種子科學與工程論文匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇種子科學與工程論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2016）10-0006-02

種子是我國重要的農業生產資料，隨著國家“種子工程”的實施，各高校先后設立種子科學與工程專業，開設了“種子生物學”課程。“種子生物學”是種子科學與工程專業重要的必修課，其內容主要研究種子形成、發育及萌發過程生理生化變化以及種子與外界環境相互作用的一門科學[1-5]。黑龍江大學種子科學與工程專業建立于2005年，在十多年的種子科學教學與科研過程中，其一直積極開展教學改革，致力于培養具有創新能力的種業人才。“種子生物學”成為種子科學與工程專業開展創新教學的重點課程，如何開展“種子生物學”課程教學改革，反映種子科學發展的最新趨勢，培養具有種子科學素養的學生，是教學改革實踐一直探索的課題。

一、“種子生物學”教學改革策略

（一）優化教學內容與結構

傳統的“種子生物學”內容主要是來源于種子學教程，包含有種子形態與結構，種子的主要化學成分，種子的休眠、萌發和衰老，種子活力和新技術等幾個部分。其特點一是具有較強的綜合性，即所教授的內容要求的基礎知識范圍較廣泛，涉及植物學、生物化學和植物生理學等相關學科，但與生產實踐結合不多；二是不同部分的內容相對獨立，沒有系統性。這樣的特點導致教學內容不連續，趣味性差，學生容易聽懂卻難以掌握。經過十多年的教學積累和學習，我們對這門課程進行了補充和調整，首先增添了“種子生殖學”中胚和胚乳發育，主要講述植物受精卵形成后單子葉胚和雙子葉胚的形成過程及不同類型胚乳的形成過程，這部分內容是種子形態和結構前期基礎，補充后植物受精卵如何發育成為不同類型的胚就非常清晰且與后期種子形態類型的劃分完整地銜接起來；其次是增加了前瞻性的研究進展，通過教師的科研項目、企業合作和對外進修等各種渠道收集到的最新研究內容對原教材中“新技術”部分進行補充，增加了與種子形狀相關的基因定位方法及研究動態，在“種子引發”的基礎上補充了其他類型的種子增值技術等；最后就是將教學內容與生產實踐有機結合。如對“種子活力”介紹中將實驗室的測定方法與田間出苗率相結合，并加入作物在逆境中如低溫、缺氧、鹽堿等環節中的萌發特征及變化規律，使得學生對“種子活力”這個較為抽象的概念及其在農業生產中的重要意義有了更加準確的了解。

（二）強化實踐教學環節

種子科學與工程專業是一個培養應用型人才的新興專業，其課程內容與生產實踐緊密聯系。“種子生物學”含有較多的理論基礎，這些又是指導農業生產實踐的重要依據。通過以下環節有效提高學生的理論學習和實踐能力。

1.注重理論聯系實踐。學生“抬頭率”低是目前大學生課堂學習中的存在普遍現象，提高“抬頭率”就要抓住學生的興趣點。“種子生物學”從日常生活出發，開展課堂教學講授。如介紹種子構造知識點按部就班地進行，會很枯燥。把大豆、玉米、水稻、花生和瓜子等日常生活中常見的種子帶到課堂上，以向日葵籽為例，通過實物從外到內，種子結構從果皮、種皮及胚的鑒定，及打開胚后，子葉、胚芽、胚根和胚軸清晰可見，由此拓展到其他具有特殊結構的種子類型，學生的學習興趣會被帶動起來。通過黃豆芽和綠豆芽開始認識幼苗的萌發特點及構造，通過水稻在深水環境中萌發認識到萌發條件中氧含量對幼苗生長起到的重要影響。這樣的“種子生物學”授課吸引學生的注意力，使學生帶著興趣和疑問來學習，收到了事半功倍的效果。

2.設立種子學綜合大實驗。“種子生物學”中的有些實驗項目的完成需要較長的周期，如果按照傳統規定根據課時設課，實驗很難從頭至尾地完成，只能截取其中的一部分內容，學生掌握起來會一知半解。針對這種情況，我們設立了種子綜合大實驗，時間定在周六或周日，實驗時間充裕。如在學習種子引發實驗時，從“種子引發”處理開始，到幼苗生長形態測定及各項生理指標的測定等過程。整個實驗過程需要兩周時間，其中實驗處理和測定利用兩個周末，培養過程一周時間，就可以完成一個較長實驗周期的一個實驗。包括種子DNA提取、PCR擴展及電泳等都可以采用綜合實驗的方式完成。學生從中學習到工作或從事科研活動需要的實驗技能。

3.開展“種子生物學”實踐創新活動。“種子生物學”設立在大學的第四學期，即大二年級的下學期，學生完成了專業基礎課“植物學”、“生物化學”、“植物生理生化”等的學習，這個時期的學生具備了基本的實驗技能和理論基礎，思想上還對專業知識具有較強的好奇心和求知欲，但科研創新和實踐能力尚未形成。此時引導學生參加學校組織的創新和開放實驗室等項目，在教師的指導下他們開展“種子生物學”相關內容的科研實踐活動，所開展的實踐課題可以作為學年論文和畢業論文的前期研究。同時對指導教師提出嚴格要求，所指導的學生從立項、開題、確立實驗方法、數據分析、論文寫作和答辯要悉心指導，學生獨立完成。學生經過這樣的實踐創新訓練后，受益匪淺[6]。

（三）開展“慕課”教學

基于“種子生物學”課程的綜合性和多元化的特點，開展“慕課”教學，能夠很好地幫助學生及時補充和重復學習。這表現在以下三個方面。

1.促進知識點及時學習。“慕課”教學是利用計算機互聯網將課程教學內容以開放式形式呈現于課堂之外，為學生提供足夠的學習空間和時間[7]。由于“種子生物學”各部分內容前后聯系不多，相對獨立，在典型的“慕課”教學過程中，教學內容的“碎片化”特征較符合“種子生物學”課程特點。在“慕課”教學過程中，將教程內容分為四個部分即種子形成前受精卵的分化、種子的靜態生理生化特征、種子休眠與萌動生理變化和種子處理后的生物學特性，每個部分分別劃分成四、二、三和三個單元，將每個單元設定出多個內容完整但簡潔的知識點，錄制成不超過10分鐘的視頻講解圖像，同時配以動漫效果和圖片，學生可以在較短的時間內完成學習內容，還可以選擇性地學習，提高學生的學習興趣。回到線下課堂中，教師的教學內容要更加重視前后知識的連貫性，補充間斷學習導致學生對所學知識系統性和完整性的不足。同時輔助全國名師講授的相同課程的視頻圖像，學生可以拓展觀看。

2.強化學生學習的實時反饋。為了更好地了解學生的學習情況，“慕課”利用互聯網技術，設立了一系列管理方式。如知識檢測試題，即在每個知識點之間都有測試題，觀看視頻后可以順利地通過答題，進入下一個環節的學習，如果解答不出問題進行回放，重新學習。這些測試題又可以作為期末考核的一部分，使得學生開展“慕課”學習有動力，減少期末集中被動記憶造成的學習壓力。同時，教師通過網絡上學生學習信息的實時反饋，了解每個學生的學習狀態、學習習慣；還可以發現“種子生物學”教程內容中學生學習的難點和自身在教學過程中存在的問題，做到互學互長。

3.充分利用“翻轉課堂”的教學潛力。傳統“種子生物學”課堂的“教”與“學”互動、布置作業等教學是督促學生掌握課堂知識的重要環節，開展起來學生較為被動。利用“慕課”學習，學生在線完成知識的學習后，產生的問題和疑惑在線下課堂上提出來，使得線下面對面的課堂成為答疑、交流和知識應用的環節。這種線上與線下教學相結合的方式， 成就了“翻轉課堂”（Flipped Class Model）。在這個過程中教與學也發生了一些變化，學生成為學習的主導者，教師成為啟發、激勵、答疑、解惑的角色，學生學習的主動性極大地提高。同時線上教師也可以開展及時的答疑活動，學生發現問題及時提出，教師及時解答。

二、“種子生物學”教學改革的成效

通過“種子生物學”課程教學的不斷改革，逐步提高了我院專業學生對專業學習的興趣，表現在課堂的出勤率和“抬頭率”的提高上，主動學習的學生增加，參加課程創新科研活動的學生占到本專業學生的85%以上，其中一部分學生還將研究成果發表在國家各類期刊上。學生在科研活動中不僅增強了實踐創新能力，也學會了幫助別人，提高了團隊協作意識。

種子科學與工程專業在我國建立只有幾十年，“種子生物學”課程也是一門新興的學科。我院經過十多年的不斷教學探索和改革，“種子生物學”成為了我院受到學生歡迎的重點建設課程。要高質量地完成課程教學任務還要面臨許多考驗，需要更加深入地了解學科特點，有的放矢開展教學改革活動。此外，根據“種子生物學”的特點，開展不同時期的不同形式的考核，這樣的考試改革也是提高學習質量的重要途徑。“種子生物學”的教學改革對教師也提出了高要求，教師需要更加積極主動地不斷學習和提高自身的專業水平，才能適應現代教學活動。總之，在今后的教學過程中，教師要不斷地探索新的教學方法，使“種子生物學”課程保持新鮮活力。

參考文獻：

[1]宋文堅，胡晉，胡偉民等.“種子生物學”教學改革與實踐

[J].高等理科教育，2009，（1）.

[2]胡晉，宋文堅，胡偉民等.《種子生物學》課程考試改革初

探[J].教改創新，2012，（7）.

[3]王芳.“種子生物學”綜合性試驗的探索與實踐[J].河北

農業大學學報，2011，（4）.

[4]舒英杰，時俠清，王麗華等.“種子生物學”種子科學與工

程專業《種子生物學》課程教學改革探索[J].新課程研

究，2011，（12）.

[5]肖占文，程紅玉，王進.種子生物學課程教學的改革與實

踐[J].河西學院學報，2011，（5）.

