生物技术论文范文

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2制定发展战略、明确战略目标、选择发展模式总体战略

我国的生物技术及产业发展应改变以往跟踪为主的战略，实施积极创新为主集成应用的战略方针。基于目前我国生物技术及产业发展的实际状况、水平和能力，在未来10～15年内，我国宜采取“立足创新、集成应用、需求导向、重点突破”的发展战略。

关于集成应用，主要是指把现有的已成熟的先进技术（不管这些技术源自何处）组合集成起来运用于生物技术的研究开发和产品生产。充分借助和合理利用现代科学技术所取得的成就，对于我国生物技术产业以及其他高技术产业的发展都十分重要。

1）战略目标

21世纪初我国生物技术及产业的发展目标应定位在：努力提高生物技术在我国国民经济和社会发展中的贡献率，增强我国生物技术的创新能力和国际竞争能力；争取在21世纪初的10年内，使我国生物技术的整体水平跻身于世界先进行列，生物技术新兴产业发展成为我国的支柱产业之一。

2）发展模式

我们认为，在未来10～15年内，我国的生物技术及产业发展宜采取“政府引导，企业为主，官、产、学、研、资相结合”的发展模式。

众所周知，产、学、研的结合是促进科技进步，加速科技长入经济，提高研究开发效率的良好方式。结合现阶段我国实际情况，为保障生物技术及产业得以迅速发展，政府的作用十分重要。政府应该对全局研究开发及产业化的发展方向、目标、策略和措施进行系统的规划和设计，对各类各层次不同机构的研究开发工作给予重要的引导；对于一些重要的领域，国家应给予一定的资金支持，可以更加有效地引导企业界、金融界以及地方政府的资金和支持，各方面力量形成的合力将加速国家目标的实现。

高技术是基于多种学科的综合技术，而高技术产业则必须加上科学的经营管理和营销策略。发展高技术产业只有以企业为主，才能有效地将分离的科学与技术、科技与产业、产品与市场紧密地有机地联系在一起。同时生物技术产业的发展需要技术资本和金融资本的联合运作。没有一个良好的资本市场，生物技术产业将难以迅速发展。

3主要对策

1）健全和完善管理体制、加强整体协调、形成优势集成

总体而言，我国目前尚没有全国性统管生物技术研究开发及产业化的组织管理机构，缺乏全局性的战略部署。目前国家各类科研计划虽然都在不同程度上注重基础性创新性研究，但在具体实施和操作过程中，往往倾向于选择短期能产生效益的研究项目，导致创新的源头匮乏。更为严重的是，各类计划之间缺乏必要的沟通与协调，各部门、地方自成一体、封闭运行，导致科研力量分散，形不成合力，而且造成低水平重复。现阶段我国正处在从计划经济向市场经济过渡的转轨期。发展我国的生物技术及其产业，必须结合我国具体国情，同时运用计划和市场两种资源配置的调节手段，采取“两弹一星”＋利益捆绑的新机制，盘活我国技术、设备与设施、人才等方面的存量，使各方面的优势系统有效地集成；必须同时调动国家、地方和企业以及科技人员的内动力和凝聚力；必须下决心解决部门地方条块分割、低水平重复的顽症。为此，建议国家适时成立全国性的组织管理机构，对全国生物技术及产业发展进行总体规划和协调指导，从而做到整体协调，避免多头指挥和政出多门，实现决策、协调和实施系统的统一、简便和高效。

2）进行战略布局，形成产业聚集区

国外生物技术及其产业发展的经验表明，在一些地理、交通、信息、政策等环境较好的地域，容易形成生物技术研究开发和产业的“聚集区”。这种“聚集”促进了不同研究开发领域的交流与合作，不仅加速了生物技术研发及产业的发展，同时通过“聚集”进一步吸引人才、技术和资金，起到了“聚集”带动“聚集”的作用，形成了良性发展的循环。根据目前我国生物技术及产业发展情况，结合现有国家级高技术产业开发区，可选择技术力量比较雄厚、投资环境好并已有一定生物技术产业基础的上海、北京、广东（深圳）、长春等地作为生物技术产业化基地，给予更为优惠的财政和税收扶持政策。集中力量有选择地发展3～5个生物技术产业聚集区（如以北京为中心的京津冀聚集区、以上海为中心的江浙沪聚集区、以深圳为中心的粤港聚集区、以长春为中心的长沈大聚集区等），发挥生物技术产业发展的聚集效应，尽快形成较大的生物技术产业规模。对上述生物技术产业聚集区，国家应积极发挥引导作用，充分调动地方和企业界的积极性，以国家重大项目为纽带，促进优势互补的联合与协作，逐步形成既有合作（包括跨国和跨地区合作）又有竞争的社会化的生物技术研发与生产的格局。

3）选择部分重点产品，目标定位国际市场

对于某些我国有较好基础、接近或达到国际先进水平或是我国有资源优势的技术领域，例如转基因动物反应器、转基因植物、功能基因组、生物芯片、组织工程、中药等领域，应选择部分重大项目，目标瞄准国际市场，通过运用优势集成、整体设计、分段实施的操作方式，加大协同攻关力度，尽快将一批拥有自主知识产权的生物技术和产品推向国际市场，增强并确立我国生物技术及产业的国际竞争能力和地位。

4）建立国家生物技术重大项目孵化器

我国科技成果转化难、转化率低制约了高科技产业的发展，影响了科技作为第一生产力作用的发挥，已成为普遍关注的问题。生物技术因其自身的综合性、多学科特点，生物技术转化更具有特殊性。在目前我国资本市场尚不完善的条件下，孵化器的作用尤为重要。孵化器的作用是，通过与研究开发机构建立广泛联系，并有力地引导企业介入，密切生物技术上下游的结合，有效地使单一技术的突破尽快孵化为成熟配套的技术和工艺，向产业进行技术转移和辐射，从而加速具有商业前景的技术和产品尽快形成商品化和产业化。为此，应在已有的工作基础上，择优建立数个生物技术国家重大项目孵化器，结合具有自主知识产权、独特性的生物技术重大项目和重大产业工程的实施，力争在5～10年内开发出一批具有自主知识产权和国际竞争力的重大生物技术产品，同时走出一条生物技术成果转化的成功之路。

