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关键词:优势学科;生物技术;课程体系;优化与实践
1优势学科建设对地方高校人才培养的导向
学科是高校重大项目的承担者,是创新型成果的生产者,是创新型优秀人才的培养基地[3]。地方高校应围绕区域经济社会发展需求培育高水平特色学科,不断明确学科研究方向,提高科技创新能力和社会贡献度,以特色优势学科建设促进学科专业发展。近年来,商洛学院生物学省级优势学科的快速发展得益于与地方特色资源相结合,依托生物学院“中国中医科学院商洛GAP科研工程中心”“中药学省级教学示范中心”和“秦岭植物良种繁育中心”等研究平台,形成了地方植物资源与生物技术紧密结合的特色鲜明的研究方向。学科在野生植物资源保护与利用、资源植物深加工、天然产物提取分离和药用植物开发利用等研究领域获批多项省部级科研项目。利用优势学科发展的导向,生物技术专业学生通过参与完成课题研究和实践,最终获得较强的实验技能、综合分析问题能力、实践能力、创新思维能力、统筹能力和表达能力,成为具有良好综合素质的生物技术专业应用型人才。通过生物学省级优势学科建设,使生物技术专业进一步确立了“依托生物技术、突出应用能力、面向行业服务”的人才培养目标,即结合区域需求,以服务地方经济建设和社会发展的实际需要为第一要务,培养能够在现代农业产业、中药产业、绿色食品产业以及相关领域从事技术服务、管理、营销工作的应用型专业技术人才。围绕这一人才培养目标,本项目进行了系统的探索和有效的改革,探索出了能够实现该目标的产学研相结合的人才培养模式,建成了一支能够胜任培养任务的高水平的教师队伍,修订了体现这一人才培养目标的课程体系和教学大纲,整合了课程内容,改革了教学方法,构建了符合人才定位要求的功能完善的校内实验教学平台和稳定的校外实践教学基地,探索出了生物技术专业人才培养的教学、实训管理模式[4]。优势学科的建设导向把人才培养定位落到了实处,为商洛学院生物技术专业的发展注入了活力,使生物技术专业的区域性优势和应用性特色更加明显。
2生物技术专业课程体系优化与实践
2.1重视专业建设规划
生物技术专业经过2006至今十几年的探索和积累,已经走上了稳步健康的发展道路。学校制定了2个五年建设规划,规划明确了专业建设目标、专业建设指导思想和基本思路,同时制定了课程及教材建设规划、师资队伍建设规划和实践教学规划。专业建设目标包括专业建设总体目标、专业定位、人才培养目标和专业特色的构建。专业建设指导思想和基本思路与商洛学院办学定位保持高度一致,同时体现专业的发展特点;课程与教材建设规划包括课程体系建设、教学内容改革及教学大纲建设、考试大纲建设、精品课程建设,突出了课程建设的核心作用;师资队伍建设包括建设目标、建设方案等措施,突出了师资培养在专业建设中的主导作用;实践教学建设包括实践教学体系建设、实验室建设、实习基地建设、实践教学队伍建设,突出了对学生动手能力、独立工作能力和创新意识的培养。
2.2优化专业课程体系
商洛学院始终把课程建设作为教学建设的核心,按照“基础课程+专业课程+模块课程+行业技能”的思路构建专业课程体系。整个专业课程体系在确保基础课程、巩固专业课程的前提下,加大选修课比例。高年级学生将根据实际逐步选择课程,一批技术性课程和实践性课程如“植物细胞工程”资源生物学”“生物技术大实验”“发酵工程”“植物组织培养”进入专业课程体系。除在各门课程中加强学生技能训练以外,还进行综合专业技能训练,最后将所学知识、技能用于社会实践,使整个课程体系既符合科学性、先进性,又具有鲜明的地方特色和应用特色;既符合专业培养目标共性,又兼顾学生个性发展;既注重知识、能力的培养,又强调综合素质(特别是创新素质)的提高。经过先后三次修订生物技术专业人才培养方案,修订课程教学大纲,教学内容基本体现了本学科的最新发展方向,基本上满足了应用型人才培养目标的要求。根据人才培养方案,在课程体系结构的设置方面,体现了以下几方面的特点:①注重学生基础理论的培养,通识平台课和专业基础课占总学时的比例为81.3%;②注重课程之间的前修后续,有利于学生知识结构的逻辑构建;③注重“综合素质”的培养,设置了人文素质、科学素质方面的相应课程,以达到训练学生综合素质的目的;④注重学生“个性与特长”的培养,在专业选修课和全校公选课中得到了充分体现;⑤在专业课教学中,设置了专业方向,以拓展学生专业口径;⑥注重学生动手能力和基本技能的培养,在专业基础课、专业主干课及专业选修课模块中,除设置一般性课程实验外,还单独开设了“生物技术综合大实验”“生物技术制药”课程论文(设计)和37周的集中实践性教学环节,对学生进行综合技能训练。
2.3强化实践教学环节
由于生物技术专业的实践性很强,在制订专业建设规划和人才培养方案时,充分重视学生实践环节和动手能力的培养。制定了配套的较为完善的实践教学大纲。在实践教学体系中,实训、实验和实习占总学分的29.4%,共46.5学分,实习和实训共37周。在实践教学队伍的组成方面,调动和利用院内外教学资源,专业实践教学队伍主要由实验教学人员、专业教师、校外实习基地技术人员等构成。根据专业培养方案,扎实落实实践教学任务。实践教学内容与体系合理,符合培养目标要求,有利于培养学生实践动手能力和知识综合运用能力。
3生物技术专业课程体系优化实践效果
