时间：2022-06-04 22:12:33
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇基因工程论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
摘要:基因工程在农业生产上已经被十分广泛地应用。基因技术的突破,使科学家们得以传统育种专家难以想象的方式,改良动植物,大大提高了经济效益。
关键词:基因;应用
基因在农业生产上的应用已经非常广泛,但其中的道理未必广为人知。那么所谓基因到底是什么呢?它是控制生物性状的基本单位,记录着生物生殖繁衍的遗传信息。并且通过修改基因能改变一个有机体的部分或全部特征。它的作用主要是以转基因技术和基因克隆技为核心。通过它们改良动植物的品种,从而大大提高经济效益。那么下面我们就谈谈它们是怎样为人类服务的呢?
一、转基因技术
转基因技术就是按照人们预先设计的生物蓝图,把所需要的基因从一种生物的细胞提取出来,在体外进行“外科手术”,然后把所需要的基因导入另一种生物的细胞中,从而有目的地改造生物的遗传特性,创造出符合人类需要的新品种。转基因技术能培养出多种快速生长的转基因鱼、转基因羊、产奶量高的转基因牛等,还能培育出抗旱、抗涝、抗盐碱、抗枯萎病和抗除草剂的转基因作物,还培育出抗虫作物,科学家将杀虫基因转入植物体内后,植物体内就能合成霉素蛋白,产生这种霉素蛋白基因的作物有烟草、马铃薯、番茄、棉花和水稻等,其中效益最大的是抗虫棉。
二、基因克隆技术
“多莉的诞生”意味着人类可以利用动物的一个组织细胞,像翻录磁带或复印文件一样,大量生产出相同的生命体。利用它可以拯救濒临灭迹的物种,或是复制一些优良品种等等。然而在进一步细想克隆,却也着实让人深虑。首先,若是无节制地“复制”某种物种,就会打破自然界的生态平衡,破坏优胜劣汰的自然法则,给自然界带来了混乱。其次,从理论上说“克隆”哺乳动物的成功,即为“克隆”人类准备了前提条件,再经过技术的不断改善,毫无疑问,不久以后就能“克隆”出人。对此杭州大学生命科学院院长、浙江省生物工程学会副理事长黄纯农教授认为,不必过分担心。他说,当前“克隆”技术还有完善的过程,暂时达不到大量“复制”人的地步。再者各地已相继制定了法令,为“克隆”人进行限制。当然,“克隆”技术的产生,归根到底是利大于弊,它将被广泛应用于人类,前景灿烂,方兴未艾。科学的进步和人的观念的变化,是无法阻止的。
三、应用基因技术的优点
从前面可以看出,基因技术的突破,是科学家得以用传统育种专家难以想象的方式改良动植物品种,其优点是显而易见的。第一,可降低生产成本。一个品种的基因加入另一种基因,会使该品种特性发生变化,具备原品种所不具备的因子,从而增强了抗病、抗杂草或抗虫害能力。由此可减少植物农药和除草剂的用量,降低种植成本。并且动物死亡率明显降低,从而提高养殖业的经济效益。第二,可提高动植物产量。一种动植物的基因改良后,更容易适应环境,能更有效抵御各种灾害的袭击,并使产量更高。第三,转基因技术可以使开发动植物的时间大为缩短。利用传统的育种方法,需要七、八年时间才能培育出一个新的品种,而基因工程技术培育出一种全新的动植物品种,时间可缩短一半。因此,有专家认为,不出多少年,转基因技术将改变世界。第四,转基因技术还可根据人们的需要,赋予农作物新的特性。例如可以使农作物自己释放出杀虫剂,可以使农作物在旱地或盐碱地上生长,或者生产出营养更为丰富的食品。科学家还利用转基因技术,开发能够生产防病的疫苗和食品的农作物。:
总之,基因技术虽然说是有利,也有弊,但是毕竟利大于弊,因此被广泛应用。并且科学家们还在继续深入研究它,努力更好地、更多地、更快地为人民服务。我们大家也要争取加入其中啊。
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1 材料选取与情境设置
1.1 材料选取关注生产生活实际
统计2009～2013年高考福建理综卷生物选考题的材料背景和情景来源，整理成表1。
选修模块关注生产生活实际，重视学生对现代生物科技的理解。2009年～2013年高考福建省理综卷生物选考题联系生产生活，与生物科技进展密切相关。背景材料来源广泛，涉及农业生产、医疗健康、畜牧养殖等方面，充分体现选考题材料联系实际的特点。选考题以转基因抗病香蕉、重组人红细胞生成素、产前基因诊断、癌症基因治疗、猪克隆技术为情境，在考查考生现代生物科技知识的同时，引导考生关注生物技术在实践上的应用，提高其生物科学素养。
新课程高考背景材料不再单一地来源于中学教材上的内容，而是从大学教材、科技进展、科技论文等处获取丰富的材料信息，呈现全新的试题背景。近五年来，高考福建省理综卷生物选考题背景材料大都来自公开发表的生物科技论文。例如，2010年试题材料选自“红细胞生成素（EPO）在中国仓鼠卵巢细胞（CHO）中稳定表达”；2012年试题材料选自“Let-7a表达质粒的构建及其对肺癌A549细胞k-Ras蛋白表达的抑制作用”；2013年试题材料选自“猪体细胞克隆胚胎体外发育过程中的凋亡规律”。以科技论文作为命题素材保证了试题的科学性、权威性和公平性，不仅体现高考能力立意，同时还提高了命题效率和命题质量。
1.2 情境设置图文结合
如何使背景材料清晰表达且不失科学性，符合高考纸笔测试要求，是试题命制的一个关注点。2009年～2013年高考福建省生物选考题均以“文字+图示”的方式呈现生物科技复杂的过程，所采用的图示为技术路线图或过程图，充分反映出《现代生物科技专题》模块工程技术的特色。选修模块3所涉及的情境注重工程技术和操作流程，所需设备、材料较多，操作过程较为繁琐，有时一项研究会涵盖基因工程、细胞工程和胚胎工程等工程领域，若单纯以文字的形式呈现背景材料无疑会增加考生阅读负担，影响考生正常应试思维，降低考试信度。若试题将大量的有效信息蕴含于图示中，可以保证提供充分、清晰明了的试题信息。
2 知识分布与能力要求
2009～2013高考福建理综卷生物选考题重视考查考生将所学现代生物科技知识应用于解决实际问题的能力。现将2009～2013年选考题知识分布与能力要求整理成表2。
2.1 强调主干知识的考查
统计2009年～2013年选考题分值比例发现，近五年来，选考题关注考生对生物学核心概念的掌握，并且基因工程知识占选考题总分的60%，细胞工程占24%，胚胎工程占12%。高考试题表现为侧重考查基因工程，兼顾考查细胞工程、胚胎工程的命题特征。
选修模块3包含五大专题：基因工程、细胞工程、胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题、生态工程，近五年选考题只涉及到基因工程、细胞工程和胚胎工程。基因工程、细胞工程和胚胎工程是《现代生物科技专题》的基础和重点，在现代生物科技中发挥着重要作用，是进一步开展现代生物科技研究的前提。其中，构建表达载体、PCR扩增技术等知识在基因工程的考查中占了较大比例。构建表达载体和PCR技术是基因工程的核心，应用也相当广泛，以这两者为重点进行考查，反映出选考题强调主干知识考查的特点。值得注意的是《现代生物科技专题》中所介绍的生物科技有些需要在必修模块知识的基础上展开。因此，选考题的知识考查有时会涉及必修模块内容。例如，2011年选考题对电泳带谱图的分析涉及必修模块2的电泳知识。
2.2 能力要求逐年提高
《普通高等学校招生全国统一考试大纲》对高考生物提出了四种能力的考查要求：理解能力、实验与探究能力、获取信息能力和综合运用能力。总体上看，近五年选考题注重考查理解能力、获取信息能力，能力要求较为简单，能力考查层级不高。但从纵向来看，选考题能力要求逐年提高。
例如，2012年选考题第（3）小题：“肺癌细胞增殖受到抑制，可能是由于细胞中 （RASmRNA/RAS蛋白）含量减少引起的”。该小题重点考查理解能力和获取信息能力，需要考生在理解基因工程应用的基础上，“能从课外材料中提取有效的生物学信息，解决生物学问题”，获取信息能力层级较高。
再如，2013年选考题第（2）小题：“从基因组数据库中查询Bcl-2 mRNA的核苷酸序列，以便根据这一序列设计合成 用于PCR扩增，PCR过程第一轮循环的模板是 。”该小题重点考查理解能力，试题背景材料和题中所涉及基因工程知识的广度、深度较往年均有所提高，要求考生能深入理解基因工程的具体原理及过程。
根据裘伯川等对理解能力在理科综合能力中所处关系的研究发现，理解能力是构建理科综合能力的核心，同时也是解决问题的基础和关键因素。分析近五年高考福建生物卷选考试题，不难发现每一道试题都涉及理解能力的应用。获取信息能力是学生自主学习和可持续发展的基础，对培养学生的信息素养、获得终身学习能力具有重要意义。选考题材料来源新颖多样、信息呈现简洁直观有助于获取信息能力的考查，试题重视考查考生在新情境下，利用已有生物学知识发现、鉴别并运用获得的信息解决实际问题的能力。
3 问题设计与难度控制
3.1 问题设计严谨、灵活
问题设计是高考命题的关键一环，基于能力立意的问题设计应有助于考生启发思维，促进问题的解决。现从问题结构、问题表述和问题内容三方面，总结近五年高考福建生物卷选考题问题设计的特点：
① 选考题围绕考查的知识内容，以填空题的形式将试题情境引伸出5个具体的小问题，每个问题分值均为2分。
② 选考题在保证客观严谨的前提下，善于运用文字提示表述问题，体现问题设计的灵活性。例如，2011年选考题第（3）题：“据此判断胎儿为 （正常/患者/携带者）”；2012年选考题第（2）题：“MstⅡ是一种 酶”。这类问题表述限定了作答方向，问题指向明确。③ 问题内容与背景材料、知识考查密切相关。选考题或围绕新情境下的问题核心，延伸出多个知识点设计问题，考查考生对知识的理解能力；或通过隐藏生物技术流程中的部分操作步骤设计问题，考查考生获取信息能力。
3.2 难度控制相对合理
关键词：地方性高校；基因工程实验；创新能力培养；教学改革与探索
作者简介：王忠华（1972-），男，浙江开化人，浙江万里学院生物与环境学院，教授；斯越秀（1979-），女，浙江诸暨人，浙江万里学院生物与环境学院，讲师。（浙江 宁波 315100）
基金项目：本文系教育部双语示范课程和浙江省新世纪教改项目（项目编号：zc2010085）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）04-0136-02
