前言:中文期刊網精心挑選了遺傳學最新研究進展范文供你參考和學習,希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感,歡迎閱讀。
遺傳學最新研究進展范文1
關鍵詞 綠豆;育種;分子遺傳學;展望
中圖分類號 S522 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2017)10-0039-02
Abstract Vigna radiata L. is an important economic crop used in medical and food industry.Breeding methods on Vigna radiata L. and genetic research progress were described.New ways and thoughts for reference were in prospect in this paper,including exploring of Vigna radiata L. germplasm resources and strengthenning of the Vigna radiata L. genetic studies. It provided theoretical basis and technical support for Vigna radiata L. breeding and genetic research,in order to improve the level of domestic Vigna radiata L. breeding and genetic research.
Key words Vigna radiata L.;breeding;molecular genetics;prospect
綠豆(Vigna radiata L.)屬于豆科,別名青小豆,因其顏色青綠而得名。綠豆在中國主要產區集中在黃河、淮河流域的平原地區[1],生產經歷了高―低―高的發展歷程。綠豆營養豐富,可藥食兼用,又是食品工業的重要原料,有“食中佳品,濟世長谷”之稱[2]。
1 綠豆育種研究進展
1.1 綠豆種質資源的收集與評價
種質資源是農業生產、新品種選育、遺傳研究及生理生化研究的重要物質基礎。目前,全球收集和保存的綠豆種質資源共有3萬余份,世界上最大的收集和保存機構為亞洲蔬菜研究與發展中心亞洲區域中心[3]。1978年起,中國綠豆種質資源的搜集、農藝性狀鑒定和整理、保存被正式列入國家重點研究項目。由中國農業科學院作物品種資源研究所組織各省、市、區的有關科研單位開展了綠豆種質資源的收集、鑒定、保存和利用,從20多個?。ㄊ?、自治區)共收集綠豆資源6 000余份,完成了逾5 600份品種農藝性狀的鑒定,并列入《中國食用豆類品種資源目錄》[4-5]。種質資源的收集是育種及資源深入研究的基礎。亞洲蔬菜研究與發展中心亞洲區域中心對收集的綠豆種質資源的進行分析與鑒定后,篩選出一批抗蟲、抗逆、農藝性狀較好的優質資源[3]。中國對2 200余份資源進行了抗病蟲、抗逆性鑒定及品質分析[6],建立了資源評價數據庫,為綠豆品種選育時親本的選擇提供了參考[7-8]。
1.2 綠豆育種研究概況
G豆新品種的選育主要采用系統選育、引種、雜交及誘變等常規方法。通過對地方綠豆品種資源的評價與鑒定,保留適合品種,并大面積推廣,這些鑒定的新品系有效地解決了當地綠豆育種及生產中存在的問題,如印度的抗病品系和高蛋白品系。引進的品種可直接鑒定后進行種植,如從AVRDC引進的中綠1號、中綠2號等,對中國綠豆生產起到了極大的推動作用;引種還可豐富雜交親本的遺傳基礎,提高品種的綜合品質,許多育成的新品種都是由引進品種和地方品種雜交而來,如韓國裂葉品種Samgang、小粒品種Soseon[9-10],巴基斯坦高產品種Ramzan[11],中國品種豫綠2號、豫綠4號、冀綠9239、冀綠2號、濰綠1號等品種[12-14],這些育成的新品種已成為當地的主栽品種。綠豆屬于自花授粉作物,人工雜交成功率較低,誘變育種是繼系統選育和雜交育種之后發展起來的一項新技術。1996年,中國學者對綠豆進行了空間誘變研究,獲得了一批穩定的綠豆變異品系[15],科研人員利用γ射線誘變培育的晉綠豆2號適應性廣且產量高[16],Khan等[17]利用SA(疊氮化鈉)誘變出的綠豆生育期顯著縮短,后代群體產生了廣泛的變異。
2 綠豆分子遺傳學研究
2.1 綠豆分子標記及遺傳圖譜的研究
分子標記方面,由于前期綠豆分子遺傳學研究比較落后,RAPD、AFLP 等常用標記方法應用比較頻繁,但RAPD技術不穩定,且RAPD和AFLP技術繁瑣且費用昂貴。因此,隨著技術的開發,基于PCR技術的標記技術應用越來越多,如SSR分子標記技術。Kumar等[18]利用錨定PCR技術開發的SSR引物在綠豆基因組及綠豆近緣種中都能擴增出特異性條帶,故這些開發的引物也可用于親緣關系分析及近緣種間的比較作圖研究。孫 蕾等[19]為了找到與抗豆象基因連鎖的分子標記,利用63個RAPD標記和113個SSR/STS標記分析群體,共找到了22個與抗性基因連鎖的分子標記。綠豆遺傳連鎖圖譜的構建及目標基因的定位將有效縮短育種周期,為基因精細定位、基因克隆及分子定向修飾育種等奠定基礎。如Lambrides等[20]利用抗豆象野生種ACC41及栽培種Berkern后代群體構建了2個綠豆遺傳連鎖圖譜。
2.2 綠豆相關基因克隆研究進展
目前,綠豆基因克隆及研究工作已起步,但對綠豆轉基因的研究還不成熟??娊ㄥK等[21]利用綠豆葉片擴增出362 bp的綠豆防御素基因,對其進行序列比對后將其構建到植物表達載體中進行遺傳轉化分析。Chen等[22]分離了綠豆Hsc70的cDNA,并在轉錄和翻譯水平檢查了其表達水平,該基因屬于組成型表達基因,主要在生長發育過程中起作用。
3 展望
綠豆已成為我國種植結構調整及農民脫貧致富的重要經濟作物,國家已把綠豆列入現代農業產業技術體系中,綠豆的育種研究也取得了顯著成效,但從近年來新品種選育情況來看,資源利用率還比較低,一些潛在的優異資源還沒有被發掘出來。應繼續加強綠豆種質資源挖掘力度,繼續搜集和鑒定資源的遺傳多樣性,為綠豆育種提供特征明確的優良種質[23-24]。
4 參考文獻
[1] 林汝法,柴巖,廖琴,等.中國小雜糧[M].北京:中國農業出版社,2002:192-209.
