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遗传学最新研究进展范文1
关键词 绿豆;育种;分子遗传学;展望
中图分类号 S522 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)10-0039-02
Abstract Vigna radiata L. is an important economic crop used in medical and food industry.Breeding methods on Vigna radiata L. and genetic research progress were described.New ways and thoughts for reference were in prospect in this paper,including exploring of Vigna radiata L. germplasm resources and strengthenning of the Vigna radiata L. genetic studies. It provided theoretical basis and technical support for Vigna radiata L. breeding and genetic research,in order to improve the level of domestic Vigna radiata L. breeding and genetic research.
Key words Vigna radiata L.;breeding;molecular genetics;prospect
绿豆(Vigna radiata L.)属于豆科,别名青小豆,因其颜色青绿而得名。绿豆在中国主要产区集中在黄河、淮河流域的平原地区[1],生产经历了高―低―高的发展历程。绿豆营养丰富,可药食兼用,又是食品工业的重要原料,有“食中佳品,济世长谷”之称[2]。
1 绿豆育种研究进展
1.1 绿豆种质资源的收集与评价
种质资源是农业生产、新品种选育、遗传研究及生理生化研究的重要物质基础。目前,全球收集和保存的绿豆种质资源共有3万余份,世界上最大的收集和保存机构为亚洲蔬菜研究与发展中心亚洲区域中心[3]。1978年起,中国绿豆种质资源的搜集、农艺性状鉴定和整理、保存被正式列入国家重点研究项目。由中国农业科学院作物品种资源研究所组织各省、市、区的有关科研单位开展了绿豆种质资源的收集、鉴定、保存和利用,从20多个省(市、自治区)共收集绿豆资源6 000余份,完成了逾5 600份品种农艺性状的鉴定,并列入《中国食用豆类品种资源目录》[4-5]。种质资源的收集是育种及资源深入研究的基础。亚洲蔬菜研究与发展中心亚洲区域中心对收集的绿豆种质资源的进行分析与鉴定后,筛选出一批抗虫、抗逆、农艺性状较好的优质资源[3]。中国对2 200余份资源进行了抗病虫、抗逆性鉴定及品质分析[6],建立了资源评价数据库,为绿豆品种选育时亲本的选择提供了参考[7-8]。
1.2 绿豆育种研究概况
G豆新品种的选育主要采用系统选育、引种、杂交及诱变等常规方法。通过对地方绿豆品种资源的评价与鉴定,保留适合品种,并大面积推广,这些鉴定的新品系有效地解决了当地绿豆育种及生产中存在的问题,如印度的抗病品系和高蛋白品系。引进的品种可直接鉴定后进行种植,如从AVRDC引进的中绿1号、中绿2号等,对中国绿豆生产起到了极大的推动作用;引种还可丰富杂交亲本的遗传基础,提高品种的综合品质,许多育成的新品种都是由引进品种和地方品种杂交而来,如韩国裂叶品种Samgang、小粒品种Soseon[9-10],巴基斯坦高产品种Ramzan[11],中国品种豫绿2号、豫绿4号、冀绿9239、冀绿2号、潍绿1号等品种[12-14],这些育成的新品种已成为当地的主栽品种。绿豆属于自花授粉作物,人工杂交成功率较低,诱变育种是继系统选育和杂交育种之后发展起来的一项新技术。1996年,中国学者对绿豆进行了空间诱变研究,获得了一批稳定的绿豆变异品系[15],科研人员利用γ射线诱变培育的晋绿豆2号适应性广且产量高[16],Khan等[17]利用SA(叠氮化钠)诱变出的绿豆生育期显著缩短,后代群体产生了广泛的变异。