3.1学生创新精神及实践能力
生物技术专业重视毕业论文(设计)环节对学生综合能力的培养和训练,从毕业论文选题、文献综述、开题报告、毕业调研、实验实习、毕业论文撰写、论文答辩及成绩评定等环节都有较明确的规定和要求。近2年来,本专业毕业生在论文选题方面,依托本区域优势、特色资源,结合生物技术学科领域的发展,主要侧重于实践应用方面的选题,大部分选题结合教师科研或来自生产第一线,有较大的实用价值或参考意义,有一定的创新性。本专业特别重视在学生中开展各种科技活动,如大学生科技创新活动,教师结合个人科研项目吸收学生,带领学生完成科研课题,并且在全校也产生了一定的影响。近年来争取到20余项国家级大学生科技创新项目,有多个项目在评奖中获得奖励。本专业通过连续7年参加院内每年举办1次的实验技能竞赛,进一步激发了学生们进行科学探索和提高实验技能的热情,每年学生都积极报名参加,并获得多项奖励。学生在各类过关考试,如英语、计算机、普通话等中的通过率较高。
3.2学生创业与就业情况
以能力培养为目标,深化校企合作,推进产学研结合,构建了特色鲜明的校企合作人才培养新模式,使培养的人才在商洛及陕西省周边地区有关生物企事业单位发展中发挥了积极推动作用。67名学生考取了营养师、药剂师、食品检验、化学检验等相关专业技能证书。学生专业基础知识扎实,学业成绩和综合素质良好,毕业生就业率高、考研率高。近三届毕业生一次性就业率分别为89.5%,94.7%,95.6%;2017届、2018届和20毕业生考研上线人数分别为11人、14人和17人,占毕业生比例为38.75%,40.67%和41.75%。约13%的就业学生考取公务员就业,大部分毕业生进入与生物有关企事业单位工作,少部分学生自主择业和创业。多数学生签约就业,专业的社会影响力不断提高。学院积极对接联系相关专业的大型企业集团作为学生就业实习基地,并以实习基地为依托,推荐毕业生就业,拓宽就业渠道。毕业生创业热情较高,成效较为显著。毕业生所在单位对本专业学生的思想政治表现、敬业精神、工作态度及就业工作给予了较高的评价,整体上对毕业生的工作能力、协作精神、工作实绩也较满意。
4经验总结
4.1重视教学观念更新
观念是行动的先导,教学观念直接影响着教师的教学态度和教学方法,观念落后,教学方法必然落后。为了更新教学观念,本专业坚持组织教师大力开展教学研究活动,通过集体备课、课程和教材分析、教学研讨,使教师互相促进,共同提高,这些教学活动已经成为本专业教研活动的基本内容和制度。同时,为了开阔教师教学和科研的视野和思路,吸收新的教育教学观念,本专业在建设中先后选派近2/3的教师参加了校外20多场的学术交流、教学研究、课程改革、团队建设和骨干教师培训。通过这些培训,保证了教师的思想始终能够跟上专业改革的步伐和学科的发展的需要。本专业在教学改革中遵循循序渐进的原则,坚持以项目带动研究,以研究促进改革,以改革推动创新,鼓励教师积极申报、参与教学改革项目,在课程体系、教学内容、教学方法、教学管理等方面进行创新;创新人才培养模式,注重实践教学,积极探索研究性教学改革;突出师资队伍建设和能力提升。
4.2探索教学模式改革
在专业建设中不断深化教学改革成果,重点突出对学生实验能力、创新精神和创业能力培养。为了引导、激发学生的自主学习和合作学习的兴趣,充分调动学生学习积极性,培养探究和创新精神,教师在教学中大力推行小组讨论、案例教学、专题研究等多种形式的研究性教学方式。研究型教学首先在获得学校教改立项的“植物生理学”“微生物学”“生物化学”“细胞生物学”教学中开展,随后在其他专业课中逐步推广。为了培养学生的创新精神和知识技能的系统训练,本专业在“细胞生物学”“生物技术综合大实验”“基因工程”等课程中还专门安排了课程论文和课程设计,取得了良好的教学效果。
4.3提升开设实验质量
根据生物技术专业实践性强的特点和社会对高素质应用型人才的需求,坚持以先进的教学理念为指导,改造传统的以依附和印证理论为主的实验模式,建立以能力培养为主线,分层次、多模块的实验教学体系的基本框架[5]。实验课程内容按基础性实验、综合性实验和设计性实验三个层次设置实验项目。其中,基础性实验教学包括基本技能训练和基础理论验证,以强化学生基本技能的训练,培养学生自主获取知识和独立实验能力,启迪学生创新意识为目标,按照由浅入深、由宏观到微观的认识规律,安排由个体和群体水平到细胞水平、分子水平的基础实验课程,必修实验包括植物学、动物学、微生物学、细胞生物学、遗传学、生物化学、分子生物学等实验;综合性实验教学以提高学生综合应用实验技能、分析和解决问题的能力,培养学生创新意识为目标;设计性实验教学以培养学生科学思维方法,发现问题,提出问题,进行科学研究能力和创新能力训练为目标,采取课题研究形式,实施个性化教育,为学生的选修实验。同时建立多种实验考核方法,统筹考核实验过程与实验效果,激发学生实验兴趣,提高实验能力。实验开出率为100%,其中综合性和设计性实验共69个,达到了实验总数的58.47%。有综合性、设计性实验的课程门数达到了100%。
1.科学睡眠,养成良好的睡眠习惯。晚上9:30睡,早上8:00起。
2.每天认真完成老师布置的暑假作业。(争取一个月做完)
3.劳逸结合,做一些运动。如跑步.羽毛球.毽子.跳绳。。。。。。
4.帮父母分担一些力所能及的家务活。成为父母的好帮手。