[2] 鄭卓杰.中國食用豆類學[M].北京:中國農業出版社,1997:141-166.
[3] 王麗俠,程須珍,王素華.綠豆種質資源、育種及遺傳研究進展[J].中國農業科學,2009(5):1519-1527.
[4] 王麗俠,程須珍,王素華.綠豆種質資源、育種及遺傳研究進展[J].中國農業科學,2009,42(5):1519-1527.
[5] 曹廣才.黃土高原食用豆類種植[M].北京:中國農業出版社,2016.
[6] 程須珍,王素華,田靜,等.綠豆優異種質綜合評價[J].中國農業科學,1999(增刊1):36-39.
[7] 胡家蓬,王佩芝,程須珍.中國食用豆類優異資源[M].北京:中國農業出版社,1998.
[8] 劉長友,程須珍,王素華,等.用于綠豆種質資源遺傳多樣性分析的SSR及STS引物的篩選[J].植物遺傳資源學報,2007,8(3):298-302.
[9] LEE Y S,LEE J Y,KIM D K,et al.A new high-yielding mungbean cultivar,"Samgang" with lobed leaflet[J].Korean Journal of Breeding,2004,36(3):183-184.
[10] KIM D K,LEE Y S,LEE J Y,et al.A new high-yielding mungbean cultivar,"Soseon" suitable for sprout with small seed[J].Korean Journal of Breeding,2004,36(5):383-384.
[11] KHATTAK G S S,ASHRAF M,SAEED I,et al.A new high yielding mungbean(Vigna radiata(L.)Wilczek)variety "Ramzan"for the agro climatic conditions of NWFP[J].Pakistan Journal of Botany,2006,38(2):301-310.
[12] 韓粉霞.特早熟優質抗病綠豆新品種豫綠4號[J].中國種業,2002(6):50.
[13] 韓粉霞,李桂英,崔蘭芳.高產優質抗病綠豆新品種豫綠2號的選育[J].河南農業科學,1997(9):6.
[14] 趙春霞,郭增志,馬建輝,等.綠豆新品種冀綠9239的選育[J].河北農業科學,2005,9(3):96-98.
[15] 王斌,李金國,邱芳,等.綠豆空間誘變育種及其分子生物學分析[J].空間科學學報,1996(增刊1):121-124.
[16] 晉綠豆2號[J].山西農業科學,2002(1):69.
[17] KHAN S,WANI M R,PARVEEN K.Quantitative variability in mungbean induced by chemical mutants[J].Legume Research,2006(29):143-145.
[18] KUMAR S V,TAN S G,QUAH S C,et al.Isolation and characterization of seven tetranucleotide microsatellite loci in mungbean,Vigna radiata[J].Molecular Ecology Notes,2002(2):293-295.
[19] 孫蕾,程須珍,王麗俠.綠豆抗豆象研究進展[J].植物遺傳資源學報,2007,8(1):113-118.
[20] LAMBRIDES C J,LAWN R J,GODWIN I D,et al.Two genetic linkage maps of mungbean using RFLP and RAPD markers[J].Australian Journal of Agricultural Research,2000(51):415-425.
[21] 繆建錕,孫黎,彭曉明,等.綠豆防御素基因的克隆、序列分析和植物表達載體的構建[J].石河子大學學報,2006,24(1):112-115.
[22] CHEN Y J,WU M F,YU Y H,et al.Developmental expression of three mungbean Hsc70s and substrate-binding specificity of the encoded proteins[J].Plant and Cell Physiology,2004,45:1603-1614.
