生物技术的发展范文

导语:如何才能写好一篇生物技术的发展,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

1前言

2环境生物技术的研究进展

2.1污水的净化处理

现代污水净化处理技术便是运用微生物的新陈代谢功能将污水净化,目前主要有生物膜法、活性污泥法、厌氧生物处理法以及自然生物处理法等。污水之中的有毒成分十分复杂,其包括各种氰化物、酚类、有机磷、有机酸、重金属、醇及醛等,微生物通过自身的活动可以促使污水之中的有毒物转化为有益的无毒物,从而有效清除污水的毒害作用。固定化细胞与固定化酶技术是生物净化污水的酶工程技术,微生物细胞是固定化酶反应器,运用制备固定化酶的方式把微生物细胞加以固定则可催化一系列生化反应;固定化酶则可通过化学键合法或者物理吸附法将水溶性酶与固态的不溶性载体相互融合,使酶成为保持催化活性但不溶于水的衍生物,因此固定化细胞与固定化酶可有效地对废水之中的无机金属毒物及有机污染物进行净化处理。我国运用固定化细胞技术来降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠的净化技术取得进展,对于(LAS)100mg/L的污水降解率及酶活性保存率均处于90%以上。除此之外,美国从土壤中分离的厌氧菌能够有效地将毒性较强的化合物转化为乙醇及醋酸盐等化工原料,还利用氰化物细菌来进收集水中的铜、锌等重金属,使水净化之后得到循环利用。

2.2废气的净化处理

气态污染物的生物净化主要先有气相到液相的转换过程,再在液相中利用微生物对其进行吸附降解,而其缠上的代谢物则溶入液相、析出至空气中或者成为细胞代谢能源或者细胞物质。近期来,生物技术对废气的净化处理方法有将煤的物理选煤技术之一的浮选法与微生物处理技术相互结合,进而将黄铁矿与煤进行分离而实现脱硫的目的。荷兰与德国运用生物膜过滤器净化含硫化氢的废气,控制率高达90%以上;捷克斯洛伐克于上世纪末在其北部的煤矿中用氧化亚铁硫杆菌脱褐煤中硫,平均能够脱去23.4%的有机硫以及78.5%的无机硫;美国运用CB1菌株能够成功地脱离18%-47%的有机硫,都是生物技术研究进展中废气净化处理的成功实例。

2.3固体废弃物生物处理技术

2.4生物监测技术

传统的环境生物技术的监测方法主要有:利用发光细菌快速地监测环境有毒有害物质、Ames实验监测物质的致癌性及突变性、通过水中藻类生物种类数量的测定来进行物质的酶性监测以及水质监测以及利用粪便污染指数及细菌总数来对水质进行监测等。上述生物监测技术在检验的标准以及操作模式上已逐渐成熟,而随着环境生物技术的不断发展与进步,多种分子工具也被运用到生物的监测技术之中,主要有核酸探针、生物芯片与生物传感器、生物免疫检验、病毒监测、PCR以及单细胞电泳等,这些监测方法具有灵敏、快速、试验周期短以及特异性较强的优点,因此被广泛应用于环境生物的监测技术之中。

3环境生物技术的发展前景

3.1完善环境污染治理

环境生物技术处理污染物的产物多数稳定持效、无毒无害,并且有效地避免了污染物的多次转移,使得污染的资源得以重新利用并强化环境的自净能力,因此环境生物技术以其效率高、速度快、成本低、消耗少以及无二次污染的优点成为了当今世界环保应用中最为广泛及重要的技术。环境生物技术在污染治理方面的完善在初步阶段已取得发展,但在深入工程阶段还存在较大的进步空间,活性污泥法与生物膜法相互结合、厌氧与好痒工艺技术相结合的污水处理技术,无害无毒化的生产工艺以及完善高效的自动化系统是今后环境生物技术在污染治理方面的主要发展方向。除此之外,高活性脱硫菌种的研制与培养、微生物脱硫技术对废气处理的运用还需配合清洁生产技术的研究,并考虑到充分利用微生物降解产物的有效途径,从而为人类生活提供更多能源。

3.2加强生物检测手段

3.3与其它技术相结合

环境生物技术与其他科学技术之间的相互结合可有效地提升处理效率及增强处理效果,与此同时,电子计算机的使用也能为生物技术处理工艺实现自动化,还可有助于数学模拟研究的发展。例如将声、光、电与生物处理技术相结合对有毒有害高浓度难降解的有机废水进行处理可以取得良好效果,电化学的高级氧化、光催化氧化以及辐射分解等都是生物技术与其他技术之间相互整合开发的新型处理技术,而这些工艺与设备组合的模块化转变是环境生物技术发展的新方向。

4结语

综上所述,环境生物技术在自然界环境中发挥强大的净化功能的同时,还对改善现时环境污染难题以及提升世界整体环境质量水平起到了不可或缺的作用。随着当前世界经济不断的发展以及环境污染治理的需求,环境生物技术的成果已逐渐地渗透进产业化与商品化的发展之中,各国对生物技术在环境领域内的运用开展了规模巨大的科研活动,并成功地研究开发了诸多环境生物技术及其产品,并被广泛地应用于各项环境污染治理问题之中。环境生物技术具有非常广阔的市场前景,在未来的社会发展中将发挥出愈来愈重要的作用。

参考文献:

[1]朱洁.生物技术是人类生活变革的催化剂[J].黑龙江科技信息,2012(2):34.

[2]布鲁斯E瑞特曼.环境生物工程技术的发展前景展望[J].上海师范大学学报,2009(3):2.

[3]武周虎,王秀英,盛铭军.环境生物技术在污染治理方面的应用[J].青岛建筑工程学院学报,2009(1):3.

[4]孟和,宝力高.生物技术专业发展趋势及设想[J].医药杂志,2013(1):28.

关键词:生物技术;生物经济;产业化

一、生物技术与生物经济的概念界定

生物经济的发展有着自身的特点,首先生物经济对技术性的依托比较强烈,生物经济离不开生物技术的应用,虽然生物技术有着很广泛的发展市场,但是生物技术的发展速度无法跟上市场经济的发展速度,技术的更新速度和创新能力比较缓慢,仍然需要不断的向发达国家进行学习和吸收。其次,生物技术的应用范围比较广,无论是服务行业还是第一产业和第二产业,生物技术都可以很好的与其进行融合。生物技术产品的多样性,这也我我国的技术创新和发展提供了很大的发展空间。

二、生物经济的发展现状

生物技术作为一个新的技术增长点,必然会得到很广泛的重视。我们的日常生活中已经广泛的享受到生物技术为我们带来的福利。例如在食品行业中,我们乳制品已经发展的比较迅速,各种口味和不同营养含量的产品已经出现在我们的饮食中,健康的饮食离不开生物技术的应用。我们食用的粮食农作物食品有很多是使用生物工程技术来实现作物的生长的,提高农作物的产量,保证农作物中的营养成分是生物技术的实践目的。

但是生物技术虽然渗透到各个行业之中去,但是没有形成自己独立的经济产业形式,这样的状况对于生物技术未来的发展明显是不利,提升生物技术的产业化程度不仅仅可以促进生物技术的发展,还能提升生物经济的总体的竞争力,对于我国市场经济体制而言,能够很大程度上活跃市场氛围,对于国际市场的竞争而言又是提升我国总体国际地位,经济实力的一个表现。

所以不断的进行生物技术的深入研究,引进先进的生物技术,培养大批量的生物技术人才为我国生物经济的产业化注入更多的力量。这是我们现在急需改善的状况,也是我们国家经济发展未来所要面对。

三、生物经济的未来发展趋势

生物技术在未来有可能解决为我们生存的许多问题,包括人们的健康问题、生活饮食问题、能源再生问题、环境保护问题等等。未来的生物经济的发展面临着更多的机遇和挑战。

首先,为生物经济的发展制定可靠的制度保障。充分的发挥生物技术的发展优势,将生物技术的开发在各个领域进行深入的实践,努力的实现生物产业关键技术和重要的特色产品的研制和开发。同时保障市场经济体制下市场竞争的良性发展,避免利用生物技术开展不合法的应用,鼓励和支持生物经济的发展和应用。

其次,形成生物经济的产业链,建立专门的生物技术研发基地。充分的发挥我国的资源优势和地域发展的优势,做好总体的布局和规划,稳妥的进行发展。为生物经济的发展打下坚实的基础,提升面对市场竞争的实力。同时,还要以生物农业、生物医药、生物制造、生物能源、生物环保和生物服务等为重点领域,引导生物产业基地向专业化、特色化发展,形成比较完善的产业链和价值链。

最后,保持清醒的发展思路,对生物经济的市场发展有正确的评估。重视对于人才的引进,将生物经济真正的面向市场,吸引更多的投资和技术支持,加强与企业和高校之间的合作,积极的开展技术和科研的创新。以市场变化为导向,企业和政府的相互支持和指导,提升科研技术的水平,形成生物经济的产业创新体系。

生物经济的时代已经到来,生物经济的发展也面临着更多的机遇和挑战。我们应该时刻的提醒自己,抓住发展的机会,以发展开阔的眼光来面对世界的发展。通过生物技术的发展,生物经济的发展,加快我国的发展步伐。推动生物经济的快速发展,实现民族的伟大复兴。(作者单位:沈阳师范大学化学与生命科学学院)

[1]吴梧桐主编,王友同.21世纪第一个10年生物制药的发展趋势[M].现代生化药学,北京:中国医药科技出版社,2002.

