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豆科植物研究进展论文

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豆科植物研究进展论文

含羞草(Mimosa pudica L.),是豆科含羞草属多年生草本花卉,原产于美洲热带地区.我为大家整理的含羞草科学论文,希望你们喜欢。 含羞草科学论文篇一 含羞草中总黄酮提取纯化工艺研究 【摘要】 目的研究提取纯化含羞草中总黄酮的最佳工艺条件。方法以芦丁为对照,含羞草总黄酮得率为考察指标,通过正交实验法优选超声提取总黄酮的最佳工艺。在此基础上,采用真空薄膜浓缩,超声脱色,大孔吸附树脂Diaion HP-20吸附分离纯化含羞草总黄酮提取物。结果最佳提取工艺为用10倍量的80%乙醇为溶剂超声提取3次,10 min/次。最佳分离纯化工艺为:采用大孔吸附树脂Diaion HP-20进行分离富集,以不同浓度的乙醇进行梯度洗脱,洗脱流速为5 ml/min,收集40%~60%乙醇洗脱部位并减压浓缩得总黄酮提取物,总黄酮的含量达到76%。结论优化了含羞草中总黄酮的提取纯化方法,为含羞草资源的综合利用和产业化开发提供了 参考 。 【关键词】 含羞草 总黄酮 提取 纯化 含羞草为豆科含羞草属植物含羞草Mimosa pudica的全草[1],又名知羞草、怕羞草、喝乎草、刺含羞草等。主要分布在我国华东、华南、西南等地的山坡丛林、湿地、路旁,具有清热利尿、化痰止咳、安神止痛、凉血止血之功效,临床多用于急性肝炎、神经衰弱、失眠、肺结核咳血、血尿、结膜炎、跌打损伤、带状疱疹等症[2]。含羞草中含有大量对人体有益的活性物质,包括黄酮类、酚类、生物活性多糖、氨基酸类、有机酸类和其它微量元素。其中的黄酮类化合物具有显著的生理活性[3~5],如抗脂质过氧化、抗衰老、清除自由基、抗肿瘤,降低血脂、抗菌抑菌、增强免疫力等作用。本文通过正交实验考察了超声提取含羞草总黄酮的工艺,同时采用大孔吸附树脂进行吸附分离,并结合真空薄膜浓缩、超声脱色等方法对含羞草提取物进行分离与纯化,以期为 工业 化生产提供参考依据。 1 仪器与材料 仪器UV-2102PCS紫外可见分光光度计(上海龙尼柯仪器有限公司);KQ-250B超声波提取器(昆山市超声仪器有限公司);NJL07-3型实验专用微波炉(南京杰全微波设备有限公司,额定功率800W);Millipore Simplicity型超纯水器(美国Millipore公司);RE-52A旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂);真空薄膜浓缩装置[6](自装);101-1型电热恒温干燥箱;微量分析天平(EETTLER AE 240瑞士),微孔滤膜(上海医药工业研究院);芦丁对照品( 中国 药品生物制品鉴定所提供)。 材料与试剂 含羞草于2003-05采自海南三亚,由海南大学植物学教授黄世满鉴定为豆科含羞草属植物含羞草的全植株;所用试剂均为分析纯。 2 方法与结果 标准曲线的绘制 准确称取干燥恒重的芦丁对照品 mg,加60%乙醇(体积分数,下同)溶解并定容置100 ml的量瓶中,摇匀得质量浓度为 g/L的对照品溶液。分别取上述芦丁标准溶液0,,,,, ml于6只10 ml量瓶中,用60%乙醇补充至5 ml,各加入 ml 5%亚硝酸钠,摇匀,放置5 min后各加入10%硝酸铝 ml,摇匀。5 min后再加入1 mol/ml的氢氧化钠溶液4 ml,混匀,用60%乙醇稀释至刻度。10 min后于510 nm处测吸光度,试剂为空白参比,以芦丁质量浓度为横坐标,吸光度为纵坐标绘制标准曲线,用最小二乘法进行线行回归,得芦丁含量与吸光度之间的回归方程:A= 1C+ 4, r= 7。 不同溶剂提取所得提取物得率及总黄酮得率的比较 不同溶剂提取所得提取物的得率比较 称取粉碎并过60目筛后的含羞草原料4份,每份20 g,分别选用50%的乙醇、80%的乙醇、甲醇、70%的丙酮4种不同的溶剂进行索氏提取,溶剂用量均为200 ml,提取时间为5 h。分别将提取液浓缩至稠膏状移入烘箱中烘干至恒重。称重, 计算 得率。结果见表1。表1 不同溶剂提取所得提取物及得率的比较(略) 不同溶剂提取所得总黄酮的得率比较 分别吸取一定量由不同溶剂提取所制得的含羞草提取液于10 ml量瓶中,添加60%乙醇溶液使体积约为5 ml,按照上述绘制芦丁标准曲线的方法,依次加入 ml 5%亚硝酸钠、 ml 10%硝酸铝、4 ml 1 mol/ml的氢氧化钠溶液,混匀,用60%乙醇稀释至刻度。静置20 min后用紫外可见分光光度计法测定不同溶剂提取所得提取液的吸光度,重复3次测定,并根据标准曲线换算出总黄酮的得率,计算平均含量及RSD。结果见表2。表2 不同溶剂提取所得提取物中总黄酮的得率比较(略) 由表1可以看出,由4种不同的溶剂进行索氏提取,以70%丙酮进行提取所得提取物的得率为最高;由表2可以看出,以80%乙醇为溶剂进行提取,所得提取物中总黄酮得率相对最高。虽然以70%丙酮提取得率最高且总黄酮的得率与用80%乙醇提取相当,但考虑到乙醇与丙酮相比,具有无毒安全,廉价易得的优点,故提取溶剂选用80%乙醇。 超声提取工艺的优选 样品溶液的制备与测定分别精密称定干燥并过60目筛的含羞草粗粉9份,每份 g,以80%乙醇为溶剂,按正交实验表中所选取的因素水平分别进行超声提取。分别吸取一定量含羞草超声提取液于10 ml 量瓶中,添加80 %乙醇溶液使体积约为5 ml,按照上述绘制芦丁标准曲线的方法,依次加入亚硝酸钠、硝酸铝和氢氧化钠溶液,混匀,用80%乙醇稀释至刻度。静置20 min后测定吸光度, 计算 样品中总黄酮的含量。 正交设计通过正交实验,以芦丁的含量为考察指标,通过紫外法对超声提取方法进行正交实验,以优选出最佳提取工艺。选用L9(34)正交方案,以超声时间、超声次数及溶剂用量3个因素,每个因素3个水平设计实验方案。结果见表3~4。表3 考察因素与水平(略)表4 正交实验设计及实验数据(略) 超声提取最佳工艺 从表4中的直观分析可以明显看出提取的最佳组合为A1B3C3,即用10倍量的80%乙醇为溶剂超声提取3次,10 min/次。 分离纯化工艺优选大孔吸附树脂Diaion HP-20特别适合对黄酮苷类化合物的富集分离,因此本实验采用大孔吸附树脂Diaion HP-20对含羞草黄酮粗提物进行分离纯化。具体操作为:取药材1 kg,干燥后粉碎过60目筛,按照以上最佳工艺进行超声提取,得到的粗提物经真空薄膜浓缩至体积减半,加2%活性碳室温超声脱色2次,20 min/次。抽滤,除去滤渣后继续真空薄膜浓缩至无醇味,得提取物。用大孔吸附树脂Diaion HP-20进行湿法装柱(色谱柱:6 cm×80 cm,柱体积:450 ml),以水、20%乙醇、40%乙醇、60%乙醇、80%乙醇、乙醇溶剂系统进行梯度洗脱,控制洗脱流速为5 ml/min。分别收集不同浓度的乙醇洗脱液。将各部分洗脱液进行真空薄膜浓缩、后转移至旋转蒸发仪中真空浓缩至干燥粉末,计算得率。同时按照上述的紫外法检测总黄酮的含量。结果见表5。表5 大孔吸附树脂分离纯化实验结果(略) 由表5可看出,用中等浓度40%乙醇洗脱效果较好,总提取物得率达到,总黄酮含量可达到;从洗脱情况看,总黄酮主要集中在40%~60%乙醇洗脱部位,水洗脱部位经理化检测发现除含少量的黄酮外,还含有较多的多糖等大极性化合物,可将这部分弃去,而20%乙醇、80%乙醇及乙醇洗脱部位相比之下则含少量的黄酮类成分。因此,按照以上方法对含羞草总黄酮粗提物进行分离富集与纯化,收集各洗脱部位,将40%~60%乙醇洗脱部位合并,进行真空薄膜浓缩后即可得到总黄酮提取物,经紫外测定总黄酮的含量达到76%。 最佳提取纯化工艺 由实验得到最佳提取纯化含羞草总黄酮的工艺:新鲜含羞草→干燥后粉碎→过60目筛→室温超声提取→提取液→真空薄膜浓缩至体积减半→浓缩液→加2%活性炭室温超声波脱色2次→抽滤除去滤渣→脱色液→继续真空薄膜浓缩至无醇味→上大孔树脂Diaion HP-20柱→用水及乙醇混合溶剂梯度洗脱→分别收集洗脱液→将40%~60%乙醇洗脱液合并减压浓缩至干→干浸膏样品→检测含量→成品。 3 讨论 本实验选用芦丁作为对照品,因为芦丁是黄酮化合物中比较有代表性的一种,其B环的3,4-邻二酚羟基部位发生紫外吸收,可以通过测定芦丁对照品的吸收度,从而求算供试品中总黄酮的含量。这是总黄酮含量测定实验中比较经典的方法。 通过实验证明,提取含羞草中总黄酮的最佳工艺为用10倍量的80%乙醇为溶剂超声提取3次,10 min/次。 本实验采用大孔吸附树脂Diaion HP-20分离含羞草中的黄酮类成分,选择不同浓度的乙醇溶液进行洗脱,得出40%乙醇溶液洗脱效果较好,总分离物得率达到,总黄酮含量达到。另外水洗脱部位得率较高,含少量黄酮,还含有较多的大极性化合物。在用大孔吸附树脂分离含羞草总黄酮时,可先用水洗脱,除去大量的大极性化合物,减少影响,再用40%乙醇进行洗脱。 现代 药理研究表明,黄酮类化合物在心血管系统、内分泌系统和抗肿瘤方面具有明显的药理作用。含羞草总黄酮的药理活性未见深入研究。本文利用大孔吸附树脂分离纯化含羞草总黄酮,为进一步研究含羞草总黄酮的药理活性,更好地开发利用含羞草资源奠定了基础。 【 参考 文献 】 [1]江苏新医学院.中药大辞典[M].上海:上海 科学 技术出版社,1986:1147. [2]全国中草药汇编编写组.全国中草药汇编[M].北京:人民卫生出版社,1975:464. [3]华光军, 郭 勇. 黄酮类化合物药理研究进展[J]. 广东药学,1999,9(4):9. [4]黄河胜. 黄酮类化合物药理作用研究进展[J]. 中国 中药杂志,2000,25(10):499. [5]王 玮, 王 琳.黄酮类化合物的研究进展[J]. 沈阳医学院学报,2002,4(2):115. [6]袁 珂, 俞 莉.真空薄膜浓缩装置的研制及应用研究[J]. 分析化学,2005,33(9):1358. 含羞草科学论文篇二 含羞草的总黄酮提取技术 【摘要】文章分析了提取纯化含羞草中总黄酮的最佳工艺条件。优化了含羞草中总黄酮的提取纯化方法,为含羞草资源的综合利用和产业化开发提供了参考。 【关键词】含羞草 总黄酮 提取 纯化 含羞草为豆科含羞草属植物含羞草Mimosa pudica的全草,又名知羞草、怕羞草、喝乎草、刺含羞草等。主要分布在我国华东、华南、西南等地的山坡丛林、湿地、路旁,具有清热利尿、化痰止咳、安神止痛、凉血止血之功效,临床多用于急性肝炎、神经衰弱、失眠、肺结核咳血、血尿、结膜炎、跌打损伤、带状疱疹等症。含羞草中含有大量对人体有益的活性物质,包括黄酮类、酚类、生物活性多糖、氨基酸类、有机酸类和其它微量元素。 一、材料与试剂 含羞草采自海南三亚,由海南大学植物学教授黄世满鉴定为豆科含羞草属植物含羞草的全植株;所用试剂均为分析纯。 二、方法与结果 1、 标准曲线的绘制 准确称取干燥恒重的芦丁对照品 mg,加60%乙醇(体积分数,下同)溶解并定容置100 ml的量瓶中,摇匀得质量浓度为 g/L的对照品溶液。分别取上述芦丁标准溶液0,,,,, ml于6只10 ml量瓶中,用60%乙醇补充至5 ml,各加入 ml 5%亚硝酸钠,摇匀,放置5 min后各加入10%硝酸铝 ml,摇匀。 2 、不同溶剂提取所得提取物得率及总黄酮得率的比较 1)不同溶剂提取所得提取物的得率比较 称取粉碎并过60目筛后的含羞草原料4份,每份20 g,分别选用50%的乙醇、80%的乙醇、甲醇、70%的丙酮4种不同的溶剂进行索氏提取,溶剂用量均为200 ml,提取时间为5 h。分别将提取液浓缩至稠膏状移入烘箱中烘干至恒重。称重,计算得率。 2)不同溶剂提取所得总黄酮的得率比较 分别吸取一定量由不同溶剂提取所制得的含羞草提取液于10 ml量瓶中,添加60%乙醇溶液使体积约为5 ml,按照上述绘制芦丁标准曲线的方法,依次加入 ml 5%亚硝酸钠、 ml 10%硝酸铝、4 ml 1 mol/ml的氢氧化钠溶液,混匀,用60%乙醇稀释至刻度。静置20 min后用紫外可见分光光度计法测定不同溶剂提取所得提取液的吸光度,重复3次测定,并根据标准曲线换算出总黄酮的得率,计算平均含量及RSD。 3 、 超声提取工艺的优选 样品溶液的制备与测定分别精密称定干燥并过60目筛的含羞草粗粉9份,每份 g,以80%乙醇为溶剂,按正交实验表中所选取的因素水平分别进行超声提取。分别吸取一定量含羞草超声提取液于10 ml 量瓶中,添加80 %乙醇溶液使体积约为5 ml,按照上述绘制芦丁标准曲线的方法,依次加入亚硝酸钠、硝酸铝和氢氧化钠溶液,混匀,用80%乙醇稀释至刻度。静置20 min后测定吸光度,计算样品中总黄酮的含量。 4 、 分离纯化工艺优选大孔吸附树脂Diaion HP-20特别适合对黄酮苷类化合物的富集分离,因此本实验采用大孔吸附树脂Diaion HP-20对含羞草黄酮粗提物进行分离纯化。具体操作为:取药材1 kg,干燥后粉碎过60目筛,按照以上最佳工艺进行超声提取,得到的粗提物经真空薄膜浓缩至体积减半,加2%活性碳室温超声脱色2次,20 min/次。抽滤,除去滤渣后继续真空薄膜浓缩至无醇味,得提取物。用大孔吸附树脂Diaion HP-20进行湿法装柱(色谱柱:6 cm×80 cm,柱体积:450 ml),以水、20%乙醇、40%乙醇、60%乙醇、80%乙醇、乙醇溶剂系统进行梯度洗脱,控制洗脱流速为5 ml/min。分别收集不同浓度的乙醇洗脱液。将各部分洗脱液进行真空薄膜浓缩、后转移至旋转蒸发仪中真空浓缩至干燥粉末,计算得率。同时按照上述的紫外法检测总黄酮的含量。 用中等浓度40%乙醇洗脱效果较好,总提取物得率达到,总黄酮含量可达到;从洗脱情况看,总黄酮主要集中在40%~60%乙醇洗脱部位,水洗脱部位经理化检测发现除含少量的黄酮外,还含有较多的多糖等大极性化合物,可将这部分弃去,而20%乙醇、80%乙醇及乙醇洗脱部位相比之下则含少量的黄酮类成分。因此,按照以上方法对含羞草总黄酮粗提物进行分离富集与纯化,收集各洗脱部位,将40%~60%乙醇洗脱部位合并,进行真空薄膜浓缩后即可得到总黄酮提取物,经紫外测定总黄酮的含量达到76%。 5 、最佳提取纯化工艺 由实验得到最佳提取纯化含羞草总黄酮的工艺:新鲜含羞草→干燥后粉碎→过60目筛→室温超声提取→提取液→真空薄膜浓缩至体积减半→浓缩液→加2%活性炭室温超声波脱色2次→抽滤除去滤渣→脱色液→继续真空薄膜浓缩至无醇味→上大孔树脂Diaion HP-20柱→用水及乙醇混合溶剂梯度洗脱→分别收集洗脱液→将40%~60%乙醇洗脱液合并减压浓缩至干→干浸膏样品→检测含量→成品。 三、讨论 本实验选用芦丁作为对照品,因为芦丁是黄酮化合物中比较有代表性的一种,其B环的3,4-邻二酚羟基部位发生紫外吸收,可以通过测定芦丁对照品的吸收度,从而求算供试品中总黄酮的含量。这是总黄酮含量测定实验中比较经典的方法。 通过实验证明,提取含羞草中总黄酮的最佳工艺为用10倍量的80%乙醇为溶剂超声提取3次,10 min/次。 本实验采用大孔吸附树脂Diaion HP-20分离含羞草中的黄酮类成分,选择不同浓度的乙醇溶液进行洗脱,得出40%乙醇溶液洗脱效果较好,总分离物得率达到,总黄酮含量达到。另外水洗脱部位得率较高,含少量黄酮,还含有较多的大极性化合物。在用大孔吸附树脂分离含羞草总黄酮时,可先用水洗脱,除去大量的大极性化合物,减少影响,再用40%乙醇进行洗脱。 现代药理研究表明,黄酮类化合物在心血管系统、内分泌系统和抗肿瘤方面具有明显的药理作用。含羞草总黄酮的药理活性未见深入研究。本文利用大孔吸附树脂分离纯化含羞草总黄酮,为进一步研究含羞草总黄酮的药理活性,更好地开发利用含羞草资源奠定了基础。 参考文献: 1、黄河胜. 黄酮类化合物药理作用研究进展[J]. 中国中药杂志,2000,25(10):499. 2、全国中草药汇编编写组.全国中草药汇编[M].北京:人民卫生出版社,1975:464. 看了含羞草科学论文的人还看 1. 关于植物的科学论文 2. 关于植物生长的科学论文 3. 草业科学论文 4. 关于写植物的科技论文 5. 科学论文范文

