遗传学在育种中的应用精选(九篇)

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第1篇：遗传学在育种中的应用范文

关健词：湘西传统美育资源；语文教学；应用；意义

中图分类号：G633.3文献标识码：A

文章编号：1673-2111（2009）02-052-02

作者：欧艳君，吉首大学师范学院中文系副教授；湖南，吉首，416000/欧朝军，长沙市职业技术学院讲师；湖南，长沙，410008

具有浓郁的湘西民族风情的音乐、舞蹈、美术、工艺、歌谣、建筑、服饰、饮食、自然风光、民风民俗等构成了湘西传统美育资源。湘西传统美育资源是指湘西地域过去历史上形成延续并积递下来的，而且对现实及未来都有潜在影响的自然的社会生活的和艺术美的，一切对形成受教育者正确的审美观，培养其感受美、鉴赏美、表现美和创造美能力有用的物质和非物质因素。[1]这些资源被广泛运用到旅游、文化、教育等各行各业，解决部分青年就业问题，丰富了人们的精神生活，也为语文（指湘西民族地区小教大专班语文教学，后同）教学带来了独特的审美情感。

一、湘西传统美育资源在语文教学中应用的背景

（一）湘西传统美育资源在语文教学中应用顺应了普通高中《语文课程标准》要求。《普通高中语文课程标准》指出：语文教学应积极开发和利用本地文化资源，引导学生联系生活实际和社会现象考察文化问题。进行分析和解释，提出自己的见解，通过口头、文字、图表、图片等多种形式展示考察成果。[2]湘西传统美衣资源分为湘西传统物质文化美育资源和传统非物质文化美育资源。[3]是应用于语文教学中珍贵的本地文化瑰宝。

（二）湘西传统美育资源在语文教学中的应用顺应了新世纪培养小学教师的要求。小教大专班学生毕业后承担县、乡、村农村小学教师工作，如何使他们成为合格的小学教师。许云昭在五年制专科层次小学教师培养教科书《语文》序中指导出：按“全科型”模式培养这批学生，即使他们成为“适应基础教育改革、发展和全面实施素质教育的需要，能够承担小学各门课程的教学任务，基本具备从事小学教育、教研和管理的能力，具有一定的专业发展潜力，德、智、体、美等全面发展的专科学历”的小学教师。[4]湘西传统美育资源在语文教学中的应用可以培养小教大专学生专业综合素质。

（三）湘西传统美育资源在语文教学中应用顺应了湘西小教大专班教学要求。将湘西传统美育资源渗透在小教大专语文教学中既能树立学生创新意识和研究能力，又可以使学生成为有知识、有素养的与湘西州农村教育及新课标相适应的合格小学教师。

二、湘西传统美育资源在语文教学中的应用

湘西民族地区学生熟悉本土的风土民情，他们热爱自己的民族，关注本民族的兴盛、发展。语文教学中将湘西传统美育资源渗透在语文教学中，体现语文的工具性和人文性特点。具体围绕湘西歌谣这一传统美育资源展开：

（一）结合表达与交流的教学要求收集整理湘西歌谣。

湘西歌谣在湘西一代流传甚广，他们祖祖辈辈形成以歌会友、以歌联姻的习俗。每逢节庆日，人们从四面八方聚集在一起赛歌。歌谣内容有生产劳动歌、仪式歌、情歌、生活歌、历史人物传说歌、儿歌、杂歌等，反映湘西人民勤劳，善良、勇敢为追求幸福生活努力拼搏的精神。教师可以广泛发动学生到家乡去找歌师；到图书馆去借阅相关资料；到网上去查找相关内容；采用走访、座谈等方式收集整理湘西歌谣。通过学生的积极行动，把能够反映湘西的人文、风情、民俗等内容的歌谣展式出来。例如：

烟子烟，莫烟我，

我是天上梅花朵。

猪夹柴，狗烧火，

猫儿洗脸笑死我。

学生在收集、整理、走访、座谈的过程中相互传递信息、分享信息，增强了他们的自信心，锻炼了他们与社会交往、口语交际的能力。

（二）结合自主、合作、探究的学习方式挖掘分析特点。

课堂中要求学生从湘西歌谣的思想情感、艺术特色、表现形式三个方面学习领悟。如将收集整理的近百首歌谣，以四人为一组进行分析讨论。学生积极性很高，经过他们讨论、交流、归纳、总结出湘西歌谣的思想情感：歌谣内容集中反映湘西人民追求幸福生活的顽强、坚韧、乐观、向上的精神。湘西歌谣艺术特色呈现出如下特点：常运用比喻、起兴、拟人、夸张等修辞格增加歌谣的生动性和形象性。湘西歌谣的表现形式：句式一般以四句七字为一节，自然分段，通常一、三句或二、四句押韵，读起来琅琅上口。学生们在挖掘分析的过程中，总结出可以采用四句七字的形式创作歌谣，称作四句七字歌。通过自主、合作探究学习学生体会到思考问题、分析问题、讨论问题的乐趣。

（三）结合课堂阅读，通过写作训练应用歌谣。

《普通高中语文课程标准》指出：语文课应进一步提高学生的语文素养，使学生具有较强的语文应用能力和一定的语文审美能力、探究能力，形成良好的思想道德素质和科学文化素质，为终身学习和有个性的发展奠定基础。[5]湘西传统美育资源在语文教材中有诗歌和小说的篇目。老师可以首先介绍这些诗歌、小说的思想情感、文章线索、写作背景、故事主人公等让学生理解文章的思想感情、表现手法、艺术特色、审美特点。然后在课堂内让学生即兴创作一些能再现课文里的人、事、物的内容。例如学习沈从文先生的《边城》这篇课文，首先介绍这篇小说节选自沈从文的长篇小说《边城》，让学生了解文章体裁是小说，全文以翠翠的爱情悲剧为线索展开故事情节，呈现出如世外桃园般美丽湘西世界――边城的环境美、人性美、语言美、。最后学生即兴创作四句七字歌，再现沈从文先生笔下美丽湘西世界。课堂上学生略作思考后纷纷发言，朗读他们的作品，赢得阵阵掌声，并被湘西电视台播放。他们的作品精彩纷呈，例如：

酉水河上一孤舟，

河流清澈水悠悠。

风和日丽碧波上，

鱼儿聚会浅水游。

凤凰吉首秀为美，

保靖花垣雄为美，

古丈龙山险为美，

山美水美人更美。

学生的创作激情被点燃，课堂时间有限，他们自己利用课外时间继续创作，交来300多首自创歌谣。通过这种方式可以培养学生的语文审美能力，探究能力写作能力。

三、湘西传统美育资源在语文教学中应用的意义

（一）有利于提高学生的语文审美能力。湘西歌谣呈现自然美、人性美、语言美等美的因素，具有地域性，民族性、历史性、愉悦性等美的特点。学生在语文课中在收集整理分析运用歌谣的过程中能产生悦耳悦目、悦心悦志的作用，帮助学生提高审美鉴赏能力。

（二）有利于养成学生良好的语文素养。语文素养是指：情感态度，字、词、句、篇的积累，语感思维品质，学习方法和习惯，识写、阅读、写作和口语交际的能力，文化品位、审美情趣知识视野、思想观念等。[6]湘西歌谣的收集、阅读、运用可以是学生语文课外学习实践活动的滋养，让他们学会关注周围的人、事、物，从课堂内到课堂外，又由课堂外回到课堂内，养成良好的语文素养。有的学生这样写道：语文就像妈妈，教我如何长大。语文就像我们的眼睛，没有它，我们就是一位盲人，其它所有的知识，我们都不能看见，道出了他们学习语文的真实感受。

（三）有利于塑造学生的崇高精神品格。湘西歌谣以反映湘西人民勤劳、勇敢、追求幸福生活的拼搏精神为主要内容，学生通过收集整理阅读鉴赏歌谣渗透于语文学习中，深化学生热爱祖国语文的感情，体会中华文化的博大精深，陶冶性情，追求高尚情趣，提高道德修养，培养他们爱国、爱家乡的情怀。

（四）有利于形成开放而有活力的语文课堂。在语文课堂中运用歌谣，可以把以往老师教学生被动学、满堂灌的课堂氛围改变为师生共同探讨学习问题，在不同内容和方法的相互交叉、渗透和整合中开阔视野，教者神采飞扬，学者情绪高涨。

（五）有利于体现学生个性。歌谣的创作既可以是集体创作的结晶，也可以是个人独立思考的结果。他们呈现出来的作品内容丰富多彩，各具特色，从中体现学生个性，他们的创作潜能得到挖掘，学生学习主动性提高，语文应用能力加强。

（六）有利于构建学生主体。学生在课堂上运用歌谣，实际上就是一个创作过程，这个过程可以四人为一组自主交流，讨论完成，也可以独立创作完成，这个过程构建了学生主体，提高了学生探究能力。

湘西传统美育资源在语文教学中的应用既可以让学生了解本民族丰富的传统文化美育资源，形成正确的审美观，养成良好的语文素养，又可以培养学生爱国、爱家乡的情怀。

参考文献：

[1][3]张卫民,黄文伟,吴文生.湘西传统美育资源构成及开发价值.中国教育学刊.2008(12)

[2][5]中华人民共和国教育部.普通高中语文课程标准（实验）.人民教育出版社

第2篇：遗传学在育种中的应用范文

[关键词] 多元化教学模式；医学遗传学；实验教学

[中图分类号] R394.4 [文献标识码] B [文章编号]1673-9701（2011） 22-150-02

The Exploration and Application of Diversified Teaching Mode in Experimental Teaching of Medical Genetics

LIU Dan ZHENG Lihong

Department of Genetic，Qiqihar Medical College，Qiqihar 161006，China

[Abstract] Objective To explore the teaching effect and feasibility of the application of diversified teaching mode in experimental teaching of medical genetics. Methods Undergraduates from 22 classes of grade 2008 and 2009 were selected and divided into experiment group and control group. In the control group， lecture-style method was adopted， while in the experiment group， diversified teaching method was adopted. Results Results show that in the experiment of chromosome specimens preparation， success rate of the experiment group is obviously higher than that of the control group； also， testing results show that sub-groups with grade B or better grades are obviously more in the experiment group than in the control group （P＜0.01）； the questionnaire results show that， rates of all the items which have been improved significantly is between 67.3% ~ 86.7%， except the accuracy rate of diagnosing chromosomal disorder， which is under 50%. Conclusion The application of diversified teaching mode has a positive significance to strengthen the monitoring of experimental course， to improve the teaching quality of medical genetics and the overall quality of students.

