前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的轉基因生物技術主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
關鍵詞:基因工程;生物技術;教學
吉林化工學院生物技術專業是2009年新辦專業。基因工程為生物技術專業學生的專業課,開設時間為大三下學期。針對本校生物技術專業的培養方案和培養目標,我們對基因工程課程內容進行了重組,對教學方法進行改進,取得了良好的教學效果。
一、教學內容的重組
本校的生物技術專業學生在學習本門課程之前,已經完成了生物化學、微生物學、分子生物學等理論課程和實驗課程的學習,具備了較完整的理論知識基礎。目前,基因工程理論和技術發展日新月異,而基因工程課程的培養方案規定學時僅為32學時,如何在有限的學時內合理優化教學內容,制訂切實可行的教學方案,減少授課內容之間的重復就顯得尤為關鍵。
教材是教學的參考,教材編寫中為了知識體系的完整,不同教材知識內容之間難免會有重疊交叉。所以,在教學中教師必須根據本專業學生的特點和本校實際,安排合理的教學內容。我們將基因工程內容分成三大部分,第一部分是理論基礎,第二部分是DNA重組技術,第三部分是外源基因的表達。
首先,基因工程的理論基礎包含酶學基礎和載體構建酶學基礎部分,著重給學生介紹各類工具酶的特點及用途,對于分子生物學交叉的部分做簡要介紹;載體構建部分主要介紹在微生物、植物、動物中不同載體的使用及簡單的構建策略,雖然現在絕大多數的載體都已經商品化,都可以即買即用,但是載體構建的策略體現了基因重組過程中非常重要的思想,讓學生了解載體的構建過程有助于對整個基因重組過程的理解。
其次,DNA重組技術是整個基因工程的核心部分,要做重點講解。主要側重DNA重組過程的戰略設計,從目的基因的獲得、載體與目的基因的酶切、拼接、導入受體細胞、重組子篩選等各個環節對實驗策略和實驗方法做詳細的講解和討論。
最后,外源基因在宿主細胞中的穩定表達是所有基因工程的最終目的,因此要向學生詳細講解什么是轉基因沉默,相應的解決策略是什么。對本校生物技術專業學生來說,主要側重討論微生物的基因工程,即主要討論大腸桿菌的基因工程和酵母的基因工程,而植物和動物基因工程涉及較少,這部分我們只做概述。
二、教學方法
適當的教學方式和教學方法是提高教學質量的重要保證。為了提高基因工程課程的教學效果,我們使用了構建思維導圖配合多媒體教學的方式。
思維導圖是20世紀60年代由英國著名學者托尼?巴贊提出的一種有效的記憶方法。思維導圖以節點來代表一個概念、主題或想法,以線段或弧線來連接它們,從而表示出概念之間、主題與事實、細節之間或想法之間的關系,把各級主題的關系用相互隸屬與相關的層級圖表現出來,充分運用左右腦的機能,利用記憶、閱讀、思維的規律,協助學習者進行高級思維和有效記憶,進而提高創造力。在教學中,由教師一面講課,一面在黑板上生成思維導圖,幫助學生總結歸納、理解記憶。每個知識點,涉及用圖片等演示的,用事先準備的多媒體播放給學生,加深學生對每個知識點的理解和掌握,這樣就避免了單純多媒體教學直線性的特點,呈現給學生一個相關主題的知識網絡,便于理解記憶。
其次,在教學中采用提問式教學。隨時對學過的與基因工程有關的微生物學、生物化學、分子生物學知識進行提問,一方面幫助學生回憶學過的知識,另一方面要讓學生了解到,在大學的學習過程中各門課程之間不是孤立的,而是有機地聯系在一起的。
最后,采用啟發研討式教學。在基因工程教學中,將每一個重要技術的研究思路引入課堂,如在怎樣的情況下催生了Mullis發明了PCR技術,Lederberg又是如何由細菌致育因子想到了基因載體等;通過生動的實例激發學生的學習興趣,啟發學生通過觀察去發現問題和解決問題。同時,為了進一步調動學生學習的積極性和主動性,在教師講解后讓學生分小組,就自己感興趣的新技術及其應用等查閱最新文獻資料,并走上講臺講解,這樣就能調動學生學習的主動性,也使學生在閱讀能力、自學能力、口頭表達能力等方面得到實際鍛煉。
三、考核方式
生物技術專業的基因工程是32學時的必修考試課,成績由期末考試和平時成績兩部分組成。考試成績占70%,平時成績占30%,平時成績包括出勤、作業、課堂表現等方面。
經過上述嘗試,生物技術專業學生在課上能夠積極配合教師,更重要的是學生真正進行思考,積極參與到整個教學過程中來,取得了良好的教學效果。
【關鍵詞】勝任力模型 專業技術職務 評價考核
一、引言