2 绿豆分子遗传学研究
2.1 绿豆分子标记及遗传图谱的研究
分子标记方面,由于前期绿豆分子遗传学研究比较落后,RAPD、AFLP 等常用标记方法应用比较频繁,但RAPD技术不稳定,且RAPD和AFLP技术繁琐且费用昂贵。因此,随着技术的开发,基于PCR技术的标记技术应用越来越多,如SSR分子标记技术。Kumar等[18]利用锚定PCR技术开发的SSR引物在绿豆基因组及绿豆近缘种中都能扩增出特异性条带,故这些开发的引物也可用于亲缘关系分析及近缘种间的比较作图研究。孙 蕾等[19]为了找到与抗豆象基因连锁的分子标记,利用63个RAPD标记和113个SSR/STS标记分析群体,共找到了22个与抗性基因连锁的分子标记。绿豆遗传连锁图谱的构建及目标基因的定位将有效缩短育种周期,为基因精细定位、基因克隆及分子定向修饰育种等奠定基础。如Lambrides等[20]利用抗豆象野生种ACC41及栽培种Berkern后代群体构建了2个绿豆遗传连锁图谱。
2.2 绿豆相关基因克隆研究进展
目前,绿豆基因克隆及研究工作已起步,但对绿豆转基因的研究还不成熟。缪建锟等[21]利用绿豆叶片扩增出362 bp的绿豆防御素基因,对其进行序列比对后将其构建到植物表达载体中进行遗传转化分析。Chen等[22]分离了绿豆Hsc70的cDNA,并在转录和翻译水平检查了其表达水平,该基因属于组成型表达基因,主要在生长发育过程中起作用。
3 展望
绿豆已成为我国种植结构调整及农民脱贫致富的重要经济作物,国家已把绿豆列入现代农业产业技术体系中,绿豆的育种研究也取得了显著成效,但从近年来新品种选育情况来看,资源利用率还比较低,一些潜在的优异资源还没有被发掘出来。应继续加强绿豆种质资源挖掘力度,继续搜集和鉴定资源的遗传多样性,为绿豆育种提供特征明确的优良种质[23-24]。
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遗传学最新研究进展范文2
英文名称:Journal of Medical Molecular Biology
主管单位:中华人民共和国教育部
主办单位:华中科技大学同济学院
出版周期:双月刊
出版地址:湖北省武汉市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1672-8009
国内刊号:42-1720/R
邮发代号:38-35
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1978
期刊收录:
CA 化学文摘(美)(2009)
Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(1992)
期刊荣誉:
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遗传学最新研究进展范文3
