遺傳學(xué)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用精選(九篇)

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第1篇：遺傳學(xué)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用范文

[關(guān)鍵詞]動(dòng)物遺傳學(xué)；教學(xué)；改革

[中圖分類號(hào)]G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]2095-3712（2013）01-0046-03

動(dòng)物遺傳學(xué)，作為遺傳學(xué)的一個(gè)分支，主要研究動(dòng)物性狀的遺傳和變異的規(guī)律、遺傳改良的原理和方法。動(dòng)物遺傳學(xué)是動(dòng)物科學(xué)本科專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是家畜育種學(xué)的理論基礎(chǔ)。本門課程的教學(xué)任務(wù)是讓學(xué)生掌握該學(xué)科的基本概念、基本理論及其簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)操作技能，為后續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)課和今后從事專業(yè)工作打下堅(jiān)實(shí)的動(dòng)物遺傳學(xué)理論基礎(chǔ)。

為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，各高校增設(shè)了本科教學(xué)的課程數(shù)量，同時(shí)壓縮傳統(tǒng)課程的課時(shí)數(shù)。就我校來(lái)說(shuō)，動(dòng)物遺傳學(xué)課程現(xiàn)僅有60學(xué)時(shí)，其中包括15學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課，但課程內(nèi)容卻在不斷更新或增加，再加上遺傳學(xué)基礎(chǔ)理論抽象、邏輯性強(qiáng)，課程顯得枯燥，這些問(wèn)題的存在促使課程教學(xué)必然作出改革。這幾年來(lái)，筆者所在的教學(xué)團(tuán)隊(duì)不斷地探索動(dòng)物遺傳學(xué)教學(xué)方式、手段及實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革工作，獲得了一些體會(huì)，現(xiàn)總結(jié)如下：

一、精選教材，革新教案

動(dòng)物遺傳學(xué)課程講述的內(nèi)容包括：遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)、遺傳信息的傳遞與改變、遺傳的基本規(guī)律及其擴(kuò)展、非孟德?tīng)栠z傳、群體遺傳學(xué)基礎(chǔ)、動(dòng)物基因組學(xué)及動(dòng)物基因工程，涵括了分子遺傳學(xué)、細(xì)胞遺傳學(xué)、群體遺傳學(xué)及基因工程等諸多方面的一般原理與方法，教學(xué)內(nèi)容理論性強(qiáng)、信息面廣、復(fù)雜抽象。為使學(xué)生能更好地學(xué)習(xí)此門課程，選擇合適的教材是關(guān)鍵。市面上不同版本的動(dòng)物遺傳學(xué)教材較多，綜合考慮本校動(dòng)物科學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)方向和遺傳學(xué)理論知識(shí)的最新發(fā)展情況，筆者所在的教研組選擇由李寧主編、中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社出版的面向21世紀(jì)課程教材《動(dòng)物遺傳學(xué)》作為課程教材，該書涵括了動(dòng)物遺傳教學(xué)內(nèi)容，理論知識(shí)系統(tǒng)，前沿性強(qiáng)。

為使學(xué)生更能理解和掌握動(dòng)物遺傳學(xué)知識(shí)，教師編寫教案時(shí)力求突出教學(xué)重點(diǎn)，適度刪減和調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，并保證授課內(nèi)容的完整性和系統(tǒng)性。此外，課堂教學(xué)盡量使抽象理論知識(shí)和概念通俗化，理論點(diǎn)與實(shí)際案例相結(jié)合。例如講授基因突變、染色體變異內(nèi)容時(shí)，結(jié)合遺傳疾病病例分析講解；適時(shí)添加遺傳學(xué)的最新研究進(jìn)展，使學(xué)生對(duì)遺傳學(xué)的最新發(fā)展、最新趨勢(shì)有一定了解。革新教案，目的是增強(qiáng)動(dòng)物遺傳學(xué)課程的興趣性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

二、突出教學(xué)重點(diǎn)，強(qiáng)化教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)性

遺傳學(xué)的快速發(fā)展，使得動(dòng)物遺傳學(xué)教學(xué)內(nèi)容不斷豐富與革新，從三大定律到核外遺傳，從細(xì)胞到分子，從個(gè)體到群體，從質(zhì)量性狀到數(shù)量性狀的遺傳，課程教學(xué)內(nèi)容多而復(fù)雜，抽象概念多，缺乏直觀認(rèn)識(shí)，學(xué)生理解困難。筆者所在的教研組根據(jù)本校學(xué)生的特點(diǎn)，結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)和本科教學(xué)的要求，在選定教材的基礎(chǔ)上強(qiáng)調(diào)：突出內(nèi)容的新穎性、前沿性，減少重復(fù)教學(xué)。例如三大定律、染色體部分內(nèi)容在高中生物學(xué)中已經(jīng)有學(xué)習(xí)，大學(xué)課堂在教學(xué)該內(nèi)容時(shí)進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)單復(fù)習(xí)即可；結(jié)合研究新成果，講授本學(xué)科基本理論知識(shí)和概念，提高學(xué)生的認(rèn)知水平。調(diào)整和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)知識(shí)點(diǎn)的系統(tǒng)性和層次性，從遺傳物質(zhì)的本質(zhì)到遺傳信息的傳遞、改變，再到基因的表達(dá)、調(diào)控，使學(xué)生逐步深入地掌握課程知識(shí)。

三、改進(jìn)教學(xué)方法，提升教學(xué)成效

在實(shí)際教學(xué)中，以學(xué)生為主體，根據(jù)學(xué)生的課堂情況，適時(shí)改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段，做到因材施教，提高教學(xué)的成效。為了能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，筆者所在的教研組在動(dòng)物遺傳學(xué)教學(xué)中，不斷探索多種教學(xué)方法。例如：課前留置問(wèn)題討論，課堂提問(wèn)，課后安排學(xué)生參與科研實(shí)踐，章節(jié)教學(xué)完成后及時(shí)組織測(cè)試等；充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)多媒體輔助教學(xué)手段的潛力，添加直觀圖片或視頻來(lái)解析抽象概念和知識(shí)點(diǎn)，例如視頻展示DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的基本過(guò)程，使學(xué)生更容易掌握知識(shí)點(diǎn)。課程教學(xué)緊密聯(lián)系動(dòng)物生產(chǎn)過(guò)程中的遺傳現(xiàn)象和分子輔助育種技術(shù)的應(yīng)用成果等，拓展學(xué)生視野，使他們認(rèn)識(shí)到專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值和潛力，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

四、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和方式

遺傳學(xué)是21世紀(jì)發(fā)展最快的生命學(xué)科之一，作為分支之一的動(dòng)物遺傳學(xué)也在不斷更新。動(dòng)物遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生驗(yàn)證遺傳學(xué)理論和掌握遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段的主要途徑。因此，為適應(yīng)本學(xué)科發(fā)展需要，在動(dòng)物遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中需要不斷革新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)方法。以往動(dòng)物遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)普遍以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，內(nèi)容陳舊、單一，缺乏綜合性實(shí)驗(yàn)，難以激發(fā)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性；教學(xué)模式單調(diào)，以教師主導(dǎo)、學(xué)生臨摹為主要教學(xué)方式，缺乏對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。針對(duì)存在的不足，筆者所在的教研室綜合討論并結(jié)合學(xué)科實(shí)際建設(shè)情況，更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，把原來(lái)耗時(shí)長(zhǎng)、內(nèi)容簡(jiǎn)單的果蠅的飼養(yǎng)、雜交和唾腺染色體觀察等實(shí)驗(yàn)刪除，新增DNA提取、PCR技術(shù)等分子遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和群體遺傳學(xué)方面的“人類指紋圖譜分析及遺傳統(tǒng)計(jì)”。探索多種形式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作，通過(guò)查閱文獻(xiàn)、收集信息、設(shè)計(jì)方案、動(dòng)手操作、分析結(jié)果與作出總結(jié)等完整的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。在教學(xué)手段上，改變傳統(tǒng)的黑板板書，采用數(shù)碼互動(dòng)顯微系統(tǒng)，通過(guò)多媒體課件，以圖片、動(dòng)畫等形式生動(dòng)、直觀地講解，使學(xué)生能更好地掌握實(shí)驗(yàn)原理、方法和步驟；利用數(shù)碼攝像頭能直接在顯示屏上觀察染色體的形態(tài)變化，并能客觀地保存效果理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；通過(guò)互動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，教師能及時(shí)監(jiān)控和指導(dǎo)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，有效地建立教師與學(xué)生的互動(dòng)機(jī)制，提高實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)的效率。

五、完善課程考核評(píng)價(jià)體系

成績(jī)是督促和評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)的主要方式之一，建立科學(xué)合理的考核評(píng)價(jià)制度是課程教學(xué)改革的內(nèi)容之一。為了更好、更客觀地檢驗(yàn)學(xué)生的綜合能力，筆者所在的教研組經(jīng)過(guò)研究討論，確定動(dòng)物遺傳學(xué)課程的綜合考核辦法：期末總評(píng)成績(jī)由平時(shí)成績(jī)和期末考試成績(jī)兩部分組成，其中，期末考試成績(jī)占 60%，平時(shí)成績(jī)占40%（考勤占10%，課堂測(cè)試占10%，實(shí)驗(yàn)占20%）。平時(shí)成績(jī)主要考查學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、課堂紀(jì)律、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力與分析問(wèn)題的能力，而期末考試的內(nèi)容注重考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)和概念的掌握，以及對(duì)遺傳學(xué)知識(shí)的運(yùn)用能力。綜合水平的考查能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

總之，動(dòng)物遺傳學(xué)是一門不斷發(fā)展的學(xué)科，其知識(shí)廣度和深度都在不斷增加。為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展和動(dòng)物科學(xué)專業(yè)本科生培養(yǎng)的需要，課程教材、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)與考核體系等多方面都需進(jìn)行持續(xù)的改革與更新。此外，以學(xué)生為主導(dǎo)，以多種教學(xué)方式充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和主動(dòng)性，提高教學(xué)的成效，使學(xué)生更好地掌握動(dòng)物遺傳學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)和概念，為其后續(xù)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)及今后的就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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第2篇：遺傳學(xué)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞 家畜育種學(xué) 課程建設(shè) 教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

加強(qiáng)本科生的課程建設(shè)，提高教學(xué)質(zhì)量是本科院校的重要任務(wù)之一。 家畜育種學(xué)是動(dòng)物科學(xué)專業(yè)本科生的一門主干必修課程，在動(dòng)物科學(xué)專業(yè)的課程體系中起著承前啟后的作用，對(duì)構(gòu)建動(dòng)物科學(xué)專業(yè)知識(shí)體系起著重要作用。家畜育種學(xué)是研究改良家畜遺傳素質(zhì)，提高生產(chǎn)性能水平，培育新品種和品系，通過(guò)雜交利用雜種優(yōu)勢(shì)，高效優(yōu)質(zhì)地生產(chǎn)量多質(zhì)優(yōu)的畜產(chǎn)品的理論、技術(shù)和方法的一門科學(xué)。然而，由于課程內(nèi)容比較抽象、枯燥，內(nèi)容較難，如果加上所用教材舉例少，計(jì)算比較多等會(huì)導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高，教學(xué)效果不理想。此外該課程需要學(xué)生具有較好的數(shù)量遺傳學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)、線性代數(shù)等課程的較好基礎(chǔ)，而且要求學(xué)生能夠及時(shí)了解生物技術(shù)新知識(shí)、新技術(shù)。鑒于這些問(wèn)題的存在，教學(xué)現(xiàn)實(shí)給家畜育種課程提出了尖銳的難題，即如何提高家畜育種學(xué)課程的教學(xué)效果，使家畜育種課程的抽象內(nèi)容變得簡(jiǎn)單化、形象化，達(dá)到知識(shí)性、趣味性和實(shí)用性共享。本文作者通過(guò)對(duì)該門課程的學(xué)習(xí)與教學(xué)實(shí)踐，對(duì)本科生家畜育種課程教學(xué)提出一些自己的看法與建議，希望能有益于今后該門課程的教學(xué)。

1 家畜育種學(xué)前期課程

1.1 家畜育種學(xué)前期課程

動(dòng)物遺傳學(xué)、生物統(tǒng)計(jì)學(xué)、線性代數(shù)、概率統(tǒng)計(jì)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、生物技術(shù)、信息技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)等均是家畜育種學(xué)課程的前期必修課程。任課教師在課程間隙，應(yīng)與學(xué)生探討如何將與統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)量遺傳學(xué)、動(dòng)物遺傳學(xué)、分子生物學(xué)中與家畜育種相關(guān)的知識(shí)加以復(fù)習(xí)和靈活運(yùn)用，從而找到解決家畜育種各類問(wèn)題的方法。由于數(shù)量遺傳學(xué)的誕生本身就是多學(xué)科交叉滲透的結(jié)果，在此主要介紹數(shù)量遺傳學(xué)和生物技術(shù)在家畜育種課程中的重要作用。

1.2 數(shù)量遺傳學(xué)及其發(fā)展

數(shù)量遺傳學(xué)是遺傳學(xué)原理與統(tǒng)計(jì)學(xué)方法相結(jié)合研究群體數(shù)量性狀遺傳與變異規(guī)律的一門遺傳學(xué)分支學(xué)科，迄今為止的動(dòng)物育種方法基本上是以數(shù)量遺傳學(xué)為理論依據(jù)的“數(shù)量遺傳學(xué)方法”，即根據(jù)數(shù)量遺傳學(xué)的原理和方法，對(duì)畜禽進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x種選配，以提高育種群體的優(yōu)良基因頻率，降低不良基因頻率。近幾十年畜禽生產(chǎn)水平的提高，很大程度上應(yīng)歸功于遺傳參數(shù)和育種值估計(jì)準(zhǔn)確性的提高。在數(shù)量遺傳學(xué)后來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，它又不斷地與計(jì)算機(jī)技術(shù)、分子生物學(xué)及其他生物技術(shù)相結(jié)合，從而使其得到了較快的發(fā)展。可以預(yù)見(jiàn)，在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)數(shù)量遺傳學(xué)還將是動(dòng)物育種的主導(dǎo)方法。因此，要想學(xué)好家畜育種學(xué)，必須具有良好的數(shù)量遺傳學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。

1.3 生物技術(shù)

動(dòng)物育種有關(guān)的現(xiàn)代生物技術(shù)包括胚胎工程技術(shù)、動(dòng)物克隆技術(shù)、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物技術(shù)和DNA 標(biāo)記輔助技術(shù)等。加上胚胎工程( 育種) 技術(shù)和動(dòng)物克隆技術(shù)，則構(gòu)成動(dòng)物分子育種的基本技術(shù)框架。生物技術(shù)育種作為一種新的育種技術(shù)或方法，在家畜育種中已經(jīng)顯示出了廣闊的應(yīng)用前景，相關(guān)的理論體系已經(jīng)建成，為此要及時(shí)學(xué)習(xí)掌握相關(guān)技術(shù)與方法。

2 教材

2.1 要有正確的指導(dǎo)思想

教材是育種學(xué)課程建設(shè)的重要內(nèi)容。教材內(nèi)容要緊密結(jié)合我國(guó)國(guó)情，適合我國(guó)畜禽實(shí)際生產(chǎn)情況，學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)后能夠在生產(chǎn)上用得上。而且內(nèi)容要編得通俗易懂，學(xué)生即使通過(guò)自學(xué)也能夠弄懂。淺顯易懂的教材不代表知識(shí)不新穎，如果把教材詞句編寫的晦澀或一個(gè)長(zhǎng)句子里有大量難以理解的專業(yè)術(shù)語(yǔ)，將會(huì)對(duì)學(xué)生的理解造成很大的障礙。而且教材中要多舉例，簡(jiǎn)單易懂的例子有助于很好的理解。另外在編寫教材是還要注重實(shí)用和對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)。有了這樣的一本好教材將可以起到事半功倍的作用。

2.2 及時(shí)結(jié)合該領(lǐng)域的新成果、新技術(shù)、新方法

即課程內(nèi)容要結(jié)合一個(gè)“新”字，也將本學(xué)科新的研究成果如重要經(jīng)濟(jì)性狀的分子生物學(xué)檢測(cè)方法、標(biāo)記輔助選擇、最新動(dòng)物保種理論及時(shí)地補(bǔ)充進(jìn)去。使學(xué)生能及時(shí)了解本學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì)與動(dòng)態(tài)。教學(xué)內(nèi)容的改革不僅促使學(xué)生在課堂上認(rèn)真聽(tīng)講，而且能推動(dòng)學(xué)生在課余時(shí)間利用互聯(lián)網(wǎng)搜索家畜育種中應(yīng)用的新技術(shù)和新成果，理論和實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合提高了學(xué)習(xí)興趣。因此， 在家畜育種課程建設(shè)上亦應(yīng)該不斷地更新，不斷地增添新內(nèi)容。以使家畜育種課程內(nèi)容跟上當(dāng)前國(guó)內(nèi)外家畜育種科學(xué)進(jìn)展水平?？蓪⑺趯W(xué)校學(xué)科在家畜育種中所取的成果等內(nèi)容由重要學(xué)術(shù)帶頭人領(lǐng)銜主講或串講，介紹給學(xué)生，通過(guò)案例介紹給學(xué)生，對(duì)激發(fā)學(xué)生專業(yè)興趣、了解學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)，增加專業(yè)積淀具有重要意義。

2.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排

選擇一本好的實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)指導(dǎo)書對(duì)學(xué)好家畜育種學(xué)課程也很重要。學(xué)生除了要學(xué)習(xí)了解和掌握育種學(xué)的先進(jìn)理論和先進(jìn)技術(shù)外，還需具有比較熟練的操怍技術(shù)與技能?？蓪⒂N學(xué)中需要操作或需要大量計(jì)算的內(nèi)容安排到實(shí)驗(yàn)內(nèi)容里面，結(jié)合生物技術(shù)的發(fā)展要增多操作內(nèi)容，加大操作技術(shù)比例，使學(xué)生真正達(dá)到理論與實(shí)踐的結(jié)合。欲達(dá)到此目的須在課程中增加實(shí)踐內(nèi)容，讓學(xué)生多看、多練、多干，方能將理論知識(shí)轉(zhuǎn)水為基本技能。此外對(duì)于理論課時(shí)少的學(xué)校，可重點(diǎn)將計(jì)算量大的內(nèi)容放入到實(shí)驗(yàn)內(nèi)容里面，這樣可利用充足的實(shí)驗(yàn)課時(shí)引入了計(jì)算的具體實(shí)例，讓學(xué)生們積極參與計(jì)算的分析和探討中從而提高教學(xué)的效率。