職稱制度是專業技術人才管理的基本制度,是評價專業技術人才學術技術水平和職業素質能力的主要途徑,是加強專業技術人才隊伍建設的重要抓手,也是人才科學配置和使用的重要依據。專業技術職務任職評價作為職稱制度的重要內容之一,一直是人才學理論關注的核心問題和難點問題,更是深化職稱制度改革的重大課題之一。《國家中長期人才發展規劃綱要(2010~2020年)》提出,要完善專業技術職務任職評價辦法,落實用人單位在專業技術職務(崗位)聘任中的自。人民銀行中長期人才發展規劃綱要(2010~2020年)也進一步強調要豐富專業人才評價手段,研究建立以崗位設置和任職資格管理有機結合、體現中央銀行特點的專業人才成長通道。
但是,當前專業技術職務任職評價的標準和方法仍存在一定問題,諸如:評價標準過于寬泛,評價方法較為單一,與崗位任職要求不匹配等。上述問題的存在一定程度影響了專業技術職務任職評價的科學性和準確性,制約了專業技術人才的健康持續成長。基于這一現狀,本文從完善專業技術職務任職評價標準、創新評價手段角度出發,以勝任力理論為指導,結合人民銀行職稱管理現狀,提出構建專業技術人員勝任力模型的具體思路及任職評價的主要指標,為進一步優化專業技術職務任職評價考核機制提供了理論依據和實踐基礎。
二、文獻綜述
(一)勝任力和能力
勝任力這一概念最早出現在1973年美國著名心理學家McClelland的文章《測量勝任力而非智力》中是指一個人勝任職位的能力,而不是一個人的所有能力。Spencer在其著作《工作中的勝任力:績效優異者的勝任力模型》中認為勝任力是一種個人潛在的特征,與有效或優異的工作績效相連,表明的是一種思考或行為的方式,一種跨情景的泛化的行為或思考的方式,而且持續著相當長的一段時間。對于越是復雜的工作,與工作技能、智力以及文憑相比,勝任力對于有效的工作績效的取得就越重要。
在國內,仲理峰等人給勝任力的定義是:勝任力是能把某職位中表現優異者和表現平平者區別開來的個體潛在的、較為持久的行為特征。這些特征可以是認知的、意志的、態度的、情感的、動力的或是傾向性的等等。彭劍峰認為,勝任力是驅動員工產生優秀工作績效的各種個體特征的集合,反應的是可以通過不同的方式表現出來的知識、技能、個性與內驅力。它是判斷一個人能否勝任某項工作的起點,是驅動并區分績效好壞差異的個人特征的總和。
目前,雖然勝任力的概念在文獻中還沒有統一的定義,但在其特點方面還是已經達成一些共識,概括起來有以下幾點:一是多維性,即勝任力涵蓋多個因素,如知識、技能、動機、社會角色、自我概念等;二是績效關聯性,即勝任力與工作績效有密切的關系,可以通過員工勝任力預測員工績效;三是可測性,即勝任力是可區分、可度量的,可以將勝任力劃分為若干種類和不同等級;四是針對性,即不同的職業有不同的勝任力要求;五是動態性,即勝任力要素與程度隨工作和環境的變化而變化,是動態發展的。
(二)勝任力模型及其分類
勝任力模型就是為完成某項工作或達成某一績效目標所要求的一系列不同勝任力的組合。公認的勝任力理論模型是由Spencer提出的冰山模型。該模型把人的勝任力形象描繪成一座冰山,冰山水下的部分指人的潛在特征,冰山水上的部分是容易被感知的表象部分,按從上到下的深度不同可分為知識、技能、社會角色、自我概念、性格特質、動機等6個層面,向下越深越不容易被挖掘與感知。
勝任力模型理論為我們構建專業技術職務任職評價考核標準和指標體系提供了可行的理論工具。勝任力模型是根據人員在勝任力特征上的表現狀況來描述人員在相應職務崗位上的履職情況的。專業技術職務任職評價的主要對象便是履職能力。通過對專業技術人員勝任力特征的解析構建專業技術職務任職評價體系,可以使評價標準更具針對性,使評價結果與崗位任職要求更為契合,進而從整體上提升了評價考核工作的科學性和準確性。
三、構建專業技術職務任職評價考核標準的思路
(一)構建通用勝任力模型的基本思路
勝任力模型構建一般有兩種基本思路:一是根據組織的戰略來研究對組織成員的素質要求,二是根據對績效優秀和績效一般的組織成員的關鍵行為事件訪談來分析二者之間在行為方式上的差異,從而提煉出能夠區分優秀人員與一般人員的能力素質特點。第一種方法強調組織戰略要求的能力與素質,這些能力與素質可能在當前的組織成員中并不普遍,但對組織的未來成功至關重要,因此這種方法具有未來導向性,適合面臨戰略轉型期的組織使用。第二種方法主要關注當前的優秀人員所具備的能力與素質特點并以他們為標準建立模型,從而能夠確保勝任力模型的現實適用性,但這種方法的缺陷在于它僅僅是對當前與過去的優秀人員的能力與素質特征的概括,未能反映組織未來發展的要求,因此有一定程度的滯后性,主要適用于具有高度穩定性的組織。具體到人民銀行勝任力模型的構建,應當以第二種方法為主,同時兼顧第一種方法,這樣建立的模型具有較高信度、效度與區分度。
模型的假設與驗證國內外常規采用行為事件訪談法為主,針對以上研究思路與框架,結合國內外研究成果,我們認為采取360度問卷調查為主,行為事件訪談、半結構訪談和專家小組座談為輔的方法較科學較易操作,理由有三:一是360度問卷調查是全方位調查,樣本量大,評價主體較全面,其結果的信度、效度及區分度均較高;二是行為事件訪談法樣本較少,操作較難,被訪談人按目前評價標準很難確定其績效優秀的可靠性,其語言表達與概括能力決定其表述的行為事件關鍵要素提煉的難易程度;三是除了采取行為事件訪談法和360度問卷調查外,還采取了專家小組座談法,重點討論分析指標要素的信度、效度與區分度,使評價角度更加全面。