[2]王涛.中国主要生物质燃料油本能源植物资源概况.新华文摘,2005,(15).

关键词:生物技术专业;发展现状;趋势分析;策略探究

一、大学生物技术专业的广阔发展前景

在当今年代,生物技术专业热潮席卷全球,它的内在价值被广泛认知,已成为21世纪自然科学的前沿学科。在近几十年,世界格局发生了重大的变化,生命科学异军突起迅速发展。在基因工程、细胞等一系列探索成为我们学校发展的主要线索和主要方向的时候,需要更多的生物技术专业人员投入到科研项目当中。生物技术所创造的价值已经远远超过人们的想象,每一个新的发现和技术革新,都将带动大规模的产业变革,因此,社会急需大量的优质高层次生物技术人才,以持续推动社会生产力的不断提高和发展。同时,生物技术专业发展也面临着许多新的挑战。然而,目前生物技术专业高层次、综合型科研人才仍然稀少,许多科研成果距离生产实践还有很长的距离,这也就需要生物技术专业培养更多的应用型人才。总之,生物技术的飞速发展为生物技术专业的发展带来了巨大的生机。因此,大学的生物专业人才具有极为广阔的发展前景和应用价值。

二、大学生物技术专业出现的问题

虽然,生物技术专业前景极为广阔,给我们日常生活带来许多好处,然而,许多高校对生物专业的深入研究仍然不够透彻、明晰,仍然有许多问题有待于我们去解决。在生物技术课程设计中仍存在不足,许多课程和教材没有进行知识更新,无法跟上时代快速发展的步伐。课程的整体框架仍停留在20年以前的状态,创新性课程少,实用性课程也少。实验课程虽然基本满足学生的需要,但留给学生独立运作的机会还很少,束缚了学生的创新意识和思想等。同时,学生普遍的感觉是专业知识陈旧,内容缺乏与时代相对应的新颖性和先进性。而且,生物技术所涉及的具体内容、应用以及生活实际的一些具体方案与我们的期望值和预期值仍然有着较大的差距,需要我们进行进一步的分析、研究、讨论。

三、生物技术专业发展趋势

生物技术专业具有良好的发展前景,它与信息科学等专业同样具有发展迅猛、日新月异的特性。对于生物技术专业的大学生,机遇与挑战并存,生物技术专业着重培养具备丰富实践经验、掌握扎实的基本知识、遇事有分析问题、解决问题的能力的综合素质的人才,谁能够真正掌握先进的科学知识和科研技能,谁就将领导生物技术的导向。正所谓,术业有专攻,人们对于生物技术专业的人才要求是十分严格的,这就需要学生在大学期间积累大量的知识和经验,通过量的积累,从而达到质的飞跃。在就业中的方向选择将一直是生物技术专业人才需要考虑的根本性问题,这也就需要学生在进入大学之初,就能够规划好自己未来发展之路,这样才能成为最后的成功者。因此,这就需要学生具有全力以赴的精神和毅力,为生物学更好的造福人类做出自己的贡献。

[1]李美玲.大学生物专业发展前景探讨[J].中国人民论坛,2002,(1).

[2]王方华.对于大学生物的专题研究[M].北京师范大学出版社,1989.

[3]张.大学生物学专业的就业问题[J].中国人民论坛,2003.

关键词现代生物技术;农业生产;应用;影响

现代生物技术也称生物工程,是现代生物科学和工程技术相结合的产物。现代生物技术对农业发展产生着深刻而广泛的影响。近几年来,随着科技的不断进步,技术的不断发展,现代生物技术已经不是一个遥不可及的梦想,而是存在于现实当中,并且为人们服务。随之而来的就是现代生物技术对农业的发展做出的长足贡献。

现代生物技术在农业上的应用主要是进行农业生物遗传改良和创制,其在现代农业上的主要研究内容主要有增强农作物以及畜禽鱼的抗性、品质改良、提高产量和生产具有特殊用途的物质等。为农业生产提供了新品种、新方法、新资源,并且显示出了其巨大的潜力,呈现出加速发展的态势。

1现代生物技术在农业生产中的应用

1.1植物育种和繁殖

随着生物技术的不断发展,其在植物育种和繁殖中的应用越来越多,如将一些品种的优良性状通过基因工程转入到另一个品种中去,以获得更高的产量、质量,或者是提高该品种的抗性,减少传统的种植过程中繁琐的病虫害防治、防倒伏等操作,较传统的育种更省时、更具效益,在当前农业生产中已显示出巨大的经济效益,并展示了植物基因工程在未来农业生产中的广阔前景。抗虫、抗病、抗除草剂的转基因棉花、玉米、大豆、油菜等已进入大规模商业化应用阶段。

1.2生物固氮

农业土壤的氮素流失是水体富营养化的主要原因。生物技术的利用能为这些问题的解决提供潜在的、真正有价值的帮助。生物固氮不仅节约能源,而且不会对环境造成威胁。近年来,固氮基因工程的发展迅速,基因组学和功能基因组学的建立赋予了生物固氮研究新的内涵和研究策略,对生物固氮的研究增加了新的动力。如我国已成功地构建了12株水稻粪产碱菌耐氨工程菌。施用这种细菌可节约化肥1/5,平均增产5.0%~12.5%。

1.3生物农药

生物农药是指利用生物活体或其代谢产物防治病虫草鼠害的一类农药。目前,在实际应用中,生物农药泛指可以进行大规模生产的微生物源农药。近年来我国生物农药得到了较大发展,已初步形成40余家研究机构大约300家生产企业。如阿维菌素具有很强的触杀活性、胃毒活性和杀虫广谱性;另一主打产品抗菌素类的井冈霉素至今仍是防治水稻纹枯病的当家品种。

1.4动物体细胞克隆及生物反应器的应用

1997年世界上第1个体细胞克隆绵羊“多莉”的诞生,标志着动物核移植技术取得了重大突破,用转基因植物和动物器官组织高效表达和生产活蛋白的生物反应器研究与开发近年也取得了显著的进展。

2现代生物技术对农业的影响

2.1农作物的毒性问题

转基因农作物一般情况下均是将细菌和病毒作为载体,通过将需要转入的基因连接在细菌和病毒上,再将其导入受体细胞中,最终使受体细胞表现出人类需要的表现型。在基因的转移中使用的最多的为反转录病毒,研究表明,反转录病毒有可能会诱发癌症和其他疾病。

2.2抗药性和过敏性

研究表明,棉铃虫已对转基因抗虫棉产生抗性。转基因抗虫棉对第1、第2代棉铃虫有很好的毒杀作用,但第3、第4代棉铃虫已对转基因棉产生抗性。如果此种具有转基因抗性的害虫变成对转基因表达蛋白具有抗性的超级害虫,就需要喷洒更多的农药,将会对农田和自然生态环境造成更大的危害。

2.3环境生态问题

利用生物技术生产出抗旱、耐盐、抗病虫害作物同时,也导致生物多样性遭受严重破坏,导致一些物种的灭绝,甚至使杂草对除草剂产生抗性而成为“超级杂草”,从而严重威胁其他作物的正常生长和生存。由此,造成严重的基因污染问题,破坏原有的自然生态平衡,导致生物多样性的丧失[1-2]。