3 教學(xué)方法

3.1 實(shí)例教學(xué)法

我們每個(gè)人在理解原理和復(fù)雜的理論時(shí)都有犯難的時(shí)候，有時(shí)候反復(fù)地推導(dǎo)和重復(fù)地學(xué)習(xí)也難以理解，這個(gè)時(shí)候一個(gè)恰當(dāng)?shù)睦訒?huì)讓我們有“柳暗花明又一村”的驚喜。家畜育種課程中理論性強(qiáng)、計(jì)算多、原理多，單從公式的推導(dǎo)、語(yǔ)句描述來(lái)說(shuō)理解起來(lái)有一定的難度，像類似這樣的課程，舉例會(huì)起到事半功倍的效果。

3.2 發(fā)揮學(xué)生的主體作用

我們的教學(xué)實(shí)踐告訴我們，開(kāi)展啟發(fā)式、參與式、研究式教學(xué)可充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，大大地提高教學(xué)效果。

實(shí)施啟發(fā)式教學(xué)，要求教師應(yīng)成為教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)者和學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者，通過(guò)教學(xué)活動(dòng)的科學(xué)設(shè)計(jì)，使學(xué)生由被動(dòng)的知識(shí)接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)思考者，以學(xué)生為主體，將課堂主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，真正發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體作用。比如在種、品種概念的講解中，畜禽品種保存方法方面我們都可以設(shè)置多樣的問(wèn)題讓學(xué)生開(kāi)動(dòng)腦筋，真正地通過(guò)思考來(lái)得到答案。

教學(xué)與科研相結(jié)合是把科學(xué)研究當(dāng)作教育的結(jié)合點(diǎn)，鼓勵(lì)本科生盡早參與科研活動(dòng)與生產(chǎn)實(shí)踐，充分發(fā)揮他們豐富的想象力和創(chuàng)造力，開(kāi)發(fā)他們的科研潛力。因此，利用學(xué)校的科研條件和資源，使學(xué)生在學(xué)習(xí)家畜育種學(xué)課程的同時(shí)參與科研工作，這樣既培養(yǎng)了學(xué)生的科研能力，提高了學(xué)生的科研興趣，也加深了對(duì)本課程內(nèi)容的理解，使學(xué)生們對(duì)家畜育種生產(chǎn)產(chǎn)生濃厚的興趣。

互動(dòng)教學(xué)可活躍課內(nèi)外學(xué)習(xí)氣氛，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，提高學(xué)生查詢資料、組織資料等各方面的能力。在家畜育種學(xué)的教學(xué)實(shí)踐中，可選擇部分專業(yè)雜志報(bào)道較多的章節(jié)內(nèi)容，如家畜遺傳資源多樣性、分子生物技術(shù)在家畜育種中的應(yīng)用等等內(nèi)容讓學(xué)生查資料和備課，并讓學(xué)生通過(guò)PPT的形式走上講臺(tái)講解。通過(guò)這種方式不僅提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性，而且還培養(yǎng)了膽量、查閱資料及語(yǔ)言表達(dá)能力，為今后的工作奠定了基礎(chǔ)。

3.3 教學(xué)手段的多樣化

由于現(xiàn)代多媒體教學(xué)具有信息量大、快捷、高效、生動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，好的課程課件還具有圖文并茂、提綱攜領(lǐng)、引導(dǎo)思維的特點(diǎn)，尤其對(duì)于家畜品種、品系的了解更為直觀，多媒體教學(xué)目前已成為師生共同認(rèn)同的現(xiàn)代教學(xué)手段。但家畜育種學(xué)這門課程中有大量的計(jì)算，比如選擇指數(shù)的制定、育種值估計(jì)、近交系數(shù)計(jì)算等重要理論學(xué)習(xí)中涉及大量復(fù)雜的計(jì)算公式，因此，對(duì)于這部分內(nèi)容的講解要充分利用黑板、粉筆為計(jì)算和講解提供的方便，將多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)黑板粉筆有機(jī)結(jié)合起來(lái)，二者相輔相成可提高教學(xué)的效果。

除了多媒體教學(xué)和板書結(jié)合之外，對(duì)于復(fù)雜的計(jì)算過(guò)程可通過(guò)結(jié)合計(jì)算機(jī)軟件來(lái)解決，大量復(fù)雜的計(jì)算有時(shí)候容易讓學(xué)生厭倦并使其走入一個(gè)誤區(qū)，一些數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不好的學(xué)生更會(huì)失去學(xué)習(xí)的興趣。比如個(gè)體遺傳評(píng)定――BLUP 法的計(jì)算在實(shí)際中的應(yīng)用也是借助計(jì)算機(jī)來(lái)完成的，在課堂上要涉及許多矩陣運(yùn)算，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，如果課時(shí)再少的話，不借助計(jì)算機(jī)則很難講解。我們完全可以在教學(xué)過(guò)程中將種豬育種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（GBS）搬上課堂，能夠很好地解決課堂講授的難題，學(xué)生在掌握了這一軟件的應(yīng)用時(shí)對(duì)于今后的生產(chǎn)實(shí)踐也很重要。

要上好《家畜育種學(xué)》這門課程，除了以上提到的幾點(diǎn)之外，還需要在教學(xué)內(nèi)容、師資隊(duì)伍、教學(xué)條件建設(shè)等方面進(jìn)行不斷地改革與探索，教師團(tuán)隊(duì)成員要不斷提高自身的理論實(shí)踐水平，建立起系統(tǒng)全面、反映學(xué)科前沿的家畜育種學(xué)教學(xué)新體系，從而為國(guó)家培養(yǎng)更多動(dòng)物育種方面的人才。

參考文獻(xiàn)

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第3篇：遺傳學(xué)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)；整合；模塊

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）51-0257-02

《遺傳學(xué)》是生物科學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)課之一，是一門運(yùn)用嚴(yán)密邏輯推理和大量實(shí)驗(yàn)論證來(lái)揭示生命奧秘的學(xué)科。實(shí)踐教學(xué)是大學(xué)生素質(zhì)養(yǎng)成和能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，是溝通理論與實(shí)踐的橋梁，是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的源頭。遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課是高等學(xué)校生物學(xué)科一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，內(nèi)容博大，涉及的知識(shí)面廣，尤其是分子生物學(xué)的快速發(fā)展從廣度和深度等層面極大地豐富和拓展了經(jīng)典遺傳學(xué)的內(nèi)容。近年來(lái)，為了全面開(kāi)展素質(zhì)教育，體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革以學(xué)生為中心，逐步培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維的教學(xué)理念，我系認(rèn)真分析現(xiàn)有遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的現(xiàn)狀和特點(diǎn)，并進(jìn)行有益的探索和嘗試，為學(xué)習(xí)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)和基因工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)打下良好的基礎(chǔ)。

一、遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的現(xiàn)狀和特點(diǎn)

高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)是訓(xùn)練學(xué)生有較強(qiáng)的動(dòng)手操作能力，提高設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和分析解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力[1]。遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)服從于理論教學(xué)，當(dāng)前遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要存在以下問(wèn)題：教學(xué)內(nèi)容陳舊，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)較多，綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)較少，缺乏新技術(shù)、新方法的內(nèi)容[2]，因此，不能滿足學(xué)生掌握新技術(shù)、新方法的要求，學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力得不到鍛煉。

為了跟上現(xiàn)代遺傳學(xué)的快速發(fā)展，進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的人才，必須進(jìn)行實(shí)驗(yàn)體系和教學(xué)內(nèi)容的改革。新體系主要以加強(qiáng)基礎(chǔ)、重視應(yīng)用、開(kāi)拓思維、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)為核心，重新整合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將原有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分成經(jīng)典遺傳學(xué)、細(xì)胞遺傳學(xué)、分子遺傳學(xué)和群體遺傳學(xué)四個(gè)模塊，每個(gè)模塊的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行整合優(yōu)化，讓學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，提高其解決實(shí)際問(wèn)題和動(dòng)手操作能力，為實(shí)際應(yīng)用和從事科研工作打下基礎(chǔ)[3]。

二、遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的整體優(yōu)化

1.經(jīng)典遺傳學(xué)模塊。傳統(tǒng)的經(jīng)典遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)包括果蠅飼養(yǎng)以及生活史觀察、果蠅的性別鑒定及突變體觀察、果蠅唾腺染色體的制備與觀察、果蠅單因子實(shí)驗(yàn)、果蠅的雙因子實(shí)驗(yàn)、果蠅的伴性遺傳和基因的連鎖交換及三點(diǎn)測(cè)交等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，整合優(yōu)化后改為果蠅雜交大實(shí)驗(yàn)，見(jiàn)圖1。實(shí)驗(yàn)材料為黑腹果蠅的純系野生型（紅眼、長(zhǎng)翅、灰身、直剛毛）和突變型（白眼、長(zhǎng)翅、灰身；白眼、小翅、焦剛毛；紅眼、殘翅、黑檀體）。并告訴同學(xué)們眼色位于果蠅的X染色體上；體色、翅型、剛毛形態(tài)均為于常染色體上。讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)的分離定律、自由組合定律、連鎖互換定律、伴性遺傳、三點(diǎn)測(cè)驗(yàn)等理論知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，例如正交：檀黑身（雌）×灰身小翅焦剛毛白眼；反交：灰身小翅焦剛毛白眼（雌）×檀黑身。學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一方面能加深對(duì)理論知識(shí)理解和應(yīng)用，另一方面鍛煉了學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。學(xué)生自己培養(yǎng)果蠅，觀察記錄，寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并運(yùn)用理論分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題或發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象可以先查閱相關(guān)資料，然后與指導(dǎo)老師商量，寫出具體解決方案，這個(gè)過(guò)程鍛煉了學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。傳統(tǒng)的教學(xué)將這些實(shí)驗(yàn)分開(kāi)來(lái)做，而且都是提前告知學(xué)生怎么做，去驗(yàn)證一些現(xiàn)象或規(guī)律等，整合后，將驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)改為綜合實(shí)驗(yàn)，并具有一定的連續(xù)性，學(xué)生還可以自己動(dòng)手參與進(jìn)來(lái)，盡管實(shí)驗(yàn)內(nèi)容沒(méi)有變，學(xué)生積極性卻提高了，不僅培養(yǎng)了學(xué)生多種實(shí)驗(yàn)技能，而且增強(qiáng)了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

2.細(xì)胞遺傳學(xué)模塊。細(xì)胞遺傳學(xué)模塊中植物細(xì)胞有絲分裂的制片和觀察、植物微核實(shí)驗(yàn)、姊妹染色單體分染技術(shù)、植物染色體核型分析和植物多倍體的誘發(fā)及細(xì)胞學(xué)鑒定等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要是鍛煉學(xué)生培養(yǎng)材料、制片、染色、觀察、分析。整合后的內(nèi)容改為蠶豆根尖細(xì)胞不同處理后的觀察與分析，見(jiàn)圖2。實(shí)驗(yàn)前將學(xué)生分組，把實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)講清楚，讓學(xué)生自己培養(yǎng)材料，并鼓勵(lì)學(xué)生材料和處理試劑自選，如“多倍體誘發(fā)與鑒定”實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自主選用不同的實(shí)驗(yàn)材料，摸索秋水仙素適宜濃度和最佳處理時(shí)間，研究探討影響染色體加倍效果的不同因素[4]。

這樣學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣大大地激發(fā)，主動(dòng)性得到發(fā)揮，并且學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中還會(huì)發(fā)明一些小裝置，例如：在暖壺蓋邊緣一圈打孔穿線，做成網(wǎng)狀，然后在孔上滴蠟封孔，制備水培的培養(yǎng)瓶，簡(jiǎn)單、耐用、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)。

傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容中，這些實(shí)驗(yàn)分開(kāi)講解，盡管觀察的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同但是實(shí)驗(yàn)步驟大同小異，學(xué)生就會(huì)感覺(jué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程單一，沒(méi)有創(chuàng)新，沒(méi)有興趣，從而影響實(shí)驗(yàn)效果。整合后學(xué)生分組培養(yǎng)材料，同時(shí)制片觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，同一時(shí)間內(nèi)就可完成幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，不僅解決了實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)少的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，而且將枯燥單一的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改為靈活多變的內(nèi)容，提高了學(xué)生的積極性，加深了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握。另外，學(xué)生還可以自選材料進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)研究，培養(yǎng)學(xué)生查閱資料、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，教學(xué)效果也提高了。

3.分子遺傳學(xué)模塊。分子遺傳學(xué)的實(shí)驗(yàn)主要包括突變型的篩選與檢出、突變型的鑒定、DNA提取及純化和PCR擴(kuò)增及檢測(cè)，整合后改為大腸桿菌基因突變型的篩選與鑒定，學(xué)生從突變體的誘導(dǎo)，到鑒定，每一步都需要自己查閱資料，理論聯(lián)系實(shí)際進(jìn)行操作。比如突變體的誘導(dǎo)可以通過(guò)多種方法（包括物理的和化學(xué)的），學(xué)生可以任選一種進(jìn)行誘導(dǎo)。突變具有多方向性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有唯一性，這樣學(xué)生實(shí)驗(yàn)內(nèi)容靈活多樣，學(xué)生的主觀能動(dòng)性，積極主動(dòng)性得到很好發(fā)揮。

4.群體遺傳學(xué)模塊。群體遺傳學(xué)的實(shí)驗(yàn)主要包括人類ABO血型的群體遺傳學(xué)分析、人類指紋的群體遺傳學(xué)分析和人類對(duì)苯硫脲嘗味能力的遺傳分析，這些實(shí)驗(yàn)的主要目的是通過(guò)對(duì)人類群體遺傳性狀基因頻率的分析，了解群體基因頻率測(cè)算的一般方法；加深理解遺傳平衡定律，了解改變?nèi)后w平衡的因素。保證教學(xué)目的不變的情況下，將3個(gè)實(shí)驗(yàn)整合為人類群體一些遺傳性狀的調(diào)查和分析，學(xué)生可以任選某一感興趣的遺傳性狀進(jìn)行調(diào)查、分析，寫出相應(yīng)的調(diào)查報(bào)告。

三、教學(xué)效果

我系遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容整合以后，經(jīng)過(guò)2年的嘗試，學(xué)生普遍反映良好。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容靈活，學(xué)生自由選擇，大大激發(fā)了學(xué)生的探索熱情，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性。學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中會(huì)發(fā)現(xiàn)很多問(wèn)題，通過(guò)查閱資料和教師討論，得到結(jié)果，鍛煉了學(xué)生科學(xué)思維的能力。大多實(shí)驗(yàn)是分組完成，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中意識(shí)到團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性，懂得了實(shí)驗(yàn)的成功需要每個(gè)成員積極配合，團(tuán)結(jié)協(xié)作。對(duì)今后的科學(xué)研究有一定的幫助。盡管實(shí)驗(yàn)內(nèi)容整合以后大多數(shù)變成了綜合型實(shí)驗(yàn)，學(xué)生參與機(jī)會(huì)多了，但是教師應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)前做好實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)思想和態(tài)度的培養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)方法和條件的確定等方面都受到系統(tǒng)的訓(xùn)練。保證實(shí)驗(yàn)順利開(kāi)展。同時(shí)，教師也需要不斷學(xué)習(xí)和探索新的實(shí)驗(yàn)方法，完善教學(xué)內(nèi)容，改革考核制度，跟上學(xué)科發(fā)展的步伐。

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第4篇：遺傳學(xué)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用范文

均有著很重要的作用[1]。教育部于上個(gè)世紀(jì)90年代提出"高等教育面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計(jì)劃"以及《關(guān)于進(jìn)_步加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見(jiàn)》，各高校都開(kāi)展了_系列卓有成效的探索，對(duì)提高《遺傳學(xué)》乃至整個(gè)生命科學(xué)的教學(xué)質(zhì)量起到了巨大的推動(dòng)作用，很多工作已在相關(guān)全國(guó)教學(xué)會(huì)議上交流，或在有關(guān)期刊/論文集中正式發(fā)表。由于遺傳學(xué)是生物科學(xué)領(lǐng)域中發(fā)展最快的學(xué)科之一，新技術(shù)、新方法不斷涌現(xiàn)，研究范疇不斷拓寬，研究?jī)?nèi)容不斷深化，遺傳學(xué)知識(shí)的積累量越來(lái)越大，迫切需要有一個(gè)好的教學(xué)體系對(duì)《遺傳學(xué)》教學(xué)過(guò)程加以規(guī)范和提高。我們把優(yōu)質(zhì)教學(xué)體系的改革思路貫穿在整個(gè)《遺傳學(xué)》教學(xué)過(guò)程之中，堅(jiān)持"以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)"的方針，以培養(yǎng)"寬基礎(chǔ)、厚知識(shí)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)"的優(yōu)秀人才為目標(biāo)，改進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力及綜合素質(zhì)。因此，構(gòu)建優(yōu)質(zhì)教學(xué)體系，在整體上提高了國(guó)家精品課《遺傳學(xué)》的授課質(zhì)量和教學(xué)效果，促進(jìn)精品教育的發(fā)展，同時(shí)也提高了《遺傳學(xué)》教學(xué)平臺(tái)的質(zhì)量和教學(xué)資源的校內(nèi)外無(wú)障礙共享，取得了明顯的課程教學(xué)改革效果。

1優(yōu)質(zhì)教學(xué)體系的建設(shè)

1.1教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化

《遺傳學(xué)》課程建設(shè)和教學(xué)內(nèi)容設(shè)置要遵循現(xiàn)代教育理念，以培養(yǎng)高素質(zhì)、復(fù)合型、富有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的專門人才為宗旨，從應(yīng)試教育向開(kāi)放教育發(fā)展。在保持學(xué)科自身完整性與系統(tǒng)性的基礎(chǔ)上，始終把培養(yǎng)學(xué)生的遺傳分析能力放在首位,使學(xué)生更好地掌握遺傳學(xué)的基本規(guī)律、基本理論、基本概念和基本研究方法；在細(xì)胞、個(gè)體、群體和分子等不同層面上對(duì)遺傳學(xué)有較為完整和深入的認(rèn)識(shí)，更深、更廣、更準(zhǔn)確地掌握遺傳學(xué)知識(shí)，為遺傳學(xué)與人類健康、遺傳學(xué)在動(dòng)、植物育種等領(lǐng)域中的應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，同時(shí)為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和從事相關(guān)工作奠定基礎(chǔ)。為此，要高質(zhì)量地修訂《遺傳學(xué)》課程的教學(xué)大綱，使之能充分反映和體現(xiàn)出本學(xué)科最新發(fā)展趨勢(shì)。在內(nèi)容安排上，以遺傳物質(zhì)的本質(zhì)、傳遞、變異以及遺傳信息的表達(dá)與調(diào)控為主線，從遺傳物質(zhì)的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)到分子基礎(chǔ)、從遺傳信息的載體到傳遞、從質(zhì)量性狀到數(shù)量性狀、從基因突變到染色體結(jié)構(gòu)變異、從性狀表現(xiàn)到基因的表達(dá)和調(diào)控、從細(xì)胞核遺傳到細(xì)胞質(zhì)遺傳、從個(gè)體遺傳到群體遺傳，知識(shí)傳授由淺入深、由表及里、以簡(jiǎn)帶繁、以點(diǎn)帶面，這樣能在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生系統(tǒng)性地領(lǐng)略遺傳學(xué)的全貌并融會(huì)貫通，用學(xué)到的知識(shí)靈活地解釋_些與遺傳學(xué)有關(guān)的生物學(xué)現(xiàn)象。教師在備課時(shí)將遺傳學(xué)學(xué)科發(fā)展過(guò)程中形成的新知識(shí)、新案例及時(shí)補(bǔ)充到課堂和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之中,結(jié)合實(shí)物、圖片、錄像等進(jìn)行多媒體教學(xué)，使《遺傳學(xué)》課堂教學(xué)保持_種新鮮的活力，充滿知識(shí)性、趣味性和吸引力。每章布置一些精選的習(xí)題，有助于提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