遺傳學最新研究進展范文2
英文名稱:Journal of Medical Molecular Biology
主管單位:中華人民共和國教育部
主辦單位:華中科技大學同濟學院
出版周期:雙月刊
出版地址:湖北省武漢市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1672-8009
國內刊號:42-1720/R
郵發代號:38-35
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1978
期刊收錄:
CA 化學文摘(美)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽:
聯系方式
遺傳學最新研究進展范文3
本教材適合七年制和長學制臨床醫學專業學生用,也可作為醫學各專業研究生的選用教材。分子生物學的理論與技術已在醫學領域廣泛應用。學習醫學分子生物學這門課程,既要較系統地了解分子生物學的基礎理論知識和技術理論知識,同時也要了解分子生物學在醫學領域的應用和相關研究進展。本書介紹的醫學分子生物學知識包括5個方面的內容。第2章至第10章介紹與醫學密切相關的分子生物學基本知識,主要介紹基因和基因組的基本概念和基本特點,基因組核酸的復制與損傷修復、基因表達和功能蛋白質的形成與降解、基因表達的調控、細胞間通訊與信號轉導的基本概念和基本理論,細胞增殖與凋亡的相關分子生物學機制。第11章至第13章介紹基因操作的基本知識,主要介紹基因分析、基因功能研究和基因克隆與表達的有關基本知識和研究策略,這些知識是從事醫學科學研究、掌握醫學各學科研究進展、了解分子生物學在臨床醫學中的應用所必備的基礎知識。第14章至第18章介紹疾病相關的分子生物學機制,主要介紹基因和基因組、細胞間通訊和信號轉導與人類健康和疾病之間的關系。
【醫學分子生物學主要欄目】專家述評、論著、綜述、研究快報。
獲獎情況:1990年《國外醫學》系列第一次質量評比中獲三等獎
國外數據庫收錄:中國科學引文數據庫、《化學文摘(網絡版)》、《劍橋科學文摘》、劍橋科學文摘社ProQeust數據庫、本刊MARC數據、本刊DC數據、國家圖書館館藏、上海圖書館館藏。
遺傳學最新研究進展范文4
現代醫學的研究已經證明,人類的健康取決于人的遺傳結構及其與周圍生活環境相互作用的平衡。當這種作用達到平衡時,人類處于健康狀態,當這種平衡被打破時,人類就出現疾?。?]。將人類疾病按照環境與遺傳因素作用的大小來分,可以分為三類,第一類完全由環境因素引起的疾病,如外傷、食物中毒和非正常死亡等;第二類完全由遺傳因素引起的疾病,如白化病、進行性肌營養不良等;第三類即由環境與遺傳因素共同起作用而引起的疾病,即通常稱為復雜疾病?,F代醫學認為除第一類疾病之外,人類所有疾病的發生、發展和轉歸都與遺傳物質(DNA)的直接或間接變化相關。全球人類基因組計劃(HGP)的總負責人、美國著名學者Fran-cisCollins認為現代醫學的發展已經進入基因組醫學時代(theeraofgenomicmedicine),遺傳醫學正逐步融入醫學科學的主流(mainstream)[2]。一般而言,某一致病基因被發現后,幾個月內即可用于臨床診斷疾病,而疾病相關基因也只需要2-3年就可用于評估患病風險。應用分子生物學技術進行常見疾病如感染性疾病、遺傳性疾病和惡性腫瘤等的診斷,已成為國外醫療機構的常規項目,也是衡量一個城市和地區整體醫療水平的重要指標。在現代醫學的教育體系中,醫學遺傳學滲透到了分子生物學、生物化學、病原生物學、胚胎學、生理學、腫瘤遺傳學、藥物遺傳學、遺傳毒理學、細胞遺傳學、行為遺傳學、表觀遺傳學和發育生物學等許多相關學科,在基礎與臨床之間起著一座橋梁的作用,是一門橋梁學科[3]?;诳茖W技術與醫學遺傳學迅猛發展的今天,怎樣在醫學生中開展醫學遺傳學的教學值得深思。
1合適的教材是教學之根合適的教材是課堂教學的重要保證。國內有許多遺傳學專家,其各自編寫了不同層次的教材,各有優勢,各具特色。例如夏家輝主編的研究生用教材(人衛版)、李璞主編的面向21世紀醫學遺傳學教材(協和醫大版)、陳竺主編的7年制規劃教材(人衛版)、傅松濱主編的普通高等教育“十一五”國家級規劃教材全國高等醫學院校教材、左及主編的5年制統編教材(人衛版)、孫開來主譯的由Collins等人撰著的醫學遺傳學原理(科學版)等,對我國的醫學遺傳學教育都起了非常重要的推動作用。我們多年來采用傅松濱主編的教材。該書言簡意賅、深入淺出、圖文并茂、清晰流暢,較受師生歡迎。但上述教科書也存在一定的缺憾。例如,它們均病例病案少,基本以分子遺傳與細胞遺傳學基礎、藥物遺傳學、生化遺傳學、免疫遺傳學等主題為切入點的編寫方式,使師生感到醫學遺傳學是將上述各學科硬拉在一起形成的學科,與臨床距離遠,難以激發學生學習興趣,不利于教師教學與學生學習。另外,現在的教材中研究前沿成果比較少,特別在臨床醫學中的應用即解決實際問題的內容非常欠缺,醫學遺傳學作為基礎學科,學生卻誤認為在臨床基本上用不到,很難碰到遺傳病,即缺乏實用性的內容。因此傳統的教材抑制了學生的學習興趣、抹殺了醫學遺傳學在醫學中的重要地位,因此急需一本以問題為先導、增加臨床病例并附有病案分析的基礎與臨床相結合的醫學遺傳學教材的問世。