5.每逢单日早上去上跳舞考级班,每逢双日晚上去上跳舞排练班。(并且芭蕾六级能考到好成绩,在专场演出时好好发挥)
6.看一些书,让自己吸取更多课外知识。每天晚上还可以多看一些新闻,了解身边发生的大大小小的事。
1凭借微流控芯片技术探究转换系统
在自然界中,切换现象是十分常见且为人们所耳熟能详的,它们以各种各样的形式在自然界中呈现。利用微流控芯片技术可以研究自然切换系统或者进行单个生物实体的研究[1]。切换特指在狭小的区间内所输入的信号规模在短时间内有一个快速的输出值变化,在输出信号超越阈值浓度时,有很大可能出现一个单向的反应,从而引起系统自动切换。对于较为复杂的系统而言,系统的切换的实现取决于较大数量的基因和蛋白质的共同作用。在信号刺激形成反应时,这些反应同样或造成大数量的下一级别的反应,最终改变整体系统的变化,具体情况如下所示:(1)基因控制网络系统。少量基因在信号连通以后转导为通路,从而引起相关的基因变化。(2)细胞周期性变化。一连串的细胞周期性变化,是对细胞的重新生长和大量分裂重建的过程;(3)癌变。加入到细胞分裂活动中的蛋白,由于不能对细胞周期实施适度的区域内驱使,进而造成其无法在下一级别正常进行。(4)获得性免疫系统。受到先天免疫系统的影响,获得更好的发展免疫系统,可使得机体抵抗病原受到相应保护。以上两者机制的切换形式,在其发展过程中充当着不可替代的作用,其不仅仅意味着生物事件物理性质,还能够作为菌群群体感应。此外,还能以生物体进化的决定机构存在于基本单元之中。凭借切换状态的所有性质,可以简单策划出检查目标分子和把控反应人工控制系统“。合成生物学”的研究代表了一个全新领域的开辟,其目的在于利用简单的装置模仿或者改进生物系统[2]。微流控芯片和芯片技术可为切换系统打造一个准确独到的微环境,同时创建一个分辨率高的检测方式。若将微流体技术使用在血液凝固开关系统的研究中,就可以更好的把控反应的具体时间、交半频率和以及相应的化学反应,并且具有一定的精确性。当然,微流控技术并不是十全十美的,它也存在一定的不足。例如,受到微流控芯片表面积过度的影响,容易造成物质吸附和蒸发,在极大程度上造成检测不精确和重复。此外,在细胞体内或细胞表面,微流体芯片器件要体现自然生态系统复杂性困难极大。即便如此,微流控芯片技术作为一种全新的手段,仍然活跃于各种复杂的生化系统中,促进了对体外或简单系统切换的研究。
2单一实体的“数字化”
单纯的实体数字化在生物化学指,其它生物对单纯生物实体实施解析和发配的领域,这些生物不仅是分子和细胞,还可以是微生物。在这个领域内,空间发配技术支撑着整个环节。鉴于发配体积极小,但发配的亚单位数量极多。因此,普通覆盖单纯生物实体的亚单位所占的总体积极小,其中微流控芯片技术则是控制的核心技术。液滴微流控技术是探究单一生物体最为多用的技术,其凭借在油相中出现的单纯发散的水相液滴,从而形成生物实体发配,使得其从毫微上升至微升亚单位的区域范围内。反应体系的微型化可以加速反应混合剂的合成,还能够有效控制表面性质和反应时间。液滴微流控技术以千赫兹为单位对这些微反应体系进行制造与控制,进而为相应的反应习题研究提供高通量的工具。除此之外,滑动芯片技术也能够实现对单一实体的发配。滑动芯片是由两个相对滑动的板块组成,其借助创建和打通微流体通道来形成隔离体系[3]。其并无泵与阀构造,而对于辅助资源的需求量并不高。不过,发配技术还将受到一定技术的影响和限制。比如,生物分子于细胞内部相互的复杂作用,往往难以进行区分。然而,随着科技的进步以及该领域应用的飞速发展,许多公司已经上市了PCR技术,且相关技术日渐成熟。非切换系统数字化拥有操作简便,经久耐用的特点,数字化技术相较于是或否的化学反应已经脱离传统技术,结合最终结果的判定,能够得出最终的定量数据。在生物化学中广泛采用数字化技术,能够很好的提升对化学反应条件检测数据的快捷性和精准性。
3结束语
生化检验技术的基础是仪器分析。当前临床运用仪器设备科技含量非常高,同时更新换代的速度很快,如果想让学生具有和临床连接的能力,就一定要提供临床方面的实验设备。在14项技术检验中,只有生物化学检验质量评价无需运用到仪器,剩下的13项都需用到仪器。基本可分成以下两类:第一,实验设备成本小、自动化程度不高,用于手工操作的,如吸收光谱分析、电泳分析、散射光谱分析等。这类培养基础操作技能的设备学校应该全部配备完整。第二,实验设备投资大、成本高的,具有先进性的自动化设备。例如化学发光分析、分子生物学检验等等。因为投入过大,教学使用少,单一用来教学会造成机械的损害,不符合仪器设备的保养与使用。所以,中职学校不适合购买这一类仪器来用于教学。一般情况下,可运用基地教学来达到培养学生的目的。同时,设备的数量要和学生人数相配合。但是市场化的需求,招生的人数具有不稳定性。因此,装备实验设备还是需要一个基数作为数量的标准。一般来说,中职卫生学校医学检验专业设立为每个年级60人左右。当招生人数大于基数,可通过合理优化教学时间方法增加设备使用批准,延长使用的时间,最大限度满足学生技能的训练。如果盲目的扩大的仪器设备,会造成不必要的浪费。
二、实践基地的构建
