生物技术研究热点精选(九篇)
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第1篇：生物技术研究热点范文
为了适应这种快速发展的形势,美国、日本、澳大利亚等发达国家先后制定了国家发展计划,把海洋生物技术研究确定为21世纪优先发展领域。1996年,中国也不失时机地将海洋生物技术纳入国家高技术研究发展计划(863计划),为今后的发展打下了基础。不言而喻,迄今海洋生物技术不仅成为海洋科学与生物技术交叉发展起来的全新研究领域,同时,也是21世纪世界各国科学技术发展的重要内容并将显示出强劲的发展势头和巨大应用潜力。
1.发展特点
表1和表2列出的资料大体反映了当前海洋生物技术研究发展的主要特点。
1.1加强基础生物学研究是促进海洋生物技术研究发展的重要基石
海洋生物技术涉及到海洋生物的分子生物学、细胞生物学、发育生物学、生殖生物学、遗传学、生物化学、微生物学,乃至生物多样性和海洋生态学等广泛内容,为了使其发展有一个坚实的基础,研究者非常重视相关的基础研究。在《IMBC 2000》会议期间,当本文作者询问一位资深的与会者:本次会议的主要进步是什么?他毫不犹豫的回答:分子生物学水平的研究成果增多了。事实确实如此。近期的研究成果统计表明,海洋生物技术的基础研究更侧重于分子水平的研究,如基因表达、分子克隆、基因组学、分子标记、海洋生物分子、物质活性及其化合物等。这些具有导向性的基础研究,对今后的发展将有重要影。
1.2推动传统产业是海洋生物技术应用的主要方面
目前,应用海洋生物技术推动海洋产业发展主要聚焦在水产养殖和海洋天然产物开发两个方面,这也是海洋生物技术研究发展势头强劲。充满活力的原因所在。在水产养殖方面,提高重要养殖种类的繁殖、发育、生长和健康状况,特别是在培育品种的优良性状、提高抗病能力方面已取得令人鼓舞的进步,如转生长激素基因鱼的培育、贝类多倍体育苗、鱼类和甲壳类性别控制、疾病检测与防治、DNA疫苗和营养增强等;在海洋天然产物开发方面,利用生物技术的最新原理和方法开发分离海洋生物的活性物质、测定分子组成和结构及生物合成方式、检验生物活性等,已明显地促进了海洋新药、酶、高分子材料、诊断试剂等新一代生物制品和化学品的产业化开发。
表1 近期IMBC大会研讨的主要内容
表2 近期IMBC大会和《Marine Biotechnology》学报论文统计表
1.3保证海洋环境可持续利用是海洋生物技术研究应用的另一个重要方面
利用生物技术保护海洋环境、治理污染,使海洋生态系统生物生产过程更加有效是一个相对比较新的应用发展领域,因此,无论是从技术开发,还是产业发展的角度看,它都有巨大的潜力有待挖掘出来。目前已涉及到的研究主要包括生物修复(如生物降解和富集、固定有毒物质技术等)、防生物附着、生态毒理、环境适应和共生等。有关国家把“生物修复”作为海洋生态环境保护及其产业可持续发展的重要生物工程手段,美国和加拿大联合制定了海洋环境生物修复计划,推动该技术的应用与发展。
1.4与海洋生物技术发展有关的海洋政策始终是公众关注的问题
其中海洋生物技术的发展策略、海洋生物技术的专利保护、海洋生物技术对水产养殖发展的重要性、转基因种类的安全性及控制问题、海洋生物技术与生物多样性关系以及海洋环境保护等方面的政策、法规的制定与实施倍受关注。
2. 重点发展领域
当前,国际海洋生物技术的重点研究发展领域主要包括如下几个方面:
2.1发育与生殖生物学基础
弄清海洋生物胚胎发育、变态、成熟及繁殖各个环节的生理过程及其分子调控机理,不仅对于阐明海洋生物生长、发育与生殖的分子调控规律具有重要科学意义,而且对于应用生物技术手段,促进某种生物的生长发育及调控其生殖活动,提高水产养殖的质量和产量具有重要应用价值。因此,这方面的研究是近年来海洋生物技术领域的研究重点之一。主要包括:生长激素、生长因子、甲状腺激素受体、促性腺激素、促性腺激素释放激素、生长一催乳激素、渗透压调节激素、生殖抑制因子、卵母细胞最后成熟诱导因子、性别决定因子和性别特异基因等激素和调节因子的基因鉴定、克隆及表达分析,以及鱼类胚胎于细胞培养及定向分化等。
2.2基因组学与基因转移
随着全球性基因组计划尤其是人类基因组计划的实施,各种生物
的结构基因组和功能基因组研究成为生命科学的重点研究内容,海洋生物的基因组研究,特别是功能基因组学研究自然成为海洋生物学工作者研究的新热点。目前的研究重点是对有代表性的海洋生物(包括鱼、虾、贝及病原微生物和病毒)基因组进行全序列测定,同时进行特定功能基因,如药物基因、酶基因、激素多肽基因、抗病基因和耐盐基因等的克隆和功能分析。在此基础上,基因转移作为海洋生物遗传改良、培育快速生长和抗逆优良品种的有效技术手段,已成为该领域应用技术研究发展的重点。近几年研究重点集中在目标基因筛选,如抗病基因、胰岛素样生长因子基因及绿色荧光蛋白基因等作为目标基因;大批量、高效转基因方法也是基因转移研究的重点方面,除传统的显微注射法、基因枪法和携带法外,目前已发展了逆转录病毒介导法,电穿孔法,转座子介导法及胚胎细胞介导法等。 2.3病原生物学与免疫
随着海洋环境逐渐恶化和海水养殖的规模化发展,病害问题已成为制约世界海水养殖业发展的瓶颈因子之一。开展病原生物(如细菌、病毒等)致病机理、传播途径及其与宿主之间相互作用的研究,是研制有效防治技术的基础;同时,开展海水养殖生物分子免疫学和免疫遗传学的研究,弄清海水鱼、虾、贝类的免疫机制对于培育抗病养殖品种、有效防治养殖病害的发生具有重要意义。因此,病原生物学与免疫已成为当前海洋生物技术的重点研究领域之一,重点是病原微生物致病相关基因、海洋生物抗病相关基因的筛选、克隆,海洋无脊椎动物细胞系的建立、海洋生物免疫机制的探讨、DNA疫苗研制等。
2.4生物活性及其产物
海洋生物活性物质的分离与利用是当今海洋生物技术的又一研究热点。现人研究表明,各种海洋生物中都广泛存在独特的化合物,用来保护自己生存于海洋中。来自不同海洋生物的活性物质在生物医学及疾病防治上显示出巨大的应用潜力,如海绵是分离天然药物的重要资源。另外,有一些海洋微生物具有耐高温或低温、耐高压、耐高盐和财低营养的功能,研究开发利用这些具特殊功能的海洋极端生物可能获得陆地上无法得到的新的天然产物,因而,对极端生物研究也成为近年来海洋生物技术研究的重点方面。这一领域的研究重点包括抗肿瘤药物、工业酶及其它特殊用途酶类、极端微生物定功能基因的筛选、抗微生物活性物质、抗生殖药物、免疫增强物质、抗氧化剂及产业化生产等。
2.5海洋环境生物技术
该领域的研究重点是海洋生物修复技术的开发与应用。生物修复技术是比生物降解含义更为广泛,又以生物降解为重点的海洋环境生物技术。其方法包括利用活有机体、或其制作产品降解污染物,减少毒性或转化为无毒产品,富集和固定有毒物质(包括重金属等),大尺度的生物修复还包括生态系统中的生态调控等。应用领域包括水产规模化养殖和工厂化养殖、石油污染、重金属污染、城市排污以及海洋其他废物(水)处理等。目前,微生物对环境反应的动力学机制、降解过程的生化机理、生物传感器、海洋微生物之间以及与其它生物之间的共生关系和互利机制,抗附着物质的分离纯化等是该领域的重要研究内容。
3.前沿领域的最新研究进展
3.1发育与生殖调控
应用GIH(性腺抑制激素)和GSH(性腺刺激激素)等激素调控甲壳类动物成熟和繁殖的技术[1],研究了甲状腺激素在金绍生长和发育中的调控作用,发现甲状腺激素受体mRNA水平在大脑中最高,在肌肉中最低,而在肝、肾和鳃中表达水平中等,表明甲状腺素受体在成体金银脑中起着重要作用[1],对海鞘的同源框(Homeobox)基因进行了鉴定,分离到30个同源框基因[1],建立了青鳉的同源框(Homeobox)基因[1],建立了青鳉胚胎干细胞系并通过细胞移植获得了嵌合体青鳉[1],建立了虹鳟原始生殖细胞培养物并分离出Vasa基因[2],进行斑节对虾生殖抑制激素的分离与鉴定[2],应用受体介导法筛选GnRH类似物,用于鱼类繁殖[2],建立了海绵细胞培养技术,用于进行药物筛选[2],建立了将海胆胚胎作为研究基因表达的模式系统[2],通过基因转移开展了海胆胚胎工程的研究[2],研究了人葡糖转移酶和大鼠已糖激酶cDNA在虹鳟胚胎中的表达[3],建立了通过细胞周期蛋白依赖的激酶活性测定海水鱼苗细胞增殖速率的方法[3],研究了几丁质酶基因在斑节对虾蜕皮过程中的表达[4],从海参分离出同源框基因,并进行了序列的测定[4]。
3.2功能基因克隆
建立了牙鲆肝脏和脾脏mRN A的表达序列标志,从深海一种耐压细菌中分离到压力调节的操纵子,从大西洋鲑分离到雌激素受体和甲状腺素受体基因,从挪威对虾中分离到性腺抑制激素基因[1];将DNA微阵列技术在海绵细胞培养上进行了应用,构建了班节对虾遗传连锁图谱,建立了海洋红藻EST,从海星卵母细胞中分离出成熟蛋白酶体的催化亚基,初步表明硬骨头鱼类IGF-I原E一肽具有抗肿瘤作用[2];构建了海洋酵母De—baryomyces hansenii的质粒载体,从鲤鱼血清中分离纯化出蛋白酶抑制剂,从兰蟹血细胞中分离到一种抗菌肽样物质,从红鲍分离到一种肌动蛋白启动子,发现依赖于细胞周期的激酶活性可用作海洋鱼类苗种细胞增殖的标记,克隆和定序了鳗鱼细胞色素P4501A cD-NA,通过基因转移方法分析了鳗细胞色素P450IAI基因的启动子区域,分离和克隆了鳗细胞色素P450IAI基因,建立了适宜于沟绍遗传作图的多态性EST标记,构建了黄盖鲽EST数据库并鉴定出了一些新基因,建立了班节对虾一些组织特异的EST标志,从经Hirame Rhabdovirus病毒感染的牙鲆淋巴细胞 EST中分离出596个 cDNA克隆[3];用PCR方法克隆出一种自体受精雌雄同体鱼类的?一肌动蛋白基因,从金鲷cDNA文库中分离出多肽延伸因子EF-2CDNA克隆,在湖鳟基因组中发现了TC1样转座子元件[4];鉴定和克隆出的基因包括:南美白对虾抗菌肽基因、牡蛎变应原(allergen)基因、大西洋鳗和大西洋鲑抗体基因、虹鳟Vasa基因、青鳉P53基因组基因、双鞭毛藻类真核启始因子5A基因、条纹鲈GtH(促性腺激素)受体cDNA、鲍肌动蛋白基因、蓝细菌丙酮酸激酶基因、鲤鱼视紫红质基因调节系列以及牙鲆溶菌酶基因等[1—4]。
3.3基因转移