2高素質的教師隊伍是教學之本
醫學遺傳學是醫學基礎教學的重要學科,是基礎與臨床相結合的橋梁學科。高素質的教學隊伍是好的教學效果之本,因此,高素質的師資隊伍建設顯得尤為重要。高素質的教師應從以下幾個方面評價:①應具有以人為本、敬業奉獻的精神;②應該繼續教育與培訓,與時俱進,搶占信息技術的制高點;③應該具有扎實的教學基本功,包括有淵博的知識,有很好的表達水平,有較強的綜合分析歸納問題的能力,有較強的組織教學能力和科研能力等。作為教師應具有很強的優化教學內容能力,因為醫學遺傳學的課程課時比較少,內容多,因此要精簡濃縮內容。合理利用網絡搜索出最近的一些醫學遺傳學臨床病例,及時更新多媒體課件,增加動畫、病例圖片,提高學生學習興趣。醫學遺傳學的發展非常迅速,人類基因組計劃,遺傳病基因診斷、基因治療等新的研究進展不斷被納入教學范圍,因此及時掌握醫學遺傳學的最新動態非常重要。而網絡資源具備的信息量大,因此教師應該具有較強的利用網絡資源的能力,使自己的課堂教學內容豐富、知識量大。多媒體課件的制作、教學設計是關鍵,因此,教師應該具有較強的制作課件的能力,要通過分析課件的用途,選擇合適的軟件,確定頁面的大小等內容,制作出高質量的多媒體課件。
3教學手段方法是教學之源
傳統的教學是“教師、教材、學生”三要素組成的面授填鴨式教學模式,學生的主體作用發揮不大。隨著科學技術手段的日新月異,特別是網絡的不斷普及及素質教育的推廣,除了傳統的教學以外,一些新的教學方法應該不斷地推進到課堂教學當中。首先,應該采用傳統的教學與PBL法相結合。由于學生能力在不斷地培養之中,醫學遺傳學課程一般設置在第一、三學期,對于剛進入大學的學生來說,獨立學習的能力還欠缺,所以應該在傳統教學滲透現代化的教學理念。第二,應該采用病案分析的方法進行教學。醫學遺傳學是中學所學生物學知識的繼續與加深,特別是理科生有一定基礎,如果在高等學校學習時只是簡單加深,使其誤以為醫學遺傳學知識與中學階段的生物學知識一樣,感覺在“炒現飯”,這樣會磨滅學生對這門課程學習的興趣。在現代遺傳學認為“所有疾病都與遺傳有關”,典型病例比較多,在講授知識時引入病例,將學生引入特定的情景中,引導學生對病例進行分析,提出問題,并解決問題。病例教學作為一種生動直觀的教學模式,既能加深學生對理論知識的理解和記憶,也有利于實現教學方式從灌輸式向啟發誘導式的轉化,使學生能自覺、主動、創造性的學習,培養學生批判性思維的能力[4]。醫學遺傳學的研究對象為人類的遺傳病,研究遺傳因素與疾病的內在聯系。因此在講授各類遺傳病時,應引入臨床真實病例,使學生在分析討論過程中理解和鞏固基本概念、基礎理論,不僅能激發學生的學習興趣,而且有助于加深學生對疾病本質的認識,培養醫學思維。例如,在講授多基因遺傳時,首先給出唇裂腭裂的患者照片,使學生直觀感覺認識唇裂腭裂是遺傳病,而且是多基因遺傳病,同時選取真實病例,譬如王菲的女兒也是其中的患者,以明星效應激發學生興趣。在課堂上引導學生逐步分析多個家系系譜,使學生理解和掌握多基因遺傳病的發病特點等講授重點和難點。第三,學生參與的互動教學模式。目前的教學模式還是屬于灌輸式(填鴨式),教學中應充分發揮教師的主導作用和學生的主體作用,讓學生主動去學習知識,真正參與到教學活動中來。在輕松、活躍的課堂氛圍中給學生提供展示的平臺。例如在教學中可試行學生講課的方法,選擇一章難度較小的章節留給學生講授,提前一周布置任務,讓學生利用課余時間搜集資料,準備課件。例如染色體一章第一節染色體的形態結構與種類內容簡單,學生通過查閱資料,準備課件,應該可以更好的理解這堂課的內容。由于平時的教學都是教師教,學生學,因此這種教學形式的偶爾轉變有利于提高學生的學習興趣,同時對參加講課的學生也是很好的鍛煉。最后,基于網絡平臺的教學應用?,F在信息技術深入到我們工作學習生活的各個角落,利用網絡平臺進行教學勢在必行,這也是近幾年來教育部為培養高素質人才的要求。因此,未來高校課程必將向著信息化和網絡化的方向發展。醫學遺傳學這門課程也應該順應網絡化的趨勢。醫學遺傳學已經建設成為校優秀課程,我們現在著手進行了網絡平臺建設,該平臺將為師生搭建一個醫學遺傳學探究式的教與學互動的網絡空間,使師生在此平臺上互通信息。
4科研是教學之生力軍