5）加强生物技术产业相关技术及装备的产业化及国际化

我国在生物技术及产业发展所需的重要仪器、设备、试剂等支撑技术与装备方面十分落后，主要依靠国外进口。在国外，生物技术的支撑技术与装备本身就是一个巨大的产业，其产值占生物技术产业总产值的20％以上。生物技术的支撑技术与装备具有两大特点，一是涉及多学科、多技术领域的交叉；二是绝大多数生产经营专用仪器、装备的公司都拥有国际市场，只有占有国际市场才能在国际竞争中生存和发展。目前我国尚不具备自主研制和生产并占有国际市场的能力。因此，对重要的生物技术仪器、设备和装备，应采取“桑塔纳”模式，走与国外大公司合资合作的发展道路。第一步通过合资合作，引进建设组装线或生产线，这样一方面可以迅速提高技术水平和管理水平，另一方面可以与外国公司共同参与国际竞争；第二步加速引进技术的消化吸收，逐步加大国产化比重，同时加强新型号、新设备的研制开发，进而逐步增强参与国际竞争的能力。在此方面，应注意避免自己闭门造车、封闭发展，所开发的产品性能不稳定，测出的数据不可靠，别人不用，自己也不用的尴尬局面。6）大力发展生物技术中介组织

国外成功经验表明，中介组织在高技术产业发展过程中发挥了重要作用，中介组织是创新体系的重要组成部分。我国应大力发展从事生物技术信息咨询、技术评估（包括生物安全评估）、专利（特别是国外专利）、投融资等方面的中介机构。

我们认为，应尽快组建生物技术产业协会。组建生物技术产业协会有利于信息沟通和协作，有利于规范市场和公平竞争，亦可避免不必要的重复，有利于逐步形成社会化发展的格局。协会组成以企业法人和高级主管为主，吸纳大学和研究机构的技术、管理、营销专家参加。政府主管部门可以通过协会进行全局性组织协调工作。

7）充分利用和合理保护我国丰富的生物资源

我国国土辽阔，特殊的地理、气候、人口、人文、历史以及多民族等原因，使我国具有丰富的动物、植物、微生物及人类遗传资源，包括历史悠久的中医药宝库，为我国在生物技术领域的研究开发提供了得天独厚的有利条件。但从目前情况看，我国在生物资源的保护和利用方面还存在着明显的不足。大量的生物资源没有得到有效的保护和利用，甚至一些重要的资源流失严重。例如，我国虽有丰富的微生物资源，但由于资金和管理上的一些因素，导致研究、保藏和开发工作都处于非常困难的境地，至今没有一个明确的主管部门，也没有一部微生物资源管理的法规。因此，建议国家有关部门象重视人类遗传资源一样高度重视对所有生物资源的保护和利用。一方面应抓紧制定和完善有关各类生物资源管理的法规和规章制度；另一方面应尽快建立健全国家生物资源的保藏及服务体系，其中包括细胞库、菌种库、毒种库、种质库、信息库等。此项工作可在相关计划的基础上，给予专项经费支持。虽然需要花费一定的资金，但这是一项具有战略意义的基础性工作，因此必将起到事半功倍的效果。

8）加强国际合作，建立战略联盟

中国改革开放实践证明，不开放就没有出路。高技术需要在合作和竞争中求发展。一方面是在合作中竞争，另一方面又要在竞争中合作。国际上，企业间的联合与建立战略伙伴关系越来越成为一种重要的发展趋势。我国在发展生物技术及产业的过程中，必须加强与国外政府间和民间的合作与交流。此外，还应利用国内巨大市场的吸引力，积极与某些大型跨国公司建立战略伙伴关系，在国内合作建立合资企业，合作开发新产品，合作开拓国际市场。

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1.分子生物学技术

由于农业养殖日益呈现出规模化与集约化较高的特征，再加上人们对短期经济效益的集中追求，所以我国传统的畜禽品种资源将会遭遇越来越严重的破坏，其群体数量将日益降低，品种资源的破坏形势会日益加深，根据这种现实情况，未来农业动物生物技术将在以下分子生物领域进行发展：对我国固定的优良品种或基因进行挖掘与定位；为畜禽的遗传多样性进行保护的分子监测技术；我国固有畜禽品种的起源与进化的比较基因组学研究；保存动物遗传资源的生物技术研究。

2.分子育种技术

我国农业中的畜禽育种工作经过长时间的发展，逐渐由追求数量转向追求质量，育种方法也逐渐由数量遗传法转向分子育种与常规育种相结合的方法，所以分子育种技术的改进将是未来阶段我国农业动物生物技术的一个主攻方向，分子育种技术的研究将集中在标记辅助育种技术、数量性状主基因的检测和定位技术、动物功能和抗病基因的诊断技术以及试剂盒的研究，通过这些方面的技术研究提高动物产品的质量，实现其最大效益。

3.分子诊断技术

畜禽疫病是对我国畜牧业生产以及产品安全造成主要影响的关键因素，畜禽疾病的危害严重、流行面广，潜在危险性较大，一旦发生就会造成较大的经济损失，因此，利用免疫学、现代分子生物学以及病毒学的相关技术，对我国畜禽的重要疫病进行分子生物学研究是是农业动物生物技术的主要发展趋势之一，主要包括：重要畜禽疫病的分子诊断、监测、重要畜禽疫病病原的大分子结构与功能研究以及试剂盒的研发。