分离克隆了大马哈鱼IGF基因及其启动子,并构建了大马哈鱼IGF(胰岛素样生长因子)基因表达载体[1]。通过核定位信号因子提高了外源基因转移到斑马鱼卵的整合率[1],建立了快速生长的转基因罗非鱼品系并进行了安全性评价;对转基因罗非鱼进行了三倍体诱导,发现三倍体转基因罗非鱼尽管生长不如转基因二倍体快,但优于未转基因的二倍体鱼,同时,转基因三倍体雌鱼是完全不育的,因而具有推广价值[2];研究了超声处理促进外源DNA与金鲷结合的技术方法,将GFP作为细胞和生物中转基因表达的指示剂;表明转基因沟鲶比对照组生长快33%,且转基因鱼逃避敌害的能力较差,因而可以释放到自然界中,而不会对生态环境造成大的危害[3];应用GFP作为遗传标记研究了斑马鱼转基因的条件优化和表达效率[3];在抗病基因工程育种方面,构建了海洋生物抗菌肽及溶菌酶基因表达载体并进行了基因转移实验[2];在转基因研究的种类上,目前已从经济养殖鱼类逐步扩展到养殖虾、贝类及某些观赏鱼类[2.3]。通过基因枪法将外源基因转到虹鳟肌肉中获得了稳定表达[4]。
3.4分子标记技术与遗传多样性
研究了将鱼类基因内含子作为遗传多样性评价指标的可行性,应用SSCP和定序的方法研究了大西洋和地中海几种海洋生物的遗传多样性[1]。研究了南美白对虾消化酶基因的多态性[1];利用寄生性原生动
物和有毒甲藻基因组DNA的间隔区序列作标记检测环境水体中这些病原生物的污染程度,应用18S和5.8 S核糖体RNA基因之间的第一个内部间隔区(ITC—1)序列作标记进行甲壳类生物种间和种内遗传多样性研究[2];研究了斑节对虾三个种群的线粒体DNA多态性,用PCR技术鉴定了夏威夷苗的种类特异性。通过测定内含子序列揭示了南美白对虾的种内遗传多样性,采用同功酶、微卫星DNA及RAPD标记对褐鳟不同种群的遗传变异进行了评价,在平鱼鉴定并分离出12种微卫星DNA,在美国加州鱿鱼上发现了高度可变的微卫星DNA[3];弄清了一种深水鱼类线粒体基因组的结构,并发现了硬骨鱼类 tRNA基因重组的首个实例,测定了具有重要商业价值的海水轮虫的卫星DNA序列,用RAPD技术在大鲮鲆和鳎鱼筛选到微卫星重复片段,从多毛环节动物上分离出高度多态性的微卫星DNA,用RAPD技术研究了泰国东部泥蟹的遗传多样性[3];用AFLP方法分析了母性遗传物质在雌核发育条纹鲈基因组中的贡献[4]。 3.5 DNA疫苗及疾病防治
构建了抗鱼类坏死病毒的 DNA疫苗[1];开展了虹鳟IHNV DNA疫苗构建及防病的研究,表明用编码IHNV糖蛋白基因的DNA疫苗免疫虹鳟,诱导了非特异性免疫保护反应,证明DNA免疫途径在鱼类上的可行性,从虹鳟细胞系中鉴定出经干扰素可诱导的蛋白激酶[2];建立了养殖对虾病毒病原检测的ELISA试剂盒,用PCR等分子生物学技术鉴定了虾类的病毒性病原,将鱼类的非特异性免疫指标用于海洋环境监控,研究了抗病基因转移提高鲷科鱼类抗病力的可行性,研究了蛤类唾液酸凝集素的抗菌防御反映[2];研究了一种海洋生物多糖及其衍生物的抗病毒活性[3];建立了测定牡蛎病原的PCR—ELISA方法[3];研究了Latrunculin B毒素在红海绵体内的免疫定位[4]。
3.6生物活性物质
从海藻中分离出新的抗氧化剂[1],建立了大量生产生物活性化合物的海藻细胞和组织培养技术,建立了通过海绵细胞体外培养制备抗肿瘤化合物的方法[1];从不同生物(如对虾和细菌)中鉴定分离出抗微生物肽及其基因,从鱼类水解产物中分离出可用作微生物生长底物的活性物质,海洋生物中存在的抗附着活性物质,用血管生成抑制剂作为抗受孕剂,从蟹和虾体内提取免疫激活剂,从海洋藻类和蓝细菌中纯化光细菌致死化合物,海星抽提物在小鼠上表现出批精细胞形成的作用,从海洋植物Zostera marina分离出一种无毒的抗附着活性化合物,从海绵和海鞘抽提物分离出抗肿瘤化合物,开发了珊瑚变态天然诱导剂,从海胆中分离出一种抗氧化的新药,在海洋双鞭毛藻类植物中鉴定出长碳链高度不饱和脂肪酸(C28),表明海洋真菌是分离抗微生物肽等生物活性化合物的理想来源[2];发现海洋假单胞杆菌的硫酸多糖及其衍生物具有抗病毒活性,从硬壳蛤分离出谷光甘肽一S一转移酶,从鲤血清中分离出丝氨酸蛋白酶抑制剂,从海绵中分离出氨激脯氨酸二肽酶,从一种珊瑚分离出具DNA酶样活性的物质,建立了开放式海绵养殖系统,为生物活性物质的大量制备提供了充足的海绵原料[3];从虾肌水解产物中分离到抗氧化肽物质[4];从一? 趾Q笙妇?蟹掷氪炕?鲮一乙酸葡糖胺一6一磷酸脱乙酸酶[4]。
3.7生物修复、极端微生物及防附着
研究了转重金属硫蛋白基因藻类对海水环境中重金属的吸附能力,表明明显大于野生藻类[1],研究了石油降解微生物在修复被石油污染的海水环境上的可疗性及应用潜力[1];研究了海洋磁细菌在去除和回收海水环境中重金属上的应用潜力[1];用Bacillus清除养鱼场污水中的氮,用分子技术筛选作为海水养殖饵料的微藻,开发了六价铬在生物修复上的应用潜力,分离出耐冷的癸烷降解细菌,研究了海洋环境中多芳香化烃的微生物降解技术[2];从噬盐细菌分离出渗透压调节基因,并生产了重组Ectoine(渗透压调节因子),从2650米的深海分离到一种耐高温的细菌,这种细菌可用来分离耐高温和热稳定的酶,在耐高温的archaea发现了D型氨基酸和无氧氨酸消旋酶,测定了3种海洋火球菌的基因组DNA序列,借助于CROSS/BLAST分析进行了特定功能基因的筛选,从海底沉积物、海水和北冰洋收集了1000多种噬冷细菌,并从这些细菌中分离到多种冷适应的酶[2];建立了一种测定藤壶附着诱导物质的简单方法,研究了Chlorophyta和共生细菌之间附着所必需的形态上相互作用,研究了珊瑚抗附着物质(dterpene)类似物的抗附着和麻醉作用[3];分析了海岸环境中污着的起始过程,并对沉积物和附着物的影响进行了检测[4]。
4.展望与建议
第2篇：生物技术研究热点范文
工业生物技术是人类实现可持续发展的重要途径。众所周知，以化石原料为基础的物质制造业在现代工业社会中占据着重要的位置，但它正面临着严峻的挑战：化石原料可用量日益减少，环境污染日益严重。以再生资源为基础的循环产业的形成是解决现代工业社会危机的重要途径。生态环境脆弱和资源短缺是我国的基本国情，也是限制我国产业经济可持续发展的瓶颈。工业生物技术被OECD（OrganizationofEconomicCooperationandDevelopment）定位为构建和环境协调产业体系的关键技术，是实现人类可持续发展目标的重要领域。世界各国对工业生物技术都给予了极大的重视。目前，据统计至少有129个利用生物技术进行工业化生产的例子。但是，工业生物技术的工业化成功的例子仍然很有限。这主要是因为自然界的生物催化剂大都只能在温和的条件下起作用，往往难以直接用于工业过程，比如通常酶或细胞很难在高温、高压、有机溶剂等条件下起作用，其稳定性低，容易失活。但是，随着对生物酶来源的多样性、酶催化机理、结构及功能之间关系认识的逐步提高和现代工业社会发展对生物技术需求的高涨，建立发现、改造和使用生物催化剂技术平台成为工业生物技术研究的热点领域之一。
化学物质是人类社会赖以发展的基础。但人工化合物的大规模制造和使用造成了严重的环境污染，成为被全球普遍关注的严峻问题。众多的人工化合物释放到生态环境中后，微生物还没有足够的时间和充分的环境条件来“进化”其代谢途径，因此表现出有机化合物的难生物降解性。化合物对环境产生的风险（Risk）可由以下的公式来表示，取决于化合物本身的危害度（Hazard）和在环境中的暴露程度（Exposure）。
Risk＝Hazard×Exposure
因此，为降低化学物质对环境带来的危害或负担，开发清洁生物生产工艺生产环境友好的化合物具有重要的意义，与此同时必须开发减少化学物质在环境中的暴露程度（浓度和时间），即化合物的生物降解或生物处理技术。随着难降解化合物的污染问题的表面化和人们对环境污染问题认识加深，于上世纪90年代形成了环境生物技术这一学科方向。环境生物技术是生物技术与环境科学和化学工程等领域交叉的学科，是工业生物技术领域的新方向。2002年10月的美国科学杂志（Science）刊登了环境微生物技术的研究特辑，英国的自然生物技术杂志（NatureBiotechnology）于2003年2月刊登了具有芳香化合物降解能力的假单胞杆菌（Pseudomonassp.）作为多样生物催化剂的可能性,近几年，国外还涌现出了大量的有关环境生物技术的书籍，足见环境生物技术研究在国际上已成为重要的前沿研究领域。
本文以利用融合蛋白技术高效生产工业用肝素酶及剩余污泥减量化好氧－厌氧反复耦合废水生物处理技术研发过程为主，介绍工业生物技术在医药化学品、生物能源及环境中的应用研究进展。
1）肝素酶的重组大肠杆菌高效生产、分离耦合及其应用技术研究
肝素酶I（heparinaseI,EC4.2.2.7，商品名Neutralase,Hepzyme，IBEX,加拿大蒙特利尔公司生产）是一种特异作用于肝素（heparin）和类肝素分子的多糖列解酶。肝素酶具有重要的应用价值，肝素酶及其底物多糖肝素之间的相互作用有助于阐明多糖裂解酶的作用机制；肝素酶可以用于解析肝素等复杂粘多糖的结构及其生物学功能；肝素酶可以用于解析人体内的凝血和抗凝血机制；肝素酶可以用于制备具有高效抗凝血作用的低分子肝素；肝素酶还可以用作临床血液肝素化的去除，防止手术后出血。我国是肝素原料的生产大国，开发酶法低分子肝素生产技术具有重要的意义。
商业化的肝素酶I从肝素黄杆菌（Flavobacteriumheparinum）中纯化得到，但表达需要价格昂贵的肝素诱导，同时由于肝素酶II和III的共表达增加了纯化的困难和成本[1]。肝素酶I的基因已被克隆并在大肠杆菌中表达，但产生的都是无活性的包涵体，需要蛋白质复性才能获得有活性的酶[2-4]。
我们利用融合蛋白技术构建了一套大肠杆菌的表达系统，能够高效的表达可溶性的肝素酶I，并同过亲和分离简化了肝素酶的纯化操作。实验研究结果表明在我们的肝素酶表达生产体系中，90％以上的肝素酶I以有活性的可溶性蛋白形式存在，从而省去了复性的操作，降低了操作成本；目前酶活可达16000IUl-1，远远高于肝素黄杆菌的表达水平；通过一步亲和分离，回收的肝素酶纯度达95％以上。同时利用绿色荧光蛋白（GFP）基因，构建了利用荧光快速定量酶活的新方法，而且肝素酶与GFP的融合蛋白有助于肝素酶失活机理的研究。
利用融合蛋白的亲和吸附能力容易实现肝素酶I的定向固定化，使开发高效肝素酶反应器成为可能。通过实验证明融合肝素酶I能够和商品酶一样有效的降解肝素，制备出理想的低分子量肝素（LMWH）。通过控制酶解反应条件，得到了一系列分子量分布范围窄的低分子量肝素（平均分子量在5000－6000）。本研究为肝素酶的工业化生产及其应用奠定了技术基础。
2）好氧-厌氧反复耦合生物反应器处理废水新工艺研究进展
活性污泥法作为有机废水的生物处理技术被广泛的应用。但是活性污泥法的最大缺点是产生大量的剩余污泥，因其含水率高，体积大，易腐烂，易产生恶臭味,造成污泥处理和处置困难。目前由于经济效益问题难以彻底解决污水处理普遍存在的污泥问题，因此从源头上减少污泥产率或实现剩余污泥原位降解的污水生物处理技术的开发是值得重视的方向。