随着分子生物学的迅猛发展，基因工程实验技术已广泛渗透到现代生命科学的各个分支领域，成为生物技术和生物工程等专业的核心技术。[1-3]通过“基因工程实验技术”的学习，使学生了解基因工程的四大要素，知晓从自然界的生物中克隆所需目的基因的基本思路和策略，启发学生的思维，让学生熟悉从最基础的核酸、质粒的提取，到基因分离方法的确定、基因的克隆、鉴定、表达以及最终能获得目的基因的表达产物的整个过程；使学生对基因工程有一个全方位的、比较系统的认识。[4，5]通过一系列实验，加强学生的动手能力，提高其基本操作技能，使学生具备从事基因工程教学和科研的基本能力。
一、目前基因工程实验课程教学存在的问题
虽然基因工程实验课程的主要内容具有综合设计性和实践性强等特点，并且与农业、医药、环境、能源和食品等行业紧密结合，发展空间广阔。但目前基因工程实验课程教学也存在诸多问题。
1.贴近行业的实验项目缺乏系统的创新性设计
基因工程实验尽管开设时间较长，但实验项目注重基本技能训练，与行业结合不够，不能适应生物技术相关产业的发展需求；创新性项目成点状分布，不利于学生创新能力的系统培养。因此有必要增加一些研究性、行业相关性的项目，并根据学生需要开展不同层次、可供选择的实验项目，真正实现以生为本的教学理念。
2.教学方法不能充分发挥学生的主动性和创造性
传统的基因工程实验教学的基本模式是教师依据实验教学计划，安排每次实验的内容。实验前，教师先把实验内容和操作步骤完整地讲一遍，强调学生在实验过程中的注意事项，然后让学生做实验。学生实验时只需“依样画葫芦”，机械模仿、重复操作，该教学模式使学生始终处于被动地位，学生的主体作用和积极性都得不到充分发挥，难以激发学生独立思考和分析问题、解决问题的兴趣和激情。不能从主动探索中获得失败的经验和成功的体会，从而使学生失去了学习的主动性，抑制了个性发展，甚至泯灭了独立思考的意识和创新精神。[6，7]
根据上述问题，结合基因工程面向行业的特点和学生创新能力培养需要，确立了综合技能、工程应用能力和学科研究能力三个层次的实验教学目标（见表1）。
表1 基因工程实验的能力培养层次及培养途径
能力层次 具体能力描述 拟培养途径
学科研究能力 利用基因工程技术进行新产品开发；培育转基因新产品；开拓新产品、新工艺；利用基因技术分析解决问题能力；创造性思维能力 开放创新性项目训练
工程应用能力 核酸与蛋白质提取工艺参数优化能力；基因工程产品产量与品质参数优化能力 工程性项目训练
综合技能 核酸分离纯化能力；PCR操作技能；质粒连接、转化与筛选技能；基因及其表达产物检测技能 综合性项目训练
围绕不同能力的培养目标，本文从项目设计、教学方法与考核方式改革三个方面对基因工程实验改革进行了探索与实践，同时对改革的初步成效与存在的问题进行了总结与讨论，以期为同类研究提供参考。
二、实验项目设计
为了实现上述不同层次的能力目标，根据以能力培养为主线的《基因工程》三级训练体系鱼骨图（见图1），设置了三个层次的实验项目，其中综合技能训练以原有的项目为基础进行优化；而工程能力训练和开放创新训练项目则为本课题的改革重点。项目主要来自教师科研和学生创新创业项目，拟设置的项目详见表2。
表2 部分实验项目一览表
项目类型 项目名称 备注
综合技能
训练 质粒DNA的提取、酶切及其产物的凝胶电泳 原有
DNA酶切产物的纯化、重组质粒的连接 原有
大肠杆菌感受态细胞的制备、转化及筛选 原有
质粒DNA的分离和鉴定 原有
PCR扩增技术及其扩增产物的检测 原有
工程能力
训练 溶藻弧菌外膜蛋白OmpU的克隆与原核表达 新增
碱性磷酸单酯酶基因的定位、克隆与表达 新增
富锌功能水稻品种特性改良 新增
明胶植物源替代物关键参数优化 新增
开放创新能力
训练 葡萄不同品种的ISSR分析 新增
转抗螟虫基因蔺草新种质的培育 新增
浙贝母分子身份的鉴定 新增
富锌水稻分子指纹图谱分析 新增
根据不同行业现状，教师先拟定了一些具有行业生产应用前景的目标蛋白或产物（如外膜蛋白、碱性磷酸单酯酶和白介素等）布置给学生，并将实验方法和重要参数告诉学生，然后要求学生查阅相关文献和资料，设计实验方案并提交，指导教师审核通过后进行实验，最后对实验结果进行分析与讨论，形成总结性材料。以生物制药行业外膜蛋白（Outer membrane protein，简称Omp）为例，其免疫保护力远远高于灭活全菌疫苗，有望作为高效疫苗的重要成分，通过生物工程技术大量生产应用于海水养殖动物疾病的防治。由此可将“溶藻弧菌外膜蛋白OmpU的克隆与原核表达”作为设计应用性实验。涉及的重要参数有DNA分离纯化参数、PCR扩增体系和程序参数、不同载体构建参数和不同表达产物检测技术参数等。通过这个层次的训练，让学生用学到的基因操作技术（核酸提取技术、引物设计技术、载体构建技术、基因检测技术、表达产物检测等）去解决具体的行业问题，培养学生的创新能力和行业应用能力。
开放创新训练项目围绕教师科研、大学生新苗人才计划、大学生创新创业项目、学科竞赛等进行，如特色经济和药用植物（蔺草、葡萄、浙贝母等）及海洋生物（中华鳖等）的分子身份与种质资源鉴定、绿色荧光蛋白在生物医药与现代农业中的应用等。主要是采用基因工程实验技术解决当前生产实践中遇到的科学问题，使学生在掌握先进的、应用性强的专业综合技能的同时，提高自己的科研能力、创新意识、创新能力。
三、教学方法改革
对于综合技能训练项目，采取虚拟实验与实战操作相结合的形式，要求学生全程参与实验过程，学生必须在实验前进行预习，然后反复进行虚拟实验（购置相关软件），最后进行实战操作，实验结束后写出实验报告，并对实验结果进行班级讨论，最后由教师进行相应的点评，使学生了解出现不同实验结果的原因及解决办法。这种实验教学方法既有利于提高学生对实验内容的兴趣，使学生牢固掌握基因工程操作的基本过程与技能，提高实验教学效果，又有利于培养学生的自主学习能力，进而提高学生分析问题与解决问题的能力。
对于工程能力训练和开放创新训练项目，采用“自主设计式、开放式”实验教学法。即要求3～5位学生组成课题小组，确定小组感兴趣的课题，或根据教师提出的实验目标查阅资料，设计实验方案，并提出申请和实验预约，经教师审批后，利用开放实验时间完成实验，最后递交实验报告，并书写实验总结或论文。鼓励学生从行业调查入手，自行选题、自行查阅文献、自行拟就实验方案、自行备齐所需试剂并进行实验。允许学生分多次来实验室完成同一个实验项目，允许学生对同一个实验项目采取不同的实验方法进行实验，如核酸提取可采用酸法，也可采用碱法、SDS法、CTAB法等。同一种方法还可在不同提取条件下进行，如水浴温度、水浴时间、离心转速、离心时间等。自主设计实验突出了学生的主体地位，有利于激发学生的学习兴趣与激情，有利于培养学生的创新精神和实践能力。
四、考核方式改革
为提高实验教学效果，适应创新性人才培养的需要，必须建立和完善一套以创新能力培养为重心的既重过程又重结果的实验课程考核新模式。
在对综合技能训练项目进行考核时，采用全程性评价，实验预习环节的评价可培养学生的自主学习能力，实验准备和过程环节及实验操作考试可提高学生的动手能力和专业技能，而实验笔试环节主要考察学生对专业知识的掌握情况，为学生开展创新性活动奠定了坚实的专业基础。
对于工程能力和开放创新训练项目的评价，主要是从查阅资料和设计环节、实验参与环节、实验结果和总结环节等方面来考核，重在提高学生的综合素质，如口头表达能力、专业操作技能、文字组织能力和组织协调能力等。对于有创新部分的学生要给予加分与奖励。这种全方位的成绩评定方法既能反映学生的实际水平和能力，又能调动和提高学生学习的主动性和积极性，对提高学生运用理论知识解决实际问题、提高实际操作能力和创新能力都有积极的意义。
五、改革实施初步成效与物化成果
本改革以浙江万里学院生物与环境学院生物技术和生物工程专业2009级、2010级学生为课程改革实施对象，直接受益学生数为200人/年。由于本改革能紧密围绕学生综合能力的培养，采用以学生为主体、教师主导的教学方法，教学内容实用且能紧跟专业前沿，因此，较好地培养了学生的自学能力、动手能力、创新能力和团队合作精神。
近两年来，生物技术、生物工程专业学生参加课程组教师相关科研项目的有50多人次；完成相关校级创业创新基金项目或校科研基金项目近10项；获浙江省科技厅“新苗计划”资助项目2项；获浙江省“挑战杯”课外科技作品竞赛二等奖1项；获浙江省大学生生命科学竞赛优胜项目1项；学生在校期间公开发表与课程相关学术论文8篇。
通过对毕业生综合表现的跟踪调查，发现学生在所进行的毕业实习中，表现出较强的基因工程操作能力、实验组织能力和设计能力，一定的创新精神和良好的合作精神，受到了用人单位的一致好评。考研学生在复试中，较强的基因工程实验技能受到了浙江大学、厦门大学等院校教师的肯定。
六、存在的问题及解决办法
课程组全体成员清醒地认识到课程教学改革与推广是一项艰巨的任务，它需要教师着眼于现实建设、着眼于未来发展，不断更新内容，不断改进教学方法，使项目始终保持可持续的高水平的发展。项目的后阶段任务与计划如下：
首先，继续完善教材建设。通过学生的试用，提出相关的修改意见，对基因工程实验技术教程进行修订，以更好地满足学生发展的需要。并根据教材适用对象进行推广，增加辐射面。
其次，在已有项目的基础上进一步设计新的实验项目，建立相对稳定的自主设计实验项目库及操作规范。
再次，完善开放式的管理制度与全程式参与的考核办法。
最后，加强与兄弟院校的交流与学习，增加辐射面，提升示范作用。
参考文献：
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[2]陈鲁勇，孟和，许文平，等.分子生物学实验教学改革与实践[J].实验室研究与探索，2008，27（12）：121-122.
[3]杨海灵.分子生物学实验教学改革的探索与实践[J].成都大学学报（教育科学版），2008，（4）：70-71.
[4]高凤山，许崇波，刘庆平，等.基因工程开放实验中的几点体会[J].科技创新导报，2009，（3）：213-216.
[5]王文锋，范雪晖，穆灵敏，等.生物技术专业基因工程实验教学的改进与实践[J].新乡医学院学报，2009，26（1）：99-100.
