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关键词:基因工程;生物技术;教学
吉林化工学院生物技术专业是2009年新办专业。基因工程为生物技术专业学生的专业课,开设时间为大三下学期。针对本校生物技术专业的培养方案和培养目标,我们对基因工程课程内容进行了重组,对教学方法进行改进,取得了良好的教学效果。
一、教学内容的重组
本校的生物技术专业学生在学习本门课程之前,已经完成了生物化学、微生物学、分子生物学等理论课程和实验课程的学习,具备了较完整的理论知识基础。目前,基因工程理论和技术发展日新月异,而基因工程课程的培养方案规定学时仅为32学时,如何在有限的学时内合理优化教学内容,制订切实可行的教学方案,减少授课内容之间的重复就显得尤为关键。
教材是教学的参考,教材编写中为了知识体系的完整,不同教材知识内容之间难免会有重叠交叉。所以,在教学中教师必须根据本专业学生的特点和本校实际,安排合理的教学内容。我们将基因工程内容分成三大部分,第一部分是理论基础,第二部分是DNA重组技术,第三部分是外源基因的表达。
首先,基因工程的理论基础包含酶学基础和载体构建酶学基础部分,着重给学生介绍各类工具酶的特点及用途,对于分子生物学交叉的部分做简要介绍;载体构建部分主要介绍在微生物、植物、动物中不同载体的使用及简单的构建策略,虽然现在绝大多数的载体都已经商品化,都可以即买即用,但是载体构建的策略体现了基因重组过程中非常重要的思想,让学生了解载体的构建过程有助于对整个基因重组过程的理解。
其次,DNA重组技术是整个基因工程的核心部分,要做重点讲解。主要侧重DNA重组过程的战略设计,从目的基因的获得、载体与目的基因的酶切、拼接、导入受体细胞、重组子筛选等各个环节对实验策略和实验方法做详细的讲解和讨论。
最后,外源基因在宿主细胞中的稳定表达是所有基因工程的最终目的,因此要向学生详细讲解什么是转基因沉默,相应的解决策略是什么。对本校生物技术专业学生来说,主要侧重讨论微生物的基因工程,即主要讨论大肠杆菌的基因工程和酵母的基因工程,而植物和动物基因工程涉及较少,这部分我们只做概述。
二、教学方法
适当的教学方式和教学方法是提高教学质量的重要保证。为了提高基因工程课程的教学效果,我们使用了构建思维导图配合多媒体教学的方式。
思维导图是20世纪60年代由英国著名学者托尼・巴赞提出的一种有效的记忆方法。思维导图以节点来代表一个概念、主题或想法,以线段或弧线来连接它们,从而表示出概念之间、主题与事实、细节之间或想法之间的关系,把各级主题的关系用相互隶属与相关的层级图表现出来,充分运用左右脑的机能,利用记忆、阅读、思维的规律,协助学习者进行高级思维和有效记忆,进而提高创造力。在教学中,由教师一面讲课,一面在黑板上生成思维导图,帮助学生总结归纳、理解记忆。每个知识点,涉及用图片等演示的,用事先准备的多媒体播放给学生,加深学生对每个知识点的理解和掌握,这样就避免了单纯多媒体教学直线性的特点,呈现给学生一个相关主题的知识网络,便于理解记忆。
其次,在教学中采用提问式教学。随时对学过的与基因工程有关的微生物学、生物化学、分子生物学知识进行提问,一方面帮助学生回忆学过的知识,另一方面要让学生了解到,在大学的学习过程中各门课程之间不是孤立的,而是有机地联系在一起的。
最后,采用启发研讨式教学。在基因工程教学中,将每一个重要技术的研究思路引入课堂,如在怎样的情况下催生了Mullis发明了PCR技术,Lederberg又是如何由细菌致育因子想到了基因载体等;通过生动的实例激发学生的学习兴趣,启发学生通过观察去发现问题和解决问题。同时,为了进一步调动学生学习的积极性和主动性,在教师讲解后让学生分小组,就自己感兴趣的新技术及其应用等查阅最新文献资料,并走上讲台讲解,这样就能调动学生学习的主动性,也使学生在阅读能力、自学能力、口头表达能力等方面得到实际锻炼。
三、考核方式
生物技术专业的基因工程是32学时的必修考试课,成绩由期末考试和平时成绩两部分组成。考试成绩占70%,平时成绩占30%,平时成绩包括出勤、作业、课堂表现等方面。
经过上述尝试,生物技术专业学生在课上能够积极配合教师,更重要的是学生真正进行思考,积极参与到整个教学过程中来,取得了良好的教学效果。
【关键词】胜任力模型 专业技术职务 评价考核
一、引言
职称制度是专业技术人才管理的基本制度,是评价专业技术人才学术技术水平和职业素质能力的主要途径,是加强专业技术人才队伍建设的重要抓手,也是人才科学配置和使用的重要依据。专业技术职务任职评价作为职称制度的重要内容之一,一直是人才学理论关注的核心问题和难点问题,更是深化职称制度改革的重大课题之一。《国家中长期人才发展规划纲要(2010~2020年)》提出,要完善专业技术职务任职评价办法,落实用人单位在专业技术职务(岗位)聘任中的自。人民银行中长期人才发展规划纲要(2010~2020年)也进一步强调要丰富专业人才评价手段,研究建立以岗位设置和任职资格管理有机结合、体现中央银行特点的专业人才成长通道。