4.转基因动物技术转基因动物是一种将胚胎工程与分子生物学有机结合而研究出来的一种基因工程动物，这种技术是克隆技术的突破性进展，影响动物发育过程中的基因表达，能够促进遗传学与发育生物学以及相关学科的发展，是加快动物育种进程、提高育种效率，为濒危动物提供生存方式的有效方法。

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2林木转基因育种

基因工程是生物技术五大工程之一，是生物技术的核心，基因工程育种的原理是将目的基因片段整合到到相应的受体植物细胞的染色体中，改变受体植物的DNA组成，进而改变林木自身的相关性状，产生新的有利性状，转基因为林木遗传改良提供了一条全新的途径。基因工程技术与常规杂交育种和纯合育种相结合，可以大大缩减育种周期，加快林木育种进程，可以有效打破远缘杂交不亲和的生殖隔离障碍，创造新物种和选育新品种，对优质人工林的营造和生态环境保护具有重要意义。近年来，基因工程在林木育种工作中开始大量应用，其中主要技术有基因片段的分离与鉴定、植物细胞遗传转化和转基因植株的鉴别等。目前我国的林木基因工程育种研究取得了较大进展，已经有几十种树木如杨树、火炬松、花旗松、白云杉、核桃、刺槐、麻栎、桉树、苹果、罗威云杉等先后进行了基因工程研究，已经获得转基因植物的有杨树、核桃、柳树、松树、苹果、李和葡萄等。研究领域主要有抗病虫害、抗除草剂、抗逆性、花色花期调控等基因，其中抗虫基因工程已经取得突破性进展，培育的抗虫转基因杨树新品种已实现商品化生产。

3林木分子标记辅助育种

遗传标记是指能稳定遗传，容易识别的遗传学特征，包括形态特征、细胞学特征、生化特征和分子标记等。分子标记是在分子生物学基础上发展起来的一项技术，已经广泛应用于生命科学研究的各个领域，由于DNA分子具有多态性，能体现生物的基因特征，常作为分子标记的遗传标记。目前，在林木育种工作中用的分子标记手段主要有4种，分别是限制性片段多性（PFLP）、随机扩增多态性（RAPD）、扩增性片段多态性（AFLP）和简单重复序（SSR）等。在林木遗传改良中，分子标记主要用于种质鉴定、遗传多样性分析、遗传连锁图谱构建、分子标记辅助选择、)重要经济性状基因定位等方面。目前，借助分子标记技术，杨树、桉树、松树等主要经济树种已经建立了遗传图谱，通过遗传图谱能识别遗传标记的具置，可以对树高、胸径、材积、干形等指标进行定位研究，遗传图谱对林木育种工作有极大的促进作用，有利于优良品种的定向选育与培养。随着分子标记技术的发展和应用成本的不断降低，作为一种行之有效的遗传标记，在现代林木遗传育种研究中发挥着越来越重要的作用。

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1．1理论研究滞后，缺少完善的评价模式

目前，创新型人才和创新能力受到了广泛关注，但创新能力的界定和内涵尚未取得一致的认识。特别是创新能力是一种综合能力的体现，不同专业人才所需具备要素构成不完全相同。邓成超等认为大学生创新能力主要由创新思维、创新学习和创新操作构成。胥群从心理层面指出创新能力包含创新意识、创新思维、创新技能和创新情感。纪延光等则认为大学生创新能力有基础要素、创新要素、协作要素三大组成要素。金琴将创新能力分成了创新学习能力、创新知识基础、创新思维能力和创新技能4个指标。而针对不同专业更有不同的内涵界定。但目前任何一种研究尚局限于理论探索阶段，尚没有成为一致认可的标准，可操作性不足。另一方面，我国高等教育规模庞大，专业种类繁多，办学层次、办学历史、办学水平差异很大，采用统一的评价模式自然不能满足客观需要。对于生物技术这种理工结合、理论与实践兼顾，办学历史不长，学科仍处于不断快速发展之中的专业，相关研究更显不足。

1．2评价形式单一，评价内容片面

长期以来，我国对学生总体水平和素质的评价大多局限于闭卷考试，对人才的培养多以考试成绩为唯一标准，评价形式单一，这种从小学延续至大学的评价模式桎梏了大多数人的创新性和主观能动性。近年来，许多高校逐步改变了对大学生以分数作为唯一标准的评价体系。开始从课外活动、科学研究参与、校外暑期实践、参与科技竞赛活动、获奖以及人文艺术修养等方面进行综合评价，为更客观全面评价创新型人才提供了一些有益和可操作的经验。但总体讲，评价内容仍未脱离以分数为绝对主体的评价标准，上述活动在执行中仍面临参与人数少、敷衍应付、不具有强制性的尴尬。现有评价内容多体现出对知识的掌握程度。

1．3评价结构缺陷，重结果轻过程

现有评价体系中，过于强调考试的作用，看重的是最终评价，往往以一次考核来评定学生的优劣。这种应试化倾向的大学生学业评价体系导致大学生主体性的丧失，而培养创新能力的关键就在于提升人的主体性。此外，评价的主体是任课老师、评价的标准是分数，而对于过程和课外往往是忽视的。创新性人才的培养是一个长期的动态过程，每个学生的创新精神和创新能力亦是动态发展和不断积累的，且由于人的兴趣爱好、特长不同，创新能力体现的方面亦会有所差别，而现有评价机制往往缺少对创新能力的动态把握，不能在教学过程中实现对创新能力的动态评价，不能切实发挥教学评价体系的导向和激励作用，制约了学生创新能力的培养。

