新型生物技术精选(九篇)
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第1篇：新型生物技术范文
关键词 生物技术 创新型 创业型 人才培养
中图分类号：G424 文献标识码：A
21世纪是生物的世纪，我国目前无论是生物技术的研究及产品开发人才，存在严重不足。在用人单位求贤若渴的同时，大量生物技术毕业生却不能找到合适的岗位，校园里以传统教学方法培养出来的应试人才不能满足企业对人才的要求。随着国家高等教育改革的不断深化和当今社会发展对人才的需求，高等院校培养人才的目标和模式也面临挑战。生物技术是应用型学科，与日常生活及生产实践联系密切，因此，如何培养学生的动手能力及创新意识，要在本科培养计划中扮演重要角色，同时要提供良好的条件和各种实践平台，让学生多接触社会，了解社会，为日后的创业撒下种子。近年来，我们结合湖北省“战略产业人才培养计划”，对生物技术创新创业型人才的培养模式进行了探索与实践，并取得一定的经验，现总结如下，供相关同行参考。
1 明确的目标定位
江汉大学生命科学院生物技术自成立以来就以服务武汉，立足湖北，面向全国为己任，并围绕“武汉国家生物产业基地”的建立和发展需求，培养符合武汉及周边地区生物技术企业要求的应用型创新创业人才。近年，我院生物技术专业成功申报了“湖北省战略产业人才培养计划”，更明确了“创新型”，“创业型”作为我院生物技术人才的培养目标。
2 弹性的学分制教学
科学合理的课程体系是实现培养目标，构建学生知识结构和综合素质的前提和保障。根据国家高等教育发展的趋势和要求，经湖北省教育厅批准，学校于2011年开始实行学分制改革，我们同步参考国家对生物技术专业的培养方针，结合本学院学科发展的特点，采用弹性学分制原则，学生按要求修满学分即可申请毕业，学习年限在3～5年弹性变动。同时，对以往教学计划中的理论课程进行了优化和整合，注重引导学生根据自身情况和特点，主动设计和选择主攻方向，给学生更大的自主选择空间。在专业课中，主干课程作为专业必修课程学分占全部学分的26%；专业选修课学分占总学分的22%，并根据学院师资队伍及科研特色，将设置的专业选修课分为生物农业技术、生物技术制品两个方向的模块课程供学生自主选择，同时保证每个模块中供学生选择的课程科目学分两倍于学分要求，每门课程选课人数超过专业人数1/3即开课。
3 过硬的教学质量
教学质量是人才培养的核心环节，我们每年都会结合学科发展趋势和学院特色，全面修订教学大纲，更新和调整教学内容。其别注意课程内容整合，明确每门课程的讲授内容和范围；同时注意相关课程之间内容的衔接，授课教师间的定期备课交流，避免出现一些学科交叉知识点的重复学习；每年要求教师修改讲授内容，努力做到当年学科新知识及前沿动态在课堂教学内容上有所体现。在课堂教学方法改革中，鼓励教师进行各种形式的探索，如“研讨式”“PBL式”等各种不同形式的教学方法被广泛用于课堂教学中，改变了过去传统的“填鸭式”“满堂灌”的教学方法。在很多专业课程的学习中，改变了期末考定成绩的传统方式，小组讨论，辩论赛，口试，专业综述写作，外文翻译等不同环节被引入最后成绩评定中，并占有一定比重；同时在期末考试中尝试开卷考试，注重考查学生根据已经掌握的知识及使用参考资料，发现，分析，并解决一些专业问题，同时提出自己的想法和设计相关实验，而不是简单地考几个需要死记硬背的知识点。通过近几年的实践，学生学习热情和兴趣被充分调动，课堂气氛活跃，对所学知识的把握能力也更强，在学习过程中发现问题，分析问题，想办法解决问题也成为一种学习习惯。
4 加强实验教学
所有实验项目进行整合和更新，制打破传统割裂式教学，起用模块式实验教学，构建新的实验教学体系，把教学实验分为基础性实验、综合性实验和研究性实验。注重各门相关学科专业知识之间的交叉渗透、而且有利于学生创新思维能力的培养，促进了实验教学方法的改进、实验设备的综合利用，进而推动实验室管理体制的进一步完善。其中基础性实验160多学时，包括微生物学，生物化学，遗传学等传统生物学实验。综合性实验包括2个，共140学时：一个为80学时的生物技术大实验，涵盖了生物信息学，基因工程，分子生物学，免疫学，等理学科目的知识，内容丰富，集众多学科知识交叉融合；一个为生物工程类大实验，共60学时，集合发酵工程，微生物遗传与育种，生物技术中下游技术，化工原理，生物制品工艺学等工科类学科知识。通过这2个综合性实验，使学生学会通过利用不同学科知识和实验的融合来完成某个具体实验任务，培养其对所学知识和实验操作能力的融会贯通能力；同时，学生可以通过第一个生物技术大实验体会类似企业和科研院校进行研发工作的过程，通过工程类实验，初步了解生产和研发部门工作的区别。研究性实验是以学院教师科研方向为依托，学生根据自己研究兴趣，选择相关实验项目，在教师指导下，完成相关实验。通过基础实验，综合实验和研究性实验三种不同层次和培养目的实验项目的开设，使实验教学实现既对学生进行实验技能的全面培养，又尊重其个性特点发展的目标。
5 增加实践环节比重
开展实践教学不仅有助于学生加深对本专业知识的理解，更重要的是可以让学生理论联系实际，在实践中应用和进一步把握专业技能，同时，开阔视野，了解在校园里学到的知识如何运用于生产中，为将来胜任本职工作打下基础。我们整个实践部分环节占总学分的30%。实践环节分为必修和选修两种，必修为集中性训练，包括以下几个实习环节：（1）野外实习，学生到野外实习基地两周，学习辨认各种植物和动物及制作标本，熟练使用植物检索表和动物图鉴，初步学会撰写调查报告；（2）科研训练，以教师科研团队为依托，学生自主选择实验室和导师，课余时间分组进入实验室，以小组为单位申报科学研究项目，完成开题，实验及答辩。旨在开阔科研视野，提高科研兴趣；同时培养学生动手能力，创新性意识、分析和解决问题的能力；（3）专业实习：分校内基地和校外基地分别进行，校内实习基地安排学生进行啤酒发酵、食用菌栽培、肥肝鹅养殖、试管苗的繁育等。校外实习基地安排学生进行生产劳动、顶岗实习、岗位技能训练等。培养学生认真负责的工作作风、良好的职业道德和素质。（4）生产实习：在校外实习基地进行。生物制药方向实习要求学生进入相关企业，熟悉部分生物制品的典型工艺流程和主要设备、参与主要工序的操作过程；生物农业方向要求学生能通过实习期间的学习和实践，熟悉动植物种苗的繁育技术、参与现代化、集约化、标准化的都市农业生产。（5）毕业实习：毕业实习与毕业论文相结合，在校外、内实习基地进行。培养学生综合应用所学知识和技能独立解决实际问题的工作能力、同时也是对本科四年所学习的知识和培养能力的一种综合检验。此外对于有余力的学生还设置了课外创新创业项目实践，学生通过参加开放性实验，学生科研创新项目，学生创新创业项目，教师科研项目等方式也可以获得一定选修学分。通过这一系列实践活动，使学生逐步了解自己所学知识和技能在社会上该如何找切入点，同时也培养了他们良好的沟通协调能力和团队精神。
6 加强院企合作办学
鉴于毕业生就业基本选择武汉地区相关企业，学院教师科研项目也与相关企业保持密切的合作关系，学院与多家企业建立战略合作关系。邀请企业中的工程师和专家共同开发和承担与企业生产实际密切相关的新课程，如GMP质量管理、食品卫生检验、农作物新品种选育与种子生产等，供学生选择学习；经常邀请企业家到学院进行相关讲座和交流，从企业的角度给予学生专业导引；院企双方积极共建实习实践基地，让学生有机会到企业进行生产实践、企业科研和岗位技能训练；通过与企业的深度合作，使学生能深入了解企业文化及对人才的需求，更加明确自己的发展方向，在学校和企业提供各种学习，实践机会中快速成长，将自己培养成符合企业要求的专业技术人才。
综上所述，地方本科院校培养的生物技术人才，应该在自己办学背景的条件下，充分发挥自己的特色，在本科四年的各个教学环节中培养学生创新能力和创业意识，使培养出来的学生不仅拥有扎实的学科知识，很强的动手能力和综合素质，同时还具备一定创新能力和创业热情。
本文受湖北省教育厅教学研究项目《生物技术专业产业人才培养体系的探索与实践》（2011248）项目资助
参考文献
[1] 韩新才.高校生物技术专业应用型人才培养机制创新.武汉工程大学学报，2010.32（10）.
[2] 布日额.构建生物技术创新型人才培养模式的初步探索与实践.内蒙古民族大学学报，2010.16（5）.
[3] 段德君.创建国家生命科学与技术人才培养试验区的探索与实践.高等农业教育，2010.3.