2.4对农业生态系统造成危害

转基因植物、动物、微生物脱离当地农业生态系统所造成的危害,许多有意或无意的动植物引起当地严重的农业生态问题。引发自生作物成为严重的杂草问题,转基因作物通过杂交后产生杂种影响食物安全等,有些已经成为当地的有害动植物。

3生物技术及农业发展的展望

我国农业生物技术起步晚,与发达国家尚有一定差距,但是发展顺利,进步较快,在国家政策的扶持下,尤其是在国家“863”计划、“973”计划和“国家转基因植物研究与产业化专项”的直接支持下,已取得了很大的成绩,历经了20多年的发展和积累,已经初步建成了世界上为数不多的转基因育种科技创新和产业发展体系,已拥有一批抗病虫、抗除草剂、抗旱、营养改良等重要基因的自主知识产权和核心技术,水稻、棉花、玉米等转基因作物的基础研究和应用研究也已取得了一批高水平的科技成果,形成了自己的特色与优势。随着农业生物技术研究的深入,一系列基因农作物新品种正逐渐走向市场。预测在21世纪,将有更多的优良农作物新品种在农业生产中得到广泛推广,并为消费者所接受[3-7]。

现代生物技术是一把双刃剑,有其好的一面,也有其不好的一面,对于现代农业发展方面的优势是不言而喻的,其贡献也是有目共睹的。总的来说,现代生物技术对当代农业做出的贡献是不能磨灭的也是不容忽视的。我国的生物产业会在充分利用制度、资源以及人才与技术上的优势上,抓住有利时机并大力推进生物高新技术在现代农业上的应用,在即将到来的生物世纪里,真正占据自己的位置,促进农业快速发展。

4参考文献

[1]张强.生物技术给人类社会带来的负面影响[J].经济研究参考,2003(67):29-37.

[2]林梅,宋璐璐,毛国军.现代生物技术在农业中的应用[J].中国高新技术企业,2007(12):76-77.

[3]阮燕晔.现代生物技术在农业中的应用[J].辽宁行政学院学报,2007(8):110-111.

[4]李亚军.浅谈生物技术给农业带来的利与弊[J].今日科苑,2008(2):198.

[5]张永军,吴孔明,彭于发,等.转基因植物的生态风险[J].生态学报,2002(11):161-169.

【关键词】生物技术培养目标实践教学

一、优化生物技术专业的培养目标

二、建立完善的课程内容体系

要想完成专业培养目标必须有完善的课程体系来构建学生知识结构、培养学生素质。生物技术专业的课程内容改革要遵循生命科学基础学科理论、生物工程应用理论和实践相结合的发展趋势。其中生物工程应用理论研究就是生物技术研究,是该专业的知识核心,主要包含四大工程即基因工程、发酵工程、酶工程、细胞工程。明确各工程体系的能力目标,可以准确的指导课程教学,增加学生学习兴趣,同时还为其他学科的发展提供了重要的理论依据和研究手段。我们应该充分挖掘各工程的课程特点,结合社会对人才的需求,地方企业的要求来确定所需的课程内容,着力培养学生的应用能力,而不再是简单的去堆砌全部的课程内容。总体来说在完善课程内容方面,高校要依据学科理论和实践结合的发展趋势,把握好社会对生物技术人才的需求以及国际化的需求,在课程教育中将基础性、应用性和先进性的比例调整到最佳水平,力求培养出基础扎实、综合素质高、技术过硬的应用型人才[3]。

三、构建全面细致的实践教学体系

实践教学作为高校人才培养体系中的关键一环,以增强学生的社会适应能力为目标,逐渐成为我国高校改革的重点之一。在生物技术专业中实验课程拥有不可替代的地位。目前我校实验课程的开设还是以实验课程依附于相应的理论课程的传统模式进行,各门课程的实验内容由教师根据教材自行制定,各课程彼此独立,自成一套,导致了各实验课程之间存在着许多的重复实验而且整体水平偏低,不利于培养学生的综合实验素质,所以要将生物技术专业的各项实验进行整合,从整体上构建完善的实验课程体系,既保留基础实验技能的验证型项目,又要整合出代表生物技术前沿领域的实验项目。例如以分子生物学实验为基础,整合基因工程、酶工程和发酵工程实验课程中均有的表达质粒构建、DNA提取、蛋白质表达实验,设计“生化与分子大实验”增加实验的综合性和设计性,强化学生的动手能力和实验综合分析能力。

随着学校生物技术专业的逐渐发展以及教改的深入,生物技术专业的培养目标、教学体系及实践教学会更加完善,会培养出越来越多合格的生物技术人才。

[1]闫中良.关于“生物技术”课程改革的探索与实践[J].科技信息,2009,15:535.

【摘要】:一直以来,人类与病原微生物之间的斗争从未间断过。随着现代科学技术的发展,人们检测病原微生物的技术也在不断提高,这大大降低了其对人畜的危害。本文主要讲述了现代病原微生物检验技术的发展状况。其中以PCR和DNA芯片技术为代表的分子生物学技术的发展,大大提高了病原微生物检验技术。

【关键词】:病原微生物;检验技术;分子生物学

人类进入21世纪,虽然医疗事业已经发展到了历史最高点,但是感染性疾病仍然是危害人类健康的重要疾患,其中造成人类感染的病原微生物种类纷繁复杂,范围覆盖面更广,而且耐药性越来越强,其中还有一些传统的病原微生物像结核分支杆菌等又出现死灰复燃的现象,同时还出现了许多新的病原体,如2003年底出现的SARS病毒以及2004年又出现禽流感病毒。这些病毒给病原微生物的检测带来巨大困难,严峻的现实要求病原微生物检验技术不断更新。人类与病原微生物之间的斗争越来越激烈,本文所讲述的是现代的生物科学技术的发展现状。

一、传统微生物检验技术

二、物理化学技术

物理化学技术主要是利用一些物理和化学反应来进行检测微生物,具体有色谱检测法和电阻抗法。

(1)色谱检测法

(2)电阻抗法

在电阻抗法中,它是在微生物代谢过程中,通过检测培养基导电特性变化,从而快速测定样品中微生物含量。主要原因是由于生理代谢,在微生物培养过程中,培养基中的一些如碳水化合物、类脂、蛋白质等电惰性物质逐渐转化为电活性物质。随着微生物数量的增长,培养基中电活性物质逐渐取代了电惰性分子,而使得培养基导电性增强,最终导致电阻抗降低。

三、分子生物学技术

21世纪将迎来以分子生物技术为代表的生命科学的时代。最近发展起来的分子生物学基因诊断技术已经广泛应用在医学、遗传学等各个领域,这不断促使现代医学由细胞水平向分子水平、基因水平转变,从而形成了分子微生物学,这就满足了人们对微生物的认识需求:从以前的外部结构特征逐步转到现状微生物的内部基因结构特征研究。同时,微生物的检测技术相应的转向到基因水平的检测。在此基础上产生的众多新的检测技术中,具有敏感、特异、快速等多种优点的核酸杂交和聚合酶链反应(PCR)现在已经应用到了病原微生物的检测中。此外,DNA芯片技术的兴起,为微生物学的检测带来了日新月异的革命。

(1)核酸杂交和聚合酶链反应(PCR)技术

PCR技术的高度敏感性和特异性应用在病原体检测上时的优势如下:常规方法常难以准确检测一些对形态和生化反应不典型的微生物鉴定,但是PCR技术的出现,使得其成为可能,即使在出现大量死菌的情况下,也能做出准确而快速的鉴定;同时它还不受混合标本的影响,能够很方便地从含有大量正常菌群的标本中检测出病原菌;而且,对于如分支杆菌、幽门螺杆菌、支原体等一些生长缓慢甚至难于培养的微生物,采用PCR技术来鉴定这类菌株也有重要意义,采用其他方法则很难获得信息。

(2)基因(DNA)芯片技术

生物芯片是基于玻片和尼龙膜等的载体,有序排列了很多生物活性分子。这些分子在单位面积上密度非常高,从而在一次试验下,就能够同时检测到多种疾病或者对多种生物样品进行分析。