在模型假設構建階段通過文獻分析與歸納,提煉歸納出那些出現次數最多的勝任特征要素并將其作為勝任特征通用模型的特征要素,然后,將提煉出的要素編制問卷分別調查,并對收集的數據進行因子分析,進而建立勝任特征通用模型。
(二)專業技術職務任職評價考核的主要標準
據統計,我國專業技術人員勝任特征要素出現次數在8次(25%)以上的有15個,分別為:專業知識與技能、團隊合作、成就導向、學習能力、溝通能力、責任心、創新意識與能力、分析式思維、主動性、自信、信息尋求能力、解決問題的能力、堅韌性、注重細節、概念式思維。
根據以上要素及通用勝任力模型內容,我們可以總結出三個評價標準,一是自我效能,包括4個要素:自信、解決問題的能力、主動性和堅韌性;二是思維與認知,包括5個要素:分析式思維、概念式思維、成就導向、創新意識與能力、注重細節;三是職業素養,包括6個要素:責任心、學習能力、專業技能與業績、溝通能力、團隊合作、信息尋求能力。
四、專業技術職務任職評價考核標準的具體應用
(一)構建基于勝任特征的專業技術人員選拔機制,獲取合適的人力資本增量
建立完善以崗位需求為基礎的選任機制,重點對擬任人選的綜合素質、能力、個人特質等進行評估,利用這些勝任力考核標準和方法,可以更科學地判斷候選對象勝任崗位的心理品質和能力要素,做出其是否適合專業技術或管理崗位聘任的判斷,真正實現人員與崗位的充分匹配。
(二)構建基于勝任特征的專業技術人員業績評估機制,激活現有人力資本存量
現有人民銀行專業技術人員聘任考核管理中存在的一大難題是工作難以量化、非程序化。以勝任力模型作為績效考核的一部分,建立以專業技術崗位考核指標為具體內容的勝任力考核體系,綜合考量各項指標的滿意度,引導專業技術人員樹立合理規劃職業生涯,幫助其進一步明確了個人素質的發展目標,必將對進一步增強個人自我管理意識,有效地開展個人職業生涯發展規劃起到積極的促進作用。
(三)構建基于勝任特征的培訓工作機制,提升專業技術人員綜合素質
關鍵詞:農業發展探析
一、生物技術給農業發展帶來機遇
廣義上講,生物技術是利用有機體、死細胞、活細胞以及細胞內含物,采用特殊的過程生產出特殊的產品應作到農業、醫藥以及環境修復治理中,尤其是70年代基因工程的出現,它能改變、取代物種的基因。
生物技術在農作物中已有廣泛的應用。最初通過遺傳工程獲得而進入市場的作物是:玉米、大豆和棉花。它們經轉基因后具有抗除草劑和棉鈴蟲的能力。這種玉米、大豆和棉花從Bt細菌獲得基因,經遺傳改良后具有防蟲害的能力。利用Bt細菌獲得經遺傳改良的作物的潛力是相當大的。例如:美國有200萬hm2的Bt棉花,澳大利亞有40萬hm2,兩者各相當于2.5億美元價值。如果將Bt玉米引種在美國1000萬hm2的土地上,只要增產5%,就意味著能增加3.5億美元收入。這項技術進一步促進了Bt制劑控制蟲害在商業上的應用。除此之外,還有許多經轉入特定基因的玉米品種,這些品種能同時抗除草劑和一些蟲害。
生物技術在畜牧業上應用所獲得的益處與在農作物上相似。一方面,生物技術有助于提高畜禽的生命力以及消滅競爭者。促進畜禽生長的物質有生長激素以及促進其生長的調節劑,這些物質可由基因工程而獲得。如利用鼠類基因(該基因能促進角蛋白的形成)能獲得了經遺傳改良的綿羊,這種綿羊比普通棉羊產毛量能提高6%左右。另一方面,生物技術在提高農作物產量、質量的同時,有助于提高畜牧業的生產力發展水平。例如,通過控制飼料作物體內碳水化合物含量可提高畜牧業生產力;利用基因調控技術可以提高包括豆科作物在內一些作物的蛋白質含量,減少飼料作物中難消化的木質素含量等。達比等人已生產出一種轉基因三葉草,可應用于澳大利亞綿羊牧場。該基因來自向日葵,經轉基因的三葉草能制造富含氨基酸的蛋白質,該蛋白質經食物鏈進入綿羊體內,進而能提高產毛量。
生物技術給人類帶來的益處也包括在生態和環境兩個方面。利用生物技術提高現有農業生態系統的生產力可以減低農業向原始的、自然、半自然生態系統擴張的要求,因此,它有助于有人類保存、保護地球上僅有的自然生態系統及其資源,有助于人們未來再利用其中的基因資源開發新的產品。
生物技術已用于生產抗蟲害、抗除草劑作物。正如前面所述,一些轉基因棉花、玉米、大豆等具有抗蟲害、抗除草劑的能力。1995年人們可以在市場上購買到轉基因馬鈴薯,這種馬鈴薯能產生水晶蛋白,而水晶蛋白對科倫那多馬鈴薯甲蟲有毒害作用。這些轉基因作物能減少殺蟲劑的用量,降低殺蟲劑及其殘留物對食物鏈、水體造成污染,從而有利于保護生態環境。