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关键词：基因工程；双语教学；教学质量
中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）09-0157-02
随着经济全球化，我国经济与科技发展与国际联系越来越密切，需要一批具有国际视野和国际竞争力的人才，以应对经济全球化和科技革命的挑战。由此，培养适应经济全球化的人才成为高校教育的重要议题。教育部明确要求本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学。尤其是对高新技术领域的生物技术、信息技术等专业更需要使用外语教学[1]。
基因工程是生物技术专业一门重要的专业课程。它涉及面广，应用性强，发展迅速，既是生物技术理论研究的核心，又是一门应用性极强的学科，对生命科学的发展起着巨大的推动作用。因此，对生物技术专业的学生来说，该学科知识的掌握程度直接影响其专业素质。为使学生更好的理解基因工程相关知识，了解该学科的新动态，我们开展了基因工程双语教学，并对教学内容、教学方法、教材选用等进行了探讨。
一、《基因工程》双语教学的必要性
基因工程是现代生物技术的核心内容。它的快速发展大大推动了科学理论研究的发展，而且其应用几乎可涉及人类生存所必需的各个行业[2]。目前，英语是当今国际交流的通用语言。基因工程相关的权威论文和著作主要以英文发表。学术交流会上，专家主要采用英文作学术报告，相互交流也以英文为主。
二、提高《基因工程》双语教学质量的方法
（一）加强双语教学师资队伍建设
双语教学不仅要使学生扎实的掌握本专业相关的基础知识，还要提高学生的外语水平，引导学生用外语思维思考问题、解决问题，培养学生用外语学习专业知识的能力。这对任课老师提出了更高的要求。不仅要求教师具有精深的专业知识，而且必须具备较深厚的外语基础，有较强的读、写、听、说能力，能用英语进行日常交流，用外语表述专业知识、解析专业词汇。因此，作为双语教学的主要实践者，教师的英语水平、学科知识等直接影响教学质量。
（二）选择合适的原版教材
教材是体现教学内容和教学要求的知识载体，是进行教学的基本工具，是提高教学质量的重要保证。双语教学的教材更是一个非常关键的教学资源，教材的选择直接关系教学的质量和效果。目前国内出版的《基因工程》教材版本很多，但均为中文教材，无国内自编的《基因工程》双语教材。我们认为基因工程双语教学教材以英文原版教材为好。为实现基因工程双语教学的目的，我们采用了由Sandy Primrose等主编的《Principles of Gene Manipulation》国外优秀生命科学教材。该书的英文影印版和中文版均由高等教育出版社出版，特点是内容丰富先进，图文并茂，在国际上使用广泛，具有权威性和时代感。但国外教材内容广泛，知识的的系统性和逻辑性不强，对理论论述也不够详细。一些基础不好的学生学习起来会很吃力。因此在教学过程中，我们配套选用一本中文教材，还将一些国内教材列为教学参考书。
（三）把握好双语教学中的中、英文讲述比例，做到循序渐进
目前，高校双语教学一般采用三种方式:①全外语教学，即使用外语原版教材，外语讲解、板书、答疑，也常要求学生用外语提问、外语作业、外语考试；②使用外语原版教材，教师用汉语和外语讲课；③使用外语原版教材，中文授课模式[4]。
基因工程双语教学的首要目的是学生应该掌握基因工程专业知识，其次才是对专业英语词汇听、说、读、写及专业英语表达内容的理解能力。基因工程双语教学对象为生物技术专业三年级的学生。由于该专业学生的英语水平参差不齐，阅读英语教材和听英语授课的能力相对有限，掌握的专业词汇较少，很难理解英语专业书籍，若采用全英文授课，很多学生很难理解课程内容。因此，在教学内容上，我们采用英文教学和中文教学相结合的方式。教学内容在用英语讲述后，再用中文加以补充说明。对于一些较难理解的内容，常采用中文教学，再用英语进行相应表达。我们在基因工程双语教学过程中，遵循由浅入深、由少到多、由慢到速度适中的用英语解释专业知识。先充实学生的专业词汇，逐步提高学生阅读能力，再采取中英文讲授相结合的方法，加强学生对英文教学内容的理解能力。
（四）教学手段多样化
基因工程是分子水平上对基因进行操作的复杂技术。其内容涉及分子遗传学、生物化学、细胞生物学、微生物学及分子生物学等学科相关理论基础及其实验技术手段。课程内容繁多、概念抽象、理论性和技术性强。对一些基础不好的学生来说，其教学内容比较难理解。在双语教学过程中，有些英文基础不好的学生，看不懂英文原版教材，也听不懂教师的英文讲课，学习的积极性和主动性不高，这些将严重影响教学效果。因此在基因工程双语教学中，教师应尽量使用常见的词汇将复杂的句子简化，使教学内容简单易懂。在每一章节授课之前，要求学生课前预习教学内容。多媒体课件应图文并茂、形象生动。课件中多采用示意图、照片、动画和短片，使教学内容更直观、形象，便于学生理解所学内容。针对某些教学内容，老师可以设计一些讨论题，由学生查阅相关文献资料，进行归纳总结后，在课堂上用英文进行讨论。这样既可调动学生学习的积极性和自主性，又可让学生熟悉相关的专业英语词汇和表达，学会用外语去理解和掌握专业知识，用外语去思考问题、解决问题，从而提高学生的外语应用能力。一定时间后，要求学习小组上交全英文的学结报告。通过这种方式，让学生互相帮助，互相学习，共同提高。每一章节教学内容完成后，要求学生对教学内容进行总结和归纳。利用课外时间，我们会组织学生听取一些英文专题报告会，以提高学生对本学科前沿知识的了解。
（五）考核内容和方式灵活化
每章教学内容结束后，我们都会设计一些讨论题或设计题提供给学生，他们查阅相关文献资料后，以作业的形式递交或是集中讨论。设计报告和讨论稿以及学生在讨论中的表现及其平时在课堂上的发言次数、质量和水平都计入成绩，以此来鼓励学生的学习积极性，提高他们的语言表达能力和应用知识的能力，锻炼英文写作能力。
总之，双语教学是培养具有国际视野的高素质创新人才的重要途径，同时也是一项长期、循序渐进的工作[5]。随着我国生物技术研究及其产业的迅速发展，需要更多能够适应国际需求的人才。基因工程是现代生物技术的核心。与此相关的技术和研究结果常以英文展示。探索基因工程双语教学的模式，对教学质量的提高以及生物技术专业本科生综合素质的提高都具有重要的意义。
参考文献：
[1]张同利.加强高校双语教学的探讨[J].中国高教研究，2007，（5）：90-91.
[2]许崇波，迟彦.《基因工程》精品课程的建设与实践[J].大连大学学报，2008，29（3）：148-150.
[3]计道宏.双语教学中外文原版教材的选用原则探讨[J].安康学院学报，2009，21（1）：108-109.
【摘要】 根据生物制药的学科特点及人才培养需要，构建了验证性实验－综合性实验－开放、创新性实验的实验教学体系，形成了层次清晰的实验技能培养模式，其中跨课程综合性实验与科研课题设计是教学改革的特色项目。通过该教学模式的实践，学生的创新意识、科研素质与实践能力显著提高，并且在该教学改革的进一步拓展方面进行了深入探讨。
【关键词】 生物制药；实验教学；创新思维；科研素质
Abstract:A validatingcomprehensiveopen and innovative experimentation teaching system and a cultivation mode of layerdistinctive experimentation skills have been constructed according to the features of the biological pharmacy discipline and the needs of the talented personnel cultivation. In which， intercurriculum comprehensive experimentation and the scientific research task design are the featured items of teaching reform. The innovative consciousness and scientific diathesis have been evidently enhanced through the practice of this teaching mode while the development of the teaching reform has been discussed at the same time.with the actualities in the authors university.
Key words:biological pharmacy; experimentation teaching; innovative thinking， scientific research diathesis
一、实施背景
生物科学是一门以实验为基础的自然科学，而生物制药作为其中应用导向较强的领域之一，其实验教学的地位更是举足轻重。通过合适的实验教学体系培养适合社会与产业发展需要的人才，是生物制药人才培养的重点内容［1，2］。基于高校全面实施素质教育后对创新思维与实践能力培养的注重，针对我国生物制药产业源头创新能力薄弱、基础研究落后的客观现实，我们以学院总体人才培养目标为导向，深化教学改革，重新构建了生物制药本科实验教学体系，其根本目的是突出应用理论与技能的系统训练，强调创新思维的培养与科研素质的塑造。
二、总体思路
根据专业课程设置和人才培养需要，更新了实验课程体系，确定了实验教学的总体思路与规划。将实验教学设计成三个层次：第一层次以验证性实验为主，主要在专业基础课中开设，确保学生掌握本专业的基本实验技能；第二层次以跨课程的综合性实验为主，融合各门专业课实验教学内容，重在培养学生系统完整的知识结构和能够融会贯通地运用各种实验技能的能力；第三层次以开放性和创新性实验为主，并要求学生独立完成科研课题设计，主要在选修课及课余时间进行，强调培养学生的独立科研能力与创新素质。最终形成夯实基础知识技能－形成综合应用能力－拓展科研创新素质的多层次实验技能培养模式。其中跨课程综合性实验及开放创新性实验是教学改革的重点内容与特色项目。
三、具体内容
1.跨课程的基因工程综合性实验
通过将相关专业课的实验教学内容的整合和重构，从生物制药首届学生（03级）开始，即开设了跨课程的基因工程综合性实验。
在实验总体设计上，以完整的基因工程药物开发流程为主线，整合了《基因工程》、《发酵工艺原理》和《生物技术药物药剂与药代动力学》的实验内容，并将教学内容分成不同模块，指定负责教师自编实验教材；从知识点上涵盖了基因工程上游技术（包括基因的定位、筛选、克隆、表达、活性及功能的鉴定和分析）与下游技术（包括发酵、提取、纯化、鉴定分析、冻干等技术）以及药效、药理、毒理和安全性评价的基本技能，具有较强的系统性与连贯性；在实验题材上，将来自生物制药研究所的T细胞受体基因治疗药物及重组白介素－18蛋白药物等成熟研究成果应用于教学，并以其研究过程为例，讲解了生物制药的研究与开发流程，提升了实验教学的学术层次，并推动了科研与教学相互促进；在师资力量方面，由来自理、工、医学等不同背景的教师组成教学团队，以发挥专业优势；在实验设备方面，充分整合了现有教学资源，并将新购置的流式细胞仪、蛋白层析系统、毛细管电泳等先进仪器以不同的方式应用于教学，进一步提高了教学水平，开阔了学生的视野；从考核方式上，首先要求学生严格按照学术论文的格式撰写实验报告，锻炼了学生的科研素养，同时以知识竞赛的形式考查了实验相关知识与技能，在提高学生学习兴趣的同时巩固了教学效果，整个教学气氛生动活泼，效果明显。