[Key words] Diversified teaching mode； Medical genetics； Experiment teaching

随着人们生活环境的日益恶化，染色体病和出生缺陷等遗传性疾病的发病率也在稳步提高，所以对于一名医学生来说，掌握医学遗传学知识和相关实验室检测技术至关重要。因此，我们在医学遗传学实验教学中，进行多元化教学模式的改革，根据具体实验内容应用分步式教学法、PBL和病例讨论等方法组合应用于实验课程的讲授，取得了良好的效果。

1 研究对象

研究对象选择我院2008级和2009级本科各专业学生，班级共22个；设立实验组226组，对照组198组，每组3～4人，约1300人。

2 实施方案

2.1 授课过程

实验组和对照组均由同一名教师授课，授课学时相同。对照组采用传统讲授式教学法；实验组的授课过程如下：①设计问题：根据教学大纲要求，由浅入深设计问题，并注意各问题之间的关联性，学生通过课后自学或查阅资料获得问题的答案及提出一些待解决的问题。②选取病例：病例的选取可以是实际病例的遗传咨询，也可以把历史病例拿到课堂上来，注意选取病例既要反映授课内容又具有启发性和针对性。③采用分步式教学法讲授实验内容：合理分配好实验中的时间，做到既要使实验顺利进行，又可以节省一部分时间以增加学生观察与分析。④病例讨论：第一次实验课授课结束时，教师将讨论记录和病例发给学生，对讨论内容和病例涉及到的知识点进行简要说明，给学生1～2周的时间，在第三次实验课时，在讨论前要求每组学生上交讨论稿，并选派一名同学做结论说明，让学生提出一些不懂的问题，当堂解答，讨论时以学生为主体，教师主要起启发、引导和总结的作用。

2.2 效果评价

2.2.1 实验结果 对每组操作实验所得的最终结果进行记录，以染色体照片作为结果，学生只可采用本组的照片，没出结果的小组不需要提供照片，要求结果真实。

2.2.2 考核成绩 对每组的讨论稿是否全面进行综合评价，90%～100%为优秀、80%～90%为良好、70%～80%为中、60%～70%为及格、＜60%为不及格。

2.2.3 调查问卷 课程结束后，对所有实验组学生进行问卷调查，收集多元化教学模式对学生有何实际帮助的反馈意见。

3 结果

实验组只有2组没出结果，制备染色体的成功率为99.12%；对照组有18组没出结果，成功率为90.91%。

3.1 两组学生的考核成绩

见表1。

3.2 实验组学生对多元化教学模式的反馈

见表2。

4 讨论

首先，从学生制备染色体的成功率来看，实验组为99.12%，明显高于对照组的90.91%，说明多元化教学模式对于学生掌握染色体制备技术是比较有效的；其次，从考核成绩来看，两组的成绩分布有显著性差异（P＜0.01），我们设计的问题有易有难，更偏重于疾病之间的关联性，有很大的知识延续性，对于大部分学生来说能够获得良好的成绩是非常不错的，提示多元化教学模式能加深学生对知识的理解。再次，从调查问卷的结果来看，除了显著提高诊断染色体病的准确率的比率低于50%外，其余项目显著提高的比率为67.3%～86.7%，说明大多数学生认为多元化教学模式能活跃课堂气氛、增加学生的学习兴趣、提高实验操作能力、提高提出和解决问题的能力、提高团队合作精神及自主的学习能力，并有助于培养实验研究思维方式。同时，这种教学模式并不适用于所有学生，多元化教学模式的实施是否顺利需要学生具备一定的自学能力和积极性，少数学生基础较差，自制力不强，反而对此产生负面情绪，因此我们会在今后的教学中注意因材施教，启发诱导学生成为教学主体，根据学生实际情况灵活掌握教学方法的应用。综上所述，我们认为多元化教学模式应用于遗传学实验教学有很高的实践价值，值得推广。

[参考文献]

[1] 宋敏，黄钢，王燕，等.复合式PBL教学在医学遗传学中的应用初探[J].中国高等医学教育，2008，（11）：85-87.

[2] 王燕，章波，许雪青，等.病例讨论法在医学遗传学教学中的应用[J].现代教育技术，2007，17（9）：31-34.

第3篇：遗传学在育种中的应用范文

[关键词]微卫星；群体遗传学；道地药材；遗传成因；栽培起源；产地鉴别

[收稿日期]2013-07-01

[基金项目]国家自然科学基金面上项目（81274027）；国家自然科学基金重点项目（81130070）；中国中医科学院中药研究所基本科研业务费自主选题项目（2011ZDXK-01）；北京市共建项目专项

[通信作者]袁庆军，Tel：（010）64014411-2956，E-mail： 中药的道地性是自古延用至今评价中药材质量的一项独特标准，道地药材就是指在特定自然条件、生态环境的地域内所产的药材，且生产较为集中，栽培技术、采收加工也都有一定的讲究，以致较同种药材在其他地区所产者品质佳、疗效好、为世所公认而久负盛名者称之[1]。黄璐琦等指出道地药材的生物学本质是同种异地，即同一物种因其具有一定的空间结构，能在不同的地点上形成大大小小的群体单元，如果其中某一群体单元产生质优效佳的药材，即为道地药材[2]。这个同一物种在不同地点上形成的群体单元，在生物学上称为居群。因此，道地药材在生物学上就是指某一物种的特定居群，是在特定时间和空间里生长的自然或人为的同种个体群，居群水平的遗传分化是道地药材形成的遗传基础，遗传分化越明显，道地药材与同种其他居群药材的差异越明显[3]，由此他对道地药材的形成机制提出了“道地性越明显，其基因特化越明显”的模式假说[4]。

目前关于道地药材遗传基础的研究多停留在遗传多样性的基本分析和描述，难以揭示道地药材遗传分化和遗传成因的深层次问题，如①道地药材居群是如何进化形成的，与非道地药材居群的遗传分化程度有多大？这种遗传分化与道地性的形成是否相关？②道地栽培居群是否起源于道地野生居群，它们的种质是否存在差异？这种差异是否产生种质混杂而引起远交衰退最终影响药材的道地性？③道地药材是否可能实现产地的分子鉴别（种内鉴别）？如何筛选道地药材的分子地理标识？这些问题的解决必须深入了解道地居群形成的进化历史，掌握影响道地居群遗传分化的现代因素（如基因流、自然选择或人工选择等）和历史性事件（如片断化、快速扩展和拓殖现象等），这些属于群体遗传学范畴，需要将群体遗传学的理论和方法引入道地药材的研究。

群体遗传学（population genetics）又称种群遗传学，是根据遗传学原理，采用数学、统计或其他方法研究生物居群的遗传结构及其演化规律的一门学科，即研究种内进化（微进化microevolution）的科学。种内进化促成了等位基因在居群水平的空间分布和不断改变，从而引起居群间的遗传分化。20世纪90年代以来，随着PCR技术的广泛应用，RAPD，RFLP，AFLP等指纹技术[5]为群体遗传学的研究提供了有效手段，而微卫星与这些指纹技术相比又具有突出的优势。由于微卫星具有高度多态性、在基因组中含量丰富且分布均匀等优点，这一技术很快便发展为一种分子标记，成为群体遗传学研究的有力工具，本文旨在介绍微卫星群体遗传学基本理论和研究方法的基础上，将其引入道地药材的研究，为赋予道地药材现代科学内涵提供新的研究手段。

1微卫星的概念、分布及优点

1.1微卫星的概念及在真核生物基因组中的分布

微卫星（microsatellites），又称简单序列重复（simple sequence repeats，SSR），是指以少数几个核苷酸（一般为1～6个）为重复单位组成的简单的串联重复序列，由于重复的次数不同以及重复的程度不一致而造成这些序列的多态性[6]。微卫星上不同长度的等位基因按简单的孟德尔方式遗传。

微卫星序列普遍存在于大多数真核生物的核基因组中。据估计，人类基因组中每6 kb就存在一个微卫星位点[7]。在不同分类群的物种之间以及同一分类群的不同物种之间微卫星的平均密度差异很大，例如，植物基因组中的微卫星约比动物基因组中的少5倍[8]，而鸟类约比人类少6～7倍[9]，目前尚无法解释这种现象[10]。微卫星的重复单位以1～2个核苷酸为主，也有一些微卫星的重复单位为3个核苷酸，极少数为4个或4个以上核苷酸[8]。在以双核苷酸为重复单位的微卫星中，人和动物 （CA）n含量最高[7]，植物中（尤其是作物中）以 （GA）n和 （AC）n为主[11]。

1.2微卫星作为遗传标记的优点

用微卫星作为遗传标记与其他DNA分子标记（如RAPD，RFLP，AFLP，小卫星DNA等）相比具有以下优点：①作为一种高度多态性的分子标记，微卫星DNA具有丰度高、共显性标记、选择中性的特点；②微卫星采用单位点DNA指纹技术，检测容易，重复性较好；③微卫星DNA扩大了取样范围，减轻了取样工作的困难和对研究对象的影响；④微卫星DNA的出现为群体遗传学家提供了空前丰富的遗传信息资料，同时也促进了相应的统计分析方法的发展[12]，包括最大似然性法（maximum likelihood）、凝聚法（coalescent methods）和bayesian法（bayesian methods）。

2微卫星在群体遗传学研究中的应用

2.1居群遗传多样性和遗传结构分析

居群的遗传多样性是长期进化的产物，也是种质资源创新和品种改良的物质基础。一个居群遗传多样性越高或遗传变异越丰富， 对环境变化的适应能力就越强， 越容易扩展其分布范围和开拓新的环境。物种的遗传多样性往往与物种本身的特性相关，如生活史的长短、系统和繁殖方式、地理分布及遗传变异水平高低等[13-15]。遗传结构是指基因或基因型在空间和时间上的非随机分布，居群的遗传结构包括居群内的遗传变异和居群间的遗传分化。对遗传结构及其影响因子的研究是探讨生物适应意义、物种形成过程及其进化机制的基础，也是保护生物学的核心之一。一个物种的遗传结构是长期进化的产物，许多物种独特的遗传结构反映了进化历史上的一些特殊事件[16-17]。生物多样性保护的关键之一是保护物种，更具体地说就是保护物种的遗传多样性或进化潜力，制定有效的保护策略和措施必须建立在对遗传结构充分了解的基础上。微卫星是进行居群遗传多样性和遗传结构研究的有效分子标记，目前已对草本植物[18-19]、花卉[20]、树木[21-24]等进行了研究，而对药用植物，特别是道地药材遗传多样性和遗传结构的深入研究还很缺乏。

2.2基因流分析

基因流是指生物个体从其发生地分散出去而导致不同居群之间基因交流的过程。植物的基因流主要靠花粉和种子的传播来完成[25-29]，基因流的大小直接影响着居群间遗传物质是否均质化以及遗传分化的程度，因此基因流是决定居群遗传结构的重要因素[30]，通过基因流可以了解居群过去的进化历史、掌握居群现在的遗传结构并预测居群将来的演化趋势，由此作出保护和可持续利用的有效策略。基因流的传统测定方法是通过收集器或染色跟踪花粉和种子的运动，但这些方法常常低估居群的基因流，而且也无法计算有效基因流的大小[31]。基因流可以通过亲本分析来测定[32]，采用亲本分析方法确定种子或幼苗的双亲之后，可以根据双亲之间的距离精确地测定花粉的传播距离，幼苗与母本间的距离（雌雄异株）或种子与双亲之间的平均距离（雌雄同株）即为种子散布距离。当花粉或种子从一个居群扩散到另一个居群，就形成居群间基因流，这种基因流是阻止居群遗传分化的重要进化因子。在后代的亲本分析中，有些后代的亲本不能由居群内的个体形成，根据这些后代的比率可以估算出居群间基因流与居群内基因流的相对强度。微卫星高度的多态性、共显性等特点，在亲本分析中具有突出的优势，目前利用微卫星对基因流进行的研究有很多[33-34]，但对药用植物基因流的研究基本没有，特别是药用植物在栽培过程中人为引起基因流改变而影响其进化潜能的研究还属空白，这直接关系到中药资源是否能可持续利用。

2.3进化显著单元ESU的划分

进化显著单元（evolutionarily significant unit，简称ESU）是地理上离散的、历史上被隔离的居群组，因而具有独特的进化潜力。定义ESU的遗传标准包括由遗传距离反映的等位基因频率的显著分化和基于某些基因的系统分化程度。定义ESU的主要目的是要确保进化的产物被认识并受到保护和有效利用，使不同ESU固有的进化潜能得以保持[35]，最终真正达到保护物种和可持续利用的目的。1986年，Ryder首次提出了进化显著单元的概念，用作保持生物遗传完整性和进化潜能的一种可操作方法，对地理上有显著变异的居群组进行分别管理[36]。然而，正如物种的概念一样，ESU在定义它的组成和界定它所要求的变异类型也还存在争议[35]。Moritz（1994）定义ESU为历史上被隔离的且独立进化的居群组[35]，这些居群组在动物中线粒体DNA（mtDNA）或植物叶绿体DNA（cpDNA）等位基因表现为交互单系，并在核等位基因上有显著分化。根据这一定义，在获取具有正确拓朴结构系统树的基础上可确定ESU。对于有显著遗传分化、同时在线粒体或叶绿体基因组和核基因组上都是单系的居群，应属独立的ESU。而对于与其他居群遗传分歧度并非很高、在线粒体或叶绿体基因组上又是单系的居群，如果其核等位基因的频率与其他居群有显著的差异，也应视为一个ESU；相反，如果其核等位基因的频率与其他居群没有显著的差异，则不能视为一个独立的ESU[37]。微卫星作为一种多态性很高的核基因分子标记，在界定显著遗传结构和定义进化显著单元具有其他分子标记不可替代的优势。进化显著单元ESU的研究目前主要集中在动物的保护遗传学研究[38]，在植物中也开始借鉴动物的研究方法进行一些进化显著单元的划分[39]，而在道地药材的保护、分子鉴定和可持续利用的研究中尚未深入到进化显著单元的划分。