[6]王洋.服務于地方農業的種業人才培養實踐教學模式

篇（2）

 

近幾年由于人類的活動，造成不少重金屬如鉛、汞、鎘、鈷等進入大氣、土壤、水中，引起嚴重的環境污染。重金屬鉻Cr是再生水中污染物之一，對人群的健康產生危害[1]。在Cr影響植物生長方面，有人對土壤或沙中栽培的洋蔥和玉米對灌溉水中對重金屬Cr的吸收規律進行了研究[2-3]。楊和連[4]等專家都進行試驗研究了Cr對作物種子發芽的影響[5-6]。近幾年培育高度耐重金屬的植株，成為了育種的難題，在研究重金屬超富集植物吸收、轉運和貯存Zn、Ni、Cd等重金屬的分子機制取得主要進展[7]。根據目前的研究，主要通過鑒定玉米的形態指標和生理生化指標來研究植物的對重金屬的抗性。本試驗是在航天育種的啟發下葉綠素，變微重力為超重力，綜合超重力和重金屬的因素，探討對玉米種子萌發，幼苗形態和葉綠素的影響。探索利用超重力處理植物種子提高其抗重金屬性的生理生化基礎。

1材料與方法

供試材料采用農大108玉米品種。首先對小麥種子用0.1% HgCl2消毒10min，再自來水沖洗徹底后浸種24 h。然后暗培養至大多數種子萌動。隨機抽取30粒種子各5份，以1000g·2h、2000g·1h、4000g·40min、6000g·20min、和8000g·10min進行超重力處理，未離心的種子作為空白對照（CK）。處理后的種子放入含有不同濃度重金屬營養液的苗盆中進行水培，置于25℃恒溫光照培養箱下培養。

培養至胚芽突破種皮長出幼苗，此時期測定種子的發芽率。在第3天測量玉米的形態指標。培養至三葉期，隨機取葉樣進行測定葉綠素。

2結果與分析

2.1 超重力和重金屬對玉米種子發芽率的影響

由圖l可以看出，綜合超重力和重金屬雙重脅迫，當相同超重力處理時，由圖可知隨著重金屬處理濃度的增加，種子的發芽率明顯降低。對實驗的結果進行分析表明超重力為8000 g·10 min高速短時可以降低重金屬對玉米種子發芽率的影響。

圖1 在不同超重力下重金屬Cr對種子發芽率的影響

Fig1 Effects of Cr (Ⅲ)on seed germination underdifferent hypergravity treatments

2.2 超重力和重金屬對玉米種子形態指標的影響

植物的形態指標是判斷植物性狀最直接的一類指標，形態指標中最主要的是植株的芽長和根長論文怎么寫。當種子萌發后，其芽、根的生長完全暴露在外界環境中[9]，直接受到培養皿中Cr的影響葉綠素，故Cr對芽、根生長的影響遠大于對發芽率的影響，如圖2和圖3所示。

1. 根長的分析

當重金屬的濃度為0 mg/L時，6000g·20min 和8000g·10min處理的可促進根的生長。綜合超重力和重金屬雙重脅迫，在1000 g和2000 g超重力處理下可降低重金屬對根長的抑制。

圖2 不同超重力下重金屬對玉米幼苗根長的影響

Fig2 Effects of Cr (Ⅲ)on root length of maize seedlings under differenthypergravity treatments

2. 芽長的分析

當重金屬的濃度為0 mg/L時，8000g·10min處理可促進芽的生長。綜合分析超重力和重金屬對幼苗的影響，在每一種超重力下玉米苗可抵抗不同濃度重金屬的抑制作用，如2000 g的處理中10 mg/L濃度下，幼苗的高度較空白組10 mg/L濃度處理分別增加了58.23 %。

圖3 不同超重力下重金屬對玉米幼苗芽長的影響

Fig3 Effects of Cr (Ⅲ)on bud length of maize seedlings under differenthypergravity treatments

2.3 超重力和重金屬對玉米苗期葉片葉綠素的影響

葉綠素是植物體有機合成的場所，是光能的吸收器，其含量的高低直接決定植株的有機合成能力。提高測定葉綠素a和葉綠素b的含量可判斷植物的有機合成能力[10]。

由圖4、5可知在無超重力處理下，重金屬對葉綠素a、b合成的影響不明顯，除1mg/L濃度外其他濃度的重金屬均抑制了葉綠素a、b的合成。綜合兩因素的共同作用分析表明，2000g和4000 g的處理可以降低重金屬對玉米葉綠素合成的影響。

圖4 不同超重力下重金屬對玉米葉片葉綠素a含量的影響

Fig 4Effects of Cr (Ⅲ)on the chloiophyⅠ(Ca) content of corn’s leaves under differenthypergravity treatments

圖5不同超重力下重金屬對玉米葉片葉綠素b含量的影響

Fig 5Effects of Cr (Ⅲ)on the chloiophyⅡ(Cb)content of corn’s leaves under differenthypergravity treatments

3 討論

本實驗研究超重力處理對玉米重金屬耐性的影響時發現，對玉米進行超重力單因素處理時其發芽率符合趙欣等人的研究結論[11]。超重力和重金屬雙重脅迫對種子發芽率的影響，和超重力單因素處理對種子的影響相似，因為種子發芽時利用自身的營養物質幾乎不受到重金屬的迫害。高速超重力可以促進根長和芽長的生長，低速的超重力抑制它們的生長葉綠素，但抑制作用不明顯。在結果分析中已經分析數據得出結論，在每一個超重力處理組都有抗重金屬較強的植株。形態指標可鑒定植株受重金屬迫害的程度，是一個可以直接表現植株生長狀態的指標。在結果分析中那些形態指標較高的植株，這些植株對重金屬的抗性也較強。可以作為研究植物耐重金屬的鑒定指標。

實驗結果表明，在每一個超重力處理組都有抗重金屬較強的植株。葉綠素含量是表示植物光合器官生理狀況的重要指標[12]。結果表明，短時間脅迫下，葉綠素含量略有增加，這可能是葉綠合成系統的一種激應性反應。當Cr（Ⅲ）脅迫濃度高50 mg/L時，隨著鉻濃度的逐漸增大而下降，這與徐勤松等[15]以鉻處理水車前葉片的結果相似。

參考文獻

[1]紀柱，鉻鹽生產工藝與致癌物[J].化工環保,1999,(3):173-174.

[2]巫常林，黃冠華，劉洪祿，等.再生水短期灌溉對土壤作物中重金屬分布影響的試驗研究叨[J].農業工程學報,2006,22(7):91-96.

[3]徐衍忠，秦緒娜，劉祥紅，等.鉻污染及其生態效應[J].環境科學與技術,2002,23(增刊):8,9,28.

[4]楊和連，車靈艷，盧二喬.重金屬鉻對西葫蘆種子發芽及出苗的影響[J].種子,2004,23(6):60-62.

[5]蔣光月，崔德杰.重金屬Cr對小白菜種子萌發及生長的影響[J].農業環境科學學報,2006,25(增刊);76-79．

[6]鄭愛珍.重金屬Cr污染對辣椒幼苗生理生化特性的影響[J].農業環境科學學報,2007,26(4):1343-1346.

[7]孫健，鐵柏清，錢湛，楊佘維，毛曉茜，趙婷.復合重金屬脅迫對玉米和高粱成苗過程的影響[J].山地農業生物學報, 2005,24(6):514-521.

[8]何翠屏,胡惠蓉.兩種重金屬脅迫對兩種草坪草生長與代謝的影響[J].華中農業大學.

[9]喬琳，盛東風，鄧艷.重金屬銅、鋅、鐵、鉛污染對白菜幼苗鮮重及葉綠素含量的影響[J].廣東農業科學,2010,37(2).

[10]趙欣，王金勝.不同超重力處理小麥、玉米種子對其生理生化指標的影響[J]. 中國農業科技導報，2007,9(6):100-104.

篇（3）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）04（b）-0015-02

種子是農業生產中最基本的生產資料，種子質量的高低直接影響農作物的產量和品質。《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006―2020年）》中明確指出研究種子綜合加工技術是提高種子質量的重要內容。種子加工是實現種子商品化、標準化及科技附加值的重要手段，是促進農業增產的有效措施，是種子產業發展過程的重要組成部分。大量事實表明種子質量就是企業的生命，加強種子加工應用型人才培養，逐步建立起一支高水平、高素質的種子加工技術隊伍已成為不可阻擋的趨勢。

課程作為學生學習知識、提高能力、培養素質的主要載體在應用型特色人才培養體系構建中發揮重要作用。種子加工雖為種子科學與工程本科專業的一門骨干課程，但在課程體系中所占比例還較少，存在內容滯后、重復、前沿理論和最新發展介紹較少等問題。此外，教學內容反映學科交叉與融合性不強、應用實踐內容不足，不利于學生應用創新能力的培養。對此，近年來，青島農業大學種子科學與工程專業本著開闊學生視野，注重學生應用能力培養的原則，關聯擴展，聯系生產，群內互補，資源共享，對種子加工課程進行改革建設，建立一個互動、開放、積極、科學和高效率的教學機制，整合教學資源，最大限度地滿足教學需要，促進教學改革，提高教學效果，在學生意識養成、知識獲取、應用能力培養等方面發揮了積極作用。

1 優化課程體系，構建富有應用型人才培養特色的課程知識結構

種子加工是指從收獲到播種前對種子所采取的各種處理，包括種子干燥、清選分級、包衣包裝等系列工序，以達到提高種子質量，保證種子安全貯藏，促進田間成苗及滿足高產的要求。根據應用型特色種業人才培養目標，優化種子加工課程體系，強化實踐教學環節，制訂大學生能力培養路線，完善知識結構，加大學生動手能力和應用實踐能力的培養。

（1）圍繞種子加工課程核心，將種子生產學、種子生物學、農業機械學等相關內容進行有效結合，建立內容緊湊、邏輯關系緊密、學時分配合理的種子加工課程體系；（2）適當壓縮與其他課程重復的知識內容，增加種子加工先進工藝和設備等的介紹，如，玉米果穗一次烘干工藝。使學生了解種子加工方面的新成就及發展趨勢；（3）通過以下四個方面構建課程知識結構，使學生獲得清晰的學習思路。首先，了解種子產業發展現狀和種子生產加工概況、以及與相關學科的聯系；其次，在理解和掌握種子加工基本原理的基礎上，對主要農作物種子加工工藝流程及主要加工設備有較全面的認識；再次，了解現代化種子加工工廠、國內外先進的種子加工工藝技術等情況；最后，通過種子加工實踐，培養學生綜合應用能力。此外，在學時允許情況下，增加種子加工專題講座，邀請校內外專家學者給學生介紹最新的種子加工研究成果，進而拓寬了學生視野，提高了學生的學習興趣。

2 加強學科知識交叉，豐富和發展種子加工課程教學內容

為滿足當今種業的發展需求及實現青島農業大學“名校工程”對應用型特色人才培養目標的要求，需對種子加工課程內容進行相關知識更新和補充。主要措施包括：（1）在使用原有教材基礎上，如：《種子加工與貯藏》（2008年版，孫群主編，高等教育出版社）、《種子貯藏加工》（2001年版，胡晉主編，中國農業大學出版社），結合使用種子行業培訓教材和國外相關教材，如：《種子加工原理與技術》（2009年版，馬志強、馬繼光主編，中國農業出版社）、《Seeds Handbook： Processing And Storage》（2004年版，Desai B.B.主編， Taylor & Francis）；（2）加強與其他專業學科相關教材知識的交叉融合，如：《農業機械學》（2003年版，李寶筏主編，中國農業出版社），并引入國內外種子加工方面的最新文獻資料；（3）參考《國家農作物種子生產加工操作規程》《國際種子檢驗規程》《農作物種子檢驗規程GB/T3543-1995》以及不同加工設備使用說明書等，編寫種子加工操作手冊；（4）利用去種子企業、生產基地、管理部門調研的機會，收集教學案例，拍攝和制作大量與教學內容相關的圖片和視頻，以補充更新現有教學內容中案例、圖片和視頻的不足，并在原有課件基礎上重新制作成集文字、圖片和視頻為一體的高質量課件。通過上述途徑有效整合、豐富、發展了種子加工課程的教學內容，為應用型特色人才培養奠定了基礎。

3 積極探索多元化教學模式，不斷完善教學方法和手段

傳統課程教學多為按照課本知識內容進行逐章講解，這在一定程度上做到了讓學生掌握其基本技術原理，但缺少對學生個性需求的關注，如，種子加工實驗課，學生依葫蘆化瓢按照教師事先編制的實驗內容、步驟被動完成，實驗報告基本一致，不利于學生應用創新能力培養。故對種子加工課程教學方法手段改革，積極探索多元化教學模式，至關重要。