2.科研课题设计
由于选修课具有前瞻性较强的教学内容与灵活机动的教学形式，目前在选修课《肿瘤生物学》与《抗体工程》开设了科研课题设计。目的是通过全新的教学模式拓展创新思维，使学生具备独立设计实验方案和科研课题的能力，整个过程由学院实行的本科生导师制加以管理与实施。
具体流程如下：首先是准备阶段。主要是由学生分组自行完成指定教学内容的备课与讲授，目的是为课题设计奠定必要的理论基础，并由全体本科生导师组成评议组对学生讲课情况做出现场分析和点评。第二阶段为选题与标书撰写。在大胆假设、科学论证的原则下，学生提出各自的课题，并与导师讨论课题的可行性。定题后，分别完成资料的调研，研究方案的制定，并严格按照国家自然基金申请书为模板撰写课题计划书，最终提交研究方案。第三阶段为课题评定阶段。由教师对学生提交的研究计划进行点评与修改，指导学生最终完成整个实验设计。根据理论课的授课情况和最终计划书的水准评定学生的成绩。对于兼具创新性与可行性的研究计划，可作为毕业论文及学生创业计划的蓝本。
3.开放、创新性实验
主要面向三、四年级本科生。目的是充分利用现有教学资源，为学生创造良好的创新实践平台。学院实验中心与研究所的场地及设备现已全面向学生开放，并设立了专门的本科生创新实验中心。在课题立项方面，首先鼓励学生总结所学知识技能，凝练自己感兴趣的题目，在教师的指导下进行教学大纲以外的、有一定深度的创新型实验。此外，鼓励教师积极申报开放性实验项目，这些专职教师通常活跃在教学的第一线，对教学重点及学生的具体知识水平有深入了解，能够设计出即合乎学生实际，又能拓展思维的课题，具有更强的合理性和可行性，然后通过宣传招募的方式吸收学生积极参与。
四、主要成果
目前基因工程综合性实验共设128个学时。经过03级与04级的实践，获得了初步的经验，锻炼了师资队伍，并根据教学需要自编了两版实验教材。拟经过三轮教学实践进行规范，成为学院实验教学的骨干课程与特色项目。在03级综合性实验课程结束之后，我们分实验设计、实验条件、实验管理、教学效果几方面，设置了二十项指标，在全体学生中进行了匿名问卷调查。结果显示，各项指标的满意率均在90 %以上。学生普遍反应；通过综合性实验，其专业知识、实验技能与科学思维都有显著的提高。
在科研课题设计方面，03级本科生共完成科研课题设计22项。研究方向涵盖了基因工程抗体、RNA干扰、重组细胞因子、抑癌基因等肿瘤治疗的前沿领域，学生的创新思维得到了充分拓展。此外，通过独立完成课题设计，还培养了学生独立、严谨的科研态度，并使其对课题申报的整个过程有了一定认识。
在开放性实验方面，结合学院实际情况，制定了完善的生科院实验室开放实施细则。教师申请并组织完成开放性实验项目3项，学生参与17人次；
接受了以上教学模式的严格训练后，学生的创新意识、科研素质、实践能力显著增强，03级本科生进入实习后，获得了实习基地的一致好评，已成为各基地研发、生产的骨干力量。以本教学模式为重要组成部分的教改项目于2007年获得广东药学院教学成果二等奖。
五、发展思路与规划
本教学模式经历了两年的探索、实践与总结。在对实际教学效果、教师反馈意见进行深入调查的基础上，对该模式不断加以完善，并制定了下一阶段的发展思路与具体措施。
在验证性实验层次，将开设竞争性实验。目的是加快教学内容更新，减少现有教材中已显陈旧的实验内容，同时根据学院专业特色及教师专长，增加具有本院特色、切合人才培养需要的实验项目。具体方案是：各门专业课在开设必修的基本实验、经典实验，确保学生掌握基本实验技能的同时，设置一定比例的机动实验课时，由各门课程任课教师自主设计实验方案，自编实验讲义。首先经过试讲与预实验并由全体任课教师评审，然后向学生公布各门课程的候选实验，学生通过网络或书面申请方式选择感兴趣的实验。最终根据学生选课结果，确定开设的实验项目。
在综合性实验层次，在保证现有基因工程综合性实验高质量实施的基础上，进一步提高学生对生物科学上下游技术认识的连贯性和综合运用能力，拟合并《分子生物学》、《生物信息学》为一个综合性实验，并论证《细胞生物学》、《现代遗传学》、《细胞分子免疫学》三门课程合并为综合性实验的可行性。最终实现如下综合性实验教学体系：通过三年级上学期的分子生物学综合性实验克隆获得目的基因，在下学期的基因工程综合性实验中进行基因表达产物的活性、产量的检测，发酵体系的建立、发酵工艺的优化、提取纯化工艺、药代药效学检测。从而将生物技术与生物制药（基因药物、蛋白药物）整个过程融会贯通，形成系统、开放的实验教学平台。
在开放、创新性实验方面，将人才培养与产业发展需要紧密衔接。针对我国生物制药产业下游技术瓶颈，以开放性实验为平台提高对下游技术的培养力度。拟以学院筹建的核酸蛋白分离纯化中心为基础，大力拓展与企业的合作交流，吸引来自企业的师资力量与横向课题，将部分课题研究内容以开放性实验的方式由学生自主设计完成，并划拨部分横向课题经费作为开放性实验基金来源，以进一步推动产学研结合。在吸引企业力量丰富教学资源的同时，主动的调整教学内容，使人才培养符合社会发展需要，将生物技术人才的培养基地与新产品研发和技术转化平台相互融合，最终成为教育与技术创新的孵化器［3，4］。
【参考文献】
［1］彭俊文，蒋铭敏．生物技术药物研究开发与产业化现状及前景［J］．生物技术通讯，2004，15(2)：201．
［2］张蕊，田澎．生物制药产业现状分析及我国企业的发展战略 ［J］．工业工程与管理，2005，10（5）：107．
【关键词】现代生物技术，育种，应用
现代生物技术即生物工程，是以分子遗传学为核心的现代生物科学技术，它采用先进的科学原理和工程技术手段，按照人们预先的设计，对生物材料进行加工、改造和模拟生物及其功能，为人类生产有益的生物制品、培育优良生物品种或提供社会服务的新兴技术领域。生物工程的内容比较广泛，我的论文主要从细胞工程、基因工程和作物诱变育种等几个方面阐述现代生物技术在育种中的应用：
一、细胞工程育种
细胞工程育种是指用细胞融合的方法获得杂种细胞，这种细胞具有高度分化的能力。对于高度分化的植物细胞仍有发育成完整植株的能力，保持着细胞的全能性。根据这个原理近几年发展起来一项无性繁殖的新技术――植物组织培养技术。
组织培养技术的具体过程是在无菌条件下，将植物器官或组织（如芽、茎尖、根尖或花药）的一部分切下来，放在适当的人工培养基上培养。这些器官或组织就会进行细胞分裂，形成愈伤组织。在适当的光照、温度和一定的营养物质与激素等条件下，愈伤组织开始分化，产生出植株各种组织和器官，进而发育成一棵完整的植株。它的特点是取材少，周期短，繁殖率高，且便于自动化管理。这种技术在花卉方面已经广泛应用并取得可观的经济效益。
二、基因工程育种
基因工程育种主要指转基因技术育种，是采用生物工程技术将一种生物基因嵌入另一种生物中。到目前为止，植物基因工程已经在很多方面有了深入的发展，下面介绍几种基因工程育种的方法。
（一）品质育种。
品质育种主要是以小麦、水稻、玉米等谷类作物为材料加以培育的，因为大多数谷类作物籽粒蛋白质所含氨基酸不够平衡，人体及饲养业所必需的赖氨酸、色氨酸、蛋氨酸等均较缺乏，所含蛋白质的数量及质量已不能适应日益增加的需要及食品加工业发展的要求。经过科学家们的精心研究，目前已经培育出来的有高产作物、促进健康的食品、生物改良新饲料、含抗疾病物质农作物、特种转基因棉花和玉米等。
（二）抗性育种。
生物技术在农作物育种和抗病抗逆方面的作用在进行作物品种改良时，主要是是通过增强作物对害虫或环境条件（例如干早或土壤盐渍）的抵抗力、或是通过开发更高产的植物来增加作物的产量。目前已经培育的抗性作物有抗虫作物、抗病毒作物、抗盐碱作物、抗旱作物、抗寒作物等。
（三）固氮育种。
有些细菌具有固定游离氮的能力，特别是生长在豆科植物根部的根瘤菌能有效地将游离氮转变可被作物直接吸收利用的氮。后来发现有近百种固氮微生物能通过固氮酶完成的。所以人们正致力于把其基因转移到其它作物上去，并分离出一些有利于硝盐吸收和利用的基因，这将大大提高肥料的吸收和利用。
三、诱变育种
人工诱变是指利用物理因素（如X射线、γ射线、紫外线、激光等）或化学因素（如亚硝酸、硫酸二乙酯等）来处理生物，使生物基因突变。用这种方法可以提高突变率，创造人类需要的变异类型，创造人类需要的变异类型，从中选择、培育出优良的生物品种。
我国在农作物诱变育种方面也取得了可喜的成果，培育出了数百个农作物新品种。这些新品种具有抗病力强、产量高、品质好等优点，在农业生产中发挥了巨大作用。例如四倍体葡萄、四倍体番茄、含糖量高的三倍体无子西瓜和甜菜等。
另外还有一种太空育种，也叫空间诱变育种，就是将农作物种子或试管种苗送到太空，利用太空特殊的、地面无法模拟的环境如使种子产生变异，再返回地面选育新种子、新材料，培育新品种的作物育种新技术。太空育种具有有益的变异多、变幅大、稳定快，以及高产、优质、早熟、抗病力强等特点。
四、DNA分子标记辅助育种技术
DNA分子标记辅助育种技术，是通过利用与目标性状紧密连锁的DNA分子标记对目标性状进行间接选择的现代育种技术。该技术对目标基因的转移，不仅可在早代进行准确、稳定的选择，而且可克服再度利用隐性基因时识别难的问题，从而加速育种进程，提高育种效率。与常规育种相比，该技术可提高育种效率2-3倍。由于其明显的优越性，该技术已引起了发达国家的高度重视。技术的关键是与重要农艺性状紧密连锁的DNA分子标记的鉴定。
总之，现代生物技术取得的进展，促进了作物育种的进程。在育种过程中需要分子生物学家和育种工作者两者紧密结合，作到优势互补。分子生物学家需要育种工作者提供更新、更好的作物品种作受体，同时育种工作者需要分子生物学家提供从其他种的动、植物（如细菌、微生物等） 中克隆本品种中没有的抗病、优质、高产等优良性状基因，来改良作物品种。从事常规育种的科技工作者也可将转基因作物中的优良性状基因，通过杂交手段转育到当地丰产的主栽品种中，培育适合当地的丰产、抗病、优质的农作物新品种并应用于生产。
参考文献：
[1]黄大，基因工程正在开辟植物病虫害防治的新途径。 植物保护，1999， （1） ：33～36。
[2]沈桂芳，苏宁， 农业高新技术产业化发展趋势。 生物技术通报，2001 ， （1） ：1～5。
[3]王琴芳，薛爱红，黄大。转基因植物产业化现状及发展趋势， 中国农业科技导报，2000，2 （6） 33～36。
1发挥学生的自主性和创新性
强调以学生自身活动为主体的实验教学形式。在老师给定研究目的和基本实验材料的情况下,学生通过查阅文献资料,设计实验方案,与老师对设计思路、实验技术方案等进行讨论和修改,最终形成具有自我特色的实验设计。整个教学过程中更注重让学生自己去思考、去调查分析、去发现并解决问题;注重让学生发展自主性、创新性的思维,使其具有开拓式的发展。
2综合设计型实验课程的基本内容