3微卫星在道地药材群体遗传学研究中的应用展望

3.1微卫星在道地药材群体遗传学研究中的应用

近年来微卫星群体遗传学被生物科学界所重视，对于道地药材的研究主要集中在遗传结构和遗传多样性方面。如Chen等利用微卫星群体遗传学对唐古特大黄进行了遗传多样性和遗传结构分析，阐明了其濒危机制[40]；肖冬长等利用研究了铁皮石的遗传结构，揭示了品种间的亲缘关系[41]；郭银萍等研究了22份薏苡种质的遗传多样性，反映了供试材料的亲缘关系，从而为薏苡种质改良提供理论依据[42]；闫伯前等研究发现华中五味子具有较高的遗传多样性水平和较丰富的等位基因，可作为人工种植时优先选用的种质资源[43]。陈子易等应用微卫星标记实现了人参与西洋参的种间鉴别[44]。这些研究初步揭示了微卫星群体遗传学在道地药材研究中的优势，但前人的研究仅仅停留在遗传多样性和遗传结构方面，未能从根本解释道地药材的遗传变异和形成机制等问题，亟待在理论和方法上有所突破。

3.2微卫星在道地药材群体遗传学研究中的展望

3.2.1道地药材的遗传成因研究生物的表型是由遗传因素和环境因共同决定的，然而对于同一性状中的控制可能只是其中某一因素占主导作用引起的，比如欧洲人的平均身高要高于亚洲人是由遗传决定的，而中国北方人高于南方人的平均身高是由环境引起的。那么，道地药材的优质性究竟是由遗传因素还是环境因素所决定呢？这一直是道地药材研究争论的焦点。黄璐琦等提出了道地性形成的“边缘效应” [4]，他认为物种分布区边缘的极端环境有利于次生代谢产物的积累，因而物种分布区的边缘往往成为道地产区。其他的一些研究也表明次生代谢产物（如黄酮）含量的差异取决于药材的地理来源[45]。同时黄璐琦等又提出了“道地性越明显，其遗传分化越明显”的模式假说[4]，认为道地药材的生物学本质是同一物种特定居群与其他居群由于地理上的隔离而发生遗传分化的结果。这些争论一直没有直接的科学证据，使道地药材的生产和质量控制缺乏明确的标准。

在植物居群中，影响居群遗传变异地理分布的重要因素是基因流或溯祖关系[46]。植物的基因流是靠种子和花粉的传播来完成的，不同植物由于种子和花粉传播方式不同而各自具有独特的基因流模式，其顺畅与否，直接影响居群间的分化程度及遗传物质是否均质化[47-49]。溯祖关系是建立谱系分选（lineage sorting）现象的学说[50]，即祖先居群原始的基因型多态性由于遗传漂变逐渐消失，最终居群内仅存单一基因型而形成单系群，不同的单系群在相互隔离的情况下基因会因突变的积累而逐渐发生遗传分化。因此，现代基因流和谱系分选历史决定了一个物种居群的遗传结构，不同的遗传结构决定了居群表型（包括化学表型）的地理变异程度，从而在药材上反映出道地性的明显程度。因此，应用微卫星群体遗传学对居群遗传结构的研究，对道地居群与非道地居群间的遗传分化程度能够作出定量判断，结合化学表型地理变异进行相关性分析，能有效揭示遗传因素对道地性的影响程度，如果道地居群与非道地居群存在显著的隔离分化，那么道地性很可能是由遗传的因素所引起；反之则可能是由环境的因素所决定。

3.2.2道地药材的栽培起源研究药用植物的栽培是满足人们目前和将来对药用植物需求、缓解野生药用植物资源压力的有效途径，同时某些栽培方式，如传统小规模的就地引种，能够很好地保存植物的遗传多样性[51-52]。然而，栽培对药用植物资源的保护作用要从多方面来理解[53]，通过栽培而进行大规模的药用植物生产，对药用植物资源的保护也可能带来负面影响[54]，例如，奠基者效应和为了高产优质而进行的人工选择可能导致栽培药用植物狭窄的遗传背景，出现类似农作物驯化过程中出现的遗传瓶颈现象[55]。同时，在现代条件下的药用植物栽培，由于高度发达的交通和药材贸易市场，使得不同产地之间药用植物种子的交流变得更加容易，种子从原产地流入其他环境可能导致栽培药用植物远交衰退[56]，衰退的基因流可能从栽培居群流入附近的野生居群，从而引起野生居群对本地环境适应性的下降[57]。

栽培起源研究能够有效揭示栽培驯化过程中居群动态和遗传结构发生改变的过程，是当今国际上群体遗传学研究的热点之一。栽培植物和它们的野生祖先常常形成野生-栽培复合体并构成植物繁演的重要遗传资源[58-62]。伴随着农业上将植物从野生变为适合栽培和人类利用的引种驯化过程的开始，围绕着野生-栽培复合体的基础理论研究[60]（作为一种植物进化的模式）和应用研究也开始兴起，例如，确定驯化植物的地理起源或评价作物进化的居群动态可以为合理利用和管理遗传资源提供科学指导[61]。其中对野生和驯化两种形式下表型分化的遗传潜力研究尤为受到关注[62]，近来开始探测栽培的野生植物对附近自然居群的基因流[63]。所有这些研究是彼此相关的，例如，对居群进化历史的研究是分析人工选择作用[64]或基因流模式的前提[65]。目前栽培起源的研究多集中在对主要农作物的研究，如水稻、玉米、大豆等[66-68]，而药用植物的栽培起源研究基本上没有涉及，将微卫星群体遗传学引入道地药材的栽培起源研究，能有效揭示道地栽培居群是否起源于道地野生居群，并进一步比较它们的品质差异，最终阐明道地药材的栽培是否只有道地野生居群就地引种才能保持道地性、道地野生居群在非道地产区或非道地野生居群在道地产区异地引种对道地性的影响程度有多大、异地引种栽培居群的基因流对本地原生野生居群的种质可能产生的影响等科学问题，这些问题的解决必将把道地药材的栽培起源研究引向深入，充分掌握处于引种驯化初期的道地药材在人类干预下遗传演变的规律，为道地药材遗传资源的管理和合理利用及品种选育提供科学指导，避免在作物驯化过程中已经发生的不利于人类利用和植物进化的过程重演，有效地进行科学引种。

3.2.3道地药材的产地鉴别产地鉴别是指对不同产地的同一药材进行鉴别，道地药材具有特定的地域，寻找反映道地药材地域特征的鉴定评价标准一直是道地药材研究的关注点，然而道地药材的产地鉴别一直是药材鉴别的一大难题：一方面不同产地药材形态和组织差异很小，传统的经验鉴别和显微鉴别无能为力；另一方面不同产地药材的有效成分差异难以达到质的差别，同时受生长年限和取样时间等的影响，也很难勾画出同种药材不同产地的化学特征。那么，DNA分子鉴别能否解决这一难题呢？关于道地药材的DNA分子鉴定，肖小河等指出“目前DNA分子遗传标记技术在道地药材鉴定中受到2个方面的局限：一是来自技术本身的，如目标基因的真实性与DNA同源性，DNA分子标记结果的重现性和稳定性；二是来自研究对象的，不是所有的道地药材形成都会留下DNA差异‘烙印’，同时这种DNA差异也不见得与道地性的形成有直接或内在的相关”[69]。近来迅速发展的DNA条形码技术很好地解决了第一方面的局限，而无法解决第二方面的局限，其主要集中在物种水平的分类和鉴定，在药材鉴定方面的应用只能作真伪品的鉴别，其所依据的理论是分子系统学（phylogeny），所选用的DN段相对保守，实验也证明DNA条形码对当归这类药材的产地鉴别是无效的[70]。

道地药材的产地鉴别实质上是生物种下居群水平的遗传分化问题，所依据的理论是分子谱系地理学（phylogeography）和群体遗传学，所选用的DN段相对于用于物种水平鉴别的DNA条形码具有更快的进化速率。目前很多研究表明，叶绿体基因间序列在许多植物类群中已经显示了充分的变异，可用于植物分子谱系地理分析和进化显著单元的确定[71-72]，在药用植物的道地居群和非道地居群间也存在显著分化，具有道地居群特有的单倍型可用于产地鉴别[70， 73]。叶绿体分子谱系地理分析反映了居群间种子流的大小和母系遗传DNA的分化程度，而控制化学表型的功能基因存在于核基因中，其分化程度与道地性的相关性更大。核基因在居群间通过花粉流传递，为双亲遗传。然而由于功能基因多存在高度保守、多拷贝、杂合等特点，直接利用功能基因进行群体遗传学分析难度较大，没有可操作性。微卫星特有的优势全面反映了核基因组的遗传信息，用于群体遗传学分析能有效阐明居群间花粉流的大小、核基因的分化程度、基因型纯合或杂合程度等，从而揭示核基因的居群遗传结构。只有同时考虑叶绿体DNA和核基因的居群遗传结构，才能正确划分进化显著单元，由此判断道地居群和非道地居群是否存在隔离分化或基因流，也即道地药材的形成是否留下了DNA差异的‘烙印’，最终阐明道地药材能否实现产地鉴别。对于没有DNA差异‘烙印’的道地药材不能实现产地鉴别；对于存在DNA差异‘烙印’的道地药材，根据分子谱系地理学和微卫星群体遗传学分析的结果建立道地药材的分子地理标识，从而实现道地药材的产地鉴别。

4结语

目前道地药材形成规律的研究已取得阶段性成果，但在道地药材形成的演化规律以及人工驯化过程人为影响道地药材进化潜能等方面的研究需要进行种内进化（微进化）的深入研究，将微卫星群体遗传学引入道地药材研究，突破了道地药材遗传成因研究长期在理论和方法上的局限以及药材分子鉴别停留在真伪鉴别（种间鉴别）的瓶颈，有效填补道地药材栽培起源研究的空白，为揭示道地药材的遗传成因、实现道地药材栽培科学的引种和产地鉴别（种内鉴别）提供新的理论和方法。

虽然微卫星是研究道地药材非常理想的遗传标记，但在实际的应用中仍有不足之处，除了一些已知大量序列信息的研究对象以外（如人类，常规的实验动物和一些农作物），对于一个序列信息完全未知的新种，必须首先建立基因文库并筛选微卫星位点，实验工作繁琐且耗时费力。微卫星位于非编码区的概率比编码区高，因此在某些情况下不能反应出功能基因组范围内的遗传水平。总之，随着实验技术的改进，统计分析方法和检验手段的日趋完善，微卫星群体遗传学将在道地药材研究中发挥更大的作用，在具体科研中应该针对需要解决的问题，选择合适的分子标记和分析方法，才能更好的解释道地药材的本质。