但是,当前专业技术职务任职评价的标准和方法仍存在一定问题,诸如:评价标准过于宽泛,评价方法较为单一,与岗位任职要求不匹配等。上述问题的存在一定程度影响了专业技术职务任职评价的科学性和准确性,制约了专业技术人才的健康持续成长。基于这一现状,本文从完善专业技术职务任职评价标准、创新评价手段角度出发,以胜任力理论为指导,结合人民银行职称管理现状,提出构建专业技术人员胜任力模型的具体思路及任职评价的主要指标,为进一步优化专业技术职务任职评价考核机制提供了理论依据和实践基础。
二、文献综述
(一)胜任力和能力
胜任力这一概念最早出现在1973年美国著名心理学家McClelland的文章《测量胜任力而非智力》中是指一个人胜任职位的能力,而不是一个人的所有能力。Spencer在其著作《工作中的胜任力:绩效优异者的胜任力模型》中认为胜任力是一种个人潜在的特征,与有效或优异的工作绩效相连,表明的是一种思考或行为的方式,一种跨情景的泛化的行为或思考的方式,而且持续着相当长的一段时间。对于越是复杂的工作,与工作技能、智力以及文凭相比,胜任力对于有效的工作绩效的取得就越重要。
在国内,仲理峰等人给胜任力的定义是:胜任力是能把某职位中表现优异者和表现平平者区别开来的个体潜在的、较为持久的行为特征。这些特征可以是认知的、意志的、态度的、情感的、动力的或是倾向性的等等。彭剑峰认为,胜任力是驱动员工产生优秀工作绩效的各种个体特征的集合,反应的是可以通过不同的方式表现出来的知识、技能、个性与内驱力。它是判断一个人能否胜任某项工作的起点,是驱动并区分绩效好坏差异的个人特征的总和。
目前,虽然胜任力的概念在文献中还没有统一的定义,但在其特点方面还是已经达成一些共识,概括起来有以下几点:一是多维性,即胜任力涵盖多个因素,如知识、技能、动机、社会角色、自我概念等;二是绩效关联性,即胜任力与工作绩效有密切的关系,可以通过员工胜任力预测员工绩效;三是可测性,即胜任力是可区分、可度量的,可以将胜任力划分为若干种类和不同等级;四是针对性,即不同的职业有不同的胜任力要求;五是动态性,即胜任力要素与程度随工作和环境的变化而变化,是动态发展的。
(二)胜任力模型及其分类
胜任力模型就是为完成某项工作或达成某一绩效目标所要求的一系列不同胜任力的组合。公认的胜任力理论模型是由Spencer提出的冰山模型。该模型把人的胜任力形象描绘成一座冰山,冰山水下的部分指人的潜在特征,冰山水上的部分是容易被感知的表象部分,按从上到下的深度不同可分为知识、技能、社会角色、自我概念、性格特质、动机等6个层面,向下越深越不容易被挖掘与感知。
胜任力模型理论为我们构建专业技术职务任职评价考核标准和指标体系提供了可行的理论工具。胜任力模型是根据人员在胜任力特征上的表现状况来描述人员在相应职务岗位上的履职情况的。专业技术职务任职评价的主要对象便是履职能力。通过对专业技术人员胜任力特征的解析构建专业技术职务任职评价体系,可以使评价标准更具针对性,使评价结果与岗位任职要求更为契合,进而从整体上提升了评价考核工作的科学性和准确性。
三、构建专业技术职务任职评价考核标准的思路
(一)构建通用胜任力模型的基本思路
胜任力模型构建一般有两种基本思路:一是根据组织的战略来研究对组织成员的素质要求,二是根据对绩效优秀和绩效一般的组织成员的关键行为事件访谈来分析二者之间在行为方式上的差异,从而提炼出能够区分优秀人员与一般人员的能力素质特点。第一种方法强调组织战略要求的能力与素质,这些能力与素质可能在当前的组织成员中并不普遍,但对组织的未来成功至关重要,因此这种方法具有未来导向性,适合面临战略转型期的组织使用。第二种方法主要关注当前的优秀人员所具备的能力与素质特点并以他们为标准建立模型,从而能够确保胜任力模型的现实适用性,但这种方法的缺陷在于它仅仅是对当前与过去的优秀人员的能力与素质特征的概括,未能反映组织未来发展的要求,因此有一定程度的滞后性,主要适用于具有高度稳定性的组织。具体到人民银行胜任力模型的构建,应当以第二种方法为主,同时兼顾第一种方法,这样建立的模型具有较高信度、效度与区分度。
模型的假设与验证国内外常规采用行为事件访谈法为主,针对以上研究思路与框架,结合国内外研究成果,我们认为采取360度问卷调查为主,行为事件访谈、半结构访谈和专家小组座谈为辅的方法较科学较易操作,理由有三:一是360度问卷调查是全方位调查,样本量大,评价主体较全面,其结果的信度、效度及区分度均较高;二是行为事件访谈法样本较少,操作较难,被访谈人按目前评价标准很难确定其绩效优秀的可靠性,其语言表达与概括能力决定其表述的行为事件关键要素提炼的难易程度;三是除了采取行为事件访谈法和360度问卷调查外,还采取了专家小组座谈法,重点讨论分析指标要素的信度、效度与区分度,使评价角度更加全面。