当代生物医学和计算机学科快速发展让生化检验技术也一起快速发展,新技术与产品更多的融入到临床医学检验。临床检验工作可代表科学的先进性。中职学校可利用临床实践基地达到实践教学目的。实践基地是生化检验技术实践性教学所必要的教学资源,中职学校一定要将实践基地建设当成是校内的日常工作。首先,需要选择合适的临床实践基地。可满足生化检验技术实践教学的是应该是二级或以上医院的检验科;具有全自动化分析设备。同时,伴随我们国家对基层卫生建设力度的加大,一些乡镇医院和社区的服务中心的检验设备也在不断升级,只是达到了教学要求,均可考虑作为临床的实践基地。其次,中职学校需要和临床实践基地构建起相应的管理体系。最后,中职学校还应该在临床的实践基地构建起临床方面的指导教学团队。
三、学科间共享资源优化
生物化学检验技术和微检技术、免疫学检验技术等都可共享资源。比如,在免疫学检验技术当中的细菌血清鉴定的实验,还有抗链球菌溶血素O实验、红细胞凝集实验等共相互共容;生物化学检验技术的核酸杂交技术、PCR技术等主要运用至微生物种型鉴定、检测,可在微生物学检验中加以说明、学习。所以,要做好学科与学科之间的协调工作。
四、指导教师队伍的建设
关键词 紫花苜蓿;生物学特性;栽培技术
中图分类号 S551.7 文献标识码 B 文章编号 1007-5739(2016)09-0278-01
宁夏回族自治区深居西北内陆黄土高原,平均海拔在1 000 m以上,属典型的大陆性半湿润半干旱气候,具有冬季寒冷慢长,夏季凉爽暂短,秋季降温迅速,灾害性天气多,降水稀少,多集中在7―9月。由于特殊的气候环境,海原地区根据山川不同经济发展特点,及时调整产业结构,使南部山区群众大力发展设施养殖,实行“家家种草、户户养畜、小群体、大规模”的模式,初步形成了以中北部片带为核心的百万亩紫花苜蓿种植示范区,发挥地区生产优势,使养羊、养牛、林下养鸡得到了快速发展,成为农民精准脱贫的必然选择。但目前相当一部分农民对紫花苜蓿种植技术掌握不够,现将紫花苜蓿的生物学特性及栽培技术总结如下,以供参考。
1 生物学特性
紫花苜蓿又称紫苜蓿、苜蓿,为豆科苜蓿属多年生草本植物,抗寒、抗旱,对土壤的要求不严,土壤pH值6.5~8.0范围内均能生长,最适应生长的土壤pH值7.5~8.0,适于排水及通气良好的土壤或砂壤土栽培,不适于在酸性土壤栽培;在-40~-30℃时能安全越冬,生长的最适温度25 ℃,根在15 ℃生长最好;对水分的需求较多,尤其在孕蕾至始花期需水量最多,通常在温暖干燥又有灌溉条件的地方生长极好,在干旱季节也能正常生长。
紫花苜蓿主根发达,深2~6 m;茎多分枝,高60~100 cm;羽状三出复叶,小叶长圆状倒卵形或倒披针形,长7~20 mm,宽3.5~15.0 mm;腋生短总状花序,具有花5~20朵,紫色或紫蓝色,属异花授粉,以虫媒为主;螺旋状荚果,通常卷曲弯曲1~3圈,黑褐色,内有种子2~8粒,种子肾形,黄褐色,陈旧种子变为深褐色,千粒重1.5~2.0 g。富含微量元素、矿物质、维生素、蛋白质等多种营养成分,是家禽、家畜喜食的优质蛋白质饲料。
2 栽培技术
2.1 精细整地
紫花苜蓿的种子较小,播种地最好在前一年春季4月待杂草籽粒发芽后结合施底肥进行1次深耕,在头伏天及时耕作1次,秋季(末伏)深翻耙磨,翌年播前灭草,土地要平整细碎,保证出苗整齐。无灌溉条件的地方,整地后先行碾压以利保墒。有灌溉条件的地方,播前应先灌水以保证出苗[1]。
2.2 适时播种
紫花苜蓿种子硬实率为5%~15%或更高,新收种子的硬实率可达25%~65%。收获的种子曝晒3~5 d,或采用1 kg种子加1.5~2.0倍的沙子混合适当碾压,可有效提高发芽率。当年收获的种子当年夏播或秋播时,采用0.01%钼酸铵及0.03%硼酸溶液进行浸种,可提高发芽率11.5%和9.8%[2]。
夏播以6―7月播种,播前先施用灭生性除草剂消灭杂草,然后播种,此时降水增多,但要注意暴雨引起土壤板结,影响出苗率。海原地区灌溉区、前一年耕作耙磨好的旱作地,春播于4月中旬至5月末,利用早春解冻时土壤中的返浆水分抢墒播种,播种前采用化学除草剂敌草隆等进行土壤处理,灭除杂草,以条播或散播为主,条播行距为15~30 cm,播带宽3 cm;散播要耙磨镇压。春播一定要加强除草[3]。
2.3 田间管理
紫花苜蓿幼苗期生长缓慢,容易受杂草的危害,一年除草2~3次。早春返青及每次收割以后,也进行中耕松土,消除杂草[4]。同时,结合灌溉施适量肥料促进再生,增加收割次数。高产紫花苜蓿能够充分吸收土壤中氮、钾、钙等营养元素,具有固氮作用,对钾肥的需求较多,钾与氮之比应为1∶1。但施入钾肥1年施1~2次,施量应根据土壤状况而定,不易多。灌溉区可灌水2~3次,增加收割次数[5]。冬灌能提高土壤温度,有利于越冬。
2.4 病害防治
在褐斑病防治上,进行种子精选和消毒,种子田可用波尔多液和石灰硫磺合剂进行防除。在霜霉病防治上,于发病初期多采用在叶片背面喷洒波尔多液1~2次;也可以提前收割,阻止蔓延[6]。
3 参考文献
[1] 张宏兵.紫花苜蓿特征特性及栽培技术[J].农技服务,2008(8):20-21.
[2] 赵玉华,郭素红.紫花苜蓿的生物学特性及栽培管理措施[J].畜牧与饲养科学,2013,34(11):41-42.
[3] 包成兰,张世财.青海省金皇后紫花苜蓿栽培技术规程[J].甘肃农业科技,2015(12):80-81.
[4] 梁万青,杜霄,常丽君.环县紫花苜蓿全膜覆土穴播丰产栽培技术要点[J].农业科技与信息,2015(16):55-56.