本教材适合七年制和长学制临床医学专业学生用,也可作为医学各专业研究生的选用教材。分子生物学的理论与技术已在医学领域广泛应用。学习医学分子生物学这门课程,既要较系统地了解分子生物学的基础理论知识和技术理论知识,同时也要了解分子生物学在医学领域的应用和相关研究进展。本书介绍的医学分子生物学知识包括5个方面的内容。第2章至第10章介绍与医学密切相关的分子生物学基本知识,主要介绍基因和基因组的基本概念和基本特点,基因组核酸的复制与损伤修复、基因表达和功能蛋白质的形成与降解、基因表达的调控、细胞间通讯与信号转导的基本概念和基本理论,细胞增殖与凋亡的相关分子生物学机制。第11章至第13章介绍基因操作的基本知识,主要介绍基因分析、基因功能研究和基因克隆与表达的有关基本知识和研究策略,这些知识是从事医学科学研究、掌握医学各学科研究进展、了解分子生物学在临床医学中的应用所必备的基础知识。第14章至第18章介绍疾病相关的分子生物学机制,主要介绍基因和基因组、细胞间通讯和信号转导与人类健康和疾病之间的关系。
【医学分子生物学主要栏目】专家述评、论著、综述、研究快报。
获奖情况:1990年《国外医学》系列第一次质量评比中获三等奖
国外数据库收录:中国科学引文数据库、《化学文摘(网络版)》、《剑桥科学文摘》、剑桥科学文摘社ProQeust数据库、本刊MARC数据、本刊DC数据、国家图书馆馆藏、上海图书馆馆藏。
遗传学最新研究进展范文4
现代医学的研究已经证明,人类的健康取决于人的遗传结构及其与周围生活环境相互作用的平衡。当这种作用达到平衡时,人类处于健康状态,当这种平衡被打破时,人类就出现疾病[1]。将人类疾病按照环境与遗传因素作用的大小来分,可以分为三类,第一类完全由环境因素引起的疾病,如外伤、食物中毒和非正常死亡等;第二类完全由遗传因素引起的疾病,如白化病、进行性肌营养不良等;第三类即由环境与遗传因素共同起作用而引起的疾病,即通常称为复杂疾病。现代医学认为除第一类疾病之外,人类所有疾病的发生、发展和转归都与遗传物质(DNA)的直接或间接变化相关。全球人类基因组计划(HGP)的总负责人、美国著名学者Fran-cisCollins认为现代医学的发展已经进入基因组医学时代(theeraofgenomicmedicine),遗传医学正逐步融入医学科学的主流(mainstream)[2]。一般而言,某一致病基因被发现后,几个月内即可用于临床诊断疾病,而疾病相关基因也只需要2-3年就可用于评估患病风险。应用分子生物学技术进行常见疾病如感染性疾病、遗传性疾病和恶性肿瘤等的诊断,已成为国外医疗机构的常规项目,也是衡量一个城市和地区整体医疗水平的重要指标。在现代医学的教育体系中,医学遗传学渗透到了分子生物学、生物化学、病原生物学、胚胎学、生理学、肿瘤遗传学、药物遗传学、遗传毒理学、细胞遗传学、行为遗传学、表观遗传学和发育生物学等许多相关学科,在基础与临床之间起着一座桥梁的作用,是一门桥梁学科[3]。基于科学技术与医学遗传学迅猛发展的今天,怎样在医学生中开展医学遗传学的教学值得深思。
1合适的教材是教学之根合适的教材是课堂教学的重要保证。国内有许多遗传学专家,其各自编写了不同层次的教材,各有优势,各具特色。例如夏家辉主编的研究生用教材(人卫版)、李璞主编的面向21世纪医学遗传学教材(协和医大版)、陈竺主编的7年制规划教材(人卫版)、傅松滨主编的普通高等教育“十一五”国家级规划教材全国高等医学院校教材、左及主编的5年制统编教材(人卫版)、孙开来主译的由Collins等人撰著的医学遗传学原理(科学版)等,对我国的医学遗传学教育都起了非常重要的推动作用。我们多年来采用傅松滨主编的教材。该书言简意赅、深入浅出、图文并茂、清晰流畅,较受师生欢迎。但上述教科书也存在一定的缺憾。例如,它们均病例病案少,基本以分子遗传与细胞遗传学基础、药物遗传学、生化遗传学、免疫遗传学等主题为切入点的编写方式,使师生感到医学遗传学是将上述各学科硬拉在一起形成的学科,与临床距离远,难以激发学生学习兴趣,不利于教师教学与学生学习。另外,现在的教材中研究前沿成果比较少,特别在临床医学中的应用即解决实际问题的内容非常欠缺,医学遗传学作为基础学科,学生却误认为在临床基本上用不到,很难碰到遗传病,即缺乏实用性的内容。因此传统的教材抑制了学生的学习兴趣、抹杀了医学遗传学在医学中的重要地位,因此急需一本以问题为先导、增加临床病例并附有病案分析的基础与临床相结合的医学遗传学教材的问世。