1.2教學(xué)方法與教學(xué)手段的改革

有效的教學(xué)手段和合理的教學(xué)方法，可以明顯提高《遺傳學(xué)》課程的教學(xué)效果。授課時(shí)采用啟發(fā)式、探究式、開(kāi)放式、討論式、案例式等多種交互式對(duì)話的教學(xué)方法與多媒體教學(xué)手段結(jié)合，把上課、實(shí)驗(yàn)、討論、考核等不同方面有機(jī)地結(jié)合起來(lái),能最大程度地啟發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，在掌握基本理論知識(shí)的同時(shí)，全面提高學(xué)生分析和解決遺傳學(xué)問(wèn)題的能力及綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的能力。如在講述遺傳學(xué)三大定律時(shí)，考慮到學(xué)生在高中階段對(duì)這部分內(nèi)容已有所掌握，授課時(shí)不再直述有關(guān)定律的基本內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方法，而是講解孟德?tīng)柡湍柛侨绾尾捎煤线m的研究方法進(jìn)行試驗(yàn),最終獲得正確的結(jié)論；授課過(guò)程中還可隨時(shí)提出一些相關(guān)的問(wèn)題讓學(xué)生思考或回答，提高解決曰常生活中一些具體遺傳學(xué)問(wèn)題的能力。這樣既可以讓學(xué)生聽(tīng)得有趣，還可促使學(xué)生更好地掌握有關(guān)概念、達(dá)到融會(huì)貫通的效果。又如在進(jìn)行遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),可以設(shè)計(jì)一些合適的實(shí)驗(yàn)方法，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)一系列的置疑、判斷、比較、選擇，以及相應(yīng)的分析、綜合、概括等多樣化的過(guò)程，由發(fā)散到收斂、求異到求同，通過(guò)實(shí)驗(yàn)最終得到合理的結(jié)果。通過(guò)這一求異和求同的過(guò)程，有利于學(xué)生更深入地理解所獲得的知識(shí)和結(jié)論，而且也可激發(fā)學(xué)生的求知欲、培養(yǎng)他們創(chuàng)新思維的習(xí)慣和能力。在教學(xué)過(guò)程中，逐步加強(qiáng)雙語(yǔ)教學(xué)，也能促進(jìn)學(xué)生更好地適應(yīng)遺傳學(xué)學(xué)科的高速發(fā)展，了解和掌握國(guó)內(nèi)外遺傳學(xué)發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢(shì)。學(xué)期結(jié)束時(shí)的"教學(xué)情況反饋問(wèn)卷"和課后征詢意見(jiàn)制度的實(shí)施，可以多方收集學(xué)生對(duì)課程的教學(xué)意見(jiàn)，保持教學(xué)雙向信息反饋通道的暢通。在現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用與教學(xué)改革中，CAI教學(xué)課件制作的好壞會(huì)明顯影響《遺傳學(xué)》課程的教學(xué)效果[16,17]。我們?cè)?998年自制《遺傳學(xué)》教學(xué)課件基 礎(chǔ)上，進(jìn)一步編制出以文字、圖片、動(dòng)畫(視頻)、實(shí)體照片等多種媒體組成的完整教學(xué)課件[18]，方便學(xué)生有針對(duì)性地掌握遺傳學(xué)知識(shí)。課件分為課堂版和網(wǎng)絡(luò)版兩種形式，可同時(shí)滿足教師授課和學(xué)生自學(xué)的不同需求，同時(shí)也給教師留下了不斷加工完善和改進(jìn)的空間，能夠適應(yīng)個(gè)性化的教學(xué)。

1.3實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新

遺傳學(xué)是_門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科。隨著遺傳學(xué)的迅速發(fā)展，《遺傳學(xué)》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)起著越來(lái)越重要的作用，影響著課程整體水平的提高[19,20]。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，將啟發(fā)性、探究性的教學(xué)方法貫徹到各個(gè)環(huán)節(jié)，使每個(gè)實(shí)驗(yàn)都具有背景知識(shí)的講解和說(shuō)明、過(guò)程的設(shè)計(jì)和實(shí)施、結(jié)果的總結(jié)和提高、理論的考核和評(píng)價(jià)等過(guò)程，將實(shí)驗(yàn)課轉(zhuǎn)變成全方位培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的小平臺(tái)。在實(shí)驗(yàn)課新體系中有目的地增加國(guó)內(nèi)外遺傳學(xué)科的最新進(jìn)展，增加設(shè)計(jì)性、應(yīng)用性、綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)難度，提高學(xué)生操作技能和從事實(shí)驗(yàn)的積極性。目前綜合性實(shí)驗(yàn)已達(dá)到總實(shí)驗(yàn)量的56%，比10年前大大增加(表1)。對(duì)于一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，也盡力將其設(shè)計(jì)成具有_定探究性的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，如"植物細(xì)胞的減數(shù)分裂"實(shí)驗(yàn)屬于帶有傳統(tǒng)意義的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)由學(xué)生利用不同的材料進(jìn)行分組對(duì)比實(shí)驗(yàn)，最終經(jīng)討論和比較分析得出正確的答案，這樣通過(guò)教學(xué)方法的改變使原來(lái)純梓驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)得到了_定的改變。又如"植物染色體核型分析"實(shí)驗(yàn)時(shí)約有1小時(shí)材料處理的等待時(shí)間，利用這_間隙插入"人類Y染色體的進(jìn)化"等學(xué)生感興趣的實(shí)驗(yàn)小講座，其內(nèi)容綜合了近年來(lái)在Science、Nature等雜志上發(fā)表的有關(guān)Y染色體的研究進(jìn)展，講解Y染色體的過(guò)去、現(xiàn)在和將來(lái)，引起了學(xué)生較大的興趣。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，還可依托學(xué)科優(yōu)勢(shì)，建立了科研與教學(xué)的共建平臺(tái)，充分利用科研實(shí)驗(yàn)室的先進(jìn)儀器設(shè)備為《遺傳學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)，可使許多實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的研究方法發(fā)生明顯的改變。如"西瓜染色體加倍〃綜合應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)，利用學(xué)院“211〃平臺(tái)的細(xì)胞流線儀，在西瓜三葉期就可鑒定加倍苗，提高了實(shí)驗(yàn)的效率；"油菜籽品質(zhì)遺傳率測(cè)定"，利用科研平臺(tái)的近紅外品質(zhì)分析儀，方法簡(jiǎn)便快速、不破壞樣品，結(jié)果準(zhǔn)確。使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中能充分體驗(yàn)到高科技的魅力，達(dá)到科研反晡教學(xué)之目的。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革中，還要重視室外先進(jìn)實(shí)驗(yàn)基地建設(shè)以及實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放工作，鼓勵(lì)學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的和自己的興趣愛(ài)好，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、自主完成實(shí)驗(yàn)、自主管理實(shí)驗(yàn)，可以使學(xué)生的創(chuàng)新愿望得以實(shí)踐；同時(shí)積極鼓勵(lì)學(xué)生利用所學(xué)到的遺傳學(xué)知識(shí)參加教師的科研項(xiàng)目、爭(zhēng)取國(guó)家和省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目、學(xué)校SRTP項(xiàng)目，引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生熟悉、參與、跟蹤世界生命科學(xué)前沿領(lǐng)域的能力，進(jìn)一步完善"開(kāi)放性、研究型"的教學(xué)模式，最大程度地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

1.4教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)

師資隊(duì)伍的建設(shè)有助于《遺傳學(xué)》課程持續(xù)發(fā)展。教師作為課程教學(xué)中的主導(dǎo)，肩負(fù)著傳授知識(shí)的重任，教師隊(duì)伍的知識(shí)水平和操作技能直接影響著課程教學(xué)的效果。在長(zhǎng)期的教學(xué)過(guò)程中，本課程堅(jiān)持實(shí)行請(qǐng)好老師、用好教材、講好課程，打造精品課程的教學(xué)思路。教學(xué)隊(duì)伍中有教學(xué)名師或優(yōu)秀

教師，采用團(tuán)隊(duì)主編的國(guó)家"十一五"規(guī)劃教材和面向21世紀(jì)課程教材[21,22]以及獲獎(jiǎng)的教學(xué)課件，確保了《遺傳學(xué)》國(guó)家精品課程的教學(xué)質(zhì)量。在"學(xué)院主管、負(fù)責(zé)人總抓、團(tuán)隊(duì)骨干負(fù)責(zé)"的三級(jí)教學(xué)管理體制下，教學(xué)團(tuán)隊(duì)制定了具體建設(shè)規(guī)劃，形成了分工明確、協(xié)調(diào)統(tǒng)一的建設(shè)模式。在具體實(shí)施過(guò)程中，以學(xué)術(shù)帶頭人為中心、骨干教師為主力軍，青年教師為后備軍，造就了學(xué)歷、年齡、學(xué)緣、職稱等結(jié)構(gòu)合理、學(xué)術(shù)水平好的高質(zhì)量教師隊(duì)伍。多年來(lái)堅(jiān)持首席主講教師負(fù)責(zé)制、合作備課、教學(xué)會(huì)議研討、學(xué)要求等方法取得了更好的教學(xué)效果。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，多年來(lái)_直由具有博士學(xué)位的教師擔(dān)任主講，確保了《遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)》改革向縱深發(fā)展。同時(shí)，利用學(xué)校學(xué)科門類多、課程設(shè)置齊全的特點(diǎn),積極鼓勵(lì)教師參與綜合性實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)建，選修具有最新遺傳學(xué)知識(shí)和技能的研究生課程，到外校進(jìn)修相關(guān)課程和切磋實(shí)驗(yàn)技能，掌握遺傳學(xué)最新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，提高了任課教師的知識(shí)和教學(xué)水平，并減少了《遺傳學(xué)》與其它相關(guān)課程在內(nèi)容上的重復(fù)。教師間的觀摩教學(xué)和傳、幫、帶，也促進(jìn)了教師隊(duì)伍的整體提高。

1.5考試內(nèi)容和方法的改進(jìn)

《遺傳學(xué)》課程的考試內(nèi)容和方法既要考核學(xué)生對(duì)遺傳學(xué)基本規(guī)律、理論、概念和方法等知識(shí)的掌握程度，又要注重了解學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)遺傳學(xué)知識(shí)分析、解決問(wèn)題的能力以及創(chuàng)新能力的水平。因此，考核命題要靈活多變，少出"死記硬背"題、多用"分析"和"理解"題，特別注重理論與實(shí)踐的結(jié)合以及學(xué)生獨(dú)立思考、分析遺傳學(xué)問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題能力等方面的測(cè)試；考核方式也要多樣化,如筆試、面試、課程論文結(jié)合，單項(xiàng)試題與綜合分析試題相結(jié)合等。評(píng)價(jià)時(shí)不僅要注重答題結(jié)果，更應(yīng)注重考核學(xué)生解答問(wèn)題時(shí)的思維方式和能力，對(duì)創(chuàng)新方面成績(jī)突出的學(xué)生予以表彰和加分。如2000年開(kāi)始采用的"理論綜合試題"，其內(nèi)容能夠綜合全書的主要內(nèi)容，在開(kāi)課時(shí)提前將題目告訴學(xué)生,允許學(xué)生經(jīng)過(guò)_學(xué)期的學(xué)習(xí)和思考后再行完成，有利于學(xué)生對(duì)遺傳學(xué)知識(shí)的全面理解和綜合應(yīng)用能力的提高，且可給學(xué)生留有創(chuàng)新發(fā)揮的余地?！哆z傳學(xué)實(shí)驗(yàn)》考試則結(jié)合《實(shí)驗(yàn)情況記錄表》，把實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、操作、報(bào)告、紀(jì)律等納入考核范圍；實(shí)驗(yàn)全部結(jié)束后還要單獨(dú)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)原理和方法筆試，教師根據(jù)學(xué)生平時(shí)成績(jī)和考試成績(jī)給出最終成績(jī)。

1.6精品教材的編寫

教材建設(shè)是《遺傳學(xué)》課程建設(shè)的重要方面，教材的選用與學(xué)生遺傳學(xué)整體知識(shí)的構(gòu)成有著密切關(guān)系[23]。我們根據(jù)教學(xué)課件內(nèi)容創(chuàng)編了具有明顯新意的"十一五"國(guó)家多媒體規(guī)劃教材《遺傳學(xué)》，具有傳統(tǒng)印刷教材所沒(méi)有的特點(diǎn)[21]，已被省內(nèi)外多所院校在教學(xué)中采用。該教材編排獨(dú)特、文字精煉、圖文并茂，能夠適應(yīng)現(xiàn)代教育技術(shù)的教學(xué)新方法,特別是可以明顯減少學(xué)生上課做筆記的時(shí)間，集中精力聽(tīng)老師講解內(nèi)容；并有利于學(xué)生根據(jù)課件內(nèi)容學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)有關(guān)內(nèi)容，現(xiàn)已被推薦申報(bào)"十二五"國(guó)家規(guī)劃教材。在教學(xué)中還為學(xué)生提供30多本中英文參考資料，同時(shí)提供與遺傳學(xué)有關(guān)的_些相關(guān)雜志，這些學(xué)習(xí)資料在學(xué)校圖書館可以借閱，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和理解遺傳學(xué)基本知識(shí)。

1.7教學(xué)網(wǎng)站和教學(xué)共享平臺(tái)的建設(shè)

根據(jù)國(guó)家精品課程的建設(shè)要求，我們?cè)趯W(xué)校的支持下加大力度進(jìn)行《遺傳學(xué)》網(wǎng)站等共享平臺(tái)的建設(shè)，使之具有鮮明特色、內(nèi)容豐富、共享性強(qiáng)等特點(diǎn)。教學(xué)大綱、教學(xué)進(jìn)度(曰歷)、教材、教學(xué)參考書和教學(xué)輔助資料(如教案、習(xí)題和參考答案、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、網(wǎng)絡(luò)版和課堂教學(xué)版多媒體課件及其他教學(xué)資料)已全部上網(wǎng)，教師與學(xué)生對(duì)話式窗口，方便師生交流，形成了講授、答疑、討論、信息網(wǎng)絡(luò)化的教學(xué)平臺(tái)，具有"高開(kāi)放"的特點(diǎn)。教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)了《遺傳學(xué)》課程的校內(nèi)外無(wú)障礙共享,學(xué)生隨時(shí)可以點(diǎn)擊"jpkc.zju.edu.en/k/531/"網(wǎng)<jpkc.zju.edu.en/k/531/%22%e7%bd%91>址進(jìn)入網(wǎng)站學(xué)習(xí)，與教師在線交流，并可上網(wǎng)利用模擬試題自主測(cè)驗(yàn)學(xué)習(xí)效果。教學(xué)網(wǎng)站的建設(shè)方便了學(xué)生和教師的使用，為學(xué)生提供了一個(gè)跨越時(shí)間和空間的學(xué)習(xí)環(huán)境。同時(shí)為了方便學(xué)生學(xué)習(xí)，教學(xué)網(wǎng)站中收集和編輯了與《遺傳學(xué)》課程有關(guān)的多種學(xué)習(xí)資源，包括參考文獻(xiàn)、中外網(wǎng)絡(luò)資源、中外遺傳學(xué)重要期刊、遺傳學(xué)名詞英漢對(duì)照、名詞解釋、遺傳學(xué)研究領(lǐng)域諾貝爾獲獎(jiǎng)?wù)叩?。《遺傳學(xué)》課程已按教育部的要求完成課堂教學(xué)全程錄制和上網(wǎng)。

2優(yōu)質(zhì)教學(xué)體系的應(yīng)用效果

2.1提高了《遺傳學(xué)》課程的教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量

優(yōu)質(zhì)教學(xué)體系的構(gòu)建促進(jìn)了《遺傳學(xué)》教學(xué)質(zhì)量的提高。《遺傳學(xué)》現(xiàn)已成為國(guó)家精品課程，《遺傳學(xué)》教材為"國(guó)家十一五規(guī)劃教材”實(shí)驗(yàn)教

材為"面向21世紀(jì)課程教材”,自創(chuàng)的教學(xué)課件也獲得了全國(guó)"第六屆高等農(nóng)業(yè)院校多媒體課件評(píng)比_等獎(jiǎng)"，教學(xué)團(tuán)隊(duì)師資質(zhì)量好，課程教學(xué)從內(nèi)容、方法和手段以及考核評(píng)價(jià)上形成一個(gè)科學(xué)優(yōu)質(zhì)教學(xué)體系，能夠保證課程教學(xué)質(zhì)量和水平。在整體上較好地解決了《遺傳學(xué)》教學(xué)內(nèi)容豐富、而教學(xué)時(shí)數(shù)有限的矛盾，也解決了多媒體課件好看、但筆記難記等問(wèn)題，符合學(xué)生的學(xué)習(xí)和認(rèn)知心理，在現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用與教學(xué)改革中發(fā)揮了顯著作用。教學(xué)效果的提高，促進(jìn)學(xué)生更加扎實(shí)地掌握遺傳學(xué)基本知識(shí)和基本技能，提高了分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，在參加教師科研項(xiàng)目的研究、爭(zhēng)取國(guó)家和省級(jí)創(chuàng)新項(xiàng)目及學(xué)校SRTP項(xiàng)目中發(fā)揮了作用。

2.2教改成果和教學(xué)資源共享應(yīng)用廣泛，輻射作用明顯。

《遺傳學(xué)》課程教學(xué)體系優(yōu)化中所做的_些教改工作以及《遺傳學(xué)》網(wǎng)站和教學(xué)平臺(tái)的創(chuàng)建，不但提高了課程的教學(xué)效果，也與其他一些高等院?！哆z傳學(xué)》等課程的教學(xué)實(shí)現(xiàn)了資源共享，在全國(guó)發(fā)揮了良好的輻射作用。全國(guó)已有40多所高等院校的教師引入我們創(chuàng)建的《遺傳學(xué)》多媒體課件、教材和教學(xué)網(wǎng)站應(yīng)用于教學(xué)中。一些學(xué)校的教師也經(jīng)常來(lái)校觀摩和旁聽(tīng)我們的《遺傳學(xué)》課堂和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，交流《遺傳學(xué)》的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。目前我們創(chuàng)建的《遺傳學(xué)》網(wǎng)站點(diǎn)擊數(shù)已經(jīng)超過(guò)190000人次。精品課負(fù)責(zé)人在2010年全國(guó)遺傳學(xué)教學(xué)會(huì)議上對(duì)《遺傳學(xué)》多媒體教學(xué)課件創(chuàng)建、精品教材編寫以及教學(xué)網(wǎng)站建設(shè)等支撐體系做了詳細(xì)介紹，得到了與會(huì)人員的充分肯定。2011年我們舉辦了全國(guó)《遺傳學(xué)》骨干教師高級(jí)研修班、全國(guó)大學(xué)生農(nóng)學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)暑期培訓(xùn)班和浙江省首屆植物染色體制片技能大賽,擴(kuò)大了課程在全國(guó)的影響力。