（1）把學生作為課堂的主體，教師作為主導，采用啟發式、互動式、引導式的教學方法。結合種子加工生產實際，提高案例教學比重，通過案例講解，詳細分析種子加工處理中的關鍵問題和技術要點，并結合課堂討論，激發學生學習積極性，使學生從被動學習轉為主動思考，培養學生發現、分析和解決問題的知識應用能力。

（2）采用多媒體等現代教學手段，可集中學生注意力，激發學生學習興趣，提高學生學習效率和綜合能力，對提高教學質量具有重要作用。種子加工課程是一門與生產實際緊密聯系的課程，許多內容很難用文字闡述清楚，如：種子清選分級。通過播放種子加工視頻則可使學生很容易對知識從理性認識向感性認識轉變，潛移默化地提高了學生知識應用能力，為實訓中參觀實踐工作順利開展奠定基礎。

（3）建立種子加工課程校內網絡資源共享平臺，培養學生自主學習能力。由于種子加工課程內容較多，很難利用上課時間對相關知識點進行深入介紹和擴充。利用學校數字化資源中心，建立種子加工課程版塊（包括課程介紹、教學大綱、教案、教學錄像、課件、參考文獻、學習資源、習題與實踐、交流互動以及鏈接與種子加工相關的網址），可讓學生不受時間限制，了解更多的種子加工方面的研究動態和最新成果，同時也有利于師生、生生通過平臺進行學術討論和交流。

（4）注重學生應用能力考核，有效評價實施效果。學生課程考核方式和要求是種子加工課程改革的重要內容之一。課堂階段考評包括課堂討論（反映學生自主學習、協作和知識應用能力）、課程考試（反映學生對課程基本及重要知識掌握情況）和課程論文（反映學生查閱文獻、思考分析和創新應用能力）三個部分。實踐階段考評包括實踐報告撰寫（反映學生知識應用情況等）、操作規范程度（反映學生動手情況等）和校內外指導教師評價（反映學生的學習狀態等）三個部分。通過以上部分進行綜合考評，極大促進了學生的學習積極性，提高了學生的綜合應用素質。

4 充分利用校內資源，挖掘社會資源，構建應用型特色種業人才培養實踐教學平臺

為了深化學校、科研院所和企業的合作，實現應用型特色人才培養方式的多元化，建立“共同育人、過程共管、責任共擔、利益共享、互惠雙贏”的合作人才培養模式。結合我校種子加工課程實踐教學特點，在實踐環節上應堅持點面結合、抓點帶面，充分利用好校內資源，挖掘社會資源，把實踐基地建設作為本科生實踐應用能力培養的基礎性環節。

（1）加強學科交叉、充分利用校內資源。當代種子加工科學技術的迅速發展越來越依賴于不同學科之間的交叉融合，學科交叉融合是科學技術發展的必然趨勢。種子加工課程內容本身就具有多學科知識領域的橫跨性、交叉性、互滲性。以青島農大為例，課程涉及到的種子加工機械相關部分與機電工程學院、國際田間試驗機械化協會（簡稱IAMFE，現總部在青島農業大學）合作教學。此外，充分利用好校內實踐實訓基地（如我校的膠州農業示范園、萊陽實驗站等）為學生提供了良好的實踐條件。

（2）加強校企合作，挖掘社會資源。積極與校外種子企業、科研院所共同建立了良好的加工實踐平臺。目前我校先后與金海種業、登海種業、山東省農科院、中國農業科學院煙草所等10余個全國著名大型農業企業和科研機構建立了種子加工教學實踐基地，具有“長期化、多樣化、專業化、示范化”的特點，強化了本科生實踐技能的培養。同時為今后學生就業提供了良好的選擇機會。

（3）積極申報加工中心建設相關科研項目。依托學校積極申報市、省、部國家種子加工工程技術中心等項目，通過新建相關科研機構，行使機構職能和功能（如：種子加工技術示范、培訓服務、種子加工設備研發等），為學生提供良好的科研實踐平臺。此外，積極申報種子加工相關課題，通過學生參與課題項目研究，對全面培養學生知識應用能力、提高綜合應用素質具有重要意義。

5 結語

以服務現代種業發展為宗旨，以適應種業產業結構調整和種業產業化發展對種子科學與工程專業人才的需求，以培養高素質、應用型專門人才為目標，青島農業大學種子科學與工程專業從課程體系、教學內容、教學手段和方法、實踐平臺構建等方面積極探索種子加工課程改革與實踐。科學地體現種子加工課程的基礎性、寬廣性和系統性，拓展了課程的深度和廣度，并強調了課程的研究性、實踐性、先進性和前沿性。目前效果初顯，充分調動了學生的學習主動性和自覺性，激發了學生的應用創新意識，培養了學生發現問題、解決問題的能力，提高了學生的綜合應用素質。但目前該課程還正處于改革建設階段，在今后的教學過程中，我們將繼續探索完善課程改革，根據現代種業對應用型特色人才的要求，及時調整教學體系和教學內容，不斷更新知識，更好地向社會和種業輸送應用型特色優秀人才。

參考文獻

[1] 江緒文，王建華.加強種子科學與技術發展，推進種子產業現代化進程[J].中國農學通報，2012：43-45.

[2] 國務院.國務院關于加快推進現代農作物種業發展的意見[J].種子科技，2011（5）：1-3.

[3] 馬志強，馬繼光.種子加工原理與技術[M].北京：中國農業出版社，2009：1-3.

[4] 戴文圣，郭聯華，黃堅欽，等.實施課程建設改革，實現人才培養目標[J].中國科教創新導刊，2008（16）：40-41.

[5] 申長雨，關紹康，張銳.加強課程建設培養創新人才―― “高分子材料成型加工”課程建設隨想[J].中國大學教育，2008（3）：52-54.

[6] 孫群，胡晉，孫慶泉.種子加工與貯藏[M].北京：高等教育出版社，2008：1-5.

[7] 山東省高等教育名校建設工程――青島農業大學應用人才培養特色名校建設方案（內部發行）[D].青島農業大學，2012.

[8] 黃旭明，梁雅梨.師生互動課堂教學模式的實踐與探索[J].高等農業教育，2003（6）：58-60.

[9] 吳承來，孫慶泉，張春慶，等.種子科學與工程專業種子生產加工教學實習的探索與實踐[J].中國種業，2013（6）：26-28.

篇（4）

鹽堿地論文參考文獻：

[1]林巖。鹽堿地發展能源作物蓖麻產業的可行性與對策研究[D].揚州大學，2012.

[2]徐慧。鹽堿地產權安排的農戶行為響應研究[D].南京大學，2012.

[3]鄭永宏。滄州濱海區鹽堿地整理模式研究[D].河北師范大學，2004.

[4]李取生，李秀軍，李曉軍，王志春，宋長春，章光新。松嫩平原蘇打鹽堿地治理與利用[J].資源科學，2003，01：15-20.

[5]徐慧，黃賢金。土地利用政策與鹽堿地農田水利設施管理農戶參與意愿研究[J].中國人口。資源與環境，2014，03：154-160.

[6]楊福，梁正偉。關于吉林省西部鹽堿地水稻發展的戰略思考[J].北方水稻，2007，06：7-12.

[7]張培通，李春宏，郭文琦，張恒友。江蘇省構建沿海灘涂鹽堿地甜高粱產業技術體系的設想[J].江西農業學報，2013，02：17-20.

[8]李汶蔚，董先治，陳詩琪，劉美麟，彭夢楠。吉林省鹽堿地作物經濟效益與生態效益研究[J].經營管理者，2015，16：150.

[9]楊富億，李秀軍，王志春，趙春生。東北蘇打鹽堿地生態漁業模式研究[J].中國生態農業學報，2004，04：183-186.

[10]姜麗芳。鹽堿地改造項目績效分析[J].農業技術與裝備，2013，22：17-18.

鹽堿地論文參考文獻：

[1]趙國臣，郭唏明。吉林省重鹽堿地生態農業及人才培養事業科技與示范[J].農村天地，2000，06：32.

[2]秦韌，王學鋒，劉樹堂。鹽堿地改良研究進展-東營市河口區“上農下漁”改良模式[J].當代生態農業，2005，Z1：32-34.

[3]李彬，王志春，孫志高，陳淵，楊福。中國鹽堿地資源與可持續利用研究[J].干旱地區農業研究，2005，02：154-158.

[4]岳耀杰，張峰，張國明，張化，徐品泓，王靜愛。濱海鹽堿地利用變化與優化研究--以黃驊市“臺田-淺池”模式為例[J].資源科學，2010，03：423-430.

[5]徐仁海。內蒙地區次生鹽堿地防治措施的探討[J].中國水利，1962，09：22-28.

[6]吳寶新。鹽堿地水果生產的經濟效果[J].新農業，1980，15：26-27.

[7]薛鳳霄，閻贊堯。應縣鹽堿地的綜合治理[J].山西農業科學，1983，08：5-6.

[8]付興國。從土地規劃角度談黃淮海平原鹽堿地資源的開發治理問題[J].河南科技，1983，06：8-11.

[9].東北及內蒙四省區水利科協作鹽堿地改良技術討論會會議紀要[J].內蒙古水利科技，1984，01：2-4.

[10]陳秀玲，方生。鹽堿地的綜合治理與經濟效益[J].中國水利，1984，02：25-26.

[11]伍黎芝，底艷。干旱區鹽堿化土地整理工程實證研究--以陜西省蒲城縣鹵泊灘土地整理項目為例[J].農業工程學報，2005，S1：179-182.

[12]金連勝。吳橋縣在鹽堿地上創出噸糧田[J].河北農業科技，1990，04：5-6.

[13]楊力。遼寧省紫豐葡萄第二次協作網會在省鹽堿地所召開[J].鹽堿地利用，1986，05：46+6.

[14]尤彩香。大力開發利用沿海鹽堿地擴大棉花種植面積[J].中國棉麻流通經濟，2012，01：10-12.

[15]王文杰，賀海升，祖元剛，趙修華，楊磊，關宇，許慧男，于興洋。施加改良劑對重度鹽堿地鹽堿動態及楊樹生長的影響[J].生態學報，2009，05：2272-2278.

[16]關元秀，劉高煥，王勁峰。基于GIS的黃河三角洲鹽堿地改良分區[J].地理學報，2001，02：198-205.

[17]羅廷彬，任崴，謝春虹。新疆鹽堿地生物改良的必要性與可行性[J].干旱區研究，2001，01：46-48.

[18]張建鋒，張旭東，周金星，劉國華，李冬雪。世界鹽堿地資源及其改良利用的基本措施[J].水土保持研究，2005，06：32-34+111.

鹽堿地論文參考文獻：

[1]劉陽春，何文壽，何進智，沈振榮。鹽堿地改良利用研究進展[J].農業科學研究，2007，02：68-71.

[2]李茜，孫兆軍，秦萍。寧夏鹽堿地現狀及改良措施綜述[J].安徽農業科學，2007，33：10808-10810+10813.

[3]賀海升，王文杰，朱虹，祖元剛，張衷華，關宇，許慧男，于興洋。鹽堿地土壤改良劑施用對種子萌發和生長的影響[J].生態學報，2008，11：5338-5346.

[4]劉建紅。鹽堿地開發治理研究進展[J].山西農業科學，2008，12：51-53.

[5]吳立全。鹽堿地改良模式現狀與探索[J].吉林省教育學院學報（學科版），2008，02：51-52.

[6]賈廣和。鹽堿地綜合整治與開發研究[J].西南林學院學報，2008，04：112-114.