生物芯片根据芯片上固定的生物活性分子的不同可以分为蛋白芯片和基因芯片。而基因芯片的活性分子是寡核苷酸探针或靶DNA。DNA芯片与传统的检测方法相比,具有少样品需求、可快速、准确、高效地显示病原体的遗传信息的优点,已被广泛应用在分析宰基因序列、快速诊断病原微生物感染、研究变异及耐药机制、揭示发病机制以及感染性疾病的诊断和治疗等。由此可见,基因芯片技术发展前景和空间非常广阔。

随着科技的发展,计算机技术在不断提高。现代病原菌微生物检测将沿着高度自动化和简便快速的方向发展,其中尤其是对于分子生物学技术:通过在病原菌诊断、鉴定以及基因检测等方面成功运用自动化仪器,生物芯片技术的发展最终将完全改变临床病原菌检验的现状,实现集高效、高质和廉价等与一体的技术。同时,随着各学科之间的交叉发展,越来越多的新的检测技术将会不断涌现,从而不断促进病原微生物检验技术的发展。

参考文献

关键词:亲和层析;基本原理;类型;应用

中图分类号:Q819

文献标识码:A

亲和层析(amnitychromaloSraphy)是利用偶联亲和配体的亲和吸附介质为固定相亲和吸附目标产物,使目标产物得到分离纯化的液相层析法,近几十年来,亲和层析技术发展十分迅速,并在生物技术产品、生物分子及组织的分离和纯化领域取得令人瞩目的成就。现已广泛用于分离纯化蛋白质、肽、酶及其底物和抑制剂、抗体及抗原、核酸及其特异性作用物、激素及受体、细胞及细胞表面物等等”。基于此,本文针对亲和层析的基本类型,配体的选择和亲和层析在生物学特别是蛋白质组学中的应用等方面作一介绍。

1亲和层析的类型

亲和层析柱中被固定的配体是决定亲和层析成功的关键因素。根据配体与生物大分子之间相互作用体系不同,可以把亲和层析分为以下4种类型。

1.1生物亲和层析(BAFC)

生物亲和层析是利用自然界中存在的生物特异性相互作用物质对的亲和层析。通常具有高的选择性。典型的物质对有酶-底物、酶-抑制剂、激素―受体等。

1.2免疫亲和层析(1AFC)

利用抗原抗体中的一方为配体,亲和吸附另一方的分离系统,称免疫亲和层析,免疫亲和层析应用相当广泛,许多典型的亲和层析纯化蛋白质的过程已经使用了单克隆抗体作为亲和配体,目前,利用抗体-抗原模式,有可能得到每一种目标蛋白的单抗,然后以单抗为配基,通过亲和层析技术分离纯化目标蛋白质。此种方法的纯化倍数活性回收率非常高。蛋白A和蛋白C作为抗体结合蛋白已被应用于免疫亲和层析技术,是分析人类免疫球蛋白,特别是IgG―类抗体的很好的免疫亲和层析的配体。用免疫层析柱进行各种类型的免疫检测被称为免疫检测法,特别适用于检测含量低微的样品。免疫检测法利用被标记的抗体或模拟分析物来进行间接的被分析物的分析。常用标记如酶标记、荧光标记、化学荧光等。

1.3金属离子亲和层析(IMAC)

金属离子亲和层析是利用金属离子的络合物或形成整合物的能力吸附蛋白质的分离系统。目的蛋白质表面暴露的供电子氨基酸残基,如组氨酸的咪唑基,半胱氨酸的巯基和色氨酸的吲哚基,十分有利于蛋白质与固定化金属离子结合,这是IMAC用于蛋白质分离纯化的根据。金属离子如锌和铜,已发现能很好地与组氨酸的咪唑基及半胱氨酸的巯基结合。含有不同数量的这些基团的蛋白质可以通过金属离子亲和层析得到分离。

1.4拟生物亲和层析(BiomimeticAFC)

拟生物亲和层析是利用部分分子相互作用,模拟生物分子结构或某特定部位。以人工合成的配基为固定相吸附目的蛋白质的亲和层析,如以染料亲和层析(DAFC)和氨基酸(包括多肽亲和层析(AALA)。染料配基,例如三嗪(triazine)或三苯甲烷化合物,能通过共价键牢固地结合到亲和载体上,染料配体与很多蛋白以及酶的活性位点相互作用,以模仿这些生物分子的底物、辅助因子或结合剂的形式进行。

2亲和层析配体的设计以及应用组合方法筛选配体

亲和层析是一种非常有效的大规模纯化生物技术产品的分级分离技术并已广泛应用于蛋白质组学和其他领域的研究。尽管其具有很大潜力,但针对每个目标是否能得到适当的配体,亲和层析方法的利用是受到限制的。近年来发展的利用分子模型对配体进行设计和组合化学相结合已经成为一种为特定生物技术需求产生新颖而特异性强的配体的创新方法。

2.1亲和层析配体的设计

依据蛋白结构设计配体:理性设计配体的策略包括从合适的数据库获取关于目标蛋白结构信息并确定蛋白上可能的结合位点。目标位点可能是一活性位点、于溶剂的区域或是参与同一中性互补配体相结合的部位。依据蛋白结构设计配体要考虑两个重要因素:第一,正确地预计被设计的配体构像的能力;第二,正确预计配体的亲和力的能力。一些成功地利用蛋白设计配体的方法已报道。例如,针对L-乳酸脱氢酶而设计的蒽醌模仿生物的染料―配体。

依据蛋白功能设计配体:当目标蛋白的三维结构未知的时候,可依据蛋白的功能对配体进行设计,并依赖于考虑配体一定的结构特征。归纳如下:

1)符合一定要求的分子的形状。例如,线形带负电荷的分子肝磷脂对于纯化DNA-结合酶是一种常规方法,另外纯化核苷酸结合酶的配体三嗪染料CibacronBlue3GAca具备能与一些酶的核苷酸结合位点形成合适的相互作用所需的几何结构以及离子和疏水性的基团。

2)配体具特异功能团。例如苯甲脒作为胰蛋白酶类蛋白酶的配体,羟氨基酸作为与金属结合的蛋白的配体。

3)两个或数个已知的底物、抑制剂、效应体或辅助因子这样的结构模体的结合体衍生的结构模型。例如酮―羧基仿生物嵌合染料-配体被设计作为纯化识别(酮)羧基的酶的配体。

2.2组合方法筛选配体

应用组合化学的方法建立多肽文库,然后利用多肽文库来筛选与目的蛋白特异性结合的多肽配基,这一观点的提出大大促进了亲和层析筛选及合成配基技术的发展。过去的十几年中已出现了允许产生多达10种不同的蛋白,肽链或核酸文库的方法。这样的大文库使选择高亲和性和特异性的分子成为可能。在寻找配体时可应用两个策略。首先,筛选能与各种类型大文库中的生物分子相结合的目标物,然后引进一个设计的方法来缩小被引导的文库的大小规模。这个被采纳的方法主要取决于一开始时我们有什么信息,如果有被分析物的结构的信息,设计配体就有可能;然而如果没有这样的信息,组合方法来筛选配体可能是唯一的途径,从第一代文库获得的结合分子能被用做母体支架产生另外的新文库,从这种新的文库中可筛选出更高活性的结合物配体。已有报道从(多)肽,多核苷酸以及替代的三嗪类化合物文库中筛选亲和配体的组合方法的应用。

2.2,1合成的肽文库

合成的肽文库是随机肽分子的集合体,包含给定肽链长度所有可能的顺序。用固相肽合成方法化学合成肽分子。合成好的肽可从可溶性的肽文库断裂开或者保留在一个小珠一种结构的肽文库的树脂上。一个基本的体外筛选组合化学文库方法是让文库中的混合物流经一待测定蛋白已被固定在其表面的通路。具备与固定在表面的蛋白分子有亲和性的配体是那些在它们通道上受到阻力的肽,它们通常是亲和层析配体很好的候选物。用这样的方法,具备F-L-L-V-P-L顺序的肽配体己被合成并用于人类纤维蛋白原的纯化。

2.2.2噬菌体展示(phagedisplay)