在許多農業生產區,土壤氮素可利用量是制約農業生產力提高的一個重要因子。而一高科技農業生產區使用人造氮肥是以犧牲生態環境為代價的。制造氮肥要利用大量能源,據統計,英聯邦農場平均投入的能源大約有50%來自肥料。由施用肥料而產生的溫度氣體(二氧氣化碳、氮氧化合物等)不可避免地促進地球氣候變暖。除此之外,農業土壤的氮素流失是水體富營養化的主要原因。
生物技術的利用能為這些問題的解決提供潛在的、真正有價值的幫助。
同樣,人們可以利用真菌來提高土壤養分的有效性。溫萊指出:特定的真菌類能促進土壤養分的釋放,從而促進作物生長;真菌也能通過分解有機物質(例如纖維素等)釋放出糖類,促進固氮菌的生長。進一步提高土壤養分有效性的可能,包括獲得轉基因細菌和真菌,以進一步增強它們制造養分和釋放土壤養分的能力。轉基因作物的最終目標是使作物本身能夠自行固氮,避免、減少使用人造肥料,從而減少對生態環境的破壞。這在目前尚不可能,但在將來卻有望實現這個目標。二、利用生物技術發展農業應注意克服的問題
從經濟角度上講,生物技術帶來的不利并不明顯,然而,它會引起發達國家與發展中國家貧富差距進一步擴大。因為,生物技術公司主要集中在發達國家,發達國家可以通過輸出生物技術產品而獲得利潤。與此同時,發展中國家由于技術、及其產品還遠沒有被廣泛接受。
生物技術可能引起生產方式和人類健康的退變。這種情獎品可能會隨著需要特定處理的轉基因作物的出現而產生,特別是抗除草劑的轉基因作物出現。農民必須從同一公司購買種子和除草劑,否則除草劑起不了作用。同樣的問題也可能在需人造肥料的轉基因作物上出現,這些轉基因作物會取代傳統的依靠有機肥的作物,后者在發展中國家是很普遍的,并且也有利于環境保護。生物技術在食品上的應用對發展中國家的農民也會造成許多困難。生物技術也會對人類的健康制造麻煩。近年來在英國已有這方面的報道。特別是當能引發人體過敏反應的基因轉入農作物時,例如,堅果能引發人體過敏反應,若它的基因被導入其他作物,則有可能其他作物也會引起人體過敏。為了預防起見,轉基因作物產品必須經免疫測定篩選后才能利用。
生物技術也可能引發環境問題。人們利用生物技術生產出抗旱、耐鹽、抗病蟲害作物同時,也導致生物多樣性遭受嚴重破壞,甚至導致一些物種滅絕。這一結果是由于生物技術促進農作物向它原本不適應的地域擴張而造成的。生物技術同樣加速土壤侵蝕和沙漠化。農業,尤其是耕作農業的擴張會增加除草劑、殺蟲劑、人造肥料的使用,農業中不斷投入的能源促進全球變暖。與此同時,氮素生物化學循環的改變也加劇了水體的富營養化,直接影響人類和動植物的生存。
廣義上講,生物技術是利用有機體、死細胞、活細胞以及細胞內含物,采用特殊的過程生產出特殊的產品應作到農業、醫藥以及環境修復治理中,尤其是70年代基因工程的出現,它能改變、取代物種的基因。
生物技術在農作物中已有廣泛的應用。最初通過遺傳工程獲得而進入市場的作物是:玉米、大豆和棉花。它們經轉基因后具有抗除草劑和棉鈴蟲的能力。這種玉米、大豆和棉花從Bt細菌獲得基因,經遺傳改良后具有防蟲害的能力。利用Bt細菌獲得經遺傳改良的作物的潛力是相當大的。例如:美國有200萬hm2的Bt棉花,澳大利亞有40萬hm2,兩者各相當于2.5億美元價值。如果將Bt玉米引種在美國1000萬hm2的土地上,只要增產5%,就意味著能增加3.5億美元收入。這項技術進一步促進了Bt制劑控制蟲害在商業上的應用。除此之外,還有許多經轉入特定基因的玉米品種,這些品種能同時抗除草劑和一些蟲害。
生物技術在畜牧業上應用所獲得的益處與在農作物上相似。一方面,生物技術有助于提高畜禽的生命力以及消滅競爭者。促進畜禽生長的物質有生長激素以及促進其生長的調節劑,這些物質可由基因工程而獲得。如利用鼠類基因(該基因能促進角蛋白的形成)能獲得了經遺傳改良的綿羊,這種綿羊比普通棉羊產毛量能提高6%左右。另一方面,生物技術在提高農作物產量、質量的同時,有助于提高畜牧業的生產力發展水平。例如,通過控制飼料作物體內碳水化合物含量可提高畜牧業生產力;利用基因調控技術可以提高包括豆科作物在內一些作物的蛋白質含量,減少飼料作物中難消化的木質素含量等。達比等人已生產出一種轉基因三葉草,可應用于澳大利亞綿羊牧場。該基因來自向日葵,經轉基因的三葉草能制造富含氨基酸的蛋白質,該蛋白質經食物鏈進入綿羊體內,進而能提高產毛量。
生物技術給人類帶來的益處也包括在生態和環境兩個方面。利用生物技術提高現有農業生態系統的生產力可以減低農業向原始的、自然、半自然生態系統擴張的要求,因此,它有助于有人類保存、保護地球上僅有的自然生態系統及其資源,有助于人們未來再利用其中的基因資源開發新的產品。
生物技術已用于生產抗蟲害、抗除草劑作物。正如前面所述,一些轉基因棉花、玉米、大豆等具有抗蟲害、抗除草劑的能力。1995年人們可以在市場上購買到轉基因馬鈴薯,這種馬鈴薯能產生水晶蛋白,而水晶蛋白對科倫那多馬鈴薯甲蟲有毒害作用。這些轉基因作物能減少殺蟲劑的用量,降低殺蟲劑及其殘留物對食物鏈、水體造成污染,從而有利于保護生態環境。