科研工作是促進學科建設和發展與培養創新人才的基本途徑,也是提高教師的業務素質及學術水平和提高教學質量的根本保證。科研能使學生學術思想活躍,課程內容理解深透,授課生動,講解自如,能使學生真正弄懂教材內容,從而啟發其學習興趣,培養科研思維和啟迪創新精神。認真鉆研的教學態度能加深對知識的理解,拓寬知識面,有益于科研思路的確立和開拓科研新領域[5]。我們醫學遺傳學的教學團隊,均為碩士以上學歷,在遺傳學、分子生物學、腫瘤分子生物學方面均取得了一定得成績,這對醫學遺傳學的教學工作起到了推波助瀾的作用,相信在教學團隊的一致努力下,醫學遺傳學的教學與科研將踏上一個新的臺階。
遺傳學最新研究進展范文5
關鍵詞: 生物信息學 農業研究領域 應用
“生物信息學”是英文單詞“bioinformatics”的中文譯名,其概念是1956年在美國田納西州gatlinburg召開的“生物學中的信息理論”討論會上首次被提出的[1],由美國學者lim在1991年發表的文章中首次使用。生物信息學自產生以來,大致經歷了前基因組時代、基因組時代和后基因組時代三個發展階段[2]。2003年4月14日,美國人類基因組研究項目首席科學家collins f博士在華盛頓隆重宣布人類基因組計劃(human genome project,hgp)的所有目標全部實現[3]。這標志著后基因組時代(post genome era,pge)的來臨,是生命科學史中又一個里程碑。生物信息學作為21世紀生物技術的核心,已經成為現代生命科學研究中重要的組成部分。研究基因、蛋白質和生命,其研究成果必將深刻地影響農業。本文重點闡述生物信息學在農業模式植物、種質資源優化、農藥的設計開發、作物遺傳育種、生態環境改善等方面的最新研究進展。
1.生物信息學在農業模式植物研究領域中的應用
1997年5月美國啟動國家植物基因組計劃(npgi),旨在繪出包括玉米、大豆、小麥、大麥、高粱、水稻、棉花、西紅柿和松樹等十多種具有經濟價值的關鍵植物的基因圖譜。國家植物基因組計劃是與人類基因組工程(hgp)并行的龐大工程[4]。近年來,通過各國科學家的通力合作,植物基因組研究取得了重大進展,擬南芥、水稻等模式植物已完成了全基因組測序。人們可以使用生物信息學的方法系統地研究這些重要農作物的基因表達、蛋白質互作、蛋白質和核酸的定位、代謝物及其調節網絡等,從而從分子水平上了解細胞的結構和功能[5]。目前已經建立的農作物生物信息學數據庫研究平臺有植物轉錄本(ta)集合數據庫tigr、植物核酸序列數據庫plantgdb、研究玉米遺傳學和基因組學的mazegdb數據庫、研究草類和水稻的gramene數據庫、研究馬鈴薯的pomamo數據庫,等等。
2.生物信息學在種質資源保存研究領域中的應用
種質資源是農業生產的重要資源,它包括許多農藝性狀(如抗病、產量、品質、環境適應性基因等)的等位基因。植物種質資源庫是指以植物種質資源為保護對象的保存設施。至1996年,全世界已建成了1300余座植物種質資源庫,在我國也已建成30多座作物種質資源庫。種質入庫保存類型也從單一的種子形式,發展到營養器官、細胞和組織,甚至dna片段等多種形式。保護的物種也從有性繁殖植物擴展到無性繁殖植物及頑拗型種子植物等[6]。近年來,人們越來越多地應用各種分子標記來鑒定種質資源。例如微衛星、aflp、ssap、rbip和snp等。由于對種質資源進行分子標記產生了大量的數據,因此需要建立生物信息學數據庫和采用分析工具來實現對這些數據的查詢、統計和計算機分析等[7]。
3.生物信息學在農藥設計開發研究領域中的應用
傳統的藥物研制主要是從大量的天然產物、合成化合物,以及礦物中進行篩選,得到一個可供臨床使用的藥物要耗費大量的時間與金錢。生物信息學在藥物研發中的意義在于找到病理過程中關鍵性的分子靶標、闡明其結構和功能關系,從而指導設計能激活或阻斷生物大分子發揮其生物功能的治療性藥物,使藥物研發之路從過去的偶然和盲目中找到正確的研發方向。生物信息學為藥物研發提供了新的手段[8,9],導致了藥物研發模式的改變[10]。目前,生物信息學促進農藥研制已有許多成功的例子。itzstein等設計出兩種具有與唾液酸酶結合化合物:4-氨基-neu5ac2en和4-胍基-neu5ac2en。其中,后者是前者與唾液酸酶的結合活性的250倍[11]。目前,這兩種新藥已經進入臨床試驗階段。tang sy等學者研制出新一代抗aids藥物saquinavir[12]。pungpo等已經設計出幾種新型高效的抗hiv-1型藥物[13]。楊華錚等人設計合成了十多類數百個除草化合物,經生物活性測定,部分化合物的活性已超過商品化光合作用抑制劑的水平[14]。
現代農藥的研發已離不開生物信息技術的參與,隨著生物信息學技術的進一步完善和發展,將會大大降低藥物研發的成本,提高研發的質量和效率。
4.生物學信息學在作物遺傳育種研究領域中的應用
隨著主要農作物遺傳圖譜精確度的提高,以及特定性狀相關分子基礎的進一步闡明,人們可以利用生物信息