2.2.3核糖体展示和SELEX进行的亲和选择

核糖体展示特别适合于扫描和筛选折叠的蛋白,原理总结如下:首先一DNA文库被转录成mRNA,该mRNA在体外被翻译,由于缺乏一休止符,阻止了mRNA和肽从核糖体中释放出来,在适当的条件下形成一稳定的三元体复合物。该复合物然后暴露于固定在一表面的目标分子。如果肽与目标以充分的亲和力相结合,复合物就保留了,低亲和性的肽被洗脱掉,粘附着的核糖体三元复合物可被EDTA解离,mRNA再反转录成cDNA并可由PCR扩增强度.指数浓缩法系统发展配体(SELEX)被广泛应用于筛选核酸配体,体外筛选已被用来针对目标确定核酸配体,这些目标覆盖广泛的体积大小,并包含简单离子,肽链,蛋白,细胞器官,病毒,甚至整个细胞。

合成的化学配体在蛋白层析中的作用在过去的几十年的应用中已经非常实在,离子交换,疏水性的和金属螯合的吸附剂一起构成一种固定在基质骨架上的确定的、超级稳定和没有毒性的人工合成功能体,并与蛋白表面带电荷、非极性或金属结合的群体发生亲和作用。例如,组合化学技术正开始对发现和设计新的融合肽金属配体发生较大影响。

2.3从头设计配体

针对IgG的非肽仿生物配体已经建立,它是依据蛋白A的B结构域和lgG的Fc片段组成的复合物的X射线晶体学结构获得的。利用计算机协助的分子模型,一系列围绕蛋白A双肽Phel32-Tyrl33的仿生物分子被设计出。其中一个这样的配体能与人类IgG结合,该配体在三嗪环上带有3-氨基苯酚和4-氨基-l-萘酚部分,当这个仿生物配体被固定到琼脂糖上被成功地用于纯化人类血浆的IgG。为重组胰岛素前体M131以及重组人类凝固因子Vllar351等而设计的仿生物学配体的类似方法也已建立。

3亲和层析的应用

3.1亲和层析在蛋白质组学中的应用

蛋白质组学最常用的实验技术是用于分离蛋白的双相电泳(2―DE)和用于鉴定被分离蛋白的质谱(MS)技术。然而亲和层析也是起很大作用的分离方法.蛋白被2-DE分离之前,亲和层析主要被用作选择性地预先浓缩和预处理样品。其应用包括去除一种或一类会干扰2―DE的分辨率的蛋白,一个典型的例子是血清及脑脊髓液样品的白蛋白和免疫球蛋白IgG的去除,是通过吸附在亲和树脂上的方法进行的,这样可显著提高2-DE胶上蛋白斑点的分辨率,另外,亲和层析可浓缩低丰度的蛋白,这样它们就可在2-DE胶上被看到;还可将所有蛋白分类成两组或几组以便进一步分析。

很多情况下对那些还没有进行2-DE分离的样品进行质谱测定,测定前可借助亲和层析进行分离而减轻样品的复杂程度。对非2―DE基础上的研究,亲和层析能被用在蛋白水解消化之前或之后的蛋白以及肽链的分离。例如凝集素亲和层析已被用来在蛋白水解消化之后分离提取一类特异的糖蛋白,并浓缩糖肽。这种方法对研究转录后修饰蛋白特别有用。亲和层析也被用来研究转录后修饰的位点。亲和层析分析糖蛋白是利用目标聚糖甚至在蛋白质水解以后都能被凝集素识别而进行的,利用抗体和某些IMAC的亲和层析可用来分离并浓缩糖肽。

尽管2-DE与MS/MS并联的方法已经能对双向电泳胶中的蛋白进行相对定量,但利用稳定同位素标记而使蛋白质组学的定量分析更能够实现。一类小分子试剂,同位素编码的亲和标记物已被用来进行蛋白质组学的定量分析。一种方法是借助MALDI-TOF质谱仪和ICAT标记物试剂对复杂的蛋白混合物进行分析。

3.2分离纯化目的蛋白、定量测定

近年来,高速发展的生物制药工业已广泛应用亲和层析技术作为其重要的分离纯化和定量测定用于临床药物的工具。亲和层析最常用于靶标蛋白尤其是疫苗的分离纯化上.特别在融合蛋白的分离纯化上,亲和层析更是起到举足轻重的作用,因为融合蛋白具有特异性结合能力。亲和层析在基因工程亚单位疫苗的分离纯化中应用相当广泛,其中,以对分别带有(His)6和GST亲和标记的融合蛋白的抗原Ni-NAT和GST亲和层析应用相当广泛。金属螯和层析与免疫亲和层析也得到一定的应用。

近年来,将亲和层析原理用于定量分析主要与免疫技术相结合,对抗原和抗体进行微量分析,并发展出了放射免疫、酶标免疫及荧光抗体等技术。另外,亲和层析技术被广泛应用于与生物大分子与其特异性作用物的结合常数的测定以及复合物的定量分析。亲和层析技术在临床上已有了较多的应用,例如对糖基化蛋白的定量分析技术。另外,固定有抗人类转铁蛋白的免疫亲和层析柱被应用于对稀释的血清转铁蛋白异构体的纯化和鉴定。

3.3生物分子间相互作用的鉴定

亲和层析也被用来研究生物系统中生物分子间发生的相互作用。该领域已被用来检验各种生物系统,包括凝集素lectin/糖,酶/抑制剂,蛋白/蛋白,以及DNA/蛋白间的相互作用,临床上主要将该技术用于研究药物或激素与血清蛋白间的结合。两种层析方法可用来研究生物间相互作用。一种是zonal洗脱研究,另一种是前沿frontal分析研究。

3.4亲和层析与其他分析技术相结合

近年来的另一发展趋势是寻求更加优化的系统设计和安排形式,从而获得快速、优良的选择性以及很大数量被检测的样品。亲和层析与其他分析技术串联结合即可很好地达到这一目的.目前已经有很多成功运用亲和层析(AFC)-MS、AFC-HPLC、AFC-HPLC―MS、AFC-CE(毛细管电泳)等串联结合的应用。这种结合因其不可替代的优点,仍将继续发展。

关键词无公害蔬菜;成效;问题;对策;山东沂南;依汶镇

党的十七大提出了全面建设小康社会的宏伟目标,发展农业产业化、提高经济效益是必然趋势,如何改变传统的种植观念,把大棚蔬菜尤其是无公害蔬菜发展成为增加农民收入的支柱产业,沂南县依汶镇走出了一条成功的路子。依汶镇位于沂南县城西10km处,辖40个行政村,人口5.1万人,有耕地3466.67hm2,总面积123km2。境内汶河贯通,水源充足,交通便利,全镇种植大棚蔬菜有20多年的历史,现有大棚蔬菜1666.67hm2,随着人民生活水平的提高和科学技术的不断进步以及为适应中国加入WTO的需要,无公害蔬菜生产日显重要。依汶镇从2008年开始开展无公害蔬菜种植试点,现已总结出一套成熟的无公害生产技术,改善了蔬菜品质,收到了很好的经济效益。

1无公害蔬菜生产采取的措施及取得的成效

1.1采取的措施

1.1.2广泛宣传,深入发动,不断提高无公害蔬菜生产的自觉性。一是举办各种培训班。采取走出去,请进来的办法,多次组织菜农到外地有针对性的参观学习,邀请县蔬菜局、县农业局等单位的技术人员到田间地头,现场讲解种植技术与管理经验,增强活动效果。同时,举办全镇70多个化肥农药经营户参加的无公害蔬菜种植技术培训班,要求他们经营无公害生产资料,禁销高毒高残留农药,从源头上解决蔬菜农药污染问题。在农村两委干部培训班上,把发展无公害蔬菜生产作为专题来讲,在全镇形成发展无公害蔬菜生产的良好氛围。从2008年至今,已累计举办培训班300多期,通过培训,村干部和菜农的无公害意识有了很大的转变。二是印刷标语口号,制定印发无公害蔬菜生产的宣传提纲和生产操作规程20000余份,让菜农明白无公害标准化生产的各个环节,熟练掌握技术要领,成为无公害蔬菜生产的明白人和技术员。三是在公路沿线蔬菜集中产区设立了大型示范基地标志牌4个,进一步提高依汶镇无公害蔬菜生产的知名度。