3優(yōu)質(zhì)教學(xué)體系構(gòu)建的進(jìn)_步設(shè)想

第_，《遺傳學(xué)》課程的教學(xué)內(nèi)容豐富、信息量大，需進(jìn)_步整合和優(yōu)化《遺傳學(xué)》課程的教學(xué)內(nèi)容，積極探索適應(yīng)現(xiàn)代教育技術(shù)的教學(xué)新方法，力求在原有內(nèi)容的基礎(chǔ)上能夠更好地反映出遺傳學(xué)學(xué)科的最新進(jìn)展，以適應(yīng)不斷發(fā)展的新形勢(shì)教學(xué)要求。

第二，繼續(xù)改進(jìn)教學(xué)手段和方法，進(jìn)_步完善探討式、討論式授課方式，在課堂上盡量多留出一點(diǎn)時(shí)間與學(xué)生進(jìn)行交流和互動(dòng)；同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生多利用功能強(qiáng)大的《遺傳學(xué)》網(wǎng)站學(xué)習(xí)，提高教學(xué)效果。同時(shí)積極與省內(nèi)外有關(guān)院校交流《遺傳學(xué)》教學(xué)課件，實(shí)現(xiàn)校內(nèi)外教學(xué)資源的無(wú)障礙共享，提高《遺傳學(xué)》課程在全國(guó)的知名度。

第三，通過(guò)教學(xué)體系的建設(shè)，進(jìn)一步完善《遺傳學(xué)》教學(xué)師資隊(duì)伍，在引進(jìn)高水平教師的同時(shí)著重培養(yǎng)和提高現(xiàn)有青年教師的教學(xué)水平，不斷提高教師的創(chuàng)新素質(zhì)，以適應(yīng)遺傳學(xué)學(xué)科飛速發(fā)展的現(xiàn)狀。

第四，推進(jìn)探究性和開(kāi)放性教學(xué)，創(chuàng)造條件開(kāi)設(shè)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。同時(shí)要充分發(fā)揮綜合性大學(xué)一流學(xué)科的強(qiáng)大支撐作用，做好教學(xué)與科研的結(jié)合工作，把科研中的新成果、新發(fā)現(xiàn)應(yīng)用到綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中去，不斷更新教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生勇于發(fā)現(xiàn)和探索的潛能。

第5篇：遺傳學(xué)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用范文

[關(guān)鍵詞]林麝；分子遺傳學(xué)；分子標(biāo)記；人工繁育；泌香

林麝Moschusberezovskii又名麝鹿、香獐，屬偶蹄目Artiodactyla、麝科Moschidae、麝屬M(fèi)oschus，是目前養(yǎng)殖規(guī)模較大、數(shù)量最多的麝科動(dòng)物之一。雄麝香腺分泌的外激素――麝香在傳統(tǒng)中藥領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用[1-2]。由于國(guó)際香料市場(chǎng)和醫(yī)療行業(yè)對(duì)麝香需求量的大增，人類“殺麝取香”和對(duì)其棲息地的嚴(yán)重破壞，已使該物種野生種群數(shù)量急劇減少，現(xiàn)存麝類已面臨瀕危。目前，林麝已被列人CITES附錄Ⅰ中，《中國(guó)瀕危動(dòng)物紅皮書》將麝列為瀕?；蛞孜?dòng)物[3]。我國(guó)1988年頒布的野生動(dòng)物保護(hù)法將林麝列為國(guó)家二級(jí)保護(hù)動(dòng)物，2002年又將其提升為一級(jí)保護(hù)動(dòng)物。麝的珍貴引起了許多生物學(xué)工作者的濃厚興趣，在林麝的生態(tài)學(xué)[4]、行為學(xué)[5]、分類學(xué)[6]、生理學(xué)[7]以及麝香的藥理學(xué)與臨床應(yīng)用[8]等方面開(kāi)展了積極的探索。

近年來(lái)，隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的不斷發(fā)展，細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)等新興生物技術(shù)開(kāi)始被不斷地運(yùn)用到林麝遺傳育種工作中，為林麝的育種保護(hù)工作注入新的活力。其中，以新興發(fā)展起來(lái)的分子遺傳標(biāo)記技術(shù)最引人注目，分子遺傳標(biāo)記的出現(xiàn)使基于此類標(biāo)記的選擇育種技術(shù)有了實(shí)現(xiàn)的可行性，顯現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力。當(dāng)前，分子遺傳標(biāo)記在林麝遺傳育種中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在遺傳分類、人工繁育、泌香、疾病等方面。本文就分子遺傳學(xué)在林麝研究中的應(yīng)用現(xiàn)狀做一綜述，并對(duì)后期研究進(jìn)行了展望，以期為提高林麝的生產(chǎn)性能提供參考。

1林麝分子遺傳標(biāo)記

分子遺傳標(biāo)記是基于DNA差異進(jìn)行個(gè)體或群體遺傳多樣性分析的有力工具。常用于林麝遺傳多樣性分析的分子標(biāo)記方法有AFLP，mtDNA，微衛(wèi)星DNA等。

AFLP技術(shù)在種群結(jié)構(gòu)和差異的調(diào)查中起著非常重要作用[9]。陳軒[10]根據(jù)AFLP分子標(biāo)記的特點(diǎn)，以四川養(yǎng)麝研究所白沙養(yǎng)麝場(chǎng)21只林麝樣品和金鳳山養(yǎng)麝場(chǎng)14只林麝樣品為材料，對(duì)2個(gè)種群的遺傳多樣性進(jìn)行了比較分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)四川養(yǎng)麝研究所白沙養(yǎng)麝場(chǎng)圈養(yǎng)的2個(gè)林麝種群均具有較高水平的遺傳多樣性，但金鳳山種群具有相對(duì)較高的遺傳多樣性。趙莎莎[11]利用相同的原材料進(jìn)一步檢測(cè)了22對(duì)選擇性引物組合，共獲得了908個(gè)AFLP多態(tài)片段，結(jié)果證明了麝香高產(chǎn)組在多態(tài)位點(diǎn)比率（PPL）上極顯著高于參照組和低產(chǎn)組，在遺傳多樣性水平上也有更高的整體競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

mtDNA是核外遺傳物質(zhì)，由于mtDNA的控制區(qū)富含A，T堿基，屬于遺傳高變區(qū)，進(jìn)化速度比其他區(qū)域快，多態(tài)性豐富，常被應(yīng)用到野生動(dòng)物群體遺傳多樣性檢測(cè)中。彭紅元等[12]通過(guò)分析四川省3個(gè)本地種群中林麝mtDNA控制區(qū)域582bp片段，發(fā)現(xiàn)94個(gè)變異位點(diǎn)，在109個(gè)個(gè)體中檢測(cè)出27個(gè)單倍型，表明3個(gè)群體間很少進(jìn)行遺傳交流，建議建立系譜以增加群體間基因的交流。2014年，馮慧等[13]調(diào)查了陜西省林麝1個(gè)圈養(yǎng)種群3個(gè)野生種群mtDNAD-Loop632bp片段的遺傳多樣性和種群結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明，陜西省林麝群體mtDNAD-loop區(qū)序列存在著較豐富的變異和遺傳多樣性，鳳縣野生群體和鳳縣養(yǎng)殖場(chǎng)群體的核苷酸多樣性和單倍型多樣較高，養(yǎng)殖場(chǎng)種群沒(méi)有出現(xiàn)近親繁殖及遺傳多樣性下降的情況。鳳縣野生群體和鳳縣養(yǎng)殖場(chǎng)群體兩者遺傳分化較小，存在著較高的基因流水平。

微衛(wèi)星DNA廣泛分布與真核生物基因組中，具有多態(tài)性高、共顯性遺傳、選擇中性、易于操作等特點(diǎn)，是一種極具應(yīng)用價(jià)值的分子遺傳標(biāo)記，由于微衛(wèi)星重復(fù)序列在群體間和不同的個(gè)體間通常表現(xiàn)出很高的序列變異性，并且這種變異呈共顯遺傳，因而在微衛(wèi)星重復(fù)序列廣泛應(yīng)用于物種遺傳多樣分析。2004年，鄒方東[14]運(yùn)用微衛(wèi)星標(biāo)記法構(gòu)建了3個(gè)林麝基因組微衛(wèi)星富集文庫(kù)，每個(gè)文庫(kù)含有上萬(wàn)個(gè)轉(zhuǎn)化子。2005年，Zou等[15]又運(yùn)用了改進(jìn)的富集文庫(kù)方式來(lái)分離微衛(wèi)星位點(diǎn)，獲得了野生林麝的多態(tài)位點(diǎn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)70%的基因組文庫(kù)為（AC）_n文庫(kù)，8個(gè)微衛(wèi)星位點(diǎn)呈現(xiàn)高度多態(tài)性，可作為研究林麝的分子遺傳標(biāo)記。2006年，夏珊[16]對(duì)構(gòu)建林麝的微衛(wèi)星文庫(kù)篩選了6個(gè)多態(tài)性好的座位，并對(duì)林麝的遺傳多樣性進(jìn)行初步的分析，6個(gè)微衛(wèi)星座位的多態(tài)信息含量（PIC）最低為0.6214，最高為0.7984，說(shuō)明這6個(gè)林麝微衛(wèi)星座位具有高度多態(tài)性，進(jìn)一步證明了微衛(wèi)星DNA是很好的分子遺傳標(biāo)記。

2林麝遺傳分類研究

目前，對(duì)林麝的遺傳分類有3種研究手段，分別為形態(tài)解剖學(xué)、細(xì)胞遺傳學(xué)和分子生物學(xué)。一種是根據(jù)外形、頭骨和距骨的形態(tài)特點(diǎn)以及生態(tài)習(xí)性、分布等認(rèn)為麝確是一個(gè)獨(dú)立物種[17]。陳服官等[18]根據(jù)林麝生物標(biāo)本，再一次肯定了這種分類方法。林麝作為麝科動(dòng)物一個(gè)亞種除了在形態(tài)解剖學(xué)上得到了明確的肯定外，從細(xì)胞遺傳學(xué)特征來(lái)看，也得到了有力的支持。細(xì)胞的染色體組型和染色體帶型都代表著種的特性，它為不同物種在分類研究和確定其在進(jìn)化過(guò)程中的位置提供了一個(gè)重要的依據(jù)。2004年，鄒方東等[19]以林麝外周血淋巴細(xì)胞為實(shí)驗(yàn)材料，首先建立了適合林麝淋巴細(xì)胞增殖的培養(yǎng)體系，并用培養(yǎng)出的細(xì)胞制備染色體，確定林麝核型是2N=58，且全都是端著絲粒染色體，還首次應(yīng)用染色體G-帶技術(shù)，對(duì)林麝染色體的G-帶帶型進(jìn)行了研究，確定了林麝染色體是2N=58，且全都是端著絲粒染色體，這與其他鹿科動(dòng)物存在較大差異。結(jié)果表明，從細(xì)胞遺傳學(xué)角度將麝分為單獨(dú)一科也是比較合理的。

隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，麝作為獨(dú)立的科在分子水平上相繼得到了印證。Kuznetsova等[20]對(duì)鹿科家族成員和其他偶蹄動(dòng)物的線粒體基因12S和16SrRNA（2445bp）的序列和核β-spectrin基因（828bp）的區(qū)域進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)鹿科和麝存在幾個(gè)分子共源性特征。劉學(xué)東等[21]則利用測(cè)得梅花鹿、坡鹿、原麝和林麝的線粒體12SrRNA基因全序列，與GenBank中檢索到的鼷鹿、長(zhǎng)頸鹿和牛12SrRNA基因全序列進(jìn)行對(duì)比，分別應(yīng)用ME，ML，MP方法重建系統(tǒng)樹(shù)，發(fā)現(xiàn)3種樹(shù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一致，結(jié)果顯示麝、鹿、牛、長(zhǎng)頸鹿均各自為單系群，且麝作為一個(gè)單系進(jìn)化。此外，采用PCR技術(shù)和序列測(cè)定方法從線粒體DNA上得到367bp的細(xì)胞色素b基因片段序列，分析其序列可得出在麝、獐、麂和鹿的系統(tǒng)進(jìn)化中，麝約在600萬(wàn)年前與鹿科分歧，而鹿科的3個(gè)亞科是在350～500萬(wàn)年前開(kāi)始分歧，表明麝可單獨(dú)作為麝科[22]。張亮則采用克隆SRY基因的CDS區(qū)的方法，得到林麝和馬麝的SRY基因，對(duì)其進(jìn)行分析顯示，支持麝作為獨(dú)立一科的觀點(diǎn)[23]。2009年，彭紅元等[12]測(cè)定了林麝全線粒體序列，分別運(yùn)用MP，Baryes方法與其他22種反芻亞目的動(dòng)物相關(guān)基因序列進(jìn)行系統(tǒng)進(jìn)化分析，表明林麝與鹿科動(dòng)物的親緣關(guān)系最為接近，并單獨(dú)形成一支，在?？坪吐箍浦胺只鰜?lái)，為鹿科、牛科互為姐妹群。2012年，馮慧等[13]從秦嶺林麝的毛發(fā)樣品中提取得到線粒體DNACytb基因的部分序列，并對(duì)其進(jìn)行序列分析，發(fā)現(xiàn)林麝、原麝、馬麝、喜馬拉雅麝、黑麝是5種獨(dú)立的種，林麝與原麝的親緣關(guān)系最近，進(jìn)一步彌補(bǔ)了現(xiàn)有形態(tài)分類研究的不足，得到更有說(shuō)服力的分析結(jié)果。截至目前，運(yùn)用各種克隆方法得到的林麝DNA序列，對(duì)其分析后發(fā)現(xiàn)其遺傳學(xué)分類與形態(tài)解剖學(xué)、細(xì)胞遺傳學(xué)得到的結(jié)果是相同，對(duì)麝作為單獨(dú)一個(gè)物種的結(jié)果進(jìn)行了充分的肯定。

3林麝分子遺傳學(xué)在人工繁育上的應(yīng)用

經(jīng)過(guò)50多年的發(fā)展，我國(guó)在林麝的人工繁育方面取得了不少優(yōu)秀成果。但是，由于基礎(chǔ)研究及資金等方面的問(wèn)題，我國(guó)的圈養(yǎng)林麝規(guī)模一直徘徊在6000只左右[24]，并且在林麝養(yǎng)殖過(guò)程中出現(xiàn)的種群退化、后代抗病力下降等問(wèn)題也不斷凸顯，因此，加大對(duì)林麝的人工繁育研究，特別是基礎(chǔ)研究工作力度顯得尤為重要。2004年，鄒方東等[25]首次成功克隆了與林麝生殖相關(guān)的核β-A亞基成熟肽序列，為林麝的人工繁育和麝資源的保護(hù)利用提供了相關(guān)基礎(chǔ)資料。也有人對(duì)俄羅斯西伯利亞地區(qū)、遠(yuǎn)東地區(qū)和薩哈林島的麝進(jìn)行遺傳多樣性分析，發(fā)現(xiàn)隨著棲息地的分裂，麝的近親繁殖遺傳多樣性在不斷上升，進(jìn)而出現(xiàn)種群隔離現(xiàn)象[26]。此外，岳碧松研究團(tuán)隊(duì)對(duì)四川省米亞羅、金鳳、馬爾康3個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)的林麝進(jìn)行微衛(wèi)星分析，表明都是有效的群體規(guī)模，其遺傳結(jié)構(gòu)具有重要的保護(hù)意義，并建議在林麝人工育種時(shí)應(yīng)當(dāng)充分考慮這種遺傳結(jié)構(gòu)[27]，這為林麝的選育工作提供了新的認(rèn)識(shí)。2013年，岳碧松研究團(tuán)隊(duì)再次對(duì)四川米亞羅地區(qū)人工繁育林麝的多態(tài)性進(jìn)行微衛(wèi)星分析，發(fā)現(xiàn)由于引入新的血緣，林麝的雜合程度和遺傳多樣性在不斷增加[28]，為林麝的人工繁殖管理提供了一種新的方法。

4分子遺傳學(xué)與林麝泌香的關(guān)系

獲取麝香是保護(hù)林麝遺傳資源的本質(zhì)因素，提高麝香的產(chǎn)量，對(duì)林麝泌香相關(guān)的研究已經(jīng)從組織解剖水平深入到泌香分子機(jī)制的研究。陳軒[10]分析了林麝AFLP的多態(tài)性與產(chǎn)香量的關(guān)系，篩選出34個(gè)在高產(chǎn)組和低產(chǎn)組間等位基因頻率分布有顯著（P參照組>低產(chǎn)組（P

白康[29]采用PCR-SSCP、測(cè)序分析等生物技術(shù)手段對(duì)雄性激素受體（AR）基因外顯子1，4，8進(jìn)行研究，結(jié)果顯示，AR基因外顯子1，4，8在所做樣本中不存在多態(tài)性，說(shuō)明雄性林麝AR基因外顯子（1，4，8）在林麝中具有高度保守性。王勤等[30]克隆了調(diào)控林麝的繁殖和泌香的重要垂體激素FSH-β和LH-β基因，這為開(kāi)展林麝泌香過(guò)程中基因表達(dá)的關(guān)聯(lián)分析提供了一定的理論依據(jù)。