第2篇：新型生物技术范文
关键词 亳菊；生物学特性；栽培技术；安徽利辛
中图分类号 S681.9.04+.7 文献标识码 B 文章编号 1007-5739（2014）09-0118-01
亳菊和徽菊、杭菊、滁菊并称中国四大名菊。亳菊药用具有散热、清肝、明目的功能，对流感风热、头晕、头痛等症状有较好的冶疗作用[1-2]。为了扩大亳菊种植面积、提高产量，利辛县对种植户不断加大培训力度，提高亳菊栽培技术水平，一般产优质菊在1 500～1 800 kg/hm2。
1 亳菊生物学特性
属多年生宿根性单本短日照植物，每天小于10 h的光照，有利于植株现蕾、开花。其茎直立。冬季地上部老茎枯死，翌年春季从地下根茎处再萌新芽，高可达60～100 cm，且分枝多；幼茎绿色，后木质化为灰褐色。叶绿色，有细绒毛、互生，其形状因品种不同略有区别。秋季茎顶或叶腋着生头状花絮，周缘舌状，花白色，中央管状花黄色，也有全为舌状花或管状花。花期9―11月。亳菊是喜温、喜光、喜肥中药材作物。肥沃的土壤、充足的光照是高产栽培所必需的条件，其耐寒性较强，但怕水涝、水渍，苗期和开花期干旱可导致生长受阻而造成减产。
2 栽培技术
2.1 品种选择与选地施肥
亳菊栽植要选用综合性状优良的京农生系列品种为佳。选择土壤较肥沃和有机质含量高、腐殖质、微生物丰富的疏松土壤作为亳菊种植地块。适时中耕除草，破除土壤板结。土壤质地黏性较强地块和低洼地块、盐碱地都不适宜种植亳菊，选地时忌重茬连作。施足基肥：施优质土杂肥45 t/hm2、饼肥1 500 kg/hm2、复合肥（15-15-15）450～600 kg/hm2。
2.2 水分管理
土壤适宜湿度：苗期以土壤见干见湿为主，植株长大后可适当控制浇水量，土壤相对含水量控制在70%～80%为宜，花芽分化期尽量控制水分，植株叶片不萎蔫不浇水。植株有侧芽或幼蕾期，应适当增加浇水量，防止缺水。浇水次数与浇水量视天气而定。浇水时不能漫灌，以防湿度过大导致植株萎蔫或死亡。
2.3 繁殖方法
常用繁殖方法有分株繁殖法和扦插繁殖法2种。采用分株繁殖法可在11月收摘后，选择生长健壮、无病虫危害植株带根挖出，去除其地上茎枝，重新选一块较肥沃的地块栽植，栽后施1层土杂肥或细碎作物秸秆以利保暖越冬。翌年3月下旬至4月初去掉秸秆和扒开粪土、浇水，促使幼苗生长，当幼苗长至约15 cm高时，全株挖出，细分成数株，栽植于大田，移栽行株距均为40 cm，每穴栽苗1～2株，并封土压实浇定根水再封土，一般1 hm2苗圃可产出15 hm2的生产田用苗。
采用扦插繁殖法：在4―5月或6―8月，选择茎杆粗壮、无病虫危害的新技中段作插条。剪成10～12 cm的小段，并用植物激素处理后将插条插入苗床封土浇水再封土压实，行株距控制在行距20 cm，株距6～7 cm为宜，扦插20 d发根，苗高18～20 cm时即可移栽大田。
2.4 大田移栽
分株繁殖苗于4―5月、扦插繁殖苗于5―6月移栽。选晴天的傍晚或阴天全天进行大田移栽，大田移栽行株距各40 cm挖穴，穴深5～6 cm，每穴栽1～2株，栽后封土压紧浇定根水后再封土压实[3]。
2.5 田间管理
2.5.1 中耕除草。缓苗后，不宜浇水，进行中耕松土为主。第1、2次中耕要稍深，表土干，地下湿，易使根下扎，结合控制水肥，使地上部生长缓慢，实现“蹲苗”培育壮苗，否则因生长过于茂盛伏天通风透光差而易发生病虫害，造成假旺苗不利高产栽培。第3次中锄要封根培土，防止植株倒伏，造成减产，在每次中锄时，应注意勿伤茎皮，防止病虫发生或蚂蚁加重危害，影响产量。中锄次数应视气候而定，每次大雨之后土地板结时，均要浅锄1次，保持土壤内空气畅通，生长良好，并能减轻病虫发生及危害和防止倒伏。
2.5.2 追肥。亳菊是喜肥作物，除施足基肥外，生长期内还要追肥3～4次。第1次追肥在移栽返青后，追施尿素150～225 kg/hm2促苗。第2次追肥在植株分枝时，可施尿素75 kg/hm2。第3次施肥在现蕾期，追施尿素75～90 kg/hm2。栽后每次摘心要及时浇施0.5%尿素水溶液1 500 kg/hm2。8―9月孕蕾时及早追施尿素300 kg/hm2和优质施土杂肥15 t/hm2。10月现蕾后叶面喷施0.3%磷酸二氢钾溶液，每15 d喷施1次。
2.5.3 去除顶心。当苗高25 cm时，进行第1次摘心，选晴天摘去顶心1～2 cm。以后每隔15 d摘心1次，在大暑节气后要停止，防止分枝过多，造成茎杆细弱营养不良，花头变小影响产量和质量。
2.6 主要病虫害防治
常见的病害有根腐病、霜霉病、褐斑病等，虫害有地下害虫、蚜虫、杂食性害虫。如果植株发生根腐病、霜霉病、褐斑病时，要在发病初期及时用90%杜邦克露可湿性粉剂800倍液或80%多菌灵粉剂1 500 g/hm2或80%多菌灵超微粉1 500 g/hm2防治[4]。地下害虫防冶方法是移栽前用5%毒死蜱颗粒或5%辛硫磷颗粒30 kg/hm2拌细土防治蚜虫，在蚜虫发生期用10%吡虫啉可湿性粉剂300～450 g/hm2，或25%吡蚜酮可湿性粉剂300 g/hm2对水450 kg/hm2喷雾。防治斜纹夜蛾等杂食性害虫可选用48%乐斯本或48%毒死蜱450～600 mL/hm2对水450 kg/hm2喷雾，也可选用2.5%高效氯氟氰菊酯375 mL/hm2或杜邦康宽300 g/hm2对水450 kg/hm2喷雾防治。
2.7 采收加工
一般在霜降至立冬采收，以花心散开2/3时为采收适期。采收早产量低，采收迟质量差，经济价值低。采收要在晴天进行，以利采收后及时加工，防止阴雨天造成加工困难，花朵腐烂、变色、变质。亳菊传统的加工方法如下：在盛花期，花瓣洁白时连茎杆一起收下，扎成小捆，倒挂于加工室内通风干燥处晾干，不能在阳光下曝晒，否则质差价低。到8成干时即可将花摘下，置加工房内用硫黄熏白，然后摊晒1 d至干燥装箱。亳州贡菊的加工方法也可采用以下方法：采后花朵在直烘房内烘干，以亳州优质桐树木材作燃料，烘房温度控制在40～50 ℃，将摊于芦苇席或竹席上，烘至花色洁白时从烘房内取出，置于干燥通风处凉干。
3 参考文献
[1] 顾瑶华，秦民坚.亳菊的化学成分研究[J].中草药，2007，37（12）：1784-1786.
[2] 王杰，胡惠露.安徽药菊高产无公害栽培技术研究[J].中国中药杂志，2001，26（5）：299-302.
第3篇：新型生物技术范文
关键词: 新型绿地城市; 生活污水; 处理技术
中图分类号：F291.1 文献标识码：A 文章编号：
前言
水是人类赖以生存的宝贵资源, 没有水生命就不存在。随着世界人口不断的增加和工农业生产的发展, 用水量的逐年增加。地球上水的总量不少, 但能供人类利用的水量却不多, 仅占总水量的0.009 2%。对于我国来说是属于世界上13个最贫水的国家之一, 人均占有水量仅为世界人均量的1 /4, 因此珍惜水资源, 节约用水, 充分利用各种水就显得更加重要。
城市生活污水主要指受到有机物或含磷物质污染的水体，它的水质污染指标主要是氨氮和有机物浓度。生活污水的一般处理工艺主要是基于水中的浊度和细菌的去除而提出的，有混凝、沉淀、过滤和消毒等，该处理工艺仅能有效地去除水中的悬浮物、胶体杂质和细菌，而对多数有机物的去除能力较低。所以常规处理工艺已经不能达到现有再生水指标，为此国内外对微污染水综合处理进行了深入的研究，许多新兴工艺应运而生。本文，笔者主要论述分层填料土壤毛管渗系统在城市污水处理中的应用。
一、城市生活污水的来源和主要特点
生活污水主要来自家庭、商业、机关学校、旅游服务业及其他城市公用设施。城市生活污水污染物含量主要是有机物, 如淀粉、脂肪、蛋白质、纤维素、糖类、矿物油等, 其中CODCr (化学需氧量) 、BODs (生物需氧量) 、TKN (凯氏氮) 、TN (总氮) 、TP (总磷) 也较高。生活污水经一级物理处理、二级生化处理后CODCr、BODs、TKN、NH3 - N等大幅度降低, 但TN、TP仍较高, 排入水体后易造成水体的富营养化, 使藻类大量生长繁殖, 造成赤潮和水华。藻类生物原生质的组成是C106 H263O110N16 P, 可知水中含少量的氮、磷就能促使藻类大量生长, 而当藻类代谢大量死亡时, 就使水域水体腐败发臭水质恶化。
二、污水处理的过程和方法
城市生活污水经过管道收集到污水池，然后进行过滤去除大颗粒污染物，通过曝气装置增加预处理后污水中溶解氧的含量，提高生物降解能力。
城市污水预处理。
城市污水中会含有一些大颗粒的有机物，特别是厨房污水会含有一些残羹剩饭。如果不处理直接进行土壤毛管渗滤，一方面增大了生物处理的负荷，污水的循环周期较长；另一方面在输送过程中可能会堵塞管道，造成系统的崩溃。通过过滤池将水中的大颗粒有机物过滤出来，并将其投放到发酵罐中，收集经过厌氧分解产生的清洁能源沼气，可用于发电或生活燃气。
分层填料土壤毛管渗滤系统。
土壤毛管渗滤系统（SCWISs）是一种利用土壤及其毛管的渗滤作用处理污水的系统，并通过土壤中所含的各类微生物和地表植物的根系等构成的生态系统降解水中有机污染物。该系统在国外已经大量应用，美国约有36%的农村及零星分布的家庭住宅采用了SCWISs处理生活污水；在瑞典、芬兰和挪威等国家，约有100多万散居住户采用了SCWISs处理生活污水。
生物膜脱氮除磷。
污水通过布水管进入土壤渗滤层，经过预处理后污水中剩余的污染物（有机物）浓度相对较低，减轻生物降解的负荷。污染物进入渗滤层以后，通过物理、化学作用由上而下逐级吸附到土壤颗粒或表层土壤草坪植物发达上的根系表面的生物膜上。最终在好氧条件下被分解成CO2和H2O；在厌氧条件下污染物被分解成CH4、N2、有机酸等。CO2和N2通过土壤的颗粒间空隙释放到空气中，由于污水中有机物含量比较小，整个过程中厌氧呼吸就比较微弱，产生的甲烷气体就被厌氧微生物自身所消耗了。对于一般的污水，经过渗滤层的处理和植物的吸收，污水中的硝态氮几乎可被全部去除，90%磷能够被土壤处理系统去除。
三、新型绿地的构造
土壤渗滤系统构建中常用的是英国的PPL G lobe渗滤沟技术，其渗滤沟设计比较简单，但它存在运行水力负荷过低，占地较大等问题。为此国内外开展了采用分层填料进行土地毛管渗滤系统处理污水的研究，其可增大土壤的渗透系数和运行的水力负荷，占地面积也较小。据统计PPL G lobe渗滤沟技术的水力负荷一般不超过6.60 cm/d，而强化渗滤系统可以达到10 cm/d。分层土壤毛管渗滤装置结构见图1，尺寸为长×宽×高=2 m×1 m×l m。煤渣经人工破碎筛分后，选取粒径在2~30 mm的煤渣，作为特殊土壤的填料。布水管和集水管由多组均匀排列的PVC管组成，PVC管上按照一定比例和方式打很多孔，周围用卵石包围防止堵塞管孔。在布水管的下方有一定厚度的粗砂，粗砂下面为不透水的混凝土结构，对布水系统起支撑作用。新型绿地由5部分构成。“表层”由较肥沃的耕作土壤组成，是草坪植物的生长层，其上种植绿色期长的草坪植物“马尼拉”、“翦股颖”或“早熟禾”等，实现污水绿地利用。“渗滤层”是污水净化的主要作用层，微生物在这一层上附着在填料或土壤颗粒上形成生物膜，对污水中的有害物质进行生物降解。“防护层”在不同层分界线处设置可透水的无纺布，防止上层土壤下落填入砾石层，破坏它的布水或集水功能。“防渗层”位于渗滤床周围，采用特定防渗材料像素混凝土或有机聚合材料，其作用是防止污水直接下渗，污染地下水。“集水层”位于渗滤系统的最底部，是由10 cm厚度的卵石和集水管构成，起到支撑上部体系和构建饱水层的作用
四、回收水利用
回收水，主要是指经过处理或部分处理，能够再次使用的废水，也被称为再生水。通过集水管将经过土壤毛管渗滤处理后的合格水体收集起来，用于正常的农业灌溉、工业的冷却水等，使生活污水循环利用。
随着城市化脚步的不断加快，绿地的覆盖面积也是与日俱增。在保持城市绿化面积的同时，该污水处理系统综合利用了城市绿化的土地资源，解决了土壤毛管渗滤系统的占地问题，并且其改良后的渗滤系统运行的水力负荷得到提高。对于水资源供需矛盾日益紧张、生活污水污染日趋严重的城市地区，新型绿地具有很强的技术和经济优势。
结语
生活污水治理是一项长期而艰巨的工作, 对于缓解我国用水压力, 水体保护, 社会经济发展都有着巨大的现实意义。多年以来, 我国的环境工作者已经在此做出了很多卓有成效的工作, 从治污理论、原理的探索到实际技术的应用与操作, 以及各地检测系统的建立都取得了巨大的成就。但同时, 我们也应看到, 我国新型绿地城市生活污水的处理和回用水平在世界上和发达国家还有着不小的差距。全地区的回用水系统, 中水利用系统的建立还处于探索阶段, 一些新的治理技术实际利用率还偏低, 更好更优的治理方法还期待突破,生活污水的经济利用价值也很低。这一切都只能让我们以更大的热情投入到新技术的研究与应用之中, 更有效率的治理生活污水, 为国家的经济的发展和社会进步作出贡献。
参考文献
[1]国家环保总局编1 水污染防治及城市污水资源化技术[M ] ,北京:科学出版社, 1993.