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第4篇：遗传学在育种中的应用范文

关键词 家畜育种学 课程建设 教学方法

中图分类号：G642文献标识码：A

加强本科生的课程建设，提高教学质量是本科院校的重要任务之一。 家畜育种学是动物科学专业本科生的一门主干必修课程，在动物科学专业的课程体系中起着承前启后的作用，对构建动物科学专业知识体系起着重要作用。家畜育种学是研究改良家畜遗传素质，提高生产性能水平，培育新品种和品系，通过杂交利用杂种优势，高效优质地生产量多质优的畜产品的理论、技术和方法的一门科学。然而，由于课程内容比较抽象、枯燥，内容较难，如果加上所用教材举例少，计算比较多等会导致学生的学习兴趣不高，教学效果不理想。此外该课程需要学生具有较好的数量遗传学、统计学、计算机、线性代数等课程的较好基础，而且要求学生能够及时了解生物技术新知识、新技术。鉴于这些问题的存在，教学现实给家畜育种课程提出了尖锐的难题，即如何提高家畜育种学课程的教学效果，使家畜育种课程的抽象内容变得简单化、形象化，达到知识性、趣味性和实用性共享。本文作者通过对该门课程的学习与教学实践，对本科生家畜育种课程教学提出一些自己的看法与建议，希望能有益于今后该门课程的教学。

1 家畜育种学前期课程

1.1 家畜育种学前期课程

动物遗传学、生物统计学、线性代数、概率统计、计算机技术、生物技术、信息技术、系统工程技术等均是家畜育种学课程的前期必修课程。任课教师在课程间隙，应与学生探讨如何将与统计学、数量遗传学、动物遗传学、分子生物学中与家畜育种相关的知识加以复习和灵活运用，从而找到解决家畜育种各类问题的方法。由于数量遗传学的诞生本身就是多学科交叉渗透的结果，在此主要介绍数量遗传学和生物技术在家畜育种课程中的重要作用。

1.2 数量遗传学及其发展

数量遗传学是遗传学原理与统计学方法相结合研究群体数量性状遗传与变异规律的一门遗传学分支学科，迄今为止的动物育种方法基本上是以数量遗传学为理论依据的“数量遗传学方法”，即根据数量遗传学的原理和方法，对畜禽进行适当的选种选配，以提高育种群体的优良基因频率，降低不良基因频率。近几十年畜禽生产水平的提高，很大程度上应归功于遗传参数和育种值估计准确性的提高。在数量遗传学后来的发展过程中，它又不断地与计算机技术、分子生物学及其他生物技术相结合，从而使其得到了较快的发展。可以预见，在相当长时期内数量遗传学还将是动物育种的主导方法。因此，要想学好家畜育种学，必须具有良好的数量遗传学基础知识。

1.3 生物技术

动物育种有关的现代生物技术包括胚胎工程技术、动物克隆技术、转基因动物技术和DNA 标记辅助技术等。加上胚胎工程( 育种) 技术和动物克隆技术，则构成动物分子育种的基本技术框架。生物技术育种作为一种新的育种技术或方法，在家畜育种中已经显示出了广阔的应用前景，相关的理论体系已经建成，为此要及时学习掌握相关技术与方法。

2 教材

2.1 要有正确的指导思想

教材是育种学课程建设的重要内容。教材内容要紧密结合我国国情，适合我国畜禽实际生产情况，学生通过学习后能够在生产上用得上。而且内容要编得通俗易懂，学生即使通过自学也能够弄懂。浅显易懂的教材不代表知识不新颖，如果把教材词句编写的晦涩或一个长句子里有大量难以理解的专业术语，将会对学生的理解造成很大的障碍。而且教材中要多举例，简单易懂的例子有助于很好的理解。另外在编写教材是还要注重实用和对学生能力的培养。有了这样的一本好教材将可以起到事半功倍的作用。

2.2 及时结合该领域的新成果、新技术、新方法

即课程内容要结合一个“新”字，也将本学科新的研究成果如重要经济性状的分子生物学检测方法、标记辅助选择、最新动物保种理论及时地补充进去。使学生能及时了解本学科的发展趋势与动态。教学内容的改革不仅促使学生在课堂上认真听讲，而且能推动学生在课余时间利用互联网搜索家畜育种中应用的新技术和新成果，理论和实践的有机结合提高了学习兴趣。因此， 在家畜育种课程建设上亦应该不断地更新，不断地增添新内容。以使家畜育种课程内容跟上当前国内外家畜育种科学进展水平。可将所在学校学科在家畜育种中所取的成果等内容由重要学术带头人领衔主讲或串讲，介绍给学生，通过案例介绍给学生，对激发学生专业兴趣、了解学科前沿动态，增加专业积淀具有重要意义。

2.3 实验内容的安排

选择一本好的实验实习指导书对学好家畜育种学课程也很重要。学生除了要学习了解和掌握育种学的先进理论和先进技术外，还需具有比较熟练的操怍技术与技能。可将育种学中需要操作或需要大量计算的内容安排到实验内容里面，结合生物技术的发展要增多操作内容，加大操作技术比例，使学生真正达到理论与实践的结合。欲达到此目的须在课程中增加实践内容，让学生多看、多练、多干，方能将理论知识转水为基本技能。此外对于理论课时少的学校，可重点将计算量大的内容放入到实验内容里面，这样可利用充足的实验课时引入了计算的具体实例，让学生们积极参与计算的分析和探讨中从而提高教学的效率。

3 教学方法

3.1 实例教学法

我们每个人在理解原理和复杂的理论时都有犯难的时候，有时候反复地推导和重复地学习也难以理解，这个时候一个恰当的例子会让我们有“柳暗花明又一村”的惊喜。家畜育种课程中理论性强、计算多、原理多，单从公式的推导、语句描述来说理解起来有一定的难度，像类似这样的课程，举例会起到事半功倍的效果。

3.2 发挥学生的主体作用

我们的教学实践告诉我们，开展启发式、参与式、研究式教学可充分发挥学生的主体作用，大大地提高教学效果。

实施启发式教学，要求教师应成为教学活动的设计者和学生学习的引导者，通过教学活动的科学设计，使学生由被动的知识接受者转变为主动思考者，以学生为主体，将课堂主动权交给学生，真正发挥学生在学习中的主体作用。比如在种、品种概念的讲解中，畜禽品种保存方法方面我们都可以设置多样的问题让学生开动脑筋，真正地通过思考来得到答案。

教学与科研相结合是把科学研究当作教育的结合点，鼓励本科生尽早参与科研活动与生产实践，充分发挥他们丰富的想象力和创造力，开发他们的科研潜力。因此，利用学校的科研条件和资源，使学生在学习家畜育种学课程的同时参与科研工作，这样既培养了学生的科研能力，提高了学生的科研兴趣，也加深了对本课程内容的理解，使学生们对家畜育种生产产生浓厚的兴趣。

互动教学可活跃课内外学习气氛，增强学生学习的主动性，提高学生查询资料、组织资料等各方面的能力。在家畜育种学的教学实践中，可选择部分专业杂志报道较多的章节内容，如家畜遗传资源多样性、分子生物技术在家畜育种中的应用等等内容让学生查资料和备课，并让学生通过PPT的形式走上讲台讲解。通过这种方式不仅提高了学生学习的积极性与主动性，而且还培养了胆量、查阅资料及语言表达能力，为今后的工作奠定了基础。

3.3 教学手段的多样化

由于现代多媒体教学具有信息量大、快捷、高效、生动等优点，好的课程课件还具有图文并茂、提纲携领、引导思维的特点，尤其对于家畜品种、品系的了解更为直观，多媒体教学目前已成为师生共同认同的现代教学手段。但家畜育种学这门课程中有大量的计算，比如选择指数的制定、育种值估计、近交系数计算等重要理论学习中涉及大量复杂的计算公式，因此，对于这部分内容的讲解要充分利用黑板、粉笔为计算和讲解提供的方便，将多媒体教学与传统黑板粉笔有机结合起来，二者相辅相成可提高教学的效果。

除了多媒体教学和板书结合之外，对于复杂的计算过程可通过结合计算机软件来解决，大量复杂的计算有时候容易让学生厌倦并使其走入一个误区，一些数学基础不好的学生更会失去学习的兴趣。比如个体遗传评定――BLUP 法的计算在实际中的应用也是借助计算机来完成的，在课堂上要涉及许多矩阵运算，费时费力，如果课时再少的话，不借助计算机则很难讲解。我们完全可以在教学过程中将种猪育种数据处理系统（GBS）搬上课堂，能够很好地解决课堂讲授的难题，学生在掌握了这一软件的应用时对于今后的生产实践也很重要。

要上好《家畜育种学》这门课程，除了以上提到的几点之外，还需要在教学内容、师资队伍、教学条件建设等方面进行不断地改革与探索，教师团队成员要不断提高自身的理论实践水平，建立起系统全面、反映学科前沿的家畜育种学教学新体系，从而为国家培养更多动物育种方面的人才。

参考文献

[1] 韩瑞丽,盛建华,陈宏.生物技术育种在家畜育种教学中的探讨[J].中国牛业科学, 2010.36(4):63-64.

[2] 刘榜,朱猛进,赵书红,等.家畜育种学课程改革互动教学模式研究[J].高等农业教育,2003.8(8):62-63.

[3] 刘胜军,贾永全,曲永利.《家畜育种学》的教学改革与实践现代农业科学[J].现代农业科学,2009(9):239-240.

[4] 廖和荣.对家畜育种学教学中互动教学的探讨[J].石河子大学学报(哲学社会科学版),2006.S1: 13-14.

[5] 鲁绍雄,连林生.《动物育种学》课程建设与改革[J].云南农业大学学报(社会科学版),2009.6:47-50.

第5篇：遗传学在育种中的应用范文

《园林遗传育种学》是园林专业的一门重要专业基础课，是研究园林植物品种种选育原理和方法的科学。它的任务是根据园林植物的遗传变异的规律，研究园林植物的种质资源的选择和利用，选育出花卉的新品种并进行良种繁育。当然它的基础是遗传学，遗传学是研究生物遗传、变异规律及其原理与应用的一门科学。《园林遗传育种》是一门实用性很强的课程，是园林植物在园林应用中的基础和创新的依据，是理论和实践的结合。学生只有具备《园林遗传育种》的基本理论和基本原理，了解本学科及相关学科的现状和发展趋向，掌握选育种的基本方法和技能，才能从事好园林植物的生产育种经营及科研管理工作。本实验教改通过进一步优化完善实验教学内容、改进实验教学方法和规范教学管理等手段，开展《园林遗传育种学》实验教学体系的改革与建设，通过实验教学进一步增强理论教学效果，全面提高学生的能力素质。那么，如何开发、培养、提高学生的动手、动脑能力呢？

二、传统教学模式下的园林遗传育种实验教学之弊端

首先，学生对学习“园林遗传育种”课程的重要性认识不够，认为该课程偏向植物方面，与规划设计类课程相比，从事规划设计方面的就业前景较好，仍处于次要地位，使得学生的学习积极性和主动性较差。其次，本专业的部分学生的招生生源属于文科性质；最后，这门课安排在大四的第一个学期，由于气候的原因使得实验材料在取材方面有难度。

传统的园林遗传育种实验从实验性质来讲绝大多数为验证性实验（如，有丝分裂、多倍体化学诱变、花粉活力测定等）。即教师介绍实验目的、实验原理、实验材料、实验方法和步骤，然后学生用实验材料按照实验方法步骤的描述验证学过的理论知识。这样做的结果是大大限制了学生自主学习的积极性和主动性，使得学生“照猫画虎”，敷衍了事，不去分析实验的原理，不去探讨实验中存在的问题，限制了学生创造性思维的发展。还有在上实验课之前老师已经提前配置好实验所需药品，准备好实验材料并做了预实验，这样学生省去了配制药品、选择取材的环节，使其对药品的配制方法、使用时的注意事项及实验原理并不关注，甚至全部实验结束后，仍有学生还未掌握制片的技术，不知道花粉活力测定中TTC是如何配制的，不清楚所观察的分裂象是属于哪个时期的。其结果就是实验仅仅加深了学生对理论课中一些客观事实的印象，并不能很好地理解和把握遗传与育种的关系，不能更好地掌握营养系杂交育种、诱变育种的原理、方法及特点等，也就更难学以致用，将所学知识运用于解决目前农业生产中的实际问题。