5分子遺傳學(xué)與林麝疾病相關(guān)分析

麝類疾病是長(zhǎng)期阻礙林麝人工養(yǎng)殖發(fā)展的關(guān)鍵因素。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，分子遺傳標(biāo)記技術(shù)已經(jīng)運(yùn)用到林麝的疾病診治過(guò)程中，這為尋找麝類疾病起因，制定相應(yīng)抗體提供了一種新的借鑒方法。羅燕等[31]對(duì)林麝肺源致病性Escherichiacoli毒力基因進(jìn)行了檢測(cè)及鑒定，為進(jìn)一步研究林麝肺源致病性E.coli的致病機(jī)制奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)為防治林麝E.coli性肺炎提供了依據(jù)。2013年，鄒丹丹等[32]克隆和表達(dá)了林麝IL-1β基因，為其用于林麝疾病的防治奠定基礎(chǔ)。李靈等[33]以四川養(yǎng)麝研究所的115只林麝個(gè)體為對(duì)象，通過(guò)對(duì)MHCⅡ類經(jīng)典的DR和DQ座位的分離、遺傳變異分析和化膿性疾病相關(guān)性的分析，揭示了林麝MHCⅡ基因多態(tài)性的維持機(jī)制及其與化膿性疾病的密切關(guān)系。周鑫等[34]為調(diào)查林麝肺源致病性大腸桿菌O因子血清型以及相關(guān)耐藥基因的流行狀況，采用玻板凝集反應(yīng)法進(jìn)行O因子血清型鑒定，同時(shí)用PCR方法檢測(cè)耐藥基因，發(fā)現(xiàn)29株菌皆攜帶多種耐藥基因，這對(duì)林麝臨床科學(xué)合理用藥有重要指導(dǎo)意義。

6問(wèn)題及展望

6.1存在的問(wèn)題

6.1.1林麝馴化程度低，對(duì)分子遺傳工作的開(kāi)展帶來(lái)極大不便從1958年以來(lái)，全國(guó)陸陸續(xù)續(xù)開(kāi)展了林麝的馴化研究，并取得了一定的成果，其中包括陜西鎮(zhèn)坪、四川馬爾康、重慶南川等養(yǎng)殖基地[35-37]。但由于科研經(jīng)費(fèi)有限及林麝養(yǎng)殖效益等問(wèn)題，馴化研究并沒(méi)有持續(xù)，這造成了林麝的馴化程度很低。這給林麝分子遺傳研究過(guò)程中的樣品采集、生產(chǎn)性能測(cè)定等工作帶來(lái)極大不便，也給林麝帶來(lái)強(qiáng)烈的應(yīng)激反應(yīng)。強(qiáng)烈的應(yīng)激反應(yīng)不僅給實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性與穩(wěn)定性造成一定程度的影響，還對(duì)林麝自身的健康造成不利影響。

6.1.2林麝為一級(jí)保護(hù)動(dòng)物且價(jià)格昂貴，限制了某些分子遺傳相關(guān)工作的開(kāi)展林麝為國(guó)家一級(jí)珍稀瀕危藥用動(dòng)物，不允許因?yàn)榭茖W(xué)研究而對(duì)林麝有任何傷害，因此無(wú)法及時(shí)地采集林麝內(nèi)臟進(jìn)行深入的分子生物學(xué)相關(guān)研究，只能采集林麝毛發(fā)、血液或因疾病死亡林麝的內(nèi)臟，這給林麝分子遺傳學(xué)相關(guān)研究帶來(lái)了不便。同時(shí)，由于林麝資源量有限，存在非常嚴(yán)重的炒種情況，目前每對(duì)林麝的價(jià)格被炒到7萬(wàn)元，昂貴的種源成本大大降低了林麝產(chǎn)香的盈利能力，也大大提高了林麝研究的成本，這種現(xiàn)象不僅嚴(yán)重阻礙了林麝分子遺傳相關(guān)研究，而且不利于整個(gè)林麝養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

6.1.3相關(guān)科研人員稀缺，發(fā)展緩慢目前，相對(duì)與其他常見(jiàn)動(dòng)物，從事林麝相關(guān)工作的人員極少，主要分布在四川養(yǎng)麝研究所、重慶市藥物種植研究所、四川大學(xué)、華東師范大學(xué)、浙江大學(xué)、陜西動(dòng)物研究所等科研院所，幾乎沒(méi)有進(jìn)行過(guò)林麝養(yǎng)殖行業(yè)的專題研討及技術(shù)交流會(huì)。因此先進(jìn)的分子生物學(xué)技術(shù)在林麝上應(yīng)用的時(shí)間相對(duì)靠后，這也大大地降低了林麝遺傳學(xué)相關(guān)研究的進(jìn)展。

6.2展望

6.2.1麝香資源奇缺是林麝分子遺傳學(xué)研究開(kāi)展的內(nèi)在動(dòng)力麝香具有極高的藥用價(jià)值，但由于麝香的產(chǎn)量極低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求，這使得麝香的價(jià)格長(zhǎng)期維持在黃金的3倍左右，因此，提高麝香產(chǎn)量就成為了林麝養(yǎng)殖行業(yè)的最重要目標(biāo)。但由于林麝資源量極少且馴化程度低，傳統(tǒng)遺傳育種方法很難在林麝上得到順利開(kāi)展，因此通過(guò)分子遺傳學(xué)方法篩選麝香高產(chǎn)分子標(biāo)記越來(lái)越成為關(guān)注的焦點(diǎn)。

6.2.2新技術(shù)新方法的應(yīng)用將大大加快林麝分子遺傳學(xué)研究進(jìn)展林麝分子遺傳學(xué)研究隨著分子生物技術(shù)的不斷進(jìn)步已經(jīng)取得了長(zhǎng)足發(fā)展，DNA條形碼鑒定物種技術(shù)[38]、DNA分子性別鑒定技術(shù)[39]已成功運(yùn)用在林麝遺傳資源保護(hù)與與繁育工作中。然而，相對(duì)于林麝如此豐富的遺傳背景，僅靠分子生物學(xué)技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，而且相關(guān)的研究成果得不到充分應(yīng)用，因此有必要進(jìn)一步了解林麝的遺傳結(jié)構(gòu)，將傳統(tǒng)研究方法和分子生物技術(shù)相結(jié)合，了解其遺傳結(jié)構(gòu)差異和特征，進(jìn)行針對(duì)性保護(hù)和利用。另外，為了促進(jìn)人工養(yǎng)麝事業(yè)的發(fā)展，提高林麝種群增長(zhǎng)率和麝香產(chǎn)量，須繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)林麝的泌香性狀、疾病抗性等表型的標(biāo)記研究，為實(shí)現(xiàn)標(biāo)記輔助選擇（MAS），加速良種培育打下基礎(chǔ)。

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第6篇：遺傳學(xué)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞 水稻花藥培養(yǎng)力；評(píng)價(jià)指標(biāo)；基因型效應(yīng)；基因定位；標(biāo)記輔助選擇

中圖分類號(hào) S511.038 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2016）17-0025-04

Abstract Anther culture technology，combined with cross breeding，induced mutation breeding and transgenic technology，has become an important technology in rice breeding. The anther culture ability of rice is a quantitative trait and the genotype is a key factor in the rice anther culture. Characteristics used for evaluating tissue culture ability was introduced firstly and then genotypic effects and genetic control of anther culture ability in rice were discussed，to provide some useful information for the improvement of rice anther culturability by genetic manipulations.

Key words rice anther culturability；evaluating characteristics；genotypic effect；gene mapping；marker-assisted selection

組織培養(yǎng)技術(shù)是植物生物技術(shù)的基本方法，也是基因工程技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的先決條件，因此了解組織培養(yǎng)反應(yīng)的遺傳特性對(duì)基礎(chǔ)研究和植物遺傳改良在許多方面都具有重要意義[1-3]。花藥培養(yǎng)是非常重要和實(shí)用的生物技術(shù)手段，也是目前獲得單倍體植株和進(jìn)行單倍體育種的主要方法[4]。水稻是最重要的糧食作物之一，自20世紀(jì)60年代末首次獲得水稻花培植株后[5]，國(guó)內(nèi)外在影響花藥培養(yǎng)效果的因素及花培特性的遺傳等基礎(chǔ)研究方面做了大量工作；同時(shí)，緊密結(jié)合育種實(shí)踐，通過(guò)花藥培養(yǎng)選育水稻新品種也取得了令人矚目的成果[6-10]。目前，花藥培養(yǎng)技術(shù)與雜交育種技術(shù)、誘變育種技術(shù)及轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)等相結(jié)合，已成為水稻育種的一個(gè)重要技術(shù)手段。筆者試圖對(duì)近年來(lái)有關(guān)水稻花藥培養(yǎng)特性遺傳控制的研究進(jìn)展進(jìn)行綜合評(píng)述，為通過(guò)遺傳操縱改良水稻的花藥培養(yǎng)力提供參考。

1 評(píng)價(jià)植物組織可培養(yǎng)力的指標(biāo)

植物組織的可培養(yǎng)力包括愈傷組織誘導(dǎo)能力和再生能力2個(gè)方面。同一基因型不同外植體的可培養(yǎng)力存在很大差異，但愈傷組織誘導(dǎo)率和綠苗分化率在不同外植體之間的相關(guān)性卻表現(xiàn)大不相同，例如，水稻花藥與幼穗、成熟胚的愈傷誘導(dǎo)率存在顯著正相關(guān)，幼穗和幼胚的愈傷誘導(dǎo)率也存在極顯著正相關(guān)，但同一外植體的愈傷誘導(dǎo)率和綠苗分化率之間不存在相關(guān)性，愈傷誘導(dǎo)率與綠苗分化率無(wú)關(guān)，即愈傷誘導(dǎo)率高，綠苗分化率不一定高[11]。對(duì)水稻花藥培養(yǎng)力的研究結(jié)果表明，花藥愈傷組織誘導(dǎo)能力和再生能力之間無(wú)相關(guān)性[12-24]，是2個(gè)獨(dú)立的性狀，這就需要分階段采用不同的指標(biāo)來(lái)綜合評(píng)價(jià)水稻的花藥培養(yǎng)力。

為了評(píng)估可培養(yǎng)力這種特性，人們提出了不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)（表1）?？傮w上反映培養(yǎng)力的指標(biāo)可分為兩大類，一類與愈傷組織誘導(dǎo)能力有關(guān)，涉及愈傷誘導(dǎo)的數(shù)量、質(zhì)量、生長(zhǎng)與形態(tài)等；另一類則與愈傷組織分化或再生能力有關(guān)，涉及到再生芽、苗或植株的產(chǎn)量、倍性等。這些指標(biāo)可反映出植物對(duì)不同培養(yǎng)階段的響應(yīng)特性，為分析遺傳與環(huán)境因子對(duì)植物培養(yǎng)能力的影響提供了測(cè)定參數(shù)。然而，由于不同的研究者對(duì)同一性狀采用的測(cè)定指標(biāo)不同，報(bào)道的結(jié)果往往缺乏可比性，例如，在評(píng)價(jià)再生能力時(shí)，有的采用再生頻率（能分化出植株的愈傷組織百分?jǐn)?shù)），有的則采用產(chǎn)率（平均每塊愈傷組織產(chǎn)生的植株數(shù)），使得即使利用相同的群體對(duì)控制再生能力的QTL（quantitative trait loci，數(shù)量性狀位點(diǎn)）定位結(jié)果也有差異[25]。相對(duì)而言，植株產(chǎn)率變異范圍比再生頻率大，可解釋更多的表型變異，以其為指標(biāo)更能準(zhǔn)確反應(yīng)再生能力，且檢測(cè)出的QTL更多[26-28]。

2 水稻花藥培養(yǎng)力的基因型效應(yīng)

在眾多影響因素中，基因型是影響水稻花藥培養(yǎng)力的最重要因素[4，10，49-51]。從不同的研究報(bào)道來(lái)看，通常野生稻的花藥培養(yǎng)力低于栽培稻，而在栽培種中則以粳稻培養(yǎng)效率較高，秈稻培養(yǎng)力較低，秈粳雜交后代則介于二者之間。這充分說(shuō)明花藥培養(yǎng)力是受遺傳控制的，供體品種的選擇對(duì)提高花培的培養(yǎng)力特別重要。

不同野生稻之間的花藥培養(yǎng)力存在很大差異。對(duì)不同野生稻花藥培養(yǎng)力的比較研究結(jié)果表明，普通野生稻>藥用野生稻>疣粒野生稻[52]。這種培養(yǎng)力的表現(xiàn)和它們與栽培稻的親緣關(guān)系有關(guān)，一般來(lái)說(shuō)，基因組為B、C、E、BC和CD的野生稻花藥培養(yǎng)力通常低于基因組A的普通野生稻[53-54]。對(duì)不同生態(tài)型的普通野生稻的研究發(fā)現(xiàn)，直立型普通野生稻>傾斜型普通野生稻>匍匐型普通野生稻[55]。野生稻與栽培稻雜交后，無(wú)論是粳稻與野生稻的雜種，還是秈稻與野生種的雜種，其花藥培養(yǎng)力均可得到改善[56]。

對(duì)秈稻和粳稻花培效果的差異已有很多研究報(bào)道，總體來(lái)說(shuō)粳稻的花培效率高于秈稻。秈稻花藥培養(yǎng)力一般偏低，平均出愈率不超過(guò)5%[57-58]，有些材料甚至不能誘導(dǎo)出愈傷組織[20，59]，花培植株產(chǎn)率1%～3%[60]。相對(duì)而言，粳稻的花培效率較高，已取得良好的效果[6]。愈傷組織誘導(dǎo)率一般在10%以上，有的可達(dá)40%以上[20，61]。但亞種內(nèi)不同材料或品種間也有很大區(qū)別，例如，在秈型亞種內(nèi)，不同品種的愈傷組織誘導(dǎo)率可相差10倍或以上，綠苗再生率變幅甚至更大（1.6%～82.9%）[19，58]。

3 水稻花藥培養(yǎng)力的遺傳控制

3.1 雜種F1花藥培養(yǎng)力的表現(xiàn)

水稻花藥培養(yǎng)力受遺傳控制，是一種可遺傳的特性[62]。如果雙親的花藥培養(yǎng)力均較高，F(xiàn)1代的培養(yǎng)力也會(huì)較強(qiáng)。在光（溫）敏核不育兩系雜交稻的花藥培養(yǎng)中，具有較高培養(yǎng)力的2個(gè)親本，其雜種F1花藥培養(yǎng)力相對(duì)也較高，但低于最優(yōu)親本；在高×低或低×高培養(yǎng)力類型中，雜種F1的花藥培養(yǎng)力介于雙親之間，并偏向高值親本；低×低培養(yǎng)力類型的雜種F1培養(yǎng)力為最低[63]。在秈粳交及秈爪交中，2類雜種F1出愈率大致相同，均顯著高于秈秈交。綠苗分化率高低為表現(xiàn)為秈秈交>秈粳交>秈爪交[64]。

3.2 水稻花藥培養(yǎng)力的遺傳行為

水稻花藥培養(yǎng)力包括花藥愈傷組織誘導(dǎo)與綠苗分化能力2個(gè)方面，但它們是獨(dú)立遺傳的，不存在相關(guān)性[17-24，65]。已有研究結(jié)果表明，愈傷誘導(dǎo)能力是條件制約型性狀，受少數(shù)隱性基因控制[66-67]；高培養(yǎng)響應(yīng)特性是隱性性狀，同時(shí)受幾個(gè)基因的控制[22]。

水稻花藥培養(yǎng)力的遺傳行為十分復(fù)雜，受到加性效應(yīng)、非加性效應(yīng)作用及細(xì)胞質(zhì)效應(yīng)的影響。目前，在水稻花藥培養(yǎng)力遺傳的研究中，由于所用材料不同，所獲得的結(jié)果并不完全一致，大體上可以分為以下幾類：①愈傷組織誘導(dǎo)率和再生率的遺傳同時(shí)受加性效應(yīng)和顯性效應(yīng)影響，但加性效應(yīng)的貢獻(xiàn)占主導(dǎo)地位[17，22，67]。②愈傷組織誘導(dǎo)率和再生率的遺傳同時(shí)受加性效應(yīng)和顯性效應(yīng)影響，對(duì)愈傷組織誘導(dǎo)率來(lái)說(shuō)加性效應(yīng)大于顯性效應(yīng)，而對(duì)再生率則主要是非加性效應(yīng)的作用[18，68-69]。③愈傷組織誘導(dǎo)率和再生率的遺傳同時(shí)受加性效應(yīng)和顯性效應(yīng)影響，對(duì)愈傷組織誘導(dǎo)率來(lái)說(shuō)基因加性作用和非加性作用都較重要，而綠苗分化率以基因加性作用為主[70]。④愈傷組織誘導(dǎo)率主要受加性效應(yīng)影響[22，71]，再生能力主要由母體效應(yīng)影響，加性效應(yīng)較小[71]。⑤胞質(zhì)效應(yīng)的不確定性。有些報(bào)道認(rèn)為，培養(yǎng)力不但受核基因的控制，還受細(xì)胞質(zhì)的影響[25，67-68，72]，但也有報(bào)道認(rèn)為愈傷組織誘導(dǎo)率和再生能力均不受細(xì)胞質(zhì)效應(yīng)的影響[22]。由以上可知，水稻花藥愈傷組織的誘導(dǎo)在很大程度上受加性效應(yīng)控制，非加性效應(yīng)的影響較??；但對(duì)綠苗再生的研究結(jié)論尚不充分，它同時(shí)受加性效應(yīng)和顯性效應(yīng)的控制，而且在某些雜交組合中還受母體或細(xì)胞質(zhì)的影響[73]。

3.3 控制花藥培養(yǎng)力的基因定位與標(biāo)記輔助選擇

近年來(lái)，隨著分子標(biāo)記技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，可以將控制數(shù)量性狀位點(diǎn)（QTL）進(jìn)行逐個(gè)解析，利用QTL作圖技術(shù)可估算各控制遺傳變異位點(diǎn)的數(shù)目，鑒定這些位點(diǎn)在基因組中的分布、互作及其對(duì)表型變異的貢獻(xiàn)大小。通過(guò)QTL分析，在包括水稻在內(nèi)的多種不同植物中已定位許多與不同外植體培養(yǎng)力相關(guān)的位點(diǎn)[25，74]。

對(duì)水稻花藥培養(yǎng)力的研究結(jié)果表明，它是受多基因控制的數(shù)量性狀，通過(guò)分析已鑒定出了一些與水稻花藥培養(yǎng)力有關(guān)的QTL（表2）。通過(guò)對(duì)Nipponbare與Milyang 23雜交的加倍單倍體（DH）群體的花藥培養(yǎng)和RFLP連鎖作圖，Yamagishi等[34]發(fā)現(xiàn)控制愈傷組織形成的基因位于第1染色體，控制綠苗與白花苗比例的基因則位于第10條染色體。何 平等將秈稻窄葉青8號(hào)與粳稻京系17雜交的11個(gè)加倍單倍體（DH）株系用同一種培養(yǎng)基進(jìn)行花藥培養(yǎng)，利用該DH群體已構(gòu)建RFLP連鎖圖譜進(jìn)行了有關(guān)水稻花藥培養(yǎng)力的數(shù)量性狀基因座位（QTL）分析，在第6、7、8、10、12條等5條染色體上分別檢測(cè)到與愈傷組織誘導(dǎo)率有關(guān)的5個(gè)QTL，其加性效應(yīng)均為正，在第1、第9條染色體上檢測(cè)到與綠苗分化率有關(guān)的2個(gè)QTL，這2個(gè)性狀間的QTL不存在連鎖，在第9條染色體上有1個(gè)主效基因與白苗分化率有關(guān)，對(duì)綠苗產(chǎn)率則沒(méi)有檢測(cè)到特有的QLT[12，21]。Kwon等[41]利用Milyang 23與Gihobyeo雜交的164個(gè)重組自交系，將控制綠苗再生能力的位點(diǎn)qAGR-10定位在第10條染色體上，在3種不同條件下可解釋表型總變異的7.6%、8.9%和17.9%。并鑒定出與之連鎖的3個(gè)RFLP標(biāo)記RG323、RG241和RZ400；通過(guò)對(duì)43水稻品種和2個(gè)F2群體的標(biāo)記基因型分析，發(fā)現(xiàn)與qAGR-10連鎖的分子標(biāo)記RZ400能夠有效地識(shí)別再生能力高（>10%）和低（