王子一心要娶一位真正的公主为妻。为了测试雨夜投宿的小姐是不是真的公主,王后在20张床垫和20床羽绒被下放上一粒豌豆。注:本视频根据2019新人教版教材制作。

奥地利学者孟德尔(1822―1884)是遗传学的先驱,他通过豌豆杂交实验发现了生物遗传的两个重要规律:分离律和自由组合律,并提出遗传因子假说,不但为遗传学的发展奠定了基础,而且对整个生物学的进步都有深刻的影响。孟德尔从小跟着父亲栽培果树,熟悉农艺。1840年他考入大学,却因家境贫寒而辍学,1843年进入布台恩修道院做修士。这个修道院的院长曾是奥地利某地区的农业学会主席,倡导利用庭院空地进行农学实验,还派修士到附近学校去任教,使修道院成为该地区的农学和教育中心。孟德尔曾在这里给一位很有造诣的植物学家当助手,因而受到了从事植物实验的训练。1847年他开始任神父,1851年被推荐到维也纳大学进修,学习了数学、物理、化学、动物学、植物学、昆虫学和古生物学等课程,并从物理学家多普勒和生物学家翁格等名师那里学到了开展科学实验的思路和技术。1853年他回修道院继续任神父,并在一所技术中学教自然科学课程,晚年任修道院院长。虽然孟德尔一生都担任神职,然而其科学素养之深、实验技能之高,科研成果之精,无疑是一位出类拔萃的植物学家。孟德尔从前人的工作中,看到了一种惊人的规律性现象:在相同物种之间进行人工杂交,总是反复出现同样的杂种类型。这使他产生了浓厚的兴趣。他在高度评价许多植物学家的研究成果的同时,指出了他们的不足:就实验的规模和方法来说,还没能卓有成效地提出一个能够阐明在杂种形成中亲代对子代有何种制约关系的普遍规律。孟德尔明确地以寻求这一普遍规律作为自己的研究目标,由于他在实验方法上有重大突破,经过8年艰苦工作,终于获得了杰出的成就。孟德尔对研究方法的突破和创新主要表现在两个方面:第一,下工夫选择合适的实验材料。他指出:“任何一项实验的价值和效用,决定于其材料是否适宜于研究的目的。” 第二,引用物理学等非生命科学中的因子分析方法,特别是数理统计方法。这在当时的生物学界是开创性的,孟德尔因而被认为是生物学中切实运用数学思维的创始人。为了避免实验出现可疑的甚至荒谬的结果,他认为用于杂交实验的植物必须是:1)具有稳定的可以区分的性状;2)这种植物的杂种在开花期能防止外来花粉的影响;3)杂种及其后代在可孕性上应不受明显干扰。根据前人和自己的经验,他首先把注意力集中到豆科植物,通过实验发现豌豆具备以上条件,而且豌豆还有生长期短,易栽培,花器大,便于人工杂交时去雄和受粉等优点。1856年,孟德尔在修道院内一块土地上从事豌豆杂交实验。在此之前,他花费了两年时间进行选种和试种,从34个豌豆品种中培育出22个纯系品种用以进行实验,以保证实验结果的确定性。在部署实验时,孟德尔从豌豆的诸多性状中选定了七对差异明显的性状进行实验研究:1)种子的形状,圆粒或皱粒;2)子叶的颜色,黄色或绿色;3)种皮的颜色,灰色或白色;4)豆荚的形状,饱满或皱瘪;5)豆荚的颜色,黄色或绿色;6)花的位置,主茎顶端或主茎轴上;7)茎的长度,高茎或矮茎。他对七对性状中每一对性状的纯种豌豆分别进行杂交,它们的后代植株即子一代全部表现出一个亲本的性状。例如,用高茎豌豆和矮茎豌豆杂交(以高茎为父本,矮茎为母本;或以矮茎为父本,高茎为母本),子一代全部为高茎,没有矮茎。再如,用圆粒种子和皱粒种子的纯豌豆杂交(圆粒为父本,皱粒为母本;或皱粒为父,圆粒为母本),子一代全部是圆粒,没有皱粒。孟德尔把子一代出现的性状称为显性性状,未出现的则是隐性性状。子一代植株自交得到子二代。在高茎豌豆的子二代中约有3/4是高茎,1/4是矮茎,高矮比例接近3:1。在圆粒豌豆自交的子二代中也约有3/4是圆粒,1/4是皱粒,二者之比也接近3:1。对其它几对性状的豌豆作杂交实验,其子二代中显性与隐性的比例同样都接近于3:1。这种在子二代中显性和隐性性状分别出现,并且具有稳定比例的规律性,被称为遗传学的分离律。孟德尔进而对两对性状的豌豆作杂交实验。例如,以圆粒种子、黄色子叶的豌豆与皱粒种子、绿色子叶的豌豆进行杂交,子一代全部表现出圆粒种子和黄色子叶这两个显性性状;子二代则分化为四种类型:圆黄、圆绿、皱黄、皱绿,在数量上呈现出9/16:3/16:3/16:1/16,即9: 3: 3:1。对任何两对性状的豌豆杂交实验都能得到同样稳定的比值。这一规律被称为遗传学的自由组合律。孟德尔提出遗传因子假说以解释实验结果。他认为植物的每一种性状都来源于生殖细胞中的一对“遗传因子”,一个来自父本,一个来自母本。产生显性性状的显性遗传因子用大写字母A,B……表示;产生隐性性状的隐性遗传因子用小写字母a,b……表示。如果两个因子相同,则表示具有某一性状的纯种,例如,高茎性状用A代表,矮茎性状用a代表,那么亲代的纯高茎植株则表示为AA;亲代的纯矮茎植株为aa。他还假设,每个生殖细胞只得到这一对遗传因子中的一个。例如,高茎豌豆的生殖细胞中只有一个A,矮茎豌豆的生殖细胞中只有一个a。杂交后,两个遗传因子结合成为Aa。A对a 是显性,因此,子一代植株都是高茎。子一代自交受粉形成生殖细胞时,A和a发生分离。分别含有A和a的两种精子和两种卵子,它们结合而成的子二代有4个因子组合:AA、Aa、Aa、aa。前三个是显性,后一个是隐性,显性与隐性之比是3:1。孟德尔在论文中写道:“设n代表两个原种的可区分性状的数目,3n就表示组合系列的项数,4n 为属于这个系列的个体数,2n为保持稳定的组合数。”这样的一些理论总结与他的实验结果都符合得相当好。孟德尔的题为“植物杂交实验”的论文发表在《布台恩自然科学研究学会会报》1865年第4卷,并送给了欧美各国的120多家图书馆。他希望有人能做重复性实验或对照性实验,使他的结论能够得到检验。然而论文除了受到冷落、怀疑和讥讽外,却没有人来做这样的实际工作。35年之后,1900年有三位植物学家认识到这篇论文的重要价值,使之重见天日。这一历史事实说明孟德尔的论文确实具有强盛的生命力,而八年扎扎实实的实验工作、大量真实可靠的实验数据,精湛独到的研究方法以及深入合理的理论分析,正是其强盛生命力之所在。