[7]馬奔，黃賢金，陳志剛，呂曉，王佳麗，徐慧，張墨逸。區域鹽堿地改良技術的農戶選擇意愿及影響因素--基于江蘇省濱海鹽堿區133戶農戶的調查[J].中國農業大學學報，2013，02：202-210.

[8]郭世乾，崔增團，傅親民。甘肅省鹽堿地現狀及治理思路與建議[J].中國農業資源與區劃，2013，04：75-79.

篇（5）

[10] SANDERS K F. Orange harvesting systems review[J]. Biosystems Engineering，2005，90（2）：115-125.

[11] 費喜敏，湯 勇，徐秀英，等.農戶層面的山區特色林業可持續發展能力分析——以浙江臨安山核桃為例[J].林業經濟問題，2009，29（3）：218-222.

[12] 樓葉青.山核桃安全采摘裝備更新換代 既安全又方便[EB/OL].http：/// html/main/xxkdView，2012-07-13.

[13] 浙江大學.高空采摘作業保護裝置[EB/OL]. http：///project/9155， 2012-08-09.

[14] 吳 昊，董希斌.林木種子采收技術與裝備研究進展[J].森林工程，2011，27（4）：24-29.

[15] 張鐵軍.移動式水果采摘梯[J].新疆農機化，2008（3）：49.

[16] 曾婉華. 國外林木種子收集技術的分析（綜述）[J].林業機械，1985（3）：45-47.

[17] 方勤敏，劉小燕，劉少山.1STZ-25型上樹采種（果）設備的研究與設計[J].林業機械與木工設備，2000，28（6）：10-12.

[18] 曹雙喜，曹雙邊.水果采摘梯[P].中國專利：CN 882149628， 1989-12-27.

[19] 邱定武.蜈蚣型采摘踏板[P].中國專利： CN 202232187U，2012-05-30.

[20] 杜志宏.果實采摘器[P].中國專利：CN 201127192，2008-10-08.

[21] 蘇和生，余哲學.一種果實采摘器[P].中國專利：CN 201182085， 2009-01-21.

[22] 倪繼正，陳曉蕙.一種山核桃采摘器[P]. 中國專利：CN 201378951， 2010-01-13.

[23] 陳 浩.一種果實采摘器[P].中國專利：CN 201639998U，2010-11-24.

[24] 胡蝶飛.一種果實采摘器[P].中國專利：CN 201682807U，2010-12-29.

[25] 雷澤民，宋春喜，趙永峰.果實采摘機[P]. 中國專利：CN 201213381 751100， 2009-04-01.

[26] 武際可. 甩鞭子為什么會響？——兼談鞭鞘效應[J].力學與實踐，1995，17（5）：72-73.

[27] 藍 峰，蘇子昊，黎子明，等.國內外果園采摘機械的研究及發展探討[A].2010國際農業工程大會“十二五”低碳農業裝備技術創新研究分會場論文集[C]. 北京：中國農業機械學會，2010.19-24.

[28] 張進疆.澳大利亞的核桃采收與加工[J].新疆農業科學，1999（6）：281-283.

[29] 張曉文.林木種子（球果）振動采集技術現狀及展望[J]. 北京林業大學學報，1996，18（1）：84-88.

[30] 陳瑞賢. TD-40型抖動式林木采種裝置[J]. 林業機械，1990（4）：36-37.

[31] 張 蘭，遲玉敏，洪天池，等.便攜式振動采種機的研制[J]. 森林工程，1997，13（1）：43-44.

[32] 姚文斌，俞偉鵬，張 蔚.便攜式山核桃采摘裝置[P].中國專利：CN 102246636A，2011-11-23.

[33] 趙偉忠，徐建鋒.一種便攜式振動果實收獲機[P].中國專利：CN 201120166884X，2012-01-11.

[34] 陳 度，杜小強，王書茂，等.振動式果品收獲技術機理分析及研究進展[J].農業工程學報，2011，27（8）：195-200.

[35] 王 綱，李秀剛，田 真，等.電動采摘車[P].中國專利：CN 2747846， 2005-12-28.

[36] 汪咸吉，盧秀姣，方衛國，等.乙烯利催落山核桃果實試驗[J]. 浙江林學院學報，1995，12（1）：103-105.

[37] HARRELLR C， ADSITP D， POOL T A， et al. The florida robotic grove-lab[J]. Transactions of the ASAE，1990，33 （2）：391-399.

篇（6）

1 算法分析

設total 為報考相應專業的考生總人數，count為每個考場的人數最大考生數，rc為考場數，i為考生報名編號，設集合A為已生成的考場號和座位號的元數據集合。Ai為第i為考生的考場號和座位號的二元組。（Ai∈A）

2 數學建模

公式1：Aj=f（a，b）0

其中Aj A

Aj為第j位考生的考場號和座位號，Aj應不在已生成的考生考場號與座位號集合中。

公式2：rc=g（total， count）=total/count+1當 total mod count≠0；其中rc為考場數

公式3：b=h（count）=Random（count）+1

公式4：a=l（rc）=Random（rc）+1

3 算法描述（java語言）：

3.1考場數目計算

根據公式2得到以下算法：

int room=total%count==0？total/count：total/count+1；

3.2設置已生成考號集合

int rncode=new int [total][2]；

3.3設置考場隨機編碼

根據隨機產生器得到考場編碼：

Random random=new Random（）；//設置座位隨機產生器

int coucer=0；//設置游標指針初值為0；

3.4考場號和座位號算法

根據公式1-4，采用循環為每一個考生計算并生成考場號和座位號，為生成考號提供了數據基礎。

while（coucer

int r=0，c=0；

r=random.nextInt（room）+1；//隨機獲得考場號

c=random.nextInt（count）+1；//隨機獲得座位號

//判斷當前考場號的當前座位是否在已生成集合中，如果在//重新生成并繼續判斷直到當前考場號和當前座位號不在//集合中時將其存入已生成集合。

for（int i=0；i

if（rncode[i][0]==r&&rncode[i][1]==c）{

r=random.nextInt（room）+1；

c=random.nextInt（count）+1；

i=0；

}

}

rncode[coucer][0]=r；

rncode[coucer][1]=c；

coucer++；

}

4 算法總結

該算法首先采用數學建模建立隨機分配考場和座位的數學模型，從而保證了算法的正確性和科學性。再結合算法分析，依據報考人數和考場最大人數為每一位考生隨機生成考場號和座位號。為了保證考場號和座位號的唯一性，算法中提供了相應的控制機制來智能排除重復結果保證每一位考生獲得的考場號和座位號唯一。該算法復雜度大，執行效率欠佳。

5 算法改進

5.1影響算法復雜度的主要原因

通過分析我們不難發現，上述算法的主要開銷用在沖突檢測上，所以改進算法的主要途徑也應該放在改進檢測算法上。

5.2改進方案

為了實現沖突域快速定位，我們設置一個長度為total的標志：

boolean flag =new boolean [total]；

通過檢測第m位是否為true 即可檢測沖突。考場號和座位號可依據如下公式算得：

r=m/total//獲得考場號

c=m%total//獲得座位號

5.3改進算法實現

while（coucer

//生成隨機種子

int m=random.nextInt（total）+1；

//判斷種子是否存在，若存在則重新生成

while（flag[m]）{

m=random.nextInt（total）+1；

}

flag[m]=true； //設置標志位

//根據種子生成考場和座位

int r=m/total；

int c=m%total；

rncode[coucer][0]=r；

rncode[coucer][1]=c；

//游標自加

coucer++；

}

6改進算法總結

改進算法通過對影響排座算法復雜度的主要原因進行分析，找到了大幅度降低算法復雜度的方法，使得改進后的算法在保持原有優點的基礎上，執行效率大幅度提升，更符合實際應用。

本算法關鍵在于數學模型的建立， 結合實際考場編排問題的一些常見約束條件和優化目標，提出對該問題的一種特定的解決方案，對如何合理、完善、快速的編排考場具有重要的意義。

參考文獻：

[l]楊穎輝，魏彩娟.運用VFP8.0實現CET監考隨機分配.科技創新導報，2010.

[2]范玉順，二基工握合算法的研究生招生考試考試座位編排系統研究與應用[D].中南大學碩士學位論文，2011.

[3]馮向萍，張太紅，李萍.高考考場編排算法研究.新疆農業大學學報，2008.

[4] AnanyLevitin.算法設計與分析基礎.北京：清華大學出版社，2004.

[5]王玲.分布估計算法在排考中的應用[D]，碩士學位論文.長沙：湖南師范大學，2008.

[6]蔡木生.高校自動排考算法的設計與實現[J].計算機工程與應用 .2010.

篇（7）

目前在黃瓜育種中,廣大科研工作者利用生物技術結合常規育種方法,創新了一大批含有優異基因的黃瓜育種材料,培育出多個豐產、優質、多抗品種。生物技術在黃瓜遺傳育種上的應用非常廣泛,下面介紹在這方面已取得的一些重要進展。

2分子標記技術在黃瓜遺傳育種中的應用

2.1黃瓜基因的分子標記

開展基因分子標記研究是進行分子標記輔助選擇育種、分離和克隆基因的基礎。“十五”期間,我國科研工作者建立了適合黃瓜的RAPD、AFLP和SSR標記的優化反應體系,并對黃瓜的多個基因進行了分子標記。

錢忠英等[2]優化的黃瓜RAPD反應體系為:PCR程序94 ℃預變性3 min,94 ℃變性30 s,37 ℃復性30 s,72 ℃延伸2 min,循環40周,最后72 ℃延伸7 min為佳;模板DNA的適宜濃度為2.5～5 ng/μL,引物濃度為0.6 mol/μL,dNTPs濃度為0.25 mmol/L,Mg2+濃度為1.875 mmol/L。張桂華等[3]建立了適合黃瓜的AFLP反應體系:在50μL酶切連接體系中,取300 ng基因組DNA進行雙酶切和接頭連接,然后取4μL酶切連接產物進行預擴增,預擴增產物稀釋30倍后,采用“2+3”選擇性擴增引物組合用于選擇性擴增可以得到很好的擴增效果。葛風偉[4]等摸索了適宜黃瓜的SSR反應體系,認為在25Μl PCR反應體系中,Mg2+的最適濃度為0.2 mmol/L;dNTP最適濃度為0.2 mmol/L;反應體系中Taq聚合酶宜加入1U,引物應加入30 ng;DNA最適濃度為5 ng/μL。另外,劉殿林[5]、張正奇[6]、孫敏[7]等也對黃瓜基因組DNA提取方法和RAPD反應體系進行了探索。

基因分子標記方面,陳勁楓等[8]利用RAPD技術獲得了黃瓜全雌性特異的片段B111000。婁群峰等[9]篩選得到了與黃瓜全雌性F基因連鎖距離為6.7 cM的AFLP標記TG/CAC234,并將該標記轉化為SCAR標記SA166。張桂華等[10]找到2個與白粉病抗病相關基因連鎖距離為5.56 cM的AFLP標記,目標片段的大小分別為238 bp和236 bp。張素勤等[11]研究并獲得了與控制黃瓜霜霉病和白粉病的感病QTLs均緊密連鎖的顯性AFLP標記:E25M632-103。該標記從分子水平說明黃瓜霜霉病和白粉病的某個感病QTLs是連鎖的。丁國華[12]篩選得到與抗霜霉病基因dm連鎖不十分密切的CsRGA3標記。在dm和CsRGA3之間還檢測到黃瓜白粉病抗病基因pm的存在,顯示了dm和pm存在連鎖關系。國艷梅[13]篩選到的AFLP標記E4M6和E5M5,分別與黃瓜營養部分苦味基因Bi連鎖,距離15.0 cM;和不苦基因bi連鎖,距離18.8 cM。顧興芳等[14]找到了與黃瓜果實苦味基因Bt緊密連鎖的兩個顯性AFLP標記E23M662-101和E25M652-213,與Bt的遺傳距離分別為5 cM和4 cM,且位于Bt兩側。Thomas等[15]以WⅡ983G×Strait8的55個F2+代個體和Iudm1×Strait8的90個F2+代為研究群體,從960對RAPD引物產生的135個多態性標記中篩選出5個與黃瓜霜霉病基因(dm)緊密連鎖的標記:G14-800、X15-1100、AS5-800、BC519-1100和BC526-1000。