2生物技术创新型人才培养评价体系对策分析

2．1从共性和多样性角度界定创新型人才评价的内涵

在创新型人才评价标准上，既要坚持人的共性发展原则，又要突出人的个性特质。在创新性人才评价标准上，既要具备创新思维、创新技能等能力建设，又不能忽视精神层面、培养手段科学性、培养环境建设等多方面的要素。同时，专业、学科的差异使得这一内涵应具备专业所需要的特有标准，文科、理科、工科，以及本科教育、研究生教育及职业教育所蕴含的创新能力要求呈现出多样性。如生物类专业中生物技术和生物工程则应有所区别，生物技术侧重的是科学开发的创新，目前我国生物技术企业最需要就是研究开发型人才，占此类人才需求的58．3%，但“重理论、轻实践”培养出的生物技术人才应用性又较低，导致企业招不到合适人才与生物技术专业学生就业困难并存。生物工程人才应侧重的是工程技术设计、工艺流程的掌握与改进、技术开发等方面。因此，专业特点应在创新型人才的评价体系中得到体现。

2．2改革传统课程考核评价方法

目前，在大多数课程考核中同样体现出评价体系结构的局限性:闭卷考试多，开卷考试少，题型客观题多，主观发挥题型、思维题型量少;上课内容和实践内容陈旧、教学内容方式不够灵活、探究少;学生参与少、动脑机会少。传统的教学内容和考核方式不需要太多的灵活运用和平时知识积累，许多同学通过短暂的突击就能应付考试过关。因此，我们在教学中增加提问探究环节，考试环节增加主观题型、提高了无统一答案的试题比例，甚至在部分课程增加了学生自己查找资料、制作幻灯片和上台讲课的环节，收到了较好的教学效果，调动了学生的积极性和创造性。近年来生物技术专业学生在各种创新竞赛和社会调研活动中成绩不俗:如《赛克(cycle)生态农业科技有限公司创业计划书》获第七届“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛荣获金奖;“规模化猪场粪便污水生物处理及资源化工艺”获第一届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛一等奖。

2．3完善实践教学质量评价体系提高学生创新能力

实践教学作为生物技术专业教学体系的一个重要组成部分，包含了校内实验性教学环节，以及毕业实习、生产实习、参与科研活动、参加学术讲座活动、申请承担研究性学习和创新性实验计划等弹性较大的其他实践活动。现有实验实践质量评价体系大多以实验报告、实习报告为依据，没有细化的评价指标，忽视了教师教学态度、实验准备、教学内容、教学方法和教学效果等情况的评价。而一个良好的实践教学评价体系对调动教师的创新性和学生的积极性至关重要。因此，建立涵盖实验教师教学质量、实验效果信息反馈和合理实验成绩构成的评价体系将有利于提高实验实践在创新思维培养、创新能力锻炼中的主导地位。一个良好的实验实践教学评价体系应包含合理的教学内容、贯穿全过程的量化指标，有利于强化教师的竞争意识和责任意识，引导教师开展教学创新研究。实验教学质量评价体系在提高学生创新能力，提高人才培养质量方面的研究已有一定报道，并且收到了比较好的效果。郭风法将实验课教学质量评价分为教学态度、实验准备、教学内容、教学方法和学生情况等五个方面，每一方面包含若干评价指标。我们通过设置配套的教学与科研紧密结合的实验教学内容，完善管理措施，将实验教学从基拙性向研究综合性、开放性推进，特别是与企业紧密合作，显著提高了学生的研发能力。近2年获得湖南省大学生研究性学习和创新性实验2项，校级大学生研究性学习及创新性实验项目3项，学生创新思维和创新能力得到明显提升，一批学生进入中国科学院、上海交通大学、厦门大学等单位攻读硕士研究生，表现出较好的创新意识和实验能力。

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苯丙氨酸解氨酶（Phenylalanineammonia－lyase，PAL）是苯丙烷途径的第一个关键酶。PAL普遍存在于植物和某些真菌、细菌和藻类中，其功能是催化L－苯丙氨酸非氧化性脱氨生成反式肉桂酸（cinnamicacid，CA），而肉桂酸是苯丙烷类次生物质（如黄酮、香豆素、木质素及某些酚类）生物合成的通用前体，因此该酶在植物次生代谢中具有极其重要的位置［14］。多数被子植物中，PAL是一个多基因家族，在一组染色体中含有一到多个PAL基因。PAL亚基通常由小型基因家族编码（一般2～5个成员），这些基因家族又图1黄芩苷生物合成途径Fig．1Biosyntheticpathwayofbaicalin186可分成2或3个亚族，随植物不同而异。烟草（Nicoti－anatabacumL．）PAL由2～4个独立基因编码，而欧芹（Petroselinumcrispum）PAL至少包含4个编码基因［15］，例外的是火炬松，仅有1个pal基因。Whetten等［16］采用多克隆抗体识别火炬松PAL亚基，获得cDNA，经PCR扩增后测定pal基因序列，发现其与水稻、豆、甘薯等被子植物的编码序列存在60％～62％同源性。欧芹中pal基因含有6个内含子，其上游含有一段富含CT的区段［17］。目前已在诸如马铃薯（SolanumtuberosumL．）、拟南芥、烟草、黄瓜（CucumissativusLinn．）和大麦（HordeumvulgareLinn．）等植物中，克隆到了编码PAL酶的cDN段或基因组序列，其它多种植物的pal基因已测序并在GenBank注册［18］。课题组也已分离获得粘毛黄芩的pal编码基因，并进行了相应的序列和表达分析，发现黄芩pal基因与其它植物pal基因具有很高的同源性，从而证实了该基因具有高度的遗传保守性［9］。