學的方法,先從模式生物中尋找可能的相關基因,然后在作物中找到相應的基因及其位點。農作物的遺傳學和分子生物學的研究積累了大量的基因序列、分子標記、圖譜和功能方面的數據,可通過建立生物信息學數據庫來整合這些數據,從而比較和分析來自不同基因組的基因序列、功能和遺傳圖譜位置[15]。在此基礎上,育種學家就可以應用計算機模型來提出預測假設,從多種復雜的等位基因組合中建立自己所需要的表型,然后從大量遺傳標記中篩選到理想的組合,從而培育出新的優良農作物品種。
5.生物信息學在生態環境平衡研究領域中的應用
在生態系統中,基因流從根本上影響能量流和物質流的循環和運轉,是生態平衡穩定的根本因素。生物信息學在環境領域主要應用在控制環境污染方面,主要通過數學與計算機的運用構建遺傳工程特效菌株,以降解目標基因及其目標污染物為切入點,通過降解污染物的分子遺傳物質核酸 dna,以及生物大分子蛋白質酶,達到催化目標污染物的降解,從而維護空氣[16]、水源、土地等生態環境的安全。
美國農業研究中心(ars) 的農藥特性信息數據庫(ppd) 提供 334 種正在廣泛使用的殺蟲劑信息,涉及它們在環境中轉運和降解途徑的16種最重要的物化特性。日本豐橋技術大學(toyohashi university of technology) 多環芳烴危險性有機污染物的物化特性、色譜、紫外光譜的譜線圖。美國環保局綜合風險信息系統數據庫(iris) 涉及 600種化學污染物,列出了污染物的毒性與風險評價參數,以及分子遺傳毒性參數[17]。除此之外,生物信息學在生物防治[18]中也起到了重要的作用。網絡的普及,情報、信息等學科的資源共享,勢必會創造出一個環境微生物技術信息的高速發展趨勢。
6.生物信息學在食品安全研究領域中的應用
食品在加工制作和存儲過程中各種細菌數量發生變化,傳統檢測方法是進行生化鑒定,但所需時間較長,不能滿足檢驗檢疫部門的要求,運用生物信息學方法獲得各種致病菌的核酸序列,并對這些序列進行比對,篩選出用于檢測的引物和探針,進而運用pcr法[19]、rt-pcr法、熒光rt-pcr法、多重pcr[20]和多重熒光定量pcr等技術,可快速準確地檢測出細菌及病毒。此外,對電阻抗、放射測量、elisa法、生物傳感器、基因芯片等[21-25]技術也是未來食品病毒檢測的發展方向。
轉基因食品檢測是通過設計特異性的引物對食品樣品的dna提取物進行擴增,從而判斷樣品中是否含有外源性基因片段[26]。通過對轉基因農產品數據庫信息的及時更新,可準確了解各國新出現和新批準的轉基因農產品,便于查找其插入的外源基因片段,以便及時對檢驗方法進行修改。目前由于某些通過食品傳播的病毒具有變異特性,以及檢測方法的不完善等因素影響,生物信息學在食品領域的應用還比較有限,但隨著食品安全檢測數據庫的不斷完善,相信相關的生物信息學技術將在食品領域發揮越來越重要的作用。
生物信息學廣泛用于農業科學研究的各個領域,但是僅有信息資源是不夠的,選出符合自己需求的生物信息就需要情報部門,以及信息中介服務機構提供相關服務,通過出版物、信息共享平臺、數字圖書館、電子論壇等信息媒介的幫助,科研工作者可快速有效地找到符合需要的信息。目前我國生物信息學發展還很不均衡,與國際前沿有一定差距,這需要從事信息和科研的工作者們不斷交流,使得生物信息學能夠更好地為我國農業持續健康發展發揮作用。
參考文獻:
[1]yockey hp,platzman rp,quastler h.symposium on information.theory in biology.pergamon press,new york,london,1958.
[2]鄭國清,張瑞玲.生物信息學的形成與發展[j].河南農業科學,2002,(11):4-7.
[3]駱建新,鄭崛村,馬用信等.人類基因組計劃與后基因組時代.中國生物工程雜志,2003,23,(11):87-94.
[4]曹學軍.基因研究的又一壯舉——美國國家植物基因組計劃[j].國外科技動態,2001,1:24-25.
[5]michael b.genomics and plantcells:application ofgenomics strategies to arabidopsis cellbiology[j].philostransr soc lond b bio sci,2002,357(1422):731-736.
[6]盧新雄.植物種質資源庫的設計與建設要求[j].植物學通報,2006,23,(1):119-125.
[7]guy d
,noel e,mike a.using bioinformatics to analyse germplasm collections [j].springer netherlands,2004:39-54.