2高素质的教师队伍是教学之本
医学遗传学是医学基础教学的重要学科,是基础与临床相结合的桥梁学科。高素质的教学队伍是好的教学效果之本,因此,高素质的师资队伍建设显得尤为重要。高素质的教师应从以下几个方面评价:①应具有以人为本、敬业奉献的精神;②应该继续教育与培训,与时俱进,抢占信息技术的制高点;③应该具有扎实的教学基本功,包括有渊博的知识,有很好的表达水平,有较强的综合分析归纳问题的能力,有较强的组织教学能力和科研能力等。作为教师应具有很强的优化教学内容能力,因为医学遗传学的课程课时比较少,内容多,因此要精简浓缩内容。合理利用网络搜索出最近的一些医学遗传学临床病例,及时更新多媒体课件,增加动画、病例图片,提高学生学习兴趣。医学遗传学的发展非常迅速,人类基因组计划,遗传病基因诊断、基因治疗等新的研究进展不断被纳入教学范围,因此及时掌握医学遗传学的最新动态非常重要。而网络资源具备的信息量大,因此教师应该具有较强的利用网络资源的能力,使自己的课堂教学内容丰富、知识量大。多媒体课件的制作、教学设计是关键,因此,教师应该具有较强的制作课件的能力,要通过分析课件的用途,选择合适的软件,确定页面的大小等内容,制作出高质量的多媒体课件。
3教学手段方法是教学之源
传统的教学是“教师、教材、学生”三要素组成的面授填鸭式教学模式,学生的主体作用发挥不大。随着科学技术手段的日新月异,特别是网络的不断普及及素质教育的推广,除了传统的教学以外,一些新的教学方法应该不断地推进到课堂教学当中。首先,应该采用传统的教学与PBL法相结合。由于学生能力在不断地培养之中,医学遗传学课程一般设置在第一、三学期,对于刚进入大学的学生来说,独立学习的能力还欠缺,所以应该在传统教学渗透现代化的教学理念。第二,应该采用病案分析的方法进行教学。医学遗传学是中学所学生物学知识的继续与加深,特别是理科生有一定基础,如果在高等学校学习时只是简单加深,使其误以为医学遗传学知识与中学阶段的生物学知识一样,感觉在“炒现饭”,这样会磨灭学生对这门课程学习的兴趣。在现代遗传学认为“所有疾病都与遗传有关”,典型病例比较多,在讲授知识时引入病例,将学生引入特定的情景中,引导学生对病例进行分析,提出问题,并解决问题。病例教学作为一种生动直观的教学模式,既能加深学生对理论知识的理解和记忆,也有利于实现教学方式从灌输式向启发诱导式的转化,使学生能自觉、主动、创造性的学习,培养学生批判性思维的能力[4]。医学遗传学的研究对象为人类的遗传病,研究遗传因素与疾病的内在联系。因此在讲授各类遗传病时,应引入临床真实病例,使学生在分析讨论过程中理解和巩固基本概念、基础理论,不仅能激发学生的学习兴趣,而且有助于加深学生对疾病本质的认识,培养医学思维。例如,在讲授多基因遗传时,首先给出唇裂腭裂的患者照片,使学生直观感觉认识唇裂腭裂是遗传病,而且是多基因遗传病,同时选取真实病例,譬如王菲的女儿也是其中的患者,以明星效应激发学生兴趣。在课堂上引导学生逐步分析多个家系系谱,使学生理解和掌握多基因遗传病的发病特点等讲授重点和难点。第三,学生参与的互动教学模式。目前的教学模式还是属于灌输式(填鸭式),教学中应充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用,让学生主动去学习知识,真正参与到教学活动中来。在轻松、活跃的课堂氛围中给学生提供展示的平台。例如在教学中可试行学生讲课的方法,选择一章难度较小的章节留给学生讲授,提前一周布置任务,让学生利用课余时间搜集资料,准备课件。