在許多農業生產區,土壤氮素可利用量是制約農業生產力提高的一個重要因子。而一高科技農業生產區使用人造氮肥是以犧牲生態環境為代價的。制造氮肥要利用大量能源,據統計,英聯邦農場平均投入的能源大約有50%來自肥料。由施用肥料而產生的溫度氣體(二氧氣化碳、氮氧化合物等)不可避免地促進地球氣候變暖。除此之外,農業土壤的氮素流失是水體富營養化的主要原因。
生物技術的利用能為這些問題的解決提供潛在的、真正有價值的幫助。
同樣,人們可以利用真菌來提高土壤養分的有效性。溫萊指出:特定的真菌類能促進土壤養分的釋放,從而促進作物生長;真菌也能通過分解有機物質(例如纖維素等)釋放出糖類,促進固氮菌的生長。進一步提高土壤養分有效性的可能,包括獲得轉基因細菌和真菌,以進一步增強它們制造養分和釋放土壤養分的能力。轉基因作物的最終目標是使作物本身能夠自行固氮,避免、減少使用人造肥料,從而減少對生態環境的破壞。這在目前尚不可能,但在將來卻有望實現這個目標。
二、生物技術帶來的不利
從經濟角度上講,生物技術帶來的不利并不明顯,然而,它會引起發達國家與發展中國家貧富差距進一步擴大。因為,生物技術公司主要集中在發達國家,發達國家可以通過輸出生物技術產品而獲得利潤。與此同時,發展中國家由于技術、及其產品還遠沒有被廣泛接受。
生物技術可能引起生產方式和人類健康的退變。這種情獎品可能會隨著需要特定處理的轉基因作物的出現而產生,特別是抗除草劑的轉基因作物出現。農民必須從同一公司購買種子和除草劑,否則除草劑起不了作用。同樣的問題也可能在需人造肥料的轉基因作物上出現,這些轉基因作物會取代傳統的依靠有機肥的作物,后者在發展中國家是很普遍的,并且也有利于環境保護。生物技術在食品上的應用對發展中國家的農民也會造成許多困難。生物技術也會對人類的健康制造麻煩。近年來在英國已有這方面的報道。特別是當能引發人體過敏反應的基因轉入農作物時,例如,堅果能引發人體過敏反應,若它的基因被導入其他作物,則有可能其他作物也會引起人體過敏。為了預防起見,轉基因作物產品必須經免疫測定篩選后才能利用。
生物技術也可能引發環境問題。人們利用生物技術生產出抗旱、耐鹽、抗病蟲害作物同時,也導致生物多樣性遭受嚴重破壞,甚至導致一些物種滅絕。這一結果是由于生物技術促進農作物向它原本不適應的地域擴張而造成的。生物技術同樣加速土壤侵蝕和沙漠化。農業,尤其是耕作農業的擴張會增加除草劑、殺蟲劑、人造肥料的使用,農業中不斷投入的能源促進全球變暖。與此同時,氮素生物化學循環的改變也加劇了水體的富營養化,直接影響人類和動植物的生存。
廣義上講,生物技術是利用有機體、死細胞、活細胞以及細胞內含物,采用特殊的過程生產出特殊的產品應用到農業、醫藥以及環境修復治理中,尤其是70年代基因工程的出現,它能改變、取代物種的基因。
生物技術在農作物中已有廣泛的應用。最初通過遺傳工程獲得改良而進入市場的作物是:玉米、大豆和棉花。這種玉米、大豆和棉花從Bt細菌獲得基因,經遺傳改良后具有防蟲害的能力。利用Bt細菌獲得經遺傳改良作物的同時,這種作物的收益潛力是相當大的。例如:美國有200萬hm2的Bt棉花,澳大利亞有40萬hm2,兩者各相當于2.5億美元價值。如果將Bt玉米引種在美國1000萬hm2的土地上,只要增產5%,就意味著能增加3.5億美元收入。這項技術進一步促進了Bt制劑控制蟲害,并在農業上的應用。除此之外,還有許多經轉特定基因的玉米品種,這些品種能同時抗除草劑和一些蟲害。
生物技術在畜牧業上應用所獲得的益處與在農作物上相同。一方面,生物技術有助于提高畜禽的生命力以及消滅競爭者。促進畜禽生長的物質有生長激素以及促進其生長的調節劑,這些物質可由基因工程而獲得。如利用鼠類基因(該基因能促進角蛋白的形成)獲得了經遺傳改良的綿羊,這種綿羊比普通綿羊產毛量能提高6%左右。另一方面,生物技術在提高農作物產量、質量的同時,有助于提高畜牧業的生產力發展水平。例如,通過控制飼料作物體內碳水化合物含量來提高畜牧業生產力;利用基因調控技術可以提高包括豆科作物在內一些作物的蛋白質含量,減少飼料作物中難消化的木質素含量等。澳大利亞植物學家達比等人已生產出一種轉基因三葉草,可應用于澳大利亞綿羊牧場。該基因來自向日葵,經轉基因的三葉草能制造富含氨基酸的蛋白質,該蛋白質經食物鏈進入綿羊體內,進而能提高產毛量。
生物技術給人類帶來的益處也包括在生態和環境兩個方面。利用生物技術提高現有農業生態系統的生產力可以降低農業向原始的、自然的、半自然的生態系統擴張,因此,它有助于人類保存、保護地球上僅有的自然生態系統及其資源,有助于人們未來再利用其中的基因資源去開發新的產品。