2022年1月19日,广西农科院经济作物所严华兵团队联合菲沙基因在园艺领域权威期刊 Horticulture Research (IF=)上发表了题为“ 《Chromosomal-level genome and multi-omics dataset of Pueraria lobata var. thomsonii provide new insights into legume family and the isoflavone and puerarin biosynthesis pathways》 ”的研究论文,该研究通过PacBio和Hi-C测序 构建了粉葛高质量的染色体水平基因组,解析了粉葛的基因组特征,随后利用包括基因组、转录组、代谢组在内的多组学技术深入解析了粉葛重要次生代谢物的生物合成机制 ,从而为粉葛的资源利用、遗传育种等研究提供了新见解。

鉴于粉葛杂合度较高,研究者选用了PacBio和Hi-C测序,构建的粉葛基因组大小为 , Contig N50=598 kb ,并将的序列锚定到 11 条染色体上,BUSCO评估基因组完整性为 。通过注释,共获得了 45,270 个蛋白编码基因,其中的基因可以得到功能注释,基因组中重复序列占比为 。

将粉葛与16个近缘物种(包含5个豆科植物)进行比较基因组分析,结果表明:

通过对高葛根素ZG-19和低葛根素ZG-39进行转录组和代谢组分析,研究者检测到了614种225种 差异代谢物(DMs) ,1814个 差异表达基因(DEG) ,DMs和DEG的丰富功能类别重叠,这说明 它们都是与类黄酮、异黄酮和ABC转运相关的基因或代谢物 。

进一步分析 代谢物与基因表达的相关系数 ,结果表明代谢物和基因对在样本中高度相关,60%的显著相关性涉及上调的代谢物和下调或不变的基因,在15%的显著相关性中, 代谢物和基因表达的变化方向相同 。

此外,研究者在异黄酮生物合成途径中发现了大量的DMs和DEG。这充分解析了粉葛中异黄酮的生物合成途径。

通过 同源基因搜索 ,研究者发现编码葛根素合成途径中关键酶的9个基因家族在粉葛中都有所 扩张 ;通过分析糖基转移酶家族中催化糖基化修饰的基因,共鉴定出104个GT基因,有13个基因与8-C-葡萄糖基转移酶(8-C-GT)同源,其中6个与先前研究的催化大豆苷元C-糖基化为葛根素的PIUGT43基因同源。

编码大豆异黄酮合酶(IFS)的基因()催化着葛根素合成的中间代谢物大豆苷元的合成, 被鉴定为与葛根素的合成途径高度相关 。总之,上述分析初步解析了粉葛中葛根素的生物合成途径。

综上,该研究通过构建高质量的粉葛基因组解析了粉葛基因组的进化特征;通过多组学分析深入解析了粉葛中重要次生代谢物异黄酮、葛根素等生物合成途径,从而为粉葛的资源利用、遗传育种等研究提供了新见解。

广西农业科学院经济作物研究所严华兵研究员团队近些年与华中农业大学、菲沙基因、上海大学、广西中医药大学、广西医科大学等单位持续开展联合攻关,在全球葛根资源收集与鉴定评价、葛属资源分类、葛根基因组与分子生物学、粉葛和野葛品种选育、健康种苗生产、高产高效栽培等方面取得了一系列的成果。团队到目前为止,已广泛收集全球葛属种质资源419份,包括野葛、粉葛、葛麻姆、大花葛、泰葛、苦葛、红葛、须弥葛、食用葛等;通过开发葛SSR分子标记,构建了广西葛核心种质库;通过广泛靶向代谢组解析葛属葛种野葛、粉葛和葛麻姆等3个变种块根中影响食用品质和药用品质的代谢差异;结合表型鉴定通过叶绿体基因组研究,揭示了葛及其近缘种之间的系统发育关系;挖掘了调控葛根素合成代谢相关的结构基因和转录因子,并正在开展相关基因功能验证工作;选育出适合开发葛花茶、高葛根素粉葛、无渣粉葛、药用野葛等系列葛根新品种,并逐步建立配套种苗繁育和高效栽培技术。以上研究相关成果先后发表在Horticulture Research、Frontier in Plant Science、Molecules、植物遗传资源学报、植物生理学报等期刊,相关研究先后得到了国家自然科学基金委、广西科技厅等部门项目的资助。粉葛基因组文章的发表将进一步推动全世界葛属植物的进化与分类研究,促进我国葛根产业的科技进步,发挥基础研究源头供给作用以进一步推动广西地方特色优势粉葛产业的高质量发展。

说到葛根大家一定不陌生,野葛在美国开始被用作生态治理后来泛滥成灾被列为入侵生物,泰国葛根产业及其健康功效风靡全球。最早关于葛的文献记载出现在周代,《神农本草经》记载“(葛根)主消渴,身大热,呕吐,诸痹,起阴气,解诸毒”。葛根具有解肌退热,生津止渴,透疹,升阳止泻,通经活络,解酒毒等。现代药理研究表明,葛根在改善心血管系统、抗氧化、降血糖、解热、抗炎、解酒护肝、神经保护、抗骨质疏松和雌激素样作用等方面具有较好的药理活性。

粉葛为豆科葛属植物,为药食同源两用植物,素有“亚洲人参”、“南葛北参”的美誉,广泛种植在广西、广东、江西、湖南、湖北等地,其中广西是粉葛主要种植产区,种植面积全国第一!其中梧州藤县和平镇是中国著名的“葛根之乡”,藤县葛色天香和平粉葛产业(核心)示范区被评为广西现代特色农业(核心)四星级示范区。当前广西粉葛产业发展仍然面临很多亟待解决的问题,粉葛基因组的解析将为粉葛产业高质量发展提供科技支撑。

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植物激素研究进展论文

在高中生物第四章《植物生命活动的调节》中,以顶端优势为例,说明植物激素之一生长素对植物生长的促进作用,与其浓度的高低有一定关系,并以棉花摘心和果树修剪为例,略述它在生产实践上的应用价值,恰当地联系了实际,激发了学习兴趣,容易为学生理解。但是,要真正掌握和运用这一原理,为“科技兴农”服务,还须扩大视野,反复实践,不断总结提高。现将我如何结合教学,培养学生动手能力,探索“科技兴农”的做法略述于下。1指导葡萄修剪栽培葡萄是一条见效快的致富门路,但它的技术性较强,主要是修剪和病虫害防治。葡萄的修剪主要是冬夏两季。我校是农村中学,冬季(12月至翌年1月)要带同学到毗邻的专业户葡萄园中学习冬剪技术。而葡萄的夏季修剪,则更为繁重而严格,项目也较多,摘心剪梢就是其中重要的一项。在结果枝蔓始花时(一般在5月下旬~6月初),带同学到园中实习,在花序以上留4~7叶,将新梢顶端摘去(一般长3~5cm)阻止顶芽产生的生长素向下运输,促使夏芽萌发,抽生夏芽副梢。学生看得见摸得着,很容易理解生长素对生长影响的二重性特性。因为长江流域气候温暖湿润,葡萄枝蔓生长旺盛,副梢萌发次数多,花序原始体形成容易,因此,生产实践上常保留结果枝花序以上的1~2个夏芽副梢,其余全部抹除,以提高座果率,并对此副梢也进行摘心,解除其下部侧芽所受的抑制作用,同时对发育枝和徒长枝进行重摘心,调节养分流向,促使夏芽副梢出现二次花序,培养二次结果,甚至三次结果,创造一年多次结果的良好条件,达到增产的目的。学生为之耳目一新,再次证实了“知识就是力量”,“科技是第一生产力”的英明论断;也符合兴趣发展是从“有趣→乐趣→志趣”的客观规律,激发了学习积极性,许多同学准备在家庭园子里试种。2指导落叶果树的修剪顶端优势的原理在果树整枝修剪上应用极为普遍,如桃、梨、苹果、柿等。我曾以校内的幼年桃树为例,指导学生进行修剪,实践教材内容。在桃树定植后的当年,距地面65~80cm处摘心或剪截,叫定干。使下部侧芽萌发,并把剪口下约20~40cm一段选作整形带,其上选育3个生长健壮、分布均匀、开张角度适当的新梢作为第一层主枝,以后通过各种不同程度的短截逐步培养副主枝和结果枝组,逐步“造成一定形状的树冠”(即生产上普遍采用的自然开心形树形)。其它落叶果树的修剪整形,方法与桃树大同小异,即运用顶端优势的原理,通过修剪来调节果树器官的数量、质量、性质及其在树冠内的分布,调节生殖与生长的关系,维持丰产树形。学生在实践中加深理解了课文内容,学到了栽培修剪技能,效果很好,回去能够试着做,少数饶有兴趣的尖子,成了能说能做的小技术员。3指导菊花等花卉的矮化栽培“菊不盈尺”,是对菊花株高的严格要求,也是评品菊花观赏价值的重要条件之一。而要做到“菊不盈尺”主要靠摘心,一般须2~3次。我每年都要指导同学对学校栽培的菊花进行摘心整枝,并留部分不摘心的作对比观察,通过实践,大家都能深刻理解和运用顶端优势原理促进侧芽萌发,调整花朵数量和质量,并把植株控制在理想的高度,提高观赏价值。在反复实践中又摸索出新的摘心方法,即先摘顶心,以后分批抹去全部腋芽、侧枝,养根护叶,逼地下茎萌发脚芽,最后齐土面剪除老茎这样从上到下逐层摘心除枝,诱导脚芽早出土并茁壮生长,最终开出硕大花朵,培育成矮壮型菊花,效果更好。其它许多花卉的修剪造型,原理和方法也和菊花基本相同。如月季,萌芽力虽强,花开在当年生新梢顶端,不修剪腋芽不易萌发,枝条又瘦又长,呈藤本状,因此,除冬季休眠期重剪外,在生长期,当花将凋谢时,一般在残花第三个复叶以下及时进行轻度短剪,以促使下部腋芽萌发,不断开出硕大艳丽的花朵。又如一串红、�杜鹃等,通过分别对主茎和侧枝摘顶,抑制顶端优势,促使腋芽萌发,控制植株纵、横方向生长,达到株形矮壮,侧枝丛生,繁花满枝的理想效果。至于那些随处可见的绿化隔离带绿篱、绿墙和各种形式的绿球,也是应用此原理,通过修剪艺术,才形成茂密的绿色屏障和多姿多彩的艺术造型。还有油料作物芝麻,试验证明打顶是增产的有效途径,即在终花期及时对主茎和分枝摘心,一般可增产一至二成。