例如染色体一章第一节染色体的形态结构与种类内容简单,学生通过查阅资料,准备课件,应该可以更好的理解这堂课的内容。由于平时的教学都是教师教,学生学,因此这种教学形式的偶尔转变有利于提高学生的学习兴趣,同时对参加讲课的学生也是很好的锻炼。最后,基于网络平台的教学应用。现在信息技术深入到我们工作学习生活的各个角落,利用网络平台进行教学势在必行,这也是近几年来教育部为培养高素质人才的要求。因此,未来高校课程必将向着信息化和网络化的方向发展。医学遗传学这门课程也应该顺应网络化的趋势。医学遗传学已经建设成为校优秀课程,我们现在着手进行了网络平台建设,该平台将为师生搭建一个医学遗传学探究式的教与学互动的网络空间,使师生在此平台上互通信息。
4科研是教学之生力军
科研工作是促进学科建设和发展与培养创新人才的基本途径,也是提高教师的业务素质及学术水平和提高教学质量的根本保证。科研能使学生学术思想活跃,课程内容理解深透,授课生动,讲解自如,能使学生真正弄懂教材内容,从而启发其学习兴趣,培养科研思维和启迪创新精神。认真钻研的教学态度能加深对知识的理解,拓宽知识面,有益于科研思路的确立和开拓科研新领域[5]。我们医学遗传学的教学团队,均为硕士以上学历,在遗传学、分子生物学、肿瘤分子生物学方面均取得了一定得成绩,这对医学遗传学的教学工作起到了推波助澜的作用,相信在教学团队的一致努力下,医学遗传学的教学与科研将踏上一个新的台阶。
遗传学最新研究进展范文5
关键词: 生物信息学 农业研究领域 应用
“生物信息学”是英文单词“bioinformatics”的中文译名,其概念是1956年在美国田纳西州gatlinburg召开的“生物学中的信息理论”讨论会上首次被提出的[1],由美国学者lim在1991年发表的文章中首次使用。生物信息学自产生以来,大致经历了前基因组时代、基因组时代和后基因组时代三个发展阶段[2]。2003年4月14日,美国人类基因组研究项目首席科学家collins f博士在华盛顿隆重宣布人类基因组计划(human genome project,hgp)的所有目标全部实现[3]。这标志着后基因组时代(post genome era,pge)的来临,是生命科学史中又一个里程碑。生物信息学作为21世纪生物技术的核心,已经成为现代生命科学研究中重要的组成部分。研究基因、蛋白质和生命,其研究成果必将深刻地影响农业。本文重点阐述生物信息学在农业模式植物、种质资源优化、农药的设计开发、作物遗传育种、生态环境改善等方面的最新研究进展。
1.生物信息学在农业模式植物研究领域中的应用
1997年5月美国启动国家植物基因组计划(npgi),旨在绘出包括玉米、大豆、小麦、大麦、高粱、水稻、棉花、西红柿和松树等十多种具有经济价值的关键植物的基因图谱。国家植物基因组计划是与人类基因组工程(hgp)并行的庞大工程[4]。近年来,通过各国科学家的通力合作,植物基因组研究取得了重大进展,拟南芥、水稻等模式植物已完成了全基因组测序。人们可以使用生物信息学的方法系统地研究这些重要农作物的基因表达、蛋白质互作、蛋白质和核酸的定位、代谢物及其调节网络等,从而从分子水平上了解细胞的结构和功能[5]。目前已经建立的农作物生物信息学数据库研究平台有植物转录本(ta)集合数据库tigr、植物核酸序列数据库plantgdb、研究玉米遗传学和基因组学的mazegdb数据库、研究草类和水稻的gramene数据库、研究马铃薯的pomamo数据库,等等。
2.生物信息学在种质资源保存研究领域中的应用