2查尔酮合成酶

包括黄芩苷在内的所有黄酮类化合物的直接通用前体物均是柚皮苷查尔酮，它是由1分子桂皮酰辅酶A与3分子丙二酸单酰辅酶A缩合而成，其中前者来自苯丙酸中间途径，后者经醋酸经乙酰辅酶A羧化酶催化生成。这个重要的缩合反应就是由查尔酮合成酶（Chal－conesynthase，CHS）催化完成的，这是黄酮类化合物合成中第1个关键酶，具有限速作用［19］。自从第1个荷兰芹的chs基因在1983年以来［20］，迄今已从多种植物中克隆了chs基因，如高粱（Sorghumbicolor）［21］、兰花（OrchidBromheadiafinlay－soniana）［22］和拟南芥［23］等。chs基因在不同植物类群中保守性较高，一般都含有2个外显子和1个内含子，而金鱼草chs则含有2个内含子［24］。chs基因的外显子1和2分别编码60个和340个左右氨基酸残基，但在序列长度和核苷酸组成方面外显子2的保守性高于外显子1，而作为活性位点的4个保守氨基酸残基位于外显子2中。chs基因内含子的大小及序列差异都较大。不同物种中查尔酮合酶在氨基酸水平上的一致性很高，约79％～91％，说明其具有高度的遗传保守性［25］。chs基因启动子具有多个对环境感受的特异性元件，如接受激发子诱导的ACE元件（ACGTele－ment）［26－27］和H区（H－box）［28］，富含AT元件区［29－30］、以及负调控的沉默子［31］和维持基因转录水平的P区［32］。大部分植物的CHS编码基因是一个多基因家族，如矮牵牛、大豆和豌豆等，特别是双子叶植物的chs家族基因数目较多，如菜豆中已发现8个chs基因［33］，矮牵牛的chs基因家族包括8～10个成员［34］。虽然chs基因家族中数目较多，但各成员基因编码区的同源性较高。由于CHS在植物外源基因的表达、细胞的发育和分化、花色素的积累和抗菌、抗胁迫生理过程等起着重要的作用，因此chs基因家族的不同成员往往受植物不同发育时期和组织特异性调控，对不同外源刺激的敏感程度也不同，这个特点与黄酮类物质的功能多样性相适应［35］。该课题组基于黄芩chs家族，利用同源性克隆方法，克隆获得了粘毛黄芩chs基因，并从分子水平上验证了所选植物的chs可能起源于同一个祖先，也反映出黄酮化合物为聚类指标的进化生物学意义，从而说明作为类黄酮代谢关键酶的CHS蛋白在自然演化进程中的遗传保守性和功能稳定性［36－37］。chs基因具有显著的时空差异性表达模式，如组织和发育时期的特异性表达，在一些植物发育的早期阶段CHS在叶片中表达，而成熟植株中主要仅限于花组织中存在；chs基因接受诱导因子调控的特异性转录，在很多植物（如矮牵牛、菜豆等）中，外界刺激如胁迫、紫外线和病原体会诱导CHS的快速响应并表达，CHS的这种对外界刺激的敏感程度的差异特点与CHS编码序列上游启动子中含有的特异性顺式作用元件有关［38］。此外，笔者也发现粘毛黄芩chs基因受到外源甲基茉莉酸的时间依赖性地调控，并建立了其诱导差异表达谱［37］。在基因工程领域，对chs基因调控作用的研究主要集中于植物花色表型和抗逆性状的遗传改良，而这种改变实质上也是基于细胞和组织内黄酮化合物的含量调节，例如通过对chs基因的反义或共抑制操作培育颜色变异的转基因花卉［39］，也可以正调节马铃薯中的chs基因增加花色素苷等黄酮类化合物的积累，从而改善其抗氧化能力［40］，而基于烟草转化系统的研究证实黄芩chs基因在驱动黄酮化合物生物合成的过程中发挥了重要作用［41］。

3黄烷酮3－羟化酶

黄烷酮3－羟化酶（flavanone3－hydroxylase，F3H）是黄烷酮分支点的一个核心酶，其作用是催化5，7，4－黄烷酮C3位的羟化，生成二氢山奈素（dihydrokaempferol，DHK），而该物质则是合成黄烷酮和花色素的重要中间产物［42］。因此F3H也是黄酮化合物生物合成途径中的关键酶，是控制黄酮合成与花青素苷积累的分流节点，被认为是整个类黄酮代谢途径的中枢。1991年，人们首次获得f3h基因序列，是从金鱼草中克隆出来［43］。目前已经在拟南芥［44］、苜蓿［45］和玉米（Zeamays）［46］中被陆续分离鉴定，且是以单拷贝形式存在，但在甘蓝型油菜和紫苏中则是以多基因家族形式存在，分别含有5～7个和2～3个成员。在这些植物中，f3h基因一般具有3个外显子和2个内含子［45］。笔者首次克隆了粘毛黄芩的f3h基因，通过系统进化树分析，从分子水平上验证了所选植物的f3h可能起源于同一个祖先，也反映出植物间的植物黄酮醇类化合物的含量与植物间亲缘关系有一定关系。f3h基因在一些植物中是独立表达的，如矮牵牛中的f3h基因，而在大多数的情况下，f3h则是和其上游的chs、chi（查尔酮异构酶）基因以及下游的dfr（二氢黄酮醇还原酶）基因协同表达的，这在拟南芥和金鱼草中都有相关的报道。此外，矮牵牛和金鱼草中f3h基因突变失活则可在阻断花色素的合成通路，获得白花的矮牵牛或金鱼草［43，47］。近期研究表明，通过调控f3h基因的表达能够有效改变植物花卉或种皮的颜色，基于该基因的遗传操作已成为花卉育种研究的重要手段［44，48］；而旨在高产黄酮和异黄酮的药物代谢工程领域，通过反义抑制f3h基因阻断花青素合成途径能够使通用前体柚皮苷更多地流向黄酮和异黄酮，从而获得促进目标产物的积累，该方式证明F3H是黄酮代谢工程的重要靶点［49］。由此可见，f3h是黄酮生物合成途径上关键的限速基因，其催化反应是黄酮合成调控的的重要步骤。