在模型假设构建阶段通过文献分析与归纳,提炼归纳出那些出现次数最多的胜任特征要素并将其作为胜任特征通用模型的特征要素,然后,将提炼出的要素编制问卷分别调查,并对收集的数据进行因子分析,进而建立胜任特征通用模型。
(二)专业技术职务任职评价考核的主要标准
据统计,我国专业技术人员胜任特征要素出现次数在8次(25%)以上的有15个,分别为:专业知识与技能、团队合作、成就导向、学习能力、沟通能力、责任心、创新意识与能力、分析式思维、主动性、自信、信息寻求能力、解决问题的能力、坚韧性、注重细节、概念式思维。
根据以上要素及通用胜任力模型内容,我们可以总结出三个评价标准,一是自我效能,包括4个要素:自信、解决问题的能力、主动性和坚韧性;二是思维与认知,包括5个要素:分析式思维、概念式思维、成就导向、创新意识与能力、注重细节;三是职业素养,包括6个要素:责任心、学习能力、专业技能与业绩、沟通能力、团队合作、信息寻求能力。
四、专业技术职务任职评价考核标准的具体应用
(一)构建基于胜任特征的专业技术人员选拔机制,获取合适的人力资本增量
建立完善以岗位需求为基础的选任机制,重点对拟任人选的综合素质、能力、个人特质等进行评估,利用这些胜任力考核标准和方法,可以更科学地判断候选对象胜任岗位的心理品质和能力要素,做出其是否适合专业技术或管理岗位聘任的判断,真正实现人员与岗位的充分匹配。
(二)构建基于胜任特征的专业技术人员业绩评估机制,激活现有人力资本存量
现有人民银行专业技术人员聘任考核管理中存在的一大难题是工作难以量化、非程序化。以胜任力模型作为绩效考核的一部分,建立以专业技术岗位考核指标为具体内容的胜任力考核体系,综合考量各项指标的满意度,引导专业技术人员树立合理规划职业生涯,帮助其进一步明确了个人素质的发展目标,必将对进一步增强个人自我管理意识,有效地开展个人职业生涯发展规划起到积极的促进作用。
(三)构建基于胜任特征的培训工作机制,提升专业技术人员综合素质
关键词:农业发展探析
一、生物技术给农业发展带来机遇
广义上讲,生物技术是利用有机体、死细胞、活细胞以及细胞内含物,采用特殊的过程生产出特殊的产品应作到农业、医药以及环境修复治理中,尤其是70年代基因工程的出现,它能改变、取代物种的基因。
生物技术在农作物中已有广泛的应用。最初通过遗传工程获得而进入市场的作物是:玉米、大豆和棉花。它们经转基因后具有抗除草剂和棉铃虫的能力。这种玉米、大豆和棉花从Bt细菌获得基因,经遗传改良后具有防虫害的能力。利用Bt细菌获得经遗传改良的作物的潜力是相当大的。例如:美国有200万hm2的Bt棉花,澳大利亚有40万hm2,两者各相当于2.5亿美元价值。如果将Bt玉米引种在美国1000万hm2的土地上,只要增产5%,就意味着能增加3.5亿美元收入。这项技术进一步促进了Bt制剂控制虫害在商业上的应用。除此之外,还有许多经转入特定基因的玉米品种,这些品种能同时抗除草剂和一些虫害。
生物技术在畜牧业上应用所获得的益处与在农作物上相似。一方面,生物技术有助于提高畜禽的生命力以及消灭竞争者。促进畜禽生长的物质有生长激素以及促进其生长的调节剂,这些物质可由基因工程而获得。如利用鼠类基因(该基因能促进角蛋白的形成)能获得了经遗传改良的绵羊,这种绵羊比普通棉羊产毛量能提高6%左右。另一方面,生物技术在提高农作物产量、质量的同时,有助于提高畜牧业的生产力发展水平。例如,通过控制饲料作物体内碳水化合物含量可提高畜牧业生产力;利用基因调控技术可以提高包括豆科作物在内一些作物的蛋白质含量,减少饲料作物中难消化的木质素含量等。达比等人已生产出一种转基因三叶草,可应用于澳大利亚绵羊牧场。该基因来自向日葵,经转基因的三叶草能制造富含氨基酸的蛋白质,该蛋白质经食物链进入绵羊体内,进而能提高产毛量。
生物技术给人类带来的益处也包括在生态和环境两个方面。利用生物技术提高现有农业生态系统的生产力可以减低农业向原始的、自然、半自然生态系统扩张的要求,因此,它有助于有人类保存、保护地球上仅有的自然生态系统及其资源,有助于人们未来再利用其中的基因资源开发新的产品。
生物技术已用于生产抗虫害、抗除草剂作物。正如前面所述,一些转基因棉花、玉米、大豆等具有抗虫害、抗除草剂的能力。1995年人们可以在市场上购买到转基因马铃薯,这种马铃薯能产生水晶蛋白,而水晶蛋白对科伦那多马铃薯甲虫有毒害作用。这些转基因作物能减少杀虫剂的用量,降低杀虫剂及其残留物对食物链、水体造成污染,从而有利于保护生态环境。