种质资源是农业生产的重要资源,它包括许多农艺性状(如抗病、产量、品质、环境适应性基因等)的等位基因。植物种质资源库是指以植物种质资源为保护对象的保存设施。至1996年,全世界已建成了1300余座植物种质资源库,在我国也已建成30多座作物种质资源库。种质入库保存类型也从单一的种子形式,发展到营养器官、细胞和组织,甚至dna片段等多种形式。保护的物种也从有性繁殖植物扩展到无性繁殖植物及顽拗型种子植物等[6]。近年来,人们越来越多地应用各种分子标记来鉴定种质资源。例如微卫星、aflp、ssap、rbip和snp等。由于对种质资源进行分子标记产生了大量的数据,因此需要建立生物信息学数据库和采用分析工具来实现对这些数据的查询、统计和计算机分析等[7]。
3.生物信息学在农药设计开发研究领域中的应用
传统的药物研制主要是从大量的天然产物、合成化合物,以及矿物中进行筛选,得到一个可供临床使用的药物要耗费大量的时间与金钱。生物信息学在药物研发中的意义在于找到病理过程中关键性的分子靶标、阐明其结构和功能关系,从而指导设计能激活或阻断生物大分子发挥其生物功能的治疗性药物,使药物研发之路从过去的偶然和盲目中找到正确的研发方向。生物信息学为药物研发提供了新的手段[8,9],导致了药物研发模式的改变[10]。目前,生物信息学促进农药研制已有许多成功的例子。itzstein等设计出两种具有与唾液酸酶结合化合物:4-氨基-neu5ac2en和4-胍基-neu5ac2en。其中,后者是前者与唾液酸酶的结合活性的250倍[11]。目前,这两种新药已经进入临床试验阶段。tang sy等学者研制出新一代抗aids药物saquinavir[12]。pungpo等已经设计出几种新型高效的抗hiv-1型药物[13]。杨华铮等人设计合成了十多类数百个除草化合物,经生物活性测定,部分化合物的活性已超过商品化光合作用抑制剂的水平[14]。
现代农药的研发已离不开生物信息技术的参与,随着生物信息学技术的进一步完善和发展,将会大大降低药物研发的成本,提高研发的质量和效率。
4.生物学信息学在作物遗传育种研究领域中的应用
随着主要农作物遗传图谱精确度的提高,以及特定性状相关分子基础的进一步阐明,人们可以利用生物信息
学的方法,先从模式生物中寻找可能的相关基因,然后在作物中找到相应的基因及其位点。农作物的遗传学和分子生物学的研究积累了大量的基因序列、分子标记、图谱和功能方面的数据,可通过建立生物信息学数据库来整合这些数据,从而比较和分析来自不同基因组的基因序列、功能和遗传图谱位置[15]。在此基础上,育种学家就可以应用计算机模型来提出预测假设,从多种复杂的等位基因组合中建立自己所需要的表型,然后从大量遗传标记中筛选到理想的组合,从而培育出新的优良农作物品种。
5.生物信息学在生态环境平衡研究领域中的应用
在生态系统中,基因流从根本上影响能量流和物质流的循环和运转,是生态平衡稳定的根本因素。生物信息学在环境领域主要应用在控制环境污染方面,主要通过数学与计算机的运用构建遗传工程特效菌株,以降解目标基因及其目标污染物为切入点,通过降解污染物的分子遗传物质核酸 dna,以及生物大分子蛋白质酶,达到催化目标污染物的降解,从而维护空气[16]、水源、土地等生态环境的安全。
美国农业研究中心(ars) 的农药特性信息数据库(ppd) 提供 334 种正在广泛使用的杀虫剂信息,涉及它们在环境中转运和降解途径的16种最重要的物化特性。日本丰桥技术大学(toyohashi university of technology) 多环芳烃危险性有机污染物的物化特性、色谱、紫外光谱的谱线图。美国环保局综合风险信息系统数据库(iris) 涉及 600种化学污染物,列出了污染物的毒性与风险评价参数,以及分子遗传毒性参数[17]。除此之外,生物信息学在生物防治[18]中也起到了重要的作用。网络的普及,情报、信息等学科的资源共享,势必会创造出一个环境微生物技术信息的高速发展趋势。
6.生物信息学在食品安全研究领域中的应用