第3篇：生物技术研究热点范文
【摘要】 目的研究青蒿琥酯(artesunate，Art)对肿瘤细胞增殖的影响和机制。方法MTT法测定青蒿琥酯对HEPG-2细胞增殖的影响， ELISA方法研究Caspase-3的活性，DNA电泳观察细胞DNA的变化，免疫组化研究凋亡相关蛋白p53，bcl-2，bax的表达。结果青蒿琥酯作用细胞48 h后可明显诱导HEPG-2细胞凋亡，并影响Caspase-3，p53，bcl-2蛋白的表达。结论青蒿琥酯可明显抑制HEPG-2细胞的增殖，促进HEPG-2细胞的凋亡，其机制可能是通过激活Caspase-3的活性，以及调节p53，bcl-2蛋白的表达而实现的。
【关键词】 青蒿琥酯; Casepase-3; P53
青蒿琥酯(Art)作为一种含内过氧化基团的倍半萜内酯化合物，主要用于疟疾治疗。近年研究发现，其还具有抗肿瘤作用[1]。本实验以人肝癌HEPG-2细胞株为作用对象，研究青蒿琥酯对肿瘤细胞株相关基因和蛋白的影响。
1 仪器与材料
1.1 仪器全自动CO2孵箱(美国Thermo Formo)，倒置显微镜(日产)，雷勃MK3酶标仪，贝克曼荧光显微镜，凝胶成像分析系统(美国Bio-Rad)，DMR+Q550病理图象分析系统(莱卡公司)。
1.2 试剂四唑盐(MTT)，二甲基亚砜(DMSO)均购自Sigma公司，青蒿琥酯购于桂林南药股份公司(批号060109);紫杉醇，上海华联制药厂生产，购于广西医科大学第一附属医院药剂科(批号060202)， Caspase-3检测试剂盒(碧云天生物技术研究所)，Annvie-FITC试剂盒(晶美生物公司)，P53-抗，bcl-2-抗，bax-抗(北京中杉生物技术开发有限公司)，细胞凋亡DNA 提取试剂盒(碧云天生物技术研究所)，DNA ladder(广州东盛生物技术开发有限公司)。
1.3 细胞株和细胞培养人肝癌HEPG-2细胞株从广西医科大学实验中心病理科细胞室引进，培养在含10%小牛血清，含青、链霉素各100 u/ml的RPMI-1640培养液中，37℃、5%CO2饱和湿度条件下培养，0.25%胰蛋白酶消化传代。
2 方法
2.1 MTT法检测细胞的增殖活性采用MTT法，取对数生长期的HEPG-2细胞，按每孔细胞3×103～5×103个，190 μl接种于96孔培养板中，每组设6个复孔，12 h贴壁后加入各组药物，药物终浓度梯度为200，100，50 μg/ml，37℃ 、5%CO2饱和湿度下培养24，48，72 h，OD值测量波长为双波长570 nm/630 nm。以下列公式计算抑制率：抑制率=(1-加药组OD/对照组OD)×100%，实验重复3次。
2.2 Caspase-3 活性的研究经过预处理后的细胞，每2×106个细胞的比例加100 μl裂解液，冰浴15 min，4℃，16 000 g，离心15 min，收集上清，采用Caspase-3 ELISA试剂盒，按说明书操作。由PNA不同浓度对应的OD值得出标准曲线，由样品空中OD值，根据标准曲线方程求得相应样品空中Caspase-3活性浓度。
2.3 DNA LADDER的观察 收集Art处理48 h后的细胞，按照试剂盒说明书，提取细胞DNA，进行1.2%琼脂糖凝胶电泳，凝胶成像分析系统下拍照。
2.4 p53，bcl-2，bax等蛋白的研究免疫细胞化学法检测p53，bcl和bax的表达，按试剂盒说明依次操作，用PBS代替一抗作为阴性对照。
3 结果
3.1 IC50的测定每个浓度梯度的抑制率得出后，采用Bliss法求得Art作用HEPG-2细胞的24，48，72 h的IC50分别为(103.1±8.6)，(75.3±4.1)，(65.7±6.0) μg/ml[2]。
3.2 caspase-3活性的改变测得OD值后，根据OD值由拟合的标准曲线求得相应样品空中活性Caspase-3的浓度(48 h)。与空白组比较，药物作用后细胞中Caspase-3浓度高于对照组(P
3.3 DNA ladder的观察 细胞凋亡最主要的生化标志是内源性钙一镁离子依赖性核酸内切酶被激活，选择性降解染色体核小体间DNA，从而在琼脂糖凝胶电泳上可能呈现规则的、间隔180～200 bp的“DNA梯子”样条带。由图1可见，Art处理HEPG-2细胞48h后，进行琼脂糖凝胶电泳，随着药物浓度的加大，“DNA梯子”样条带逐渐清晰，呈一定的剂量依赖性。
表1 Art作用后caspase-3的浓度 图1 Art处理后的电泳图
3.4 免疫组化结果细胞染色评分参考薛宏伟等的方法[3]。本实验对HEPG-2肝癌细胞株的凋亡相关基因产物p53、bcl-2、bax蛋白进行了研究，结果发现，用青蒿琥酯(100 μg/ml)处理48h后的肝癌细胞，p53蛋白表达低于细胞对照组， bax表达高于对照组，差异有统计学意义。见图2及表2。
4 讨论
细胞凋亡是由基因编码调控的细胞主动自杀过程，肿瘤细胞凋亡相关蛋白和基因的研究是近年来肿瘤研究领域的热点。Caspase家族在介导细胞凋亡途径的过程中起着非常重要的作用，而Caspase-3是细胞凋亡最为关键的执行分子，因此，研究Caspase-3的活性，具有重要的意义[4]。
本实验中各浓度青蒿琥酯作用后肿瘤细胞中caspase-3活性明显高于对照组(P
图2 免疫组化图片(20×)表2 免疫组化评分结果(+s)
参考文献
[1] THOMAS EFFERTH， AXEL SAUERBREY.Molecular Modes of Action of Artesunate in Tumor Cell Lines [J]. Mol Pharmacol，2003，64:382.
[2] 李 静，杨 斌，陈永顺，等.青蒿琥酯对人肝癌HEPG-2细胞增殖作用的研究[J].时珍国医国药，2008，19(4)：823.
第4篇：生物技术研究热点范文
1 现代节水农业技术研究现状分析
在我国节水经验不断积累和实践的农业生产过程中,我国节水农业技术创新和研究成果的应用发挥了十分重要的作用,但是在技术研究过程中依然存在很大的瓶颈,主要表现为我国现有节水技术还不能为建立一个现代高效节水农业体系而提供完善的技术支持,在经验和数据不断积累的基础上,缺少对节水农业发展相关的应用技术研究。在节水技术研究和发展过程中,依然缺乏有效地监督和管理,缺乏规范化、定性定量以及综合节水农业技术体系。在我国节水农业系统中,节水设备不能紧跟现代农业建设和发展的步伐,很多设备都比较落后,在使用过程中表现的很不稳定,而且出现故障的概率很高。此外,我国节水设备的研究还不是很令人满意,很多节水材料和技术都远远落后于发达国家。同时,我国的现代节水农业技术还没有建立完善的制度,对农业节水的信息技术的传播比较落后,其信息的可靠性也比较差,相关的技术人员对节水农业技术不是很重视或者说重视程度不足。
2 现代节水农业技术发展趋势分析
2.1 积极利用生物技术充分挖掘作物本身的节水能力
现阶段,研究比较热门的节水技术就是对作物自身的接水潜能进行全面的挖掘和开发,农作物在生长过程中,自身就具备了一定的节水能力,因此,在进行生物技技术节水方法研究过程中,应该对作物的自身生物调节作用进行分析,将其应用到现代节水农业技术中去。在研究过程中应该从作物自身生物技能入手,在做好作物生物节水技术的同时,还要切实提高农作物的茶凉以及对水分的利用率。最终保证将水是从传统的湿法生产转变为高产量、高品质变化的关键技术。
2.2 非传统的水资源开发和利用技术成为了研究的热点
非传统的水资源开发和利用技术也就是区别与传统的水资源开发和利用技术。在非传统的水资源开发和利用技术中研究比较热门的技术主要包括了天然雨水收集、储存和利用,对生活污水能进行净化处理后循环使用,苦水和咸水经常处理之后回收利用,这些技术都已经成为了我国乃至世界各个国家重点研究用于解决农业用水危机的主要研究领域。同时这些节水技术也成为社会大众广泛关注的热点。我们在进行现代节水农业技术研究过程中应该对上述的几个技术进行充分的研究。
2.3 节水技术研究过程中逐渐融入了信息技术和智能技术
随着计算机产业的发展,以及互联网时代的到来,信息技术以及智能技术等的高新技术逐渐的应用到现代节水农业技术中,这些高新技术与现代节水农业技术进行完全的融合和发展,使得现代节水农业技术研究逐渐的进入到了科技化和智能化领域。目前,在现代节水农业技术中,融合高新技术主要包括了以下几个方面的内容:首先,利用计算机技术和信息技术对作物的生长情况进行模拟,通过对作物生长周期进行模拟发现作物的节水点在那个阶段,然后在作物种植过程中就能根据模拟的节水点采取相应的节水措施;其次,通过利用现代智能技术,对本地区的气候环境等多个方面的节水因素进行实施的管理和控制;最后一种就是利用3S循环技术对作物的需求情况进行实时动态的监测,对作物生长的蓄水情况进行智能监测,并结合有效地动态信息管理、采集、传输和分析等技术的应用对需要灌溉的农作物面积进行有效地灌溉处理。
2.4 新材料和设备不断的应用
在未来现代节水农业技术的趋势采用功能齐全,能耗低,环保、经济节约以及智能化的控制技术,利用先进的生产和制造技术,不断促进现代节水产品的研究和开发,提高产品的应用性能,保证设备和产品能够更好为现代农业建设发展而服务。
3 现代节水农业技术发展建议
3.1 积极宣传,统一思想,提高认知
在农业发展过程中,水资源缺乏已经严重阻碍了我国现代化建设的步伐。我国农业发展缺水问题已经是一个不争的事实,但是很多人在使用水资源过程中存在严重的浪费现象,在生产和生活过程中还会对水资源造成污染。因此,在节水工作开展过程中需要我们做好对保护水资源和节约用水的宣传和教育工作,让社会上每一个成员都提高节约用水的意识,节约用水从自身开始,在社会上还要积极的宣传和倡导建设节约型社会,这是现代节水农业技术得以全面实施的思想方面的准备。
第5篇：生物技术研究热点范文
不断追加的巨额投资、新增的“牵手”项目、接连从海外转移来的研发中心种种迹象显示，“聚光灯”下率先复苏的中国，正成为外资新一轮“抢滩”的目标。
最有价值的市场是中国
上世纪90年代，越来越开放的中国以崭新的面貌出现在全球视野，在全球化的浪潮中，这片东方沃土引发了外商第一轮投资热潮。
历史罕见的国际金融危机，让世界各国投资者遭受到不同程度的损失，全球范围内跨境投资数量明显减少。
2010年，当中国成功应对国际金融危机，率先步入复苏轨道之际，寻找新投资机会的跨国公司不约而同将目光投向中国。
跨国公司进行每笔投资前都要思量：明天的市场在哪里?