在许多农业生产区,土壤氮素可利用量是制约农业生产力提高的一个重要因子。而一高科技农业生产区使用人造氮肥是以牺牲生态环境为代价的。制造氮肥要利用大量能源,据统计,英联邦农场平均投入的能源大约有50%来自肥料。由施用肥料而产生的温度气体(二氧气化碳、氮氧化合物等)不可避免地促进地球气候变暖。除此之外,农业土壤的氮素流失是水体富营养化的主要原因。
生物技术的利用能为这些问题的解决提供潜在的、真正有价值的帮助。
同样,人们可以利用真菌来提高土壤养分的有效性。温莱指出:特定的真菌类能促进土壤养分的释放,从而促进作物生长;真菌也能通过分解有机物质(例如纤维素等)释放出糖类,促进固氮菌的生长。进一步提高土壤养分有效性的可能,包括获得转基因细菌和真菌,以进一步增强它们制造养分和释放土壤养分的能力。转基因作物的最终目标是使作物本身能够自行固氮,避免、减少使用人造肥料,从而减少对生态环境的破坏。这在目前尚不可能,但在将来却有望实现这个目标。二、利用生物技术发展农业应注意克服的问题
从经济角度上讲,生物技术带来的不利并不明显,然而,它会引起发达国家与发展中国家贫富差距进一步扩大。因为,生物技术公司主要集中在发达国家,发达国家可以通过输出生物技术产品而获得利润。与此同时,发展中国家由于技术、及其产品还远没有被广泛接受。
生物技术可能引起生产方式和人类健康的退变。这种情奖品可能会随着需要特定处理的转基因作物的出现而产生,特别是抗除草剂的转基因作物出现。农民必须从同一公司购买种子和除草剂,否则除草剂起不了作用。同样的问题也可能在需人造肥料的转基因作物上出现,这些转基因作物会取代传统的依靠有机肥的作物,后者在发展中国家是很普遍的,并且也有利于环境保护。生物技术在食品上的应用对发展中国家的农民也会造成许多困难。生物技术也会对人类的健康制造麻烦。近年来在英国已有这方面的报道。特别是当能引发人体过敏反应的基因转入农作物时,例如,坚果能引发人体过敏反应,若它的基因被导入其他作物,则有可能其他作物也会引起人体过敏。为了预防起见,转基因作物产品必须经免疫测定筛选后才能利用。
生物技术也可能引发环境问题。人们利用生物技术生产出抗旱、耐盐、抗病虫害作物同时,也导致生物多样性遭受严重破坏,甚至导致一些物种灭绝。这一结果是由于生物技术促进农作物向它原本不适应的地域扩张而造成的。生物技术同样加速土壤侵蚀和沙漠化。农业,尤其是耕作农业的扩张会增加除草剂、杀虫剂、人造肥料的使用,农业中不断投入的能源促进全球变暖。与此同时,氮素生物化学循环的改变也加剧了水体的富营养化,直接影响人类和动植物的生存。
广义上讲,生物技术是利用有机体、死细胞、活细胞以及细胞内含物,采用特殊的过程生产出特殊的产品应作到农业、医药以及环境修复治理中,尤其是70年代基因工程的出现,它能改变、取代物种的基因。
生物技术在农作物中已有广泛的应用。最初通过遗传工程获得而进入市场的作物是:玉米、大豆和棉花。它们经转基因后具有抗除草剂和棉铃虫的能力。这种玉米、大豆和棉花从Bt细菌获得基因,经遗传改良后具有防虫害的能力。利用Bt细菌获得经遗传改良的作物的潜力是相当大的。例如:美国有200万hm2的Bt棉花,澳大利亚有40万hm2,两者各相当于2.5亿美元价值。如果将Bt玉米引种在美国1000万hm2的土地上,只要增产5%,就意味着能增加3.5亿美元收入。这项技术进一步促进了Bt制剂控制虫害在商业上的应用。除此之外,还有许多经转入特定基因的玉米品种,这些品种能同时抗除草剂和一些虫害。
生物技术在畜牧业上应用所获得的益处与在农作物上相似。一方面,生物技术有助于提高畜禽的生命力以及消灭竞争者。促进畜禽生长的物质有生长激素以及促进其生长的调节剂,这些物质可由基因工程而获得。如利用鼠类基因(该基因能促进角蛋白的形成)能获得了经遗传改良的绵羊,这种绵羊比普通棉羊产毛量能提高6%左右。另一方面,生物技术在提高农作物产量、质量的同时,有助于提高畜牧业的生产力发展水平。例如,通过控制饲料作物体内碳水化合物含量可提高畜牧业生产力;利用基因调控技术可以提高包括豆科作物在内一些作物的蛋白质含量,减少饲料作物中难消化的木质素含量等。达比等人已生产出一种转基因三叶草,可应用于澳大利亚绵羊牧场。该基因来自向日葵,经转基因的三叶草能制造富含氨基酸的蛋白质,该蛋白质经食物链进入绵羊体内,进而能提高产毛量。
生物技术给人类带来的益处也包括在生态和环境两个方面。利用生物技术提高现有农业生态系统的生产力可以减低农业向原始的、自然、半自然生态系统扩张的要求,因此,它有助于有人类保存、保护地球上仅有的自然生态系统及其资源,有助于人们未来再利用其中的基因资源开发新的产品。
生物技术已用于生产抗虫害、抗除草剂作物。正如前面所述,一些转基因棉花、玉米、大豆等具有抗虫害、抗除草剂的能力。1995年人们可以在市场上购买到转基因马铃薯,这种马铃薯能产生水晶蛋白,而水晶蛋白对科伦那多马铃薯甲虫有毒害作用。这些转基因作物能减少杀虫剂的用量,降低杀虫剂及其残留物对食物链、水体造成污染,从而有利于保护生态环境。