第4篇：新型生物技术范文
关键词 果桑 ；大十；生物学特性；栽培技术
中图分类号 S663.9 文献标识码 B 文章编号 1007-5739（2012）22-0085-01
果桑为第3代水果资源之一，桑果可以加工成桑椹干、桑椹酒、桑椹果汁等各种营养保健食品，风味天然，滋补效果较好，深受大众的喜爱。果桑新品种大十呈红紫色至紫黑色，诱人喜爱，质地爽脆，既有荔枝的清香，又有杨梅的酸甜味，清甜可口，特别开胃，是上佳的天然果品。由于丽水市为中亚热带季风气候，气候温暖湿润，雨量较多，具有明显的山地立体气候。年平均气温、年均降水量分别为11.5~18.3 ℃、1 400～2 275 mm，平均年日照时数、无霜期分别为1 712～1 825 h、180～280 d。海拔400 m以下地带，秋季雨水期短，常有秋旱。初夏进入梅雨期，降雨集中，常出现洪涝灾害，盛夏日照强，气温高，少雨，常出现伏旱。冬季寒冷干燥，北方寒潮南下，多霜冻和冰雪天气。当地2008年从嘉兴引进果桑新品种大十，通过引种观察、试种，取得了成功，现将引种试种情况总结如下。
1 生物学特性
果桑新品种大十为桑科桑属落叶灌木，小枝较细，树皮常呈鳞片状剥落；叶互生，呈卵形，雌雄异株；花果则呈长圆柱形、球形；熟时红紫色至紫黑色，花期、果期分别为3—4、 6月。该品种产果期早，产量高，桑椹一般在4月初开花，成熟期比其他品种早7~10 d，桑椹采摘期约1个月[1-2]。栽种第2年能产桑椹4 500~7 500 kg/hm2，第3年产量可达15.0~18.0 t/hm2。该品种不但产量高，而且品质好，果型大，，无籽，一般1 kg含有桑椹280粒左右。
2 栽培技术
2.1 施肥
施肥前开深50 cm、宽60 cm的定植沟，回填20 cm的表土，最后在表土上施鸡粪30 t/hm2、复合肥2 250 kg/hm2，或施复合肥750 kg/hm2、腐熟农家肥45 t/hm2。进入结果期的大十果桑树冬肥是基础肥，在桑树休眠时期开沟施下，主要作用是改良土壤，提高地力，冬肥以腐熟的家栏肥和土杂肥为主[3-4]。春天桑树发芽，枝叶生长，需要大量的养分。因此，在新梢长出5~10 cm时，及时重施速效肥，施复合肥1 500 kg/hm2+尿素750 kg/hm2+麸肥375 kg/hm2。
2.2 定植
果桑新品种大十的栽植密度以4 995株/hm2为佳，株行距为1 m×2 m。定植前填平定植沟，然后理顺根系将大十的苗木放于沟内，并保持根系能够向四周伸展。为防止跑墒，在定植沟上覆盖一层土，并踏实浇透水。
2.3 短截定干
果桑新品种大十苗木整形后，为及早进行定干，在距离地面20～25 cm的地方进行短截。当植株发芽后，将萌发新梢5～6个/株。
2.4 抹芽摘心
为抹除结果母枝基部的弱小芽、主干上萌发的定芽，在4月上中旬一般要进行抹芽，以免浪费树体营养，影响结果母枝的成长。为促进果桑新品种大十多发侧枝，增大树冠，摘心要在新梢长为15～20 cm时进行，根据苗木的生长情况，可分3~4次摘心，长势强、弱的树一般要分别摘去3~5、6~10 cm，以达到抑制顶端优势、增加花芽分化的目的。大十果桑树夏伐后，定芽、潜伏芽大量萌发[5-7]，其去芽的原则是：去弱留强，去里留外，密集处多疏少留，空隙处少疏多留。一般分2次进行：在桑条高7~10 cm时进行第1次疏芽，留芽量为每株目的留芽量的2倍。以栽4 500株/hm2大十果桑树的桑园为例，若平均每株桑树目的留条为8根，第1次疏芽则每株桑树平均留芽16个。采果后新枝条长至100 cm，以摘去鹊口状嫩头为度。大十果桑树单株发条数多，枝条开展，可适当少留。
2.5 肥水管理
春季果桑新品种大十摘心后，萌芽期要及时进行浇水，以补充树体生长需要的养分。冬季为增加土壤的营养成分含量，满足第2年树体生长的需要，在定植行中间开沟施肥。夏剪后，施尿素300 kg/hm2或碳酸铵750 kg/hm2 [8-11]。幼果期、始花期为增加果实含糖量，提高产质量，用0.25%磷酸二氢钾与天然芸苔素混合液进行叶面喷施。同时，还要防积水。桑园积水后，土壤缺乏空气，根系呼吸困难，影响桑根吸收养分，光合产物减少，出现桑叶萎蔫黄落，同时产生有毒物质，桑根腐烂。
2.6 病虫害防治
果桑新品种大十在生长过程中，主要有炭疽病、褐斑病、白粉病、桑毛虫、桑尺蠖、桑叶蝉、桑天牛等病虫害。要采取综合防治的方法，具体措施如下：一是果桑萌芽前对枝条、全园用3 °Bé石硫合剂进行消毒；二是为减少越冬病虫源，冬季对病虫枝进行修剪，并结合施肥将枯枝落叶焚烧后深埋[12-13]；三是7—9月褐斑病、桑毛虫危害较重，为达到有效防治，每隔10～15 d用40%氧化乐果1 200倍液与75%甲基托布津1 200倍液混合喷洒；四是防治枝干桑天牛，一方面可以人工捕捉，另一方面打孔注药或塞入药签杀灭幼虫。
3 参考文献
[1] 何荣.澜沧县桑树丰产栽培技术[J].云南农业科技，2009（S2）：81-84.
[2] 张玉成.春季霜冻后的桑园管理[J].北方蚕业，2005（1）：47.
[3] 潘佑找.桑树利用价值及栽培技术要点[J].中国土特产，1999（6）：13.
[4] 施俊香.陕北丘陵沟壑区桑树栽植形式及栽桑技术[J].北方蚕业，1993（4）：19-20.
[5] 郭敏，王天懋，丁福成，等.优良实用树种——桑树[J].现代化农业，2008（8）：22-23.
[6] 桑树的栽培技术[J].农家之友，2007（3）：34-35.
[7] 张玉琴.加强冬季桑园管理 提高桑树生产能力[J].蚕桑茶叶通讯，2005（2）：24-25.
[8] 黄平，储一宁，罗太义，等.在云南立体气候条件下对不同桑树品种性状的比较分析[J].西南农业学报，2007（3）：474-477.
[9] 叶志毅，金银山.湖州高王庙高产桑园施肥和留条技术的探讨[J].蚕桑通报，1990（4）：25-26.