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可以对你们城市的工厂周围的植物进行调查啊

收稿日期:2007-10-25基金项目:深圳市科技和信息局基金资助项目作者简介:王丹(1982-),女,辽宁本溪人,硕士研究生,从事植物生物技术研究。注:雷江丽为通讯作者。大花美人蕉茎尖组织培养技术研究王 丹1,2,雷江丽2,吴燕民3,吕 慧2,郁继华1(1.甘肃农业大学 农学院,甘肃 兰州 730070;2.深圳市园林科学研究所,广东 深圳 518003;3.中国农业科学院 生物技术研究所,北京 100081)摘 要:以大花美人蕉(Canna×generalis)根茎茎尖为外植体进行组织培养技术研究,筛选出芽诱导适宜的培养基为MS + 6-BA (单位下同)+ TDZ ;MS + 6-BA + TDZ + NAA 培养基能较好地诱导分化出丛生芽, 继代增殖培养中与MS + 6-BA + TDZ + NAA 培养基交替使用可减少畸形芽,增殖系数达;适宜的生根培养基为MS + 6-BA + NAA ,生根率达,且植株生长健壮,移栽易成活。关键词:大花美人蕉;茎尖;组织培养中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1009-7791(2008)01-0033-04Research on Shoot-tip Culture of Canna×generalisWANG Dan1,2, LEI Jiang-li2, WU Yan-min3, LÜ Hui2, YU Ji-hua1( of Agronomy, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, Gansu China; Institute of LandscapeGardening, Shenzhen 518003, Guangdong China; Research Institute, Chinese Academy of AgriculturalSciences, Beijing 100081, China)Abstract: The paper mainly studied on tissue culture of Canna×generalis with the stem tips asexplants. The results showed that the bud inoculation medium was MS + 6-BA ; the best of clump shoot induction and differentiation medium was MS + 6-BA +TDZ + NAA ; using MS + 6-BA + TDZ + NAA asproliferation medium, an optimal proliferation rate was obtained. When the two kinds of mediumused alternatively, the effect was better. The optimum rooting medium was MS + 6-BA +NAA , the rate of rooting could reach , and cultured in this medium, the plant grewwell and easy to words: Canna×generalis; shoot-tip; tissue culture大花美人蕉(Canna×generalis)属美人蕉科(Cannaceae)美人蕉属(Canna)的园艺杂交种[1],是多年生喜光宿根草本花卉,原产美洲热带和非洲等地。其枝叶茂盛、花朵艳丽、姿态优美、花期长,在深圳地区几乎全年开花,是配置大型花坛的优良品种。大花美人蕉不仅观赏价值高,而且能吸收硫、氯、氟、汞等有害物质,具有净化空气、保护环境的作用,因此,世界许多城市的园林绿化中都广泛应用。美人蕉传统的繁殖方式主要采用分切地下根茎的方法,繁殖速度慢、增殖效率低,而且连续营养繁殖造成病毒积累致使病毒病在各地相当普遍,严重影响其观赏价值。利用茎尖组织培养进行脱毒试管苗快繁,是目前大力繁殖与推广美人蕉的主要手段。关于美人蕉组织培养的研究报道较少[2,3],本研究探索其组织培养高效的再生体系,以期为品种提纯复壮及遗传转化、性状改良奠定基础。2008,37(1): Plant Science第·34· 37 卷1 材料与方法 材料供试材料为目前城市绿化中普遍应用的大花美人蕉‘President’品种。 外植体选择与处理选择生长健壮、无病虫害的优良母株,挖取带芽胞的根茎,去除表面老皮并用肥皂水清洗。用75%乙醇棉擦拭,然后采用不同的消毒剂及处理时间(升汞10min、2%次氯酸钠10min、2%次氯酸钠20min、2%次氯酸钠 + 升汞5min、2%次氯酸钠 + 升汞10min),封闭式振摇灭菌。无菌水冲洗5 次,置于超净工作台上备用。接种前,剥去外部叶片,露出生长点,立即切取茎尖进行接种。 培养方法及培养条件试验于2006 年10 月在深圳市园林科学研究所组培室进行。诱导、增殖和生根培养基均选用MS为基本培养基,在不同培养阶段附加不同种类、不同浓度配比的植物生长调节剂(表2~表4),蔗糖3%,pH 。培养温度(28±2)℃,光照强度2 500 lx,光照周期为14h/d,相对湿度70%~80%。每处理接种30 瓶。定期观察试管苗生长与分化情况。2 结果与分析 不同消毒处理方式对外植体无菌化的影响因供试外植体取自美人蕉地下根茎,表面污染物较多,不易消毒,且不同植物及外植体的成熟度对消毒剂的反应不同,故本试验选用升汞和次氯酸钠进行灭菌效果比较,以筛选合适的消毒剂及消毒处理时间。由表1 可知,2%次氯酸钠20min 处理的无菌化效果较好,但茎尖褐化较严重,说明灭菌时间过长对去老皮后的幼嫩根茎影响较大。升汞10min 处理与2%次氯酸钠 + 升汞 10min处理,无菌化效果差异不大,但2%次氯酸钠 + 升汞 10min 处理有轻微药害。因此,后续实验选用升汞处理10min 进行外植体消毒。 不同生长调节剂配比对芽诱导的影响以MS 为基本培养基,附加不同浓度6-BA、NAA、2,4-D、KT、TDZ 等(表2),以筛选出较适宜美人蕉茎尖诱导分化的配方。因美人蕉根茎具有休眠特性,芽诱导分化较难。TDZ 具有很强的促进细胞分裂活性,~μmol/L 即可有效促进分化[4],因此,本实验对TDZ 的诱导效果进行初步探索。试验表明,在不添加任何生长调节剂的MS 基本培养基(1 号)上,茎尖接种10d 后开始生长,叶片展开后,生长停止;15d 后转接到新的MS 培养基上无明显生长,随后叶片逐渐变黄、萎蔫,说明基本培养基中添加生长调节剂是美人蕉离体培养的必要条件。在仅添加6-BA 的2、3、4 号培养基中,高浓度的2 号培养基分化率为,明显好于3、4号培养基,说明美人蕉启动芽诱导分化需要高浓度的细胞分裂素(表2)。11~16 号培养基添加物为不同生长调节剂与TDZ 组合(表2)。仅添加TDZ 的培养基分化率为0,而多种生长调节剂配合使用分化效果更好[5]。其中15 号培养基的侧芽分化率最高,达,且每个茎尖可增殖2~3 个侧芽,但个别茎尖经多次转接后有畸形芽;与2 号培养基相比,分化率明显提高,说明添加低浓度TDZ 可促进芽诱导分化(表2)(图版-a)。5、6、7 号培养基为生根培养基,探讨NAA 对美人蕉茎尖生长和生根的影响。试验结果初步说明美人蕉在6-BA/NAA 小于2/ 时生根率可达50%以上(表2)。8、9、10 号培养基,探讨美人蕉脱分化,诱导愈伤组织,但结果均不理想。因此,建立高效的美表1 不同消毒剂及处理时间对外植体无菌化的影响处 理 接种数污染数污染率(%) 药害情况升汞10min 30 5 基本无药害2%次氯酸钠10min 30 12 无药害2%次氯酸钠20min 30 4 20%有轻微药害2%次氯酸钠+升汞5min 30 10 3%有轻微药害2%次氯酸钠+升汞10min 30 5 7%有药害第1 期 王丹,等:大花美人蕉茎尖组织培养技术研究 ·35·人蕉遗传转化再生体系还需进一步探索愈伤组织诱导途径。 芽继代增殖为了探讨优化的芽继代增殖培养基配方,按表3 设计6-BA、NAA、TDZ 的正交实验,以15 号培养基上分化出的丛生芽为接种材料,进行继代增殖培养(图版-b)。由表3 可见,除17、18 号培养基外,低浓度TDZ()的分化促进作用较高浓度()的效果好,说明高活性的TDZ 浓度过高反而抑制分化。当 时, NAA 促分化作用显著优于。在TDZ、NAA 浓度相同的情况下,随着6-BA 浓度的升高,分化率提高。但随着继代次数的增多,含高浓度6-BA的27 号培养基分化率略有下降,甚至有个别畸形芽产生,说明高浓度细胞分裂素对短期的分化有促进作用[9],但继代数次后,芽已经萌动,自身具有分化能力,需适当降低6-BA 浓度进行壮苗,以避免畸形芽产生。因此,在增殖过程中交替使用分化增殖系数较高的19 号培养基和27 号培养基,既可保证较高的芽分化率,又可使继代苗生长健壮,减少畸形芽。 生根诱导增殖芽3~5cm 长时,转接到生根培养基上培养约10d 后,可见到根生成(图版-c)。接种20d 后统计生根结果(表4)。从表4可见,所用培养基上都有根生成,说明美人蕉生根较容易;结合生根率和生长势,我们认为MS + 6-BA + NAA 培养基较适宜美人蕉生根。表2 不同植物生长调节剂组合的比较植物生长调节剂(mg/L) 编号6-BA NAA 2,4-D KT TDZ分化率(%) 生根率(%) 备注1 0 0 0 0 02 9 0 0 0 0 参考[2]3 5 0 0 0 0 参考[3]4 3 0 0 0 0 2 1 0 0 0 2 0 0 0 2 0 0 0 08 0 0 4 0 09 0 0 2 1 0 参考[6]10 0 0 2 0 参考[7]11 0 0 0 0 012 0 0 0 参考[8]13 0 0 0 0 0 1 0 8 0 0 0 5 0 0 表3 不同生长调节剂配比对芽继代繁殖的影响生长调节剂(mg/L) 编号6-BA NAA TDZ接种数分化率(%)增值系数 生长势17 30 ++18 30 ++19 30 ++20 30 ++21 30 ++22 30 ++23 30 ++24 30 +25 30 ++26 30 +27 30 ++28 30 +注:++ 表示生长势强;+表示生长势弱。同列中不同字母表示差异显著(P<=,表4 同。表4 不同的生长调节剂配比对组培苗生根的影响生长调节剂(mg/L) 编号6-BA NAA接种数生根苗数生根率(%)植株生长势29 0 30 19 +30 0 30 21 ++31 30 20 +++32 30 16 ++注:+++ 表示生长势强;++表示生长势中等;+表示生长势弱。第·36· 37 卷3 结 论美人蕉根茎生长在土壤中,无菌化操作较困难。灭菌试验表明,升汞震荡灭菌10min 效果较好,采回的外植体应尽快处理接种,放置时间过长伤口处易染菌,导致接种后褐化较严重。MS + 6-BA + ZDT + NAA 培养基能较好地诱导分化丛生芽,MS + 6-BA + TDZ NAA 为较好的增殖培养基,在增殖培养过程中这两种配方交替使用效果更好;短时间使用高浓度生长调节剂对增殖有促进作用,但长时间使用高浓度生长调节剂会使组培苗质量下降。在试验中还发现,转接次数多的茎尖较转接次数少的分化率大,建议在接种后的10~20d 内及时转接。选用MS + 6-BA + NAA 为生根培养基,生根率较高,根系粗壮、根毛密集,植株生长健壮(图版-d),且移栽成活率较高。参考文献:[1] Segeren W, et al. The genus Canna in Northern South America[J]. Acta Bot Neerl., 1971,20(6): 663-680.[2] 刘文萍,等. 美人蕉茎尖组织培养及快繁技术[J]. 北方园艺, 2001(6): 32.[3] 丁爱萍,等. 美人蕉组织培养及快速繁殖技术[J]. 园林科技, 2006(1): 11-12.[4] Singh N D, et al. The effect of TDZ on organogenesis and somatic embryogenesis in pigeonpea (Cajanus cajan L. Millsp)[J].Plant Science, 2003,164(3): 341-347.[5] 王关林,等. 高活性细胞激动素TDZ 在植物组织培养中的应用[J]. 植物学通报, 1997,14(3): 47-53.[6] 宣朴,等. 生姜茎尖组培快繁技术研究[J]. 西南农业学报, 2004,17(4): 484-486.[7] Kromer K, et al. In vitro cultures of meristem tips of Canna indica L.[J]. Acta Horticulturace, 1985,167: 279-286.[8] Vendrame W A, et al. In vitro propagation and plantlet regeneration from Doritaenopsis Purple Gem 'Ching Hua' flowerexplants[J]. HortScience, 2007,42(5): 1 256-1 258.[9] 刘敏. 花卉组织培养与工厂化生产[M]. 北京: 地质出版社, 2002: 101-102.