1995年人們可以在市場上購買到轉基因馬鈴薯,這種馬鈴薯能產生水晶蛋白,而水晶蛋白對科倫那多馬鈴薯甲蟲有抵抗作用。這些轉基因作物能減少殺蟲劑的用量,降低殺蟲劑及其殘留物對食物鏈、水體造成污染,從而有利于保護生態環境。
在許多農業生產區,土壤氮素可利用量是制約農業生產力提高的一個重要因子。而一高科技農業生產區使用人造氮肥是以犧牲生態環境為代價的,因為制造氮肥要利用大量能源,據統計,英聯邦農場平均投入的能源大約有50%來自肥料。由施用肥料而產生的溫度氣體(二氧氣化碳、氮氧化合物等)不可避免地促進地球氣候變暖。除此之外,農業土壤的氮素流失是水體富營養化的主要原因。生物技術的利用能為這些問題的解決提供潛在的、真正有價值的幫助。
同樣,人們可以利用真菌來提高土壤養分的有效性。美國轉基因作物研究者溫萊指出:特定的真菌類能促進土壤養分的釋放,從而促進作物生長,真菌也能通過分解有機物質(例如纖維素等)釋放出糖類,促進固氮菌的生長。轉基因作物的最終目標是使作物本身能夠自行固氮,避免、減少使用人造肥料,從而減少對生態環境的破壞。這在目前尚不可能,但在將來卻有望實現這個目標。
生物技術帶來的不利
從經濟角度上講,生物技術帶來的不利并不明顯,然而,它會引起發達國家與發展中國家貧富差距進一步擴大。因為,生物技術公司主要集中在發達國家,發達國家可以通過輸出生物技術產品而獲得利潤。與此同時,發展中國家由于技術、及其產品還遠沒有被廣泛接受。
這種情形可能會隨著需要特定處理的轉基因作物的出現而產生,特別是抗除草劑的轉基因作物出現。農民必須從同一公司購買種子和除草劑,否則除草劑起不了作用。同樣的問題也可能在需人造肥料的轉基因作物上出現,這些轉基因作物會取代傳統的依靠有機肥的作物,后者在發展中國家是很普遍的,并且也有利于環境保護。生物技術在食品上的應用對發展中國家的農民也會造成許多困難。生物技術也會對人類的健康制造麻煩,近年來在英國已有這方面的報道,特別是當引發人體過敏反應的基因轉入農作物時,例如:堅果能引發人體過敏反應,若它的基因被導入其他作物,則有可能其他作物也會引起人體過敏。為了預防起見,轉基因作物產品必須經免疫測定篩選后才能利用。
生物技術也可能引發環境問題。人們利用生物技術生產出抗旱、耐鹽、抗病蟲害作物同時,也導致生物多樣性遭受嚴重破壞,甚至導致一些物種滅絕。這一結果是由于生物技術促進農作物向它原本不適應的地域擴張而造成的。生物技術同樣加速土壤侵蝕和沙漠化,尤其是耕作農業的擴張會增加除草劑、殺蟲劑、人造肥料的使用,造成在農業中不斷投入的能源促進了全球變暖。與此同時,氮素生物化學循環的改變也加劇了水體的富營養化,直接影響人類和動植物的生存。
關鍵詞:農業育種 生物技術
我國農業生產的現狀和發展趨勢來看,僅僅利用傳統的常規育種方法已經很難滿足我國農業生產對作物新品種的要求,因而借助于農業生物技術與常規育種方法相結合的方式將會創造出更多的新種質,進而培育出更多高產、優質和多抗的新品種。作物生物技術育種所研究的主要內容涉及到在生物體內的細胞組織、染色體和基因等方面對其遺傳基礎進行改造和改良,以便獲得具有更大增產潛力的作物新品種。
一、 常規育種與生物技術育種
常規育種技術是基于對種內和種間雜種優勢的利用,很有限而且是依靠育種家的經驗在田間和畜舍對動植物作表型選擇;主要有雜交育種,單倍體育種,多倍體育種等。 而生物技術的強大之處在于能突破動物、植物、微生物之間的界限作基因的轉移,這就極大地拓寬了種質資源和雜種優勢的利用,而且可以直接作基因型的早期選擇和在實驗室內操作;可以大大提高育種的目標性和效率,縮短育種周期和減少工作量。
二、 生物技術育種取得的成就
迄今為止,國際上已成功地把有實用價值的基因如抗病毒、抗蟲、抗除草劑,改變蛋白質組成、提高淀粉含量、雄性不育、改變花色和花形,延長保鮮期等的基因分別轉人植物。農業生物技術育種的研究成果正在越來越多地應用于農業生產,深刻地影響著農業的生產方式和效益。據美國農業部(USDA)1996年對美國50年來畜牧生產中各種科學技術所起作用的總結,品種改良的作用居各項技術之首。1996年亞拉巴馬州3/4以上的棉花是抗蟲害的遺傳工程棉花。另外在玉米育種研究領域,玉米育種專家和分子生物學家攜手,共同致力于玉米新品種的研究與開發。認識到相互的合作才是發展現代生物技術和現代農業的正確道路,科學家們已經通過應用分子標記手段找到了我國玉米自交系的主要類群,并成功地繪制了我國第一張玉米分子標記連鎖圖譜,選育出了抗蟲轉基因玉米品種,并已走出了實驗室進入了國家區試,有望在未來的幾年得到推廣應用。克隆技術在玉米育種上也已啟動,克隆玉米部分優良基因的工作進展順利,并取得初步成效。分子標記輔助選擇技術也開始進入育種程序。在未來的育種領域,不管何類作物,都將不可避免的廣泛地使用生物技術。而生物技術也將在未來的農業生產的各領域彰顯其不可替代的卓越的增產潛能。
三、 生物技術育種的不足之處