[10] 陈达理.从部份高产桑园的初步调查谈几点意见[J].广西蚕业，1981（3）：9-14
第5篇：新型生物技术范文
关键词 普洱大叶茶；无性系；良种；栽培新技术；云南省
中图分类号 S571.1 文献标识码 B 文章编号 1007-5739（2013）05-0059-03
普洱大叶种茶树是制作传统名茶普洱茶和滇红茶的优质茶树品种，茶树栽培技术会直接影响茶叶鲜叶的产量和品质，进而影响成品茶的质量，导致茶农和茶企经济效益的下降。近年来普洱、西双版纳茶区广大茶叶科技工作者在茶树扦插育苗、品种搭配栽培组合、树冠结构造型、成年茶园修剪管理等方面进行了栽培技术创新，并在幼龄茶园建立于茶苗培育实践中，检验了“弯枝”对幼龄茶园树冠造型的作用效果。从不同茶园、不同树龄的茶地采集的标本，分析了根系状态与树冠生长长势的关系，提出了相应的栽培方法。
1 普洱大叶茶的生物学特征特性
1.1 根的特征特性
普洱大叶茶树属云南大叶种，其根分直根系（种子育苗）、须根系（扦插育苗）2类。直根系由主根、侧根、须根、吸收根组成；须根系苗期至幼年期的茶树没有主根。目前普洱市发展茶园主要是推广无性系良种，采用扦插育苗。扦插苗木无主根，但定植若干年后，随着定植入土方式不同、土壤状况不同、耕锄管理差异，须根逐渐转化、退化，形成1～3根直根，直根的长度可伸长到250 cm以上，这些根在土壤中的分布影响了茶树的生长发育，从而影响了茶叶的质量和产量。从采集到的同一茶园的茶树标本根系可以看出，根系生长良好的，其枝叶生长茂盛，真实体现出“根深叶茂，本固枝荣”。茶树根系生长要求土壤深厚，有效土层应达100 cm以上，地下水位在100 cm以下，通气性好，有机质含量达1.5%以上，pH值4.5～6.5，深耕改土，深施有机肥料是保证茶树根系良好生长的重要保证[1]。
1.2 茎的特征特性
普洱大叶茶树是典型的乔木型，植株高大，分枝部位高。茶树幼年期顶端优势十分明显，但此时可塑性较强，可通过人为干预改变其生长的顶端优势，促进合轴分枝。笔者通过多地茶园调查认为，经3～5年人为修剪后进入投产期的茶园，茶树生长已经逐渐失去了明显的顶端优势。因而，在树冠造型与培养上要尽量扩大树冠采摘面，形成立体造型，就可能实现优质丰产。
1.3 树冠的特征特性
良好的茶树树冠结构是优质、高产、高效的基础。一般优质、丰产树冠应具有分枝结构合理、茎枝粗壮、高度适中、树冠宽广、茂密，树冠面上有一定的载叶量。大叶种茶树第1分枝离地面较高，云南茶区多数是开垦梯台种植，普遍将树冠高度提高到80～100 cm，幅面宽度达到130～180 cm，考虑到大叶种生长的顶端优势问题，树冠采摘面均采用平剪，这样的树冠形成后，树冠面上的叶层集中，厚度不够，冬季修剪后叶片更少，看上去光秃秃的，严重影响茶树的生长和翌年的产量，而且树冠下部枝杆，光照过多，苔藓、地衣生长危害严重。另外，台地茶园采茶只能站在台地的内侧一边，当采摘面达到160～180 cm时，因采不到外侧的茶叶，只能在茶行树冠面上每隔250～300 cm剪开1个半圆形缺口以便采摘外侧边缘的鲜叶。这样一来，树冠实际采摘面积自然减少很多，导致茶叶产量的下降。
原云南普洱茶树良种场研究员肖时英教授，退休后创立“普洱市时木茶厂”进行“立体生态茶园”建设研究，茶树种植方式由原来双行、小行距40 cm，扩大到80～120 cm；树冠修剪由平面修剪改成1个平面和1个斜面组合的立体采摘面，使茶树采摘面扩大到200 cm以上，可站在梯地内外两侧采茶，采摘面积比对照扩大1倍以上，茶叶产量也增加了1倍。经过比较，平面树形产量为2 766 kg/hm2，而立体树形产量则达到了5 611.5 kg/hm2。笔者对该茶园调查后发现，茶园内茶行整齐，无缺株断行现象，茶树长势良好，枝叶繁茂，苔藓地衣极少，病虫危害轻微。该种植方式是目前普洱大叶茶最先进的栽培方式。
2 茶树无性系良种栽培新技术
2.1 茶树扦插育苗技术的创新
原来的扦插育苗，是在要求施入基肥的“熟土”上面铺1层3～5 cm的无菌“心土”保障插穗正常生根，而后的生长从下面吸收养分成长育苗。现在的方法多数采用铺垫“完全心土”育苗。选择水稻田或其他平整的旱地（选择旱地时在地面上铺1层农用薄膜，两端完善排水系统），用木板、竹笆或砖围边做苗畦，上铺20～25 cm的“心土”，提供苗期全程生长，保障不受土壤病菌感染[2]。
2.2 茶树品种搭配与组合种植技术的创新
建设新茶园，选择早、中、晚生品种搭配。普洱市时木茶厂肖时英教授创新的一带茶行种植2个茶树品种，经过10多年的生产试验证明，其生产效果十分明显，结合错时修剪，较好地缓解了春茶“洪峰期”的问题。
2.3 茶苗种植时，根系入土方式对茶树生长的影响
笔者从不同地方、不同树龄的茶园采集到几十株茶树标本，观察分析发现，茶树的生长发育与种植时根系在土壤中的分布关系密切，以根系分布均匀、斜向土壤深层的长势最好。
2.4 茶树幼年期树冠培养方式的创新
一般茶树幼年期树冠培养采用3次定型修剪，耗时3年。笔者带领学生在云南热带作物职业学院新茶园进行茶树树冠培育试验，将第1次定型修剪改为“弯枝”，有效地降低了大叶种茶树的分支高度，10 cm以下分枝达到3～5枝。普洱市原生茶叶公司在倚象乡茶叶基地进行生产试验，第2年用“双杠”将茶枝压向台地两侧（代替第2次定型修剪），使树冠宽度迅速扩大，台面生产小枝迅速增多，2年完成树冠培养标准，实现投产。
2.5 大叶种茶树树冠形态结构的创新
一直以来，人们认为云南大叶种茶树顶端生长优势强，只能平修剪或凹形修剪。茶学专家肖时英教授在自己种植的茶园进行树冠造型研究，将树冠修剪成1个平面和1个斜面的立体造型（类似“厂”字形），使树冠采摘面扩大了1倍以上，而且可以方便地站在台地两边采茶和耕锄管理，有效地改变了茶树的顶端优势，产量倍增。
2.6 生产茶园修剪时间错开的创新
茶园内种植不同萌发期的品种，可以错开春茶洪峰。普洱市时木茶厂肖时英教授将立体树冠的两边分别在当年秋冬季和翌年春茶后修剪，更加有效地实现了对茶树萌芽的调节和控制。同时，通过修剪深度的掌握，解决了春茶集中猛发和茶芽细小难采的问题。
3 普洱大叶茶栽培新技术的实施
3.1 茶树扦插育苗技术
茶树是异花授粉作物，后代变异大，茶树良种都采用扦插育苗。云南大叶种茶树扦插育苗有关部门正在组织制定省级地方标准。有关常规育苗方法程序的资料介绍较多，这里不再多说。笔者调查认为，培育壮苗重点在3个环节：一是插穗枝条的培养；二是扦插的土壤选择；三是扦插后的管理。影响插穗发根的主要因素有：茶树品种、插穗的老嫩程度、枝条的粗细与长短、插穗留叶量、腋芽动态等内因和温度、湿度、光照、土壤等外界环境因素。笔者调查发现，生产上常出现的问题是插穗扦插后开花多的现象。笔者认为：其主要原因是枝条生长中的“阶段发育”问题，其次是母树的C/N营养平衡关系。阶段发育问题可通过对母树的深修剪，降低阶段发育年龄，同时增施氮肥，抑制花芽分化，减少开花，从而降低插穗养分损失，培育壮苗[3]。
为避免茶树根结线虫病的危害，目前育苗多采用铺“完全心土”育苗。一般选择交通方便的水稻田作育苗基地，用其他旱地育苗时可用无毒、无害的农用薄膜隔开。铺全部卫生土地做法是，先视园地地势、地形情况，开挖排灌水沟，按苗床宽度110～120 cm，畦沟宽度35～40 cm标准，用木板、竹笆或砖块砌边围成苗床基础框架，平整压实地面，如为旱地再铺上农用薄膜，在苗床地面上撒施钙镁磷1 500 kg/hm2、硫酸钾150 kg/hm2，上铺20～22 cm厚的酸性红、黄壤心土，提供保障苗期根系生长的全部需要。
在普洱市的自然环境条件下，扦插育苗的全程按排：第1年冬季对母树不修剪，施适量的有机肥，第2年采摘春茶后5月进行深修剪，程度视母树情况确定，10月做好扦插准备工作，11月完成扦插，进行精心管理，以苗高25～30 cm时打顶，促进分枝，培育壮苗，6月上旬至7月中旬完成移栽，8月下旬补苗1次。第2年雨季来临时再用同龄、同品种茶苗进行第2次补苗。
3.2 茶树品种的选择与搭配组合
云南省独特的地理、气候条件造就了世界茶树原产地的位置，茶树异花授粉产生了丰富的茶树种质资源，但传统的种植方式形成相对种植品种单一，同一茶园，茶树发芽相对集中，春茶期间最易形成“洪峰期”，给采茶、加工带来困难，同时，品种单一也不利于抵抗自然灾害及病虫危害。选择多品种组合搭配，各品种优势互补，形成了良好的生态环境，可最大限度地趋利避害，错开洪峰期，调剂采茶劳力和加工设备，增产增收。茶树品种应优先选择已适应当地种植的良种茶树，注意发芽期的早、中、晚熟品种搭配，一般早生品种占50%～60%，中生品种占30%～40%，晚生品种占10%左右。普洱市时木茶厂在7.33 hm2茶园里种植27个茶树品种，在一台茶地上种植2个品种组合（双行单株，每小行1个品种，一般台地宽度为2 m），并且利用立体修剪，在不同的季节分2次修剪，错开了发芽期，取得了很好的增产效应。
3.3 茶树种植方式
在普洱茶区普通生产茶园，农业生产靠天吃饭，茶苗移栽成活率的高低与移栽季节关系最密切，移栽以雨季6月上旬至7月中旬最好。种植方式与成活率有一定关系，但种植方式对后期茶树影响很大。笔者分析8～10年树龄的同一茶园中采集的茶树标本根系发现，茶工种植时，茶树根系在土壤中的分布可归为3种类型：一是根系自然分开向土层深处生长，四周根系分布平衡；二是根系偏向一边，斜向土层深处生长；三是根系与茎杆折成近90°角呈“L”状排列种植，根系在土壤中几乎是水平方向生长。其中第1种类型的茶树长势最好，根深叶茂，茎杆直径在10 cm以上，第2种居中，第3种最差，茎杆直径在3～4 cm。因此，种植茶苗一定要使根系自然舒展分开向下，才有利于茶苗的成活和后期的茁壮成长。
3.4 优质丰产树冠培育方式
茶树理想的优质丰产树形前面已经介绍。笔者经过多年的观察以及在校园试验地的茶树栽培实践研究认为：云南大叶种茶树理想的树冠造型培育应抓紧在幼年期，关键是降低茶树一级骨干枝的分支部位。大叶种茶树顶端优势明显、生长旺盛，在苗期多数植株已经长高到30 cm以上，茎杆下端叶片脱落，常规的3次定型修剪很难达到理想的效果，普遍形成伞状的“高脚茶树”，因此云南省茶园平均产量不高。笔者培育树冠的方法是：改第1次定型修剪为“自由弯枝”，第2次定型修剪为用“双杠压枝”往茶行两边压条，第3次定型修剪用篱剪按设定的“理想造型”修剪出雏型，一般在种植后2足年即可初步定型，达到试投产要求。“自由弯枝”就是不挑方向，哪方空间大就弯向那方，“双杠压枝”就是用2根木棍像双杠一样固定后将茶树枝条分别压向台地两边。“弯枝”的作用是抑制了主干生长的顶端优势，促进了侧芽萌发。“弯枝”的好处是不伤害刚成活的幼年茶树，不减少已经形成的生物产量，被弯曲的枝叶仍然可以继续进行光合作用，为生长提供养料，侧芽萌发生长快、成活率高。弯枝后分支部位可降低到10 cm以下，当新枝成长起来后，及时解除主枝的绑缚，主枝与新枝共同形成一级骨干枝，改变了树形结构，加快了树冠培养进度[4-5]。
4 存在的问题
上述关于扦插育苗用“完全心土”技术比较成熟，得到广大茶农认可并采用。茶树品种搭配组合栽培技术、茶树树冠立体造型修剪方式等技术由普洱市时木茶厂肖时英教授首创，实施效果良好，值得推广。存在的问题，一是对无性系大叶种茶树的栽培技术还没有进行过系统的、完整的综合研究。二是茶树栽培时，根系入土的分布方式对茶树生长量、生长势的影响实效缺乏对比研究数据。三是“弯枝”代替第1、2次定型修剪与传统的定型修剪对树冠培养的效果差异同样缺乏对比试验数据。这些都有待于在随后的研究工作中开展。
5 参考文献
[1] 骆耀平.茶树栽培学[M].4版.北京：中国农业出版社，2008：131-134.