文章阐释了运用生物型化学工艺实施牧草类植物抗逆性能鉴定的机理及手段,以及当今国际上的研究进展。提出依托生物类化学工艺探究牧草植物逆境下的生理形成机制,展开牧草植物抗逆性能的研究及鉴别。此种方法不但节省时间、节省工力、同时又精准性强、重复性能佳,在以后我们国家的牧草移植、养护、选优及培植等研究活动中可发挥出很大的促进价值。
关键词:
生化技术;牧草植物;抗逆性能;机理鉴定
牧草植物抗逆性能的高低关系着其生长、更新、成品收获量大小的关键性因素,亦为牧草移植、养护、优化及人力培育草场所着重关注的内容之一。增强牧草植物的抗逆性能是牧草生物培植、管护及养育的关键性问题。牧草植物抗逆性能的探究由始以来备受人们的关注。过去运用的牧草植物抗逆性能鉴别手段是实施田间性比实验,此类手段易于观察、判断精准、方便于具体操作运用,欠缺之处即为实验期限长、耗时多、人工投入大,而且受外界因素制约程度高,反复性能有欠缺。由于生物工程技术的进步及其在牧草植物抗逆性能研发中的广泛运用,给田间性比实验技术注入了新的内涵,且其发展迅速。文章系统阐释了当今国际范围内生物工程技术运用到牧草植物抗逆性能鉴别的手段及过程,以藉此引发国内外业界的充分关注,且协同促进我们国家牧草抗逆性能的探究及开发。
1操作机理及实施措施
依托生物型工程技术展开牧草植物抗逆性能的鉴别判定过程,是指在实验室内仿效自然生态环境,利用人力方法调控周边环境中某一生态指标促使植物生长,依照牧草植物在逆境状况下发生的某些代谢无序,出现的某些规律性生理演变;运用生化手段测验某种生理状态的改变情形以检验牧草植物在逆性环境下的受影响效果及承受逆境的本领;对照辩析验证数据,判定相异类型牧草的抗逆性能差异[1]。牧草植物的类型及品种之间,除在性能特征、生物品质、尤其是产品收获量上表现出一定的差别性之外,在抑制脱水本能、细胞膜养护品质、细胞质渗透调制本能、酶体的形态复杂性等生物性变化因素上亦均表现出极大的差别性。其中,牧草植物外观形态的差别性是依托田间质比实验实施鉴定过程的,而其生态品质的差异性即要求在试验空间内利用生物化学技术进行鉴定。
2鉴别的基准和手段
2.1测试生物膜系统功能
植物细胞膜是植物体内细胞和周边系统环境之间的隔离屏障,是细胞体里外介质流通的过路及调控阀。大量实证研究证明:在牧草植物处于逆境的状况下,其牧草植物细胞膜抑损本领的高低,在很大程度上关联着其整体抗逆品质的高低。现阶段已将测试细胞体生物保护膜的过程当作鉴别判定牧草植物抗逆品质的常用手段之一。其测试基准为:①电导率数值。在逆境环境条件下,生物细胞膜的渗透性能可出现相异程度的上升,细胞内存有的电解质向外渗透,进而促使其细胞液电导系数大幅度增加。细胞液电导率数值愈大,细胞质薄膜渗透性能愈高,其细胞膜受损愈严重;②电阻数值。植物体内细胞之间的隔隙及细胞内壁中的所含液体是通过电流的路径,细胞膜渗透出的电解质溶液愈多,其电阻值即愈小,因此细胞膜的受损程度和其电阻值形成反向比例[2];③膜脂中不饱和型胎肪酸的检测。膜脂中的不饱和型脂肪酸是属于细胞膜内的关键性组分,处于逆性环境下,植物细胞膜内不饱和型脂肪酸的类别和存量的改变深度影响着膜体本身的流动品质、塑变性和抑损本领,细胞膜中脂肪酸的不饱和程度的上升和牧草植物抗逆品质的高低具有着紧密的关联关系。
2.2渗透性调节功能的分析
植物体内细胞的渗透性调制功能是指植物满足环境条件需求提升抗逆品质的基本条件。处于逆境状态下,牧草植物的生化本能出现改变,很多重分子化合物发生分解过程并衍生出大批小型分子分体。譬如,在干燥时牧草植物体内所含的蛋白质会分解成氨基酸和酸胺成分,其中淀粉物质及庶糖物质会快速离解成小分子状单糖,特别是蔗糖、麦芽糖、氨基酸、脯氨酸等,其存积效果很是显著[3]。此类化合物具备极强的亲水品质,可对胶体品性和体内的代谢环节起到相当的稳定作用。
2.3测定脂质过氧化作用
脂质过氧化作用是植物在逆境条件下产生的超氧自由基对膜中磷脂产生过氧化作用,引发膜内蛋白质、酶及磷脂交联、去活、膜的渗透性改变,严重破坏细胞膜系统,导致植物死亡。超氧自由基具有很强的氧化能力,是需氧生物在还原O2,至H20的过程中产生的[4]。这些自由基可导致膜结构的主要组成成分类脂的过氧化作用,形成脂质过氧化物(丙二醛)和脂性自由基,并通过连锁反应生成蛋白质分子的聚合物。
3结束语
总之,为增强生物工程技术在牧草植物抗逆性鉴定方面的精准性,建议在使用该技术时应注意以下两点:①生物化学技术鉴定(实验室内)最好和田间品比试验(自然环境中)相结合。这样可以把牧草的抗性生理机制和其表现出的抗性生产特性有机的结合起来认识、分析问题;②利用多项指标实施系统性评定。自然界的牧草种类繁多,各自的生物学特性差异悬殊,抵御或适应环境的途径和方式也是多种多样,因而抗逆性机理也不尽相同,要比较不同牧草的抗逆性差别。
参考文献:
[1]盛丽.牧草抗逆性研究概述[J].青海畜牧兽医杂志,2010(4):43-44.
[2]范秀艳,张玉霞,王艳树,等.沙生牧草和盐生牧草抗逆性和渗透调节特性比较[J].内蒙古草业,2010(1):60-63.
[3]张丽娟,李景欣,陈晓彩,等.浑善达克沙地3种禾本科牧草抗逆性物质季节变化动态研究[J].内蒙古民族大学学报(自然科学版),2007(4):409-411.