“再追加1亿美元投资”。这是在金融危机背景下，全球知名会计师行德勤宣布的其在全球的最大一笔投资。
德勤中国首席执行官卢伯卿认为，金融危机背景下，跨国投资者比以往更关注投资的回报。“钱一定要投到最安全、最有价值的币场中去，这个最具潜力的市场就是中国。”
博鳌亚洲论坛的报告显示，危机并没有对中国的国际直接投资流入造成明显的不利影响，中国仍然是亚太地区最大的国际直接投资接收地。
业界普遍认为，今年一季度中国经济将再现两位数增长，全球经济衰退背景下，中国经济一枝独秀，无疑为外商掀起新一轮投资中国热潮提供了坚实的保证。
“尽管金融危机造成美国通用破产，但上汽通用去年销售取得58％的增长，今年一季度增长了101％，这个成绩是惊人的。这就是加大对华投资中国无法抵挡的魅力。”上汽通用汽车公司总经理丁磊对记者说。
“中国的消费市场和抵御金融危机的良好抗击力，让我们看到了巨大商机。”巴西航空工业公司副总裁兼大中华区总裁关东元说，中国支线飞机发展才刚刚起步，未来发展潜力非常大。
据商务部统计数字，中国已连续多年成为吸引外国投资最多的国家。截至去年底，外商在华投资企业达68万家，外商投资总额近万亿美元。其中，世界500强企业中，已有480多家落户中国。“绿色”成为资本追逐新热点
就在博整亚洲论坛开幕两天前，丹麦丹僻斯公司在中国天津新开了一家工厂这里将成为其新型商用压缩机的全球生产中心。
每一次大的危机都会酝酿新的产业革命，也会给投资者带来一轮新的商机。在为期三天的博鳌亚洲论坛上，从政界到商界一致的共识是：绿色产业正成为新一轮全球战略转型中资本追逐的热点。
在金融危机肆虐全球经济之际，巴菲特旗下中美能源入股中国电动汽车新秀比亚迪。这一备受关注代表了国际资本未来的流向之…投资中国绿色产业。
“中国致力于转变发展方式，不仅将给本国企业带来机遇，也将给亚洲以及全球企业带来机会。”博赘亚洲论坛副理事长、中国首席代表曾培炎如是说。
根据部署，从2010年开始，中国将在新能源、节能环保、新材料、生物医药等战略性新兴产业领域，启动实施一批促进作用强、市场前景好的重大工程和计划。
中国农科院生物技术研究所前所长黄大5介绍说，他熟悉的几个世界级生物技术公司，都表示不希望错过中国的新机会。
国家发改委副主任张晓强表示，“过度消耗能源和资源制造污染的外国投资我们再也不欢迎了，而高技术的、发展服务业的、有利于发挥中国劳动力比较优势的外资我们仍然非常欢迎。”
“跨国公司想要在中国更好地发展，也必须转变发展方式，适应中国的转型。”中国国际经济交流中心常务副理事长郑新立说。
“移师”中国研发
4月9日的博鳌亚洲论坛上，近40家跨国公司的中国区总裁举行了一场圆桌会议。
在庞大的币场和新的利益驱使下，这些跨国巨头正加速在中国市场的本土化，纷纷将研发机构搬至中国。
“跨国公司在华投资经历了以中国作为生产中心、币场中心、研发中心等阶段，现在中国已上升为跨国公司的战略性发展中心。”微软公司全球副总裁张亚勤说。
商务部统计，截至2009年底，跨国公司在华设立各类研发中心超过1200个，主要涉及技术密集型行业，如电子通信、生物医药、交通化工、软件设计等。
张亚勤告诉记者，继4月初在上海建了科技新区后，年底还将在北京中关村建成微软亚太地区研发总部，约8000名人才将吸纳其中。“我们最看重的就是中国市场，中国人才。”
美国清洁技术公司总裁尼古拉斯・帕克在论坛年会上说，我们在中国清洁技术领域的投资会大幅上升，如果我们把钱投在中国，会比投在美国或者欧洲的回报更高。同一项目在中国投资20亿美元，在其他经济体可能要多花60亿美元。
第6篇：生物技术研究热点范文
水环境修复的目标是将生态系统恢复到未被破坏前的近似状态，并能够自我维持动态平衡，是实现渔业可持续发展的迫切需求。具体措施包括降低水体中的污染物浓度，开展生境的修复与保护工作及水生生物种群保护与恢复工作。水污染处理技术可分为物理技术、化学技术和生物技术三个类别，其中生物技术应用最普遍，在国际上已经形成了成熟的方法。水生的植物、动物和微生物在满足自身生长需求的同时将污染物分解，并有效控制水中N、P等营养物质释放，增加水中的溶解氧含量，抑制藻类生长，稳定水体生态平衡。对于受干扰的自然水体，一方面要建立人工鱼礁、牡蛎礁等工程设施，人工鱼礁的历史可追溯到20世纪60年代，由日本首先列入国家计划，主要材料为混凝土和钢铁，当前也有利用生物制品如牡蛎壳作材料，为典型优势生物如华盛顿近岸河口太平洋大蟹提供栖息生境;另一方面要建立重要物种自然保护区，除了保护自然生境外，更重要的是在不破坏生态平衡的前提下对自然栖息地进行修复和重建。国内处理水体中污染物较常见的操作方式有设置生物浮床、混养底栖生物和投放微生态制剂等，修复的持续时间相对较长。此外，也要采取措施控制污染物的排入总量，尤其重视养殖区域的非点源排放，从源头防止生态环境破坏。人工设施方面我国起步较晚，20世纪80年代才开始试点建设人工鱼礁，使用的材料从早期的旧轮胎、旧船体等废旧品逐渐发展成现在的钢筋混凝土、钢材、玻璃钢，并逐步从小型鱼礁过渡到大型鱼礁。人为构建牡蛎礁也显著增加了礁上大型底栖动物物种数和总生物量，提高了固碳能力，同时鱼类洄游通道和产卵场人工修复措施已成为我国的研究特色。近年来，我国越来越重视自然保护区建设，国家级自然保护区投资10年间增长了2．3倍，达到82．5美元/hm2。根据我国国情，构建水生自然保护区分为三个步骤:①评估拟建区域内的资源总量，渔业资源调查是珍稀水生生物种群保护与恢复工作的前提，首先要建立长期基础性调查体系，由国家资金持续稳定支持;②根据实际需求建立新自然保护区和加强现有保护区管理，目前我国共有自然保护区2349个，其中水生生物自然保护区230个，约占总数的10%，目前存在缺乏专门管理机构，未建立健全规范的水质和生物监测流程等问题，并亟需构建适宜的评价指标体系;③通过开展增殖放流恢复被破坏的渔业资源，其中增殖放流效果评估是重中之重，主要利用放流个体标记和回捕率分析来衡量，目前除传统实物标记外，分子标记和耳石标记等新型标记法也逐渐成为研究热点。此外，增殖放流对野生种群规模和遗传多样性、生物群落结构、生态系统的影响及风险防控研究也需要引起重视。
2污染事故应急处置关键技术
随着城市现代化建设的高速发展，突发性水污染事故频繁发生如松花江水污染事故、太湖蓝藻暴发、铜矿水渗漏事故等，造成重大经济损失的同时也严重污染了水环境，因此，事故应急监测和应急处置方面的研究非常必要。总体来看，发生频率高、污染影响大的水环境污染事故主要有溢油、化学和有机污染物、重金属和水体富营养化污染等几个类别。针对海底管道泄漏和海底井喷两种原油泄露源，分别对应水下干法、湿法维修和盖帽虹吸法、打减压井法等不同的封堵技术。2010年美国BP墨西哥湾溢油事故应急处置案例中将上述关键技术结合运用，形成了一套应急处置方案，最终原油消除率达到80%以上。针对化学物质和有毒有机物泄漏类污染事故，标准的处置流程为:首先，采取措施堵塞排水口，尽可能减少化学物质随着排污水管线流入天然水体;其次，根据自然条件如风向等确定污染区域，进行布点采样监测，确定水体中污染物的浓度;然后，根据泄漏化学物质的性质，选择燃烧、投加活性炭、投入试剂进行氧化还原反应、微生物分解等手段，降低污染物浓度;最后，对污染区域进行跟踪监测，掌握污染物变化趋势，确保完全消除对环境造成的有害影响。针对重金属污染处理的传统方法包括离子交换法、硫化物沉淀法。目前，污染小、去除率高的电化学凝聚法及微生物和植物吸收法是目前的研究热点，更适用于静态水体(如湿地或池塘)污染时使用。例如有研究表明利用凤尾蕨除砷，3个月内砷浓度可以从10．2μg/L降至2μg/L，砷积累量达161mg/kg。针对水体富营养化，通过研究藻类生长机制、环境条件等控制因素，用生态工程技术控制藻类暴发，能够从源头抑制水体富营养化。随着我国城市现代化建设的高速发展，突发性水污染事故频繁发生，但处置水平还稍显不足，需要借鉴发达国家经验，重点进行关键技术、装备和材料的研发，形成应对不同类型污染事故的标准流程。针对海上溢油开发环保型表面活性剂、高性能吸油毡等，还可进行微生物分解原油的筛选和探索，从根本上提升溢油应急处置能力。针对化学物质污染，在我国苯类物质泄漏事件的发生几率较高，目前常用燃烧法进行处置，但难以完全消除有害影响，对其消解规律和新型治理方法的研究应引起特别重视。针对重金属污染，我国学者对砷、铬、镉等的处置方法也进行了大量研究，以铁或铝作为阳极，生成的氢氧化物可作为絮凝剂与砷酸根离子发生反应，达到除砷效果;以水洗废啤酒酵母为吸附剂，对镉的去除率大于96%;采用堆肥－零价铁混合渗透性反应墙(permeablereactivebarrier，PRB)除铬，去除率接近100%，但利用电化学和植物吸收重金属的方法还未见报道。针对水中的氮、磷以及有机污染物积累引起的藻类暴发，大部分湖泊地区采取人工打捞收获藻类的传统方法，虽然能有效减轻局部水华灾害，缓解藻体死亡分解引起的毒素污染，但只是暂缓蓝藻进一步蔓延，并造成人力资源、水资源浪费，亟需借鉴国外先进经验，转变污染处置的理念，从治理转变为预防，研究控制藻类爆发的有效方法。
3重点发展方向
通过对渔业生态环境学科研究现状的系统梳理，可以看出近十年我国在生态环境学科方面的研究取得了显著进展，主要的技术和流程也日趋成熟。而针对目前的政策导向和研究热点，今后应更重视机理性、规律性研究和基础数据库构建，明确学科重点发展的方向。
3．1国家级大型环境监测数据