食品在加工制作和存储过程中各种细菌数量发生变化,传统检测方法是进行生化鉴定,但所需时间较长,不能满足检验检疫部门的要求,运用生物信息学方法获得各种致病菌的核酸序列,并对这些序列进行比对,筛选出用于检测的引物和探针,进而运用pcr法[19]、rt-pcr法、荧光rt-pcr法、多重pcr[20]和多重荧光定量pcr等技术,可快速准确地检测出细菌及病毒。此外,对电阻抗、放射测量、elisa法、生物传感器、基因芯片等[21-25]技术也是未来食品病毒检测的发展方向。
转基因食品检测是通过设计特异性的引物对食品样品的dna提取物进行扩增,从而判断样品中是否含有外源性基因片段[26]。通过对转基因农产品数据库信息的及时更新,可准确了解各国新出现和新批准的转基因农产品,便于查找其插入的外源基因片段,以便及时对检验方法进行修改。目前由于某些通过食品传播的病毒具有变异特性,以及检测方法的不完善等因素影响,生物信息学在食品领域的应用还比较有限,但随着食品安全检测数据库的不断完善,相信相关的生物信息学技术将在食品领域发挥越来越重要的作用。
生物信息学广泛用于农业科学研究的各个领域,但是仅有信息资源是不够的,选出符合自己需求的生物信息就需要情报部门,以及信息中介服务机构提供相关服务,通过出版物、信息共享平台、数字图书馆、电子论坛等信息媒介的帮助,科研工作者可快速有效地找到符合需要的信息。目前我国生物信息学发展还很不均衡,与国际前沿有一定差距,这需要从事信息和科研的工作者们不断交流,使得生物信息学能够更好地为我国农业持续健康发展发挥作用。
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遗传学最新研究进展范文6
关键词:应用型本科;园林植物遗传育种学;教学改革
基金项目:吉林农业科技学院2016年高等教育教学改革研究课题项目(项目编号:110092016019)
中图分类号:S68-4 文献标识码: A DOI编号: 10.14025/ki.jlny.2016.20.041
应用型本科是以培养技能型人才为主的本科教育,面向区域经济社会,以学科为依托,以应用型专业教育为基础, 以社会人才需求为导向,培养高层次的应用型人才。时下正处于本科教育应用转型的大背景下,如何高效高质量地完成转型,实现高层次应用型人才培养的目标,成为各高等院校研究探索的首要任务。借鉴德国和瑞士先进的经验,不难发现课程的改革是本科院校转型发展的核心和切入点,构建应用型课程是实现本科院校快速转型的有效路径。
《园林植物遗传育种学》是园林专业本科生的一门重要专业课,通过该课程的学习,使学生了解园林植物遗传和变异的基本规律,懂得如何对园林观赏植物进行品种培育和品种研究,从而为今后从事园林专业工作打下基础。随着遗传学研究的深入、植物育种技术的迅猛发展,以及园林植物新品种的不断涌现,《园林植物遗传育种学》课程的知识体系不断地发生变化,因此该课程的教学难度增加,给教师带来了极大的挑战。本课程组结合该校实际情况从教材、教学内容与方法、实践教学、课程考核等几个方面进行了教学改革初步探索,以期更好地实现教学及人才培养目标。
1精选教材
《园林植物遗传育种学》发展迅速,课程内容大大增加,需选用配套的、合适的新版教材,以避免知识内容的陈旧。选取的教材应该具有系统性、科学性、先进性和实用性。在教学中还应把教材中没有的、最新国内外研究进展讲授给学生,以补充和完善教学内容。此外再以经典教材为参考,如程金水主编的《园林植物遗传育种学》、戴思兰主编的《园林植物遗传学》和《园林植物育种学》等,这些优秀的教材可为教师和学生提供必要的参考,满足专业需要。
2优化调整教学内容