然而,由于生物技術其自身的復雜性和高技術性,人類對其認識的局限性,轉基因作物類品種的應用將有可能造成對農業生產環境和人類自身的傷害。在歐美等發達國家的一些科學家們也對轉基因作物及產品與生物制品的廣泛應用提出了疑慮和非議,出于對人類自身和生態環境的安全考慮這些疑慮和非議也不無道理,我們應當充分估計轉基因類作物對人類和有益生物可能帶來的不良變異和嚴重的生態污染。因而,我們在研究和應用轉基因作物類品種時,應充分的考慮轉基因作物自身的安全性,轉基因作物及其產品對人與有益生物的安全性保障問題,轉基因技術與傳統育種技術的有機結合,改良和克服轉基因技術的不利因素,建立和完善轉基因技術產品的安全標準和安全評價體系,保障糧食生產安全。
四、 我國生物技術育種的發展
我國植物基因工程技術將在兩個方面有明顯的發展。第一,轉基因的技術將會有新的突破。80年代初,最早利用一種叫土壤農桿菌的微生物作為載體將目的基因轉入受體。這種細菌只能侵染大部分雙子葉植物和少數單子葉植物,因而使農作物的基因工程受到很大限制。80索轉化農作物的新方法,其中包括使用電擊法、微彈射擊法、PEG法和其它一些直接將DNA導入受體的方法。今后這些新技術將不斷完善,同時還會有一些新的基因導入技術出現。第二,分離基因的技術將會有新的突破。目前在植物基因工程中所采用的基因基本上是控制生物體質量性狀的單基因,即只要轉入一個基因就能獲得所需要的目標性狀,例如抗病毒特性、抗蟲特性和抗除草劑特性等。從分離單基因到成功地分離出多基因,其技術要求會更嚴格,這將是今后植物基因工程有待突破的一個重要方面。除此之外,我國農業分子育種經過20多年的艱苦探索之后,已經形成了比較完善的技術體系,培育了一大批新種質和新品種。這項探索性研究始于1974年,其理論依據就是DN段雜交假說,即在遠緣生物間的雜交種中,細胞內的異源染色體在減數分裂中不可能進行正常配對,但異源染色體在受體細胞內一旦被裂解之后所產生的DN段有可能隨其同源DNA順序進入受體染色體,由此會使受體所產生的子代群體發生某些遺傳性變異。目前,我國農作物分子育種在外源DNA(基因)導入受體的技術上已日趨完善,其中包括授粉后花粉管通道技術、幼穗穗莖注射技術、種子胚浸泡技術和莖端DNA槍擊技術等。在水稻、普通小麥、棉花和大豆等主要作物上均已獲得了一大批轉基因新種質和新品種(品系),這些新品種(系)在生產上的增產效益非常明顯。
現代生物技術在農業上的廣泛應用將作為生物技術的“第二次浪潮”在下一個世紀全面展開,這將給農業生產帶來新的飛躍。當今生命科學發展的一個主流方向就是進一步闡明生物體基因組及其編碼蛋白質的結構與功能。作物生物技術育種在今后一個時期內的研究重點就是研究與農作物產量、品質和抗性等有關的基因結構、功能及其應用。隨著研究的不斷深入,生物體內部的許多奧秘將被揭開,生物體生長發育和繁殖的一些機理將被掌握。
參考文獻:
[1]劉后利,農作物品質育種,湖北科學技術出版社,2001.
棗蜜桃不是轉基因產品。轉基因產品指的是利用轉基因生物技術獲得的轉基因生物品系,并以該轉基因生物為直接食品或為原料加工生產的食品稱為轉基因食品。
根據轉基因食品來源的不同可分為植物性轉基因食品,動物性轉基因食品和微生物性轉基因食品。當前轉基因食品以植物性轉基因食品為主,根據國際農業生物技術應用服務組織公布的數據,商業化種植作物品種越來越豐富。
(來源:文章屋網 )
轉基因作物種植具有產量優勢嚴格意義上的轉基因技術,就是將某些生物的基因轉移到其他物種中,使其出現原物種不具有的性狀或產物。自從轉基因生物技術產生以來,特別是1996年轉基因作物種植合法地產業化以來,轉基因生物技術和應用在反對聲中不斷地發展。根據國際農業生物技術應用服務組織的資料,從1996年到2012年,全球轉基因作物種植面積由170萬公頃增加到1.7億公頃。其中,美國轉基因作物種植面積所占比重超過40%,是世界上最大的轉基因作物種植國家。但是,發展中國家轉基因作物種植面積發展更加迅猛,到2012年首次超過發達國家,占全球種植總面積的52%。
近年來,全球轉基因作物種植面積年均增長速度達到兩位數,與轉基因作物種植的明顯優勢分不開。轉基因作物種植,如通過種植抗病蟲害作物,不僅可以節約投入,特別是減少現代農業中殺蟲劑等化學品和能源投入,還能夠提高農產品產量和質量,為全球糧食安全、可持續發展和氣候變化作出貢獻。根據國際農業生物技術應用服務組織的資料,從1996年到2011年,轉基因作物種植增加了982億美元的農產品產量,節省了4.73億公斤的殺蟲劑,節約了1.1億公頃的土地,僅2011年就減少了231億公斤的二氧化碳排放。
應用推廣存在潛在危害風險
社會上經常出現對食用轉基因食品安全性的擔憂。食用轉基因食品后是否會產生過敏反應而出現身體不適?長期食用轉基因食品是否會激活某些細胞過快生長而產生腫瘤?是否會改變人體組織功能而導致人類繁育能力下降或者導致人類變異?