[2] 陶仕科，王新华.云南大叶茶建园及苗期管理技术[J].中国茶叶，2009（2）：22-23.
[3] 吕永康，熊昌云.新茶园建设与茶苗移栽的教学实践[J].云南热带作物职业学院学报，2012（4）：63-67.
第6篇：新型生物技术范文
一、课程整合的基本模式
华东师大课程与教学研究所吴刚认为：“基于信息技术的教育改革就是揭示内含于信息技术中的新观念并使其彰显为课程改革的基本理念。”信息技术与生物课程整合，就是利用多媒体网络，通过对教与学过程及教学资源的设计、开发、利用、评价和管理，为生物教学改革提供最佳环境，满足学生的个性化发展。其基本的教学模式为：学生进入情境自主探索协作学习效果评价教师创设情境启发思考指导求新激励创新。
1.创设情境。教师利用多媒体技术与网络技术创设与主题相关的、尽可能真实的情境，使学习能在和现实情况基本一致或相类似的情境中发生。
2.自主探索。建构主义学习理论认为，学生学习是由教师向学生提供解决该问题的有关线索，即教会学生借助多媒体和网络进行发现、探究、认识社会、接受信息，并最终完成意义建构。
3.协作学习。进行小组协商、交流、讨论。通过不同认识和观点的交锋、补充、修正，加深学生对当前问题的理解，从而有利于学生完成新知识的建构。新课程强调教学是教与学的交往和互动，师生之间的相互讨论、补充，在探究中总结得出结论。在此过程中，师生分享彼此的想法、经验和知识，让学生真正参与到教学过程中，求得新的发现，从而达到共识、共享、共进，实现教学相长。
4.效果评价。为使各个层次的学生都获得成就感，提倡实行评价多元化。让每个学生都体验到成功的快乐，使评价成为提高学生生物素养的方法之一。
二、课程整合的目标
1.教学目标多元化。根据教材、学生的具体情况，设置阶梯式、多层次、多形式的教学目标，使学生达到基础性的均衡发展和个性化的特长发展。信息技术与高中生物课程整合这一互动教学模式的实施，有助于教学目标的完成，有助于师生平等参与、真诚合作，体现“动中学”“议中思”“感中悟”的教学本质。在这一模式下，学生情绪饱满、精神愉悦、积极参与、勇于表现，课堂充满智慧的火花和创造的快乐。互动式、人性化的课堂真正体现了新课标的理念：为了每位学生的发展。
2.教学内容问题化。根据教学内容的特点，将教学内容转化为各种形式且有价值的问题，并在网络中呈现出来，为学生在课内外的探究性学习设置逻辑起点。
3.教学手段现代化。充分运用多媒体网络，实现教学过程智能化、现代化，使生物教学跳出文字和教室，使学习成为兴趣，让学生成为主体。
4.教学过程探究化。学生主动地获取网络上的相关资料，利用课堂或课外时间，就相关问题进行自我探究或集体讨论或网上咨询，教师以平等的姿态参与和引导学生的讨论，使教学过程由传统的传承型转变为现代的探究型。
5.教学活动网络化。在教学活动中，改变过去教学内容主要来自于教科书的单一状况，强调学生从网络资源中获取素材，进行自我改造、重组、创造，培养学生从网络获取资源的能力和习惯，以开阔其视野，扩充其“内存”。
6.教学结果创新化。信息技术的介入，使生物课程学习的环境得到优化，学生的主体地位得到确立，学生的自主性、能动性、合作性得到发挥，学生的创新意识、创新思维和创新人格得到培养。
三、要注意的问题
1.要创设新颖的问题情境。问题情境的创设应考虑难易度、适宜性与趣味性。这样容易激发学生质疑、探究的欲望，帮助学生形成强烈的问题意识和创新思维意识，不断激发学生探究学习的兴趣，促其逐渐形成自主质疑的思维品质，最终实现学习方式的转变。
2.要营造融洽平等的探究氛围。教师在教学过程中，应当和学生建立平等和积极互动、共同发展的新型关系；要放手让学生开展自我思考、自主探究的活动；要充分尊重学生的人格和自尊心，重视学生的不同见解，鼓励学生大胆发言，创新求异，使学生积极主动地参与课堂教学的全过程，通过自身的主体探索和体验形成勇于探究、敢于实践的个性品质和独立探究的能力。
3.要开展多彩的课堂讨论，引导学生合作解疑。在教学中要把课堂讨论作为教学常态，使学生通过相互讨论，形成生生互动、生生互导，进行思想碰撞，使小组中的合作伙伴在认知、经验、能力等方面得到互补。这种交流、互动、互补，可以帮助学生激活原有的知识经验，增强个体对小组解决问题的责任感，形成尊重、倾听、平等、民主等态度，建立友爱、融洽的人际关系。
4.激励评价要面向全体，侧重过程。激励评价对每一个学生都是必要的，尤其对学习比较困难的学生，教师的评语能有效地鼓励和激发他们，帮助他们树立起探究的信心。从探究性学习方面来说，过程的评价比结果的评价更重要。教师对学生在探究过程中的每一点进步都要尽可能地进行激励评价。
5.教师要进行适时有效的指导。因为学生的探究过程有时是盲目的，同时，网络空间具有很大的自由性，而青少年自控能力相对较弱，所以教师要提供适时的引导，不时地给予学生帮助。如有分寸地提供有效的信息资源，组织学生讨论交流，提炼概括学生的问题，关注不同水平学生的活动情况，有的放矢地给予辅导，等等。同时，教师也要积极参与探讨，与学生成为探究学习的伙伴，进而形成师生互动、师生互导的局面。
第7篇：新型生物技术范文
关键词：低氧训练；心肌组织；血管生成；血管重建
中图分类号：G804.2 文献标识码：A 文章编号：1007-3612(2010)12-0048-04
Using Hypoxia Training Methods to Establish an Animal Model of Angiogenesis of Atrial Tissue of SD Rats
ZOU Zhibing1，ZHENG Lan2，MAO Shuzhang4
（1.Xiangsi lake College, Guangxi University for Nationalities, Nanning 530008, Guangxi China; 2.Department of Physical Education,
Hunan Normal University, Changsha 410081，Hunan China; 3.Guangxi Economic Management Cadre College, Nanning 530007，Guangxi China）
Abstract:Objective: This paper is to study the hypoxic training on angiogenesis of atrial tissue of SD rats, and establish a model of animal training for angiogenesis of atrial tissue of SD rats. Methods: 60 male SD rats were randomly divided into six groups, 10 rats each, which are normoxic control group, hypoxic living group, normoxic training group, normoxic living hypoxic training group, hypoxic living normoxic training group, and hypoxic living hypoxic training group. Progressive treadmill exercise and hypoxia are used to establish hypoxic training animal model. Using the immunity histochemistry and the microimage analysis to count and check the capillary density、opitical density level、expression area of atrial tissue. Results: It turns out that the CD34 can mark microvascular of atrial tissue very well, and hypoxic training has get a satisfactory result in angiogenesis. Conclusions: We conclude that hypoxic training can be established an animal model of angiogenesis of atrial tissue of SD rats, and it can provide new research ways and means for physiological reconstruction of blood vessels.
Key words: hypoxic training; atrial tissue; angiogenesis; revascularizatio
随着低氧训练研究的不断深入，研究者们发现低氧训练除了应用于运动训练提高运动能力之外，还对健身、疾病的治疗也有很大作用。目前,已有关于低氧运动治疗心血管疾病、糖尿病、肥胖、贫血等疾病的研究报道［1］。
临床上促进毛细血管新生的方法主要采用治疗性血管新生疗法，如使用激光进行心肌内血管重建术；给予促血管生长因子；细胞移植；药物治疗等，但这些治疗方法存在一些局限和安全隐患。
研究表明CD34能突出地显示心组织中较小的和不成熟的微血管或单一的内皮细胞，是血管新生研究的一种可靠的标记物质［2］。本研究采用递增负荷跑台运动训练及低氧作为处理因素,建立大鼠低氧训练模型。用CD34抗体标记心肌组织微血管,探讨低氧训练对大鼠心肌组织血管新生的影响，为治疗性血管新生疗法提供新的思路和研究途径。
1 材料与方法
1.1 实验对象及分组 健康雄性2.0月龄Sprague-Dawley大鼠60只,体重约220 g(由中南大学湘雅医学院动物学部提供)。用国家标准啮齿类动物饲料喂养,生活期间室温保持20～23℃,相对湿度45%～55%,每天光照12 h。适应性喂养1周后,随机分为6组：1对照组（正常大气压下的氧含量）、2高住组（低氧环境下居住）、3常练组（常氧条件下训练）、4低住高练组(常氧条件下居住，低氧条件下训练)、5高住低练组（低氧条件下居住，常氧条件下训练）和6高住高练组（低氧条件下居住，低氧、常氧训练交替进行），每组10只。
1.2 运动训练安排 采用杭州立泰科技有限公司PT动物实验跑台，运动组采用10周递增负荷跑台运动训练，每周
投稿日期：2009-10-13
基金项目：国家自然科学基金项目（30671011）资助。通讯作者：郑澜。
作者简介：邹志兵，讲师，硕士，研究方向低氧训练的生理机制。训练6 d，运动量由第1周的速度为15 m/min、持续时间为25 min递增至第10周速度为28 m/min、持续时间为50 min，高住高练低练组与低住高练组每周二、四、六在相当于海拔1 500 m的低氧环境中训练，一、三、五在常氧下训练，训练方案同常氧训练组。
表1 常练组大鼠训练方案（速度×持续时间）