三、改革与探索

实践证明，传统教学模式下的实验教学存在弊端，难以调动学生的积极性，实验教学的重要作用也难以实现。因此，进行实验教学改革是很有必要的。

1.实验课程内容改革

传统教学模式下的实验教学作为理论教学的补充，其课时数仅占《园林遗传育种学》总课时数的1/3，即课时数为54学时，其实验课时为18。由于实验课时数有限，一些本应该设置为综合性的实验也只能开设为基础验证实验。因此，要加大实验比例，增加实验课时数。进行教改后，大幅增加实验课比重，几乎占到总课时数的一半。如若能把实验课改为一门单独的课程即实验课不及格，则意味着本课程没有学分，学生对实验课就会更加重视。

2.实验形式改革

（1）实验材料的准备。传统实验教学中，实验所用各种仪器及材料、药品往往由实验老师预先准备，实验时教师先讲解实验内容、注意事项及实验现象、结果等，学生对于材料、药品一般不去深究。例如，目前大多数遗传学实验材料（或实验指导书）中有关有丝分裂的实验材料是蚕豆、洋葱和小麦等。这对农学专业学生是比较合适的，但对园林专业学生未必适宜。为此，我们选用水仙根尖分生组织作为实验材料进行尝试，并对某些实验步骤进行技术修改，效果较好[1—2]。水仙（2n=3x=24）是石蒜科多年生球根花卉、栽培技术相对较为容易的室内盆花。让学生参与根尖的培养—固定—解离—染色—装片—观察整个过程，使学生拿着自己培育好的水仙根尖材料，特别有成就感。学生普遍对所用药品（尤其是改良品红的配置），实验反应原理不明确，而让学生参与实验准备，学生就会有意识地去预习实验，从而对实验原理、注意事项分析注意。（2）实验结果的分析。传统实验内容确定、材料统一，实验结果也大同小异，学生按照课本中的图按猫画虎地画出来，按部就班。实验改革后，学生根据显微镜下看到的各个时期的图像能够辨别绘图，且对自己所制作的片子进行自主的分析、探讨，同时教师则可根据实验情况，给学生提供必要指导。

3.考核方法改革

在提倡建设应用型本科院校的主题下，学生的实践动手能力显得尤为重要。实验教学改革后实验考核包括平时考核和期末考核两部分，平时考核的内容包括实验预习、实验操作、实验态度及纪律、实验报告等环节，各环节考核分数比例为：预习报告10%、实验操作40%、纪律卫生10%、实验报告40%，这部分成绩占该实验课总成绩的60%；期末考试（包括实验操作、技能、实验理论等）占该实验课总成绩的40%。其中，实验操作部分占实验总成绩的20%，操作合格方可参加实验理论考试；实验理论考核部分成绩占实验总成绩的20%。教师通过加强对学生实验过程的指导和监控，培养学生有条不紊、科学的实验精神，考核学生科学、严谨的实验态度和操作技能，客观、公正地评定其实验成绩；实验报告重点考核学生归纳、综合、正确地处理数据和分析实验结果的能力；期末实验考核主要侧重常规实验操作技术和技能考核。这种考核评价标准综合考查了学生在学习该课程全过程中的表现，较客观地反映了学生对该课程的理论知识、基本技能的掌握程度和运用能力[3]。

参考文献：

[1]沈克全，程经有，徐甸编著.遗传学实验自学指导[M].北京：中央广播电视大学出版社，1990.

[2]季道藩.遗传学实验[M].北京：农业出版社，1992.

第6篇：遗传学在育种中的应用范文

均有着很重要的作用[1]。教育部于上个世纪90年代提出"高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划"以及《关于进_步加强高等学校本科教学工作的若干意见》，各高校都开展了_系列卓有成效的探索，对提高《遗传学》乃至整个生命科学的教学质量起到了巨大的推动作用，很多工作已在相关全国教学会议上交流，或在有关期刊/论文集中正式发表。由于遗传学是生物科学领域中发展最快的学科之一，新技术、新方法不断涌现，研究范畴不断拓宽，研究内容不断深化，遗传学知识的积累量越来越大，迫切需要有一个好的教学体系对《遗传学》教学过程加以规范和提高。我们把优质教学体系的改革思路贯穿在整个《遗传学》教学过程之中，坚持"以学生为主体、以教师为主导"的方针，以培养"宽基础、厚知识、强能力、高素质"的优秀人才为目标，改进学生学习方式，培养学生分析问题、解决问题的能力及综合素质。因此，构建优质教学体系，在整体上提高了国家精品课《遗传学》的授课质量和教学效果，促进精品教育的发展，同时也提高了《遗传学》教学平台的质量和教学资源的校内外无障碍共享，取得了明显的课程教学改革效果。

1优质教学体系的建设

1.1教学内容的优化

《遗传学》课程建设和教学内容设置要遵循现代教育理念，以培养高素质、复合型、富有创新精神和实践能力的专门人才为宗旨，从应试教育向开放教育发展。在保持学科自身完整性与系统性的基础上，始终把培养学生的遗传分析能力放在首位,使学生更好地掌握遗传学的基本规律、基本理论、基本概念和基本研究方法；在细胞、个体、群体和分子等不同层面上对遗传学有较为完整和深入的认识，更深、更广、更准确地掌握遗传学知识，为遗传学与人类健康、遗传学在动、植物育种等领域中的应用打下坚实基础，同时为后续课程的学习和从事相关工作奠定基础。为此，要高质量地修订《遗传学》课程的教学大纲，使之能充分反映和体现出本学科最新发展趋势。在内容安排上，以遗传物质的本质、传递、变异以及遗传信息的表达与调控为主线，从遗传物质的细胞学基础到分子基础、从遗传信息的载体到传递、从质量性状到数量性状、从基因突变到染色体结构变异、从性状表现到基因的表达和调控、从细胞核遗传到细胞质遗传、从个体遗传到群体遗传，知识传授由浅入深、由表及里、以简带繁、以点带面，这样能在有限的教学时间内让学生系统性地领略遗传学的全貌并融会贯通，用学到的知识灵活地解释_些与遗传学有关的生物学现象。教师在备课时将遗传学学科发展过程中形成的新知识、新案例及时补充到课堂和实验内容之中,结合实物、图片、录像等进行多媒体教学，使《遗传学》课堂教学保持_种新鲜的活力，充满知识性、趣味性和吸引力。每章布置一些精选的习题，有助于提高学生分析问题和解决问题的能力。

1.2教学方法与教学手段的改革

有效的教学手段和合理的教学方法，可以明显提高《遗传学》课程的教学效果。授课时采用启发式、探究式、开放式、讨论式、案例式等多种交互式对话的教学方法与多媒体教学手段结合，把上课、实验、讨论、考核等不同方面有机地结合起来,能最大程度地启发学生的主观能动性，在掌握基本理论知识的同时，全面提高学生分析和解决遗传学问题的能力及综合素质，培养学生自主学习和创新的能力。如在讲述遗传学三大定律时，考虑到学生在高中阶段对这部分内容已有所掌握，授课时不再直述有关定律的基本内容和实验方法，而是讲解孟德尔和摩尔根是如何采用合适的研究方法进行试验,最终获得正确的结论；授课过程中还可随时提出一些相关的问题让学生思考或回答，提高解决曰常生活中一些具体遗传学问题的能力。这样既可以让学生听得有趣，还可促使学生更好地掌握有关概念、达到融会贯通的效果。又如在进行遗传学实验时,可以设计一些合适的实验方法，引导学生通过一系列的置疑、判断、比较、选择，以及相应的分析、综合、概括等多样化的过程，由发散到收敛、求异到求同，通过实验最终得到合理的结果。通过这一求异和求同的过程，有利于学生更深入地理解所获得的知识和结论，而且也可激发学生的求知欲、培养他们创新思维的习惯和能力。在教学过程中，逐步加强双语教学，也能促进学生更好地适应遗传学学科的高速发展，了解和掌握国内外遗传学发展的现状和趋势。学期结束时的"教学情况反馈问卷"和课后征询意见制度的实施，可以多方收集学生对课程的教学意见，保持教学双向信息反馈通道的畅通。在现代教育技术应用与教学改革中，CAI教学课件制作的好坏会明显影响《遗传学》课程的教学效果[16,17]。我们在1998年自制《遗传学》教学课件基 础上，进一步编制出以文字、图片、动画(视频)、实体照片等多种媒体组成的完整教学课件[18]，方便学生有针对性地掌握遗传学知识。课件分为课堂版和网络版两种形式，可同时满足教师授课和学生自学的不同需求，同时也给教师留下了不断加工完善和改进的空间，能够适应个性化的教学。

1.3实验教学的创新

遗传学是_门实验性很强的学科。随着遗传学的迅速发展，《遗传学》的实验教学起着越来越重要的作用，影响着课程整体水平的提高[19,20]。在实验过程中，将启发性、探究性的教学方法贯彻到各个环节，使每个实验都具有背景知识的讲解和说明、过程的设计和实施、结果的总结和提高、理论的考核和评价等过程，将实验课转变成全方位培养学生创新意识和创新能力的小平台。在实验课新体系中有目的地增加国内外遗传学科的最新进展，增加设计性、应用性、综合性实验项目，适当增加实验难度，提高学生操作技能和从事实验的积极性。目前综合性实验已达到总实验量的56%，比10年前大大增加(表1)。对于一些验证性实验，也尽力将其设计成具有_定探究性的设计性实验，如"植物细胞的减数分裂"实验属于带有传统意义的验证性实验，实验时由学生利用不同的材料进行分组对比实验，最终经讨论和比较分析得出正确的答案，这样通过教学方法的改变使原来纯梓验证性实验得到了_定的改变。又如"植物染色体核型分析"实验时约有1小时材料处理的等待时间，利用这_间隙插入"人类Y染色体的进化"等学生感兴趣的实验小讲座，其内容综合了近年来在Science、Nature等杂志上发表的有关Y染色体的研究进展，讲解Y染色体的过去、现在和将来，引起了学生较大的兴趣。在实验过程中，还可依托学科优势，建立了科研与教学的共建平台，充分利用科研实验室的先进仪器设备为《遗传学》实验教学服务，可使许多实验项目的研究方法发生明显的改变。如"西瓜染色体加倍〃综合应用性实验，利用学院“211〃平台的细胞流线仪，在西瓜三叶期就可鉴定加倍苗，提高了实验的效率；"油菜籽品质遗传率测定"，利用科研平台的近红外品质分析仪，方法简便快速、不破坏样品，结果准确。使学生在实验中能充分体验到高科技的魅力，达到科研反晡教学之目的。在实验教学的改革中，还要重视室外先进实验基地建设以及实验室的开放工作，鼓励学生依据实验教学目的和自己的兴趣爱好，自主设计实验、自主完成实验、自主管理实验，可以使学生的创新愿望得以实践；同时积极鼓励学生利用所学到的遗传学知识参加教师的科研项目、争取国家和省级大学生创新项目、学校SRTP项目，引导和培养学生熟悉、参与、跟踪世界生命科学前沿领域的能力，进一步完善"开放性、研究型"的教学模式，最大程度地培养学生的创新意识和创新能力。

1.4教学团队的建设

师资队伍的建设有助于《遗传学》课程持续发展。教师作为课程教学中的主导，肩负着传授知识的重任，教师队伍的知识水平和操作技能直接影响着课程教学的效果。在长期的教学过程中，本课程坚持实行请好老师、用好教材、讲好课程，打造精品课程的教学思路。教学队伍中有教学名师或优秀