园林植物研究进展论文

浅谈园艺植物害虫的生物防治技术论文

在平平淡淡的日常中,大家最不陌生的就是论文了吧,论文的类型很多,包括学年论文、毕业论文、学位论文、科技论文、成果论文等。你写论文时总是无从下笔?下面是我精心整理的浅谈园艺植物害虫的生物防治技术论文,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。

摘要 :

在城市生态系统中,园林植物是非常关键的组成部分,而在园林植物养护中,园林害虫常常对园林植物造成了危害,对其防治研究具有较大的现实意义。园林植物害虫的种类繁多,在对其防治的过程中,如果使用传统的防治方法,很容易出现灭虫不彻底的现象,而使用生物防治方法能大大提高防治效率。鉴于此,本文对园艺植物害虫的生物防治进行了研究。

关键词:

园艺植物,生物防治,研究;

在当今城市建设和园林绿化过程中,目前的绿地系统和园林植物种类跟以往相比,要复杂得多。随着全球气候恶劣变化,温湿度季节分配的失调,导致早涝灾害的.现象频繁发生。再加上人类活动的频繁以及干扰,使得植物结构失调,加上品种单一,植物的地下空间不足。最终,可使生长环境变坏,更严重时,会导致园林虫害泛滥。鉴于此,本文对园林植物的种类进行分析,为今后园林植物害虫的防治工作提供参考。

1、常见园林植物害虫种类

近几年来,随着国内外园林植物品种和数量的增加,园林植物害虫种类大量增加,分布范围也随之增大,这种现象越来越严重,园林植物害虫不仅会严重影响到生态系统的安全性,还会影响生态系统的稳定性,甚至会对进出口贸易产生影响。经过一些统计调查表明,一些常见的园林植物害虫有这些,食叶害虫、刺吸式害虫、钻蛀害虫及地下害虫等。

2、生物防治害虫的具体方法

利用害虫生物天敌进行除虫工作

通过对常见的栽培的园艺植物进行分析,可发现,这些植物对应的害虫中,存在一些补食性的天敌或者是一些寄生性的天敌。这些天敌能够为园艺植物提供害虫的生物防治功能。在园艺植物中,树木的种类繁多,寄生于树木中的虫类也很多,其中蚜虫是害虫,能够影响树木的生长。益虫有蚯蚓、螳螂、篦麻蚕、瓢虫、蜜蜂等。谈到利用害虫生物天敌除虫,有不少例子。例如,红蜡蚧是一种常见的害虫,其生长速度很快,对其防治难度很大,但是其寄生性天敌种类也非常多,其寄生性天敌比捕食性天敌要多得多。为除去红蜡蚧虫害,可对红蜡蚧的天敌的种类进行归类和汇总,然后合理地投放害虫天敌。然而,在害虫天敌的养护实践过程中,发现害虫天敌过冬是一个问题,每当冬季来临,需要为这些害虫天敌供给生物养分和生存空间。当使用害虫天敌除害虫的时候,应当特别注意以下2点:把生物除虫充当主要方法,恰当使用灭虫农药,从而有效保障除虫效果,避免害虫天敌繁殖过快致使除虫效果不理想;注意生物防治害虫方法的适用对象,同一种生物防治害虫的方法在不同的植物中的效果不一样。

利用病原微生物农药进行除虫工作

病原性微生物农药是指真菌和病毒等原生动物。其中的例子很多,比如苏云金杆菌,其是使用生物化学原理来灭虫的,借助微生物在孢子形成时得到的一些蛋白物质,在害虫幼虫的腹部上皮细胞形成孔隙,使害虫的吸水量增加,当害虫细胞的吸水量达到一定程度时,害虫死亡,这样实现除虫的目的。另外,在利用该原理除虫的过程中,需要注意以下事项。

注意安排好病原体的释放时间,通常情况下,以清晨或晚上为宜,尽量选择阴天天气,避免阳光直射或者光线过强的情况发生;病原体微生物释放的位置应注意,务必释放在害虫和害虫卵等活体上,这样才能给病毒或细菌复制提供充足的环境和养份;要充分进行实践来验证灭虫方法的适用性;为使病毒或真菌的除害虫能力充分发挥出来,要注意调整园林中的空气湿度和温度,为病原微生物生命活度提供保障另外,应充分利用病原线虫的作用。线虫主要经由昆虫的口腔或者肛门进入体内释放细菌以使昆虫致死。线虫的使用方法和适用对象与病原微生物类同。

3、小结

在目前的园艺植物害虫的生物防治过程中,大量的生物防治手段被使用,为防治病害作出了一定的贡献。然而,其防治效果往往不是太理想。其中的原因很大一部分是由于存在一些问题未能解决,需要改进的地方还有很多。因此,为了对园艺植物的病害进行更好地防治,需要充分利用生物防治手段,充分利用好植物的遗传方式,通过基因重组去改变细菌的生长状况。通过人工养殖,对生物防治进行不断地优化,将更多的资金和人力投入到园艺植物害虫生物防治研究中去,诱导园艺植物产生抗病性的化学、物理、生物诱导因子,从而对植物的性能进行改进。在害虫的生物防治过程中,应当遵循保护环境的原则,在对园艺植物病害进行控制时,应当使该项工作满足国家提出的建设资源节约型和环境友好型社会的要求。

参考文献

[1]赵敏.园艺植物病害的生物防治[J].现代园艺,2013(09).

[2]权俊娇,马行.园艺植物害虫生物防治研究进展[J].天津农业科学,2014(01).

[3]刘琴,何月秋.我国植物病害生物防治综述[J].安徽农学通报,2012(04).

[4]林沙.重寄生菌防治园艺植物病害研究[J].北京农业,2014(09).

[5]王珊.园艺朱武病害的生物防治[J].城市建设理论,2014(21).

园林植物栽培养护研究进展综述怎么写园林树木是园林绿化的主题,具有与林木和果园不同的多种功能 ,其生长状况直接影响园林绿环的功效。保证园林树木健壮生长、持久生长是园林树木栽培工作者义不容辞的责任。通过该课程的学习,使我们在了解园林树木生长规律的基础上,学会和掌握园林树木栽培和养护的理论和各个环节的操作技术,在绿化施工和养护施工实际工作中初步具有了分析问题解决问题的能力,在植物学、气象学、土壤学、植物生理学、遗传、育种、园林树木、苗圃管理、昆虫植物病理等方面,从理论到实践都取得了长足进步。通过学习深刻领会到要是园林树木健壮、持久生长,与科学合理的种植设计及栽植养护是分不开的,通过学习我认识到在实际工作中设计、栽植、养护、三者之间的关系是:设计是前提,栽植是基础 ,养护室保障,三者缺一不可。只有正确处理三者之间的关系,才能保障园林建设效果。

园林植物在景观设计中的应用李文(东北林业大学, 哈尔滨150040)摘要: 园林植物在景观设计中的应用已经不是简单的栽树、种花, 而应该走向美学, 走向生态。这种植物景观设计才能与城市整体景观相结合, 才能代表城市绿化、美化的整体水平。关键词: 园林植物; 景观设计; 美学; 生态学观赏植物是城市景观创作的重要题材之一。由于园林植物材料本身是一个有生命的个体, 需要特定的生境条件。因此, 用园林植物创造景观,既要考虑美观, 又要考虑植物成活, 涉及到美学原理和生态原理。1 走向美学的设计植物景观设计是一个艺术门类, 它要遵循形式美原则, 并可通过以下形式体现设计者的构思。111 对比与协调对比是借两种或多种性状有差异的景物之间的对照, 使彼此不同的特色更加明显, 提供给观赏者一种新鲜兴奋的景象。协调是通过布局形式、造园材料等方面的统一、协调, 使整个景观效果和谐。其中对比可有以下几种:空间对比开敞空间与闭合空间的对比。如果人从开敞空间骤然进入到闭合空间, 视线突然受阻, 会产生压抑感; 相反, 从封闭空间转到开敞空间, 则会豁然开朗。如东北林业大学校园主楼后, 通过高大植株组成的夹道很封闭, 当进入到喷泉区时, 空间对比强烈, 小空间也显得很开阔, 使人心情舒畅。方向对比园林中由植株构成的具有线的方向性时, 会产生方向对比, 它强调变化, 增加景深与层次。如空旷的草坪和竖向高耸的密林相比,草坪显得更加开阔。又如水平方向开敞的大草坪与垂直方向的孤植树之间的对比, 使孤植树更加突出。体量对比体量指景物的实体大小而言, 还有粗细与高低的对比关系, 目的是相互衬托。如哈市开发区绿地大小高低错落的球形剪型树与细长的桧柏对比, 令人耳目一新。色彩对比色彩是造型艺术(视觉艺术) 的主要因素。“远观其色, 近观其形”, 色彩给人第一印象。三原色中, 每两种原色混合成的间色与第三种原色之间构成补色, 也称对比色。如橙与蓝、红与绿、黄与紫, 这种色彩对比能使人产生兴奋、刺激的感觉。如在花坛设计中, 黄色的金盏可以用紫色的矮牵牛镶边, 绚烂夺目。

绿豆的研究进展论文

“食养家”建议:绿豆又叫青小豆,因其颜色青绿而得名。是我国人民的传统豆类食物。绿豆蛋白质的含量几乎是粳米的3倍,多种维生素、钙、磷、铁等无机盐都比粳米多。因此,它不但具有良好的食用价值,还具有非常好的药用价值,有“食中佳品,济世之食谷”之说。绿豆性味甘凉,有清热解毒之功。夏天在高温环境工作的人出汗多,水液损失很大,体内的电解质平衡遭到破坏,用绿豆煮汤来补充是最理想的方法,能够清暑益气、止渴利尿,不仅能补充水分,而且还能及时补充无机盐,对维持水液电解质平衡有着重要意义。绿豆还有解毒作用。如遇有机磷农药中毒、铅中毒、酒精中毒(醉酒)或吃错药等情况,在医院抢救前都可以先灌下一碗绿豆汤进行紧急处理,经常在有毒环境下工作或接触有毒物质的人,应经常食用绿豆来解毒保健。经常食用绿豆可以补充营养,增强体力。要买绿豆的话,我建议你到“食养家”去买,有保障一些,而且价格也听便宜。