在许多农业生产区,土壤氮素可利用量是制约农业生产力提高的一个重要因子。而一高科技农业生产区使用人造氮肥是以牺牲生态环境为代价的。制造氮肥要利用大量能源,据统计,英联邦农场平均投入的能源大约有50%来自肥料。由施用肥料而产生的温度气体(二氧气化碳、氮氧化合物等)不可避免地促进地球气候变暖。除此之外,农业土壤的氮素流失是水体富营养化的主要原因。
生物技术的利用能为这些问题的解决提供潜在的、真正有价值的帮助。
同样,人们可以利用真菌来提高土壤养分的有效性。温莱指出:特定的真菌类能促进土壤养分的释放,从而促进作物生长;真菌也能通过分解有机物质(例如纤维素等)释放出糖类,促进固氮菌的生长。进一步提高土壤养分有效性的可能,包括获得转基因细菌和真菌,以进一步增强它们制造养分和释放土壤养分的能力。转基因作物的最终目标是使作物本身能够自行固氮,避免、减少使用人造肥料,从而减少对生态环境的破坏。这在目前尚不可能,但在将来却有望实现这个目标。
二、生物技术带来的不利
从经济角度上讲,生物技术带来的不利并不明显,然而,它会引起发达国家与发展中国家贫富差距进一步扩大。因为,生物技术公司主要集中在发达国家,发达国家可以通过输出生物技术产品而获得利润。与此同时,发展中国家由于技术、及其产品还远没有被广泛接受。
生物技术可能引起生产方式和人类健康的退变。这种情奖品可能会随着需要特定处理的转基因作物的出现而产生,特别是抗除草剂的转基因作物出现。农民必须从同一公司购买种子和除草剂,否则除草剂起不了作用。同样的问题也可能在需人造肥料的转基因作物上出现,这些转基因作物会取代传统的依靠有机肥的作物,后者在发展中国家是很普遍的,并且也有利于环境保护。生物技术在食品上的应用对发展中国家的农民也会造成许多困难。生物技术也会对人类的健康制造麻烦。近年来在英国已有这方面的报道。特别是当能引发人体过敏反应的基因转入农作物时,例如,坚果能引发人体过敏反应,若它的基因被导入其他作物,则有可能其他作物也会引起人体过敏。为了预防起见,转基因作物产品必须经免疫测定筛选后才能利用。
生物技术也可能引发环境问题。人们利用生物技术生产出抗旱、耐盐、抗病虫害作物同时,也导致生物多样性遭受严重破坏,甚至导致一些物种灭绝。这一结果是由于生物技术促进农作物向它原本不适应的地域扩张而造成的。生物技术同样加速土壤侵蚀和沙漠化。农业,尤其是耕作农业的扩张会增加除草剂、杀虫剂、人造肥料的使用,农业中不断投入的能源促进全球变暖。与此同时,氮素生物化学循环的改变也加剧了水体的富营养化,直接影响人类和动植物的生存。
广义上讲,生物技术是利用有机体、死细胞、活细胞以及细胞内含物,采用特殊的过程生产出特殊的产品应用到农业、医药以及环境修复治理中,尤其是70年代基因工程的出现,它能改变、取代物种的基因。
生物技术在农作物中已有广泛的应用。最初通过遗传工程获得改良而进入市场的作物是:玉米、大豆和棉花。这种玉米、大豆和棉花从Bt细菌获得基因,经遗传改良后具有防虫害的能力。利用Bt细菌获得经遗传改良作物的同时,这种作物的收益潜力是相当大的。例如:美国有200万hm2的Bt棉花,澳大利亚有40万hm2,两者各相当于2.5亿美元价值。如果将Bt玉米引种在美国1000万hm2的土地上,只要增产5%,就意味着能增加3.5亿美元收入。这项技术进一步促进了Bt制剂控制虫害,并在农业上的应用。除此之外,还有许多经转特定基因的玉米品种,这些品种能同时抗除草剂和一些虫害。
生物技术在畜牧业上应用所获得的益处与在农作物上相同。一方面,生物技术有助于提高畜禽的生命力以及消灭竞争者。促进畜禽生长的物质有生长激素以及促进其生长的调节剂,这些物质可由基因工程而获得。如利用鼠类基因(该基因能促进角蛋白的形成)获得了经遗传改良的绵羊,这种绵羊比普通绵羊产毛量能提高6%左右。另一方面,生物技术在提高农作物产量、质量的同时,有助于提高畜牧业的生产力发展水平。例如,通过控制饲料作物体内碳水化合物含量来提高畜牧业生产力;利用基因调控技术可以提高包括豆科作物在内一些作物的蛋白质含量,减少饲料作物中难消化的木质素含量等。澳大利亚植物学家达比等人已生产出一种转基因三叶草,可应用于澳大利亚绵羊牧场。该基因来自向日葵,经转基因的三叶草能制造富含氨基酸的蛋白质,该蛋白质经食物链进入绵羊体内,进而能提高产毛量。
生物技术给人类带来的益处也包括在生态和环境两个方面。利用生物技术提高现有农业生态系统的生产力可以降低农业向原始的、自然的、半自然的生态系统扩张,因此,它有助于人类保存、保护地球上仅有的自然生态系统及其资源,有助于人们未来再利用其中的基因资源去开发新的产品。
1995年人们可以在市场上购买到转基因马铃薯,这种马铃薯能产生水晶蛋白,而水晶蛋白对科伦那多马铃薯甲虫有抵抗作用。这些转基因作物能减少杀虫剂的用量,降低杀虫剂及其残留物对食物链、水体造成污染,从而有利于保护生态环境。