星期一星期二星期三星期四星期五星期六第1周15×2515×2515×2516×2516×2516×25第2周17×2517×2517×2518×2518×2518×25第3周19×3019×3019×3020×3020×3020×30第4周21×3521×3521×3522×3522×3522×35第5周23×4023×4023×4024×4024×4024×40第6周25×4525×4525×4525×4525×4525×45第7周26×4526×4526×4526×4526×4526×45第8周26×5026×5026×5026×5026×5026×50第9周27×5027×5027×5027×5027×5027×50第10周28×5028×5028×5028×5028×5028×50速度：m/min；持续时间：min；跑台坡度：10%。
1.3 低氧处理 采用美国Hypoxico公司的低氧装置，用美国产TOXIRAEPGM-36型氧气监测仪实时监测低氧舱中氧含量的变化，第1周至第7周低氧程度逐周递增，分别为：1 800 m、2 100 m、2 400 m、2 700 m、3 000 m、3 300 m、3 600 m，第7周后保持3 600 m到第10周，所有高住组大鼠全部在低氧舱中居住。
1.4 实验取材 训练方案结束后，每组随机取4只大鼠，用0.4%戊巴比妥钠1 mL/100 g体重麻醉后，将大鼠呈仰卧位固定于手术台上，暴露胸腔；从主动脉胸部近心端插入细塑料管，扎紧固定，缓慢注入1%肝素2 mL；然后快速滴灌250 mL0.85%的生理盐水，迅速剪断后腔静脉；待生理盐水滴完后，换滴50 mL4%多聚甲醛缓冲盐溶液(0.01 M、pH7.4PBS)，快速滴完，整个滴灌时间约30 min；取出整心置同一固定液中固定24 h后，将心脏沿房间隔、室间隔所在平面切开，常规脱水、透明、进蜡、石蜡包埋，用于免疫组织化学标本制作。
1.5 心肌组织CD34免疫组织化学标本制作 石蜡切片脱蜡至蒸馏水；用0.3%H2O2阻断内源性过氧化物酶，用0.3%TritonX-100处理增加标本通透性，用0.01 mol、pH6.0的柠檬酸缓冲液微波修复抗原；羊血清(1∶50)处理标本，减少和消除非特异性染色；分别加一抗(1∶500,兔源CD34单克隆抗体)、二抗(1∶200)、ABC复合物(1∶1∶100)，37℃恒温箱于湿盒内孵育；用终浓度为0.05%DAB-0.03%H2O2的TB显色；镜下控制显色时间，显色时间5～15 min；苏木精衬染，常规脱水、透明，中性树胶封片。用PBS代替一抗作为空白对照。
1.6 微血管密度的计算方法 按照Weinder［3，4］报告的方法进行结果判断，用血管数目的平均数来表示。先在低倍镜（×40）下扫描整个视野的区域，选择其中高阳性物质表达密度区，然后在高倍镜（×200）下计数被抗CD34抗体染成棕色的血管数目，每个染成棕色的血管内皮细胞或血管内皮细胞簇，只要它们和临近的微血管、心肌细胞或其它结缔组织分开，就把它们视为一个微血管。结果用5个200倍视野下的血管数目的平均数来表示。
1.7 微血管灰度水平和表达面积的测试 用SimplePCI图象分析系统对免疫组化阳性产物的灰度和面积进行分析。具体步骤：每张切片在10×40倍镜下选取不相重叠的3个代表性视野，测量阳性产物的面积和灰度值以及所选区域的平均灰度值。
1.8 统计分析 所得数据用SPSS13.0统计软件处理。数据用平均数±标准差表示，各组间显著性差异采用方差分析，组内显著性差异用t检验。显著性水平为α=0.05，P
2 结 果
2.1 大鼠心肌组织CD34免疫组织化学观察结果 大鼠心肌组织血管经CD34免疫组织化学染色呈棕黄色,着色鲜明,血管管腔明显。CD34 的染色定位于血管内皮细胞膜上，呈棕黄色，细胞核呈紫色。微血管的形态不规则，有的新生血管已呈管腔结构（图1D、E、F），有的只见内皮细胞呈条索状或点状分布（图1B、C）。
图1 大鼠心肌组织CD34免疫组织化学染色(×30)2.2 大鼠心肌组织微血管显微图象观察分析结果 请参见(表2)。
表2 心肌组织血管新生免疫组织化学图像分析结果
组别
（group）光密度值
（optical density）阳性物质表达面积
/um2（area）微血管密度个数 /mm2
（capillary density）161.0 543±2.84 8913 657.045±546.71 4537.1 362±1.04 881263.9 778±3.16 1814 181.702±727.66 9468.2 563±2.16 795382.7 932±3.74 15412 364.528±1474.90 078**25.3 422±3.88 158**495.4 952±4.76 10623 855.051±3 319.40 152**#32.0 342±9.54 289**##5102.5 280±3.31 47024 245.952±3 584.27 104**#32.5 342±9.54 289**##6114.6 824±3.93 07429 267.503±4 701.86 546**##35.6 477±4.80 278**## 注：“*”代表与正常对照组比较，“*”P
3 分析与讨论
血管新生(angiogenesis)［5］主要是在原有的毛细血管与/或微静脉基础上通过血管内皮细胞的增殖和迁移,从先前存在的血管处以芽生或非芽生(或称套迭)的形式生成新的毛细血管的过程。影响血管新生的因素有很多，如锻炼、缺血、低氧、肿瘤等一些生理或病理过程，这些过程都能诱发血管的新生。人类生来具有冠状动脉侧支血管,但没有充分的侧支循环。心肌缺血缺氧刺激可以诱导侧支循环的开放和血管新生，改善心肌缺血状态,使冠心病患者得到有效的治疗，对心肌梗塞后微血管的重建也有积极的意义，但缺氧诱导血管新生的程度与低氧浓度、刺激时间的长短、有无运动介入等因素有关。
3.1 低氧与血管生成 本研究发现，单纯低氧组不能显著促进大鼠心肌组织血管的生成，但是有许多CD34染色不是很深，成丝状的血管样结构，还没有形成功能性的血管。这与某些学者的研究结果不相一致，国内有学者［6］观察大鼠在模拟5 000 m高原低氧5 d、15 d和30 d后，心肌毛细血管、血供和心功能变化。发现：急性低氧5 d时，心肌毛细血管未新生，心肌血流量显著增加；随低氧时间的推移，15 d以后，毛细血管增生。郑澜［7］等在低氧训练促进心肌组织微血管体视学研究中表明，仅经低氧处理不能增加大鼠心肌组织微血管密度，低氧中毛细血管密度的增加是因为肌纤维横断面减少，而不是由于血管新生。Olfert［8］等研究发现长期低氧未能增加毛细血管/肌纤维比,毛细血管数量也无增加。产生这些矛盾结果的原因可能与受试对象、低氧程度、低氧时间及低氧时的其它环境等因素有关。
研究发现短期的低氧可诱导大鼠心肌VEGF表达升高,从而促进毛细血管的生成反应，如延长低氧时间,VEGF表达将受到抑制，降低血管生成反应的发生。这是因为机体内由缺氧引发VEGF发生的这一系统存在负反馈调节机制。随着低氧时间的延长，出现了机体对缺氧的习服，反复的缺氧使VEGF对缺氧不敏感，逐步恢复到基础水平,毛细血管不再发生增生。本文研究中低氧试验的时间长达10周，使机体对缺氧产生了习服，因此本文的研究中毛细血管的增生不是很明显。
3.2 运动与血管生成 耐力训练在使心肌代谢能力增长的同时，产生血管生成反应。本研究发现运动训练组心肌组织CD34的蛋白表达丰富，较不运动组和低氧组有显著性差别。对递增负荷耐力训练的研究也表明,心肌组织血管床横断面积的增加主要在于小动脉数量和大血管的管径的增加。进一步研究发现,增加的原因是由于在毛细血管生成的同时,有一部分毛细血管通过“动脉化”途径转变成动脉,从而掩盖了毛细血管的新生这一现象［9］。Tagarakis［10］等的研究认为,运动可使心肌毛细血管密度显著增加。大量文献也表明,毛细血管在运动中发生了生理性或病理性重塑:适宜的运动负荷导致心肌组织中毛细血管数量增多。Leon和Bloor［11］用HE染色用墨汁灌注的方法先后研究了幼年，成年和老年大鼠经游泳训练后心肌毛细血及毛细血管与心肌纤维比值(C:F),得出结果:C:F各年龄组增多，提示毛细血管增多。
较多的研究报道［12］:正常动物在运动条件下VEGFmRNA显著升高,这种条件并不产生明显低氧,说明肌肉收缩时还要其它信号能提高VEGFmRNA。这些信号可由运动中关系血流量的刺激源和/或肌肉运动时负荷导致的机械变化而引起。例如:运动时剪切力的增加可以提高NO水平［13］，而适量的NO可激活VEGF的表达，促进血管新生。机械刺激还可扰乱基底膜中与肝素结合的bFGF,促进VEGF的表达［14］。随着训练时间的延长VEGF对运动的反应削弱，运动诱导的VEGF水平升高可对训练产生适应。
因为本试验常氧训练的方案每个星期采用的都是递增负荷，使运动保持对VEGF的持续刺激，诱导大量的VEGF表达，促进血管的新生。因此本试验结果显示运动训练组有血管新生。
3.3 低氧训练与血管生成 低氧训练使人体承受环境缺氧和负荷缺氧的双重刺激,因此有着比单一训练刺激更高水平的适应。本研究发现，在低氧训练状态下大鼠心肌组织有大量的新生血管生成。这与很多学者的研究结果相吻合：郑澜的研究结果表明［7］低氧运动可使心肌组织以芽生的方式或者非芽生的方式形成新的毛细血管，而通过透射电镜可观察到是以非芽生的血管生成方式为主。陈福刁［15］等研究经过4周的每天12 h的海拔4 000 m慢性间歇低氧训练的大鼠，其心肌毛细血管产生适应性改变。毛杉杉［16］等观察到急性低氧力竭运动可引起心肌毛细血管新生，但属于速发效应。黄丽英［17］等发现每天12 h的海拔4 000 m慢性间歇低氧训练能显著增加心肌组织的微血管。另外研究表明［18］,适度的间歇低氧适应结合运动训练可更好地促进心肌VEGFmRNA的表达,促进心肌血管再生。
同常氧训练一样,随着心肌对低氧运动的适应,VEGFmRNA水平对低氧训练的升高反应减弱。这是因为组织局部缺氧形成的氧梯度,是VEGF表达升高的先决条件。一旦这种氧梯度不存在或消失,VEGF就不会表达或是表达上调的VEGF开始下降［19］，从而使血管生成反应消失。因本试验低氧训练的方案每个星期采用的都是递增负荷，使机体在前一个星期产生的习服，在下一个星期很快就在新的负荷刺激作用下产生不习服，始终使机体的局部缺氧组织产生氧梯度，因此试验结果表明低氧训练组有着丰富的血管新生。
尽管各低氧训练组能显著促进心肌组织的血管新生，但是各低氧组对心肌组织血管新生的影响程度还是略有不同。从各低氧训练组相互比较来看，高住高练低练在血管生成的效果方面优于其他的低氧训练组，而高住低练和低住高练对血管新生的影响差别不大。这可能是高住低练训练法虽然有利于训练强度和量的提高，但是，却分散了低氧与训练的双重刺激强度。低住高练训练法虽然通过缺氧和训练的双重负荷对机体造成一定刺激，但由于缺氧暴露时间短，对缺氧刺激时间不足,对机体的刺激强度也不大。而高住高练低练，既让运动员居住低氧环境中，又同时在低氧环境中进行运动训练，加大了低氧与训练对机体的刺激强度，使机体各个系统产生更深刻的代偿性适应，从而使血管生成的效果更显著。研究结果表明高住低练组与低住高练组相比，微血管密度增加不明显，但微血管染色的程度加深。高住高练低练组与高住低练组、低住高练组相比，微血管增加明显（P
从以上的分析讨论中我们可以得知，低氧训练能很好地促进心肌组织毛细血管的新生，尤其是高住高练低练训练法，血管生成很丰富。因此采用递增负荷跑台运动训练及低氧作为处理因素,建立起来的这种低氧加训练的低氧训练动物模型,能很好地促进心肌组织的血管新生,能为血管的生理性重建提供一个新的研究方法和途径。
参考文献：
［1］ 张翼,钟宁,朱海峰,等.间歇性低氧处理大鼠心肌的抗心律失常与抗氧化效应［J］.生理学报,2000,52(2):89-92.