[8]鄭衍,王非.藥物生物信息學,化學化工出版社,2004.1:214-215.
[9]俞慶森,邱建衛,胡艾希.藥物設計.化學化工出版社,2005.1:160-164.
[10]austen m,dohrmann c.phenotype—first screening for the identification of novel drug targets.drug discov today,2005,10,(4):275-282.
[11]arun agrawal,ashwini chhatre.state involvement and forest cogovernance:evidence from the indianhmi alayas.stcomp international developmen.t sep 2007:67-86.
[12]tang sy.institutionsand collective action:self-governance in irrigation [m].san francisco,ca:icspress,1999.
[13]pungpo p,saparpakorn p,wolschann p,et a.l computer-aided moleculardesign of highly potenthiv-1 rt inhibitors:3d qsar and moleculardocking studies of efavirenz derivatives[j].sar qsar environres,2006,17,(4):353-370.
[14]楊華錚,劉華銀,鄒小毛等.計算機輔助設計與合成除草劑的研究[j].計算機與應用化學,1999,16,(5):400.
[15]vassilev d,leunissen j,atanassov a.application of bioinformatics in plant breeding[j].biotechnology & biotechnological equipment,2005,3:139-152.
[16]王春華,謝小保,曾海燕等.深圳市空氣微生物污染狀況監測分析[j].微生物學雜志,2008,28,(4):93-97.
[17]程樹培,嚴峻,郝春博等.環境生物技術信息學進展[j].環境污染治理技術與設備,2002,3,(11):92-94.
[18]史應武,婁愷,李春.植物內生菌在生物防治中的應用[j].微生物學雜志,2009,29,(6):61-64.
[19]趙玉玲,張天生,張巧艷.pcr 法快速檢測肉食品污染沙門菌的實驗研究[j].微生物學雜志,2010,30,(3):103-105.
[20]徐義剛,崔麗春,李蘇龍等.多重pcr方法快速檢測4種主要致腹瀉性大腸埃希菌[j].微生物學雜志,2010,30,(3) :25-29.
[21]索標,汪月霞,艾志錄.食源性致病菌多重分子生物學檢測技術研究進展[j].微生物學雜志,2010,30,(6):71-75
[22]朱曉娥,袁耿彪.基因芯片技術在基因突變診斷中的應用及其前景[j].重慶醫學,2010,(22):3128-3131.
[23]陳彥闖,辛明秀.用于分析微生物種類組成的微生物生態學研究方法[j].微生物學雜志,2009,29,(4):79-83.
[24]王大勇,方振東,謝朝新等.食源性致病菌快速檢測技術研究進展[j].微生物學雜志,2009,29,(5):67-72.
遺傳學最新研究進展范文6
關鍵詞:應用型本科;園林植物遺傳育種學;教學改革
基金項目:吉林農業科技學院2016年高等教育教學改革研究課題項目(項目編號:110092016019)
中圖分類號:S68-4 文獻標識碼: A DOI編號: 10.14025/ki.jlny.2016.20.041
應用型本科是以培養技能型人才為主的本科教育,面向區域經濟社會,以學科為依托,以應用型專業教育為基礎, 以社會人才需求為導向,培養高層次的應用型人才。時下正處于本科教育應用轉型的大背景下,如何高效高質量地完成轉型,實現高層次應用型人才培養的目標,成為各高等院校研究探索的首要任務。借鑒德國和瑞士先進的經驗,不難發現課程的改革是本科院校轉型發展的核心和切入點,構建應用型課程是實現本科院??焖俎D型的有效路徑。
《園林植物遺傳育種學》是園林專業本科生的一門重要專業課,通過該課程的學習,使學生了解園林植物遺傳和變異的基本規律,懂得如何對園林觀賞植物進行品種培育和品種研究,從而為今后從事園林專業工作打下基礎。隨著遺傳學研究的深入、植物育種技術的迅猛發展,以及園林植物新品種的不斷涌現,《園林植物遺傳育種學》課程的知識體系不斷地發生變化,因此該課程的教學難度增加,給教師帶來了極大的挑戰。本課程組結合該校實際情況從教材、教學內容與方法、實踐教學、課程考核等幾個方面進行了教學改革初步探索,以期更好地實現教學及人才培養目標。
1精選教材