学生设计实验具体方案并在老师的引导下完成实验。在实验内容设计上,综合设计型实验以产淀粉酶基因工程菌的构建、目的产物淀粉酶的生产、产物(淀粉酶)分离纯化及其淀粉酶酶学特性分析为主线,综合利用多种实验技术,力争使学生得到多方面的综合训练。实验内容涵盖了基因工程、发酵工程、生物分离工程、酶工程及生物信息学等专业知识及实验技术。由于综合实验是一个连续的过程,前一个实验项目的结果与产物是后一个实验项目的材料,前后内容紧密衔接,环环相扣,每项实验都可能直接影响到最终的结果,从而增加了实验的系统连续性与完整性,使学生对每项实验的结果及各项实验间的逻辑联系性更加关注,具有更深的印象。综合设计型实验课程突出生物工程实验的综合性与现代性,使学生能更加系统全面地掌握原理,实验操作,实验仪器。实验主要内容涉及相关原理技术如表1所示。
3综合设计型实验教学方式的改革
3.1转变“学生为辅,老师为主”的教学方式首先,根据老师提出的实验目的,学自行查阅文献,设计实验技术路线。其次,学生与老师对实验设计思路、实验技术方案进行讨论和修改。然后,以开题报告的形式,对实验方案的可行进行论证,学生在老师指导下再次修改和完善实验设计方案。最后,明确实验方案和各项实验所涉及的技术手段,学生进入实验阶段。实验过程中,每天详细记录实验内容、步骤和原始数据,整理和分析数据,绘制图表及图表的规范化。实验结束,以PPT演讲形式汇报实验结果并按照科技论文的形式撰写实验小论文。整个实验过程中,学生成为教学主体,经过这种系统的实验训练,学生对实验的设计和实施过程有了系统连贯的认识,科研思维能力得到锻炼,查阅文献、分析数据、撰写论文等科研基本技能和协调配合能力都得到了训练。
3.2转变“看为主做为辅”的教学方式实验前的准备工作,溶液的配制、培养基的制备灭菌、电泳试剂的配制、缓冲液的配制、PCR引物的设计、基因序列的分析、微生物的培养和实验所需仪器的调试等均由学生自主完成。例如,让学生自己计算溶剂和溶质的量,称量溶解并装瓶标记;利用软件设计PCR扩增引物,应用生物信息学对DNA序列进行比对、分析;实验前对仪器进行外观检测、性能调试和试用;正确使用一些复杂的精密仪器设备(如发酵罐),准确地采集实验数据。学生亲自完成这些之前均由老师准备的工作,一方面培养了学生扎实的基本功;另一方面有利于培养学生良好的实验习惯和严谨的工作作风,使学生对实验的具体实施过程有一系统完整的认识。
4完善综合设计型实验结果的考核方式
改革实验结果的考察方式,变传统的以记忆为主的考核为实际知识运用能力的考核。首先,考察学生查阅文献和阅读文献的能力。考察学生在设计实验方案过程中,是否能通过查阅文献,提出新颖的实验方案或更好的实验技术,并能正确理解文献内容;在实验实施过程中遇到问题时,是否能利用文献分析和解决问题;在撰写实验小论文时,能否恰当引用文献分析或支持实验结果。将这些作为学生是否真正掌握综合设计型实验的原理指标之一,也考察了学生获取和学习新知识的能力。其次,考察学生对专业知识和实验技能的掌握程度,主要是对学生专业理论知识理解、应用能力和实验技能进行考察。学生只有具备扎实的理论知识,全面地掌握各咱实验技能、正确使用仪器设备(特别是复杂精密的仪器)、准确地采集实验数据,才能顺利的完成整个实验。这些反映了学生所学专业知识的掌握程度和融会贯通能力。
然后,考察学生对实验结果的分析、归纳、整理能力。实验数据的准确、可靠、完整,对于实验结论有着重大影响。在数据采集、整理、分析、归纳,以及图表绘制过程中,可以增强学生对实验数据和结果的逻辑分析能力及做出正确合理结论的能力。最后,考察学生学术交流能力。在实验方案设计、实验实施、实验结果讨论中,学生之间、师生之间互相交流,一起讨论实验的现象、结果及实验过程出现的问题,使大家对其他同学的实验结果和进展有一个了解。一方面在讨论中学生可以获取一些成功经验或避免出现错识;另一方面这也是一种竞争,可以督促学生更加积极、努力地进行实验。
作者：秦秀林单位：广西大学生命科学与技术学院
面对病虫灾害造成的巨大损失，认清上述问题的严重性后，在全球可持续发展战略的背景下，森林资源保护学者提出了“有害生物持续治理(SustainablePestManagement)”、“森林保健(ForestHealthProtection)”等思想。意义在于着重强调提高森林自身的调控能力和抵抗力。提出有害生物的综合治理(IntegratedPest·Man·agement，IPM)应逐渐向有害生物的生态治理(EcologicalPestMan·agement，EPM)发展，这是一个策略转移的根本方向。
对于现有的、具有一定生态系统性的人工林，采取改造提高其自我调控病虫灾害的能力，运用对环境和其它有益物种的生存和发展影响较小的各种措施，将有害生物控制在生态和经济效益可接受(或允许)的低密度，并在时空上达到持续控制的效果。对于现有的、不具有生态系统性的人工林，采取以基因工程为主的技术措施，培育适应立地生态环境的抗性树种，逐渐取代现有弱抗性或抗性衰退、丧失的树种。对于将有的人工林，采取生态控制的策略，从造林开始就将病虫灾害的自我控制作为和高质高产同等重要的目标，以期得到自组织的人工林生态系统，将有害生物控制在生态和经济效益町接受(或允许)的低密度，并在时空上达到持续控制的效果。对于将有的树木个体简单集合的人工林，采取以基因工程为主的技术措施，创造抗性树种，并根据其抗性衰退、丧失的速度，或有害生物对抗性树种适应性进化的速度和周期，持续地培育适应立地生态环境的抗性树种。
因此，森林及树木病虫灾害的生态控制技术和遗传(基因)控制技术是实现我国森林保护策略转移和扭转被动局面的关键技术。
传统观念中，森林保护是林木遗传育种学者培育出良种、造林学者进行造林之后才提到日程上的工作，林木育种学者并没有把持续抗性作为和产量、质量同等重要的目标进行育种，造林学者也没有把病虫灾害的自我调控作为和产量、质量同等重要的目标进行造林。可以说，现在进行保护的森林几乎没有任何抵抗病虫害的机制存在，一旦病虫灾害大发生、大流行，森防工作者使出浑身解数也难以使树木死里逃生。因此，在未来，森林保护学应是林木遗传育种学和造林学的指导学科。只有这样，才能真正将病虫灾害的生态防御策略和基因防御策略贯彻到生产实践当中，从根本上防治病虫害。
生态控制的原理在于系统生态学。一个平稀的生态系统内，物种之间协同进化，不同种的有机体或亚系统协调共生、互惠互利，和谐高效利用系统的能量，系统中的所有生物都占领着一切可利用的生态位、摄取一切可利用的能量，从而形成最佳的物流与能流利用状态，使整个系统表现出高效和谐的持续发展。在这种协同进化过程中，物种常表现出抗逆性和变异性，这些抗逆性和变异性的基础来源于物种基因的调控表达和变异。因此，自然森林生态系统中各种组分形成的各级结构具有自我协调、自我组织、自我维持的稳生机制，这种机制构造了系统的自我调节功能，从而起到对病虫灾害的可持续控制。遗传控制得以实施的基础是以基因工程为主导的现代育种技术。从林木或其它动植物体内定位到抗病、抗虫基因，并将其克隆、转入到林木体内，表达出对特定或大多数病虫害的持续高抗性。目前，涉及遗传转化的树种已达9科19属近30种。一些重要的树种如杨树、欧洲落叶松等已获得了转基因植株。在报导的林木基因工程的目的基因中，抗性基因的种类最为丰富，包括了抗虫基因、抗病基因、抗盐基因、抗寒基因以及抗除草剂基因。
对林木病害的遗传控制应该考虑两个方面，这是由于具有两种不同的林木病害类型。对于病原主导性病害，寄主一般体现为寡(或单)基因控制的垂直抗性，相应的病原致病基因也是寡(或单)基因，这样便于克隆抗性基因以抑制致病基因的表达；对于寄主主导性病害，寄主则往往体现为多基因控制的水平抗性，病原的致病性也往往是多个基因的表达，因此不利于克隆特定的抗病基因以表达抗性。寄主主导性的病害是由不良环境因素(逆境)造成树木生长势下降而诱发产生的，因此，这类病害又称作生态性病害。例如杨树溃疡病、烂皮病，它们一般是在环境胁迫引致树皮膨胀度低于80%时才能够发生。因此，如何提高树木生长势，增加抵抗逆境胁迫能力是防治树木生态性病害的根本。在抵抗这类病害的基因工程中，应转入能够提高树势、强固细胞壁的抗渗透胁迫基因。
生态性病害的病原主要是一些具腐生性弱寄生性病原真菌，广泛地存在于自然界中及潜伏侵染于树木体内。生态逆境是这类病害的主要诱因，当逆境生态因子导致树木生长势下降至某一个阈值时，病原一寄主复合体开始病理过程，使寄主细胞、组织发生病变，表现出枯梢、枝干溃疡或腐烂等症状，影响树木的生长，严重时造成树木的死亡。生态性病害由于病原菌具有潜伏侵染的特性、可长期潜伏在树木体内，因此具有隐蔽性；由于气候生态逆境是其主要诱引，因此具有突发性。
这类病害在北美、欧洲以及东北亚分布广泛，各国在经历了化学防治的失败后，目前的研究都集中在抗性育种和集约栽培上，试图通过提高抗逆性和抗病性以及提高树势来最终达到控制病害的目的。
生态性病害由于具有隐蔽性和突发性，因此，控制的根本途径是生态控制技术。对于客观上具有或可能出现一定演替过程、形成一定自组织性而具有一定程度自我调控病虫灾害的功能的人工林生态系统，其病虫灾害生态控制的研究趋势是：从乔、灌、草及农作物多植物种合理配置人手，提高系统内的生物多样性，改造现有林和营造混交林，为系统的演替过程构建初始可启动状态，使其伴随演替过程逐步最大程度地实现自组织性，从而形成一定程度的抗逆补偿功能和自我调控病虫灾害功能。同时辅助以环境允许的人为措施，将病虫灾害控制在允许水平。对于城市绿化树木和干旱及半干旱地域的造林树木，客观上很难或不可能形成一定自组织性的人工林生态系统，其生态性病害生态控制的研究趋势是：通过树木根系和根际土壤生态环境的改造，使其形成及促进根系的发育和发达、水分和养分的持续有效利用、病菌侵染预防和侵入后的抑制功能等，从而保健树木、提高树势、增强树木的抗逆性和抗病性，达到持续、有效控制病害的目的。
1.生物技术引领世界新科技革命正在加速形成
生物技术是在分子生物学基础上建立的、为创建新的生物类型或新生物机能的实用技术。具体而言，生物技术包括植物转基因技术、动物生物技术、农作物的分子育种技术、纳米生物技术、重要疾病的生物治疗等。随着人类基因组测序、人类染色体破译、水稻基因组测序、破译老鼠基因组、转基因动植物研究、干细胞研究、生物技术在病毒检测及疫苗研制中的应用、克隆技术等国际生物技术领域取得了一系列突破性进展。生物技术在医药、农业、环保、食品、化工等行业，具有广阔的应用前景。
据统计，全球生物药品市场规模1997年为150亿美元，2000年为300亿美元，2008年将达到800多亿美元。在农业方面，尽管人们对转基因食品存有疑虑，但从1996年商业种植转基因作物以来，全球转基因作物的种植面积仍然增长了30多倍，2001年已达5260万公顷。据分析家预测，转基因食品的销售额2010年将达到250亿美元。生物经济的另一基础是人类基因。由于绘出了人类基因组图谱，基因药物可以使几千种基因病症预防、缓解和治愈的可能性大大提高，因此有人说，一条基因就能形成一个产业。到2020年，利用基因重组技术研制的新药可能会达到3000种。
生物技术已经成为现代科技研究和开发的重点，生物技术已经成为一个新的经济增长点，其增长速度大致是在25%~30%，是整个经济增长平均数的8~10倍左右。生物技术引领的新科技革命正在加速形成，生物科技的重大突破正在迅速孕育，将催生新的产业革命。历史经验证明，这一时期是发展中国家把握历史契机，发挥后发优势，实现跨越式发展的重要战略机遇期。这也正是是我国生物产业发展的重要战略机遇期，为我国发挥后发优势、实现跨越发展提供了历史性机遇。
2.中国必须抓住世界生物科技革命和产业革命的机遇，将生物技术产业培育成为我国高技术领域的支柱产业