［2］ Jeziorska M, Woolley D.Neovascularization in Early Atheros-cleroticLesions of Human Carotid Arteries: Its Potential Contribution to Plaque Development ［J］.Hum Pathol,2005,30(8):919-925.
［3］ Tanimoto K, Makino Y, Pcreira T, et al. Mechanism of regulation of the hypoxia-in- ducible factoi-lalpha by the vhippel-lindau tumor suppressor protein［J］.EMBO J, 2005,19(6): 4298-309.
［4］ Feldser D,Agani F,Lyer N, et al. Reciprocal positive regulation hypoxia inducible factor 1 a and insulin-like growth 2. ［J］.Cancer Res, 2004, 3915-3918.
［5］ Maisonpireer P，Suric C，Jones F，et al. Angiopoietine，natural antagonist for Iie2 that disrupts in vivo angiogenesis．Science，1997，277：55-60.
［6］ 叶鸣,曾凡星,刘 霞.高住低训在运动实践中的应用［J］.首都体育学院学报,2006,6(4):52-57.
［7］ 郑澜,陆爱云,周志宏.低氧训练促进大鼠心肌组织血管生成的体视学研究［J］.体育科学，2005,25(9):59-62.
［8］ Olfert,I.Mark,Ellen C.Breen,Odile Mathieu-Costello,and Peter D.Wagner. Skeletal muscle capillarity and angiogenic mRNA levels after exercise training in normoxia and chronic hypoxia. J Appl Physicol［J］.2001,90:1176-1184.
［9］ Brown M D.Exercise and Coronary Vascular Remodelling in the Healthy Heart［J］.Exp Physiol,2003,88:645-658.
［10］ Tagarakis C, Bloch W, Hartmang N,et al. Test osterone-propionate Impairs the Response of the Cardia Capillary Bed to Exercise［J］.Med Sci Sports Exe,2003,32(5):946-953.
［11］ 田振军.不同耐力负荷对左室肌纤维及其血管变化的实验研究［J］.体育科学,1998,13(5):62-67.
［12］ 王维群,陆彩凤,姜文凯.低氧、运动对大鼠腓肠肌血管内皮细胞生长因子表达的影响［J］.西安体育学院学报,2008,11(6):73-77.
［13］ 黄晨昱,沈祖尧.血管内皮细胞生长因子的研究及在组织修复中的应用［J］.中国修复重建外科杂志，2002,16(1):23-26.
［14］ Kocamis H ,McFarland D C,Killefer J. Temporal expression of growth factor genes during myogenesis of satellite cells derived from the biceps femoris and pectoralis major muscles of the chicken［J］ J Cell Phyiol,2001,3(5):146-148.
［15］ 陈福刁.间歇低氧训练对大鼠心肌毛细血管的影响［J］.广州体育学院学报,2005,11(6):48-51.
［16］ 毛杉杉,潘同斌,王瑞元.急性低氧力竭运动对骨骼肌VEGF、HIF-lα基因表达与毛细血管新生反应的影响［J］.体育科学,2005,9(8):45-49.
［17］ 黄丽英,翁锡全.常压模拟高住低练对大鼠心肌低氧诱导因子-lα基因表达的影响［J］.中国运动医学杂志,2004,3(2):133-141.
第8篇：新型生物技术范文
关键词：国防生；Zigbee；实战模拟训练；无线传输
中图分类号：TN929.5；TP212.9 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 14-0000-01
国防生作为培养军队干部的重要方式，是我军干部培养制度的重大改革。而国防生的在校日常训练是国防生培养质量的关键。当前国防生实战模拟训练环节存在两军近距作战演练过程不清晰、作战结果不详细的弊端，基于此，我们改进了国防生的实战模拟训练方式，在原有实战模拟的基础上，通过加入各个模块和对原有射击模块的改进来实现对模拟结果的统计和显示，以此激发国防生训练的热情、提高训练质量，避免训练的盲目性。
一、系统概述
Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂（bee）是靠飞翔和“嗡嗡”（zig）地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。
训练设备由两个模块组成：激光收发模块和zigbee无线传输后台模块。激光收发来模拟枪弹的击中与射击，zigbee无线传输后台对实战模拟中各人的伤亡情况作一统计并在电脑端实时显示更新。系统整体构建如图1所示。
二、模块射击
（一）激光收发模块
首先需要一个步枪的模型。枪最核心的装置是激光发射器，激光发射通过扳机来控制，按下扳机发射激光的同时会触发音频装置，音频装置产生模拟的枪声。发射的激光暂定使用激光。激光感应器对应于激光发射器，一个人身上拟做8—10个感应点（头盔上4—5个，胸前2—3个，后背2—3个），每一个感应点有硬币大小，将发射出来的激光适当的发散，每一个感应点还是比较容易感应到发射来的激光，这样激光接收面就会扩大。当感应点接受到激光时，产生一个无线信号发送给后台[1]，以表示中枪了，便于后台统计中枪数，同时触发音频装置，产生模拟的中枪声。考虑到实战时，每把枪都有一定的子弹数目，在按下扳机时，会触发单片机计数器计一次数[2]，当计数器计数到限定子弹数数值时，激光发射器的电路便会断开，枪便发射不了“子弹”。同时考虑到便于国防生训练的渐进性，可以限定当一个人中枪多少次定义出牺牲状态，当激光感应装置接收到激光时会触发一个单片机计数器计数，当其记数到设定值时，会产生一个无线信号给激光发射器，发射器便会断开激光发射电路，使发射枪发射不了激光。
（二）Zigbee无线控制后台模块
该模块使用时首先建立zigbee分布式网络，这其中，每个人身上的激光接收装置就相当于分布网络的各个节点。网状分布的各个zigbee节点对各人“中弹”信息及“子弹”发射信息进行数据采集处理，然后将数据传送至主节点，由主节点再将汇总的数据通过串口传送至电脑后台数据库中。最后在电脑端用MFC编写相应的人机界面对数据进行实时显示和分析并在电脑屏幕终端显示各人、各军伤亡情况和子弹存余等的统计情况[3]。
三、设备推广与应用
该设备建议两军野外模拟近距对战使用，使用时一方为，一方为蓝军，每个人身上装有zigbee无线网络分布节点（即激光收发设备——步枪）。对战时，在跑动过程中，若1号发射的激光被蓝军1号接收，则视为蓝军1号被1号击中，同时该信息被分布节点采集处理后传送至串口，软件处理后在电脑屏幕显示蓝军1号的中弹情况，若中弹超过一定次数，则显示该人牺牲。以此类推，两军各人的中弹情况和伤亡情况可以实时显示在电脑屏幕上以供指挥人员参考。
设备很好地实现了国防生野外模拟近距作战训练的结果实时统计和显示，便于指挥教练了解国防生训练强度和质量，制定出合理科学的后期训练方案。在一定程度上达到了提高训练质量、激发国防生训练热情、科学指挥作战等效果。结合zigbee的使用能较好地提高国防训练的效果，有很高的实用价值，且设备制作成本不高、携带便利、使用程序简单、电脑显示端简洁明了有较强的推广型。
参考文献：
[1]张顺兴，黄丽亚，杨恒新.数字电路与系统射击[M]（第一版）南京：东南大学出版社，2004.
第9篇：新型生物技术范文
【关键词】 组织；异体异位移植；；卵胞浆内单显微注射；新生小鼠
摘要：目的 采用卵胞浆内单显微注射(ICSI)技术探讨新生小鼠组织异体异位移植到裸鼠体内后所生成的受精能力。方法 将含有原始生精细胞的新生1-2d小鼠组织异体异位移植到BALB/c-nu/nu免疫缺陷小鼠背部皮下。8周后取出移植物，通过常规染色和电镜技术对生精小管中生精细胞组成和形态进行观察；以薄层明胶水解法检测顶体蛋白酶活性；采用ISCI技术检测移植物中具有成熟形态的受精能力。结果 移植物的HE染色发现，新生小鼠组织在裸鼠体内已启动并进行发生过程，生精小管中含有包括在内的所有类型生精细胞；移植物组织经处理后，可计数到具有镰刀头状的长尾约1×103个/mg移植物；透射电镜标本中观察到的精原细胞和精母细胞均具有正常超微结构；薄层明胶水解法检测可观察到顶体蛋白酶呈阳性反应的；ICSI结果显示，单纯ICSI处理组与ICSI+电激活组均有受精和卵裂现象发生。结论 仅含有原始生精细胞的新生小鼠组织在异体异位移植到裸鼠体内后，可以产生形态正常并具有受精能力的。
关键词：组织；异体异位移植；；卵胞浆内单显微注射；新生小鼠
Functional study of spermatozoa derived from neonatal mouse testes grafted into immunodeficient mice
ABSTRACT: Objective To investigate the fertilization ability of spermatozoa derived from neonatal mouse testes grafted into immunodeficient mice by intracytoplasmic sperm injection (ICSI). Methods Neonatal Kunming mouse testes containing primitive spermatogenic cells as the only germ cells were grafted under the back skin of castrated BALB/cnu/nu mice. Grafts were taken out after 8 weeks. The initiation and restoration of spermatogenesis in grafts was documented by histological analyses. The ultrastructure of spermatogenic cells in grafts was observed using transmission electron microscopy. The activity of acrosomal enzyme of spermatozoa was analyzed with gelatin substrate test. The fertilization ability of spermatozoa was determined by using intracytoplasmic sperm injection. Results Histological analysis showed complete restoration of spermatogenesis in the grafts after 8 weeks. 1×103 spermatozoa with normal morphological appearance in 1mg suspended graft tissue were counted. Spermatogonia and spermatocytes with normal ultrastructure were observed. Gelatin substrate test positive spermatozoa were found implicating the activity of acrosomal enzyme of the spermatozoa. Cleavages were observed both in the ICSI group and the ICSI plus electric stimulation group. Conclusion Spermatozoa with normal morphology and fertilization ability can be developed by allografting neonatal mouse testes under the back skin of immunodeficient mice.