《云南省“十二五”科学和技术发展规划》
“十二五”期间,全省多渠道科技投入达到1000亿元以上。到2015年,财政科技投入占当年财政支出的比重达到全国平均水平,全社会R&D投入占GDP比重达到1.5%以上,企业R&D投入占销售收入的比重达到1%以上。力争建成1个国家实验室。突破核心关键技术600项以上,研发具有自主知识产权的创新产品500个以上。全省高新技术企业达到600家。建设100家院士专家工作站,引进高端科技人才50名,新增培养省中青年学术和技术带头人200名。
《云南省人力资源和社会保障事业发展“十二五”规划》
《云南省教育事业发展“十二五”规划》
《云南省“十二五”科学和技术发展规划》
《云南省体育事业发展“十二五”规划》
《云南省体育事业发展“十二五”规划》
群众体育突出云南特色做亮,竞技体育抓住重点项目做强,体育产业融入发展大局做特,队伍建设完善制度机制做实。推动以贯彻《全民健身条例》和落实《全民健身计划(2011―2015)》为主要内容的公共体育服务覆盖城乡,促进以国际国内重要比赛成绩为衡量标准的竞技体育提升实力,加快以转变发展方式和调整结构为核心的体育产业提质增效,激发各类体育人才为重点的体育队伍更具创新活力,统筹以体育科技、体育教育、体育外事、体育宣传等为基础的各项体育工作协调发展,为建设云南特色体育强省奠定基础。
教 育
《云南省教育事业发展“十二五”规划》
建立健全现代教育体系,形成惠及全民的公平教育,丰富优质教育资源,构建体系完备的终身教育,提高教育国际化水平,健全充满活力的教育体制。普及学前教育,学前一年和三年毛入园率分别达到85%和55%;普及高中阶段教育,毛入学率达到85%;提高高等教育大众化水平,毛入学率达到30%。两个主要综合指标是:均衡发展义务教育,九年义务教育巩固率达到93%;提高全省教育普及水平,新增劳动力平均受教育年限达到12.5年。
社会民生
关键词:铅成分检定;生化工艺;检测程序;技术策略
在全部的环境毒害品类一族中,铅成分是一类极为普遍的毒性元素,它不可给人体造成相当程度的毒害后果,而且还可在很大程度上损害到各类自然生物的身体健康和生态条件之间的平衡效果。过去的检定手段则更是五花八门,其中涵盖光谱测定、电泳分析法、液态色谱测试法及二硫腙比照法等多种方法,虽然以往的检定手段是依托于精密型的测试装置,此类精密设备促使其检定数据的精准性很高,然而其运作程序和检定费用均不可能达到多维度的铅成分检定目标。所以业内行家们持续追逐于探求更为节约、便捷、实用的检定工艺,此种形势下生化工程检定工艺随之出现,而且其凭借于自身丰富的特点,让它在目前受到了极为有效的运用。在这一形势下对于铅成分检定中的生化分析工艺运用展开深入的探究,有助于给推进本工艺研修工作的深入开展提供相关的借鉴。
1核酸定量检测工艺
核酸定量检测工艺,其总称为分子型信标核酸定量检定工艺,英文缩写FRET。此项工艺原理是依托荧光动态能量的共振迁移来实施的化学组分检定工艺,依托此手段来求取寡型核苷酸类探针,让其和对应的核酸成分呈现互为弥补功能,在靶型分子混交的生物反应效力作用下,产生出荧光效应,依照荧光效应的高低水平来给检测过程的实施构建出对应的条件。在铅离子浓度检定过程当中,分子型信标核酸捡定工艺的运用也是依托此项工艺原理来实施的,在通常温度条件下,可以完成铅离子的快捷测试,有助于减低温度变化对探针式反应产生的相关效力,而且其约束指标的功能亦被减低[1]。大量研究表明,混合物中铅离子的浓度高低完全决定了铅检定反应的荧光能力大小,利用此方法可以检定出的铅离子的浓度最低值是1.69×10mol/L。再有业内学者特别把此项工艺的探讨构建于脱氧型核酶的催化性水解专属条件之上,且以此作为根据对其检测工艺实施了深入化的探究,把它利用到了铅离子的检定过程之中,获取了相当惊人的效果[2]。
2免疫型检测工艺
免疫型铅离子检定工艺重点是依托于抑制体及抑制源之间的专属性反应条件下拟定的生化检定方法,它的特点在于检测精准度极高而且奇特性极强。立足于抑制体具备着相异的类别,所以免疫型检定方法也可区分成单型克隆出的抑制体及多型克隆出抑制体两类,现阶段应用比较普遍的检定方法重点包括酶联型免疫方法及荧光型偏振式免疫方法。而其中酶联型免疫方法是应归为单体克隆型抑制体检定方法,依托人工合成铅离子抗源体来做小鼠的免疫试验。欲求获取铅离子的真正抑制体,即应当先求取铅离子。依托功能的二螯合模式,求取反应过程的原性,尔后再利用螯合制剂和载体型蛋白推进其获取免疫的原生性,在其小鼠身体内注入以后再分离出抑制源,从而实施铅成分的检定过程。而采取荧光型的偏振式免疫方法的操作原理基本是利用分析样品内所含的铅离子与超量的螯合剂之间产生的溶液态反应,依托免疫型复式结构化合物之间存在的竞争状态,求取多型克隆抑制体当中的个异性,最终利用荧光型偏振分析仪展开测验过程,将获取的数据结论对照于基准型性能曲线,即可求得二价铅离子浓度的具体测定数值[3]。这种测试方法运用的便捷性能已经被大量研究结果所证明,譬如有某些的研究过程选取由螯合物反应制得的多型克隆抑制体在荧光类偏振测试仪当中检验出了139个土壤型样品结构中的二价铅离子成分含量,荧光型偏振法的免疫功能同火焰型原子吸取光谱方法以及电感型耦合体等离子化合物所测定出的和其结果密切相关的运算系数选值各自为0.96及0.93,由此可知其检定的领域范围极广,而且其重合反应比率很低,在真正实现可在室内圆满检测的过程中,尚可进行室外部的检定过程,并且可获得理想的测定结果。
3超分子Pb2+生物化学传感检测技术
在超分子化学技术不断发展的推动作用下,用于检测Pb2+的多种检测技术已被研发生成。此方式检测技术主要是通过超分子生物化学传感仪来实现,原理是在离子诱导的作用下使超分子荧光信号产生相应的变化[4]。已有研究采用在PVC膜上固定乙醇介质的荧光传感器用来检测Pb2+,优势特点表现为具有着极强的敏感性与选择性,反应快速而及时;另外还有研究采用一种新型荧光肽金属离子传感器形成新的螯合物,该传感器的特点是含有酰胺与色氨酸,在与金属离子作用后,用于检测,能够通过荧光的响应来识别。