教师，采用团队主编的国家"十一五"规划教材和面向21世纪课程教材[21,22]以及获奖的教学课件，确保了《遗传学》国家精品课程的教学质量。在"学院主管、负责人总抓、团队骨干负责"的三级教学管理体制下，教学团队制定了具体建设规划，形成了分工明确、协调统一的建设模式。在具体实施过程中，以学术带头人为中心、骨干教师为主力军，青年教师为后备军，造就了学历、年龄、学缘、职称等结构合理、学术水平好的高质量教师队伍。多年来坚持首席主讲教师负责制、合作备课、教学会议研讨、学要求等方法取得了更好的教学效果。在实验教学中，多年来_直由具有博士学位的教师担任主讲，确保了《遗传学实验》改革向纵深发展。同时，利用学校学科门类多、课程设置齐全的特点,积极鼓励教师参与综合性实验的创建，选修具有最新遗传学知识和技能的研究生课程，到外校进修相关课程和切磋实验技能，掌握遗传学最新的实验技术，提高了任课教师的知识和教学水平，并减少了《遗传学》与其它相关课程在内容上的重复。教师间的观摩教学和传、帮、带，也促进了教师队伍的整体提高。

1.5考试内容和方法的改进

《遗传学》课程的考试内容和方法既要考核学生对遗传学基本规律、理论、概念和方法等知识的掌握程度，又要注重了解学生综合运用所学遗传学知识分析、解决问题的能力以及创新能力的水平。因此，考核命题要灵活多变，少出"死记硬背"题、多用"分析"和"理解"题，特别注重理论与实践的结合以及学生独立思考、分析遗传学问题和解决实际问题能力等方面的测试；考核方式也要多样化,如笔试、面试、课程论文结合，单项试题与综合分析试题相结合等。评价时不仅要注重答题结果，更应注重考核学生解答问题时的思维方式和能力，对创新方面成绩突出的学生予以表彰和加分。如2000年开始采用的"理论综合试题"，其内容能够综合全书的主要内容，在开课时提前将题目告诉学生,允许学生经过_学期的学习和思考后再行完成，有利于学生对遗传学知识的全面理解和综合应用能力的提高，且可给学生留有创新发挥的余地。《遗传学实验》考试则结合《实验情况记录表》，把实验预习、操作、报告、纪律等纳入考核范围；实验全部结束后还要单独进行实验原理和方法笔试，教师根据学生平时成绩和考试成绩给出最终成绩。

1.6精品教材的编写

教材建设是《遗传学》课程建设的重要方面，教材的选用与学生遗传学整体知识的构成有着密切关系[23]。我们根据教学课件内容创编了具有明显新意的"十一五"国家多媒体规划教材《遗传学》，具有传统印刷教材所没有的特点[21]，已被省内外多所院校在教学中采用。该教材编排独特、文字精炼、图文并茂，能够适应现代教育技术的教学新方法,特别是可以明显减少学生上课做笔记的时间，集中精力听老师讲解内容；并有利于学生根据课件内容学习和复习有关内容，现已被推荐申报"十二五"国家规划教材。在教学中还为学生提供30多本中英文参考资料，同时提供与遗传学有关的_些相关杂志，这些学习资料在学校图书馆可以借阅，帮助学生学习和理解遗传学基本知识。

1.7教学网站和教学共享平台的建设

根据国家精品课程的建设要求，我们在学校的支持下加大力度进行《遗传学》网站等共享平台的建设，使之具有鲜明特色、内容丰富、共享性强等特点。教学大纲、教学进度(曰历)、教材、教学参考书和教学辅助资料(如教案、习题和参考答案、实验指导、网络版和课堂教学版多媒体课件及其他教学资料)已全部上网，教师与学生对话式窗口，方便师生交流，形成了讲授、答疑、讨论、信息网络化的教学平台，具有"高开放"的特点。教学平台的建设现已实现了《遗传学》课程的校内外无障碍共享,学生随时可以点击"jpkc.zju.edu.en/k/531/"网<jpkc.zju.edu.en/k/531/%22%e7%bd%91>址进入网站学习，与教师在线交流，并可上网利用模拟试题自主测验学习效果。教学网站的建设方便了学生和教师的使用，为学生提供了一个跨越时间和空间的学习环境。同时为了方便学生学习，教学网站中收集和编辑了与《遗传学》课程有关的多种学习资源，包括参考文献、中外网络资源、中外遗传学重要期刊、遗传学名词英汉对照、名词解释、遗传学研究领域诺贝尔获奖者等。《遗传学》课程已按教育部的要求完成课堂教学全程录制和上网。

2优质教学体系的应用效果

2.1提高了《遗传学》课程的教学水平和教学质量

优质教学体系的构建促进了《遗传学》教学质量的提高。《遗传学》现已成为国家精品课程，《遗传学》教材为"国家十一五规划教材”实验教

材为"面向21世纪课程教材”,自创的教学课件也获得了全国"第六届高等农业院校多媒体课件评比_等奖"，教学团队师资质量好，课程教学从内容、方法和手段以及考核评价上形成一个科学优质教学体系，能够保证课程教学质量和水平。在整体上较好地解决了《遗传学》教学内容丰富、而教学时数有限的矛盾，也解决了多媒体课件好看、但笔记难记等问题，符合学生的学习和认知心理，在现代教育技术应用与教学改革中发挥了显著作用。教学效果的提高，促进学生更加扎实地掌握遗传学基本知识和基本技能，提高了分析问题和解决问题的能力，在参加教师科研项目的研究、争取国家和省级创新项目及学校SRTP项目中发挥了作用。

2.2教改成果和教学资源共享应用广泛，辐射作用明显。

《遗传学》课程教学体系优化中所做的_些教改工作以及《遗传学》网站和教学平台的创建，不但提高了课程的教学效果，也与其他一些高等院校《遗传学》等课程的教学实现了资源共享，在全国发挥了良好的辐射作用。全国已有40多所高等院校的教师引入我们创建的《遗传学》多媒体课件、教材和教学网站应用于教学中。一些学校的教师也经常来校观摩和旁听我们的《遗传学》课堂和实验教学，交流《遗传学》的教学经验。目前我们创建的《遗传学》网站点击数已经超过190000人次。精品课负责人在2010年全国遗传学教学会议上对《遗传学》多媒体教学课件创建、精品教材编写以及教学网站建设等支撑体系做了详细介绍，得到了与会人员的充分肯定。2011年我们举办了全国《遗传学》骨干教师高级研修班、全国大学生农学创新实验暑期培训班和浙江省首届植物染色体制片技能大赛,扩大了课程在全国的影响力。

3优质教学体系构建的进_步设想

第_，《遗传学》课程的教学内容丰富、信息量大，需进_步整合和优化《遗传学》课程的教学内容，积极探索适应现代教育技术的教学新方法，力求在原有内容的基础上能够更好地反映出遗传学学科的最新进展，以适应不断发展的新形势教学要求。

第二，继续改进教学手段和方法，进_步完善探讨式、讨论式授课方式，在课堂上尽量多留出一点时间与学生进行交流和互动；同时鼓励学生多利用功能强大的《遗传学》网站学习，提高教学效果。同时积极与省内外有关院校交流《遗传学》教学课件，实现校内外教学资源的无障碍共享，提高《遗传学》课程在全国的知名度。

第三，通过教学体系的建设，进一步完善《遗传学》教学师资队伍，在引进高水平教师的同时着重培养和提高现有青年教师的教学水平，不断提高教师的创新素质，以适应遗传学学科飞速发展的现状。

第四，推进探究性和开放性教学，创造条件开设学生自主实验，进一步培养和提高学生的创新意识和创新能力。同时要充分发挥综合性大学一流学科的强大支撑作用，做好教学与科研的结合工作，把科研中的新成果、新发现应用到综合性实验和设计性实验中去，不断更新教学内容，激发学生勇于发现和探索的潜能。

第7篇：遗传学在育种中的应用范文

关键词：遗传学 教学改革 生物教学

遗传学是生物学的重要组成部分，也是高中生物学教学中的重点和难点内容。如何编好这部分教材，深入浅出地向学生传授遗传学知识，是许多生物学教育工作者致力于探索的课题。本文拟结合近期的教学实践和对几本较新版的美国高中生物教材的初步研究，从以下几个方面谈谈对新编高中生物必修教材中遗传学部分编写的一些想法。

一、教材体系的编排

现行高中生物必修教材中，第五章讲授《遗传和变异》。首先讲述现代分子遗传学的基础知识，即基因的本质、复制和表达，然后介绍孟德尔的经典遗传学工作，即分离规律和自由组合规律，用现代遗传学理论分析这两个遗传规律的实质。有人对这种编排体系提出了不同看法，认为应该参照高等学校教材《遗传学》的编写顺序，遵循遗传学的发展史，先介绍孟德尔的经典遗传学，再讲述现代分子遗传学，这样才更符合人们的认知规律，有助于学生了解科学家研究问题的思路和方法，有利于培养学生探索性思维的能力。

中学生物教学在培养目标和课程设置等许多方面与大学教学不同。大学教育培养的是高层次的专业人才。在大学里，《遗传学》专业课常常开设一年的时间，讲授的内容非常深。而高中生物必修课是为高中生将来就业或继续深造打基础的，讲述的是最基本的生物学知识。遗传学的内容作为高中生物课的一个组成部分，所占课时数非常有限，一般只讲授十几个课时。因此，我们在考虑教材体系的编排时，要认真研究教学大纲的要求和高中学生的年龄特点，按最有利于学生有效地获取知识的方式进行教材体系的编排。ト绻教材先讲述孟德尔的工作，用孟德尔假设的“遗传因子”来解释遗传规律，那么在讲述了基因的本质之后，还得用现代遗传学的“基因”概念从分子水平再次进行解释，才能给学生一个完整的、迄今为止人们所获得的对遗传规律实质的认识。但是第二次的解释由于受课时和学生的接受能力等因素的制约，难以在问题的实质上比第一次解释得更深刻，从而不可避免地导致了知识的简单重复。现行教材在揭示遗传规律的实质时，因为已经有了现代分子遗传学的知识做基础，所以给学生介绍的是这一领域的许多科学家多年来研究成果的经验总结，为学生高效地获取前人智慧的精华创造了条件。

由此可见，新编高中生物必修教材中遗传学部分的内容编排还是应该以现行高中生物必修教材的体系为基本框架，在新颁布的高中生物教学大纲的指导下做适当的改革和调整，不宜做大的改动。

二、教材内容的选取

教材内容的选取是否适当，是影响教材质量的重要因素之一。一部高质量的教材，其教学内容必须符合党和国家的方针政策，符合教学大纲规定的各项要求，适应培养21世纪我国社会主义现代化建设的各类人才的需要。因此，我们在确定高中生物必修教材的内容时，需要考虑下面几个问题。

(一)教材内容要进一步加强思想教育，把科学性和思想性更好地统一起来

思想教育切忌空谈泛论、牵强附会和简单说教，而应渗透在具体的教材内容中，结合生物学基础知识的讲述，认真地向学生进行辩证唯物主义观点和爱国主义思想教育。例如，现行教材在讲述DNA是遗传物质的证据时，介绍了噬菌体侵染细菌的实验，这个实验有力地证明了DNA是遗传物质，但美中不足的是，它在证明染色体的另一个重要组分蛋白质不是遗传物质上，似乎显得说服力不够。如果新编教材从论证是否两个方面来说明问题，必将有助于学生辩证唯物主义世界观的形成和严谨的科学思维方法的掌握。又如，我国在遗传育种方面硕果累累，如果在教材中多介绍一些我国科研人员的工作，对培养学生的爱国主义精神是很有好处的。