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2农业种植领域中生物技术的应用

随着生物技术不断的发展和进步，生物技术在农业种植中得到广泛应用，主要包括以下几个方面：

2.1转基因技术转基因技术应用到农业种植领域中，即通过将某一农作物的优良基因转移到另一农作物上，以达到提高农产品产量、产品质量的目的。转基因技术的工作原理是通过对某一农作物的基因进行改造，并重新组合，最终将其导入到生物体内，其中，目的基因的提取是转基因技术的核心，据调查了解，当前农业种植中应用最多的生物技术则属于转基因技术，转基因技术对农业种植具有十分重要的意义，在农业种植领域中，常用的基因有种子贮藏蛋白质基因、苏云金杆菌抗虫基因等，由于植物中提取的目的基因具有良好的性能，因此，利用转基因技术提取植物中的目的基因，并将其转移到另一农作物上，不仅可以促进农作物的生长，也可以提高农产品产量、质量，因此，转基因技术应用在农业种植中具有重要作用，其可以有效促进农业的可持续发展。随着我国对生物技术的不断研究，转基因技术将会得到进一步发展，并且转基因技术的应用规模也会逐渐扩大，据资料表明，当前转基因类植物的种植范围正在不断扩大，在我国农业种植中，利用转基因技术种植的植物面积呈进一步扩大的趋势。除此之外，在农业种植中生物技术最为突出的则属于杂交育种技术，杂交育种技术与转基因技术相比，其操作更为简单，在农业种植实践中，杂交育种技术已取得了良好的效果。

2.2组织培养技术组织培养主要工作原理是在细胞全能性的基础上利用人工诱导的组织培养技术，这就要求植物细胞需要处于无菌的状态下，才能确保植物细胞得到良好的发育，最终生长成完整的植株。将组织培养技术应用到农业种植中，既可以加快植物繁殖的速度，也可以在固定的时间内培育出满足符合当地农作物生长优良品种，同时还能够有效防止病毒对农作物幼苗的侵害，因此，针对组织培养技术对农作物生长的有利条件，在今后的农业种植中，应大力推广和运用组织培养技术，但是，组织培养技术在农业种植中，应注意以下几点：在植物组织培育中，培育植物的阳光温度、湿度等应满足植物组织培育的条件，并且培养基组成结构、pH值等化学条件也应符合标准要求，有效控制外界因素对植物组织培育的影响，为植物组织培养发育提供优质的条件，并且在初代培养外植体过程中应做好外植体褐变处理工作，由于外植体在接种过程中容易发生褐变现象，然而，褐变现象的出现将会影响植物外植体的培育，所以，做好褐变处理工作，以保证植物培养工作顺利进行。

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二、分子标记辅助育种技术途径

分子标记技术在我国的发展尤其迅速，被大范围的应用到玉米自交系的遗传多样性分析当中，对于玉米群体优劣的划分、玉米的抗病抗逆性能、玉米雄性不育系等多方面的研究有着非常重要的意义。另外，在深入进行玉米遗传多样性的研究上，可以为玉米种质资源收集、亲本的选择、玉米种类的划分、基因组建等多方面提供必要的技术和数据支持。与此同时，分子标记技术的应用，可以帮助基因在改善玉米的杂种优势预测方面的科研工作有所突破，避免由于玉米的先天遗传方面的不足带来的低产效应，给玉米的品种的培育提供了更为优质的品种资源。在实际的玉米自交系遗传变异研究中，分子标记可以更好地进行杂种优势群的划分。相对于玉米自交系纯度，分子标记育种技术的方法可以更为精确、简单易操作，保证玉米自交系纯度质量。指纹图谱是分子标记技术在玉米育种上的显著应用，可以通过指纹图谱建立植物品种的汇总。同时，分子标记技术可以更为精确的区分先天遗传差异较小的植株，使得培育的技术更为精确，并且分子技术培育被广泛应用于植物新品种保护领域。目前，我国在玉米新品种保护方面也已经取得不小的成就，逐步建立起自交系和杂交种的DNA指纹图谱数据库。数据库的好处是更为方便鉴定植物基因类型，尤其是一些并未有被记录在指纹图谱中的品种分类。作为结果，分子标记技术可以为更好地监测玉米育种群体的遗传多样性提供必要的数据支持，也为育种专家如何选择优质的杂交组合提供理论依据。

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2需要建立科学合理的实践教学计划根据具体培养要求，在培养计划中建立一个基本完整的实践教学模式。按照实践教学目标体系，整合实践项目和内容。在学生入学后的不同学习阶段，分别在各个实验室进行学习，按照循序渐进的教学原则，设置各个课程的验证型，综合型实验，另设置基础和专业课的实习和实训，虽然这些课程都有专门的培养方案和教学安排，但如何科学安排好各个课程的衔接，还需深入研究。

3需要研究实践教学体系的组成按照专业实践能力培养的自身规律性，首先针对本专业的培养目标，体现理论教学与实践教学相互联系，建立符合实际、具有科学性和操作性的实践教学体系，分别包括了实践教学基础训练（课程教学实验、专业教学实验）、实践教学的依托训练（毕业实习、科研训练）、实践教学核心训练（各种设计性实验、毕业论文实验）、实践教学补充训练（社会实践），这四个训练贯穿整个学程，构成培训学生基本能力、综合能力和创新能力的平台。教学实践环节可分为四大类进行：认知实践：结合基础阶段所学理论，激发学生对本专业后续课程的求知欲望，为学习专业基础课和专业课提供感性认识；课程实践：选择一些专业主干课程，根据每门课程的授课内容和教学进度，安排学生实习，加深学生对授课内容的理解；专业实践：使学生系统参与专业课的具体实践，培养应用与创新能力，团队协作和交流能力。落实到各个专业课程的实践中；综合实践：按本科培养方案的要求，撰写毕业论文，组织答辩。实验考核的效果能够反映平时实验课的成绩，考试的目的是为了促进学习，从而进一步保证实践教学质量的不断提高。