KEY WORDS: testis; allograft; spermatozoa; intracytoplasmic sperm injection; neonatal mouse
有关生精细胞体外成熟的研究目前主要是通过体外培养和生精细胞移植来实现。其中在借助免疫缺陷小鼠作为孵化器进行同种或异种组织移植，以实现生精细胞在异体异位发育成熟方面国外学者已做了一些工作[13]。本研究组在前期工作中，将新生小鼠组织移植到去势免疫缺陷小鼠体内，40d后在移植物中观察到了的发生[4]，在采用人类未成熟组织所进行的同类实验中也观察到了生精细胞的进一步发育[5]。在前期工作基础上，本研究采用薄层明胶水解法、透射电镜和卵胞浆内单显微注射技术，对所获得的移植物中生精细胞的超微结构、的顶体酶活性及其受精能力等方面进行了进一步的观察和研究。
1 材料与方法
1.1 实验动物 BALB/cnu/nu无胸腺裸小鼠和昆明小鼠均购自南方医科大学实验动物中心，裸鼠置于小鼠单体换气笼盒系统内饲养，昆明小鼠按常规方法饲养及传代。
1.2 主要试剂 透明质酸酶、牛血清白蛋白、乳酸钠、丙酮酸钠均为Sigma产品；体外卵培养用石蜡油为SAGE Media 产品；孕马血清促性腺激素(PMSG)和人绒毛膜促性腺激素(HCG)分别购于天津生物制品研究所和上海生化制药厂；卵培养用CZB培养液、1.7mmol/L 氯化锶激活液以及处理液为QUINNS产品。
1.3 方法
1.3.1 组织移植和移植物标本采集 参照文献[4]进行新生小鼠组织移植。于移植后8周取2只受体动物行脱颈处死，将背部的移植物包块取出，一部分用于常规染色和电镜标本的制备，其余部分在HEPESCZB培养基中切碎，用吸管反复吹打，过100μm滤网去除大块组织，在1200r/min下离心10min，用培养液制成细胞悬液，在光镜下进行长尾计数。
1.3.2 组织学标本制备 将取出的移植物组织分别用4℃预冷的Bouin液和25g/L戊二醛溶液固定，分别用于常规HE染色和透射电镜标本制备(电镜标本由广州南方医科大学分析测试中心制作、分析并照相)。
1.3.3 移植物中顶体蛋白酶活性检测(薄层明胶水解法) 取40μL细胞悬液，尽量均匀涂布在已预先制备的涂有50g/L明胶的载波片上；干燥后放入湿盒内，37℃孵育2h；然后用相差显微镜观察头部呈环的情况。作为阳性对照，也用正常性成熟小鼠进行同样实验。
1.3.4 卵胞浆内单显微注射 ①卵子准备：6周龄雌性昆明小鼠4只，腹腔注射5u/mL的PMSG，48h后腹腔注射5u/mL的HCG行超排卵，并于注射HCG 16-18h后将小鼠脱颈处死，于输卵管膨大部收集卵丘卵母细胞团；用含1g/L透明质酸酶的HEPESCZB处理3-5min去除卵丘细胞；经洗涤后置于CZB液中，置37℃、5%(体积分数)CO2培养箱孵育备用。②显微操作：将从移植物获得的细胞悬液于1500r/min下离心10min，去上清，沉淀用处理液洗涤2次，用500μL处理液制成ICSI用细胞悬液，置37℃、5%(体积分数)CO2培养箱孵育1-2h；将处理好的细胞悬液在ICSI皿中制成小滴，每滴约10-20μL，从中选取形态发育正常的移至100g/L PVP中，洗涤去除膜上杂质；机械法去除2/3尾部后，将带有头部的剩余部分注射入MII期的卵子的胞浆中。将注射后的卵子转入CZB培养液中，置37℃、5%(体积分数)CO2培养箱孵育并将其分为2组，单纯ICSI组(显微注射后未加电激活)和ICSI加电激活组(注射后的卵子行电激活处理1h)，定期观察两组卵的受精和卵裂情况。
2 结果
2.1 移植物的组织形态学及超微结构观察 经计数，移植物中带有镰刀状头部的长尾数量为1×103个/mg移植物组织(图1A)。常规HE染色观察显示，移植8周后的新生小鼠组织在裸鼠体内已启动了发生过程，发育成包含所有生精细胞类型的生精小管上皮(图1B)。在对移植物标本进行的超微结构观察中，虽未直接观察到已发育成的，但可见一些结构正常的生精细胞，包括精原细胞和精母细胞等(图1C)。
2.2 顶体蛋白酶活性 由于头部所含顶体蛋白酶对涂布于载玻片上明胶的水解作用，在头部周围区域观察到一圈较明亮的晕轮区。实验中发现，移植物中可见顶体蛋白酶水解反应阳性的(图2A)，但与作为对照的正常小鼠相比(图2B)，移植物头部周围的晕轮区域普遍较小并可见到数量较多的顶体蛋白酶水解反应阴性的(图2C)。
转贴于
2.3 卵胞浆内单显微注射 经超排卵和处理后获MII期卵母细胞54枚。单纯ICSI组15枚，ICSI加电激活组39枚。实验发现，ICSI加电激活组的受精率为43.6%，其中观察到2原核2极体共9枚，随后观察到2细胞17枚、4细胞12枚以及8细胞1枚；单纯ICSI组受精率为20.0%，出现2原核并排出极体的时间比ICSI加电激活组晚10h左右，随后观察可见2细胞3枚；4细胞1枚(图3)。
图1 移植物的组织形态学及超微结构观察（略）
Fig.1 Morphological， histological and ultrastructural observation on grafts
A: falciform headed mouse sperm (red) in the grafts (×100)；B: photomicrograph of histological section of the grafts used for ICSI showing a complete restoration of spermatogenesis (HE×400)；C: electron micrograph showing part of the seminiferous epithelium composed of basement membrane (red)， typeB spermatogonia (yellow) and spermatocytes (blue) with normal ultrastructure (×3000)
图2 顶体酶活性测定（略）
Fig.2 Determination of acrosomal enzyme activity with the gelatin substrate method (×400)
A: a spermatozoon from the graft creating a zone of proteolysis around the head; B: a spermatozoon from normal adult mouse showing a wider zone of proteolysis; C: a spermatozoon without acrosomal enzyme activity
图3 移植物中进行ICSI后卵裂情况观察（略）
Fig.3 Observation on cleavage after ICSI with sperm from the grafts
A: 2 pronuclei and 2 polar bodies (×400); B: asynchronous cleavage at the day 2(×100); C: the fourcell and eightcell stage at the day 3 (×100)
3 讨论
对于因发生阻滞而导致生精障碍的患者来说，如何克服体内发育障碍，使本身具有的原始生精细胞在体外特定环境中进一步发育成为长形细胞或，是目前男科学工作者致力解决的问题。Honaramooz等[1]2002年首次报道采用免疫缺陷动物作为受体进行组织异体异位移植研究。国内在2004年报道了采用该动物模型进行的新生小鼠组织和人胎儿组织的生长发育观察[45]，并在小鼠的实验中观察到了从原始生精细胞到的完整生精过程。本研究是在前期研究工作基础上，对采用该动物模型所获得的小鼠进行的一系列功能性研究。
与在体情况不同，组织移植物中产生的无法通过附睾排出；此外，FSH等激素的水平亦与正常动物中有所不同[2]。前期实验发现，移植后5周的移植物中已出现各级生精细胞，包括一定数量的长形细胞，第6-8周达到发育的高峰，之后不仅不再继续发展，生精小管甚至开始出现退化，Sertoli细胞的胞浆明显萎缩，嵌入其中的生精细胞(包括晚期精母细胞、圆形细胞和长形细胞等)大量脱落，并发生凋亡。因而移植物中的最佳取出时间也是ICSI成功与否的一个重要因素。据此，本研究选取8周移植物中的作为受精能力检测的标本来源，并成功观察到卵裂的发生。
形成过程中顶体的发育是重要的事件之一。朱伟杰等[6]研究证实，已初步发育出具备活性的顶体蛋白酶，其酶活性阳性率超过50%。对顶体酶活性的检测不仅可以评价顶体酶发育情况，还有助于了解的降解程度，这对于我们了解移植物中发育状况和确定最佳移植物取出时间尤为重要。薄层明胶水解法能够观察极少量标本甚至单个的顶体酶活性情况，其基本原理为头部所含顶体蛋白酶对其周围明胶的水解作用，使其周围形成一圈明亮的晕轮区，通过测量其直径可以间接了解顶体酶活性情况。本实验中发现，移植物含有顶体蛋白酶反应阳性的，但数量相对正常阳性对照少，所形成的晕轮区域也相对较小。发生经历增殖、减数分裂和分化等复杂过程，这些过程均有可能由于急性缺血、输精管缺如、促性腺激素水平改变等造成生精细胞的凋亡[78]。类似于先天性输精管缺如，移植于裸鼠背部的缺乏的正常输出通道，因而导致产生的滞留时间长，诱发凋亡甚至死亡，这也是造成计数和顶体蛋白酶活性偏低的原因之一。
通过自然生精过程发育成熟的可以使成熟的卵母细胞受精，而未成熟组织通过异体异位移植后所产生的是否也具有同样的功能？为此，本研究将组织移植物中形态发育正常的注入到成熟的MII期卵母细胞胞质中，并辅以电激活。实验中观察到有2原核和4细胞胚胎出现。为排除电激活步骤有可能造成孤雌生殖的可能性，我们设立了单独ICSI组作为对照。结果显示，单独ICSI也成功形成了2原核以及渡过了2细胞期和4细胞期，但受精时间要比第一组晚约10h。与正常受精有所不同，采用显微注射的方法使进入卵子，省略了自然受精时需经过的许多环节，因此往往不能获得理想的精卵融合。研究显示，将卵母细胞激活，有利于注入的细胞融合及受精卵的发育。因此，本研究中采用了ICSI辅以电激活的方法，受精率为43.6%。而单纯ICSI组受精率为20.0%，并且未观察到胚胎发育至8细胞。胚胎的进一步发育和胚胎的结局以及未成熟小鼠组织异体异位移植后所产生基因水平的检测分析还有待进一步研究探讨。
致谢：陈大元教授、欧阳迎春博士和蒋满喜博士等(中科院动物所生殖生物学实验室，北京 100080)在ISCI操作方面给予了极大帮助，本文作者在此表示衷心的感谢。
参考文献：
[1]Honaramooz A， Snedaker A， Boiani M， et al. Sperm from neonatal mammalian testes grafted in mice [J]. Nature， 2002， 418(6899):778781.
[2]Schlatt S， Honaramooz A， Boiani M， et al. Progeny from sperm obtained after ectopic grafting of neonatal mouse testes [J]. Biol Reprod， 2003， 68(6):23312335.
[3]Honaramooz A， Li MW， Penedo MC， et al. Accelerated maturation of primate testis by xenografting into mice [J]. Biol Reprod， 2004， 70(5):15001503.
[4]于洁，蔡志明，叶静，等. 小鼠原始生精细胞裸鼠皮下移植动物模型的制作 [J]. 中华器官移植杂志，2005， 26(5):297299.
[5]于洁，叶静，张芳婷，等. 胎儿组织异体移植后生精细胞发育初探 [J]. 中华男科学杂志， 2004， 10(12):902906.
[6]朱伟杰，梁蔚波，金庆骝. 人类和附睾的顶体蛋白酶活性 [J]. 中国病理生理杂志， 1998， 14(5):465468.
[7]Turner TT， Tung KS， Tomomasa H， et al. Acute testicular ischemia results in germ cellspecific apoptosis in the rat [J]. Biol Reprod， 1997， 57(6):12671274.