2.2黃瓜遺傳圖譜的構建與基因定位

1994年,Kennard等[16]以G421×H-19獲得的F2+群體為材料,構建了一張總長為766 cM的遺傳圖譜,該圖譜由10個連鎖群組成,包含了58個位點標記,2個位點之間的平均距離為(21±8)cM。同時利用種間雜交GY14×PⅡ83967獲得F2+群體構建了含有70個位點,10個連鎖組群,總長480 cM的連鎖圖譜。1997年,Serquen等[17]以G421×H219雜交的100個F2+株系為試材利用RAPD技術構建了一個含有80個位點的連鎖圖譜,包含了77個RAPD標記,3個形態標記,分為9個連鎖組群,整合長度628 cM,平均標記間隔7.8 cM。

2000年,Danin-Poleg等[18]以GY14×PⅡ83967為材料,用SSR標記技術構建了黃瓜的遺傳圖譜,將14個SSR標記定位到8個連鎖組群中,整合圖譜總長為783.2 cM,并發現其中有9個標記與甜瓜相同。Bradeen等[19]利用Joinmap軟件,以G421×H219的雜交后代群體為研究對象,整合出含有10個連鎖群,255個標記,總長為538.6 cM的遺傳圖譜,平均標記間隔為2.3 cM。又以GY14×PⅡ83967為材料,構建了一張包括了15個連鎖組群,197個標記,整合圖譜長度為450.1 cM的黃瓜遺傳圖譜。Park等[20]利用對番木瓜環斑病毒(PRSV-W)和南瓜花葉病毒(ZYMV)敏感的“Straight8”和對PRSV-W、ZYMV有抗性的TMG1(TaichungMouGua)的F6代重組自交系(RLs)為材料,構建了包含353個位點,12個連鎖組群的連鎖圖譜。Fazio等[21]采用G421×H219獲得的171個RLs和216個F2+單株構建了包含14個SSR標記、24個SCAR標記、27個AFLP標記、62個RAPD標記、1個SNP標記和3個重要形態學標記(雌性,有限生長和小葉),分為7個連鎖組群,總長為706 cM的遺傳圖譜。Young等[22]以黃瓜抗病毒和感病毒的親本組成的重組自交系進行AFLP、RAPD、RFLP標記,并構建了353個位點的黃瓜圖譜。

“十五”期間,我國科研工作者構建了2張黃瓜遺傳圖譜,其一是張海英等[23]利用黃瓜重組自交系為作圖群體,構建的包含9個連鎖組群,共有234個分子標記的連鎖圖譜,其中包括141個AFLP標記、4個SSR標記和89個RAPD標記,覆蓋基因組長度727.5 cM,平均圖距3.1 cM。應用該圖譜對控制黃瓜耐弱光的數量性狀基因(QTL)進行了研究,將影響葉面積增長量的5個QTL分別定位在LG1、LG7和LG9連鎖群[24]。其二為李效尊等[25]利用F2+代群體,構建的包含77個SRAP標記和79個RAPD標記的遺傳圖譜,分屬4個大的連鎖群和5個小的連鎖群,總長度1110.0 cM,平均間距為13.7 cM。并將側枝基因(lb)定位在一個大的連鎖群上,其兩側標記是OP-Q5-1和OP-M-2-2,與lb的間距分別是9.3 cM和15.9 cM;將全雌性基因(f)定位在一個小的連鎖群上,其兩側標記是OP-Q5-2和BC151,與f的間距分別是13.8 cM和13.6 cM。

2.3分子標記在黃瓜親緣關系和遺傳多樣性上的研究

分子標記技術以其準確性高、速度快、周期短而較多地應用于黃瓜種質親緣關系分析和種質資源多樣性檢測方面。利用RAPD標記進行研究的報道有:張海英等[26]分析了華北型與歐洲溫室型品種的雜交后代的遺傳漂移情況,進行了初步的遺傳分析以及F2+個體的基因型分析。劉殿林等[27]分析了39份黃瓜材料的遺傳差異,不同材料間的遺傳距離(D)在0.0642～0.592之間,并根據遺傳距離,按UWPGA法進行了聚類分析。夏立新等[28]計算出黃瓜親本間分子遺傳距離,研究了田間園藝性狀與分子遺傳距離間各種相關曲線的相關系數。陳勁楓等[29]對黃瓜屬的22份材料的親緣關系進行了研究,聚類分析為2群:CS群(黃瓜、西南野黃瓜及野黃瓜)和CM群(甜瓜、菜瓜、野生小黃瓜及非洲角黃瓜)。莊飛云等[30]也將23份材料按親緣關系聚類為黃瓜、近緣野生種、種間雜交種和甜瓜亞屬種4類。李錫香等[31]分析了66份黃瓜種質基因組DNA,將供試種質分為8個組群。另外,利用RAPD標記可以從分子水平上探測黃瓜親本自交系與其雜種F1代的遺傳差異[32]。

AFLP技術也經常用在親緣關系和遺傳多樣性研究上面。王志峰等[33]利用AFLP技術對包括80份山東黃瓜地方品種和24份其他地區品種的遺傳親緣關系進行了研究,聚類分析結果顯示:山東黃瓜地方品種與日本品種和歐美品種分屬不同類群或亞類群,山東地方品種分為8組,各組內生態類型基本一致。AFLP分析計算出15份密刺類黃瓜品種的遺傳距離在0.033～0.686之間,聚類分析分為8類,新泰密刺和山東密刺遺傳差異較小,與長春密刺遺傳差異較大[34]。李錫香等[35]以8對引物對70份不同來源的野生和栽培黃瓜種質基因組DNA進行AFLP分析,將供試種質聚類為3大種群:西雙版納黃瓜組群、印度野生黃瓜組群和栽培黃瓜組群。Zhuang等[36]用RAPD和SSR分析黃瓜野生種、半野生種的親緣關系,二者的遺傳分析結果具有很高的協調性,二者遺傳距離的相關系數為0.94。

另外,李俊英等[37]發現在不同黃瓜品種的線粒體中存在類質粒分布的差異,其存在有一定隨機性,不同品種中的同一種類質粒間具有同源性。

2.4黃瓜基因的克隆與表達

黃瓜基因克隆有多篇報道。康國斌等[38]克隆得到了在黃瓜冷敏型品種低溫鍛煉異表達基因的cDN段(ccr18),大小為639 bp。在基因組中以單拷貝或低拷貝形式存在。ccr18基因與黃瓜低溫鍛煉相關,與擬南芥染色體IIIBAC庫中的F14P3基因組序列具有88 %的同源性。白吉剛等[39]擴增出黃瓜生長素結合蛋白基因(ABPl)cDN段,大小約為800 bp,該基因在開花前1 d的子房中表達信號較弱,在授粉后2 d、4 d和6 d的幼果中表達增強。丁國華等[40]利用簡并引物從黃瓜基因組DNA中分離得到15條同時具有特征保守域結構的NBS類型抗病基因同源序列(RGA),翻譯產物與許多抗病蛋白有較高的同源性。

牛林海[41]克隆了黃瓜HMG(high mobility group proteins)基因,并認為該基因是單拷貝,具有組織特異性表達,在根中表達最強。葉青靜[42]測定了黃瓜果實組織中的與細胞分裂相關的精氨酸脫羧酶(ADC)基因cDNA序列(約1.83 kb)、與細胞膨大有關的擴張蛋白基因cDNA序列(約786 bp)以及一條酸性轉化酶的cDNA全長序列(約2.25 kb)。李志英[43]獲得了正常和“花打頂”黃瓜之間的2個差異片段所在基因的全長cDNA序列,分別定名為CUATP和CuADC。“花打頂”植株中CUATP的表達明顯減少,而CuADC表達量增加。梅茜[44]構建了黃瓜幼果的cDNA文庫,得到139個表達序列標簽(ESTs),其中有97條與已知基因高度相似,36條為低度相似序列,在GenBank中未找到匹配同源序列的ESTs為6個。婁群峰[45]從中國弱雌性黃瓜中克隆出了全長為1024 bp的ACC合酶基因,包含6個開放閱讀框,不同生態型黃瓜中ACC合酶基因序列保守性很強。不具有性型特異性,但在植株不同部位表達程度存在明顯差異。

2.5黃瓜雜種純度及品種指紋圖譜分析

黃瓜種子純度鑒定的常規方法是根據田間表現性狀進行鑒定,后來發展為利用同工酶的方法,但二者都有一定的缺陷。利用分子標記技術鑒定黃瓜種子純度,可以在苗期甚至種子階段進行,高效快速、穩定可靠。克服了傳統田間檢驗要根據植株園藝性狀進行而導致的費時、費力等缺點。但相關報道比較少。

王和勇[46]研究表明,黃瓜不同組織器官的DNA對RAPD擴增無影響,均可獲得一致的指紋圖譜,并建立了種子純度鑒定的RAPD的反應體系。孫敏[47]等通過RAPD標記鑒定和分析了黃瓜品種真實性,也建立了適宜黃瓜種子純度鑒定的RAPD指紋圖譜。金紅等[48]研究了抗除草劑基因在黃瓜雜種純度快速鑒定上的應用,摸索出田間抗性鑒定和室內種子抗性鑒定的除草劑臨界濃度,建立了一套在種子發芽階段或2片真葉期進行黃瓜雜交種純度鑒定的新技術。

2.6分子技術鑒定黃瓜病害

王惠哲等[49]以感病組織和健康組織總RNA為模板,進行cDNA合成和PCR擴增,對75份黃瓜病毒病樣本進行了檢測,結果從感病組織中擴增出與預期的425 bp大小一致的目標片段,而健康組織無此擴增產物;29份材料檢測到TMV,檢出率達38.67 %。同樣的方法,也檢測到黃瓜上的西瓜花葉病毒2號(WMV22)[50]。李淑菊等[51]利用RT-PCR對黃瓜病毒毒原種類進行檢測。陳潔云等[52]用同樣技術明確了ZYMV和CMV是浙江及其周邊地區侵染葫蘆科植物最主要的病毒種類,夏季CMV普遍發生,ZYMV主要發生在秋季。

3黃瓜組培技術與單倍體和三倍體培養

利用對黃瓜離體組織的培養,通過愈傷組織和胚狀體兩條途徑均可獲得再生植株。何曉明等[53]建立了子葉及下胚軸離體培養體系,通過愈傷組織分化出的不定芽獲得再生植株。郭德章等[54]將分離純化的黃瓜子葉原生質體,培養于mKM8p液體培養基中,原生質體可持續分裂至愈傷組織形成。當再生的愈傷組織直徑達0.5～1.5 cm時,及時轉入改良的MS附加不同生長激素的培養基上誘導分化及再生,結果產生大量體胚并再生成植株。