生物产业作为21世纪新兴战略高技术产业，已成为世界各国竞争的制高点。中国政府高度重视生物产业发展。2009年6月，国务院常务会议讨论并原则通过《促进生物产业加快发展的若干政策》。会议认为，必须抓住世界生物科技革命和产业革命的机遇，将生物产业培育成为我国高技术领域的支柱产业。以生物医药、生物农业、生物能源、生物制造和生物环保产业为重点，大力发展现代生物产业。《促进生物产业加快发展的若干政策》的颁布，标志着我国生物产业已步入快速发展期。
中国生物产业规模近年来不断扩大。首先，生物医药稳步增长，经济效益大幅增加。2000-2008年全国医药工业产品销售收入年均增长达20.45%。2008年生物医药产业抗风险能力表现突出，继续保持高速发展态势，全年医药工业实现产值8666亿元，同比2007年增长25.52%。中国生物产业总规模超过万亿元，生物产业正在成为中国高技术领域新的增长点。生物技术是中国与发达国家差距相对较小的高技术领域，中国具有发展生物产业的技术基础和巨大市场需求，大力发展包括基因技术在内的现代生物产业，是培育新的经济增长点、提升中国产业国际分工地位和保障国家长远发展的需要。
3.河南省生物产业地方特色突出和发展优势明显
河南省生物质资源非常丰富，生物及新医药产业基础比较雄厚，在部分领域居于国内领先水平。在国际化、产业化、集聚化的总体要求之下迅速做大做强河南生物及新医药产业，将其打造为带动河南省经济发展的新兴支柱产业，对推动河南省产业结构升级和经济社会发展具有重大战略意义。
河南省生物资源丰富，粮食年产量突破1000亿斤，拥有植物3830余种，动物418种，中药材资源丰富，药用植物1963种，拥有焦作四大怀药、新乡金银花、济源冬凌草、南阳山茱萸等特色地道中药材享誉海内外。初步测算，2008年我省生物及新医药产业总产值已经超过600亿元，其中全省医药制造业实现工业总产值和增加值分别达到484亿元和150亿元，同比增长35%和27%，分别高于全国平均增幅10个和9.9个百分点；实现利润47亿元，同比增长27%，是全国增长最快的省份之一。我省医药制造业总产值已从2000年居全国第14位，2005年全国第9位，跃升至2008年的全国第5位、中部六省第1位。以生物医药为代表的生物及新医药产业已经成为我省高技术产业中所占比重最大，带动河南高技术产业快速发展的重要产业。
根据《河南省生物及新医药产业（2009-2020年）发展规划》，河南省重点发展生物制药、生物农业、生物化工、生物能源和生物技术研发服务业、医药研发外包服务等。紧紧抓住生物科技革命和产业革命机遇，充分发挥我省生物资源、产业基础等优势，坚持走特色化、产业化、集聚化、国际化的发展道路，巩固和加强生物农业的优势地位，加快推进生物医药转型升级，把生物化工作为实现跨越发展的突破口，力争通过10年左右的努力，将生物及新医药产业培育成为我省的新兴支柱产业，主要经济指标跻身全国前3位，使我省成为自主创新能力强、具有国际先进水平的生物农业基地，成为国际知名、国内一流的生物医药产业基地，成为全国规模最大、具有国际竞争力的的生物化工基地。
二、生物技术特色专业建设的重点内容
根据《教育部财政部关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》（教高〔2007〕1号）和《高等学校本科教学质量与教学改革工程项目管理暂行办法》（教高〔2007〕14号）的规划，建设高等学校特色专业是优化专业结构，提高人才培养质量，办出专业特色的重要措施。充分认识生物产业发展的急需，高度重视生物技术特色专业的建设工作，大力加强课程体系和教材建设，改革人才培养方案，强化实践教学，加强教师队伍建设，紧密结合国家、区域经济社会发展需要推进生物技术专业建设，切实为同类型高校生物技术及相关专业和本校的专业建设和改革起到示范和带动作用。
1.修订、完善人才培养方案，整合课程内容，优化课程体系
（1）根据对社会发展、学科发展和人才需求的分析，以现代教育思想和教学观念为指导，通过广泛调研，围绕如何提高生物技术专业毕业生从事科研、开发、生产管理工作等综合素质，提出修改完善人才培养方案的思路。（2）强化生命科学基础理论知识的传授，调整理论教学与实践教学的学时比例，适当增设拓展生命科学研究方法、促进实践能力提高的课程，增加生命科学学科前沿知识介绍，拓宽知识面，提高人文综合素质，使人才培养方案和人才培养模式进一步科学、合理。加强专业基础课教学。根据本专业的特点，增设了基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程工艺原理等专业基础课，从而使学生较系统的掌握本专业所必须的技术基础理论知识和技能，符合“厚基础、宽口径、强能力、高素质、广适应”的新型人才培养模式。要求本专业毕业的本科生有较扎实的生物学基础，掌握生物技术的基本原理和一定的实验技能，了解国内外生物技术研究及发展动向，能适应生物技术教学、科研、开发及管理等岗位的工作。（3）根据教育教学改革和人才市场对生物科学类人才的需求，整合相关课程内容、调整知识结构、加强专业知识内容的衔接，将学科新知识、新理论、新技术和新方法充实到教学内容中，修订和完善课程教学大纲、实验大纲、教学实纲及生产（教育）实纲。增设选修课，拓宽专业口径，以适应市场需求。选修课有生物制药工艺学、天然产物制备技术、环境生物技术、基因工程育种、生物工业下游技术等。针对不同的专业方向，使学生系统掌握好专业基础知识后，通过多选课拓宽专业基础，淡化专业意识，不断提高自身素质与能力。（4）针对生物技术专业培养目标和河南省经济发展特点，构建“基础扎实，知识结构合理完善，实践能力和业务技能明显提高，科学精神、人文精神、创新精神整体发展，具有优势市场竞争力”的生物技术类人才培养模式。根据学科特点和学生的不同学习阶段，有计划、有重点的吸纳所有从事专业教学的教师、相关职能部门人员、生产实践和教学实习单位骨干等共同参与到人才培养工作中。对理论课程体系和实践教学环节进行合理规划，通过学科专业概论、入学教育、本科生导师制、学科专业专题讲座等环节，强化专业思想，加强基础理论和实践技能训练，构建具有鲜明城市特色的生物技术类人才培养体系。
2.改革教学方法和教学手段
（1）提高课堂教学效率，引领学生自主学习。根据课程性质和教学内容积极开展多媒体辅助教学和网络教学，充分利用网络资源引导学生自主学习，培养学生获取信息以及对信息进行分析、加工和综合概括的能力。（2）积极倡导并尝试体验式教学、探究式教学等教学方法，通过研究性学习、自主学习、合作学习等多种形式，组织学生积极开展创新性实验和实践，开展社会实践调查，参与科学研究，全面提升学生的创新能力和实践能力。（3）改革课程考核方式，根据不同的课程性质采用不同的考核方式，采取理论笔试、实验方案设计、实际操作、课程论文、课程讨论答辩等多种考核方式，全面促进学生学习能力的提高。（4）定期开展学术报告、学生读书论坛、演讲比赛、实验技能大赛等系列活动，拓展学生的知识面、提升学生的综合素质。
3.加强师资队伍建设，形成一支了解社会需求、教学经验丰富、热爱教学工作的教学团队
（1）积极完善梯队结构，科学合理的配置教师资源，建立健全师资培训制度，加大中青年学术带头人和骨干教师的培养力度，鼓励和支持中青年教师攻读博士学位，进一步加强师德建设，全面提高教师队伍的整体素质，以保证专业建设的可持续发展。（2）完善生物技术系活动制度，通过活动提升教师的业务能力和教学研究能力；加强对教学内容和方法手段的研究，形成人人参与教学研究的氛围。（3）建立专业课教师的“传”、“帮”、“带”制度，通过老教师的指导，扶持青年教师尽快走上教学和科研轨道。通过建设，形成学科齐全、发展均衡、优势互补，具有较强学术竞争力的教学团队。
4.加强实践教学
（1）依托郑州大学生物基因工程技术中心的筹建，结合本专业较强的科研实力，加强生物技术专业类人才的实践能力培养。（2）增加设计性实验和综合性实验的比例，加强对实验的指导，提高实验课效率，培养学生的动手能力和创新能力。（3）建设生物学实验技能实训平台及实践技能实训实验室，2年级选择优秀学生提前进入各个科研实验室，加强科研、生产实践锻炼及课堂教学基本技能训练，提高生物技术专业的科研、实践操作能力。（4）充分利用郑州市的动植物资源及规模化的生物技术企业，建立1~3个专业课程实习基地。通过课程实习，训练学生的基本技能和知识运用能力。（5）借助重点实验室、实验中心及学院较强的科研势力，为本科生搭建参与科研活动的平台。建立本科生优秀论文评选制度，通过本科生毕业论文、“挑战杯”、创业计划竞赛等开展优秀论文评选活动，激发学生参与科研活动的积极性，培养学生的创新精神和实践能力。
三、生物技术特色专业的建设
1.立足前瞻性，紧紧把握生命科学前沿，抢占国际竞争的制高点
人类基因组计划对生物产业带来巨大推动作用，国际生物技术领域取得了一系列突破性进展，研究成果主要方面包括：人类基因组测序、人类染色体破译、水稻基因组测序、破译老鼠基因组、转基因动植物研究、干细胞研究、生物技术在病毒检测及疫苗研制中的应用、克隆技术。因此，生物技术在医疗保健、农业、环保、轻化工、食品等重要领域对改善人类健康与生存环境、提高农牧业和工业产量与质量都开始发挥越来越重要的作用。近年来，生物技术已经成为现代科技研究和开发的重点，生物技术已经成为一个新的经济增长点。生物技术引领的新科技革命正在加速形成，生物科技的重大突破正在迅速孕育，将催生新的产业革命。历史经验证明，这一时期是发展中国家把握历史契机，发挥后发优势，实现跨越式发展的重要战略机遇期。这也正是是我国生物产业发展的重要战略机遇期，为我国发挥后发优势、实现跨越发展提供了历史性机遇。
2.突出先进性，发挥优势，服务国家和地方经济技术建设与发展
河南省生物质资源非常丰富、中药材资源丰富、生物及新医药产业基础比较雄厚，在部分领域居于国内领先水平。以生物医药为代表的生物及新医药产业已经成为我省高技术产业中所占比重最大，带动河南高技术产业快速发展的重要产业。力争将生物及新医药产业培育成为我省的新兴支柱产业，主要经济指标跻身全国前3位，使我省成为自主创新能力强、具有国际先进水平的生物农业基地，成为国际知名、国内一流的生物医药产业基地，成为全国规模最大、具有国际竞争力的的生物化工基地。广泛与省内科研机构科研联合，创建一批生产实习基地，克服造成产学研脱节，创造有利于科技复合型人才培养的新机制，满足产业发展高水平科研领军人才、以及具备管理、技术和营销背景的复合型人才的急需。
3.发挥示范性，抓住机遇，形成特色，培养生物高技术产业急需人才
关键词：甘蓝型油菜；遗传转化；PCR检测
中图分类号：Q785 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2010）-09-0041-2
甘蓝型油菜（Brassica napus L.）属于十字花科芸苔属植物，是全世界较为重要的一种油料栽培作物。它作为重要的食用油来源及工业原料，在2000年度我国油菜籽进口量一度创下385.5万吨的历史最高纪录。扩大油菜种植面积，提高油菜产量已成为我国油菜生产的当务之急。但是，土壤的盐渍化已经使油菜产业的可持续发展受到严重阻碍，而油菜整个生长发育期中对盐胁迫都很敏感。因此，培育耐盐油菜品种是解决油菜生产的重要途径。
IrrE基因是耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans，DR)基因组中的一个突变基因(又命名为PprI)，是一个能够促进细胞体内RecA、PprA等直接参与DNA损伤修复基因表达的开关基因[1,2]。该基因表达的IrrE蛋白是DNA修复及保护途经的总开关，该基因在大肠杆菌（E.coli.）中为组成性表达，大肠杆菌能忍受 0.65 mol.L-1 NaCl胁迫，并能正常生长[3]。