简介绿豆又叫青小豆,是我国人民的传统豆类食物。绿豆蛋白质的含量几乎是粳米的3倍,多种维生素、钙、磷、铁等无机盐都比粳米多。因此,它不但具有良好的食用价值,还具有非常好的药用价值,有“济世之食谷”之说。在炎炎夏日,绿豆汤更是老百姓最喜欢的消暑饮料。 功效:绿豆性味甘凉,有清热解毒之功。夏天在高温环境工作的人出汗多,水液损失很大,体内的电解质平衡遭到破坏,用绿豆煮汤来补充是最理想的方法,能够清暑益气、止渴利尿,不仅能补充水分,而且还能及时补充无机盐,对维持水液电解质平衡有着重要意义。绿豆还有解毒作用。如遇有机磷农药中毒、铅中毒、酒精中毒(醉酒)或吃错药等情况,在医院抢救前都可以先灌下一碗绿豆汤进行紧急处理,经常在有毒环境下工作或接触有毒物质的人,应经常食用绿豆来解毒保健。经常食用绿豆可以补充营养,增强体力。适合人群:老少皆宜,四季均可。适用量:每次40克。温馨提示绿豆不宜煮得过烂,以免使有机酸和维生素遭到破坏,降低清热解毒功效。绿豆性凉,脾胃虚弱的人不宜多吃。服药特别是服温补药时不要吃绿豆食品,以免降低药效。未煮烂的绿豆腥味强烈,食后易恶心、呕吐。盛夏保健佳品绿豆 绿豆,又名青小豆,因其颜色青绿而得名,在我国已有两千余年的栽培史。由于它营养丰富,用途较多,李时珍称其为“菜中佳品”。绿豆是夏令饮食中的上品,更高的价值是它的药用。盛夏酷暑,人们喝些绿豆粥,甘凉可口,防暑消热。小孩因天热起痱子,用绿豆和鲜荷服用,效果更好。若用绿豆、赤小豆、黑豆煎汤,既可治疗暑天小儿消化不良,又可治疗小儿皮肤病及麻疹。常食绿豆,对高血压、动脉硬化、糖尿病、肾炎有较好的治疗辅助作用。此外绿豆还可以作为外用药,嚼烂后外敷治疗疮疖和皮肤湿疹。如果得了痤疮,可以把绿豆研成细末,煮成糊状,在就寝前洗净患部,涂抹在患处。“绿豆衣”能清热解毒,还有消肿、散翳明目等作用。绿豆有止痒作用,绿豆是专门治疗热痒的。由于热痒是因体内发热引起的,而绿豆又有解热的功效,因而适合治疗热痒。只须将绿豆加水,泡煮到微发烂,饮用那绿豆水就行了。此外,一些清凉的蔬菜,比如薄荷,对于风热所导致的皮肤瘙痒则很有疗效。薄荷可用于外敷或泡水饮用。绿豆 ,又名青小豆 ,为豆科草本植物绿豆(Phaseolus radiatus L.)的成熟种子 ,在我国已有两千多年的栽培史 ,作为粮食作物在各地都有种植。因其营养丰富 ,可作豆粥、豆饭、豆酒、*食、麨食 ,或作饵顿糕 ,或发芽作菜 ,故有“食中佳品 ,济世长谷”之称。自《开宝本草》记载 :“绿豆 ,甘 ,寒 ,无毒。入心、胃经。主丹毒烦热 ,风疹 ,热气奔豚 ,生研绞汁服 ,亦煮食 ,消肿下气 ,压热解毒。”以后 ,历代本草对绿豆的药用功效多有阐发。《本草纲目》云 :“绿豆 ,消肿治痘之功虽同于赤豆 ,而压热解毒之力过之。且益气、厚肠胃、通经脉 ,无久服枯人之忌。外科治痈疽 ,有内托护心散 ,极言其效。”并可“解金石、砒霜、草木一切诸毒”。《本草求真》曰 :“绿豆味甘性寒 ,据书备极称善 ,有言能厚肠胃、润皮肤、和五脏及资脾胃 ,按此虽用参、芪、归、术 ,不是过也。第所言能厚、能润、能和、能资者 ,缘因毒邪内炽 ,凡脏腑经络皮肤脾胃 ,无一不受毒扰 ,服此性善解毒 ,故凡一切无不用此奏效。”纵观各家本草 ,对绿豆清热祛暑 ,解毒 ,利水等药用功效都极为推崇。近几十年来 ,人们用现代科学技术对绿豆进行了多方面的研究 ,对其的药理研究概述如下:药理作用1 .抗菌抑菌作用绿豆具有抗菌抑菌作用。①绿豆中的某些成分直接有抑菌作用。通过抑菌试验证实 ,绿豆衣提取液对葡萄球菌有抑制作用。根据有关研究 ,绿豆所含的单宁能凝固微生物原生质 ,可产生抗菌活性。绿豆中的黄酮类化合物、植物甾醇等生物活性物质可能也有一定程度的抑菌抗病毒作用。②通过提高免疫功能间接发挥抗菌作用。绿豆所含有的众多生物活性物质如香豆素、生物碱、植物甾醇、皂甙等可以增强机体免疫功能 ,增加吞噬细胞的数量或吞噬功能。有实验用补体致敏酵母血凝法检测绿豆对正常及环磷酰胺所致免疫功能低下小鼠的红细胞免疫粘附功能的影响 ,结果表明绿豆可以抑制环磷酰胺诱发的小鼠红细胞功能低下的作用。2 .降血脂作用有人用 70 %的绿豆粉或发芽绿豆粉混于饲料中喂兔 ,结果发现对实验性高脂血症兔血脂 (总胆固醇及 β-脂蛋白 )的升高有预防及治疗作用 ,进而明显减轻冠状动脉病变;有人将绿豆水醇提取物拌入饲料喂养动物 ,连续 7天 ,证实对正常小鼠 (生药1 0 0g/kg·d- 1 )和正常大鼠 (生药 1 6g/kg·d- 1 )血清胆固醇有明显降低作用。进一步研究发现 ,绿豆中含有的植物甾醇结构与胆固醇相似 ,植物甾醇与胆固醇竞争酯化酶 ,使之不能酯化而减少肠道对胆固醇的吸收、并可通过促进胆固醇异化和 /或在肝脏内阻止胆固醇的生物合成等途径使血清胆固醇含量降低。另外 ,大豆球蛋白被实验证实有降低血清胆固醇的作用 ,绿豆的球蛋白是否有同样的作用值得探讨。3 .抗肿瘤作用有实验发现 ,绿豆对吗啡 +亚硝酸钠诱发小鼠肺癌与肝癌有一定的预防作用。另有实验证实 ,从绿豆中提取的苯丙氨酸氨解酶对小鼠白血病L 1 2 1 0细胞和人白血病K 56 2细胞有明显的抑制作用 ,并随酶剂量增加和作用时间延长 ,抑制效果明显增加 ,同样作用48h, 的酶其抑制率分别为52 %和 % ,当酶增加为,可分别达 %和 ,而以 0 %、 %、 %、 %、 %、 %的酶作用于癌细胞 72h,其抑制率分别为、 %、 %、 %、、。4.解毒作用绿豆中含有丰富的蛋白质 ,生绿豆水浸磨成的生绿豆浆蛋白含量颇高 ,内服可保护胃肠粘膜。绿豆蛋白、鞣质和黄酮类化合物可与有机磷农药、汞、砷、铅化合物结合形成沉淀物 ,使之减少或失去毒性 ,并不易被胃肠道吸收。绿豆中的生物活性物质不少具有抗氧化作用 ,在治疗有机磷农药中毒时是否通过抗氧化作用从而减轻了有机磷农药的细胞毒性和遗传毒性有待于进一步的探讨。5.其他高温出汗可使机体因丢失大量的矿物质和维生素而导致内环境紊乱 ,绿豆含有丰富无机盐、维生素。在高温环境中以绿豆汤为饮料 ,可以及时补充丢失的营养物质 ,以达到清热解暑的治疗效果。绿豆磷脂中的磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、磷脂酰甘油、磷脂酰丝氨酸和磷脂酸有增进食欲作用。绿豆淀粉中含有相当数量的低聚糖 (戊聚糖、半乳聚糖等 )。这些低聚糖因人体胃肠道没有相应的水解酶系统而很难被消化吸收 ,所以绿豆提供的能量值比其他谷物低 ,对于肥胖者和糖尿病患者有辅助治疗的作用。而且低聚糖是人体肠道内有益菌--双歧杆菌的增殖因子 ,经常食用绿豆可改善肠道菌群 ,减少有害物质吸收 ,预防某些癌症。绿豆还是提取植物性SOD的良好原料。由绿豆为原料制备的SOD口服液 ,其中所含的SOD经过化学修饰 ,可不被胃酸和胃蛋白酶破坏 ,延长半衰期 ,适合于人体口服吸收。该口服液除了含有SOD以外 ,还富含氨基酸、β -胡萝卜素和微量元素等营养成分 ,具有很好的抗衰老功能。另外 ,还有实验证明 ,绿豆中的鞣质既有抗菌活性 ,又有局部止血和促进创面修复的作用 ,因而对各种烧伤有一定的治疗作用。李敏“绿豆化学成分及药理作用的研究概况”《上海中医药杂志》 47-49绿豆的化学成分有蛋白质、脂肪、碳水化合物,维生素B1、B2、胡萝卜素、菸碱酸、叶酸,矿物质钙、磷、铁。所含蛋白质主要为球蛋白,其组成中富含赖氨酸、亮氨酸、苏氨酸,但蛋氨酸、色氨酸、酪氨酸比较少。如与小米共煮粥,则可提高营养价值。绿豆皮中含有21种无机元素,磷含量最高。另有牡荆素,β-谷甾醇。 每100克绿豆中含蛋白质克,脂肪克,碳水化合物59克,热值332千卡。绿豆的药理作用为降血脂、降胆固醇、抗过敏、抗菌、抗肿瘤、增强食欲、保肝护肾。绿豆粉有显著降脂作用,绿豆中含有一种球蛋白和多糖,能促进动物体内胆固醇在肝脏分解成胆酸,加速胆汁中胆盐分泌和降低小肠对胆固醇的吸收。绿豆的有效成分具有抗过敏作用,可辅助治疗荨麻疹等过敏反应。绿豆对葡萄球菌有抑制作用。绿豆中所含蛋白质、磷脂均有兴奋神经,增进食欲的功能。绿豆含丰富胰蛋白酉每抑制剂,可以保护肝脏,减少蛋白分解,减少氮质血症,因而保护肾脏。绿豆在发芽过程中,由於酉每的作用,促使植酸降解,有更多的磷、锌等矿物质被释出,能被人体充分利用。绿豆在发芽时,所含的胡萝卜素会增加二至三倍,B2增加二至四倍,菸碱酸增加二倍以上,叶酸成倍增加,B12增加十倍。美国人很欣赏绿豆芽,认为它是肥胖人的最佳食品之一,易饱、不胖。食疗【食疗法】绿豆,煎汤,十五至三十克;研末或生研绞汁。绿豆清凉解毒,热性体质及易患疮毒者尤为适宜。绿豆性寒,脾胃虚弱者不宜多吃。慢性胃肠炎、慢性肝炎、甲状腺机能低下者,忌多食绿豆。【来源】豆科菜豆属植物绿豆Phaseolus radiatus L.,以种子入药。【性味归经】甘,寒。入心、胃经。【功能主治】清热解毒,消暑。用于暑热烦渴,疮毒痈肿等症。可解附子、巴豆毒。【用法用量】 ~1两,大剂量可用4两,煎服。【备注】(1)解附子、巴豆毒,可用绿豆四两、生甘草二两,煎汁候冷,频频饮服。【摘录】《全国中草药汇编》绿豆在铁锅中煮熟后为何会变黑绿豆在铁锅中著了以后会变黑;苹果梨子用铁刀切了以后,表面也会变黑。这是因为绿豆、苹果、梨子与多种水果的细胞里,都含有鞣酸,鞣酸能和铁反应,生成黑色的鞣酸铁。绿豆在铁锅里煮,会生成一些黑色的鞣酸铁,所以会变黑。有时,梨子、柿子即使没有用铁刀去切,皮上也会有一些黑色的斑点,这是因为鞣酸分子中含有许多酚烃基,对光很敏感,极易被空气中的氧气氧化,变成黑色的氧化物。

它的合成方式主要是结合了化学以及生物。科研人员采用“搭积木” 的方式,通过“光能-电能-化学能”的能量转变,构建了11步反应的非自然固碳与淀粉合成途径,在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成。

简介绿豆又叫青小豆,是我国人民的传统豆类食物。绿豆蛋白质的含量几乎是粳米的3倍,多种维生素、钙、磷、铁等无机盐都比粳米多。因此,它不但具有良好的食用价值,还具有非常好的药用价值,有“济世之食谷”之说。在炎炎夏日,绿豆汤更是老百姓最喜欢的消暑饮料。功效:绿豆性味甘凉,有清热解毒之功。夏天在高温环境工作的人出汗多,水液损失很大,体内的电解质平衡遭到破坏,用绿豆煮汤来补充是最理想的方法,能够清暑益气、止渴利尿,不仅能补充水分,而且还能及时补充无机盐,对维持水液电解质平衡有着重要意义。绿豆还有解毒作用。如遇有机磷农药中毒、铅中毒、酒精中毒(醉酒)或吃错药等情况,在医院抢救前都可以先灌下一碗绿豆汤进行紧急处理,经常在有毒环境下工作或接触有毒物质的人,应经常食用...简介绿豆又叫青小豆,是我国人民的传统豆类食物。绿豆蛋白质的含量几乎是粳米的3倍,多种维生素、钙、磷、铁等无机盐都比粳米多。因此,它不但具有良好的食用价值,还具有非常好的药用价值,有“济世之食谷”之说。在炎炎夏日,绿豆汤更是老百姓最喜欢的消暑饮料。功效:绿豆性味甘凉,有清热解毒之功。夏天在高温环境工作的人出汗多,水液损失很大,体内的电解质平衡遭到破坏,用绿豆煮汤来补充是最理想的方法,能够清暑益气、止渴利尿,不仅能补充水分,而且还能及时补充无机盐,对维持水液电解质平衡有着重要意义。绿豆还有解毒作用。如遇有机磷农药中毒、铅中毒、酒精中毒(醉酒)或吃错药等情况,在医院抢救前都可以先灌下一碗绿豆汤进行紧急处理,经常在有毒环境下工作或接触有毒物质的人,应经常食用绿豆来解毒保健。经常食用绿豆可以补充营养,增强体力。适合人群:老少皆宜,四季均可。适用量:每次40克。温馨提示绿豆不宜煮得过烂,以免使有机酸和维生素遭到破坏,降低清热解毒功效。绿豆性凉,脾胃虚弱的人不宜多吃。服药特别是服温补药时不要吃绿豆食品,以免降低药效。未煮烂的绿豆腥味强烈,食后易恶心、呕吐。盛夏保健佳品绿豆绿豆,又名青小豆,因其颜色青绿而得名,在我国已有两千余年的栽培史。由于它营养丰富,用途较多,李时珍称其为“菜中佳品”。绿豆是夏令饮食中的上品,更高的价值是它的药用。盛夏酷暑,人们喝些绿豆粥,甘凉可口,防暑消热。小孩因天热起痱子,用绿豆和鲜荷服用,效果更好。若用绿豆、赤小豆、黑豆煎汤,既可治疗暑天小儿消化不良,又可治疗小儿皮肤病及麻疹。常食绿豆,对高血压、动脉硬化、糖尿病、肾炎有较好的治疗辅助作用。此外绿豆还可以作为外用药,嚼烂后外敷治疗疮疖和皮肤湿疹。如果得了痤疮,可以把绿豆研成细末,煮成糊状,在就寝前洗净患部,涂抹在患处。“绿豆衣”能清热解毒,还有消肿、散翳明目等作用。