《园林植物遗传育种学》课程实质是由《园林植物遗传学》和《园林植物育种学》两门课程合并而来。两门课程分开来讲授,通常先开设遗传学再开设育种学,这种模式易于造成课程整体的知识点不连贯,从而造成学生学习脱节。在育种学的学习与实践过程中,学生不能很好的应用所涉及的遗传学规律,必然造成一些知识的重复性学习。合并后的课程知识连贯性好,但存在内容多学时少的问题,因此根据学生的知识基础与背景、授课学时,结合本校实际情况,适应转型发展的需要,由课题组进行教学内容论证,逐章逐节对教材内容进行合理的取舍与组织,更好地整合课程内容使教学内容精简优化。如该课程的遗传学部分知识内容与高中生物学存在交叉和重复,为避免学生的重复学习,可减少相关内容的学时分配,教学中要以高中生物学为基础,并改变教学侧重点。孟德尔遗传规律在大学阶段的教授需要让学生掌握“发现问题分析问题试验验证”这种严谨的科研方法与态度,而规律本身内容可通过实验实践来让学生掌握。另外,遗传学与育种学的部分知识内容也要有机地结合,如基因突变、染色体变异与诱变育种相结合,染色体数目变异与倍性育种相结合,既避免重复学习,又防止知识脱节现象的发生。
3改良教学方法
教学中需从传统教学方法的应用中总结经验和不足,根据《园林植物遗传育种学》课程的特点,精心进行教学设计、教学手段与方法的选择。如将现代化教学手段与传统教学手段相结合,在使用多媒体的同时使用黑板辅助教学。根据具体教学内容采用适宜的教学方式,不同的教学内容选取不同的教学手段与方法,可以有效提高教学质量和教学效果。针对一些未能设置实验课的内容,若要学生掌握其相关技能,教学方法应用得当尤为重要,如在课堂讲解的同时,结合启发式教学、组织学生分组讨论等方法,或使用多媒体视频、动画直接展示,都能获得较好的教学效果。虽然《园林植物遗传育种学》课程的教学需要多种教学手段与方法共同使用,但仍需要以多媒体教学为主导,因此多媒体课件的质量十分重要。课件制作既要避免电子书式课件,又要防止课件太过花哨,缺少主题。
4注重培养实践应用能力
为了更好地培养学生实践能力和创新能力,将该课程的实验部分设置为独立实验,与之前相比,实验课程的学时和学分增加了,相对重要性大大提高,学生的学习主动性增强。课题组合理分配了实验学时,如遗传实验和育种实验比例合理,验证实验、设计实验和综合性实验比例合理,并针对开课学期的不同合理设计实验内容。实验教学的目的是通过有限的实验课使学生掌握相关实践技能,提高学生动手与创新能力,因此要从提高学生学习和动手的兴趣出发,改革实验教学。让学生从实验课的准备阶段就开始动手参与,如实验材料的采取,药品配制等;打破学时限制,除完成课上的操作部分,还应让学生完成后期效果的观察与记录,如杂交、选种等。除上述改革外还应注意该课程为“园林植物遗传育种学”,这是一门以园林植物为研究对象的科学,因此,无论是理论课堂的举例还是实验课堂的实验材料都要尽量以园林植物为主,从而提高学生学习兴趣,取得更好的教学效果。
5改进课程考核的方式
通过考核方式的优化,达到综合考核学生知识、能力及素质的目的。以往教学中对学生的考核主要是将平时表现、实验报告、小考、作业和期末考试等项目综合得出的成绩,以此反映学生对课程知识掌握情况,这种方式不能客观地评价学生的实践能力,因此要进行重要实践技能的操作考核,特别是独立实验课的考评更要包括实验原理与实际操作两个方面的考评,从而正确评价学生的学习情况。通过改进课程考核的方式,亦可促使学生对实践的重视,从而实现应用型专业人才的培养。
综上所述,《园林植物遗传育种学》课程教学改革的终极目的是为我国园林事业的发展培养高层次的专业技术人才。该课程的教学改革是本科教育应用转型的需要,是专业发展的需要,需要在不断的实践过程中逐步提升和完善。学生的综合能力(动手能力、创新能力以及解决实际问题的能力)仍有很大的提高空间,这需要在今后的教学中不断进行课程教学改革的探索和总结,以充分开发学生的综合能力。相信《园林植物遗传育种学》的教学改革对园林花卉事业的发展,必定会起到积极的促进作用。
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