1.1.4加强领导,健全组织,不断优化发展无公害蔬菜生产的大环境。无公害蔬菜生产发展的关键取决于镇政府对这项工作的重视程度。多年来,政府始终把发展无公害蔬菜作为农业结构调整的重点,放在农业农村工作的首位来抓,成立专门的领导小组,负责蔬菜的产前、产中、产后全过程的服务,促进了无公害蔬菜的健康发展。

1.2取得的成效

1.2.1菜农获得了良好的经济效益。菜农生产的无公害蔬菜产量和品种都有很大的提高,产量增产5%以上,经检测完全符合无公害蔬标准,因此销路好、价格高,比普通蔬菜平均提高0.4元/kg以上,增收3万元/hm2以上。

1.2.2无公害蔬菜基地认证和各项展评工作取得良好效果,提升了依汶镇蔬菜知名度。基地所生产的黄瓜、韭菜被省技术监督局认证为无公害农产品,2009年5月被临沂市农业局、临沂市有机农产品协会评为“临沂市绿色优质农产品明显基地”。2010年1月被临沂市农业局认证为“市级农业标准化生产基地”,2010年10月被临沂市政府认证为“市级农业标准化生产基地”,该基地所生产的蔬菜已注册了“孔明府”牌商标。

1.2.3依汶镇生态环境得到改善。通过增施有机肥、生物肥,禁止高毒高残留农药的使用,杜绝了氮肥过量和高度高残留农药对土壤的污染,土壤环境得到改善,从而有利于整个生态环境的发展。

2无公害蔬菜生产存在的问题及发展对策

2.1存在的问题

2.1.1技术指导手段落后。技术推广手段落后,仅限于定期举办几次讲课式的培训班、发放图书及明白纸等。这些技术培训手段缺乏快速性、与生产密切结合性和及时科学性。交通手段、信息传递方式、现代多媒体教学基本上处于相当落后的阶段。

2.1.2农民素质亟待提高。部分农民掌握无公害蔬菜技术的意识不强,学习无公害蔬菜技术的积极性不高,致使运作过程出现偏差,需提高农民素质。

2.1.3质优价不优。菜农生产的无公害蔬菜常卖不出好价钱,挫伤菜农的积极性。

2.1.4菜农争创无公害蔬菜,打造品牌优势的意识不强。有些菜农小农意识严重,不顾全大局,为一时小利,捆扎时夹泥带沙,严重影响了无公害品牌的信誉[2-3]。

2.2发展对策

2.2.1抓好标准体系建设,以科学的标准规范生产。标准体系配套既要有环境要求,又要有生产加工、销售标准,要根据标准,狠抓技术推广,抓住施肥浇水和病虫害2个关键环节,严把“投入”关口,推广施用有机肥料,清洁水源,采用生物技术和低残留农药防治病虫害,彻底解决药残和重金属离子含量高的问题。

2.2.2抓好生产监督,以完善的管理监督生产。加强质量检测体系,实行全程质量监控。一是把好产地环境关,重点从水、气、土3个方面对生产难点监督管理,保持良好的生态环境。二是把好生产过程控制关,重点对化肥、农药进行“双控制”,采取生产资料准入办法,加强监督检查。三是把好产地质量检测关。采取档案化管理的办法,挂牌立档加强质量监测,保证产品质量。四是把好市场准入关,对无公害蔬菜进行严格的质量管理,维护无公害品牌的信誉,同时,实行优质优价的办法,保护菜农的积极性。

2.2.3抓好市场体系建设,以完善的市场拉动生产。完善产地市场抓好产品销售,同时,不断拓展国内销售市场,调动一切积极因素,争取产品上专柜、进超市,还要以农产品加工企业为为依托,以争创无公害品牌为突破口,开拓国外市场,拉动全镇无公害蔬菜生产的发展。

2.2.4抓好加工龙头,以龙头带动生产。要形成龙头带基地,基地带农户的订单农业发展模式,实现企业农户双增收的目的。

2.2.6加强领导,优化服务,确保无公害生产的顺利进行。加强组织领导,以强化领导手段保障生产,对无公害生产要有专人负责,责任到人,一抓到底。另外,要在技术、信息、生产、农用物资的市场监督和政府资金投入、银行信贷等方面做好服务,确保无公害蔬菜生产的顺利进行[4-5]。

3结语

无公害蔬菜生产是实现农业现代化的一项综合性基础工作。实施无公害蔬菜生产是促进农业结构调整,提高农业综合效益,增加农民收入的根本途径。同时,实行标准化生产,提高蔬菜产品质量,是提高城乡居民生活水平的重要渠道[6-7]。

[1]毛光志,刘彦珍.安阳市无公害蔬菜生产现状分析及对策[J].农业科技通讯,2012(7):29-31.

[2]张英婵.浅析正宁县无公害蔬菜生产现状及对策[J].农业科技与信息,2012(13):17-18.

[3]宋秀云.发展无公害蔬菜生产存在的问题及对策[J].新农村(CN23-1552/S),2012(2):65.

[4]马洪哲.无公害蔬菜生产的对策[J].吉林农业:学术版,2011(12):3-4.

[5]张桂莲,谭明星,赵银厚.郓城县无公害蔬菜栽培中存在的问题及对策[J].中国果菜,2012(1):18.

关键词:学校体育;武术;教学改革;普通高校

中图分类号:G852

中华民族有着源远流长的文明和博大精深的传统文化,每一个中国人都为祖先留下的这笔精神财富而骄傲。一项调查结果显示,中国人普遍具有较强的传统文化优越感,传统文化的日渐流失也深深地撼动了每一个中国人,绝大多数(68.7%)中国人认为我们应该保护传统文化。当代大学生作为祖国未来的主要建设者和接班人,增强他们对民族文化的认同感及传承意识和责任是保护民族文化长久不衰的重要措施。武术作为中国传统文化的典型代表,传播与普及武术知识及技能是增强大学生民族文化认同感与传承意识及责任的有效途径。然而通过本研究在对北京中医药大学、北京交通大学、北京师范大学、北京外交学院等4所高校210名学生(共发放问卷210份,回收204份,回收率97%)问卷调查中发现高校学生对武术的认知以及武术在高校的开展都存在不少问题。因此,如何在大学生中普及武术知识与技能,提高大学生对武术的认同和认知,已经迫在眉睫。

1大学生对武术的认知现状

1)大学生认知武术的渠道。

调查结果表明,大学生了解武术主要是通过港台和内地的影视作品,真正通过各级学校武术教学来了解武术的只占少数,43.1%认为武术在学校的开展状况很一般,28.4%认为做的不好,只有6.4%认为做的很好。58.0%受访者认为学校举办的武术表演、比赛、讲座等活动不多。几乎没有学生会去公园或健身场所学习武术,更不要说通过武术专业书籍来了解武术了。这表明武术没有成为大学生的主动认知领域。

2)大学生对武术的喜爱程度。

3)大学生对于武术文化的认知。

美国著名文化人类学者鲁斯本尼迪克特指出:“文化就是通过某个民族的活动而表现出来的一种思维和行为方式,一种使这个民族不同于其它民族的方式。”中国传统文化,是中华民族特有的思维和行为方式,它孕育了华夏先民的实践活动,形成了中国特有的格斗与健身武术技艺,并形成了具有中国特色的武术文化。

调查结果显示,4所大学的学生将健身(38.2%)、修身养性(35.2%)和防身(30.9%)的功能作为武术的前三大功能。对于武术文化的内涵只有38.2%的学生能够做到一般性的了解,而33.3%表示不太了解。76.4%认为武术非常有必要传承下去,然而仅有33.1%认为武术民族传统文化的传承做得比较好。76.2%认为西方体育文化的涌入对我国民族传统体育文化产生了比较大的冲击。

2高校武术发展的对策

1)深入发掘武术文化内涵,提高大学生对武术文化的理解能力。

任何体育项目虽然都具有文化意义,但没有一个项目像武术那样具有浓郁的民族文化特征,具有那么大的包容量和负载能力。中国武术的价值表现在它的文化独特性方面。从文化学意义上讲,中国武术是一种文化身份的象征,其存在的价值是具有“中国性”的。它的存在和被世人接受是由于它与其它类型的身体活动有着本质区别。鉴于学校教育本身在培养学生文化认同感方面做得还不够,因此,应在普通高校开设武术课程,加强大学生对武术文化的理解力。