Kwon等[75]進(jìn)一步的研究結(jié)果展示了通過(guò)分子標(biāo)記輔助選擇改良水稻花藥培養(yǎng)力的良好前景。他們將自己選育的具有較高的綠苗再生頻率（可到38%以上）水稻品系MRGI079與IR64雜交，對(duì)F1、F2和BC1F2群體進(jìn)行了花藥培養(yǎng)，并利用標(biāo)記RZ400進(jìn)行了基因型鑒定。結(jié)果顯示，在F2中具有MRGI079標(biāo)記基因型個(gè)體的平均綠苗再生率為15.4%，而呈IR64標(biāo)記基因型個(gè)體的平均綠苗再生率僅為2.42%，BC1F2中顯示類似的結(jié)果。該研究結(jié)果證明通過(guò)該標(biāo)記的輔助選擇可獲得高再生能力株系和改進(jìn)秈稻的花藥培養(yǎng)力，進(jìn)而提高秈稻花培育種的效率。

4 存在的問(wèn)題與展望

對(duì)植物培養(yǎng)力遺傳控制的研究，促進(jìn)了人們對(duì)愈傷組織誘導(dǎo)、生長(zhǎng)與分化的分子機(jī)制的了解。盡管對(duì)水稻花藥培養(yǎng)力的遺傳研究取得了很大進(jìn)展，但也存在一些問(wèn)題。在進(jìn)行花藥培養(yǎng)力的分析時(shí)，有的研究因完全雙列雜交的工作量太大而所用親本較少，所得結(jié)果缺乏普遍意義，有的僅用了正交組合或反交組合材料而忽視了母體效應(yīng)，有的未設(shè)置重復(fù)而不能準(zhǔn)確估算誤差方差，相關(guān)分析結(jié)果的可靠性可能會(huì)受到一定程度的影響。在進(jìn)行花藥包括其他組織培養(yǎng)力的QTL效應(yīng)評(píng)估和定位時(shí)，由于不同雜交親本的遺傳背景、種植環(huán)境和生理狀態(tài)的差異，各報(bào)道中檢測(cè)的QTL位點(diǎn)數(shù)及其效應(yīng)的大小有所不同，已定位的這些QTL的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值還有待于進(jìn)一步確認(rèn)。

雖然水稻花藥培養(yǎng)已成為水稻育種比較成熟的手段，但在秈稻中仍存在愈傷組織誘導(dǎo)率和綠苗分化率偏低的問(wèn)題，限制了花藥培養(yǎng)技術(shù)在秈稻育種中的廣泛應(yīng)用?？赏ㄟ^(guò)3個(gè)方面來(lái)解決這一問(wèn)題：一是改進(jìn)培養(yǎng)體系。包括改善培養(yǎng)條件、改進(jìn)培養(yǎng)基成分、選擇合適外植體及處理方法等，建立一種對(duì)大多數(shù)秈稻基因型有效且簡(jiǎn)單易行、低成本的花培技術(shù)體系，使其在秈稻花培育種中更有效地發(fā)揮作用。二是通過(guò)亞種間雜交來(lái)改良秈稻的花藥培養(yǎng)力。目前，水稻秈粳亞種間雜種優(yōu)勢(shì)利用已成為我國(guó)超級(jí)稻育種的主要途徑和主攻目標(biāo)之一[76-77]。不同秈稻品種間花藥培養(yǎng)力存在差異，粳稻的花藥培養(yǎng)力大于秈稻，秈粳亞種的花藥培養(yǎng)力也優(yōu)于秈稻。為此，可選擇花藥培養(yǎng)力高的秈粳品種雜交，一方面結(jié)合目前已鑒定出的高培養(yǎng)力QTL和已建立的秈粳特性分子標(biāo)記進(jìn)行輔助選擇而改良秈稻的花藥培養(yǎng)力；另一方面也可利用水稻花培育種優(yōu)越之處快速選育超級(jí)稻的雜交親本。三是通過(guò)基因聚合和轉(zhuǎn)基因來(lái)創(chuàng)造適宜的材料。既可以利用標(biāo)記輔助選擇技術(shù)將能提高愈傷誘導(dǎo)率和綠苗分化率的QTLs 聚合在一起，也可以通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)將控制高培養(yǎng)力的位點(diǎn)轉(zhuǎn)入秈稻，進(jìn)而培育出愈傷誘導(dǎo)率和綠苗分化率均較高的秈型材料。

基于目前對(duì)水稻花培遺傳控制的研究結(jié)果，在以后的水稻花藥培養(yǎng)工作中，應(yīng)注重高培養(yǎng)力材料的選育與應(yīng)用，進(jìn)行雜種花培育種時(shí)應(yīng)注意選擇高培養(yǎng)力材料為橋梁親本，同時(shí)兼顧細(xì)胞質(zhì)效應(yīng)而關(guān)注雜交親本組配方式；從基因效應(yīng)的角度來(lái)看，則應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注那些對(duì)愈傷誘導(dǎo)率和綠苗分化率貢獻(xiàn)率較大的QTL，利用標(biāo)記輔助選擇和轉(zhuǎn)基因技術(shù)聚合有促進(jìn)效應(yīng)的主效基因，通過(guò)篩選或基因編輯技術(shù)減少或消除那些負(fù)效應(yīng)的QTL，這樣就有可能培養(yǎng)出愈傷誘導(dǎo)率和綠苗分化率均較高的材料，對(duì)大幅度提升水稻花藥培養(yǎng)力將具有重要意義。

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第7篇：遺傳學(xué)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：基因 基因概念 歷史淵源

中圖分類號(hào)：Q3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）08（b）-0234-03

遺傳學(xué)是研究生物起源，基因和基因組結(jié)構(gòu)、功能及其演變規(guī)律的學(xué)科，而基因的研究對(duì)促進(jìn)遺傳學(xué)發(fā)展具有重要意義。自20世紀(jì)開(kāi)始以來(lái)，基因的發(fā)展經(jīng)歷了理論水平、細(xì)胞水平的遺傳學(xué)階段和分子水平上的遺傳學(xué)階段，在前人大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，人們對(duì)基因的認(rèn)識(shí)不斷深入，特別是隨著人類基因組計(jì)劃和“DNA元件百科全書”計(jì)劃（Encyclopedia of DNA Elements， ENCODE）的完成，人們對(duì)基因的認(rèn)識(shí)又有了新的變化，并將遺傳學(xué)中基因的概念和理論應(yīng)用到了計(jì)算機(jī)、商業(yè)和信息技術(shù)等領(lǐng)域。

如今的21世紀(jì)，隨著學(xué)科交叉研究的發(fā)展，一些科學(xué)研究者開(kāi)始利用物理化學(xué)工具來(lái)研究核酸結(jié)構(gòu)，從分子水平上闡述遺傳現(xiàn)象背后的化學(xué)本質(zhì)。本文結(jié)合大量文獻(xiàn)綜述了基因的發(fā)展歷程以及現(xiàn)階段物理化學(xué)方法在遺傳學(xué)研究中的應(yīng)用，并展望了量子化學(xué)理論在遺傳學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用前景。

1 基因概念的歷史淵源

19世紀(jì)，由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要，人們開(kāi)始重視動(dòng)植物的遺傳變異現(xiàn)象并對(duì)這些現(xiàn)象進(jìn)行了系統(tǒng)研究，這為基因概念的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件。1868年，Darwin C.受Hippocrates和Anaxagoras的生源說(shuō)影響提出了泛生論的假說(shuō)，認(rèn)為生物體的細(xì)胞能產(chǎn)生自我繁殖的微粒，這些微?？梢詤R聚于生殖細(xì)胞并決定后代的遺傳性狀，這種觀點(diǎn)缺乏實(shí)驗(yàn)論證，不過(guò)它充分肯定了生物體內(nèi)部存在特殊的物質(zhì)負(fù)責(zé)遺傳性狀的傳遞。之后，Weismann A.又在前人基礎(chǔ)上提出了種質(zhì)論（Germpiasm），認(rèn)為種質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)，它可能作為遺傳單位存在于染色體上，這對(duì)基因概念的形成奠定了理論基礎(chǔ)[1]。

2 基因的研究發(fā)展

2.1 基因概念的提出

在前人的遺傳學(xué)理論研究基礎(chǔ)上，Mendel G.J.第一個(gè)對(duì)遺傳現(xiàn)象做了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)豌豆雜交實(shí)驗(yàn)，他認(rèn)為生物性狀是由“遺傳因子”來(lái)控制的，這些遺傳現(xiàn)象符合分離定律和自由組合定律。之后，Devries H、Correns C.和Tschermak E.分別證實(shí)了孟德?tīng)柕膶?shí)驗(yàn)結(jié)果，到1909年，丹麥的Johannsen W.L.首次用“基因”一詞表示遺傳因子。不過(guò)，當(dāng)時(shí)的遺傳因子沒(méi)有涉及到基因的具體物質(zhì)概念，只是一個(gè)經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析的理論概念。

2.2 基因?qū)W說(shuō)的創(chuàng)立

Mendel的遺傳因子學(xué)說(shuō)是宏觀水平上的發(fā)現(xiàn)，其所提出的遺傳因子到底是否存在于細(xì)胞中需要進(jìn)行細(xì)胞水平上的研究。隨著當(dāng)時(shí)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，用以研究生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的儀器設(shè)備有了極大的改進(jìn)。20世紀(jì)初，Boveri T.[2]和Sutton W.S.[3]各自在研究減數(shù)分裂時(shí)，發(fā)現(xiàn)遺傳因子的行為與染色體行為呈平行關(guān)系，提出了基因就在染色體上的假說(shuō)。然后，1910年，Morgan T. H.等[4]用果蠅作材料，進(jìn)行了一系列雜交實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了伴性遺傳現(xiàn)象和基因連鎖互換定律，直接證實(shí)了基因在染色體上，建立了染色體遺傳理論。1926年，Morgan T.H.正式提出了基因?qū)W說(shuō)，即“三位一體”的基因概念，基因首先是決定性狀的功能單位，能控制蛋白質(zhì)的表達(dá)，決定一定的表型效應(yīng)；其次是一個(gè)突變單位，可以發(fā)生在等位基因之間，表現(xiàn)出變異類型；最后它是一個(gè)重組單位，只發(fā)生在基因之間，可以產(chǎn)生與親本不同的基因型[5]。這把染色體和基因聯(lián)系了起來(lái)，說(shuō)明了基因具有物質(zhì)性，不過(guò)，Morgan在其著作中并沒(méi)有涉及基因的本質(zhì)是什么以及基因的功能是如何發(fā)揮等問(wèn)題。

2.3 基因化學(xué)本質(zhì)的研究

對(duì)于基因的化學(xué)本質(zhì)和功能等問(wèn)題，早在1909年，英國(guó)Garrod A.E.就提出過(guò)基因產(chǎn)生酶的觀點(diǎn)。之后，1941年斯坦福大學(xué)Beadle G.和Tatum E.[6]在研究真菌過(guò)程中，提出了“一個(gè)基因一個(gè)酶”的假說(shuō)，認(rèn)為一個(gè)基因控制一個(gè)酶的合成，基因通過(guò)酶控制生物的代謝途徑，這從生物化學(xué)角度闡述了基因的功能，不過(guò)這種基因的概念仍然沒(méi)有揭示基因的化學(xué)本質(zhì)，只是解釋了基因發(fā)揮功能的途徑。到1944，Avery等通過(guò)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明了遺傳物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)是DNA，然后，1956年，美國(guó)的Fraenkel又通過(guò)煙草花葉病毒實(shí)驗(yàn)證明了RNA也可以作為遺傳物質(zhì)進(jìn)行傳遞[7]。

2.4 基因功能的研究

1953年，Watson J.D.和Crick F.H.C.[8]提出了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，人們開(kāi)始從分子水平上認(rèn)識(shí)基因的本質(zhì)，即基因是DNA分子中含有特定遺傳信息的一段核苷酸序列，是遺傳物質(zhì)的最小功能單位[9]，從此以后，人們對(duì)基因功能的認(rèn)識(shí)開(kāi)始有了深入的了解。1955年，Benzer S.[10]通過(guò)T4噬菌體感染大腸桿菌的互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)提出了順?lè)醋訉W(xué)說(shuō)，認(rèn)為基因就是順?lè)醋?，即一個(gè)遺傳功能單位，一個(gè)順?lè)醋記Q定一條多肽鏈，它并不是一個(gè)突變單位和交換單位。一個(gè)順?lè)醋涌梢园幌盗型蛔冏樱蛔冏邮荄NA中構(gòu)成的一個(gè)或若干個(gè)核苷酸，由于基因內(nèi)的各個(gè)突變子之間有一定距離，所以突變子彼此之間能發(fā)生重組，重組頻率與突變子之間的距離成正比[11]。

20世紀(jì)60年代之前，人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到基因是有著精細(xì)結(jié)構(gòu)的DNA分子，其結(jié)構(gòu)可以繼續(xù)分割，不過(guò)，當(dāng)時(shí)對(duì)于基因功能表達(dá)及其具體作用等問(wèn)題的研究依然局限于傳統(tǒng)的“一個(gè)基因一個(gè)酶”的學(xué)說(shuō)。1961年，法國(guó)遺傳學(xué)家Jacob F.和Monod J.L.[12]根據(jù)對(duì)大腸桿菌的試驗(yàn)，提出了大腸桿菌操縱子模型，認(rèn)為DNA的不同區(qū)域存在一個(gè)調(diào)節(jié)基因和一個(gè)操縱子，操縱子模型包括若干結(jié)構(gòu)基因、操縱基因和啟動(dòng)基因。這一模型進(jìn)一步說(shuō)明了基因是可分的，通過(guò)基因間的密切協(xié)作，細(xì)胞才能表現(xiàn)出獨(dú)特的功能[13]。此后，隨著DNA重組技術(shù)和DNA測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)基因的研究更加深入，發(fā)現(xiàn)了許多基因的其他功能和特點(diǎn)，極大地完善了人們對(duì)生物體各種遺傳現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)。

2.5 基因概念的新發(fā)展

20世紀(jì)70年代以后，隨著分子生物學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對(duì)基因的結(jié)構(gòu)和功能上的特征有了更多的認(rèn)識(shí)，其中比較重要的發(fā)現(xiàn)有假基因、重疊基因、跳躍基因、斷裂基因、反轉(zhuǎn)錄基因、印記基因等。結(jié)合基因的這些新發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)今人們認(rèn)識(shí)基因有以下幾種特點(diǎn)[5]：（1）基因不都是離散的，因?yàn)橛兄丿B基因；（2）基因不一定是連續(xù)的，如斷裂基因；（3）基因可以移動(dòng)，其位置可以改變，如跳躍基因；（4）基因不是全能的結(jié)構(gòu)單位，有很多順式作用元件影響轉(zhuǎn)錄或剪接；（5）基因也不是簡(jiǎn)單的功能單位，因?yàn)榛蚩梢酝ㄟ^(guò)順式或反式剪接，產(chǎn)生多種蛋白質(zhì)。那么，到底應(yīng)該怎樣給一個(gè)基因準(zhǔn)確定義呢？近年來(lái)，有很多人對(duì)此提出了看法。

Gerstein等[14]提出，基因的定義應(yīng)該和原來(lái)的定義有兼容，建立在已有的生物術(shù)語(yǔ)基礎(chǔ)之上。他們認(rèn)為，基因是基因組序列的聯(lián)合體，這些序列可以編碼具有潛在重疊功能的產(chǎn)品（蛋白質(zhì)或RNA），基因與其調(diào)節(jié)序列是多對(duì)多關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，Pesole[15]則認(rèn)為基因是一個(gè)離散的基因組區(qū)域，其轉(zhuǎn)錄可以被一個(gè)或多個(gè)啟動(dòng)子和遠(yuǎn)端調(diào)節(jié)成分調(diào)控，并含有合成功能蛋白質(zhì)或非編碼RNA的信息。基因在最終功能產(chǎn)物上有共同性質(zhì)，這個(gè)定義主要針對(duì)真核生物基因組，強(qiáng)調(diào)每個(gè)基因都分布于基因組的連續(xù)區(qū)域，基因序列包含5′UTR和3′UTR。此外，還有學(xué)者從計(jì)算機(jī)角度對(duì)基因的定義做了描述，他們把基因組比喻為一個(gè)生命體的大的操作系統(tǒng)，而基因就是其中的一個(gè)子程序?？傊?，隨著當(dāng)今科技水平的發(fā)展，人們通過(guò)對(duì)DNA、RNA和蛋白質(zhì)新功能的研究，發(fā)現(xiàn)基因并不是以前想得那么簡(jiǎn)單，其概念、功能和特征是隨著一些特殊的生命遺傳現(xiàn)象可以改變的。

如阮病毒的發(fā)現(xiàn)，朊病毒是一種只有蛋白質(zhì)而沒(méi)有核酸的病毒，就之前生物學(xué)家對(duì)基因的概念而言，朊病毒的復(fù)制并非以核酸為模板，而是以蛋白質(zhì)為模板，這又重現(xiàn)了20世紀(jì)遺傳物質(zhì)本質(zhì)問(wèn)題的爭(zhēng)議，是現(xiàn)階段基因概念的新挑戰(zhàn)。此外，2006年，《自然》雜志在New Feature欄目上刊登了“什么是基因？”一文，這篇文章結(jié)合最近的研究成果對(duì)基因的概念做了新的詮釋，一些研究發(fā)現(xiàn)，RNA不是被動(dòng)的將基因信息傳遞下去，而是主動(dòng)地調(diào)控細(xì)胞的活動(dòng)，有的RNA鏈不是傳統(tǒng)認(rèn)為的只由DNA的一條鏈轉(zhuǎn)錄，而是由兩條鏈轉(zhuǎn)錄得來(lái)，還有一些RNA可以通過(guò)某種途徑使正?；虺聊诒匾獣r(shí)還會(huì)作為模板糾正某些異?；颍缡来?cái)y帶生物體遺傳信息[16]。這些研究發(fā)現(xiàn)加深了我們對(duì)RNA的認(rèn)識(shí)，深化了我們對(duì)生物體遺傳現(xiàn)象的了解。又20世紀(jì)90年代，美籍華人牛滿江教授又發(fā)現(xiàn)了“外基因”，即一些生物體細(xì)胞質(zhì)中mtRNA能激活一些特定基因，使生物體表達(dá)特定的蛋白質(zhì)，還有，2008年《自然》雜志上報(bào)告，美國(guó)科學(xué)家確認(rèn)了一種可導(dǎo)致乳腺癌轉(zhuǎn)移的超級(jí)基因，這種基因可控制腫瘤細(xì)胞中其他基因的表達(dá)，它的表達(dá)與癌癥發(fā)生有密切的聯(lián)系[17]。