不少報道對黃瓜組織培養的影響因素做了探討。侯愛菊等[55]認為外植體類型、基因型及植物生長調節劑對誘導黃瓜直接器官發生有顯著影響,子葉節是最佳的外植體類型。楊愛馥等[56]研究認為愈傷組織誘導階段和胚胎發生階段分別采用9 %和6 %的蔗糖濃度,可促進體細胞胚胎發生;胚誘導培養基中添加6-BA 0.5 mg/L,以及愈傷組織誘導階段甘露醇與蔗糖配合使用,可提高體細胞胚胎發生率。梅茜等[57]研究表明,苗齡和ABA是影響子葉分化形成不定芽的顯著因素;加入適量的AgNO3可改善黃瓜愈傷組織的質地、促進芽的形成。與曹利仙等[58]試驗結果相同。郭德章等[54]認為Ca2+濃度對黃瓜原生質體的穩定和細胞分裂有重要影響。李云等[59]研究后認為赤霉素處理離體黃瓜子葉不能誘導花芽分化,萘乙酸的促進作用不明顯,激動素KT1.0誘導花芽分化的頻率最高。但周俊輝等[60]認為l/2 MS培養基中附加0.10 mg/L 6-BA能顯著提高離體黃瓜子葉的開花率,White培養基中附加2.00 mg/L的KT開花率也有明顯提高。相同濃度的L-丙氨酸和L-酪氨酸均明顯促進黃瓜子葉開花,而甘氨酸對黃瓜子葉開花則有一定的抑制。

在黃瓜單倍體和多倍體培養方面,杜勝利等[61]在國內首次建立了一整套通過未受房離體培養產生黃瓜單倍體植株的技術體系,再生頻率達25 %。雷春等[62]通過射線輻射花粉授粉并結合胚培養從3個基因型中獲得了單倍體植株。陳勁楓等[63]研究了異源三倍體黃瓜的離體繁殖的培養基配方最佳的不定芽誘導培養基為:MS + 6-BA 2.2 mg/L和MS + 3.0 mg/L KT + 0.2 mg/L NAA,然后叢生芽在MS + 0.2 mg/L 6-BA的培養基上伸長大約10 d后取整齊一致的芽在1/2 MS + 0.2 mg/L 6-BA培養基上生根。

4黃瓜遺傳轉化體系建立及基因工程改良

基因工程技術是現代生物技術改良作物品種的關鍵技術之一,在農業生產中有著廣泛的應用前景。可應用于黃瓜上的轉基因方法有農桿菌介導法、基因槍法、花粉管通道法和電激法等,目前以農桿菌介導法為主要方法。近幾年來,廣大科研工作者研究和建立了黃瓜高效遺傳轉化體系,并通過農桿菌介導將CMV-CP、CBF3、Cor15A、Chi、Glu、CTB/CS3、RS等基因導入黃瓜基因組。

陳崢等[64]的研究表明,在共培養的菌液中添加乙酰丁香酮,明顯提高外植體的愈傷組織誘導率;延長農桿菌與外植體的共浸染時間至40 min,外植體的存活率和出芽率顯著提高。姚春娜等[65]試驗表明,超聲波處理可以明顯提高農桿菌對外植體的轉化頻率。侯愛菊等[66]建立了一套黃瓜遺傳轉化體系,適宜的選擇壓力為卡那霉素30 mg/L。金紅等[67]也對影響遺傳轉化體系的因素進行了摸索。于靜[68]、孫蘭英[69]、趙雋等[70]均認為子葉節是黃瓜遺傳轉化體系的最佳外植體,最適宜的芽誘導培養基為MS + 6-BA 0.5 mg/L;子葉節預培養1～2 d,在添加6-BA 0.5 mg/L、乙酰丁香酮100μmo1/L,pH 5.2的MS培養基上進行培養,遺傳轉化效率最高。利用TDZ從子葉節上誘導出再生芽,效果優于BA。

金紅等[67]將抗除草劑基因bar導入到黃瓜子葉中,獲得落地轉化株系。鄧小燕等[71]構建成植物表達載體Pbinp-35S-CBF3。通過農桿菌介導轉化黃瓜子葉,獲得了具有卡那霉素抗性的黃瓜再生植株。張興國[72]等也將冷cbf3基因和corl5a抗寒基因導入黃瓜基因組,創制出耐寒黃瓜新材料。白吉剛等[73,74]將擬南芥生長素結合蛋白基因轉化黃瓜,獲得的轉基因植株單性結實能力增強。通過黃瓜離體子葉不定芽再生體系,陳麗梅[75]和林建麗[76]已分別將熒光素基因(luc)、ATT1基因和花生白黎蘆醇合酶(RS)基因導入黃瓜,獲得了陽性轉基因植株。柏錫[77]獲得了轉組織型纖溶酶原激活劑基因的黃瓜植株。張國廣[78]將來源于菜豆的幾丁質酶(Chi)基因和克隆自煙草的β-1,3-葡聚糖酶(Glu)基因導入3個基因型的黃瓜基因組中。侯愛菊[66]、孫蘭英[69]和楊成德[79]也利用農桿菌介導法將菜豆幾丁質酶基因導入黃瓜。

5存在問題及展望

黃瓜有7對染色體,染色體組總長度750～1 000 cM,高飽和的分子連鎖圖應具有7個連鎖群。目前構建的遺傳圖譜相對不飽和,整合后的連鎖圖譜雖然密度增加,但是不能覆蓋整個基因組。被定位到圖譜上的分子標記不多,與重要性狀緊密連鎖的標記就更少。因此,仍需對黃瓜分子標記進行研究,找到與性狀緊密連鎖的標記,為分子標記輔助育種和基因的定位克隆奠定基礎。黃瓜組織培養以二倍體的研究居多,單倍體和多倍體的研究較少,黃瓜單倍體組織培養的技術在國內仍未成熟,黃瓜轉基因技術也還停留在研究階段,與實際應用還有相當差距,今后尚需進一步研究。

參考文獻

[1] 姜健.生物技術在農業發展中的應用[J].農業與技術,1999,19(3):8-11.

[2] 錢忠英,蔡潤,潘俊松,等.黃瓜RAPD體系的優化與應用[J].上海交通大學學報(農業科學版),2003,21(3):208-213.

[3] 張桂華,杜勝利,鞠秀芝,等.黃瓜AFLP反應體系的建立[J].華北農學報,2004,19(2):10-12.

[4] 葛風偉,張海英,陳青君,等.黃瓜SSR反應體系的建立[J].華北農學報,2004,19(2):5-9.

[5] 劉殿林,楊瑞環,哈玉潔,等.黃瓜基因組DNA提取與RAPD分析[J].華北農學報,2002,17(4):9-12.

[6] 張正奇,鄒敏芬,熊勁芳,等.黃瓜DNA的提取研究[J].湖南大學學報(自然科學版),2003,30(6):31-33.

[7] 孫敏,喬愛民,王和勇,等.黃瓜DNA提取及其RAPD-PCR反應體系的優化[J].種子,2004,23(6):9-14.

[8] 陳勁楓,婁群峰,余紀柱,等.黃瓜性別基因連鎖的分子標記篩選[J].上海農業學報,2003,19(4):11-14.

[9] 婁群峰,陳勁楓,MollyJahn,等.黃瓜全雌性基因連鎖的AFLP和SCAR分子標記[J].園藝學報,2005,32(2):256-261.

[10] 張桂華,杜勝利,王鳴,等.與黃瓜抗白粉病相關基因連鎖的AFLP標記的獲得[J].園藝學報,2004,31(2):189-192.

[11] 張素勤.黃瓜霜霉病和白粉病抗性遺傳機制及其分子標記研究(博士畢業論文).2005.

[12] 丁國華.黃瓜抗病基因同源序列的克隆及其對霜霉病抗病基因標記的研究(博士畢業論文).2004.

[13] 國艷梅.黃瓜苦味遺傳規律研究及AFLP分子標記(碩士畢業論文).2003.

[14] 顧興芳,張素勤,張圣平,等.黃瓜果實苦味Bt基因的AFLP分子標記[J].園藝學報,2006,33(1):140-142.

[15] Thomas H,Staub J E,Claude Thomas.Linkage of random amplified polymorphic DNA marker stodowny mildew resistance in cucumber (CucumissativusL.)[J].Euphytica,2000,115:105-113.

[16] Kennard W K,Poetter K,DIjkhuIzen A,et al.Linkage samong RFLP,RAPD,isozyme,disease-resistance and morphological marker sinnarrow and wide crosses of cucumber[J].TheorAppl.Genet,1994,89:42-48.2.

[17] Serquen F C,Bacher J,Staub J E.Mapping and QTL analysis of horticultural trait sinanarrow cross in cucumber(CucumissativusL.)using random 2 amplified polymorphic DNA markers[J].MolecularBreeding,1997,3:257-268.

[18] Danin-Poleg Y,Reisn,Baudracco-Arnas S.Simples equecerepeats in Cucumism apping and mapmerging[J].Genome,2000,43:963-974.

[19] Bradeen J E,Staub C,Wye C.Toward sanexpande dandinte grated linkagemap of cucumber(CucumissativusL.)[J].Genome,2001,44:111-119.

[20] Park Y H,Swnsoy S,Wye C,etal.Agenetic map of cucumber composed of RAPDs,RFLPs,AFLPs, and lociconditioning resistance topapayaring spot and zucchini yellow mosaic viruses[J].Genome,2000,43(6):1003-1010.

[21] Fazd G,Staub J E,Srevensm R.Genetic mapping and QTL analysis of horticultural traits in cucumber(CucumissativusL.)[J].Theor.Appl.Genet.,2003,107(5):864-874.

[22] Young H P,Suat S,Cispin W,et al.Agenetic map of cucumber composed of RAPDs,RFLPs,AFLPs and locicondition[J].Genome,2000,43:1003-1010.

[23] 張海英,葛風偉,王永健,等.黃瓜分子遺傳圖譜的構建[J].園藝學報,2004,31(5):617-622.

[24] 張海英,陳青君,王永健,等.黃瓜耐弱光性狀的QTL定位[J].分子植物育種,2004,2(6):795-799.

[25] 李效尊,潘俊松,王剛,等.黃瓜側枝基因(lb)和全雌基因(f)的定位及RAPD遺傳圖譜的構建[J].自然科學選展,2004,14(11):1225-1229.

[26] 張海英,王永健,許勇,等.黃瓜育種中“血緣”遺傳關系分析研究[J].華北農學報,2001,16(2):20-26.

[27] 劉殿林,楊瑞環,哈玉潔,等.不同來源黃瓜遺傳親緣關系的RAPD分析[J].華北農學報,2003,18(3):50-54.

[28] 夏立新,陳德富,等.黃瓜親本間分子遺傳距離與雜種優勢的相關性[J].南開大學學報(自然科學),2001,34(2):91-94.

[29] 陳勁楓,莊飛云,逯明輝,等.采用SSR和RAPD標記研究黃瓜屬(葫蘆科)的系統發育關系[J].植物分類學報,2003,41(5):427-435.

[30] 莊飛云,陳勁楓.黃瓜栽培種、近緣野生種、種間雜種及其回交后代的RAPD分析[J].園藝學報,2003,30(1):47-50.