盡管社會上仍不斷出現食用轉基因食品危害人體健康擔憂,但是,迄今為止世界上仍然未出現任何一例得到嚴格的科學理論和證據證明的轉基因食品對人類產生實質危害。
人們除了對食用轉基因食品的安全性存疑外,還對種植轉基因作物的生態安全性產生擔憂。種植轉基因作物,是否會通過基因漂移等途徑帶來其他植物雜草化,或者出現超級雜草和超級害蟲,破壞生物多樣性?
轉基因植物可能會與近緣物種間產生基因漂移,形成?超級雜草,繁殖能力強,抗除草劑,在世界廣泛蔓延,危害農業生產。據說,20世紀90年代末,美國農民廣泛種植抗除草劑草甘膦的轉基因棉花。到2004年,棉花地里出現了能夠抗除草劑的莧菜,與棉花爭奪水分、陽光和土壤養分。自然中還可能出現種植轉基因作物的農機具或者運輸工具等帶有轉基因成分,混入到非轉基因農作物中,帶來轉基因農作物漂移的風險。
在現實生活中,轉基因作物種植可能會破壞生態系統是得到證明的。美國大規模種植玉米的田地里,看不到任何鳥類。抗蟲轉基因作物的種植,可以消滅蟲害,但也可能帶來食物鏈的斷裂,沖擊自然生態系統。由于轉基因作物的明顯優勢,農民往往會傾向于專門種植轉基因作物,這樣可能導致其他品種的滅絕,破壞生物多樣性。
客觀地說,轉基因技術應用推廣的危害風險是存在的。
建立風險評估才能更好服務人類
轉基因作物及其食品生產經營是否需要監管?政府在風險評價、風險認知和風險交流等方面是否有必要承擔責任?是否賦予消費者對轉基因食品的知情選擇權?這涉及轉基因食品如何進行標簽管理。
要讓轉基因技術應用推廣更好地服務人類,必須高度重視各類風險。要有能夠代表公眾權益的政府或者組織對影響食品安全的各種危害進行評估,準確描述風險特征,要讓公眾知情,并提出和實施風險管理措施,尊重消費者的選擇。
要讓轉基因技術應用推廣更好地服務人類,必須采取慎重的態度。目前轉基因食品的風險評價遵從實質等同性原則,認為轉基因食品營養物質與傳統的沒有區別就算作是安全的。轉基因大豆榨油,成品油脂中不含轉基因成分就是安全的。實質等同原則評估食品安全風險能否做到萬無一失?目前,樂觀地說,人類開發和合法生產轉基因食品,在現有科學知識和技術條件下無法證明不會對人體帶來危害。
農業生物技術的主要研究內容包括:增強農作物以及畜禽魚的抗性、品質改良、提高產量和生產具有特殊用途的物質等。其中以轉基因作物的研究和運用最為重要,發展最快。根據統計資料,到2000年,全世界轉基因作物推廣面積達4420萬公頃,比1996年增長了25倍;種植轉基因作物的國家從1996年的6個增加到2000年的13個。這其中美國的轉基因作物種植面積最廣,達到了3030萬公頃,占68%;其次為阿根廷,1000萬公頃,占23%;加拿大300萬公頃,占7%;我國為50萬公頃,占1%。
根據有關專家的看法,現代農業生物技術的最新發展趨勢表現為:
——研究成果商品化產業化進程加速。目前,農業生物技術作為一項高新技術產業在發達國家業已形成,并處于一個高速發展時期。有關專家預測,本世紀生物技術產品在國際貿易中的份額將達到10%以上,而現代農業生物技術又將占相當的比重。世界銀行下屬機構預測世界范圍內轉基因作物產業的交易額為2000年20億美元,2005年60億美元,2010年200億美元;國際農業生物技術應用機構(ISAAA)的預測則分別為30億美元、80億美元和280億美元。
——研究方式集約化、規模化明顯。在政府以及公共機構對現代農業生物技術進行投資研究的同時,眾多私有企業也開始注意到這一領域將是繼計算機和網絡技術之后的又一個潛力巨大的經濟增長點,私人公司已逐步成為農業生物技術的研究主體。以美國為例,民營機構1992年對這一領域的投資為5.95億美元,而1999年則達到15億美元。與此同時,世界范圍內出現了生物技術企業領域的兼并和收購狂潮,并購金額從1997年的12.37億美元陡然升至1999年的138億美元。一些資產過百億美元的巨型跨國公司由此形成,過去分散的研究基地也隨之向集中化規模化發展。
據業內人士分析,促成公司并購的原因,一方面是為合理利用資源、降低生產成本、優化人員組合,而更重要的原因,則是因為現代農業生物技術產業是一個高技術、高投入、高風險、長周期的產業,小公司在資金、技術、以及抗風險能力上均難以獨立對農業生物技術產品進行研發和推廣。只有強強聯手的大型現代農業生物技術企業才能有效占領市場,與其它企業抗衡。