网构建研究我国环境监测网的基本架构已经比较成熟，未来研究重点应放在运用新型设备采集监测数据，并由政府相关部门牵头构建大型环境监测数据共享平台。新型水质监测设备如电化学传感器能够显著提高监测相关参数的效率和准确性，减少人工成本。环境监测数据共享平台属于政府支持的长期基础性科研数据库构建的重要组成部分，其中包括环境监测专题数据库，涵盖所有监测点的监测指标如水温、水体pH、典型污染物的浓度等，由环境监测站定期录入，可供环境相关研究人员查询;此外，还包括遥感影像数据库，涵盖全国多时相的卫星影像和资源卫星数据。
3．2灾害预警的机理性研究
目前，我国对环境灾害的预警还停留在经验预测法和统计分析法，对灾害的机理性研究偏少，理论研究方法比较落后，与国外相比还有较大差距。并且我国对赤潮预警的研究相对较多，对其他环境灾害的研究目前还很欠缺。下一步的研究重点首先应该放在构建稳定合理的赤潮灾害预测模型上，选取赤潮多发的典型区域，根据历史数据统计，合理运用数值分析方法如模糊推理法，通过各种物理－化学－生物耦合生态动力学数值模型模拟赤潮的发生、发展、、维持和消亡过程，尽可能排除环境因子选取的主观性和盲目性，提高赤潮灾害预测的精准度。除赤潮外，洪涝、海冰、海啸等由多种因素综合引起的环境灾害都可借鉴这种数值预测方法。
3．3分子水平上污染物对生物毒理作用和遗传变异规律研究
目前对常见污染物在水体中的存在形式、富集状况和迁移转化规律研究较多，但污染物在分子水平上对生物的毒理作用和遗传变异研究还不够，特别是重金属和持久性有机污染物在生物体内富集和沉积，长期过程中对本体细胞产生的影响，其致癌、致畸、致突变作用的机理等仍没有进行深入和系统的挖掘。加强分子水平上的研究能够明确污染物对生物造成危害的具置和作用机理，并跟踪和监测DNA的变化，从而为研究消除典型污染物危害的方法提供基础和依据。
3．4水环境修复与健康养殖的整体策略
研究人工鱼礁、洄游通道等设施的构建都是水域环境修复的常用手段。目前，海洋牧场、池塘一体化养殖等整体性环境修复与健康养殖结合的策略逐渐受到关注。该策略把资源环境、装备、养殖等学科有机结合起来，在一定水域内采用规模化渔业设施和系统化管理体制，利用自然的海洋、湖泊、池塘生态环境，将人工放流的水生生物聚集起来，对鱼、虾、贝、藻等生物资源进行有计划和有目的的放养，在海上范围更广，称为海洋牧场;在淡水池塘中的一体化养殖则需要更多的人工干预如投喂、水质监测等。海洋牧场和池塘一体化养殖既能够修复被破坏的环境和自然水体中的生物群落，又能够保证一定的经济效益，是目前环境修复的研究热点。
4展望
第7篇：生物技术研究热点范文
关键词：课程改革；微生物技术综合实验；前沿
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）52-0043-02
21世纪对人才培养提出了新的挑战，如何培养具有综合素质的创新型、复合型人才是当今高等院校面临的问题。中山大学坚持贯彻以“培养具有国际视野、满足国家与社会需求的高素质复合型拔尖创新人才”为目标，提倡“人心向学”，对创新型人才培养提出了新的思路。从2012年开始，学校开始执行大类招生政策，坚持以“厚基础，宽口径”为原则，这是针对我国现行高等教育的弊端实行的深层次的教学改革。大类招生势必涉及到各个学院专业的课程体系设置、教学方式、人才培养模式的改革。其实早在1998年教育部就颁布了新修订的专业目录和《关于普通高等院校修订本科专业教学计划的原则意见》，指出：“教学计划修订的核心是调整学生的知识、能力、素质结构，淡化专业意识，拓宽基础，加强素质和能力培养。”实验教学是培养应用型、创新型、复合型人才的重要组成部分，在学校教学培养中起着举足轻重的作用。这就需要我们对实验教学进行大胆改革和创新。微生物学是当前生命科学中发展最为迅速、影响最广泛的学科之一。近年来微生物学实验技术的不断创新和发展，使微生物研究者得以在分子水平上深入探索微生物的生命活动规律。《微生物技术综合实验》是生命科学学院为生物技术、生物技术与应用、逸仙班开设的专业选修课，是继《微生物学实验》后的一门对于学生的知识、能力和综合素质的培养与提高起着至关重要的作用的课程。
本课程改革的目的是让学生真正感受到微生物学工作者从事微生物学工作的氛围，同时与一些微生物学热点研究或实际应用相结合，开展创新性微生物学实验与研究。通过本课程的学习，学生经过严格的训练，能规范地掌握现代微生物技术，熟悉现代仪器的基本使用；在培养学生掌握实验的基本操作、基本技能和基本知识的同时，努力培养学生的创新意识与创新能力。为实现这一目标，在课程内容安排上采用保留少量经典的验证性实验内容外，主要将基本操作融入综合实验中，增加综合性实验，在实验内容方面更注重微生物技术在科研、生产中的应用。课程内容方面分为三个层次：验证性实验、综合实验与自己设计实验，强调实验的综合性、探索性、研究性和连贯性。在综合性实验中，引入本系教师的科研成果，目的在于通过实验，增加培养学生独立解决实际问题的机会，以提升学生的科研素质与创新意识。同时提出具体的科学问题，引导学生设计解决问题的方案，并通过实验验证相关解决方案。将整个微生物学实验课程按几个主题分成若干个实验教学模块，每个模块由若干次实验课组成，相互关联，前后衔接，共同组成一个研究性的实验。实验项目的安排体现了横向纵向四结合：①使传统和前沿有机结合。②依赖培养技术和不依赖培养技术相结合。③形态鉴定和分子鉴定相结合。④单个菌落和微生物群落研究相结合。传统和前沿有机结合：在实验内容安排上贯穿两条主线，即有传统的微生物发酵工程实验，发酵工程实验由一个小个实验结合在一起，包括菌种的选择、发酵条件的优化，而不依赖于培养技术的分子研究，如变性梯度凝胶电泳DGGE（denaturing gradient gel electrophoresis）、16srDNA分子鉴定等代表前沿生物技术的实验。生物技术研究手段层出不穷，各种技术手段各有其利弊，对同一个对象，用不同手段来研究，让同学们开阔了研究思路。例如，依赖培养技术和不依赖培养技术相结合：传统的微生物需要在培养基上培养，进行形态观察或分子鉴定，而DGGE技术则是不依赖于培养的技术，学生直接从土壤中提取样品DNA，进行DGGE电泳，用SYBR染料染色检测。形态鉴定和分子鉴定相结合：对稀有放线菌进行传统培养，用埋片法进行形态观察，同时对鉴定的放线菌提取DNA，进行16srDNA分子鉴定，使学生了解两种手段的差别和优势。同时观摩DNA测序过程，对测序结果进行BLast，并用mega软件学习构建进化树。单个菌落的16srDNA分子鉴定和微生物群落研究相结合：对放线菌的形态和分子鉴定只是对单个菌的研究。而DGGE研究则是对整个微生物群落的研究，可以让学生建立微生物个体与群体差异的概念，加深对微生物群落概念的理解，通过课程学习让学生建立纵向和横向的知识结构。生物技术综合实验中微生物发酵实验也是重要的部分，实验项目为菌株产蛋白酶发酵条件优化。由学生自己进行菌种的选择，发酵条件的优化采用单因子实验法和正交实验法，发酵产物进行蛋白酶活性测定。“工欲善其事，必先利其器。”学院配置的多媒体数码显微镜互动系统应用，为本课程观察放线菌和真菌的形态结构提供设备保障。先进的交互手段，使得教师通过讲台上的计算机，就可以看到每个学生所观察到的显微镜画面，能及时发现问题并指导学生。学生还可应用数码显微镜将观察结果直观呈现在电脑屏幕上，并且可以在自己的计算机上清晰地看到讲课的PPT和示范，可用显微镜的示教指针与教师交流讨论。学生对学习的兴趣和课堂效率都显著提高。由于变性梯度凝胶电泳DGGE实验以及微生物发酵的特殊性，不可能人手一套实验仪器，教学视频和模拟实验的应用尤为重要。在变性梯度凝胶电泳DGGE实验课堂上，应用http：//learn.genetics.utah.edu/美国犹他大学的虚拟PCR virtual lab技术和虚拟电泳技术，该制作图像精美、直观，实验步骤清晰，使枯燥的实验生动地展现在学生面前，更加有利于学生理解、记忆。加深学生对实验内容的理解并提高他们对实验的兴趣。微生物发酵实验，实验步骤烦琐，牢记每个步骤尤为重要，而教师的讲课未必能使每个同学掌握，所以我们自己录制相关的教学视频和多媒体课件，可随时再现操作过程。将教学中的抽象内容具体化、形象化，从而有利于学生对知识的理解、掌握，使其实验的积极性和主动性都能得到提高。
随着计算机技术、网络技术与电子通讯技术的迅速发展和应用，人类已经进入了现代化的信息社会，因特网是世界上最大的知识库、资源库，它拥有最丰富的信息资源，而且这些知识库与资源库都是按照符合人类联想思维特点的超文本结构组织起来的，因而适合学生进行自主学习。信息社会需要有高度的创造性，并且有很强的自学能力和信息检索、获取及处理能力的创新型人才。为培养学生获取、分析、处理微生物基因组信息的能力，教师指导学生上网查询基因组信息的方法，对16s核糖体RNA测序结果在物学国际综合网站NCBI上blast程序与公开数据库进行相似性序列比较，找出最相似序列。指导学生学会简单的生物软件。学会用mega软件构建进化树。近几年来，由于学校对实验室建设的高度重视和大力支持，学院中心实验室添置了凝胶成像系统多媒体数码显微镜、全自动自控发酵罐、液相色谱分析仪、变性梯度凝胶电泳仪器，为微生物技术综合实验的顺利进行创造了硬件条件，使实验教学改革上一个新的台阶。
参考文献：
[1]喻子牛，何绍红，朱火堂.微生物学教学研究与改革[M].北京：科学出版社，2000.