[31] 李錫香,蔚,杜永臣,等.黃瓜種質資源遺傳多樣性的RAPD鑒定與分類研究[J].植物遺傳資源學報.2004,5(2):147-152.

[32] 齊秀麗.黃瓜自交系及其F1代的RAPD分析(碩士畢業論文).2003.

[33] 王志峰,孫日飛,孫小鐳,等.山東省黃瓜地方品種資源親緣關系的AFLP分析[J].園藝學報,2004,31(1):103-105.

[34] 王志峰,孫小鐳,孫日飛,等.山東密刺類黃瓜親緣關系研究[J].中國蔬菜,2005(2):6-8.

[35] 李錫香,蔚,杜永臣,等.黃瓜種質資源遺傳多樣性及其親緣關系的AFLP分析[J].園藝學報,2004,31(3):309-314.

[36] Zhuang F Y,Chen J F.Assessment of genetic relationship samong Cucumisspp.by SSR and RAPD marker analysis[J].Plant Breeding,2004,123:167-172.

[37] 李俊英,聞穎達.黃瓜線粒體類質粒pC1,pC4在品種間的分布及同源性研究遺傳[J].科學通報,2001,28(4):367-371.

[38] 康國斌,許勇,雍偉東,等.低溫誘導的黃瓜ccr18基因的cDNA克隆及其表達特性分析[J].植物學報2001,43(9):955-959.

[39] 白吉剛,劉佩瑛,等.黃瓜生長素結合蛋白cDN段的克隆及其表達[J].植物生理與分子生物學學報,2002,28(3):200-204.

[40] 丁國華,秦智偉,劉宏宇,等.黃瓜NBS類型抗病基因同源序列的克隆與分析[J].園藝學報,2005,32(4):638-642.

[41] 牛林海.裂葉牽牛、玉米和黃瓜HMG基因的克隆及功能分析(碩士畢業論文).2002.

[42] 葉青靜.黃瓜果實發育相關基因的克隆及其表達調控的研究(碩士畢業論文).2003.

[43] 李志英.黃瓜“花打頂”形態、解剖、細胞學特征及相關基因的分離與鑒定(博士畢業論文).2003.

[44] 梅茜.黃瓜幼果cDNA文庫構建與部分ESTs分析(碩士畢業論文).2004.

[45] 婁群峰.黃瓜全雌性基因分子標記及ACC合酶基因的克隆與表達研究(博士畢業論文).2004.

[46] 王和勇.黃瓜雜交種子純度的RAPD鑒定(碩士畢業論文).2001.

[47] 孫敏,喬愛民,王和勇,等.黃瓜雜交種子純度的RAPD鑒定[J].西南師范大學學報(自然科學版),2003,28(2):103-107.

[48] 金紅,杜勝利,陳崢,等.抗除草劑基因在黃瓜雜種純度快速鑒定上的應用研究[J].華北農學報,2004,19(3):31-34.

[49] 王惠哲,李淑菊,龐金安,等.黃瓜上煙草花葉病毒的RT-PCR檢測[J].天津農業科學,2004,10(2):11-13.

[50] 王惠哲,李淑菊,霍振榮,等.利用RT-PCR檢測黃瓜上的西瓜花葉病毒[J].天津農學院學報,2004,11(4):20-22.

[51] 李淑菊,王惠哲,霍振榮,等.利用RT-PCR對黃瓜病毒病毒原種類進行檢測[J].華北農學報,2004,19(3):100-102.

[52] 陳潔云.兩種葫蘆科病毒的分子檢測和致病性研究[J].植物病理學報,2003,33(5):449-455.

[53] 何曉明,林毓娥.黃瓜子葉和下胚軸的離體培養[J].植物生理學通訊,2001,37(5):423-424.

[54] 郭德章,鄢錚,賴鐘雄,等.‘翠秀’黃瓜子葉原生質體的高效培養及植株再生[J].園藝學報,2003,30(2):227-228.

[55] 侯愛菊,朱延明,楊愛馥,等.誘導黃瓜直接器官發生主要影響因素的研究[J].園藝學報,2003,30(1):101-103.

[56] 楊愛馥,朱延明,侯愛菊.幾個影響黃瓜子葉體細胞胚胎發生的因素[J].植物生理學通訊,2003,39(3):206-208.

[57] 梅茜,張興國.黃瓜組織培養研究[J].西南農業大學學報,2002,24(3):266-267.

[58] 曹利仙,趙鸝,唐宇力,等.硝酸銀對黃瓜離體子葉培養芽再生的促進效應[J].甘肅農業大學學報,2001,36(2):168-171.

[59] 李云,鄢洪強,李林,等.離體培養黃瓜子葉花芽分化研究[J].內江師范學院學報,2004,19(6):86-88.

[60] 周俊輝,周家容,林畢成,等.6-BA和氨基酸對黃瓜子葉離體培養成花的影響[J].植物生理學通訊,2004,40(2):171-173.

[61] 杜勝利,魏愛民,魏惠軍,等.利用生物技術創造黃瓜育種新材料方法研究[J].天津科技,2001,(2):627.

[62] 雷春,陳勁楓,錢春桃,等.輻射花粉授粉和胚培養誘導產生黃瓜單倍體植株[J].西北植物學報,2004,24(9):1739-1743.

[63] 陳勁楓,羅向東,余紀柱,等.異源三倍體黃瓜的離體繁殖和鑒定[J].植物生理學通訊,2003,39(2):109-112.

[64] 陳崢,金紅,程奕,等.提高黃瓜農桿菌遺傳轉化體系再生頻率的研究[J].天津農業科學,2001,7(4):47-49.

[65] 姚春娜,王亞馥.超聲波輔助發根農桿菌對黃瓜遺傳轉化的影響[J].園藝學報,2001,28(1):80-82.

[66] 侯愛菊.黃瓜抗真菌基因遺傳轉化體系的研究(碩士畢業論文).2001.

[67] 金紅,杜勝利,陳崢,等.抗除草劑轉基因黃瓜的獲得及T_1植株抗性鑒定[J].華北農學報,2003,18(1):44-46.

[68] 于靜.CTB/CS3基因表達載體構建及對黃瓜的轉化(碩士畢業論文).2003.

[69] 孫蘭英.幾丁質酶基因對黃瓜遺傳轉化的研究(碩士畢業論文).2003

[70] 趙雋,王華,潘俊松,等.黃瓜子葉節離體再生體系的研究[J].上海交通大學學報(農業科學版),2004,22(1):43-48.

[71] 鄧小燕,張興國,井鑫,等.冷誘導轉錄因子基因CBF3轉化黃瓜的研究[J].西南農業大學學報(自然科學版),2004,26(5):603-605.

[72] 張興國,邵長文,等.基因Cor15A和CBF3導入黃瓜基因組[J].蔬菜分子育種研討會論文集,2004.

[73] 白吉剛,宋明,劉佩瑛,等.生長素結合蛋白cDNA的克隆及其在黃瓜中的表達[J].植物學通報,2002,19(6):705-709.

[74] 白吉剛,王秀娟,尹謙遜,等.生長素結合蛋白基因轉化黃瓜的研究[J].中國農業科學,2004,37(2):263-267.

[75] 陳麗梅.黃瓜的高效再生和根癌農桿菌介導的遺傳轉化(碩士畢業論文).2004.

[76] 林建麗.花生白黎蘆醇合酶基因表達載體構建及黃瓜遺傳轉化體系的初步研究(碩士畢業論文).2004.

篇（8）

    范云六(1930.5.16- ) 女。分子生物學家湖南長沙人。

    1952 年武漢大學農業化學系畢業。1960年獲蘇聯列寧格勒大學生物學博士學位。回國后任中國科學院微生物研究所副研究員。1980年赴美國, 先后在 Wisconsin 大學Madison分子生物學室及西北大學醫學院分子生物系(Chicago)從事研究工 作。1982年回國后歷任中國農業科學院生物技術研究中心主任、分子生物學實驗室 主任、研究員、博士生導師、《中國生物工程學報》、《中國農業生物技術學報》副主編。1997年當選為中國工程院農業、輕紡與環境工程學部委員。是國務院學位委員會學科評議組委員,中國農業生物技術學會副理事長,中國農學會新技術委員會副主任,國家自然科學基金委員會第二屆學科評審組成員,農業部第二屆科技委 員會委員, 國際水稻遺傳學會遺傳工程常務委員會委員,FAO/UNDP亞洲植物生物技術網顧問、中國項目負責人及棉花抗蟲基因工程的區域合作項目主持人。長期從事植物分子學和基因工程的研究,是中國基因工程和農業基因工程的主要開拓者和奠基者之一。

    在國際上首次報道異屬外源基因在小腸結腸炎耶氏菌中的轉移和表達;Bacillus sphaericus 殺蚊蛋白基因的定位,及殺蚊與不殺蚊菌株在分子水平上的差別; Bacillusthu ringiensis Subsp.galleriae的殺蟲晶體蛋白基因;水稻種子儲存蛋白(prolamin)基因特異性表達序列的克隆、結構及功能。在植物抗蟲基因工程方面,對兩個高效殺蟲Bt.晶體蛋白基因進行克隆、修飾改造、重組并轉化到重要農作物和林木。研究成果“球形芽孢桿菌Bs-10生物滅蚊劑的研制及其 開發應用”獲1989年國家科技進步二等獎;“蘇云金芽孢桿菌S-內毒素基因導入水稻原生質體再生植株”獲1990年農業部科技進步二等獎。著有《基因無性繁殖》、《微生物與分子遺傳學》(合作)等;撰有“殺蟲芽孢桿菌的分子育種”等論文140余篇。