總之，隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于生物遺傳現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)越來(lái)越深入，基因的概念也隨著生物學(xué)的發(fā)展不斷變化和完善。由于其他非生命領(lǐng)域的研究對(duì)象顯示出了生命力及與生物基因相似的特征，現(xiàn)今，經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中又出現(xiàn)了企業(yè)基因[18]、產(chǎn)品基因[19]、數(shù)據(jù)基因[20]等新的定義，基因概念的基本理論已經(jīng)發(fā)展到更多學(xué)科中了，對(duì)基因本質(zhì)和特征的研究越來(lái)越有必要。

3 量子化學(xué)作為研究核酸方法的應(yīng)用

當(dāng)前，遺傳學(xué)的研究已經(jīng)發(fā)展到了分子水平，然而對(duì)于生物遺傳現(xiàn)象中一些酶、核酸、激素等活性物質(zhì)的構(gòu)象、生物活性和其具體作用機(jī)制依然存在爭(zhēng)議。生物系統(tǒng)研究的最大難題是生物分子的復(fù)雜性，常規(guī)的實(shí)驗(yàn)方法只能得到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的宏觀方面解釋，而不能從微觀方面對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的化學(xué)本質(zhì)做出解釋。目前有一些研究者將物理化學(xué)方法應(yīng)用到了生命科學(xué)領(lǐng)域，建立了從理論分析到實(shí)驗(yàn)優(yōu)化的方法模式，他們根據(jù)實(shí)際體系在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)比較模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)理論模型的準(zhǔn)確性，并在此基礎(chǔ)上模擬生物大分子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和反應(yīng)過(guò)程。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和物理化學(xué)理論的發(fā)展，以及X射線、NMR等技術(shù)的應(yīng)用，人們可以利用一些物理化學(xué)工具在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行分子模擬，以此來(lái)模擬DNA、RNA和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)與核酸的功能和性質(zhì)。而且，隨著計(jì)算方法的改進(jìn)，高度變化的核酸體系的精確分子模擬已成為可能，依賴強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)就能模擬一些更復(fù)雜的反應(yīng)，如DNA、RNA和蛋白質(zhì)的催化及折疊等[21]。

其中應(yīng)用比較廣泛的物理化學(xué)工具就是量子化學(xué)方法，量子化學(xué)方法是應(yīng)用量子化學(xué)基本原理和方法來(lái)研究化學(xué)體系的結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)性能的科學(xué)，其基本理論主要有價(jià)鍵理論（VB）、分子軌道理論（MO）、密度泛函理論（DFT），基本的計(jì)算方法有從頭算方法（ab initio）、半經(jīng)驗(yàn)方法（semi-empirical method）、密度泛函方法（Density Functional Theory）[22]。量子化學(xué)的原理和方法在物理化學(xué)、藥學(xué)計(jì)算和生命科學(xué)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，可以很好地分析分子間相互作用的機(jī)理，解釋實(shí)驗(yàn)中一些宏觀現(xiàn)象的物理化學(xué)本質(zhì)。如李梅杰[23]利用量子化學(xué)方法中的高精度組合從頭算方法（ONIOM-G3B3）研究了核酸自由基性質(zhì)和損傷機(jī)理，很好地解釋了生命過(guò)程中由于自由基和電子轉(zhuǎn)移導(dǎo)致DNA的斷鏈損傷而引起的衰老、癌癥、神經(jīng)紊亂等疾病的發(fā)生。又如2002年，Starikov E.B.[24]總結(jié)了核酸中量子化學(xué)方法的應(yīng)用，闡述了核酸中電荷轉(zhuǎn)移過(guò)程的量子化學(xué)描述及其化學(xué)機(jī)理，并詳細(xì)地討論了不同量子化學(xué)方法在研究核酸電子構(gòu)型中的優(yōu)缺點(diǎn)。此外，于芳[25]運(yùn)用量子化學(xué)工具對(duì)胞嘧啶與丙烯酰胺組成的分子體系進(jìn)行了計(jì)算，以此來(lái)模擬核酸與蛋白質(zhì)相互作用的反應(yīng)過(guò)程，分析了DNA與蛋白質(zhì)的作用形式。

對(duì)于利用量子化學(xué)方法研究蛋白質(zhì)的應(yīng)用，國(guó)外在這方面做得比較深入。如紐約州立大學(xué)石溪分校Simmerling C.等[26]應(yīng)用量子化學(xué)方法研究了一種小分子量蛋白質(zhì)，僅有20個(gè)色氨酸構(gòu)成，準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)了蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的折疊過(guò)程。又如Berriz和Shakhnovich[27]模擬了小的三螺旋束蛋白的折疊，Daggett和Fersht[28]模擬了小的單結(jié)構(gòu)域蛋白的動(dòng)力學(xué)折疊.還有Akira Shoji等[29]采用密度泛函理論方法優(yōu)化了右手α-螺旋的PLA（聚L-丙氨酸）分子（如圖1所示，即H-Ala18-OH分子），分析了αR-螺旋的PLA形成的機(jī)制，獲得優(yōu)化的αR-螺旋H-Ala18-OH構(gòu)型外側(cè)的1H、13C、15N、17O原子的化學(xué)位移與用高分辨率固相NMR檢測(cè)的相同。

4 展望

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外量子化學(xué)在分子生物學(xué)中的應(yīng)用日趨廣泛，如利用量子化學(xué)方法研究納米微粒促進(jìn)靶向給藥、純化核酸以及處理廢氣等技術(shù)的發(fā)展；應(yīng)用量子化學(xué)方法優(yōu)化生物活性分子結(jié)構(gòu)，研發(fā)新型抗疾病藥物；采用分子模擬的量子化學(xué)計(jì)算方法探究激素與受體以及其他活性分子與核酸的作用機(jī)理等等，很大程度上促進(jìn)了分子生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的發(fā)展。從目前所作的科學(xué)研究看，量子化學(xué)完全可以作為遺傳學(xué)工具來(lái)研究生物體遺傳現(xiàn)象背后的化學(xué)本質(zhì)，其在遺傳學(xué)的研究中有廣闊的應(yīng)用前景。

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第8篇：遺傳學(xué)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用范文

關(guān)鍵詞：獨(dú)立學(xué)院；生物技術(shù)；課程體系

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2016.11.150

現(xiàn)代生物技術(shù)的蓬勃發(fā)展從1953年弗朗西斯•克里克和詹姆斯•沃森發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)開(kāi)始，分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)技經(jīng)過(guò)60年的發(fā)展把整個(gè)生物學(xué)帶入了嶄新的應(yīng)用領(lǐng)域。生物技術(shù)的最大特點(diǎn)是涉及的技術(shù)種類多樣且復(fù)雜，是一門跨領(lǐng)域特性極強(qiáng)的綜合性學(xué)科，可廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、軍事、工業(yè)、環(huán)境、能源等領(lǐng)域，其研究的深度和廣度可以小至分子、細(xì)胞乃至納米層次，也可大到組織、個(gè)體、群落甚至整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。如果沒(méi)有生物技術(shù)的一個(gè)公認(rèn)的定義，就很難區(qū)分什么不是生物技術(shù)，生物技術(shù)學(xué)科相對(duì)獨(dú)立的學(xué)術(shù)體系，相對(duì)完整的理論框架將非常難于設(shè)置，人才培養(yǎng)課程體系的確立也無(wú)據(jù)可依。我國(guó)自1997年高校批準(zhǔn)設(shè)立生物技術(shù)專業(yè)至今，普遍采用以基因工程、細(xì)胞工程、蛋白質(zhì)與酶工程、發(fā)酵工程為代表的現(xiàn)代生物技術(shù)對(duì)生物技術(shù)定義進(jìn)行界定，在人才培養(yǎng)上主要以理為主，以工為輔。生物技術(shù)的定義決定了生物技術(shù)專業(yè)教學(xué)的課程體系，課程體系依賴生物技術(shù)定義，并隨著定義的發(fā)展而調(diào)整。

1關(guān)于生物技術(shù)人才培養(yǎng)目標(biāo)的確立

新的工程技術(shù)的出現(xiàn)，經(jīng)常是在學(xué)科的邊緣或交叉點(diǎn)上。由于一個(gè)專業(yè)要求多種學(xué)科的綜合，而一個(gè)學(xué)科是在不同領(lǐng)域的應(yīng)用[1]，在我國(guó)高?，F(xiàn)行體制中，生物技術(shù)專業(yè)往往被等同于一個(gè)二級(jí)學(xué)科，以學(xué)科的定義成為高校教學(xué)、科研的功能單位，對(duì)教師教學(xué)、科研及為社會(huì)服務(wù)進(jìn)行了界定。在這種模式下，生物技術(shù)面對(duì)大量的學(xué)科交叉應(yīng)用，在教學(xué)上卻固步自封，本科專業(yè)方向設(shè)置狹隘，閉門造車，教育教學(xué)和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用脫節(jié)嚴(yán)重，在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、軍事、工業(yè)、環(huán)境、能源等領(lǐng)域甘當(dāng)配角，失去了生物技術(shù)專業(yè)在學(xué)科交叉領(lǐng)域的大好發(fā)展機(jī)遇。生物技術(shù)專業(yè)課程體系中的專業(yè)方向課程體現(xiàn)的應(yīng)該是專業(yè)在多種學(xué)科的綜合后在某個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，是具體的人才培養(yǎng)應(yīng)用方向。在生物技術(shù)強(qiáng)國(guó)美國(guó)[2]，斯坦福大學(xué)的生物學(xué)專業(yè)包括生物物理、海洋生物、分子與細(xì)胞生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、生態(tài)與進(jìn)化生物學(xué)方向；哈佛大學(xué)直接將生命科學(xué)劃成了生物學(xué)和生物化學(xué)兩個(gè)專業(yè)，生物學(xué)從遺傳學(xué)和分子生物學(xué)跨越到生態(tài)學(xué)和古生物學(xué)，而生物化學(xué)專業(yè)則主要關(guān)注的是分子和細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能；加利福尼亞大學(xué)伯克利分校含有綜合生物學(xué)與分子和細(xì)胞生物學(xué)兩個(gè)專業(yè)，后者包括生物化學(xué)和分子生物學(xué)方向、細(xì)胞和發(fā)育生物學(xué)方向、遺傳學(xué)和發(fā)育方向、免疫學(xué)方向以及神經(jīng)生物學(xué)方向。美國(guó)一流高校在生物技術(shù)人才培養(yǎng)上的顯著特點(diǎn)是：將生物學(xué)的二級(jí)學(xué)科作為本科人才培養(yǎng)的方向（又稱為課程方案）。在我國(guó)只有“985”，“211”大學(xué)才具備將生命科學(xué)的專業(yè)分支建設(shè)為生物技術(shù)的專業(yè)培養(yǎng)方向的能力，其原因主要是生物技術(shù)為實(shí)驗(yàn)性科學(xué)、需要大量的高端生物技術(shù)相關(guān)設(shè)備以及相應(yīng)的研究型學(xué)者師資。國(guó)內(nèi)獨(dú)立學(xué)院受師資、設(shè)備和資金的局限性，2013年辦學(xué)較好的前十個(gè)獨(dú)立院校中只有華中科技大學(xué)武昌分校、燕山大學(xué)里仁學(xué)院、北京師范大學(xué)珠海分校舉辦生物類專業(yè)，而且在傳統(tǒng)意義上，獨(dú)立學(xué)院生物技術(shù)學(xué)科布局非常不完善，不可能看齊國(guó)內(nèi)外一流大學(xué)，將生物學(xué)的二級(jí)學(xué)科建設(shè)為多個(gè)人才專業(yè)方向。因此，將生物技術(shù)人才培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用相結(jié)合，跨學(xué)科建設(shè)專業(yè)方向，延展學(xué)科資源共享效益，建立特色課程體系并付諸實(shí)踐是獨(dú)立學(xué)院舉辦特色生物技術(shù)相關(guān)專業(yè)的關(guān)鍵步驟。珠海市食品、醫(yī)藥和醫(yī)療機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)，社會(huì)對(duì)跨學(xué)科的生物技術(shù)專業(yè)體現(xiàn)出的能力要求表現(xiàn)為食品安全領(lǐng)域的生物技術(shù)應(yīng)用需求、制藥領(lǐng)域的生物技術(shù)應(yīng)用需求以及醫(yī)療器械領(lǐng)域?qū)ι锛夹g(shù)的應(yīng)用需求。北京師范大學(xué)珠海分校在學(xué)科布局上對(duì)生物技術(shù)在專業(yè)方向設(shè)置上提供了很好的跨專業(yè)資源共享平臺(tái)。我們結(jié)合泛珠三角經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求、依據(jù)自身實(shí)際條件首先確立如下專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)：培養(yǎng)擁有扎實(shí)的現(xiàn)代生物技術(shù)基礎(chǔ)理論，系統(tǒng)掌握生物技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐技能，富有利用生物技術(shù)研發(fā)生物制品的科學(xué)思維與實(shí)踐能力，可從事生物制造與生物制品安全以及食品檢驗(yàn)檢疫等領(lǐng)域中生物技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)研發(fā)與管理工作的高素質(zhì)專門化應(yīng)用型人才。同時(shí)，在未來(lái)5-10年內(nèi)逐步規(guī)劃制藥領(lǐng)域、醫(yī)療器械領(lǐng)域的應(yīng)用型人才培養(yǎng)方向，服務(wù)珠海市生物技術(shù)跨學(xué)科應(yīng)用型人才需求。

2關(guān)于課程模塊的優(yōu)化實(shí)踐

生物技術(shù)課程模塊式優(yōu)化有利于適用于社會(huì)對(duì)人才培養(yǎng)的需求，也有利于課程設(shè)置的穩(wěn)定性，容易總結(jié)經(jīng)驗(yàn)提高教學(xué)質(zhì)量。經(jīng)過(guò)7年的改革實(shí)踐，我校生物技術(shù)課程模塊優(yōu)化主要分為三個(gè)部分：一是精準(zhǔn)勾勒專業(yè)知識(shí)模塊。模塊優(yōu)化主要使學(xué)生清楚哪些是生物技術(shù)專業(yè)的核心課程，哪些是自己必須了解的生物基礎(chǔ)知識(shí)。生物技術(shù)專業(yè)課程體系包括微生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、動(dòng)物學(xué)、植物學(xué)、生態(tài)學(xué)、植物生理學(xué)、動(dòng)物生理學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、工業(yè)微生物學(xué)育種學(xué)、基因工程、細(xì)胞工程、微生物工程、生化工程、生物工程下游技術(shù)、發(fā)酵工程設(shè)備、酶工程等專業(yè)內(nèi)容。受限于160學(xué)分的總限制，生物技術(shù)專業(yè)不可能將所有的內(nèi)容都開(kāi)設(shè)成單獨(dú)的課程，而且各類課程中重復(fù)性內(nèi)容較多，不利于學(xué)生綜合掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，因此在專業(yè)課程內(nèi)容設(shè)置上，必須做到“有基礎(chǔ)，有專業(yè)”。有基礎(chǔ)，用12個(gè)學(xué)分構(gòu)建生物技術(shù)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)結(jié)構(gòu)，共5門理論課程，知識(shí)點(diǎn)覆蓋微生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、動(dòng)物學(xué)、植物學(xué)、生態(tài)學(xué)、植物生理學(xué)、動(dòng)物生理學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、微生物學(xué)、人體結(jié)構(gòu)與生理等上游生物技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)；有專業(yè)，用20個(gè)學(xué)分構(gòu)建五個(gè)核心專業(yè)課程，含基因工程與分子生物學(xué)，細(xì)胞工程，發(fā)酵工程，蛋白質(zhì)工程原理及應(yīng)用，酶學(xué)原理與酶工程。二是構(gòu)筑適應(yīng)社會(huì)需求的專業(yè)應(yīng)用模塊。專業(yè)方向課程的設(shè)置要具備一定的靈活性，以應(yīng)用性、實(shí)用性為準(zhǔn)則，必修和選修互補(bǔ)，模塊上除設(shè)置食品安全檢驗(yàn)檢疫生物技術(shù)必修模塊外，充分考慮學(xué)生就業(yè)、升學(xué)、留學(xué)需求，盡可能提供適應(yīng)學(xué)生需求的選修課程模塊，滿足個(gè)性發(fā)展需求。專業(yè)方向必修模塊包括：現(xiàn)代儀器分析、HACCP原理與應(yīng)用、分子生物學(xué)檢測(cè)技術(shù)、食品安全控制技術(shù)、食品衛(wèi)生毒理學(xué)、現(xiàn)代食品分析技術(shù)。專業(yè)方向選修模塊包括：生物化學(xué)和分子生物學(xué)、細(xì)胞和發(fā)育生物學(xué)、遺傳學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、免疫學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、藥物設(shè)計(jì)與藥物研究、生物物理學(xué)、生物儀器分析、工程制圖、電工電子學(xué)等?？傊?，專業(yè)方向課程模塊優(yōu)化的方向是甩開(kāi)傳統(tǒng)學(xué)科分類包袱，以實(shí)際應(yīng)用為導(dǎo)向，以現(xiàn)實(shí)資源為依托，開(kāi)展交叉學(xué)科人才培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需求。三是夯實(shí)提高學(xué)生實(shí)踐能力的實(shí)踐模塊。人才培養(yǎng)要做到實(shí)效性，必須用實(shí)驗(yàn)課程來(lái)培養(yǎng)學(xué)生。我們逐步取消了一課一實(shí)驗(yàn)配套的辦法，將所有實(shí)驗(yàn)課整合成獨(dú)立規(guī)劃的實(shí)踐課程，綜合后分為4個(gè)階段：第一階段主要在各專業(yè)實(shí)驗(yàn)課里完成，實(shí)行課堂化管理（分為四個(gè)技能訓(xùn)練課程，每周4-6學(xué)時(shí)），最后考察評(píng)價(jià)，夯實(shí)基本生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?；第二階段在專題研究課程內(nèi)完成，教師單獨(dú)輔導(dǎo)，以開(kāi)題報(bào)告，研究報(bào)告作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，獲得相應(yīng)學(xué)分；第三階段主要在國(guó)內(nèi)外實(shí)踐基地統(tǒng)一組織、自由安排時(shí)間進(jìn)行專業(yè)技能培訓(xùn)，以大量的實(shí)踐、見(jiàn)習(xí)、參觀為主要手段，融入部分畢業(yè)實(shí)習(xí)內(nèi)容，獨(dú)立撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告；第四階段主要在校內(nèi)外實(shí)驗(yàn)室完成，根據(jù)畢業(yè)論文具體要求，在相應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果前提下，獨(dú)立撰寫畢業(yè)論文，并參加答辯。