在许多农业生产区,土壤氮素可利用量是制约农业生产力提高的一个重要因子。而一高科技农业生产区使用人造氮肥是以牺牲生态环境为代价的,因为制造氮肥要利用大量能源,据统计,英联邦农场平均投入的能源大约有50%来自肥料。由施用肥料而产生的温度气体(二氧气化碳、氮氧化合物等)不可避免地促进地球气候变暖。除此之外,农业土壤的氮素流失是水体富营养化的主要原因。生物技术的利用能为这些问题的解决提供潜在的、真正有价值的帮助。
同样,人们可以利用真菌来提高土壤养分的有效性。美国转基因作物研究者温莱指出:特定的真菌类能促进土壤养分的释放,从而促进作物生长,真菌也能通过分解有机物质(例如纤维素等)释放出糖类,促进固氮菌的生长。转基因作物的最终目标是使作物本身能够自行固氮,避免、减少使用人造肥料,从而减少对生态环境的破坏。这在目前尚不可能,但在将来却有望实现这个目标。
生物技术带来的不利
从经济角度上讲,生物技术带来的不利并不明显,然而,它会引起发达国家与发展中国家贫富差距进一步扩大。因为,生物技术公司主要集中在发达国家,发达国家可以通过输出生物技术产品而获得利润。与此同时,发展中国家由于技术、及其产品还远没有被广泛接受。
这种情形可能会随着需要特定处理的转基因作物的出现而产生,特别是抗除草剂的转基因作物出现。农民必须从同一公司购买种子和除草剂,否则除草剂起不了作用。同样的问题也可能在需人造肥料的转基因作物上出现,这些转基因作物会取代传统的依靠有机肥的作物,后者在发展中国家是很普遍的,并且也有利于环境保护。生物技术在食品上的应用对发展中国家的农民也会造成许多困难。生物技术也会对人类的健康制造麻烦,近年来在英国已有这方面的报道,特别是当引发人体过敏反应的基因转入农作物时,例如:坚果能引发人体过敏反应,若它的基因被导入其他作物,则有可能其他作物也会引起人体过敏。为了预防起见,转基因作物产品必须经免疫测定筛选后才能利用。
生物技术也可能引发环境问题。人们利用生物技术生产出抗旱、耐盐、抗病虫害作物同时,也导致生物多样性遭受严重破坏,甚至导致一些物种灭绝。这一结果是由于生物技术促进农作物向它原本不适应的地域扩张而造成的。生物技术同样加速土壤侵蚀和沙漠化,尤其是耕作农业的扩张会增加除草剂、杀虫剂、人造肥料的使用,造成在农业中不断投入的能源促进了全球变暖。与此同时,氮素生物化学循环的改变也加剧了水体的富营养化,直接影响人类和动植物的生存。
关键词:农业育种 生物技术
我国农业生产的现状和发展趋势来看,仅仅利用传统的常规育种方法已经很难满足我国农业生产对作物新品种的要求,因而借助于农业生物技术与常规育种方法相结合的方式将会创造出更多的新种质,进而培育出更多高产、优质和多抗的新品种。作物生物技术育种所研究的主要内容涉及到在生物体内的细胞组织、染色体和基因等方面对其遗传基础进行改造和改良,以便获得具有更大增产潜力的作物新品种。
一、 常规育种与生物技术育种
常规育种技术是基于对种内和种间杂种优势的利用,很有限而且是依靠育种家的经验在田间和畜舍对动植物作表型选择;主要有杂交育种,单倍体育种,多倍体育种等。 而生物技术的强大之处在于能突破动物、植物、微生物之间的界限作基因的转移,这就极大地拓宽了种质资源和杂种优势的利用,而且可以直接作基因型的早期选择和在实验室内操作;可以大大提高育种的目标性和效率,缩短育种周期和减少工作量。
二、 生物技术育种取得的成就
迄今为止,国际上已成功地把有实用价值的基因如抗病毒、抗虫、抗除草剂,改变蛋白质组成、提高淀粉含量、雄性不育、改变花色和花形,延长保鲜期等的基因分别转人植物。农业生物技术育种的研究成果正在越来越多地应用于农业生产,深刻地影响着农业的生产方式和效益。据美国农业部(USDA)1996年对美国50年来畜牧生产中各种科学技术所起作用的总结,品种改良的作用居各项技术之首。1996年亚拉巴马州3/4以上的棉花是抗虫害的遗传工程棉花。另外在玉米育种研究领域,玉米育种专家和分子生物学家携手,共同致力于玉米新品种的研究与开发。认识到相互的合作才是发展现代生物技术和现代农业的正确道路,科学家们已经通过应用分子标记手段找到了我国玉米自交系的主要类群,并成功地绘制了我国第一张玉米分子标记连锁图谱,选育出了抗虫转基因玉米品种,并已走出了实验室进入了国家区试,有望在未来的几年得到推广应用。克隆技术在玉米育种上也已启动,克隆玉米部分优良基因的工作进展顺利,并取得初步成效。分子标记辅助选择技术也开始进入育种程序。在未来的育种领域,不管何类作物,都将不可避免的广泛地使用生物技术。而生物技术也将在未来的农业生产的各领域彰显其不可替代的卓越的增产潜能。
三、 生物技术育种的不足之处