篇（9）

2植物內生微生物研究的基本特點

首先應該指出，國際國內植物內生微生物研究最大的特點是其范圍之大、涉及微生物的種類之多樣、功能之繁雜、潛力之廣闊。據現行學術界通用的概念和范疇，只要是有機會在植物體內出現的微生物，幾乎無所不包含在植物內生微生物的范疇之內[13-15]。這個特征決定了植物內生微生物的研究領域是廣闊的，所涉及的學科除生物科學類各基礎學科外，還有農學和林學類各基礎學科、藥物化學、醫學、生物工程、食品保藏與加工等多方面的學科。因此，植物內生微生物的研究適合多領域共同協作，在視角和概念運用等方面出現多元化也是很自然的。第二，植物內生微生物基本功能是多層次的。最基本的層次是微生物本身的顯。這種功能以微生物的分離物為基礎、在人工培養時即得以表達，可通過人工培養以及人工發酵進行研究、挖掘和改良，我國這方面的研究報告最多[16-18]。第二層次是微生物和宿主植物形成共生體(Symbiota)所表現出來的功能。就像絕大多數產毒素的冷季型禾本科植物與其Epichloae類內生真菌的共生體那樣，這種毒素的生產和積累的功能不是植物或微生物單獨所具有的，或者單獨能達到的強度和高度，只有通過宿主植物和內生微生物形成共生體后才體現出來[19-21]。第三層次是內生微生物/宿主植物共生體在不同環境中所表達出來的不同功能或不同程度。上述產毒Epichloae類內生真菌和其宿主植物的共生體也不是在任何時候、任何環境中都能生產和積累毒素，在某種特定的環境條件下生產毒素(多)，在另外的條件下則少生產或根本不生產毒素[19,22]。植物生長環境直接介入微生物和宿主植物共生體的生物學特性的表達。這一現象十分符合植物和微生物相互作用的基本規律，可能對利用植物內生微生物的生理活性物質進行生物制藥研究和開發的科研人員也會有積極的啟發。第三，植物內生微生物給人類帶來的影響不全是有益的，有時也會出現有害的一面。從文獻的描述來看，這一點在我國目前僅在少數研究中引起了注意。黑麥草內生真菌、葦狀羊茅內生真菌、瘋草內生真菌等該宿主植物帶來的毒素生產和積累則是最突出的例子。無論是產毒的禾本科植物內生真菌還是瘋草內生真菌，已經被人們發現的這些有害事例已經給社會造成了巨大的損失[19,23]。另外，雖然沒有出現鵝觀草致毒的報道，但從其中的內生真菌中也檢測到了一些毒素生產基因(王志偉等，未發表)。因此，我們有必要對植物內生微生物給人類帶來有害影響也給以足夠的關注。同樣，我們固然可以期望植物內生微生物給宿主植物帶來或加強抗菌作用(Antagonism)、化感作用(Allelopathy)等抑制其它生物生長和發育的功能，在植物抗病、抑制雜草等方面起到一定的正面作用。但另一方面，這些作用是否會導致區域內生物多樣性的降低[24-25]，產生新的生態問題？這些都需要今后去認真評價。第四，植物內生微生物的功能一部分可通過生物學/生物化學的特征表現出來，另有一部分功能必須通過生態學的方法才能加以研究和利用。新西蘭在飛機場及其周邊大規模種植產毒素Epichloae類內生真菌和其宿主植物共生體，以此驅避在機場聚集的鳥類(JohnCuradus，私人通信)。這是通過生態學的方法對植物內生微生物的功能加以利用的一個代表性事例。在我國，利用植物內生微生物進行植物病蟲害的生物防治也是這類事例中的典型[25-27]。在這些情況下，內生微生物和其宿主植物的共生體特征的穩定表達就十分重要。一般來說，植物內生微生物作為藥用微生物利用時，微生物本身相對重要一些，而作為農用資源或環境修復手段加以利用時，共生體的特征則往往更加重要。

3我植物內生微生物研究的發展和特點

進入21世紀，特別是近10年來，我國植物內生微生物的研究發展迅猛。據最保守統計，在我國發行雜志上由我國科研人員發表的植物內生微生物的論文(篇名中含有“內生菌”、“內生細菌”或“內生真菌”字樣的論文)在2008年以后每年都超過200篇，2013年論文總數已逼近300(圖1)。考慮篇名中沒有體現出來的論文以及在國外發表的論文，我國科研人員近年來發表的植物內生微生物研究的論文大約每年可達400篇以上。研究領域也全面開花，基本形成了4大板塊、24個分支的局面(表1)。至此，我國已形成了一支隊伍龐大、成果豐碩的科研力量，在國際植物內生微生物研究中占有十分顯要的地位。從整體趨勢來看，我國植物內生微生物研究的特點可概括為“四多四少”。資源探索多、分離培養多、活性檢測和生物功能研究多，基礎性前期工作多；方法研究少、涉及林木少、與宿主的關聯少、實際應用少。特別是以藥物開發為目的的資源探索性研究報告最多，以抗菌、抗腫瘤等指標為主的藥物開發指向的論文大量出現，形成了我國植物內生微生物研究中最耀眼的亮點[17,28-29]。植物內生微生物研究以生理活性檢測以及活性物質探索為主要范式(Paradigm)之一，思路清晰易懂、方法簡單、實施容易，是研究生訓練的好材料。關注我國植物內生微生物論文數量的上升時機，也不難發現其上升趨勢和研究生畢業數量的上升基本同步(圖1)。從論文數量整體來看，從20世紀末開始我國科研人員在本國的科學雜志上(中國學術期刊網絡出版總庫收錄部分，1979-2013年)，植物內生微生物的研究有了飛速的發展。在21世紀的第一個10年中，我國關于植物內生微生物研究的突飛猛進，論文數量從2000年的14篇增加到2010年的257篇，翻了18.4倍(圖1)；研究對象也從Frankia等非共生固氮根瘤菌為主、加上幾個關于紅豆杉內的紫杉醇生產菌以及冷季型禾本科植物中的麥角菌類真菌等零星報道，發展到包括草本、木本、單子葉、雙子葉以及蕨類等數十科近百屬植物中的微生物；研究方向也增加到包括醫藥、農業、環境、食品等多個領域(表1)。最近幾年來，植物內生微生物相關的論文數量繼續增加、研究范圍繼續擴大，形成了我國微生物學研究中發展最快、研究人員增長和人才積累最快、研究范圍擴大最快的領域。在這個領域中，顯示各種生理活性、具有潛在的藥物開發價值的植物內生真菌以及它們所生產的生理活性物質不斷出現，具有抗病蟲害活性的內生微生物菌株也大量積累，新的微生物物種被相繼提出，并不斷開發出重金屬抗性增強、難降解化合物的分解等新的應用功能。同時，通過參與植物內生微生物研究而得到基本科學訓練的年輕學者也大量進入社會，我國植物內生微生物的研究蘊含著巨大的發展潛力。但是，我國植物微生物研究發展不平衡。在我國的期刊上發表的研究報告主要集中在醫藥方向和農業方向，尤其是以生物醫藥開發為目標的藥用植物內生微生物的論文數量尤為突出[17,28-29]。而在大尺度生態學中十分重要的天然林木以及草原野草中的內生微生物則報道相對較少[12,30-33]。在研究程度上也存在著“初步研究多、深入追究少”的特點。在生物活性和活性物質研究方面，分離和初步鑒定多、周密的分類鑒定少，活性菌株的初級篩選多、達到或接近可應用水平的篩選少，活性檢測和物質初步提純多、化合物純化與鑒定少，發展到后期應用的事例則寥寥無幾，有關生理活性物質生產的基因及其調控的研究則更少[17,29]。在生態學研究方面，也存在微生物的群落結構、生態分布、生活史研究、培養條件的優化等都比較少的傾向[33-36]。此外，微生物的分離技術、培養技術、微生物的消除技術、接種技術等開發還相對薄弱。考慮這些內生微生物的農業應用，能將植物內生微生物進行工具化的上述操作技術也有待于今后進一步開發。因此，我國的植物內生微生物研究的質量進一步提高、應用面繼續擴大、實用性大幅度增加的空間依然很大。

4我植物內生微生物研究的成

4.1醫藥指向的研究

1993年，Strobel等發表了關于紅豆杉內生真菌合成紫杉醇這一發現，在國際上形成了藥用植物內生微生物開發的范式。受此范式影響，我國醫藥指向的植物內生微生物研究以藥用植物為材料居多，尤以紅豆杉類植物、紅樹類植物、鬼臼類植物、石斛等蘭科植物以及銀杏等植物較為常見。紅豆杉屬(Taxus)植物主要有短葉紅豆杉(Taxusbrevifolia)、紅豆杉(T.wallachiana)、南方紅豆杉(T.chinensisvar.mairei)、云南紅豆杉(T.yunnanensis)、東北紅豆杉(T.suspidata)等，我國微生物學工作者從中分離得到了紫杉霉屬(Taxomyces)、鐮孢霉屬(Fusarium)、鏈格孢屬(Alternaria)、擬盤多毛孢屬(Pestalotiopsis)、曲霉屬(Aspergillus)等植物內生真菌和內生細菌。從這些微生物中又分別檢測到了抗腫瘤、抗氧化、抗動物病原物、抗病原媒介物、抑制特定酶活性等生物活性，分離到了生物堿類、苯丙素、萜類、醌類、脂類、酮類、酚類、有機酸類、甾體類等活性化合物及其衍生物，其中關于紫杉醇生產的研究報告最多[17,28-29,37-38]。常用的紅樹類植物主要包括生長在包括港澳地區在內的華南沿海的紅海欖(Rhizophorastylosa)、秋茄(Kandeliacandel)、木欖(Bruguieragymnorrhiza)、桐花樹(Aegicerascorniculatum)、白骨壤(Auicenniamarina)、海漆(Excoecariaagallocha)等。我國微生物學工作者從中分離得到了鏈格孢屬(Alternaria)、曲霉屬(Aspergillus)、芽枝霉屬(Cladosporium)、鐮孢霉屬(Fusarium)、擬青霉屬(Paecelomyces)、擬盤多毛孢屬(Pestalotiopsis)、青霉(Penicillium)、莖點霉(Phoma)、葉點霉(Phyllosticta)、木霉(Trichoderma)、芽孢桿菌屬(Bacillus)等植物內生真菌和內生細菌[39-41]。從這些微生物中又分別檢測到了抗菌、抗腫瘤、抗氧化等活性，分離到了肽類、多糖類、尿囊素、異香豆素等活性化合物[37,40-42]。小柴科的桃兒七(Sinopodophyllumhexandrum)、八角蓮(Dysasmaversipellis)、南方山荷葉(Diphylleiasinensia)等鬼臼類(Podophylloideae)植物內生微生物中有些菌株能合成具有抗腫瘤活性的鬼臼毒素(Podophyllotoxin)；銀杏(Ginkgobiloba)的內生微生物中有些具有明顯的抗氧化作用；夾竹桃科的長春花(Catharanthusroseus)的內生微生物中，鐮孢霉屬(Fusarium)真菌等有些能合成具有明顯的抗癌作用的長春新堿(Vincristine)；天麻(Gastrodiaelata)、石斛類植物(Dendrobiumspp.)等蘭科(Orchidaceae)植物中的密環菌屬(Armillaria)、角擔菌屬(Ceratobasidium)、皮傘菌屬(Marasmius)、鐮孢霉屬(Fusarium)、絲核菌屬(Rhizoctonia)等內生真菌也生產多種生理活性物質，獲得了高度的關注[17,29,37]。關于藥用植物的內生微生物及其藥物指向的生理活性物質的研究在我國如火如荼，從各個角度總結出來的綜述也層出不窮[9,37,43-44]，在此不一一贅述。但是王劍文，譚仁祥等提出的利用內生菌寡糖誘導黃花蒿(Artemisiaannua)發根(Hairyroot)合成青蒿素(Artemisinin)的研究提示了植物內生微生物利用的一個新方向[45]，提示了植物內生微生物的作用并非一定要以微生物為主的思路，喚起我們對內生菌和宿主兩者的相互作用的關注，值得借鑒。

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按

2現代農業的主要節水措施

2.1節水技術措施

節水技術措施主要包括輸水工程和灌溉技術。在輸水方面,以山東省為例,全省平均渠灌區輸水損失量在50%左右,而以色列小于10%,美國小于22%。因此,輸水工程中的節水潛力巨大,可以進行渠系配套、渠道防滲、低壓管道輸水等工程。節水灌溉技術如“小白龍”、滴灌、滲灌等,用水量僅為常規灌溉用水量的30%～50%,節水效果明顯。

2.2節水農業措施

通過田間節水,抑制土壤蒸發和作物蒸騰,提高農田水分利用效率,是發展節水農業的主要措施之一,主要包括適水生產、抗旱育種、節水高效灌溉制度、農田保墑技術、培肥地力等[3]。根據有關研究成果,通過上述措施,可提高水分利用率30%左右。

2.3節水管理措施

節水潛力的40%在于管理,只有科學的管理,才能使其他節水措施發揮應用作用,建立完善的管理機構,健全規章制度與法規,大力推廣現有的科技成果和先進技術,管好水、用好水,使水資源發揮其最大效益。

3農業高效用水技術