[2]谭红铭，黎丽娥.生物化学实验教学改革初探[J].中山大学学报论丛，2001，21（5）：51-53.
[3]曹理想，谭红铭，周世宁，生物技术专业微生物遗传学教学改革初探[J].微生物学通报，2004，31，（6）：120-122.
第8篇：生物技术研究热点范文
信息、生物、新材料三大前沿领域
信息、生物、新材料是21世纪前30年发展最快、最热门的三大领域，它们集结了当今世界最强势的研究力量。但在这些关系未来发展的关键领域中，我国许多核心技术仍依赖追踪、模仿和引进国外技术，原始创新能力明显不足。
从更宽的视野来看，不仅仅是这三个领域的发展需要高扬“自主创新”的信心与勇气。实际上，整个中国科技正面临着前所未有的发展压力：对外要适应国际科技竞争的紧迫形势，对内要满足经济社会发展进程中的重大战略性需求。而原始创新能力和技术创新能力的薄弱，已成为当前和未来相当长时期内影响我国整体竞争力的极大障碍。
面向未来15年的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》即将，科技部等有关部门正在着手制定科技“十一五规划”——关于中国科技“未来”的探讨与关注，在最近一年多来达到了前所未有的程度。就是在这样带着几分焦灼、几分期待、几分信心的探讨氛围中，“自主创新”成为人们关于中国科技发展的共识。
带着这个共识，再来看中国科技发展面临的“压力”，在很大程度上已经变成了未来发展的重大机遇。未来10年，中国在这三大领域中最有可能实现自主创新的关键技术群究竟有哪些？有限的科技经费究竟应当投入到哪些突破口？
下一代移动通信技术
移动通信是人类社会发展中的一大奇迹。2004年12月，全球（蜂窝）移动通信用户总数已达17亿以上，超过已有百年发展历史的固定通信用户数。过去10年，移动通信技术完成了由第一代模拟通信技术向第二代数字通信技术的过渡，当前正处于由其巅峰状态向第三代（3G）移动通信技术过渡的进程中。
目前，世界发达国家纷纷投入力量进行第三代及下一代移动通信标准、技术和产品的开发。
——3G移动通信：国际电信联盟（ITU－T）批准为3G的三大标准分别是欧洲的WCDMA，美国高通公司的CDMA2000和中国大唐电信的TD－SCDMA。3G已在全球30多个国家开始商用。
——增强型3G（Enhanced3G）：为了克服3G技术不能很好支持流媒体等业务的不足，国际电信联盟已在制定增强型3G技术标准。专家预测，增强型3G技术将进入商用。
——4G（或Beyond3G）：下一代移动通信即所谓超3G（以下统称Beyond3G）技术的研究是国际上的热点。Beyond3G具有更高的速率与更好的频谱利用率。欧盟、日本、韩国等国家已开始4G框架的研究，预期Beyond3G技术可望在2010年后开始商用。
中国移动用户总数已达3.34亿，居世界第一，总体技术水平与国际同步，处于由第二代向第三代的过渡时期。我国3G移动通信技术已经具备了实现产业化的能力，我国大唐电信2000年5月提出的TD－SCDMA标准已成为国际电信联盟正式采纳的三大标准之一。此外，在国家“863”计划的支持下，开展了Beyond3G技术的研究，预期该技术可望在2010年后开始商用。
Beyond3G技术对我国经济社会发展和国防建设具有十分重要的意义。德尔菲专家调查统计结果显示，我国研发水平比领先国家落后5年左右，通过自主开发或联合开发，在未来5年可能形成自主知识产权。以华为、中兴为代表的一批高技术通信设备制造业公司，在第三代移动通信设备（3G）等研发方面紧跟国际前沿，打破了国外公司对高技术通信设备的垄断，开始参与国际通信标准的制定，开发具有自主知识产权的核心技术，具备了参与国际竞争的能力，具备实现技术和产业跨越式发展的契机。
中国下一代网络体系
下一代网络（NGN）泛指以IP为核心，同时可以支持语音、数据和多媒体业务的因特网、移动通信网络和固定电话通信网络的融合网络。
世界各国和国际通信标准化组织都在积极开展下一代网络的研究开发工作。国际电信联盟电信标准化部门（ITU－T）、欧洲电信标准化协会（ETSI）、互联网工程任务组（IETF）、第三代伙伴组织计划（3GPP）等，都在致力于下一代网络体系的研究。目前，美国、日本、韩国、新加坡以及欧盟都已启动了下一代互联网研究计划，全面开展各项核心技术的研究和开发。
我国在下一代网络的研究方面已取得了较大进展。“九五”期间，863计划建成了“中国高速信息示范网”（CAINONET）、国家自然科学基金委支持的“中国高速互连研究试验网NSFCNET”等重大项目，目前已开始基于NGN的软交换技术在移动和多媒体通信中的应用研究。中兴、华为等企业还推出了基于软交换的NGN解决方案；在下一代互联网研究上，中兴、港湾网络等推出的高端路由交换机，可应用于国家骨干IP网络建设，以及大中型宽带IP城域网核心骨干和汇聚。国内公司还开始自行设计高端分组交换定制ASIC芯片。我国已成为少数几个能够提供全系列数据通信设备的国家之一。
下一代网络技术对促进我国高新技术的发展，以及对改造和提升我国传统产业具有举足轻重的作用，对国家安全至关重要。从总体上看，我国互联网技术跟随国外发展，在技术选择上缺乏系统研究，走过一些弯路，至今与国外仍存在较大差距。无论网络用户规模、网络应用、网络技术或网络产品都尚有很大的发展空间。从全局着眼，应不失时机地开展中国下一代网络体系的研究、应用试验、关键技术研究和产品开发。不能像第一代互联网那样，技术、标准都是外国的，给国家安全造成隐患。
纳米级芯片技术
当前，集成电路的发展仍遵循“摩尔定律”，即其集成度和产品性能每18个月增加一倍，按照器件特征尺寸缩小、硅片尺寸增加、芯片集成度提高和设计技术优化的途径继续发展。
自上世纪90年代以来，全球集成电路制造技术升级换代速度加快。当前国际上CMOS集成电路大规模生产的主流技术是130nm，英特尔等部分技术先进的芯片制造公司已在用90nm进行高性能芯片生产。2005年，美国AMD公司已开始量产90nm的高性能芯片，国际上对65nm技术的开发也已成功。伴随130nm到90nm技术的升级，考虑到扩大生产规模和降低成本，大多数公司将使用12英寸替代8英寸硅基片，这也必将带来半导体设备的大量更新。
近年来我国一些先进集成电路制造公司的崛起，使国内集成电路制造工艺技术与国际先进水平的差距有了显著的缩小，但整体水平仍与先进国家相差2～3代。目前，我国集成电路设计公司年设计能力已超过500种，主流设计水平达到180nm，130nm技术正在开发中，90nm技术的研发也开始着手进行。从产业发展看，我国集成电路已初步形成由十多家芯片生产骨干企业、十多家重点封装厂、二十多家初具规模的设计公司、若干家关键材料及专用设备仪器制造厂组成的产业群体，设计、芯片制造、封装三业并举的蓬勃发展态势。以中科院计算所为代表的研究机构和企业在CPU研发方面所取得的新进展，标志着我国集成电路设计具有较强能力，与国际先进水平的差距进一步缩小。目前我国芯片业大多集中在低端的交通、通信、银行、信息管理、石油、劳动保障、身份识别、防伪等领域，IC卡芯片所占比重一直占据芯片总体市场的20％左右。
世界第一颗0.13微米工艺TD－SCDMA3G手机核心芯片10月9日在重庆问世
今后的IC是纳米制造技术的时代，而纳米级芯片技术是我国赶超国际的关键，它的成功将会是我国IC工业发展史上的重要里程碑和持续发展的动力，专家认为应优先发展。
中文信息处理技术
包括汉字和少数民族文字在内的中文信息处理技术，是汉语言学和计算机科学技术的融合，是一门与语言学、计算机科学、心理学、数学、控制论、信息论、声学、自动化技术等多种学科相联系的边缘交叉性学科。
随着互联网的发展，中文信息处理技术已渗透到社会生活的各个方面。1994年，微软开始进入中文软件市场，微软的WORD把国产WPS挤出了市场，继而Windows中文版又把国产中文之星挤垮。微软凭借其强大的优势地位，使国产的中文信息处理软件举步维艰。中文版的Windows、Office等占据了大部分的中文软件市场，使中文信息处理逐渐丧失了其特殊地位。
经过二三十年的努力，我国的中文信息处理，包括中文的编码、字型、输入、显示、输出等的基本处理技术已经实用化，目前正在逐渐摆脱“字处理”阶段，处于向更高级阶段快速发展的时期。包括中文的文字识别机和手写文字识别、语音合成、语音识别、语言理解和智能接口等技术的研究已获得进展。中文的全文检索、内容管理、智能搜索、中文和其他文字之间的机器翻译等技术也正在开发、研制，并取得了较大进展，涌现了联想、方正、四通、汉王、华建等公司。
随着中国加入WTO与世界各国交流的逐渐扩大以及网络信息时代的来临，中文信息处理技术越发显得重要，其自动化水平的提高，将大大促进我国科技、国民经济和社会发展，同时使中华民族的文化在信息时代得到新的发展。未来无疑应当加强中文信息处理技术的研发投入与政策倾斜。
人类功能基因组学研究
20世纪末启动的人类基因组计划被公认为生命科学发展史上的里程碑，其规模和意义超过了曼哈顿原子弹计划和阿波罗登月计划。随着人类基因组、水稻基因组以及其他重要微生物等50多种生物基因组全序列测定工作的完成，国际基因组研究进入到功能基因组学新阶段。
功能基因组学已成为21世纪国际研究的前沿，代表基因分析的新阶段。它是利用结构基因组所提供的信息和产物，发展和应用新的实验手段，通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能，使生物学研究从对单一基因或蛋白质的研究转向多个基因或蛋白质同时进行系统的研究，是在基因组静态的碱基序列弄清楚之后转入对基因组动态的生物学功能学研究。从1997年迄今已发表的有关功能基因组学的论文数以千计，其中不少发表在《细胞》《自然》《科学》等国际著名刊物上。
目前功能基因组研究的重点集中在四个方面：一是基因测序技术研究。预计今后几年内，测序技术将继续发展，特别是有一些重要的改进将直接用于功能基因组的研究；二是单核苷多态性（SNP）以及在此基础上建立的SNP单体型研究；三是基因组有序表达的规律研究。主要包括基因的深入鉴定、基因表达与转录组研究、蛋白和蛋白质组研究、代谢网络和代谢分子研究、基因表达调控研究等；四是计算生物学和系统生物学研究。