然而,由于生物技术其自身的复杂性和高技术性,人类对其认识的局限性,转基因作物类品种的应用将有可能造成对农业生产环境和人类自身的伤害。在欧美等发达国家的一些科学家们也对转基因作物及产品与生物制品的广泛应用提出了疑虑和非议,出于对人类自身和生态环境的安全考虑这些疑虑和非议也不无道理,我们应当充分估计转基因类作物对人类和有益生物可能带来的不良变异和严重的生态污染。因而,我们在研究和应用转基因作物类品种时,应充分的考虑转基因作物自身的安全性,转基因作物及其产品对人与有益生物的安全性保障问题,转基因技术与传统育种技术的有机结合,改良和克服转基因技术的不利因素,建立和完善转基因技术产品的安全标准和安全评价体系,保障粮食生产安全。
四、 我国生物技术育种的发展
我国植物基因工程技术将在两个方面有明显的发展。第一,转基因的技术将会有新的突破。80年代初,最早利用一种叫土壤农杆菌的微生物作为载体将目的基因转入受体。这种细菌只能侵染大部分双子叶植物和少数单子叶植物,因而使农作物的基因工程受到很大限制。80索转化农作物的新方法,其中包括使用电击法、微弹射击法、PEG法和其它一些直接将DNA导入受体的方法。今后这些新技术将不断完善,同时还会有一些新的基因导入技术出现。第二,分离基因的技术将会有新的突破。目前在植物基因工程中所采用的基因基本上是控制生物体质量性状的单基因,即只要转入一个基因就能获得所需要的目标性状,例如抗病毒特性、抗虫特性和抗除草剂特性等。从分离单基因到成功地分离出多基因,其技术要求会更严格,这将是今后植物基因工程有待突破的一个重要方面。除此之外,我国农业分子育种经过20多年的艰苦探索之后,已经形成了比较完善的技术体系,培育了一大批新种质和新品种。这项探索性研究始于1974年,其理论依据就是DN段杂交假说,即在远缘生物间的杂交种中,细胞内的异源染色体在减数分裂中不可能进行正常配对,但异源染色体在受体细胞内一旦被裂解之后所产生的DN段有可能随其同源DNA顺序进入受体染色体,由此会使受体所产生的子代群体发生某些遗传性变异。目前,我国农作物分子育种在外源DNA(基因)导入受体的技术上已日趋完善,其中包括授粉后花粉管通道技术、幼穗穗茎注射技术、种子胚浸泡技术和茎端DNA枪击技术等。在水稻、普通小麦、棉花和大豆等主要作物上均已获得了一大批转基因新种质和新品种(品系),这些新品种(系)在生产上的增产效益非常明显。
现代生物技术在农业上的广泛应用将作为生物技术的“第二次浪潮”在下一个世纪全面展开,这将给农业生产带来新的飞跃。当今生命科学发展的一个主流方向就是进一步阐明生物体基因组及其编码蛋白质的结构与功能。作物生物技术育种在今后一个时期内的研究重点就是研究与农作物产量、品质和抗性等有关的基因结构、功能及其应用。随着研究的不断深入,生物体内部的许多奥秘将被揭开,生物体生长发育和繁殖的一些机理将被掌握。
参考文献:
[1]刘后利,农作物品质育种,湖北科学技术出版社,2001.
枣蜜桃不是转基因产品。转基因产品指的是利用转基因生物技术获得的转基因生物品系,并以该转基因生物为直接食品或为原料加工生产的食品称为转基因食品。
根据转基因食品来源的不同可分为植物性转基因食品,动物性转基因食品和微生物性转基因食品。当前转基因食品以植物性转基因食品为主,根据国际农业生物技术应用服务组织公布的数据,商业化种植作物品种越来越丰富。
(来源:文章屋网 )
转基因作物种植具有产量优势严格意义上的转基因技术,就是将某些生物的基因转移到其他物种中,使其出现原物种不具有的性状或产物。自从转基因生物技术产生以来,特别是1996年转基因作物种植合法地产业化以来,转基因生物技术和应用在反对声中不断地发展。根据国际农业生物技术应用服务组织的资料,从1996年到2012年,全球转基因作物种植面积由170万公顷增加到1.7亿公顷。其中,美国转基因作物种植面积所占比重超过40%,是世界上最大的转基因作物种植国家。但是,发展中国家转基因作物种植面积发展更加迅猛,到2012年首次超过发达国家,占全球种植总面积的52%。
近年来,全球转基因作物种植面积年均增长速度达到两位数,与转基因作物种植的明显优势分不开。转基因作物种植,如通过种植抗病虫害作物,不仅可以节约投入,特别是减少现代农业中杀虫剂等化学品和能源投入,还能够提高农产品产量和质量,为全球粮食安全、可持续发展和气候变化作出贡献。根据国际农业生物技术应用服务组织的资料,从1996年到2011年,转基因作物种植增加了982亿美元的农产品产量,节省了4.73亿公斤的杀虫剂,节约了1.1亿公顷的土地,仅2011年就减少了231亿公斤的二氧化碳排放。
应用推广存在潜在危害风险
社会上经常出现对食用转基因食品安全性的担忧。食用转基因食品后是否会产生过敏反应而出现身体不适?长期食用转基因食品是否会激活某些细胞过快生长而产生肿瘤?是否会改变人体组织功能而导致人类繁育能力下降或者导致人类变异?