《園林植物遺傳育種學》發展迅速,課程內容大大增加,需選用配套的、合適的新版教材,以避免知識內容的陳舊。選取的教材應該具有系統性、科學性、先進性和實用性。在教學中還應把教材中沒有的、最新國內外研究進展講授給學生,以補充和完善教學內容。此外再以經典教材為參考,如程金水主編的《園林植物遺傳育種學》、戴思蘭主編的《園林植物遺傳學》和《園林植物育種學》等,這些優秀的教材可為教師和學生提供必要的參考,滿足專業需要。
2優化調整教學內容
《園林植物遺傳育種學》課程實質是由《園林植物遺傳學》和《園林植物育種學》兩門課程合并而來。兩門課程分開來講授,通常先開設遺傳學再開設育種學,這種模式易于造成課程整體的知識點不連貫,從而造成學生學習脫節。在育種學的學習與實踐過程中,學生不能很好的應用所涉及的遺傳學規律,必然造成一些知識的重復性學習。合并后的課程知識連貫性好,但存在內容多學時少的問題,因此根據學生的知識基礎與背景、授課學時,結合本校實際情況,適應轉型發展的需要,由課題組進行教學內容論證,逐章逐節對教材內容進行合理的取舍與組織,更好地整合課程內容使教學內容精簡優化。如該課程的遺傳學部分知識內容與高中生物學存在交叉和重復,為避免學生的重復學習,可減少相關內容的學時分配,教學中要以高中生物學為基礎,并改變教學側重點。孟德爾遺傳規律在大學階段的教授需要讓學生掌握“發現問題分析問題試驗驗證”這種嚴謹的科研方法與態度,而規律本身內容可通過實驗實踐來讓學生掌握。另外,遺傳學與育種學的部分知識內容也要有機地結合,如基因突變、染色體變異與誘變育種相結合,染色體數目變異與倍性育種相結合,既避免重復學習,又防止知識脫節現象的發生。
3改良教學方法
教學中需從傳統教學方法的應用中總結經驗和不足,根據《園林植物遺傳育種學》課程的特點,精心進行教學設計、教學手段與方法的選擇。如將現代化教學手段與傳統教學手段相結合,在使用多媒體的同時使用黑板輔助教學。根據具體教學內容采用適宜的教學方式,不同的教學內容選取不同的教學手段與方法,可以有效提高教學質量和教學效果。針對一些未能設置實驗課的內容,若要學生掌握其相關技能,教學方法應用得當尤為重要,如在課堂講解的同時,結合啟發式教學、組織學生分組討論等方法,或使用多媒體視頻、動畫直接展示,都能獲得較好的教學效果。雖然《園林植物遺傳育種學》課程的教學需要多種教學手段與方法共同使用,但仍需要以多媒體教學為主導,因此多媒體課件的質量十分重要。課件制作既要避免電子書式課件,又要防止課件太過花哨,缺少主題。
4注重培養實踐應用能力
為了更好地培養學生實踐能力和創新能力,將該課程的實驗部分設置為獨立實驗,與之前相比,實驗課程的學時和學分增加了,相對重要性大大提高,學生的學習主動性增強。課題組合理分配了實驗學時,如遺傳實驗和育種實驗比例合理,驗證實驗、設計實驗和綜合性實驗比例合理,并針對開課學期的不同合理設計實驗內容。實驗教學的目的是通過有限的實驗課使學生掌握相關實踐技能,提高學生動手與創新能力,因此要從提高學生學習和動手的興趣出發,改革實驗教學。讓學生從實驗課的準備階段就開始動手參與,如實驗材料的采取,藥品配制等;打破學時限制,除完成課上的操作部分,還應讓學生完成后期效果的觀察與記錄,如雜交、選種等。除上述改革外還應注意該課程為“園林植物遺傳育種學”,這是一門以園林植物為研究對象的科學,因此,無論是理論課堂的舉例還是實驗課堂的實驗材料都要盡量以園林植物為主,從而提高學生學習興趣,取得更好的教學效果。
5改進課程考核的方式
通過考核方式的優化,達到綜合考核學生知識、能力及素質的目的。以往教學中對學生的考核主要是將平時表現、實驗報告、小考、作業和期末考試等項目綜合得出的成績,以此反映學生對課程知識掌握情況,這種方式不能客觀地評價學生的實踐能力,因此要進行重要實踐技能的操作考核,特別是獨立實驗課的考評更要包括實驗原理與實際操作兩個方面的考評,從而正確評價學生的學習情況。通過改進課程考核的方式,亦可促使學生對實踐的重視,從而實現應用型專業人才的培養。
綜上所述,《園林植物遺傳育種學》課程教學改革的終極目的是為我國園林事業的發展培養高層次的專業技術人才。該課程的教學改革是本科教育應用轉型的需要,是專業發展的需要,需要在不斷的實踐過程中逐步提升和完善。學生的綜合能力(動手能力、創新能力以及解決實際問題的能力)仍有很大的提高空間,這需要在今后的教學中不斷進行課程教學改革的探索和總結,以充分開發學生的綜合能力。相信《園林植物遺傳育種學》的教學改革對園林花卉事業的發展,必定會起到積極的促進作用。
參考文獻
[1]孟凡娟,王愛芝.高校《遺傳學》和高中《生物學》教學中的沖突和調和[J].高教論壇,2015,(11):86-88.
[2]劉志文,王英.提高遺傳學教學效果的措施分析[J].科技創新導報,2011,(23):141-142.
[3]秦紅玫.園林植物遺傳育種學課程教學方法探討[J].綠色科技,2011,(07):243-244.
[4]顧翠花,王守先.關于園林植物遺傳育種學教學改革的幾點探索[J].黑龍江農業科學,2011,(09):133-135.
[5]吳建慧,王占斌.在“園林植物育種學”教學中培養學生創新能力的探討[J].中國林業教育,2005,(03):64-65.