近几年来，在国家“863”计划、国家重大科技专项等的资助下，我国功能基因组学研究取得了一系列进展。中华民族占世界人口的1／5，有丰富的遗传疾病家系资源，这是我国发展功能基因组研究的有利因素。“十五”期间，我国参与国际蛋白质组计划、国际人类基因组单体型图计划，高质量按时完成了项目中所承担的21号染色体区域的任务，建立并完善了中华民族基因组和重要疾病相关基因SNPs及其单倍型的数据库的建设，在国际一流杂志上发表了一批高水平学术论文，申报了一批国家专利，收集、保存了一批宝贵的遗传资源，并初步建立了遗传资源收集网络和资源信息库的采集管理系统，组建了一批国家级基地，培养了一支队伍，建立了一批技术平台。但总体而言，我国在功能基因组研究及应用方面的原始创新成果数量较少，还不能为医药生物技术产业的发展提供足够的知识和产品。
未来研究重点包括：
——功能基因组研究。重点开展植物功能基因组研究、人类功能基因组研究和重要病原微生物及特殊微生物功能基因组研究；
——蛋白质组学研究。蛋白质组学是一个新生领域，目前还处于初期发展阶段，仍有许多困难有待克服。我国应选择具有特色的领域开展研究；
——生物信息技术。我国的研究重点应集中在生物信息数据库的构建、生物信息的开发、加工、利用及生物信息并行处理方面；
——生物芯片技术及产品。通过微加工技术和微电子技术在固体芯片表面构建的微型生物化学分析系统，以实现对细胞、蛋白质、DNA以及其他生物组分的准确、快速、大信息量的检测。常用的生物芯片包括基因芯片、蛋白质芯片、生化反应芯片和样品制备芯片等。生物芯片的主要特点是高通量、微型化和自动化。我国生物芯片研究紧跟国际前沿，它将对我国生命科学研究、医学诊断、新药筛选具有革命性的推动作用，也将对我国人口素质、农业发展、环境保护等作出巨大的贡献。
专家认为，我国人类功能基因组学研究的研发水平比领先国家落后5年左右，若能高度重视，充分利用我国已有的技术和资源优势，未来10年我国可能实现人类功能基因组学研究的跨越发展。
蛋白质组学研究
随着被誉为解读人类生命“天书”的人类基因组计划的成功实施，生命科学的战略重点转移到以阐明人类基因组整体功能为目标的功能基因组学上。蛋白质作为生命活动的“执行者”，自然成为新的研究焦点。以研究一种细胞、组织或完整生物体所拥有的全套蛋白质为特征的蛋白质组学自然就成为功能基因组学中的“中流砥柱”，构成了功能基因组学研究的战略制高点。
目前蛋白质组学的主要内容是建立和发展蛋白质组研究技术方法，进行蛋白质组分析。为了保证分析过程的精确性和重复性，大规模样品处理机器人也被应用到该领域。整个研究过程包括样品处理、蛋白质的分离、蛋白质丰度分析、蛋白质鉴定等步骤。
附图
自1995年蛋白质组一词问世到现在，蛋白质组学研究得到了突飞猛进的发展。我国的蛋白质组研究也在迅速开展，并取得了许多有意义的成果，中国科学家已经在重大疾病如肝癌，比较蛋白质组学的研究等方面取得了重要成就，在“973”计划的资助下，我国已经开始了二维电泳蛋白组分离研究、图像分析技术和蛋白质组鉴定质谱技术研究等。
如何抓住国际上蛋白质组学研究刚刚启动的时机，迅速地进入到蛋白质组学研究的国际前沿，是摆在我国生命科学研究发展方向上的一个重要课题。
目前我国在该领域的研发基础较好，只比先进国家落后5年左右。蛋白质组学属科学前沿，专家建议结合我国现行的基因组研究及其他有我国特色或优势的领域开展研究，不要重复或追随国际已有的工作，而应走自己的路，未来10年内有可能取得重大科学突破。
生物制药技术
生物制药被称为生物技术的“第一次浪潮”，其诱人前景引起了全世界各国政府、科技界、企业界的高度关注。
在过去的30年间，全球生物技术取得了令人瞩目的成就。据美国著名咨询机构安永公司2004年和2005年发表的第十八和第十九次全球生物技术年度报告分析，2003年全球生物技术产业营收达410亿美元。目前已有190余种生物技术产品获准上市，激发起投资者对生物技术股与融资的兴趣。
近20年来，我国医药生物技术产业取得了长足的进步，据《中国生物技术发展报告2004》统计，我国已有25种基因工程药物和基因工程疫苗，具有自主知识产权的上市药物达9种，重组人ω－干扰素喷鼻剂2003年4月获得国家临床研究批文，可用于较大规模高危人群的预防。但总体上与世界先进水平相比还存在很大的差距，医药生物技术产品的销售收入仅占医药工业总销售额的7.5％左右。
为加快我国生物制药技术的发展，今后的研究开发重点是：
——生物技术药物（包括疫苗）及制备技术。围绕危害人民健康的神经系统、免疫系统、内分泌系统和肿瘤等重大疾病和疑难病症的防治与诊断，应用基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程等技术，开发单克隆抗体、基因工程药物、反义药物、基因治疗药物、可溶性蛋白质药物和基因工程疫苗，拓宽医药新产品领域；
——高通量筛选技术。目前，国外许多制药公司已把高通量筛选作为发现先导化合物的主要手段。典型的高通量筛选模式为每次筛选1000个化合物，而超高通量筛选可每天筛选10万多个化合物。随着分析容量的增大，分析检测技术、液体处理及自动化、连续流动以及信息处理将成为未来高通量筛选技术研究的重点；
——天然药物原料制备。目前，已经发现人类患有3万多种疾病，其中1／3靠对症治疗，极少数人能够治愈，而大多数人缺乏有效的治疗药物。以往多用合成药物，随着科技的进步，人们自我保健意识增强，对天然药物的追求与日俱增。当前世界各国都在加强天然药物的研发。
生物信息学研究
在生命科学的研究中，以计算机为工具对生物信息进行储存、检索和分析，对基因组研究相关生物信息获取、加工、储存、分配、分析和解释——上世纪80年代一经产生，生物信息学就得到了迅猛发展。其研究一方面是对海量数据的收集、整理与服务；另一方面是利用这些数据，从中发现新的规律。
具体地讲，生物信息学是把基因组DNA序列信息分析作为源头，找到基因组序列中代表蛋白质和RNA基因的编码区；同时，阐明基因组中大量存在的非编码区的信息实质，破译隐藏在DNA序列中的遗传语言规律；在此基础上，归纳、整理与基因组遗传信息释放及其调控相关的转录谱和蛋白质谱的数据，从而认识代谢、发育、分化、进化的规律。另外生物信息学还利用基因组中编码区的信息进行蛋白质空间结构的模拟和蛋白质功能的预测，并将此类信息与生物体和生命过程的生理生化信息相结合，阐明其分子机理，最终进行蛋白质、核酸的分子设计、药物设计和个体化的医疗保健设计。
生物信息学的发展已经将基因组信息学、蛋白质的结构计算与模拟以及药物设计有机地连接在一起，它将导致生物学、物理学、数学、计算机科学等多种科学文化的融合，造就一批新的交叉学科。
科学家们普遍相信，本世纪最初的若干年是人类基因组研究取得辉煌成果的时代，也是生物信息学蓬勃发展的时代。据预测，到2005年生物信息的全球市场价值将达到400亿美元。
我国生物信息学研究起步较早。20世纪80年代末，国内学者就在《自然》上报道了免疫球蛋白基因超家族计算机分析的工作。目前，多家大学和研究机构也相继成立了生物信息中心或研究所，各种原始数据库、镜像数据库和二级数据库也已经逐步建立，同时我国还建立了相关的工作站和网络服务器，实现了与国际主要基因组数据库及研究中心的网络连接，开发了用于核酸、蛋白结构、功能分析的计算工具以及蛋白质三维结构预测、并行化的高通量基因拼接和基于群论方法开发的基因预测等多种软件。中国学者还运用自主开发的电脑克隆程序，开展了大规模EST数据分析，建立了一系列基因组序列分析新算法和新技术，并在国内外著名科学杂志上发表了一系列论文，取得了引人注目的进展，尤其在人类基因组基因数目的预测上获得了与目前的实验事实相当吻合的结果，在国际上获得普遍认可。
农作物新品种培育技术
最近几年，农业生物技术的发展对农业产业结构调整产生的巨大影响，已引起各国政府和科学家的高度重视。农业生物技术领域研究中最活跃的是育种技术——应用现代分子生物学和细胞生物学技术进行品种改良，创造更加适合人类需要的新物种，获得高产、优质、抗病虫害新品种。这使得新品种层出不穷，品种在农业增产中的贡献率将由现在的30％提高到50％。国际水稻研究所已经培育出每公顷7500公斤的超级水稻，非洲培育出增产10倍的超级木薯。
我国该领域的基础研究和高技术研究取得了一批创新成果：如植物转基因技术、细胞培育技术、籼稻的全基因组测序、花粉管通道转基因方法等，使研制具有自主知识产权的转基因农作物新品种成为现实和可能。目前，已培育出亩产达到807.4公斤的超级杂交稻；2004年转基因抗虫棉的种植面积已占全国棉花种植面积的50％左右；利用细胞工程技术培育的抗白粉病、赤霉病和黄矮病等小麦新品种已累计推广1100多万亩；植物组织培养和快繁脱毒技术在马铃薯、甘蔗、花卉生产中发挥了重要的作用。
专家认为，我国农作物新品种培育的研发基础较好，整体科研技术与国外处于同等水平，只要充分利用资源，发挥优势，很可能在该领域取得突破。
纳米材料与纳米技术
纳米科技是上世纪末才逐步发展起来的新兴科学领域，它的迅猛发展将在21世纪促使几乎所有工业领域产生一场革命性的变化。纳米材料是未来社会发展极为重要的物质基础，许多科技新领域的突破迫切需要纳米材料和纳米科技支撑，传统产业的技术提升也急需纳米材料和技术的支持。
近年来，科技强国在该领域均取得了相当重要的进展。
在纳米材料的制备与合成方面，美国科学家利用超高密度晶格和电路制作的新方法，获得直径8nm、线宽16nm的铂纳米线；法国科学家利用粉末冶金制成了具有完美弹塑性的纯纳米晶体铜，实现了对纳米结构生长过程中的形状、尺寸、生长模式和排序的原位、实时监测；德国科学家巧妙地利用交流电介电泳技术，将金属与半导体单壁碳纳米管成功分离；日本用单层碳纳米管与有机熔盐制成高度导电的聚合物纳米管复合材料。
在纳米生物医学器件方面，科学家用特定的蛋白质或化合物取代用硅纳米线制成场效应晶体管的栅极用以诊断前列腺癌、直肠癌等疾病，成百倍地提高了诊断的灵敏度。另外，纳米技术在医学应用、纳米电子学、纳米加工、纳米器件等方面也有新进展。与此同时，国外大企业纷纷介入，推动了纳米技术产业化的进程。
当前纳米材料研究的趋势是，由随机合成过渡到可控合成；由纳米单元的制备，通过集成和组装制备具有纳米结构的宏观试样；由性能的随机探索发展到按照应用的需要制备具有特殊性能的纳米材料。