尽管社会上仍不断出现食用转基因食品危害人体健康担忧,但是,迄今为止世界上仍然未出现任何一例得到严格的科学理论和证据证明的转基因食品对人类产生实质危害。
人们除了对食用转基因食品的安全性存疑外,还对种植转基因作物的生态安全性产生担忧。种植转基因作物,是否会通过基因漂移等途径带来其他植物杂草化,或者出现超级杂草和超级害虫,破坏生物多样性?
转基因植物可能会与近缘物种间产生基因漂移,形成?超级杂草,繁殖能力强,抗除草剂,在世界广泛蔓延,危害农业生产。据说,20世纪90年代末,美国农民广泛种植抗除草剂草甘膦的转基因棉花。到2004年,棉花地里出现了能够抗除草剂的苋菜,与棉花争夺水分、阳光和土壤养分。自然中还可能出现种植转基因作物的农机具或者运输工具等带有转基因成分,混入到非转基因农作物中,带来转基因农作物漂移的风险。
在现实生活中,转基因作物种植可能会破坏生态系统是得到证明的。美国大规模种植玉米的田地里,看不到任何鸟类。抗虫转基因作物的种植,可以消灭虫害,但也可能带来食物链的断裂,冲击自然生态系统。由于转基因作物的明显优势,农民往往会倾向于专门种植转基因作物,这样可能导致其他品种的灭绝,破坏生物多样性。
客观地说,转基因技术应用推广的危害风险是存在的。
建立风险评估才能更好服务人类
转基因作物及其食品生产经营是否需要监管?政府在风险评价、风险认知和风险交流等方面是否有必要承担责任?是否赋予消费者对转基因食品的知情选择权?这涉及转基因食品如何进行标签管理。
要让转基因技术应用推广更好地服务人类,必须高度重视各类风险。要有能够代表公众权益的政府或者组织对影响食品安全的各种危害进行评估,准确描述风险特征,要让公众知情,并提出和实施风险管理措施,尊重消费者的选择。
要让转基因技术应用推广更好地服务人类,必须采取慎重的态度。目前转基因食品的风险评价遵从实质等同性原则,认为转基因食品营养物质与传统的没有区别就算作是安全的。转基因大豆榨油,成品油脂中不含转基因成分就是安全的。实质等同原则评估食品安全风险能否做到万无一失?目前,乐观地说,人类开发和合法生产转基因食品,在现有科学知识和技术条件下无法证明不会对人体带来危害。
农业生物技术的主要研究内容包括:增强农作物以及畜禽鱼的抗性、品质改良、提高产量和生产具有特殊用途的物质等。其中以转基因作物的研究和运用最为重要,发展最快。根据统计资料,到2000年,全世界转基因作物推广面积达4420万公顷,比1996年增长了25倍;种植转基因作物的国家从1996年的6个增加到2000年的13个。这其中美国的转基因作物种植面积最广,达到了3030万公顷,占68%;其次为阿根廷,1000万公顷,占23%;加拿大300万公顷,占7%;我国为50万公顷,占1%。
根据有关专家的看法,现代农业生物技术的最新发展趋势表现为:
——研究成果商品化产业化进程加速。目前,农业生物技术作为一项高新技术产业在发达国家业已形成,并处于一个高速发展时期。有关专家预测,本世纪生物技术产品在国际贸易中的份额将达到10%以上,而现代农业生物技术又将占相当的比重。世界银行下属机构预测世界范围内转基因作物产业的交易额为2000年20亿美元,2005年60亿美元,2010年200亿美元;国际农业生物技术应用机构(ISAAA)的预测则分别为30亿美元、80亿美元和280亿美元。
——研究方式集约化、规模化明显。在政府以及公共机构对现代农业生物技术进行投资研究的同时,众多私有企业也开始注意到这一领域将是继计算机和网络技术之后的又一个潜力巨大的经济增长点,私人公司已逐步成为农业生物技术的研究主体。以美国为例,民营机构1992年对这一领域的投资为5.95亿美元,而1999年则达到15亿美元。与此同时,世界范围内出现了生物技术企业领域的兼并和收购狂潮,并购金额从1997年的12.37亿美元陡然升至1999年的138亿美元。一些资产过百亿美元的巨型跨国公司由此形成,过去分散的研究基地也随之向集中化规模化发展。
据业内人士分析,促成公司并购的原因,一方面是为合理利用资源、降低生产成本、优化人员组合,而更重要的原因,则是因为现代农业生物技术产业是一个高技术、高投入、高风险、长周期的产业,小公司在资金、技术、以及抗风险能力上均难以独立对农业生物技术产品进行研发和推广。只有强强联手的大型现代农业生物技术企业才能有效占领市场,与其它企业抗衡。