为了增强油菜的盐耐受性，我们以来源于耐辐射异常球菌的IrrE基因为外源基因，以油菜下胚轴为转化材料，采用农杆菌介导的遗传转化方法，对甘蓝型油菜进行转化，获得转IrrE基因的油菜。通过PCR技术进行阳性苗的分子鉴定，荧光实时定量PCR检测其转录水平的表达，结果表明IrrE基因已经成功导入甘蓝型油菜并在其中进行mRNA水平的转录。
1 材料和方法
1.1 试验材料
1.1.1 材料 转IrrE基因的大肠杆菌（Escherichia coli）IrrE-DH5α和农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）IrrE-EHA105菌株由中国农业科学院植物生物技术研究中心微生物实验室提供。甘蓝型油菜（Brassica napus）84100-18（玻里马细胞质雄性不育恢复系）由四川大学遗传学实验室提供，在本实验室温室中栽种。
1.1.2 主要试剂 TaqDNA聚合酶，反转录试剂盒等均购自于均购自TaKaRa 公司，引物由上海生物工程公司合成，无DNA的RNA提取试剂盒购自于上海华舜生物有限公司，Cab由北京普博欣生物科技有限责任公司提供，kan由Bio BASIC INC 提供，利福平由成都锦华药业有限责任公司提供。
1.2 试验方法
1.2.1 根癌农杆菌介导油菜的遗传转化 选取籽粒饱满的油菜种子用无菌水浸泡10min，再用75%酒精消毒1min，用无菌水冲洗2-3次，在用1%的升汞消毒12min，用无菌水冲洗2-3次，接种于无激素的MS培养基上。光照培养5d，剪下油菜苗的子叶和生长点，取紧接生长点的约0.5cm长的下胚轴，置于预培养基（含6-BA 2.0mg/L、2，4-D 1.0mg/L、AgNO3 2.5 mg/L、AS 100uM）上预培养培养2天。
在50ml LB培养基（含Rif 40mg/L、str 20mg/L、Kan 50mg/L）中加入0.1 ml IrrE-EHA105菌液，220rpm，28℃振荡培养过夜；室温下5000g，10min，弃上清液，菌体用MS液体培养基（含AS100uM）悬浮，再220rpm，28℃振荡培养1hr，使菌液的OD600=0.5左右。将经过预培养2天的下胚轴在农杆菌液中浸泡1 min ，之后弃去菌液，用无菌滤纸吸干，接种于覆盖有灭菌滤纸的预培养基上，23℃暗培养2d。共培养2天后的下胚轴接种至筛选培养基（6-BA 2.0mg/L、AgNO3 2.5mg/L、Kan 10mg/L、Cab 500mg/L）上筛选培养，每两周转继一次，经过4轮筛选培养，再生出小苗。再生小苗长有三片真叶时将其从愈伤组织上将其剪下，接种至含NAA 0.15mg/L和Cef 250mg/L的1/2MS培养基中生根。
1.2.2 转基因植株的PCR检测 采用CTAB法，分别从转基因植株和非转基因植株叶片中提取总DNA，用质粒提取试剂盒提取质粒DNA。以pMD-18质粒上的目的片段为阳性对照，以未转化油菜的总DNA为阴性对照，对转化油菜的DNA样品进行PCR 扩增检验。目的基因IrrE的PCR检测所用一对的引物，其序列分别为5’CAACGTCATCCTCATCAACTC（P1），5’TCCACCTCCGCCTTCATTT（P2）扩增片段大小为398bp，引物由上海生工公司合成。反应程序：94℃变性2min后进入循环，94℃ 30s、56℃ 30s、72℃ 30s，35个循环，72℃延伸10min，PCR扩增产物用0.8%琼脂糖凝胶电泳检测。
1.2.3 实时荧光定量PCR检测 取阳性油菜和阴性对照油菜的幼嫩叶片0.1g，采用上海华舜生物技术有限公司柱式小量DNA-free植（叶）总RNA抽提试剂盒提取叶片总RNA，在以mRNA为模板进行反转录。反转录采用TaKaRa的反转录酶及Oligo（dT）18，反转录出mRNA的cDNA第一链，作为定量PCR的样品模板。以含IrrE基因和b-actin基因的质粒DNA作为定量PCR的标准品，紫外分光光度检测质粒A260吸光值，根据质粒分子量计算质粒浓度（拷贝/ul），将标准品梯度稀释（108、107、106、105、104、103、102coples/ul）作为模板进行实时定量PCR反应，制作标准曲线。用IrrE及b-actin引物进行反应，IrrE上游引物序列：5’-ACGCTGGCCCAAGCACAGAAA-3’，下游引物序列：5’- CGTCCACCTCCGCCTTCATTTT-3’；B-actin上游引物序列：5’ ACTGTGCCAATCTACGAGGGTT-3’，下游引物序列：5’-TCTTACAATTTCCCGCTCTGCT-3’。25ul反应体系包括：2 x Mix 12.5ul（包括反应缓冲液、dNTP、MgCl、SYBR Green、Taq酶），上下引物各0.5ul，稀释的重组质粒DNA或反转录的模板DNA 1ul。定量PCR反应程序为：94℃变性2min后进入循环，94℃ 15s，58℃ 15s，72℃ 20s，72℃采集荧光，40个循环，72℃彻底延伸5min，95℃彻底变性1min，55℃延伸1min，55℃开始做溶解曲线分析，每30s增加一个循环，共81个循环。
2 结果
2.1 转基因油菜植株的获得
油菜下胚轴外植体经过EHA105浸染和共培养后，在筛选培养基上先形成愈伤组织（如图1A），再在愈伤组织上分化出再生小苗（如图1B），再生小苗在含有卡那霉素的筛选培养时，非转基因小苗在会形成白化苗；将长势良好的再生小苗接种于生根培养基进行生根培养（如图1C），在生根培养基中，再生小苗长出不同的侧根。
2.2 转基因油菜的PCR检测
用引物P1、P2对转基因植株叶片DNA进行三次重复PCR扩增。在相同的植株中都得到了预期分子量398bp的条带，与阳性对照扩增出的条带完全相同，而未转化的油菜DNA则未扩增出相应的条带（如图2），说明外源目的基因IrrE已经插入到油菜基因组中。
2.3 油菜RNA质量检测
实验取5µl提取的样品在1%的琼脂糖凝胶上进行快速电泳检测（如图3），检测结果表明该RNA样品可以进行反转录。
2.3 IrrE基因的实时荧光定量检测
用b-actin和IrrE的引物对反转录cDNA样品进行实时荧光定量PCR扩增检测，b-actin基因作为内参，IrrE基因在不同的阳性株系中都有表达，且不同的株系表达量不同（如图），表明了IrrE基因已经在mRNA水平的转录。
3 讨论
随着分子生物学的技术进步，目前已使基因的定位、克隆、转移成为现实，植物耐盐的分子生物学和植物耐盐基因工程在提高农作物耐盐能力方面正起着越来越重要的作用。植物基因工程是在基因水平上来改造植物的遗传物质，更具有科学性和精确性，同时育种速度也大大加快；能定向改造植物的遗传性状，提高了育种的目的性与可操作性。至世界上第一株转基因烟草问世以来，基因工程技术的应用已经得到快速发展，目前已经有35科120多种植物转基因获得成功[4]。目前用于植物基因工程的转基因方法很多，如：基因枪法、电穿孔法、显微注射法、激光法、超声波、PEG法、脂质体法和农杆菌介导法以及花粉管通道法[5]等。本实验用农杆菌介导法，将IrrE转入甘蓝型油菜。通过PCR技术进行阳性苗的分子鉴定，荧光实时定量PCR检测其转录水平的表达，结果表明IrrE基因已经成功导入甘蓝型油菜并在其中进行mRNA水平的转录。
参考文献
[1] Earl A M,MohundroM M, Mian I S,et al..The IrrE p rote of Deinococcus radiodurans R1 is a novel regulator of recA expression[J].J.Bacteriol,2002,184:6216 - 6224.
[2] Hua Y,Narumi I,Gao G,et al..Pp rI:a general s witch responsible for extreme radioresistance of Deinococcus radiodurans [J].Bi ochem. mun.,2003,306:354-360.
[3] 潘婕.转抗辐射总体调控基因IrrE大肠杆菌的耐盐性及转录谱分析[D].中国农业科学研究院生物技术研究所博士论文.
徐崇元（以下简称徐）北京大学生物系教授
记者：能不能生产出既高产又抗病虫害的农作物新品种？能不能吃上口味好、品质更加优良的黄瓜、西红柿？随着转基因食品的出现，这些昔日的幻想正在变成现实。转基因食品摆上西方人餐桌已经五年了，一直平安无事，可是近来我们发现有关转基因食品是否安全的争论多了起来。争论是从英国科学家发现“实验鼠”吃了转基因土豆以后，免疫功能受到损害开始的，那么转基因食品到底能不能吃？请先介绍一下什么是转基因食品。
凡：转基因食品又叫做基因改良食品或基因食品，是利用基因工程技术将一种微生物、动物或植物的基因植入另一种微生物、动物或植物中，接受的一方由此而获得了一种它所不能自然拥有的品质。
记者：三位专家对英国科学家的实验结论有什么看法？
凡：以前，媒体把转基因食品当做一个高科技的产品来正面宣传，对它可能出现的负面影响很少提及。其实科技的发展是一把双刃剑，它总会带来这样或那样的问题。比如汽车，它方便了人们的出行，但同时也造成了污染。基因工程技术，一方面能解决困扰人类的不少重大问题，如资源短缺、环境污染、效益衰减等，显示出巨大的作用，同时也存在潜在的威胁。英国科学家的实验到底是否准确暂且不论，它至少给我们传达了一个信息，就是要重视转基因食品的安全性。
我听说过英国的这个实验。但转基因食品是一个很广泛的概念，是代表目前出现的一个新的生物技术领域。英国的实验只是无数试验中的一个，不能以偏概全。目前对转基因食品我们是个案分析，即具体问题具体分析，不能一概而论。在美国，目前对转基因食品研究搞得比较多，还没有发现类似的问题。
记者：不知你们吃过转基因食品没有？
凡： 我没有吃过，但如果有，我会吃。实际上，也只有通过国家严格检测的转基因食品才允许上市，所以肯定是安全的。
宁：我见过耐储藏番茄，也就是西红柿，颜色很绿，很好看。我觉得跟原来比只是改变了属性，其他没有改变，是安全的，如果放到我面前，我想我是敢吃的。
记者：从1983年起，在一些发达国家，陆续开始出现转基因食品，在美国、加拿大等国家转基因食品的商品化程度已经很高了，不知现在已经扩大到了什么范围？
凡：从农产品来讲可以分为五类：一是转基因植物，如水稻、小麦、大豆、玉米、甜菜等；还有转基因微生物，分为植物用微生物和兽物微生物（就是疫苗）；还有一类转基因动物，例如转基因猪、转基因羊、转基因鸡、转基因鱼等。
记者：据我了解、李健凡研究员正在研究转基因鸡，从鸡蛋里提取宝贵的珍稀药物。听起来，这个过程还真有些奇妙。
凡：在国外，各种转基因动物正陆续问世，像转基因牛、羊、鸡、兔子、老鼠等等，发展很快。一是做药物试验模型。二是提高动物的生长性能。比如，美国推出了一种转基因虹鳟鱼，它比普通虹鳟鱼的生长速度要快十倍。这样的试验我国也正在进行。三是用于器官移植，比如，在猪的身上移植进入的基因，把它变成转基因猪。由于猪的器官与我们人的器官大小相似，所以把转基因猪的器官再移植到人身上不但比较适合，而且可能会最大限度地消除排斥反应。四是做生物反应器，可以从中得到珍贵的动物药物蛋白。
记者：人们吃了转基因食品，短期没有影响，长期又如何呢？再就是公众比较关注它对生态环境的影响。