在教学过程中主要是从以下几个方面向学生讲授武术文化,一是技术课。重点讲解武术的攻防意识,让学生充分理解武术的“手、眼、身法、步、精神、气、力、功”等运动特点。二是理论课,讲解武术运动的起源、产生、发展及其特点,让学生理解武术不同于其他运动的民族特色。三是通过对武术传统功法与动作名称进行分析,揭示其中的哲学思想、意识与作用,挖掘更深层的武术文化。

2)深化武术教学改革,激发大学生习武兴趣。

俗话说“兴趣是最好的老师”。学生只有对武术产生兴趣,才能激发学习的动力。调查结果显示,71.8%的受访者对武术好的同学或老师比较羡慕,56.2%的人认为武术老师对自己有比较大的感染作用。多年来,高校武术以三路长拳和24式太极拳作为教学内容,这些内容无论在攻防性、健身性还是娱乐表演性上都不能满足现代大学生的要求。因此,编写符合大学生身心特点的教材,增加一些实用性较强的技法,如擒拿与反擒拿、摔法等学生感兴趣的内容。

3)加大武术在普通高校的宣传力度。

关键词:文冠果;生物特征;经济价值;发展前景

1文冠果的生物特征

1.1生物特征

文冠果(XanthocerassorbifaliaBge)为无患子科文冠果属(单种属),又名文冠树、属落叶灌木,文冠果又叫文官果、崖木瓜,在植物分类学中属于无患子科的树木。文冠果为落叶乔木,树高可长到8m高,树干可长到1m粗;冠幅可达9m;叶为羽状复叶,互生;花瓣上带有黄色或红色的斑点,许多小花组成20cm长的大型圆锥花序,着生在枝条的顶端,花期4~5月,果期8~9月。圆形的蒴果很大,秋天成熟时黑色的果实开裂,露出黑亮的种子。树皮灰褐色,粗糙条裂;小枝幼时紫褐色,有毛,后脱落。

1.2习性

文冠果喜光,耐半阴,具有抗旱、耐瘠薄特性,根系入土深,主根发达,萌蘖能力强,生长速度快,属水土保持先锋树种。对土壤适应性很强,平原、沟壑、丘陵、黄土地和岩石地上都能生长,耐盐碱,在撂荒地、沙荒地、粘土地都能生长。一年生苗主根深1m以上,有较大的侧根20多条,但不耐水涝,在低湿地不能正常生长。在土壤疏松的地方根深可达10~20m,能够吸收土壤深层水分。

文冠果抗寒能力强,在气温-41.4℃的能安全越冬。抗旱能力很强,在年降水量仅100mm的沙漠戈壁地区也有散生野生树木。但能够生长发育的地方并不等于它的最佳生长条件,而以肥沃、深厚、疏松、湿润而通气良好的土壤生长好,海拔700~1800m、土层深厚的黄绵土和黑垆土上、背风向阳、光照充足,是文冠果的最佳生长环境,果实体积大,产量较高。

文冠树是我国北方的珍稀树种,天然分布于北纬33°~46°、东经100°~125°,秦岭、淮河以北,内蒙古以南,东起辽宁,西至青海,南至河南及江苏北部。生于海拔52~2260m处的荒山坡、沟谷间和丘陵地带。集中分布在甘肃、内蒙古、陕西、山西、河北等地,辽宁、吉林、河南、山东等省均有少量分布。

2经济价值

文冠果是我国特有的树种,是北方特有的优良木本油料树种,其种子含油量为35%~40%,素有“北方油茶”之称。据权威部门检测结果表明:文冠果种子含油率达30.8%,去壳后种仁含油率高达66.39%,含蛋白质25.75%,粗纤维1.6%,非氮物质3.73%,文冠果油中不饱和脂肪酸含量高达94%,其中亚油酸占36.9%。符合国家Ⅰ级食用油标准,属上等食用油。油和花粉可制成高级美容护肤品。因此,文冠果是中国特有的木本油料植物,有北方油茶之称,社会经济效益重大。

文冠果全身都是宝,具有非常高的食用价值、药用价值、观赏价值和生态价值,是树木中的国宝,园林中的奇葩。它是我国特有的优良木本油料树种,又是珍贵的旅游观赏植物,也是优良的木材树种、水土保持树种和常用中药材,而且具有适应性强、抗逆能力卓越、寿命高达千年的优点。文冠果开发潜力很大,种仁营养成分极为丰富,可作为极品食用油和清洁生物柴油;产量高,生产能力优异;枝、叶、干、根、花都有独特作用;升值途径多,开发潜力巨大;市场销路好,经济效益高。

2.1文冠果结实早,油质高

在播种当年就有花芽形成,2~3年即可开花结果。项目种植“文冠二号”长枝型品种,2年生园就有3000kg/hm2左右产量,5年生园可达4500kg/hm2以上。8~10年后株产20~30kg,个别单株达50kg,产种子30000~37500kg/hm2以上。

文冠果籽实含油量特别高,出油率30.8%。文冠果油不饱和脂肪占92%以上,其中:油酸52.8%、亚油酸39.4%。文冠果含不饱和脂肪较为稳定,比南方山茶油高3%~8%,是超特级的高级保健食用油。文冠果油较橄榄油、花生油比较,其饱和脂肪的含量比橄榄油低1.78倍,比花生油低1.9倍。它的品质优于花生油、芝麻油,其保健作用也是色拉油、橄榄油等无法比拟的。

随着人们生活水平的提高,人们的保健意识不断增强,食用不饱和脂肪含量高的油料成为人们预防肥胖症和心脑血管疾病的主要保健措施。因此,近年来,北京及各大城市市场涌现出大量的橄榄油、山茶油及花生油。城市居民的食用油正在由大豆油、调和油、色拉油向花生油、茶油、橄榄油转移。2006年春节,北京市场橄榄油和山茶油的销售量占食用油销售总量的16.8%,花生油的销售量占食用油总销售量的43.6%。橄榄油的平均售价51元/500mL;山茶油的平均售价32元/500mL;花生油7.5元/500mL。按本方案中文冠果种子8元/kg计,文冠果成品油的出厂价可在16~25元/500mL之间定价,利润空间较大,市场竞争力强。

2.2文冠果油是高级药,更是天然保健品

文冠果油比一般油料的浸透力强,是生产高级美容护肤品的首选原料油。同时,文冠果油具有消化血液脂质物,软化血管,消除血栓质,阻断皮下脂肪形成,降低血脂、胆固醇的特效作用,对心脑血管疾病有特别显著的预防和治疗效果。文冠果油过去在药店里曾经论滴卖配药。形成产业化后必定是制药行业的重要原料。文冠果树花期较早,花芳香、含蜜量大,有丰富的还原糖,是北方早春的蜜源植物。对心脑血管疾病有特别显著的预防和治疗效果。其油分中亚油酸是中药“益寿宁”的主要成分,国内已开发出“亚油酸滴丸”,专门用于预防和治疗高血压、高血脂等病症,常期食用文冠果油具有极好的医疗和保健作用。

2.3文冠果的果壳及枝、叶的价值

文冠果壳有两大价值。一是提取糠醛的原料,工业用途广泛;二是生产治疗泌尿系统疾病,如小孩尿床、大人尿频尿滴,男性前列腺肥大、炎症等药品的原料。目前,文冠果壳市场价4元/kg,且供不应求。每亩文冠果可产与种子同等量的果壳。即上述按产种子量测算的效益应增加50%经济效益,才是文冠果果实的实际产值。

文冠果枝干是治疗风湿病的特效药物,可生产口服“风湿灵”或提取浓缩生产“风湿贴膏”。文冠果叶具有消脂功效,可生产减肥茶等减肥饮品。文冠果每年修剪的枝叶及冬天文冠果的落叶都可收集利用。目前文冠果枝叶的价格是4元/kg。每年每亩文冠果枝叶的收入约为种子收入的10%,该收入可用于购买农家肥料并支付管理人员及劳动工人的工资。

综上所述,文冠果全身是宝,经济价值十分可观,市场前景广阔良好。种上文冠果,等于摇钱树。

2.4文冠果是高雅的观赏植物

花期长可持续近一个月左右,是城市园林绿化、河道两岸、高速公路和铁路绿化带建设的理想的绿化旅游观光树种之一,也可作为庭院观赏植物,大中型盆景植物,可人工控制树型,创造各种奇景,具有瘦、拙、艳、香的特点,具有很高的观赏价值。其树质坚硬,纹理美观,具有很大的综合开发潜力。文冠果树也特别耐寒,在-41℃尚能安全过冬。