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从嵌入溶血素蛋白通道对血脂的试验研究开始，研究者们在过去10年中开发和探索了多种类型的纳米孔。α-溶血素是一种能天然性地连接到细胞膜中继而导致细胞溶解的蛋白质，它第一个被用来做成生物纳米孔模型。模型中，一层生物膜将溶液分为2个区域，α-溶血素蛋白嵌入生物膜中形成纳米孔。当DNA分子穿过纳米孔时阻断电流会发生变化，这时灵敏电子元件就能检测电流的变化。但是，由于4种碱基的理化性质比较接近，所以读取序列实际上比想象的困难得多。此外，有效减少电子噪声仍旧是个挑战，通过降低DNA的位移速率可以部分减少噪声。最近出现了新形式的仿生纳米孔，其中包括丝蛋白毛孔[1]和仿生核孔复合物[2]。跨孔形成的侧电极使通过纳米孔转运的生物分子的电子检测成为可能[3]。采用等离子体减薄[4]和离子束雕刻技术[5]得到的超薄纳米孔也被开发出来。通过耦合到纳米孔上的扫描探针显微镜[6]和硅纳米线晶体管[7]，证实了这种使用静电效应和场效应的替代检测方式的可行性。石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，目前已经成为制作超薄纳米孔膜材料[8]的首选。石墨烯的带电特性、韧度、原子厚度以及其电子抗渗性能，使得其成为纳米孔DNA序列测序的热点材料。石墨烯薄片膜[9]和自对准碳素电击[10]形成方面的新进展，促进了碳纳米结构与纳米孔技术的整合。对进入纳米孔分子的自动捕捉可实现分子结构和动力学的检测分析。这项改进技术已经应用于对孔泡附近的扩散现象研究，这也是未来生物研究的基础。对金属孔上离子转运的研究，例如金表面的纳米孔[11]，可以作为一种方法用于创建种选择性纳米孔系统[12]，这一系统也是研究者感兴趣的生物分子检测系统。

2纳米孔在生物技术上的应用

迄今为止，DNA是纳米孔研究中最常见的聚合物，脂质嵌入式离子通道检测DNA是这项研究开创性的示范。最近，固态纳米孔已用于检测核小体亚结构的不同[13]以及RNA聚合酶催化DNA转录的关键部分，为了解染色体的结构和转录研究创造了新机遇。生物纳米孔在富含鸟嘌呤的G-四链体检测方面的应用，对基因组学和表观遗传学的发展起着重要的推动作用[14]。脱碱基位点也可以用纳米孔动态检测，通过阻断含离子载体的电解质溶液，高压辅助下的蛋白质易位以及使用配体修饰纳米孔蛋白的不同都得到了论证[15]。某些蛋白质在转运时发生“解压”，转运过程便可用于成为测量解压动力学。许多这种蛋白质的解压行为已经得到了研究，纳米孔可作为无需标记的高效力谱仪[16]动态使用。重要的神经传导物也得到了动态实时区分，以期用于研究大脑对药物的化学反应[17]。与其检测技术相比，纳米孔更具发展前景，其高效、快速且价格低廉，准确度和检测性能良好。其他纳米孔结构为生物领域提供了多种新研究和技术。大型固态纳米孔可以用来动态地捕获释放的细菌，为动态捕获单细胞提供了更快速低廉的方法。使用脂肽包被的固态纳米孔，可以探测到DNA与邻近孔膜的相互作用[18]。热反应聚合物的提出推进了智能纳米孔的发展，智能纳米孔可以作为动态响应温度的装置，电解质刷组成的生物纳米孔可控制孔附近的盐电导。DNA测序纳米孔的研究也取得了进展，一项最新的分子动力学研究显示，运用DNA聚合酶作为棘轮，通过控制石墨烯纳米孔上DNA单链的转运，可获得核苷酸序列的高精读数。使用溶血素中的链霉亲和素可选择性固定DNA链，可高分辨率区分孔上不同几何位置的核酸。P-n半导体结可放慢DNA易位的速度，移位过程中这种半导体结可以动态控制电压。运用新型的基于CMSO的放大器，可实现亚微秒时间内的电流检测。关于DNA测序的理论研究，为解决上述提到的离子电流测定速度的限制问题提出了可行性的建议和方法。模拟显示，石墨烯碳纳米带上的纳米孔可以利用孔隙边缘的电流密度，从而产生较高的分辨率。垂直于纳米通道放置的石墨烯碳纳米带上的电导变化，也被建议作为DNA碱基易位测序设备。

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1.1转基因技术

利用转基因技术提取植物中的目的基因，并将其转移到另一农作物上，不仅可以促进农作物的生长，也可以提高农产品产量、质量，因此，转基因技术应用在农业种植中具有重要作用，其可以有效促进农业的可持续发展。随着我国对生物技术的不断研究，转基因技术将会得到进一步发展，并且转基因技术的应用规模也会逐渐扩大，据资料表明，当前转基因类植物的种植范围正在不断扩大，在我国农业种植中，利用转基因技术种植的植物面积呈进一步扩大的趋势。除此之外，在农业种植中生物技术最为突出的则属于杂交育种技术，杂交育种技术与转基因技术相比，其操作更为简单，在农业种植实践中，杂交育种技术已取得了良好的效果。