总而言之,随着相关技术的不断发展,目前此领域技术亦在进行着不断深入的研究,应用也越来越广泛。加之现代社会对生态环境和谐的要求越来越高,因此铅离子的检测也将朝向高精度、高效率、低成本方向发展。
作者:吴凯 陈浩 单位:邵阳学院生物与化学工程系
引用:
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福建医科大学附属龙岩第一医院药剂科,福建龙岩 364000
[摘要] 蛇莓属系蔷薇科植物,为民间常用草药,其果实可食,种子含油,全株供药用,有消肿化淤,收敛止血,清热,解毒等功效。蛇莓属植物主要下属4种,研究报道多为蛇莓Duchesnea indica (Andr.) Focke和皱果蛇莓Duchesnea chrysantha (Zollinger & Moritzi) Miquel,从蛇莓中分离得到的三萜及黄酮类化合物是本属植物征次生代谢产物,其中乌苏酸类衍生物含量尤为突出。其化学成分具有广泛的生物活性,包括抗肿瘤、抗菌、中枢神经抑制等,研究得最为广泛的则是其抗肿瘤生物活性,对其体内体外抗肿瘤活性以及相关作用机制均有报道。本文综述了国内外蛇莓属植物中分离鉴定得到的代表性单体化合物及其生物活性方面的研究进展。
[
关键词 ] 蛇莓属;化学成分;生物活性;抗肿瘤
[中图分类号] R629
[文献标识码] A
[文章编号] 1672-5654(2014)07(c)-0194-03
蛇莓属系蔷薇科植物,主要有4种,分别为蛇莓,蛇莓(原变种),邹果蛇莓,小叶蛇莓,分布于亚洲南部、欧洲及北美洲,我国产2种[1]。蛇莓为民间的常用草药,别名有鸡冠果、野杨梅(《救荒本草》)、三匹风(《草木便方》)、龙吐珠等。其果实可食,种子含油,全株供药用,其性甘苦,寒。它的药用功效主要有清热,凉血,消肿,解毒等,且用途广泛,多用于治疗咳嗽,咽喉肿痛,热病,惊痫,蛇虫咬伤,汤火伤等疾病。国内外对蛇莓属植物的研究报道多针对蛇莓Duchesnea indica (Andr.) Focke及皱果蛇莓Duchesnea chrysantha (Zollinger & Moritzi) Miquel这两种。近年来因为蛇莓的广谱抗肿瘤作用,而受到医药学者的广泛关注。国内学者对蛇莓属植物的天然产物化学及其药理活性研究大多集中在蛇莓Duchesnea indica (Andr.) Focke这一种,而其它种类研究的报道比较少。本文对近年来从蛇莓属植物中分离得到的代表性活性天然成分及其生物活性方面的研究进展进行综述。
1蛇莓属植物的天然产物化学研究
对于其化学成分的研究,国内外学者多采用浸渍法或者回流法获得蛇莓植物的乙醇提取浸膏,然后采用溶剂萃取、硅胶柱色谱、聚酰胺柱色谱、大孔树脂柱色谱、ODS柱色谱、Sephadex LH-20凝胶柱色谱以及高效液相分离等手段,从萃取层中分离得到化合物单体,再利用一维核磁(1H NMR, 13C NMR和DEPT谱),二维核磁(HSQC, HMBC, 1H-1H COSY, NOSEY等),质谱,单晶衍射等方法鉴定其化学结构。其中主要的天然产物结构类型有三萜类,黄酮类,甾醇类,酚酸类以及简单有机酸类等,多为中等极性的次生代谢产物。从蛇莓中分离得到的三萜及黄酮类化合物是本属植物征性次生代谢产物,其中乌苏酸类衍生物成分含量较大;而从蛇莓中分离得到的黄酮类化合物多在其C-3位成单糖苷或者双糖苷,相关的活性研究结构发现,极性较大黄酮苷类化合物抗肿瘤活性极弱,而极性较小的三萜类成分具有一定的抗肿瘤活性。下面将分别介绍这几种类型的代表化合物。
1.1三萜以及三萜皂苷类化合物
有研究显示,从蛇莓全草中提取可得到乌苏酸(ursolic acid,化合物1,图1)和齐墩果酸(oleanolic acid,化合物2),其中齐墩果酸为首次在该属植物中获得[2]。从蛇莓全草中发现了3β-羟基-乌苏烷-12-稀-28-羧酸(3-hydroxylurs-12-en-28-oic acid),2α,3β,19α-三羟基-乌苏烷-12-烯-28-羧酸(2α,3β,19α-trihydroxylurs-12-en-oic acid),2α,3α,19α-三羟基-乌苏烷-12-烯-28-羧酸-28-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(2α,3α,19α-trihydroxylurs-12-en-28-oic acid-28-O-β-D-glucopyranoside),2α,3β,19α-三羟基-乌苏烷-12-烯-28-羧酸-28-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(2α,3β,19α-trihydroxylurs-12-en-28-O-β-D-glucopyanoside)。从蛇莓从蛇莓干燥全草中可分离鉴定得到三个五环三萜类化合物,分别为熊果酸(ursolic acid),19-羟基乌苏酸(pomolic acid),蓝化楹酸(euscaphic acid),其中19-羟基乌苏酸是首次从蛇莓属植物中得到。
1.2黄酮类化合物
许文东等从蛇莓中得到的8个黄酮苷类成分均为该属植物的属内首分,经鉴定分别为:金合欢素-7-O-α-L-鼠李糖基(1-6)-β–D-葡萄糖苷(acacetin-7-O-α-L-rhamnopyranosyl-(1-6)-β-D-glucopyranoside,化合物3),山奈素-3-O-β-D-半乳糖苷(kaempferol-3-O-β-D-galactopyranoside,化合物4),芦丁(rutin,化合物5),洋芹素-6-C-β-D-葡萄糖苷(apigenin-6-C-β-D-glucopyranoside,化合物6),异槲皮苷(isoquercitrin,化合物7),金丝桃苷(hyperin,化合物8),山奈素-3-O-α-L-鼠李糖基-(1-3)-α-L-鼠李糖基-(1-6)-β-D-半乳糖苷(kaempferol-3-O-[α-L-rhamnopyranosyl-(13)-α-L-rhamnopyranosyl-(16)-β-D-galactopyranoside],化合物9),山奈素-3-O-α-L-鼠李糖基-(1-6)-β–D-半乳糖(kaempferol-3-O-[α-L-rhamnopyranosyl-(16)-β-D-galactopyranoside],化合物10) [3]。之前从蛇莓中分离得到山奈甙(kaempferitrin),在蛇莓果中分离得到蛇莓的红色素为翠菊苷(天竺葵素-3-葡萄糖苷)。