2.5文冠果木材坚硬质密,色泽棕褐,纹理美观,可制作高档家具及农具

在延安、甘肃陇东,农村老人认为文冠果木对身体健康有利,常用于修制烟袋锅。文冠果木材、根材是上好的雕刻材料,在农村,常以文冠果木为原料,雕刻成小老虎、小狮子或小碾子,用于拴小孩。迷信的观点认为,具有避邪气、驱鬼怪的功能。小孩头疼脑热,他们会将小老虎用水煮,取少许汤给小儿服用,这可能与文冠果的药用价值有关。

2.6文冠果叶饮料。文冠果树嫩叶经焖炒加工后可替代茶叶作饮料、清凉爽口

小文冠果是优质蜜源植物,花期较早,花期较长,花芳香、含蜜量大,有丰富的还原糖,是北方早春的蜜源植物。

文冠果被老百姓称为一次投入千年受益的“铁杆庄稼”。文冠果结实早、产量高,种植三年即可挂果,水浇地产种子1500~3000kg/hm2,按10元/g计算,产值15~45千元/hm2;五至七年后,进入盛产期,产种子7500~15000kg/hm2,产值15~30万元/hm2;八至十年后,进入高产期产种子22500~37500kg/hm2,产值45~75万元/hm2。

3发展前景

3.1文冠果开发有了突破性的进展

1996年文冠果的研究取得突破的进展,发现文冠果全身都是宝,具有非常高的经济价值、生态价值和园林观赏价值,是树木中的国宝,园林中的奇葩。特别是中医药多年的使用及近年来的研究、化验分析和应用,让人们对文冠果有了更进一步的认识。

至2003年山西、陕西、湖北、内蒙古、宁夏、甘肃和河南的文冠果栽培总面积约25万hm2,其中内蒙古赤峰市翁旗中部分布有1800hm2保存较完整的人工文冠果林(40年左右)。至2008年,甘肃、陕西、内蒙古、山西、辽宁、吉林和山东等地相继建立起文冠果基地[1]。

进入新世纪以来,各国经济持续、快速发展,能源紧缺日益加剧,石化能源不仅面临枯竭,且对环境污染与对生态破坏所造成的恶果已日益显露出来。因此,发展清洁能源和包括生物质能源在内的可再生能源受到广泛重视。国家林业局和中国石油天然气股份有限公司正是在这一大背景下,于2007年联合实施“林油一体化”生物柴油原料林示范基地建设项目。该项目在全国选择了四个树种资助其大面积发展,文冠果是被选中的北方地区唯一树种。因此,文冠果一下子又红火起来,出现了一籽难求的局面,沉寂多年的文冠果再次复苏。种子的市场价格也由20世纪80年代的1元/kg发展到2008年秋季的160~200元/kg。

2006年12月21日,来自中国改革前沿温州的谷飞云,早早就嗅到了文冠果的商机,投资300万元,注册成立了陕西文冠果业科技开发有限公司,专业从事文冠果生态经济林基地建设、生物能源和生物制药等资源的开发、新产品研发及产品生产、销售等综合性的投资。

3.2文冠果是理想的可生物能源

2008年内蒙古被纳入国家林业局全国生物质能源林基地建设示范省份,计划建设400万亩文冠果原料基地。内蒙古是文冠果最适宜生长省份之一,无论是气候、土壤、海拔,还是地貌特征都与文冠果的生物学特性相吻合,适宜大规模种植。内蒙古不仅有丰富的荒山荒地适宜种植文冠果,而且群众了解文冠果生长特性、具有一定管理和栽培技术,有规模发展该项目的潜在优势。

2009年,国家林业局和中国石化公司选择了内蒙古赤峰、甘肃兰州、新疆阿克苏等城市作为生物质油料资源的开发备选点,与法国开发署合作开展《中法生物柴油合作项目》。国务院将以生物柴油为代表的生物能源列入国家中长期科学和技术发展中长期发展规划纲发展项目,到2020年,使生物燃料消费量占到全部交通燃料的15%左右,国家发改委《可再生能源中长期发展计划》提出2010年生物燃料年替代石油200万t,2020年生产料年替代石油1000万t。

3.3阿拉善盟有得天独厚的自然条件和悠久的文冠果种植历史

阿拉善盟属我国西部干旱荒漠地区,气候干燥少雨,光照充足,昼夜温差大,土地面积广阔,是文冠树适生优势区域之一。在阿拉善盟的孪井滩示范区崇庆寺、昭化寺现有胸径15~20cm文冠果两株,估算已有100年以上树龄。同时在阿拉善盟的头道湖、哈什哈、伊克尔、吉兰太等地现有数十株树龄较长的文冠果树,目前结果性状稳定,丰产性良好。

3.4先进科技是促进文冠果产业发展的基础

阿拉善盟沙舟红农业科技发展有限责任公司是一家与河南省农科院合作的院企合作企业之一。公司自2009年成立以来,以农科院获得多项国家技术专利的“实用型、多功能”简易育苗温室的制作工艺和配套的工厂化育苗技术为基础,结合当地实际,实施了蔬菜、油葵、西瓜等作物的工厂化育苗生产和栽培试验、示范项目并获得成功。

三年来公司的科研人员针对文冠果这一适合阿拉善盟发展的珍优经济树种,利用现有的设备和技术及当地珍贵的品种资源开展了大量的品种选育和科研工作,特别是国内首创的“文冠果诱导生根、工厂化容器育苗、活体移栽、四季栽培”技术取得重大突破,该技术通过容器育苗使苗木根系完整、粗壮强健的特点,克服了文冠果苗怕伤根的缺点,破解了移栽成活率低的难题。该技术的主要特点是带基质整体移栽,成活率达100%,而且打破了季节限制,在春夏秋整个生长期都可种植。在文冠果丰产栽培方面运用“合理密植、整形修剪、花前花后施肥、疏花疏果和果实膨大期管理五大技术措施”破解了文冠果“千花一果”的致命难题。

今后随着文冠果容器育苗技术的应用和实施,将会在阿拉善盟文冠果产业化、规模化发展进程中,发挥重要作用。2012年培育出文冠树容器苗20万株,推广种植133.33hm2;以后每年培育千万株,推广种植6666.67hm2以上;十年即可建成百万亩文冠果生物质能源林。百万亩文冠果生物质能源林建成后,每年可增加农民收入数亿元,每年可生产生物柴油20万t,产生数亿元的经济效益,而且文冠果树龄可达千年,将产生巨大的社会效益和生态效益。

3.5研究和开发价值高

文冠果油是文冠果资源上的一种最有研究价值和开发前途的产物,文冠果油油酸、亚油酸的含量占到了90%以上,所以其营养价值较好,是一款值得开发的高档食用油。另外,油酸、亚油酸目前在医药行业也得到了广泛的重视,开发出许多国家特效新药。同时对超声波辅助提取文冠果油进行的气质鉴定结果发现含有丙丁酚。丙丁酚通过抑制低密度脂蛋白的合成、促进其降解,有效降低低密度脂蛋白胆固醇水平;同时也降低了高密度脂蛋白;还有抗氧化剂作用,所以也是值得提取研究的活性成分。文冠果种仁中含有生理活性物质--文冠果皂甙,对于人体有积极作用。目前对其在生理功能方面的报道还不是很多,对其结构以及作用机理也没有彻底搞清楚,所以,文冠果皂甙具有可观的潜在的开发应用前景。

3.6国际生物能源应用广泛。

自20世纪80年代以来,美国、法国、意大利等相继成立了专门的生物柴油研究机构,投入了大量的人力物力,生物柴油已成为新能源研制和开发的热点。而在生物柴油原料的选择上以植物油脂为主,即所谓的能源植物。目前,世界上许多国家都开始开展能源植物的栽种研究,并通过引种栽培,建立起新的能源基地,一次满足对能源结构调整和生物质能源需求的需要。专家认为,生物能源将成为未来持续能源重要部分,到2015年,全球总能耗将有40%来自生物能源。因此,林业生物质能源产业发展具有广阔的开发利用前景。

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