1.2组织培养技术

组织培养主要工作原理是在细胞全能性的基础上利用人工诱导的组织培养技术，这就要求植物细胞需要处于无菌的状态下，才能确保植物细胞得到良好的发育，最终生长成完整的植株。将组织培养技术应用到农业种植中，既可以加快植物繁殖的速度，也可以在固定的时间内培育出满足符合当地农作物生长优良品种，同时还能够有效防止病毒对农作物幼苗的侵害，因此，针对组织培养技术对农作物生长的有利条件，在今后的农业种植中，应大力推广和运用组织培养技术，但是，组织培养技术在农业种植中，应注意以下几点：在植物组织培育中，培育植物的阳光温度、湿度等应满足植物组织培育的条件，并且培养基组成结构、pH值等化学条件也应符合标准要求，有效控制外界因素对植物组织培育的影响，为植物组织培养发育提供优质的条件，并且在初代培养外植体过程中应做好外植体褐变处理工作，由于外植体在接种过程中容易发生褐变现象，然而，褐变现象的出现将会影响植物外植体的培育，所以，做好褐变处理工作，以保证植物培养工作顺利进行。

1.3生物农药制作技术

随着生物技术的出现，生物农药在农业种植中也得到了应用，其主要是将生物新陈代谢的产物来制作农药的方法，以达到杀虫保护农作物的目的，利用生物技术制作农药，不仅可以有效防止农药对环境造成的危害，也可以保护环境，因此，生物农药的应用具有重要作用。所以，在生物农药制作上，应采用生物技术进行生物农药的开发，由于基因工程中的许多药品都是从生物组织中提取的材料，但是，该工程的提取比较困难，并且药品的价格也非常昂贵，然而，微生物可以适用于大规模工业化生产。所以，为了加快生物农药的制作，在生物制药实践中，应在微生物细胞中导入生物的基因，使生物基因产生相应的药物，采用这样的制作模式，不仅能有效解决材料来源困难的问题，也可以进行大规模工业化生产，同时也可以降低生物农药制作的成本，因此，生物技术在生物农药制作中发挥着重要作用。

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2产油菌株筛选

学生通过查阅文献不难发现产油微生物筛选常用的方法是脂肪粒计数法。该方法是使用70%苏丹黑乙醇溶液将细胞内的脂肪粒氧化成蓝黑色，细胞质经过0．5%蕃红复染后成红色，显微镜下统计脂肪粒数而进行初筛［4］。但有学生在实验前期没有筛选到产油微生物，了解得知学生初筛时间存在问题。初筛时间过早，会造成一些油脂积累缓慢的微生物漏筛，但菌株培养时间过长也会造成产油优势菌株细胞内的脂肪粒重叠而产生误差。

3产油菌株鉴定

当前微生物一般采用多相分类鉴定。为了保证毕业论文质量，开阔学生视野，要求学生同时利用形态学观察与生理生化特征等经典方法和现代分子生物学手段对所分离得到的产油微生物进行分类鉴定。经典鉴定方法中，产油霉菌以形态特征为主要指标，产油酵母则形态特征和生理生化指标兼用;分子生物学方法采用通用引物ITS1和ITS4扩增其ITS1-5．8S-ITS4保守序列，后扩增产物送上海生工生物工程有限公司进行纯化测序;测序结果提交到NCBIGenBank中Blast，获得同源性较高菌株ITS序列，先利用ClustalX进行多重比对，再用Mega5．0构建NJ系统进化树，综合形态和生理生化特征，确定产油菌株的分类地位。4期马博:生物技术专业本科毕业论文实验的探索与实践111实践证明，经典鉴定方法繁琐耗时，而分子生物学方法简单便捷，但实验技能要求较高，其关键步骤是高质量基因组制备和PCR扩增条件优化。微生物基因组质量好坏直接影响后续PCR扩增实验。虽然多数学生提取的基因组能够满足PCR扩增要求，但琼脂糖凝胶电泳的结果显示都存在不同程度的弥散拖尾现象，表明制备的基因组有降解或含有RNA、多糖及蛋白质等杂质。那么，基因组DNA提取过程中应该注意哪些呢?一是在水浴保温期间，摇动不能太剧烈，以防基因组DNA断裂;二是用等体积氯仿/异戊醇抽提时，上清液应无色，且EP管中的有机相与水相交界处无明显的杂质，否则应重复抽提。另外，还应在DNA提取溶液中加入1μg/LRNase，以除去RNA，提高基因组质量。PCR扩增实验精微，需要格外细心。如微量移液器的使用方法和PCR体系中各种药品的添加顺序都会对实验结果产生重要影响，应及时对学生进行指导。此外，退火温度是PCR扩增实验关键反应条件之一。退火温度过低会导致PCR产物杂带过度，退火温度过高又扩增不到目的片段。指导教师详细讲解PCR扩增实验原理之后，学生掌握了PCR扩增实验方法和注意事项。通过多次实验，最终确定了所使用引物的退火温度，产油霉菌和产油酵母分别为56℃和54℃。

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2现代生物技术与兽药的发展

2.1现代生物技术与疫苗

现代生物技术的核心技术就是DNA重组技术，因此其直接进行操作的对象就是细胞机体或是基因、遗传物质。近些年，克隆技术的不断发展为畜禽类的疫苗的开发和研制奠定了良好的发展基础，疫苗不仅可以减少人类很多疾病的发生率，而且对于畜禽类的疾病预防也会起到很好地作用。基于现代生物技术基础之上的基因疫苗对于当前的兽药的开发以及增加牲畜的免疫抗性是具有极大的可行性和应用前景的。

2.2现代生物技术与生物制药

现代生物技术的一个很重要的方面就是生物制药，这对于兽药的研制也是非常重要而又具有很好的应用价值的。生物制药主要分为两类，天然生物药物和基因工程药物。天然生物药品：这类药物的主要是利用生物体、生物组织或其成分，综合运用微生物学、物理学、药学和生物学的原理与方法制造的用来预防、诊断或治疗的生物制品。基因工程药物：主要是利用重组DNA技术生产的多肽、蛋白质、酶和细胞生长因子等。激素类、可溶性细胞因子受体类、细胞因子类是其主要的种类。