纳米材料和技术很可能在以下四个领域的应用上有所突破：一是IT产业（芯片、网络通讯和纳米器件）；二是在生物医药领域应用纳米生物传感的早期诊断和治疗，到2010年将给人类带来新的福音；三是在显示和照明领域的应用已有新的进展，纳米光纤、纳米微电极等已产生极大影响；四是纳米材料技术与生物技术相结合，在基因修复和标记各种蛋白酶等方面蕴育新的突破，预计2010年纳米技术对国际GDP的贡献将超过2万亿美元。
我国纳米材料研究起步较早，基础较好，整体科研水平与先进国家相比处于同等水平，部分技术落后5年左右。目前有300多个从事纳米材料基础研究和应用的研究单位，并在纳米材料研究上取得了一批重要成果，引起了国际上的广泛关注。据英国有关权威机构提供的调查显示，我国纳米专利申请件数排名世界第三位。
国内目前已建成100多条纳米材料生产线，产品质量大都达到或接近国际水平。与发达国家相比，我国的差距一是在纳米材料制备与合成方面尚处于粗放阶段，缺乏应用目标的牵引，集成不够；二是纳米材料计量、测量和表征技术明显落后于国外，对标准试样和标准方法的建立重视不够，对表征手段的建立投资不足；三是纳米材料的基础研究、应用研究和开发研究出现脱节，纳米材料研究缺乏针对性；四是学科交叉、技术集成不够。
链接：
信息技术正在发生结构性变革
目前，信息技术正在发生结构性的变革，在信息器件向高速化、微型化、一体化和网络化发展的同时，软件和信息服务成为发展重点。大规模集成电路正快速向系统芯片发展；移动通信技术正在向第三代、第四展，将提供更优质、更快速、更安全的服务，并带来巨大的经济利益；电信网、计算机网和有线电视网三网融合趋势进一步加快，无线网络成为世界关注的重点；全球化的信息网络将像电力、电话一样为社会公众提供各种信息服务，越来越深刻地改变着人们的学习、工作和生活方式，也将对产业结构调整产生重大影响。
微电子技术、计算机技术、软件技术、通信技术、网络技术等领域的发展方兴未艾，极有可能引发新一轮产业革命。
大显神通的新材料
高性能结构材料是具有高比强度、高比刚度、耐高温、耐腐蚀、耐磨损的材料，对支撑交通运输、能源动力、电子信息、航空航天以及国家重大工程起着关键性作用。
新型功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的材料，是信息技术、生物技术、能源技术和国防建设的重要基础材料。当前国际上功能材料及其应用技术正面临新的突破，诸如信息功能材料、超导材料、生物医用材料、能源材料、生态环境材料及其材料的分子、原子设计正处于日新月异的发展之中。
第9篇：生物技术研究热点范文
记者：身为国家西甜瓜现代农业产业技术体系岗位科学家，您缘何坚守于这条道路并越走越远？
羊杏平：1983年，我从江苏农学院毕业后便被分配到江苏省农业科学院蔬菜研究所瓜类研究室工作，初出茅庐的我对于人生中第一份工作有着别样的认真与执拗，深感责任重大，使命光荣。
至今仍记得报到当天，我国西瓜抗病育种开拓者、著名西瓜甜瓜育种家徐润芳先生对我说过这样一番话：“西瓜在英文中叫做Watermelon，water即水的意思，但还有更深刻的含义，这甜蜜的水不仅仅来自于土壤，更来自于育瓜人的汗水和泪水。”作为瓜类室的一员，我始终牢记，要比长辈和老师付出更多的汗水和泪水，才能不辜负他们的殷切期望，才能青出于蓝而胜于蓝。
记者：在科研育种上，您可谓硕果累累，可否与我们简单回顾一下您在西甜瓜科研领域取得的研究成果？
羊杏平：1983年至今，本人一直从事西瓜、甜瓜育种及栽培研究工作。20世纪80年代初在国内率先开展西瓜抗枯萎病育种工作，并发起组建了全国西瓜抗病育种协作组。育成的高抗枯萎病、耐重茬西瓜新品种抗病苏蜜、抗病苏红宝等通过了江苏省品种审定委员会审定，累计推广面积66.7万多hm2。同时也率先开展了厚皮甜瓜东移栽培和抗病育种研究，育成的厚皮甜瓜新品种维多利亚、白雪公主等，均已在实际生产中得到大面积推广。
早在20世纪90年代初，便在国内开展了薄皮甜瓜（香瓜）杂优利用研究，育成的新品种黄金蜜翠于1999年通过了江苏省品种审定委员会审定。“十一五”以来育成优质、高抗枯萎病、耐重茬苏蜜5号、早抗京欣及优质小果型苏蜜8号等西瓜新品种都通过了江苏省品种审定委员会审定并成功推广；育成优质高档抗病网纹甜瓜新品种珍珠、红珍珠，优质厚皮甜瓜新品种苏甜1号、苏甜2号以及优质哈密瓜新品种苏甜3号、苏甜4号等，均已在生产上实现规模化种植。近年来，陆续创新了西甜瓜砧木种质材料，系统研究了嫁接苗抗病机理、低温生理与形态解剖结构响应、蔓枯病抗性遗传和侵染过程，为江苏省西甜瓜产业发展提供了有力的技术支撑。
记者：您从事西甜瓜研究已有30多年，据您的了解，我国西甜瓜产业的发展现状如何？
羊杏平：随着中国经济的快速增长，西甜瓜产业发展迅猛。截至2012年底，中国西甜瓜生产规模已连续10多年位居世界第一。近年来，江苏省的西甜瓜产业同样顺势上扬、成绩斐然。据统计，2012年江苏省蔬菜种植面积达32.9万hm2，占当年全国蔬菜播种面积的24.9%，其中西甜瓜栽培规模就达17.1万hm2。随着我国设施栽培面积的扩大以及消费者对农产品质量要求的提高，设施栽培逐年普及，尤其是西甜瓜基本实现了设施化生产，亟需设施专用品种。
自“八五”以来，我国将设施瓜类作物育种纳入国家攻关项目，先后育成了一批适用于设施栽培的品种。但多数品种在持续坐果能力、果实外观、商品品质、耐贮运性等方面仍与国外优良品种有较大差距，远不能满足现代化设施栽培的需求。况且国内外病原菌不尽相同，国外设施瓜类专用品种对设施条件和配套栽培技术要求较高，在国内粗放的设施栽培条件下，往往会水土不服，抗病性和抗逆性表现不佳。近年来，枯萎病、蔓枯病、白粉病、霜霉病、病毒病等病害在设施西甜瓜生产中的为害尤为严重，化学防治不仅成本高且不符合绿色食品生产要求。因此迫切需要适应我国农业生态条件、尤其是能有效抗御上述病害的优良品种，优质、多抗、高产已成为国内外设施西甜瓜遗传育种的主要目标。
此外，现代社会营养与保健意识日益增强，人们更希望从日常蔬果中获取对身体健康有益的物质。西甜瓜除了拥有一般意义上的营养价值外，还兼有一些保健功能。因此，如何提高产品的独特风味，增添特有保健物质为品种选育者所关注，也必将成为今后新品种选育的创新热点。选择基因型是育种过程中最重要的环节，传统育种方法主要通过表现型对基因型进行间接选择，选择周期长、效率低，存在很大的不可预测性，更加依赖于育种者的经验和机遇。现代育种方法将分子标记技术、游离小孢子培养技术、基因编辑技术与聚合育种技术相结合，可以快速实现目标基因从一个品种到另一个品种的转移和育种材料的纯合，从而加快选择进程，提高育种效率，显示出传统育种技术不可比拟的优势。
记者：目前，在我国西甜瓜的生产实际中还存在哪些问题？未来又该如何解决？
羊杏平：目前西甜瓜生产实际中存在的主要问题包括：一是西甜瓜及嫁接砧木品种供给严重过剩，但优质、高品质品种供给不足；二是集约化育苗水平不高，跟不上规模化产业发展要求，尤其缺乏种子促萌引发及壮苗促控技术；三是产销成本居高不下，配套轻简栽培技术缺乏；四是资源与环境束缚日益突出，病虫害及连作障碍严重，肥水一体化技术落后，致使西甜瓜品质及产量不稳；五是良种繁育技术不健全，良种繁育基地不稳定，育繁推脱节，特别是示范推广技术和模式的滞后制约了产业发展；六是采后处理技术特别是鲜切技术滞后，西甜瓜零售业态与发达国家差距很大。
上述有关西甜瓜产品全产业链的关键技术问题，应在借鉴发达国家西甜瓜零售先进业态和标准的基础上，以构建新型高效商业模式为目标，围绕生产优质安全标准良品（论个销售，大小整齐划一）和鲜切产品（冷藏盒装即食），完善西甜瓜产业科技链，探索建立“电商+店商”营销模式，以优良品种和安全生产技术为核心，统筹衔接工厂化育苗、轻简化栽培、标准化生产、质量安全监控、品牌创建等环节，构建从生产到产品供应的全产业链技术体系以及生产者、供应商、消费者无缝链接的可复制、可推广的新型商业模式。
记者：结合当前西甜瓜产业发展的大环境，您所带领团队的主要研究方向有哪些？
羊杏平：现代育种已将传统育种方法与生物技术有机结合，弥补了传统育种方法周期长、效率低等缺点。在此背景下，利用生物技术研究成果，进行育种新技术研究是育种研究的必然方向之一，也是提高育种效率的必然选择。随着国家种业体制改革政策的逐步落实，种质资源挖掘与育种新技术创新研究将是公益性研究的主要任务。
当前江苏省及长江中下游经济发达地区西甜瓜生产的主要模式为设施早熟栽培，从长远看，这种模式也是西甜瓜生产的主要发展方向。因此，西甜瓜育种的主要目标即为选育设施专用品种，突出要求品种具有较强的低温弱光适应性及多抗、优质、高产、高商品性。
随着城镇化的推进，农村劳动力日益老龄化和短缺，而目前的西甜瓜仍属于劳动密集型农产品，因此研究推广轻简化栽培及良种繁育技术事关西甜瓜产业稳定大局，具有巨大的经济和社会效益。
根据本团队前期研究基础及江苏省乃至长江中下游地区西甜瓜产业需求，今后主要研究方向将围绕3个方面：一是西甜瓜及其嫁接砧木种质资源创新与育种新技术研究；二是西甜瓜及其嫁接砧木新品种选育；三是与良种配套的良法和良繁轻简生产技术研究。
如此，既可提高本地区西甜瓜市场竞争力，推进西甜瓜产业可持续发展，又能全面提升本地区西甜瓜遗传育种研究的创新水平，从而保持本地区西甜瓜遗传育种研究在全国的领先地位。
记者：您在科技成果的推广和普及过程中遇到过哪些困难，又积累了哪些心得体会？
羊杏平：农业科技工作要扎根农村、贴近农民，科技成果只有在生产实际中推广应用，才能体现其价值。新品种育成后，首先要建立良法基地，完善新品种良种繁育技术，在主产区建立核心示范基地，不断熟化与新品种配套的优质高效安全简约化栽培技术并辐射推广，才能促进新品种大面积生产应用，从而促进优质西甜瓜品种的更新换代与产业的提升，增强地区西甜瓜产业竞争力，推动西甜瓜主产区农业增效、农民增收。
对于西甜瓜新品种推广来讲，还要与有实力的种子（苗）企业合作，同时围绕品种开展产前与售后服务及技术培训。新品种推广过程中经常碰到的问题主要是示范种植效果不理想，良种的特性未能得到充分发挥。遴选示范种植户是关键，要在当地寻找有威望、能讲、敢讲的栽培能手作为示范户，以确保示范一次成功和快速传播。
记者：您能否预测一下未来西甜瓜科研工作的走向和产业发展的趋势？