1.3甾醇类化合物
β-谷甾醇(β-sitosterol,化合物11),(24R)-6β-羟基–24-乙基-胆甾-4-烯-3-酮((24R)-6β-hydroxy-24-ethyl-cholest-4-en-3-one,化合物12)是在蛇莓中得到的两种甾醇类物质,其中后者为首次从蛇莓属植物分得。另据报道还有胡萝卜苷(daucosterol)和甲氧脱氢胆固醇(methoxydehydracholesterol) [4]。
1.4酚酸类化合物
有研究从皱果蛇莓中分离得到短叶苏木酚羧酸(brevifolin carboxylic acid),没食子酸(gallic acid),咖啡酸甲酯(methyl caffeate),赤芍素(pedunculagin),原儿茶酸(protocatechuic acid)。并从蛇莓中分离得到3个短叶苏木酚类化合物,经鉴定分别为:短叶苏木酚酸(brevifolin carboxylic acid,化合物13),短叶苏木酚酸甲酯(methyl brevifolincarboxylate,化合物14),短叶苏木酚 (brevifolin,化合物15)。从蛇莓石油醚提取部分分离出了2个生育酚类物质: dl-α-Tocopherol,5α-Ethoxy-α- tocopherol。叶亮等从蛇莓干燥全草中分离出2个鞣花酸类物质:蛇莓甙A (ducheside A)和蛇莓甙B (ducheside B)[5]。
1.5有机酸类化合物
彭江南等报道了从蛇莓Duchesnea indica中分离得到的富马酸(fumaric acid)和富马酸单甲酯(fumaric acid monomethyl ester)等。
1.6其它类物质
除上述化合物之外,从蛇莓属植物中提取分离出的物质还有:叶绿醇(phytol),2,5- Cyclohexadiene- 1,4- dione等[6]。
2蛇莓属植物药理研究
2.1抗肿瘤作用
蛇莓在我国被作为治疗癌症的药方已有数百年历史,但其作用机制还不甚明了。最近研究成果表明蛇莓在体内和体外均具有抗癌特性,值得国内外学者更进一步地关注。蛇莓中酚类化合物被证明对卵巢癌细胞SKOV-3有明显的抑制作用,作用机制基于通过线粒体途径的细胞凋亡作用和对细胞周期S期的阻断作用[7]。另外,有研究以食管癌细胞Eca-109细胞为模型,对蛇莓进行了体外抗肿瘤作用研究,发现其水提物相当于原药材15 mg/mL时作用肿瘤细胞48 h可使其完全丧失繁殖能力,它对肿瘤细胞DNA的合成有轻度的抑制作用。有报道报道蛇莓的水提浸膏对小鼠癌细胞S180、H22、S37有显著的抑制作用,对人胃癌细胞、肝癌细胞、人食管癌细胞等均具有明显的杀伤作用,值得一提的是,当蛇莓水提物相当生药量0.4 mg/mL时对肿瘤细胞的杀伤率均为100% [8]。邹果蛇莓和灵芝提取物的混合物具有抑制癌细胞HL-60增殖,并且诱导其死亡的作用,其作为药物,可以用于防治白血病。
2.2对中枢神经系统的抑制作用
马越鸣等报道给予小鼠50g/kg蛇莓水提物灌胃以后,可对抗最大电休克发作,对戊四氮最小发作无影响,能够起到一定的镇静作用,抑制小鼠自主活动。他们的研究证明蛇莓醇提物的作用效果较水提物更为显著[9]。
2.3抗菌作用
梁薇等发现蛇莓水提浸膏对多种常见致病菌包括金黄色葡萄球菌、痢疾杆菌、肺炎球菌、甲型副伤寒杆菌、变形杆菌等均有不同程度的抑菌作用。并且对金黄色葡萄球菌和变形杆菌抑菌作用效果最强,浓度越高则抑菌力越明显[10]。
2.4兴奋子宫作用
蛇莓浸膏和注射剂(相当于原生药4 g)对大鼠、豚鼠及家兔的在体和离体子宫均有一定程度的兴奋作用[11]。
2.5降压作用
蛇莓注射剂对麻醉家兔及狗均有短暂的降压作用,并且在切断两侧迷走神经和静脉注射阿托品1mg/Kg后,此作用不被减弱。
2.6促进免疫作用
蛇莓流浸膏(每毫升相当于原生药2 g)对小鼠巨噬细胞的吞噬机能产生了显著的促进作用,提示蛇莓具有免疫促进的作用。另外,蛇莓对红细胞膜的保护作用,蛇莓流浸膏(浓度同上)在试管内不能对抗皂苷所致的溶血作用。
2.7抗氧化作用
从皱果蛇莓Duchesnea chrysantha中提取的总多糖成分在体外铜离子介导的低密度脂蛋白氧化等模型中显示出良好的抗氧化活性。
3结语和展望
蛇莓在临床上多用于癌症的治疗,以及治疗口角炎,牙根尖周炎,腮腺炎,慢性咽炎,白喉,急性乳腺炎,急性穿孔性阑尾炎,细菌性痢疾,高热,带状疱疹,蜂类蛰伤,外睑腺炎等,其临床应用相当广泛。通过文献调研我们发现,从蛇莓中分离出来的含量较大的一些代表性单体化合物的活性并不如蛇莓的混合提取物,有可能是多种成分相互作用而产生的结果,这也符合我们传统中医中药的整体辩证理念。由于蛇莓的成分复杂,不同极性部位具有不同的疗效,并且对多靶点可能有协同作用,因此对于蛇莓这一传统药用植物的整体药效评价,针对不同疗效的有效部位的质量控制,指认发挥疗效的一种或多种单体化合物并作为其指标性成分,和其在生物体内代谢以及药代动力学研究应该是今后值得关注的方向。其次,国内外学者普遍认为蛇莓具有广谱的抗肿瘤活性,而现今的研究对其作用的靶点不甚明了,对于其抗肿瘤机制的发掘亦是值得深入探讨的的课题。另外,蛇莓属植物广泛分布于我国辽宁以南地区,该属植物适应性强,常常形成大片强势群落,由此可见蛇莓属植物作为药物极高的开发价值。现今的研究热点在于蛇莓中抗肿瘤活性先导化合物的发现和开发,及其活性物质作用机制以及有效作用部位的探索,我们相信在不久的将来这些问题得以系统地研究和完善后,蛇莓属类植物药一定会得到更为有效地开发和利用。
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