宁：应该说，跟常规方法培育出的食品比较，转基因食品更为安全，因为两者都是对农产品生长发育性状的一些修饰，增加进新的、好的因素，减掉不好的因素。但是也存在一个新食品的长远影响还不清楚的问题，所以我们要严格监控它。对转基因食品安全的评价分几个档次，包括从所需要的DN断的载体开始检测，即从分子层次做出检测；接着对转基因动植物进行检测；然后还要看它们对环境有没有影响，如它们的花粉传播会不会污染其他生物。变成食品以后上市之前，还要进行最后的检验。
记者：有人说，转基因食品的出现违反了自然界发展的客观规律，有可能产生不良的后果。我想问，科学家能不能控制转基因动植物变异的方向呢？
凡：现在的科学研究，正是要筛选出转基因生物中有益的变异性状，把它固定下来；对不好的变异就坚决淘汰掉。
宁：实际上也没有某些人想得那么可怕。在美国则开始做转基因研究的时候，研究人员甚至穿着太空服，戒备森严，后来慢慢觉得并没那么可怕。实际上，转基因食品在发达国家已经研究很长时间了，做过大量的安全实验，而且明确规定：进行商品化生产的转基因动植物，必须建立在严格管理的基础上，必须有科学根据，经过严格的检测才能生产和出售。
记者：对转基因食品进行的安全是检查包括哪几方面呢？
宁：举一个转基因抗虫棉做例子。大致说来有三个步骤：一、检查受体棉花的安全性，看它对环境和人是否会产生不利影响；二、检查基因的操作等级，包括棉花花粉会不会转移到其他农作物上，会不会产生对环境有害的物质；三、最后评价成品转基因抗虫棉的安全等级。
记者：您怎样看转基因食品的安全性？
徐：前不久，几位从事生物科学研究的英国专家曾跟我们交流过这个问题。我们问起他们对使用转基因马铃薯饲喂老鼠所得结果的看法，他们的回答是，这个实验到目前为止没有正式发表任何科学论文，所有材料都是一些人私下向电视台等新闻媒体透露的，所以无法确定它的科学性。可见，这个实验的有效性还存在争议，在英国许多严肃的科学家对此大多持怀疑态度。
记者：转基因食品对人来说到底有没有可能造成不良影响呢？
徐：这要看转进去的基因对人体有利还是有害。举个例子，如果转进去的基因是一种有毒的蛋白，可能是针对某种昆虫的，如抗虫棉。那种毒对高等动物、哺乳动物都是无害的，只对鳞翅类昆虫有毒，这样对我们人类就是安全的。如果你转进去的基因表达的是一种广谱性的毒素，那可能会对其他生物造成危害。比如转进一种神经毒素，就可能对另一些生物的神经系统造成危害。这个问题涉及的面较广，要特别注意，对具体的转基因食品是否安全，要个案分析。这包括：一、用严格的科学手段来保证它不会对人类产生大的影响；二、对非目标生物不能造成危害。比如转基因抗虫棉，除了对虫子外，它不会对其他生物形成毒性攻击。再比如转基因鱼，如果转进去的生长素基因不是鲤鱼、草鱼基因，而是人类近缘物种的基因，这个生长素就可能影响到人类自身的生长。短期影响可能看不出来，长期的影响则难以预料。所以当前我们对转进鱼体内的基因，就严格控制在“鱼”的范围，对人则不会有影响。
记者：对生态环境会有什么影响呢？
徐：对环境的影响也可能存在。人们最担心的是转基因微生物，因为微生物通过杂交或别的途径，很容易和其他微生物交换遗传物质，就容易造成一些潜在的、不易察觉的危害。例如，利用抗生素基因和外缘基因连在一起，转到受体生物中，抗生素基因就容易扩散到别的微生物中，使别的微生物产生抵抗抗生素的能力，从而造成病害流行。把耐除草剂的转基因油菜籽和杂草一起培育，结果产生了耐除草剂的杂草，使得杂草疯长，很难除掉，这表明，通过转基因技术产生的基因有可能转移到自然界中去，必须引起重视。
记者：不可否认，任何一项技术都是有利有弊的。人类已经有了滥用原子能的教训，今后不应该再重蹈覆辙。请您介绍一下我国转基因技术研究的现状。
宁：我国转基因植物研究发展比较快，像抗虫基因工程，其中抗虫棉的研究就相当成功。另外，转基因西红柿也大大改善了原有西红柿的生长发育和耐储藏品质；还有抗病基因工程，如抗病害马铃薯、耐盐碱的苜蓿、烟草等。再有用植物表达疫苗的反应器研究，通过这项研究，今后我们就能吃到带有某种疫苗的黄瓜、西红柿、面包，并从中获得足够的免疫功能，人们的生活质量将大大提高。
[论文] 家禽肿瘤和病毒感染性疾病的治疗一直是困惑禽病防治的难题之一。至今仍未有一类药物能特异性地有效杀灭家禽病毒性病原，干扰和抑制其病原的复制。据报道，中药制剂对某些病毒性禽病具有较好的治疗作用，但其作用机理不尽祥析。细胞因子干扰素（Interferon，IFN）的出现及其临床试验证明，该类细胞因子在病毒性禽病和禽肿瘤的治疗上极具临床应用前景。1957年Isaacs和Lindenmann首先发现了病毒干扰现象，即病毒感染的细胞能产生一种因子。作用于其他细胞干扰病毒的复制，因而命名为干扰素。目前已知干扰素并不能直接杀伤病毒，而是诱导宿主细胞产生数种酶，干扰病毒的基因转录或病毒蛋白组分的翻译。根据产生干扰素细胞的来源不同、理化性质和生物学活性的差异；可分为α-干扰素（Interferon α，IFN一α）、β-干扰素（IFN-β）、γ-干扰素（IFN-γ）。
家禽是否存在干扰素及是否存在有类似于哺乳动物的各类干扰素，一直是近年来有争议的问题。1994年。Sckellick等克隆到鸡胚成纤维细胞干扰素基因。该cDNA编码区全长579bp。编码162个氨基酸。前31个为信号肽。成熟的IFN含有131个氨基酸，分子量为14.5KU。其DNA与哺乳动物Ⅰ型IFN只有43%的序列同源性，与IFN－Ⅴ的同源性为31%。1997年Lamdrecht等根据Sckellick发展的干扰素序列设计引物，通过PCR扩增得到丝裂原刺激的鸡脾淋巴细胞产生的干扰素基因，在大肠杆菌及真核细胞内表达可产生具有生活活性的IFN。
1干扰素的产生
IFN－α和IFN－β有许多相似之处：①两种IFN基因来自同一个祖先基因（commonancester gene）；②由产生；③结合相同的受体并发挥相似的生物学作用。IFN-α/β以往称为Ⅰ型IFN，主要由白细胞、成纤维细胞等在细菌、DNA或RNA病毒、多聚肌苷酸、多聚胞苷酸（polyI-C）、多核苷酸等刺激物诱导下产生。IFN-γ主要由活化的T细胞产生，在小鼠。由ThI亚群产生。当抗原、PHA或ConA刺激后、T细胞分泌IFN-γ，通常与白细胞介素-2（IL－2）的产生相一致、目前认为巨噬细胞活化因子（MAF）的主要活性存在于IFN-γ中。此外，活性NK细胞亦可产生IFN－γ。
2干扰素的分子结构和基因
IFN-α和IFN－β基因位于人9号染色体和小鼠的4号染色体。并连锁在一起。IFN-α基因至少有20个，成串排列在一个区域,元内含子。同一种属IFN-α不同基国产物其氨基酸同源性≥80%。人和小鼠IFN-β基因只有一个，无内含子，与IFN－α基因连锁在一起。IFN-β与IFN-α氨基酸组成的26%-30%同源性。IFN－α由两个亚族组成，分别称为IFN－α1和IFN－α2，其中IFN-α1至少由20个有功能的基因成员。目前只有90%左右的同源性，IFN－α2亚族有5－6个基因成员，目前只发现l个有功能的基因，其余是假基因。人和小鼠IFN－γ在DNA水平上，有65%左右的分子由143个氨基酸组成，糖蛋白以同源双体存在，分子量为40Kda，其生物学作用有严格的种属特异性。
3干扰素的受体
一般认为，IFN-α和IFN-β结构相同的受体，IFN-α/βR基因定位于21号染色体。受体的亲和力Kd在10-9—10-10M之间。受体膜外结构属细胞因子受体中干扰素受体素族。IFN－α/β受体分布相当广泛。包括单核细胞、巨噬细胞；多形核白细胞、B细胞、T细胞、血小板、上皮细胞、内皮细胞和肿瘤细胞等。IFN－γR基因定位于第6号染色体小鼠在第10号染色体，IFN－γ受体分布广泛。受体阳性细胞每个细胞约表达100—1000个受体。亲和力Kd在10-9—5×10-10M。裸肽分子量50Kda，糖基化后90Kda，其N末端与IFN－α/β受体有一定的同源性，具有种属特异性。目前认为。IFN-γR可能存在着第2条链。
4 干扰素的生物学作用
4.1 INF-α/β的生物学作用
4.1.1 抗病毒作用：IFN-α/β具有广谱抗病毒作用。其作用机理是：①通过抑制某些病毒的吸附、脱壳和最初的病毒核酸转录，病毒蛋白合成以及成熟病毒的释放等不同环节；②通过NK、巨噬细胞和CTL杀伤病毒感染相细胞。
4.1.2 抑制某些细胞的生长（cytostaic）：如抑制成纤维细胞，上皮细胞、内皮细胞和造血细胞的增殖，其机制可能通过使细胞停留在GO/CI期，降低DNA合成，下调C-MYC、C-FOS等细胞原癌基因转录水平。下调某些生长因子受体表达，如EGF、R、胰岛素-IR和M-CSFR等。
4.1.3 免疫调节作用；促进大多数细胞MHCI类抗原的表达，活化NK细胞和CTL。
4.1.4 抑制和杀伤肿瘤细胞；IF－Nα/β杀伤肿瘤细胞主要是通过促进机体免疫功能，提高巨噬细胞、NK和CTL的杀伤水平。
4.2 IFN-γ的生物学作用
4.2.1 诱导单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞、皮肤成纤维细胞、血管内皮细胞和星状细胞等MHCIT类抗原的表达，使其参与抗原提呈和特异性免疫的识别过程。此外，IFN-γ克上调内皮细胞Ⅰ-CAM-1（CD54）表达，促进巨噬细胞FcrR表达，协同诱导并促进巨噬细胞杀伤病原微生物。
4.2.2 促进LPS体外刺激小鼠B促进T细胞IL－2R表达。
4.2.3 协同IL-2诱导LAK活性，促进T细胞IL-2R表达。
4.2.4 诱导急性期蛋白合成，诱导髓样细胞分化。
5 干扰素抑制病毒复制的作用机理
有很多类型的细胞在被某些病毒感染几小时内就能产生干扰素，几天内就能达到高浓度，能在初次免疫反应尚未形成之前。发挥兔疫作用。干扰素有宿主细胞的基因编码。病毒感染细胞后、病毒遗传物质和宿主细胞核糖体作用。使靶细胞产生干扰素的编码基因去抑制，产干扰素。干扰素细胞内释放出来可保护与其接后的其他细胞下受感染。干扰素对未感染细胞的作用是通过对它们的DNA去抑制作用而实现的。由于这种去抑制作用，未感染细胞产生一种称作翻译——抑制——蛋白质（TIP）的物质，它可以阻止病毒RNA侵占细胞核糖体，因此抑制病毒的复制。病毒进入细胞病毒RNA附着于宿主细胞核糖体使形成干扰素mRNA的宿主细胞DNA顺反子去抑制干扰素mRNA刺激干扰素产生干扰素进入细胞使形成翻译抑制蛋白质。mRNA的细胞DNA顺反子去抑制TIP形成并结合到核糖体TIP阻止病毒RNA结合到核糖体
6 干扰素的临床作用
IFN是第一个应用于临床的基因工程产品；目前IFN－α、IFN-β、IFN－γ都有基因工程产物，40多个国家使用干扰素制剂。治疗30多种疾病、但主要是用于临床肿瘤和病毒性感染等治疗。与之相类似。IFN在家禽肿瘤和病毒性疾病的临床治疗上也有极其广泛的应用前景，（见表1）主要表现在以下两方面：
6.1 治疗病毒性感染
6.2 抗肿瘤：IFN抗肿瘤的机理是：①抑制肿瘤细胞增殖；②诱导CTL、NK等杀伤细胞。并协间IL-2增强LAK活性；③诱导肿瘤细胞表达MHCI类抗原，增加对杀伤细胞的敏感性。
表1：干扰素在家禽病毒感染及肿瘤疾病治疗上的应用
肿
瘤
性
疾
病
疾病
马立克氏病
白血病
网状内皮组织增殖病
火鸡淋巴细胞增殖病
病因不明的肿瘤病
病
毒
性
疾
病
喉气管炎
鸡新城疫
脑脊髓炎
流感
腺病毒感染
鸡痘
病毒性肠炎感染
呼肠孤病毒感染
传染性法氏囊病
传染性支气管炎
传染小病毒感染