(二)从21世纪对高素质人才的需要出发，认真选取传统的和现代的生物科学基础知识

生物课程是普通高中开设的一门学科类基础课程，因此，新编高中生物必修教材在精选基础知识时，应该适当充实一些有关生物科学新进展的内容。美国教材比较注意知识的更新，以遗传学部分为例，《现代生物学》中介绍了“人类遗传学”、“基因表达的调控”、“人工育种”和“基因操作”。《生物学》和《生物学研究生命的科学》中都介绍了“基因表达的调控”、“人类遗传病”和“遗传工程”，这些内容都是近些年来生物科学前沿领域取得的新成果。根据我国普通高中生物必修课设置的情况，新内容不宜增加得太多，应该精选一些与学生将来参加现代生产和进入现代生活关系最密切的知识。例如，随着生活水平的提高，人们越来越重视改善人口质量，人口质量的改善要从胚胎时期抓起，胚胎时期的遗传病诊断和治疗是贯彻我国的优生政策、提高人口素质的重要措施之一，因此，新编教材的遗传学部分应该像高中生物教学大纲的规定那样，增加“人类遗传病和优生”的内容。

第8篇：遗传学在育种中的应用范文

目前世界上。在应用高新技术的生物工程上开展了剧烈的竞争，谁先掌握到最新资源、最高技术和最优品种的成果，就有可能垄断一定的市场。在农林业方面，竞争的焦点主要集中在种子上。有科学家预言。在这场“种子战争”中。或许可以利用一种资源、一个品种而在种子战争中称雄于世；进而指出.一个基因就有可能影响到一个国家或地区的兴衰。但我国在林木种子新技术革命上，起步较晚，基础比较薄弱，应该加强这方面的研究，期望在林木种子革命中有所突破。为林业现代化作出新贡献。

1 林木种子革命的背景和意义

70年代以来，世界上提出“绿色革命”的口号，其实质是指种子革命。应该说绿色革命首先是从农业开始的。世界人口的爆炸带来粮食的紧缺，建设的需要使耕地越来越少，迫使人们必须加快研究选育和推广应用优良的农作物新品种，及其配套改革栽培管理技术。使作物单位面积的产量越来越高，以解决人类的吃饭问题。随着现代社会的发展，资源短缺以及环境恶化的矛盾日益突出，世界的生态平衡受到破坏，人类的生存受到威胁。此时，人们不仅要考虑吃饭问题，还要考虑生存及可持续发展等问题。因此“绿色革命”从农业延伸到林业等学科。

森林是地球上生态系统中最重要的因素。人们对森林的认识已从单纯索取木材转变到可持续经营的角度上来，提出分类经营思想，即把森林区分为生态林与商品林来经营。用80％～90％的林地建设生态林，采用复层林作业，其主要作用是保护生态环境；把条件较好的10％～20％的林地用于商品林建设，进行高度集约经营，主要用于向人们提供木材等林产品。例如。新西兰的商品林仅占其森林总面积的8％.但提供木材占其总产量的90％以上。其关键的技术是林木种子的革命。我们用“革命”这个字眼。是因为良种对林业生产力起着决定性作用，它的变革是根本性的，可带来翻翻的产量。是现代林业的一个核心技术。

国内外通过林木种子改良取得明显效益的事例，不胜枚举。桉树原产澳大利亚等地，引进巴西后，经过改良，采用无性系营造商品林，5年生时，树高可达25m，7～8年即可砍伐更新，每公顷蓄积量超过600m3。刚果进行的桉树育种计划取得的遗传增益为：种源选择50％-80％ ；杂交、个体选择、无性系增益100％～150％。

以上事例可以说明，林木良种化带来的效益是十分明显的。林木与农作物有所不同，树木多为异花授粉，多数处于野生或半野生状态，大部分林木是未经过改良的原始材料。它们的变异普遍，变异的性状多、幅度大，蕴藏着大量尚未利用的优良变异类型。这些优良类型一旦被选育出来，就可以显著地提高林业的生产力，加上多数林木具有容易进行基因型“克隆”的特性，一经选择，马上采用无性繁殖，大量复制，就可很快投入到林业生产实践中。

林业上选育良种与农业比较，具有更加经济长效的优点，在生产周期中只需采用一次，即能获得长久的效果。农业上一个品种不行，第二年甚至第二季就可换一个。而林木生长周期长，一粒种子播下后，十几年或几十年才能砍伐，如果选用良种，年年可获取增益。从这个意义上看，林木良种选育具有更为迫切的意义。

2 林木品种改良的途径

2.1 林木遗传改良的一般过程

林木遗传改良的形式多种多样，可以用如下图式表达其一般过程：

(1)基本群体表型选择优良类型

(2)优良类型遗传测定原种

(3)原种良种繁育品种

(4)品种区域化测定良种

可见一个新品种的培育过程经历了选择——测定——繁育——推广等过程，极为精细复杂，需要耗费大量的时间和经费。

2.2 种质资源开发利用

树木基因资源是地球人的宝贵财富，也是选育树木优良品种的物质基础。不论是常规育种，还是诱变育种乃至遗传工程研究，都离不开基因资源。实践证明，搜集的基因资源越丰富、越全面，对它们研究得越深入、越有针对性，就越能满足各种育种目标的要求，选育出人们所期望的新品种。同时，基因资源不仅用于当前的育种，而且要为将来培育更高质量的新品种服务。

据分类学家估计，全世界现有植物5O多万种，高等植物23万多种。经人类长期驯化栽培，提供人类吃、穿、用等方面的植物种类，只不过1％～2％。约有2000多种。常见栽培作物只有175种，其中16种提供了人类食物的2／3。正是这些为数不多的栽培种类，成为人类社会物质文明的重要基础。譬如树木中的三倍体山杨、直干蓝桉等都是从野生林分中发现的快速生长的优良单株。因此，从某种意义上讲，基因资源的收集和保存比创造新品种更为重要，是一项具有战略意义的工作 。

2.3 选择育种

选择育种是获得优良品种和生产群体的重要手段，在林木改良中具有极其重要的意义。选择育种可以在较短时间内，得到人们需要的基因型，经过繁育马上就可投入到生产之中。例如笔者在天然马尾松林中发现红心率达8O％以上的马尾松单株，这类马尾松1996年的价格是3000元／m3，为普通马尾松的5倍。

选择的物质基础是所研究材料的变异，材料的变异越大，变异越丰富，选择的效果越好。以往林业上多用天然变异，从野生树木中，筛选符合人们愿望的类型，通过培育为新品种。这种利用天然变异材料仍不失为林木选育新品种的有效途径。但天然变异毕竟有它的局限性，难于满足社会发展的需求。于是人们又创造了人工的变异方法，以扩大变异范围和增加选择机会，成为直接改良品种的有力手段。如19世纪已开始的树木杂交育种，通过不同种质问的有性杂交，使父本母本的基因进行交换重组，产生变异。这种方法不仅可以使杂交亲本双方的性状互补，取长补短。而且可能出现超过亲本的性状，产生原来亲本所没有表现出来的新性状。现已从种内杂交发展到种间杂交。进入2O世纪以来，人工促进遗传变异的技术得到很大的发展。7O年代以前主要用物理和化学因素来诱发植物体的遗传物质发生变异.使基因突变的频率比自然界自发突变高出100～1000倍。但这种诱变的方向和性质不易控制，选种的效率较低，因此进展不快。6O年代以来.植物的生物技术发展得很快，从器官培养到细胞培养、原生质体培养、体细胞杂交等，直到现在的细胞工程、染色体工程、基因工程，新技术、新成果不断涌现，给林业带来革命性的变化。

2.4 遗传测定

在目前树木育种工作中，处理的育种材料多数属于未经遗传鉴定的表现型。表现型是树木遗传性与环境条件相互作用的结果.所以优良的表现型并不等于它的遗传性优良。只有经过遗传测定，认定优良的经济性状受遗传控制，从属于优良的遗传性，才能作为原种，进入到更高一级的育种阶段。

2.5 林木良种繁育

良种繁育是林木良种化中重要的环节之一。当通过表型测定选育出来的品种.经过区域化试验，确定推广地区后，便要做好良种的繁育工作，直至该品种被更换了为止。良种繁育是育种工作的继续，是前承育种后接推广并不断提高种性的一个重要环节。如果繁育措施不当.使良种变为劣种，就会失去它的增产效益。良种繁育不仅是前一轮育种成果进入生产的唯一手段，而且也是下一轮育种所需要的遗传信息和基础材料获得的来源。

目前林木良种主要采用有性和无性两种形式进行繁育。营建无性系种子园是有性繁育的主要方式，它的营建技术较简单，繁殖系数较大，被广泛采用。其实质是通过选择.改良原有群体的基因的频率，提高其正向选择的遗传增益，达到改良的目的。目前种子园主要的问题是产量低，实生种子的遗传基础不一致，对高度集约的商品林来说，木材以及林产品的不一致性，给利用带来困难。在无性繁殖的情况下，无性系分株的遗传成分与其原株的完全相同，它们不仅继承了原株的加性效应，而且继承了原株的显性和上位作用效应。所以在选择差相同的情况下，能取得较大的遗传增益，因此近代国内外都趋向于无性系育种和无性系林业。

总之，林木种子从原来的见种就采、见苗就种的局面，到现在选择优良种源、优良林分、优良家系、优良无性系，建立种子园与采穗圃生产良种，已经大大地向前迈进了一步。它已发挥出明显的作用，产生了巨大的效益。从某种意义上说，已经开始了林木种子的革命。但这还不够，现代科技的发展，还要求我们加快生物技术应用的步伐，开展更深层次的林木种子新技术革命。

3 生物技术与林木种子革命

近年来生物技术发展迅速.它包括细胞工程、染色体工程和基因工程。

3.1 细胞工程

细胞工程主要包括原生质体培养、大规模的工厂化的细胞培养、组织培养和快速繁殖等技术，以生产大量的优良无性系，并可获得人类所需要的多种代谢物质，如黄连素、人参皂甙等。细胞融合，它可打破种属间的界限，在树木新品种的培育上有着巨大的潜力。目前，胚胎分化人工种子等技术的利用也日益普及。

3.1.1 林木的组织培养

树木组织和细胞培养的研究也取得了重要的进展。目前由体细胞再生出完整植株的有：欧洲桦、柠檬桉、巨桉、杨树、花旗松、长叶松、杉木、柳杉等几十种树种。林木原生质体培养及细胞杂交也进行了探索，欧洲云杉、花旗松、火炬松、短叶松、杨树、泡桐等树种已分离出原生质体，并进行了培养。日本对杨树种和泡桐的原生质体做了融合试验。

用组织培养繁殖树木，不仅和无性繁殖一样，能保持树木的优良性状，同时还具有如下特点：(1)繁殖系数大；(2)缩短良种的推广周期；(3)培养无菌苗；(4)繁殖难于用常规方法营养繁殖的树种；(5)发育阶段返青；(6)可作用保有基因资源的一种手段；(7)变异培养无性系利用啕。

3.1.2 胚胎发生及人工种子

器官与胚胎发生是培养植物细胞分化的两种主要途径。用胚状体形成植株主要特点是增殖迅速、遗传单一。在组培中获得胚状体以后用适当方法加以包裹即可制成人工种子。根据Flick和Ammirato(1983)统计，经胚胎发生途径得到完整植株的植物有91种。其中有火炬松、糖松和挪威云杉获得体细胞胚胎及小苗。我国培育成功的树木体细胞胚胎发生及小苗形成是中国科学院于1988年以华北云杉(Picea wilsomii)为试材研究成功的。人工种子研制的关键是选择适当的方式进行包被.最常见的是凝胶法包裹。随着人工种子研究的深入.将有愈来愈多的人工种皮材料被开发出来。

3.1.3 原生质体培养

自从Cocking在1960年用纤维素分解植物细胞壁首获原生质体以来，在原生质体培养和融合方面已取得突破性进展。国内外约有2O种林木获得原生质体，其中一部分已诱导成植株。

