系等．這些體系各有其優缺點，如細胞培養體系的生產全過程均在室內可控條件下進行，生產系統和產品質量可達到醫藥工業的標準，且易于通過安全監管，但其生產成本高、可用細胞類型少、蛋白表達水平有待提高等問題仍有待解決；瞬時表達最大的優點是可在短時間內生產大量的急需產品，如疫苗等，但其運輸、儲存難度大；常規遺傳轉化獲得的轉基因籽粒易于運輸、儲存以及生產規模化，但也存在產品開發耗時長、田間生產受環境影響大以及對環境安全監管要求高等問題［11］．過去20年的歷史已經證明了植物為基礎的體系確實可以生產各種類型的人體蛋白，近年來處于領頭地位的新藥物開發已到達臨床研究的后期階段，即將進入市場．作為一個低成本、高產的生物藥物生產系統，各國政府、各種基金會、企業公司紛紛投放資金支持相關研究，以取得領先地位．如歐盟的PharmaPlanta聯盟，日本經濟產業省Meti項目，美國的BlueAngel項目，巴西的PMP計劃等．
植物生物技術發展的成果是生物科學研究、技術開發、商業性生產三者結合的結果．30年來，它已從實驗室走到了大田，證明了在增加糧食和飼料生產中發揮的作用．隨著生命科學的發展，大量新技術的出現，這一新的育種技術及其應用范圍也在不斷的改進中：在基因來源方面，更多的來源于植物自身的基因正在取代第1代轉基因作物中的細菌來源或人工合成基因；在目標方面，更多轉向產量乃至總生物量的增加，如在高二氧化碳強度的世界中，通過修飾Rubisco大單位，改變其熱穩定活性，增加葉片中淀粉的合成，進而增加植物的生物量［12］；在影響新產品的關鍵技術———外源基因導入方法方面，新一代的技術———TALEN，即轉錄激活因子樣效應物核酸酶（Transcriptionactivatorlikeeffectornucleases）已被證明可以在植物中定點引起高頻率的基因敲除、插入和取代，可成為一個把外源DNA定點插入受體植物基因組的重要平臺［13］，該技術的實際應用，將能克服多年來各種方法引入的外源基因均為隨機插入而致的不良效應，按設計獲得所需的轉基因產品；在應用的范圍方面，生物技術的應用使植物已不僅為人類提供食品和飼料，還將提供藥品、工業用品（如生物活性化合物）和能源產品，如增加可能的能源植物的生物量等，有助于減少人類對石化燃料的依賴［14］．隨著植物生物技術自身的發展和完善、日漸成熟的監管體系以及人們對這一新生事物認識的增加，其應用將逐步為公眾所接受，以在新型的可持續發展農業中發揮更大的作用．
作者：梅曼彤單位：華南農業大學生命科學學院