3關(guān)于保障生物技術(shù)課程體系實(shí)施的實(shí)驗(yàn)條件

生物技術(shù)在學(xué)科劃分上理工不分，即可以發(fā)理學(xué)學(xué)位，也可以發(fā)工學(xué)學(xué)位，實(shí)驗(yàn)科學(xué)的特性決定了生物技術(shù)人才培養(yǎng)的高成本，高投入。獨(dú)立學(xué)院自籌經(jīng)費(fèi)的特點(diǎn)決定了學(xué)校在舉辦生物類專業(yè)上與公辦高校在人才、資金投入上相去甚遠(yuǎn)的現(xiàn)狀。我校作為高等教育改革試驗(yàn)區(qū)，舉辦生物技術(shù)專業(yè)同樣面臨資金、人才匱乏局面。只有通過(guò)社會(huì)資源的整合，協(xié)同創(chuàng)新辦學(xué)體制才能解決生物技術(shù)專業(yè)對(duì)高端設(shè)備的需求，同時(shí)實(shí)踐基地的建設(shè)要從人才培養(yǎng)的角度出發(fā)，設(shè)備應(yīng)符合現(xiàn)代生物技術(shù)人才培養(yǎng)以及特色專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的需求。經(jīng)過(guò)文獻(xiàn)搜索和對(duì)珠海300家企業(yè)的調(diào)研發(fā)現(xiàn)：與用人單位共同培養(yǎng)食品安全領(lǐng)域的生物技術(shù)應(yīng)用人才符合國(guó)家和珠海地區(qū)發(fā)展的需要。2007年我校與國(guó)家進(jìn)出口檢驗(yàn)檢疫局珠海局正式簽署協(xié)議協(xié)同培養(yǎng)生物技術(shù)專業(yè)人才。通過(guò)辦學(xué)模式的創(chuàng)新，“平等自愿、產(chǎn)權(quán)不變、協(xié)同建設(shè)、資源共享”的方針使得雙方能夠大膽持續(xù)投入，共建共享實(shí)驗(yàn)室，至今我校已經(jīng)建立了分子生物學(xué)、衛(wèi)生檢驗(yàn)檢疫兩個(gè)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)室，部分生物實(shí)驗(yàn)室達(dá)到生物安全二級(jí)水平，實(shí)驗(yàn)條件滿足生物技術(shù)課程體系的教學(xué)實(shí)踐要求。另外，在實(shí)踐課程經(jīng)費(fèi)投入方面，生均實(shí)驗(yàn)材料費(fèi)為750元/人，學(xué)院預(yù)算儀器購(gòu)置費(fèi)為2857元/生，年度生均實(shí)踐環(huán)節(jié)總投入為3607元/生，將教育部2004年2號(hào)文件“學(xué)費(fèi)20%直接用于教學(xué)”的規(guī)定不打折扣落到實(shí)處。

4生物技術(shù)課程體系改革實(shí)踐效果

學(xué)生服務(wù)社會(huì)的能力是課程體系改革成功與否的試金石。首先，實(shí)驗(yàn)條件是實(shí)現(xiàn)生物技術(shù)專業(yè)課程體系規(guī)劃的重要保障，“檢學(xué)”協(xié)同創(chuàng)建高水平的、可持續(xù)發(fā)展的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室體系為執(zhí)行生物技術(shù)課程體系，進(jìn)行人才培養(yǎng)、創(chuàng)造了先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練得到有力的保障；其次，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室共建、資源共享，協(xié)同管理，把直接為企業(yè)提供食品安全檢測(cè)的國(guó)家級(jí)區(qū)域性中心實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生開(kāi)放，作為學(xué)生通過(guò)高層次技術(shù)服務(wù)學(xué)習(xí)的平臺(tái)，對(duì)學(xué)生具有深遠(yuǎn)的“學(xué)有所用”的意義，學(xué)生能夠用自己的專業(yè)知識(shí)直接服務(wù)于社會(huì)，并作為切身利益方對(duì)課程體系設(shè)置的反饋能夠直接基于社會(huì)的實(shí)際需求，這優(yōu)于任何第三方去評(píng)價(jià)課程體系改革效果；最后，摸索出了適應(yīng)特殊機(jī)制大學(xué)應(yīng)用型生物技術(shù)人才培養(yǎng)課程體系，取得了明顯效果，學(xué)生升學(xué)率達(dá)20%，就業(yè)率高于地區(qū)平均水平，學(xué)生得到了實(shí)實(shí)在在的收獲。

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第9篇：遺傳學(xué)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用范文

遺傳標(biāo)記是指可以明確反映遺傳多態(tài)性的生物特征。在經(jīng)典遺傳學(xué)中，遺傳多態(tài)性是指等位基因的變異。在現(xiàn)代遺傳學(xué)中，遺傳多態(tài)性是指基因組中任何座位上的相對(duì)差異。遺傳標(biāo)記可以幫助人們更好地研究生物的遺傳與變異規(guī)律。在遺傳學(xué)研究中遺傳標(biāo)記主要應(yīng)用于連鎖分析、基因定位、遺傳作圖及基因轉(zhuǎn)移等。

隨著分子遺傳學(xué)技術(shù)的發(fā)展和PCR技術(shù)的出現(xiàn)，人們將目光投向直接基于DNA和PCR技術(shù)的分子標(biāo)記技術(shù)，如基于DNA分子雜交的RFLP和基于PCR反應(yīng)的RAPD、AFLP、SSR等分子標(biāo)記技術(shù)已廣泛應(yīng)用于植物基因組研究[1，2]。

AFLP(Amplified Fragment Length Polymoplvism)分析技術(shù)是由Zabeau等于1992年發(fā)明并由Vos等發(fā)展起來(lái)的一種檢測(cè)DNA多態(tài)性的新方法[3，4]。由于結(jié)合了RFLP和RAPD的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，AFLP兼具了穩(wěn)定性強(qiáng)和靈敏度高的特點(diǎn)，同時(shí)也因?yàn)樗S富的多態(tài)信息量（polymorphism information contents, PIC）和易操作性而被廣泛用于DNA指紋分析、遺傳圖譜構(gòu)建、基因鑒定和克隆、基因表達(dá)、遺傳多樣性等方面，是近幾年發(fā)展最快的DNA分子標(biāo)記技術(shù)。下面對(duì)AFLP技術(shù)的原理、操作及其在植物遺傳、進(jìn)化等領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

1AFLP標(biāo)記的基本原理

AFLP的基本原理(見(jiàn)圖1所示)是基因組DNA經(jīng)限制性內(nèi)切酶完全消化后，在限制性片段兩端連接上人工接頭作為擴(kuò)增的模板。實(shí)際的引物與接頭和酶切位點(diǎn)互補(bǔ)，并在3'加上2～3個(gè)選擇性堿基，因此在基因組被酶切后的無(wú)數(shù)片段中，只有一小部分限制性片段被擴(kuò)增，即只有那些與引物3'端互補(bǔ)的片段才能進(jìn)行擴(kuò)增，稱為選擇性擴(kuò)增。為了對(duì)擴(kuò)增片段的大小進(jìn)行靈活的調(diào)節(jié)，一般采用兩個(gè)限制性內(nèi)切酶。一個(gè)是切點(diǎn)多的酶，如具有4堿基識(shí)別位點(diǎn)的MseI，它產(chǎn)生較小的DN段，另一個(gè)是切點(diǎn)少的酶，如具有6堿基識(shí)別位點(diǎn)的EcoRI，它產(chǎn)生較大的DN段。上述兩種酶產(chǎn)生三種酶切片段，理論上90%以上為MseI-MseI片段，只有一小部分為EcoRI-EcoRI片段，EcoRI-Msel片段為EcoRI酶切位點(diǎn)的兩倍左右，擴(kuò)增的片段主要是兩個(gè)酶的組合產(chǎn)生的酶切片段。Vos等[3]指出，多切點(diǎn)的酶產(chǎn)生小的DN段，這些片段能很好地?cái)U(kuò)增，適于在變性序列膠上分離，少切點(diǎn)的酸可以減少被擴(kuò)增的片段，只有兩種酶組合后產(chǎn)生的片段即E-M才是主要擴(kuò)增的片段，故采用雙酶切可以極其靈活控制被擴(kuò)增片段的大小和數(shù)目。再者在合成引物時(shí)只需用同位素或熒光標(biāo)記EcoRI引物或MseI引物，故采用雙酶切有可能對(duì)雙鏈PCR產(chǎn)物進(jìn)行單鏈標(biāo)記，從而避免了由于雙鏈擴(kuò)增片段在變性電泳膠上不均等遷移而造成的誤差，并通過(guò)少數(shù)引物的多種組合可產(chǎn)生極其大量的DNA指紋。

2 AFLP的技術(shù)流程

AFLP技術(shù)流程主要包括三個(gè)步驟：①經(jīng)限制性內(nèi)切酶酶解后的DNA限制性片段，與雙鏈多聚核苷酸接頭（adapter）連接；②利用PCR方法，通過(guò)變性、退火、延伸循環(huán)，選擇性擴(kuò)增成套的限制性片段，經(jīng)過(guò)多次循環(huán)，可使目的序列擴(kuò)增到0.5～1ug；③延用聚丙烯酰胺凝膠電泳分離檢測(cè)擴(kuò)增的DN段。

2.1 DNA限制性片段的獲得及其與接頭的連接

基因組DNA通過(guò)限制性內(nèi)切酶酶解產(chǎn)生限制性片段。一般使用兩種限制性內(nèi)切酶。酶切完成后在T4連接酶作用下與接頭進(jìn)行連接反應(yīng)。

Fig1 the principle of Amplified Fragment Length Polymorphism

2.2限制性片段的選擇性擴(kuò)增

AFLP反應(yīng)一般使用兩種引物，擴(kuò)增條件根據(jù)AFLP引物的選擇性堿基性質(zhì)而定。對(duì)于較復(fù)雜基因組的AFLP分析一般兩步擴(kuò)增策略，即先用無(wú)或單選擇堿基引物進(jìn)行預(yù)擴(kuò)增。一般來(lái)講，預(yù)擴(kuò)增引物選擇堿基數(shù)為1個(gè)，選擇性擴(kuò)增引物的選擇堿基數(shù)為3個(gè)。預(yù)擴(kuò)增能夠?yàn)檎綌U(kuò)增提供足夠的模板，而且其中的兩個(gè)引物無(wú)需同位素標(biāo)記。預(yù)擴(kuò)增產(chǎn)物用TE（pH8.0）緩沖液稀釋10倍后用于第二步的選擇性擴(kuò)增反應(yīng)。其中引物的選擇性堿基為2-3個(gè)，可根據(jù)基因組大小和實(shí)際擴(kuò)增情況來(lái)確定引物末端所需的選擇性核苷酸數(shù)目。經(jīng)驗(yàn)指出，一般大于108bp的基因組DNA可用兩個(gè)末端各有3個(gè)選擇性堿基的引物進(jìn)行擴(kuò)增，而105-108bp基因組DNA可用兩個(gè)分別含有2個(gè)或3個(gè)選擇性堿基的引物進(jìn)行擴(kuò)增。值得注意的是，當(dāng)使用放射性同位素或熒光標(biāo)記引物時(shí)，通常只對(duì)其中一條引物進(jìn)行標(biāo)記，一般優(yōu)先考慮EcoRⅠ引物。

2.3擴(kuò)增產(chǎn)物凝膠電泳分析

擴(kuò)增產(chǎn)物的分離通常在4%-6%的變性聚丙烯酰胺凝膠上進(jìn)行，膠濃度選擇可通過(guò)擴(kuò)增片段大小進(jìn)行調(diào)整。目前，利用放射性標(biāo)記檢測(cè)AFLP結(jié)果的方法逐漸在淘汰。利用熒光標(biāo)記是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外開(kāi)始流行的一種靈敏度可與放射元素標(biāo)記法相媲美的新型檢測(cè)方法。它避免了放射性元素對(duì)人身體的傷害，另一方面通過(guò)該方法獲得的DNA指紋與相應(yīng)的放射自顯影相比，減少了無(wú)意義條帶，保證了AFLP結(jié)果的高效性和可重復(fù)性。此外，銀染方法是一種成本較低廉和高靈敏度的檢測(cè)方法，盡管結(jié)果有時(shí)不穩(wěn)定，但仍不失為一種可以考慮的檢測(cè)手段。

3AFLP技術(shù)的應(yīng)用

3.1 遺傳作圖與基因定位

由于AFLP 能夠揭示大量的多態(tài)性位點(diǎn),可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)的RFLP 標(biāo)記多態(tài)性低的缺點(diǎn),因而AFLP 可以構(gòu)建高密度的遺傳圖,使基因組能完全被分子標(biāo)記覆蓋,無(wú)很大的標(biāo)記空隙,可以檢測(cè)數(shù)量性狀基因(QTL)[5]。定位克隆技術(shù)是分離未知產(chǎn)物基因的重要技術(shù),基本前提是基因定位,然后以緊密連鎖的分子標(biāo)記為起點(diǎn),通過(guò)染色體步行,最終克隆基因。Colwyn 等[6]在構(gòu)建番茄AFLP 圖時(shí),利用分離群體和728個(gè)引物,從42000AFLP片段篩選了3個(gè)AFLP 標(biāo)記,并將其定位在番茄第1條染色體短臂上。在水稻上,Cho等[7]利用一套近等基因系,只用2個(gè)引物組合,就找到2個(gè)AFLP 標(biāo)記,并分別將它們定位到第1、第9 染色體上。宋國(guó)立等[8]利用AFLP銀染技術(shù)對(duì)中棉所2號(hào)、中棉所3號(hào)、中棉所10號(hào)等8個(gè)陸地棉品種進(jìn)行初步研究,結(jié)果得出8個(gè)品種的擴(kuò)增帶一般在60～140 條之間, 遠(yuǎn)遠(yuǎn)比RFLP、RAPD、SSR 等豐富。

遺傳圖譜在許多作物及林木中得到了迅速發(fā)展,西紅柿、黃瓜、土豆、玉米、小麥、大麥等多種作物的分子圖譜已經(jīng)建立。在林木中巨桉、糖松、尾葉桉、蘋果、桃等樹(shù)種的分子圖譜也已建立。以上分子圖譜構(gòu)建為基因定位、分子克隆等奠定了基礎(chǔ)。

3.2 種質(zhì)資源鑒定

AFLP的最適應(yīng)用范圍,也就是M.Zabeau和P.Vos申請(qǐng)專利的關(guān)鍵,是利用AFLP技術(shù)鑒定品種指紋(Finger print),檢測(cè)品種的質(zhì)量和純度,辨別真?zhèn)?十分靈敏。著名的美國(guó)先鋒種子公司首先引用了AFLP技術(shù)用于玉米自交系和雜交種的鑒定工作,建立它們的指紋檔案,保護(hù)品種專利。周志勇等[9]采用雙酶切的方法,將AFLP技術(shù)應(yīng)用于人參、西洋參基因組指紋圖譜,發(fā)現(xiàn)二者在遺傳上有較近的親緣關(guān)系,但引種到我國(guó)吉林的西洋參與西洋參基因組DNA 相比有一定變異。證明了AFLP 分子標(biāo)記技術(shù)有望成為一種獨(dú)立的、確實(shí)可行的手段,用于人參、西洋參等藥用植物品種的鑒別。

3.3 植物分類、進(jìn)化及遺傳多樣性

目前,AFLP 技術(shù)已廣泛應(yīng)用于植物種質(zhì)間的親緣關(guān)系分析、種質(zhì)分類與品種資源遺傳多樣性的研究。美國(guó)康耐爾大學(xué)的Blair[10]利用AFLP技術(shù)評(píng)價(jià)54 份水稻品種的遺傳多樣性,研究其系統(tǒng)發(fā)育和分類,并與同工酶生化標(biāo)記及RFLP標(biāo)記比較,不僅發(fā)現(xiàn)其結(jié)論一致,而且認(rèn)為AFLP對(duì)于研究水稻品種的遺傳變異和構(gòu)建基因組圖譜更為理想。Paul 等[11]利用AFLP技術(shù)檢測(cè)來(lái)自肯尼亞和印度不同地理生態(tài)區(qū)的32個(gè)茶樹(shù)品種的遺傳多樣性,用5對(duì)引物產(chǎn)生了73個(gè)多態(tài)標(biāo)記位點(diǎn)。熊立仲等[12]用AFLP方法進(jìn)行水稻的連鎖遺傳圖和遺傳多樣性分析,用25個(gè)引物組合共擴(kuò)增得到1314 條帶,其中228 條帶在親本間表現(xiàn)多態(tài)性。

綜上所述，以PCR為基礎(chǔ)的AFLP技術(shù),其高度可靠性將代替RAPD 標(biāo)記,AFLP 的方便性也會(huì)使其他具有高分辨率的RFLP 和微衛(wèi)星失色, AFLP 技術(shù)將成為一段時(shí)期內(nèi)最主要的分子工具，必將在遺傳學(xué)和分子生物學(xué)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。但AFLP也存在著對(duì)模板反應(yīng)遲鈍,譜帶可能發(fā)生錯(cuò)配與缺失,成本較高,對(duì)技術(shù)要求苛刻等缺點(diǎn),在今后的研究工作中，我們應(yīng)根據(jù)自己的研究目的，選擇合適的分子標(biāo)記，或?qū)⒉煌瑯?biāo)記結(jié)合起來(lái)進(jìn)行綜合研究。

學(xué)習(xí)體會(huì)和建議

通過(guò)該門課的學(xué)習(xí)，使我受益匪淺。課程內(nèi)容豐富，突出先進(jìn)性和科學(xué)性，內(nèi)容涉及國(guó)內(nèi)外有關(guān)分子生態(tài)學(xué)研究最新理論與方法、技術(shù)與體系，使我深刻了解了分子生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的最新研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)，幫助我們構(gòu)架從事該領(lǐng)域研究的思維方式與工作能力，拓寬了知識(shí)面與科研思路。

分子生態(tài)學(xué)的產(chǎn)生給整個(gè)生態(tài)學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)了巨大的沖擊，其研究的問(wèn)題、研究的方法是全新的。課程的開(kāi)設(shè)可以面向更綜合性、實(shí)用性。能夠更全面地介紹分子生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的最新理論與方法、技術(shù)與體系，介紹該學(xué)科與其它學(xué)科的結(jié)合點(diǎn)和融匯層面；另外可以增加最新的生物分子技術(shù)試驗(yàn)操作技能與方法，奠定一定的理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。

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