3.1.4 体细胞融合

体细胞融合试验应在诱导原生质体再生植株的基础上进行。体细胞融合方法对于树木改良特别适合.该法与常规有性杂交比较，具备以下特点：(1)能形成两个亲缘关系较远的种间杂种，克服了有性杂交的配子不亲合性；(2)能获得一些含有另一亲本非整倍体的杂种或胞质杂种；(3)能设计出一次两个以上亲本的融合；(4)能获得在遗传上呈双亲个体基因型总和的杂种；(5)能获得一些有性生殖障碍的植物种类的体细胞杂种；(6)能获得具有不同遗传变化亲本的杂种。

3.2 染色体技术

染色体技术在树木的核型、组型、带型分析的基础性研究较为深入。速生丰产树种杉木、杨树、马尾松等既有常规的细胞学研究，也有地理种源的染色体性状比较。经济林树种山茶、油茶、漆树、桑树、猕猴挑等染色体研究资料也较为深入，药用植物杜仲、银杏等有一定的研究。染色体研究在科以上的有杉科、松科、芍药科、银杏、山茶科等；地域性染色体资源研究有云南、广西、宁夏、贵州等地。这些基础性研究为保护植物种质资源，研究树种的分类、分化、系统发育提供了详实的细胞学材料。

3.3 基因工程

树木基因工程取得的进展及其作用主要有：

3.3.1 DNA分离与转导

基因工程的一个最关键技术是把目的基因转导到目标植物中去，并使其能准确地表达出来。8O年代初.人类首次从细菌中分离出来一些分解抗生素的基因，成功地转移到植物细胞中，并获得能在含抗生素的培养基上生长的植株。此后即出现了一系列转基因植株。同时转基因技术也日益成熟。目前林木转基因技术有不少成功的事例：

(1)抗虫转基因植株。1988年美国依阿华大学林学系利用从马铃薯中提取的蛋白酶抑制剂Ⅱ号(InhibitorⅡ)为目的基因，与以新霉素磷酸转移酶Ⅱ(NoemycinphosphotransteraseⅡ，即N Ⅱ)为标记基因制成嵌合基因，以根癌农杆菌 grobacteriumtumefeciens)的Ti质粒为载体，以叶盘转化再生法(Leaf disk transf~lrmation regeneration me山ed)为组培手段，用杨树杂种无性系(Popuius albaxPopulus grandidentata)为试材，经测定这种抗虫的转基因植株具有高毒性，幼虫取食后死亡率很高。

(2)抗除草剂转基因植株。1987年美国加州和威斯康星州的科学家利用杨树杂种无性系(alba.xP.grandidentata)为试材，从土壤中沙门氏细菌(Salmenella bacteria)提取抗除草剂的DNA.这种基因能控制一种特殊的酶，它能解除除草剂的作用，而对沙门氏菌安全。经培养获得除草剂转基因植株。

(3)通过基因操作控制木素的生物合成。在生产纸桨的过程中，为除去不需要的木素需要大量的能源，处理木素废液还要庞大的设备，于是就产生了培育木素含量少或易提取木素林木的想法。有人用“反意法”研究培育木素含量少的林木。另一项试验是把合成阔叶树型木素的基因导入针叶树，培育含有大量易提取木素结构的林木。

(4)抗大气污染气体的林木的培育。其重点在活性氧解毒上起重要作用的谷胱甘肽还原酶的基因上。有报告指出，把出自大肠杆菌的基因导入杂种杨，培育提高此种酶活性的转化体。在一般情况下，林木对大气污染物质也有很强的吸收和解毒能力。而此种酶活性进一步提高的转化体，作环境绿化木是大有可能的，它具有很强的耐SO：和臭氧的性质。

(5)控制林木形态的形成。对控制柳杉花形态形成的基因和变应原基因进行了分离.利用这些基因培育出能控制产生雄花和合成变应原的柳杉。有报告说：把白葶苈的控制芽分化的基因导入杂种杨，得到了花芽形成时间由通常的8年缩短到仅7个月的转化体。

(6)通过基因操作扩大林木的生育范围。一般来说，植物生长发育的场所是不能变动的，个体或种的维持是靠与光照条件、大气成分、土壤水分、土壤养分、有害物质的吸收、病原菌的感染等环境条件相应的复杂的适应机制。例如，若能对平时出现过剩的基因进行操作。这种基因是控制耐干燥、耐盐基因群的基因，那么，影响出现前转化体就有防御机制，其结果就扩大了生长范围。如果耐冻性、耐寒性、耐高温性、抗紫外线性等受到重视，那么控制林木生长范围(南限和北限、海拔高度界限等)的基因操作就会成功。

3.3.2 林木遗传图谱的构建

遗传图谱是选用合适的自然群体或通过人工技术手段构建的人工作图群体，利用各类遗传标记和定位的基因构建的遗传标记与基因的线性排列图。林木遗传图谱是对林木基因组进行系统研究的基础。由于林木生育周期长，利用形态标记来构建遗传图谱几乎不可能，所以过去几乎找不到林木遗传图谱。由于同工酶技术的发展，7O-8O年代构建了一部分树种的同工酶标记的遗传图谱。但同工酶利用的标记有限。难以构建高密度的遗传图谱。由于分子标记的开发，近年林木遗传图谱构建已成为林木遗传学研究的热点，有利于在短期内构建高密度的图谱。共显性以分子标记如RFLP、SSR、STS等适合于任何作物群体的遗传作图；而显性标记如RAPD只适合于单株针叶树构成的群体(因其来自亲本的单倍体胚乳)和DH群体。利用大量分子标记构筑高密度连锁图后，有利于今后未知基因的定位、克隆及分子标记辅助选择等。

3.3.3 目标基因定位和克隆

利用已有的遗传图谱及适当的分离群体可以将目标基因或数量性状座位(Quantitative TraitLoci。简称QTL)定位于某条染色体的某一区段或每两个遗传标记之间。这些被定位的主基因或QTL可利用位置克隆的办法被分离克隆，一些作物的有用基因如水稻白叶枯病抗性基因Xa2 ，就是这样被克隆到的。

数量遗传学作为遗传学的一个分支一直是独立发展的。但到8O年代却处于低谷。由于分子生物学的崛起，分子标记的开发，数量遗传和分子生物学的结合产生了新的边缘学科——分子数量遗传学，使得数量遗传学重新获得新生。因为利用分子标记对QTL的定位，可象一般主基因那样将QTL克隆出来加以利用。这对林木遗传育种将产生重大影响。因为许多经济性状都是由QTL控制的。

3.3.4 分子标记辅助选择育种

分子标记辅助选择(Maker Assisted Selec—tion。简称MAS)。是通过分析与目标基因紧密连锁的分子标记的基因型来判断目标基因是否存在的一种植物育种选择方法。这种方法不受其它基因效应和环境因素的影响，因此结果较可靠，而且可以进行早期选择和对隐性基因的选择，从而大大加快育种进程。提高选择效果。特别对于生育周期长的林木来说更具有重要意义。

3.3.5 物种、品种及优良无性系鉴别

不同物种、品种及单株在基因组上均存在差异，不同植株(不同无性系)之间的差异在多数情况下是难以鉴别出来的。但由于分子标记的无限性，总可以将其区分开来。因此分子标记可非常有效地用于林木育种特别是优良无性系的鉴别，还可用于物种、品种分类。利用分子标记可以检测出林木种子园外来其它花粉的污染情况，也可鉴定其生产的种子是否真由种子园亲本之间杂交产生，以检测种子的混杂性。

3.3.6 在林木基因研究上的应用

林木的生理现象还有很多是未知的，用基因结构和机能加以说明是验证科学世界的要求。例如把控制形态形成的基因导入钻天杨并出现过剩。那么就会改变叶的形态，或者节间变短或者短化。因此我们认为，这种基因有调节叶的形态、节间长短和树高的可能性。总之，基因操作可称作是解析未知的基因机能的重要技术。林木研究方面也在寻求开发组织特异的或生长阶段特异的促进剂。我们在世界上率先对与裸子植物光合作用有关的基因的促进剂结构与机能进行了解析。分析基因促进剂时。要求在促进剂范围内让信使基因连结。向基因分离了的该生物种类基因转移，通过信使基因的出现，分析促进剂的机能。

3.3.7 在林木染色体组研究上的应用

对人及实验动植物的染色体组研究正在蓬勃开展。为了推进林木的染色体组研究，用DNA限制酶断片多型分析，成功地编制了柳杉连锁图。对部分连锁群来说。利用三体生物能使其处于与特定染色体相对应的状态。该连锁图将向未来高密度连锁图发展。与11条染色体的对应及染色体上的基因配置也能得到理解，作为有关柳杉染色体组的结构与机能的基础信息将会起重要作用。

第9篇：遗传学在育种中的应用范文

在教学过程中通过学生反映，大多数同学感觉这门课程较难，要改变学生的这种认识，首先需要教师最大限度的调动和激发学生的学习兴趣，使学生能够积极主动到参与到教学中，而不是老师自己在自言自语。多数同学反映细胞分裂、染色体理论、DNA分子结构和孟德尔遗传部分内容在高中生物中已经接触过，那么在这部分内容的讲述中可以很好的让学生参与进来，形成以学生为主、老师对他们之前没有接触的新的知识进行讲解和补充，这样不仅可以使学生真切的体会教师授课的辛苦，更为关键的是可以充分调动同学们的积极性和主人公的参与意识。这种形式的教学不仅使学生对课堂知识掌握更牢固，也锻炼了学生们的课件制作、演讲等能力。在讲到体细胞遗传如克隆和基因组学如转基因部分等最新热点问题时，可以采取更为灵活的教学形式，如辩论赛、专题讨论等形式。这既打破了传统的以教师为中心，学生被动、消极的接受知识的局面，也有利于启迪学生的创新思维能力，对培养新的经济体制下的新型全面的人才也非常有利。通过各种途径让学生参与到教学活动中，在培养同学们参与意识的同时，充分调动了同学们对遗传学课程的兴趣，同时也加深了对重点和难点内容的理解。

2充分使用多媒体和网络教学手段

遗传学作为生命科学专业的一门专业基础课程，部分章节或内容相对抽象，学生不易理解，这时可借助多媒体教学把生命的微观结构或动态生命过程通过动画形式展现出来，或把课堂难以控制的演示实验通过播放录像的形式演示出来，或把某些应用性强的知识通过视频教学方法展现给学生，使学生真正理解所学知识，从而实现宏观与微观、整体与局部、动态与静态的有机结合。利用当代大学生对互联网的依赖性，可引导他们利用网络进行专业学习，将课堂教学与引导学生网络学习相结合。如在讲到某些热点问题时，可引导学生自己通过互联网查询相关信息，并把自己了解到的、体会到的给大家讲解，这样通过广泛的发挥同学们的作用，使大家都可以了解到相关的最新学术信息。互联网教学不仅提高了教学效率，丰富了学生的知识面，也使学生参与进去，培养其主人公意识，真正对该学科产生兴趣，从而愿意学、乐意学。

3引入实验教学

遗传学课程牵扯到许多的实验，如DNA是遗传物质的证明、遗传定律的证明、PCR技术、染色体核型分析等如果没有实验教学而只有理论教学的话，就会使学生相对难以理解。这门课程本身就是理论与实践相结合的学科，通过开展相关实验，不仅验证了课堂教学的理论，而且可培养学生的实验设计及用理论知识进行实验技术分析和解决问题的能力，使学生养成良好的科研习惯。纵观国内众多相关院校都开展了遗传学的实验教学，因此我们可以参考和学习他们的经验，编写和制订适合本校学生的遗传学实验指导。综上，遗传学实验课程的开设非常有必要。

4注重理论与实践的相互结合