生命科学植物学最新研究进展论文

提升对生命进程的认识 诺贝尔奖垂青生命科学 2002-10-11 08:39:00 新华网 2002年诺贝尔化学奖授予了美国科学家约翰·芬恩、日本科学家田中耕一、瑞士科学家库尔特·维特里希。这3位科学家在生物大分子研究领域取得了重要贡献,瑞典皇家科学院称赞他们的研究工作提升了人类对生命进程的认识。 10月9日晚,当武汉大学化学系张丽娜教授从本报记者这里得知这一消息时,对今年的诺贝尔化学奖又授予化学生物领域的科研成果略感惊讶。但她表示,如今生物学和化学结合得越来越紧密了,这两个学科的交叉融合已成为大趋势,这一地带容易出创新的科研成果,产生诺贝尔量级的成就。 据专家介绍,在这3位科学家所开创的新的研究方法的基础上,今天的研究人员已能迅速并且简单地揭示一个物种包含多少种不同的蛋白质,能用三维照片显示蛋白质分子溶解状态的样子。这些新方法对于新药品的开发起到了革命性的促进作用,并能应用在其他领域,如食品控制、乳腺癌和前列腺癌的尽快诊断等方面。这些基本上都是现代化学应用在生命科学上所取得的成果。 清华大学化学系教授赵玉芬院士对获得今年诺贝尔化学奖的约翰·芬恩等人比较熟悉。她认为,他们的成果对于生命科学发展的影响意义深远。在21世纪,化学学科将和生命科学更紧密地融合。据记者了解,赵玉芬院士是清华大学化学系教授,也是清华大学生命科学与工程研究院副院长。据了解,我国有不少科学家也都同时活跃在化学和生命科学领域。 最近几十年来,诺贝尔化学奖出现了青睐分子生物学的趋势。中国科学院周嘉华研究员是研究诺贝尔化学奖的专家。他向本报记者介绍说,在20世纪的最后25年里,诺贝尔化学奖有1/3左右颁给了分子生物学领域的成果,这是相当高的比例。他指出,自20世纪下半叶开始,化学家已经开始从以自然物质为研究对象朝着研究人和生命体转变。现在几乎所有的学科都出现了交叉融合的趋势。事实上,今年的诺贝尔生理/医学奖也授予了生命科学领域的成就。他认为,未来生命科学成果获得诺贝尔奖的比例会更高。 生命科学目前在世界范围内炙手可热。近年来,我国也在生命科学领域不断取得重要进展,如参加人类基因组计划的测序工作和水稻基因组研究的突破等。同时,我国学者在国际上发表的生命科学论文的数量迅速增加,影响力因子也在提高。但一位不愿透露姓名的科学家向记者表示,我国目前在该领域还没有接近诺贝尔奖量级的成果。当然,我国已经加大了对生命科学研究项目的支持力度,不少中青年科学家已经脱颖而出。他相信,我们在生命科学领域将会有越来越多的创新成果。

植物保护专业本科毕业论文(设计)开题报告

紧张又充实的大学生活即将结束,大学生们马上就要开始最难熬的毕业设计阶段,而我们做毕业设计之前要先写好开题报告,快来参考开题报告是怎么写的吧!以下是我整理的植物保护专业本科毕业论文(设计)开题报告,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。

毕业论文题目:

菌寄生真菌纤细齿梗孢蛋白酶基因的克隆与表达

姓名: xx 学号: xxxx

年级: xxx 专业: 植物保护

指导教师:姓名 xxx 职称 教授

学科 植物病理

山东农业大学教务处

20XX年x月x日

一、选题依据(拟开展研究项目的研究目的、意义)

菌寄生(Mycoparasitism)是发生在菌寄生真菌与寄主真菌之间的一种寄生方式,是自然界普遍存在的一种真菌与真菌之间的相互作用。一直以来,生物间相互作用及信号传导的分子机制,是当今生命科学研究的热门。利用菌寄生真菌与寄主真菌作为研究的模式系统来揭示生物相互之间的相互作用机制有重要理论和实践意义。李多川(Li,1996)先生发现纤细齿梗孢(Olpitrichum tenellum)和串珠镰刀菌(Fusarium moniliforme)的菌寄生关系以来,我们实验室试图通过研究纤细齿梗孢和串珠镰刀菌,来建立菌寄生真菌与寄主真菌相互作用机制研究的模式系统,从而揭示菌寄生真菌与寄主真菌之间相互作用的分子机制。纤细齿梗孢(Olpitrichum tenellum)是串珠镰刀菌的一种重寄生真菌,该菌是一种接触性活体重寄生菌,离体试验发现其分生孢子只有在串珠镰刀菌细胞壁提取物刺激下才能萌发。这说明两者之间的重寄生关系是建立在二者识别与互作的分子机制上的(Li,2004)。在纤细齿梗孢和串珠镰刀菌相互作用过程中,几丁质酶、蛋白酶等细胞壁裂解酶可能起到重要作用。其中,蛋白酶在木霉属菌寄生真菌中的功能已经得到初步证明,而纤细齿梗孢的蛋白酶的研究还未见报道。因此,克隆纤细齿梗孢蛋白酶编码基因对于从分子水平上研究重寄生真菌和寄主识别和互作机制有着重要的意义。

二、文献综述内容(在充分收集研究主题相关资料的基础上,分析国内外研究现状,提出问题,找到研究主题的切入点,附主要参考文献)

纤细齿梗孢(Olpitrichum tenellum)是李多川教授分离得到的一种活体营养接触型菌寄生真菌[1~3],其寄主包括Fusarium moniliformeAlternaria alternata等。近年来,我们实验室一直在努力以其为基础研究菌寄生真菌与寄主真菌之间的相互作用的分子机制。经过多年的研究,人们渐渐认识到真菌细胞壁蛋白在细胞与外界的相互作用过程中扮演着重要的角色。细胞壁蛋白研究已经成为生物间相互识别机制研究的热点。鉴于以上原因,我们实验室成功分离纯化了纤细齿梗孢的寄主之一Alternaria alternata菌丝细胞壁上的一种特异性糖蛋白——凝集素,并初步证明其在和孢子吸附过程中起到识别因子的作用[4]。近年来,菌寄生真菌细胞壁裂解蛋白酶在菌寄生过程中的作用被人们逐渐重视起来。克隆和表达菌寄生真菌的蛋白酶编码基因变得很有意义。本研究试图以菌寄生真菌纤细齿梗孢(Olpitrichumtenellum)作为研究材料克隆了其蛋白酶基因。根据氨基酸的保守序列设计兼并引物,然后采用RT-PCR和RACE是一个较为快速、简单和高效的方法。本实验根据同源保守序列设计兼并引物,通过RT-PCR及RACE-PCR的方法,克隆了蛋白酶的编码基因的全长cDNA序列,并对该基因进行了序列分析,为后续试验打下了基础。

由于Olpitrichum tenellum在离开寄主的人工培养基中很难生长,纯化其蛋白酶变得非常困难。因此,我们需要使用外源蛋白表达系统得到蛋白,进一步研究其性质,从而搞清楚其在重寄生过程中的作用。在过去的几十年间,随着DNA重组技术的不断发展,通过构建遗传工程菌株,人们可以较容易地使各种各样的天然酶的基因在微生物系统中高效表达,从而在很大程度上摆脱对天然酶源的依赖。

基因工程的表达系统有原核表达系统和真核表达系统两大类。在原核表达系统中,大肠杆菌表达系统是目前了解最深入,实际应用最为广泛的表达系统。与其他表达系统相比,大肠杆菌表达系统具有遗传背景清楚、目标基因表达水平高、培养周期短、抗污染能力强等特点。在基因表达技术中占有重要的地位,是分子生物学研究和生物技术产业化发展进程中的重要工具[5]。

Pichia pastoris基因表达系统经过十几年发展,已基本成为较完善的外源基因表达系统,具有易于高密度发酵,表达基因在宿主基因组中稳定整合,能使产物有效分泌并适当糖基化,培养方便经济等特点。利用强效可调控启动子AOX1,已高效表达了HBsAg、TNF、EGF、破伤风毒素C片段、基因工程抗体等多种外源基因[6],证实该系统是高效、实用、简便,能提高表达量并保持产物生物学活性的外源基因表达系统。表达系统在生物工程领域将发挥越来越重要的作用,促进更多外源基因在该系统的高效表达,提供更为广泛的基因工程产品[7]。

我们已经分离到蛋白酶的编码基因,本研究中将该基因的去掉信号肽序列的正确阅读框融合于原核表达载体pET-22b(+)和毕赤酵母表达载体pPIC9K上,分别转化 BL21及Pichia pastoris GSxx5,以期在这些菌株中有效表达该基因的编码产物,从而为以后功能研究打下基础。

1 李多川.1998.菌寄生真菌分子生物学研究进展.吉林农业大学学报,20:37~65.

2 21.李多川.1998.菌寄生真菌分子生物学研究进展.微生物学通报,25:345~347.

3 .李多川,沈崇尧.1997.菌寄生菌物与寄主菌物相互作用的研究进展.西北农业学报,6:94~98.

4 张成省,李多川,孔凡玉. alternata菌丝细胞壁凝集素的纯化与特性研究.植物病理学报,35(2):141~147.

5 .xx.何诚,朱运松.1998.甲醇营养型酵母表达系统的研究进展.生物工程进展,18:7~xx.

6 彭毅,杨希才,康良仪.2000.影响甲醇酵母外源蛋白表达的因素.生物技术通报,4:33~36.

7 韩雪清,刘湘涛,尹双.2003.毕赤酵母表达系统.微生物学杂志,3:35~40.

三、研究方案(主要研究内容、目标,研究方法、进度):

1、研究内容:

本课题选择纤细齿梗孢(Olpitrichum tenellum)做为研究对象,通过RT-PCR及RACE技术分离克隆了其丝氨酸蛋白酶基因,并进行原核及真核表达,并对其的性质进行了研究,为进一步的研究工作打下基础。

2、研究的目标:

克隆了纤细齿梗孢(Olpitrichum tenellum)的丝氨酸蛋白酶基因,进行原核及真核表达,并对其的性质进行了研究。

3、研究方法:

将纤细齿梗孢(Olpitrichum tenellum)接种到LB培养基上,培养14个小时后,收集菌丝,然后采用总Trizol法提取RNA。再从GenBank数据库中搜索到大量的蛋白酶氨基酸序列,并根据同源性进行分类,分别设计兼并引物。再通过RT-PCR、3’-RACE、5’-RACE获得全长cDNA、DNA克隆,并将其连接到载体上,然后采用电击法将将重组质粒转入到全长cDNA、DNA克隆中,通过透析纯化蛋白酶,最后研究其特性。

四、研究进度:

20xx年5月23日~20xx年5月29日 整理收集资料,并跟着研究生学习基本实验技术。

20xx年5月30日~20xx年6月18日 提取RNA,设计引物、全长cDNA、DNA克隆 。

20xx年6月19日~20xx年7月15日 转化大肠杆菌、毕赤酵母表达,获得纯纯产物,并研究其特性。

20xx年3月~20xx年6月 对实验结果不理想的实验重做,整理实验数据,完成毕业论文,并准备毕业答辩。

五、技术路线:

收集菌丝

总RNA提取

同源序列 设计引物

特性研究

RT-PCR、

3’-RACE、5’-RACE

纯化表达产物

全长cDNA、DNA克隆 转化大肠杆菌、毕赤酵母

四、进程计划(各研究环节的时间安排、实施进度、完成程度)

20xx年5月23日~20xx年5月29日 整理收集资料,并跟着研究生学习基本实验技术。完成实验的1%。

20xx年5月30日~20xx年6月18日 提取RNA,设计引物、全长cDNA、DNA克隆。完成实验的50%。

20xx年6月19日~20xx年7月15日 转化大肠杆菌、毕赤酵母表达,获得纯纯产物,并研究其特性。完成实验的95%。

20xx年3月~20xx年6月 对实验结果不理想的实验重做,整理实验数据,完成毕业论文,并准备毕业答辩。完成100%。

五、导师对文献综述的评语

签字:

20xx年xx月xx日

六、专业意见

专业主任签字:

20xx 年 月 日

七、学院意见

学院(章): 负责人签字:

20xx年xx月xx日

摘要:

针对目前浙江农林大学植物保护研究法实验教学方法、内容及手段等方面存在的一系列问题,提出了相关改革对策:优化实验课程内容,整合实验模块,学生自行设计实验方案等教学方法和手段的改革,以及课程考核方式和时间安排的调整,旨在培养学生的科研兴趣及创新能力。

关键词:

植物保护论文

目前,国内外很多农业院校的植物保护专业均开设了昆虫研究法和植病研究法课程。为优化本科培养方案,浙江农林大学通过调整教学大纲,将植病研究法、昆虫研究法和农药研究法合并成一门植物保护研究法课程。植物保护研究法是植物保护专业重要的专业限选课程之一,是植物保护研究的重要组成部分,也是培养和提高学生专业实验技能和学习兴趣的重要课程,是一门专业性、实践性很强的实验学科。通过这门课程的教学,能使学生掌握植物保护研究的基本方法及基本原理,培养植物保护研究常规操作能力,以及查阅资料、设计实验方案和实际操作能力,提高学生的逻辑思维、整理资料、总结归纳和论文撰写的能力。笔者分析了浙江农林大学植物保护研究法实验教学中存在的问题,提出教学改革内容,并总结了改革成效。

1.实验教学存在的问题

传统实验教学的弊端传统实验教学的主要特征是“灌输式”“填鸭式”,学生在2个小时的实验过程中就是简单地按照实验指导书和实验大纲中的实验方法和步骤依葫芦画瓢,实验完成后,又按照统一的模式填写实验报告。在整个实验过程中,学生无需独立思考和分析,更谈不上发挥创新能力了。因此,很难让学生对实验产生兴趣,培养学生的创造性思维就更无从谈起了。虽然这种传统实验模式简明、清晰,有利于学生对相关结论的认可、理解和记忆,也有利于教师对整个教学过程的控制,教师和学生很轻松愉快地就能完成实验教学任务。学生走上工作岗位后,传统实验教学的弊端立即显现。学生缺乏设计实验的能力,在实验过程中缺乏发现问题、分析问题和解决问题的能力,实验后缺乏正确分析实验结果的能力。因此,传统的实验教学模式急需改革。

实验教学内容系统性不强植物保护研究法是植物保护专业本科学生的一门专业课程,其涉及的内容有昆虫研究法、植病研究法和农药研究法。在以往的实验课程中,只是简单地把这3门课的实验合在一起上,并没有把内容紧密联系在一起,如昆虫实验时,指导教师一般是教授昆虫学科的教师;而在进行植病实验时,则由讲授植病学科的教师指导。这样的实验模式难以使植物病虫害系统联系起来,学生学习专业知识不够系统和深入,容易造成理解上的片面性和孤立性,不利于掌握该专业的系统知识和技能。

实验考核不科学以往实验课程成绩评定的主要依据是实验报告,而每次实验课结束后,学生递交的实验报告只是把实验大纲(包括实验口的、原理、仪器与试剂、内容及方法)原文不动地抄一遍,实验结果更是千篇一律,这样实验就变成了预演过程,学生在实验中缺乏思考,不利于培养发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力,背离了实验课教学的初衷。同时,还会导致每位学生的实验成绩差异微乎其微,不具有良好的区分度。

2.教学改革内容

重视教学环节在以往的实验课程中,实验教学所需要的实验用具和材料大多数都是实验教辅人员提前准备,导致他们的工作量非常大。让学生参与实验材料的准备和管理,一方面提高了教辅人员的工作效率;另一方面可以让学生对实验过程有全面了解,获得整个科研实践过程的训练,从而养成好的实验习惯,在未来的科研工作中做到计划周密、有条不紊地安排和实施实验计划。同时,在实验教学过程中,必须教育学生认真操作、仔细观察、实事求是地记录实验结果,并对实验进行科学分析。一日_发现弄虚作假的学生,一定要严厉批评,同时帮助他们分析失败的原因,找出解决的方法,有条件的情况下,让其重新做实验,让学生充分意识到科学研究允许失败,但是不能有半l从虚假。提高学生的实践能力实践教学是培养和训练学生实践操作能力,独立分析问题、解决问题能力的重要手段,尤其对于学生创新能力的培养,具有其独特的地位和作用。该项口分别以某种农作物病虫害为主轴展开一系列的实践性实验教学,要求学生自主设计实验和执行各项实验内容,指导教师负责答疑和提供技术帮助。学生通过自己分组、调查、取样、鉴定、查阅资料、讨论制订实验方案和动手实验等一系列步骤,不仅可以很好地将课堂上所学的理论知识与实践相结合,而且还有助于提高自学能力、实践能力和团队协作能力,进一步培养科学思维和创新能力。优化实验教学内容结构将整个实验课程设置成一个综合性的大实验:分别以某个农作物上的病虫害发生规律及防治措施贯穿整个课程。将口前昆虫研究法的昆虫标本的采集与制作、昆虫人工饲养技术、昆虫生态学研究方法、昆虫生理生化研究方法、昆虫分子生物学研究方法和害虫综合治理研究方法5个实验和植病研究法的植物病害调查、植物病原菌分离与鉴定技术、植物病原菌分子生物学鉴定技术、植物病原真菌遗传转化技术和植物病害综合治理技术5个实验合并成1个综合性大实验,将植物病虫害研究以故事的形式紧密地整合在一起,让学生将课堂知识与田间实际应用有机地联系在一起,加深对理论知识的理解,提高学习兴趣。整个实验就是以具体的作物病虫害发生为时间轴,具有很强的连贯性和系统性,学生只有认真完成每一个实验,才能很好地保证后续实验的顺利进行,有助于增强学生的责任感和团队合作精神,同时也改变了学生实验报告千篇一律的`现象。改革成绩评定方式实验课成绩一方面是对学生实验完成好坏的肯定,另一方面也对学生起到了一定的督促作用。为了做到对学生的全面评价,实验成绩除实验报告和考勤成绩外,应将实验过程中学生的学习主动性、动手操作能力、实验结果记录规范性量化纳入成绩考核。在实验过程中,教师应主动观察并记录每个学生的实际动手、操作能力,量化后按一定比例记入总成绩,对那些既有独立操作能力,又有创新意识的学生,适当给予创新学分。实验过程中,学生是否遵守实验室规则、是否具有团队合作精神,实验结束后,学生是否打扫卫生、是否清洗实验器材等,这些看似小问题,但也体现着一个人的品质和素养,做得好的学生也可以适当加分。

3.改革成效

提高学生的专业技能及其对专业知识重要性的认识学生能在同一时间完成植病研究法、昆虫研究法和农药研究法3门实验课程,体现了实验课程很强的连贯性和系统性。学生在实践过程中将这3门课程的相关内容紧密、有机地联系起来,对植物病虫害防治有了更深入的认识,同时也提高了学生的专业技能及其对专业知识重要性的认识。在实验的过程中,强调把学生的动手能力放在首位,让学生更多地参与到实验中,切身体会到所学专业的意义。

培养学生发现、提出、分析和解决问题的能力植物保护研究法实验教学模式具有系统化和整体化特点,同时涉及昆虫研究法、植病研究法、农药研究法等相关学科课程。在实验过程中,学生在对病虫害的认知及其防治等问题的处理上始终处于主体地位,在独立思考、查找资料、咨询专业教师、综合分析之后,拟定出具体的处理方案,能够融会贯通地掌握植物保护学科的理论知识和基本实践技能。

提高指导教师的业务水平新的实验教学模式综合运用了3门相关课程的理论知识,加强了课程的综合实践环节,因此指导教师自身的知识面、操作技术、实践应用和协调能力都需要提升。所以,这种实验教学模式促使教师在教学过程中同学生一起不断学习,丰富专业理论知识,完善专业实践体系,提高发现、提出、分析和解决问题的能力,了解和掌握学科及相关学科的发展动态、研究的新进展、出现的新技术,从而提高了指导教师的业务水平。

4.结语

植物保护研究法在植物保护专业2013级和2014级本科生实验课程教学中进行了实践,通过问卷调查,95%的学生认为在实验过程中有较多的动手机会,激发了自己对实验的兴趣,提高了自己分析和解决问题的能力。因此,认为该教学方法可以发挥学生的主观能动性、拓展学生的科研思路、激发学生的创新创造力和提高学生的独立应用实践能力,具有良好的教学效果。

随着人们对客观事物认识的不断加深,已经不再满足于停留在易解问题的领地,这其中在生命科学领域的复杂性研究又受到了许多跨学科学者的关注。笔者综述了复杂性的概念、生命科学中的复杂性极其复杂性研究。 关键词 生命科学;复杂性科学;生物复杂性 复杂性科学的概念诞生至今已经20多年,这期间有大批学者从不同的领域入手展开了卓有成效的探索。人们希望更全面深入地从客观世界事物的整体与部分以及层次关联在时空演化的全程描述角度来研究支配客观事物运行的基本规律,建立起新世纪科学技术发展的理论基础,以指导新的发展实践。 这其中在生命科学领域的复杂性研究又受到了许多跨学科学者的关注,也有人将其称之为生物复杂性(biocomplexicity)研究,生物复杂性科学主要探索在一些传统学科间交叉的问题。准确地说,是寻求以定量和整合的途径来深入了解各种生命系统之间复杂的相互作用,其中既包括生物的、行为的、化学的和物理的相互作用,也包括生态的、环境的和社会的综合作用等[1]。 1 复杂性科学研究的概念和范畴 复杂性的定义是相对于简单性而言的,简单性一向是现代自然科学、特别是物理学的一条指导原则。许多科学家相信自然界的基本规律是简单的。还原论的基本思想也就是找出复杂现象或事物背后的简单机制。事实上一些复杂的事物或现象,其背后确实存在简单的规律或过程。 关于复杂性的概念并没有一个统一的说法,而是根据研究的对象有不同提法,比如,从熵的角度:复杂性等于热力学测定的一个系熵和无序;信息的角度:复杂性等于一个系统使一个观测者“惊奇的能力”;分形尺寸:一个系统的“模糊状况”,即在越来越小的尺寸上显示的详细程度;有效的复杂性:一个系统显示“规律性”而不是随机性的程度;体系复杂性:由一个体系结构系统的不同层次所显示的多样性;语法的复杂性:描述一个系统所需要的语言的普遍性程度;热力学深度:将一个系统从头组织在一起所要的热力学资源的数量;时间计算上的复杂性:一部计算机描述一个系统或解决一个问题所需要的时间;空间计算上的复杂性:一部计算机描述一个系统或解决一个问题所需要的存储量[2];等等。 从20世纪30年代系统科学开始兴起,人们逐渐认识到系统大于其组成部分之和,系统具有层次结构和功能结构,系统处于不断地发展变化之中,系统经常与其环境(外界)有物质、能量和信息的交换,系统在远离平衡的状态下也可以稳定(自组织),确定性的系统有其内在的随机性(混沌),而随机性的系统却又有其内在的确定性(突现)。 复杂性科学往往研究的是复杂性系统,复杂系统主要有以下表现:(1)系统各单元之间的联系广泛而紧密,构成一个网络。因此每一单元的变化都会受到其他单元变化的影响,并会引起其他单元的变化。(2)系统具有多层次、多功能的结构,每一层次均成为构筑其上一层次的单元,同时也有助于系统的某一功能的实现。(3)系统在发展过程中能够不断地学习并对其层次结构与功能结构进行重组及完善。(4)系统是开放的,它与环境有密切的联系,能与环境相互作用,并能不断向更好地适应环境的方向发展变化。(5)系统是动态的,它不断处于发展变化之中,而且系统本多对未来的发展变化有一定的预测能力。 一般来说,复杂性研究的基本方法是:(1)定性判断与定量计算相结合。(2)微观分析与宏观综合相结合。(3)还原论与整体论相结合。(4)科学推理与哲学思辨相结合。 复杂科学研究中所用的理论工具:(1)非线性科学——非线性动力系统理论(稳定性和分叉理论、混沌、孤子)和统计力学(分形、标度),及非平衡系统中的复杂和随机现象的研究;(2)计算机模拟——它是十分重要的手段,目前已广泛用于复杂科学的研究中;(3)计算智能;(4)数理逻辑;(5)在不确定条件下的决策技术;(6)综合集成技术;(7)整体优化技术等。 2 生命科学与复杂性研究 生命科学的研究对象都是复杂系统,(具有关联性、多样性、自学习、自组织、开放、动态的特点),生命科学研究的系统正因为其复杂性,对其构成的原因和演化的历程,此前均缺乏了解,也因此吸引了复杂性科学研究者的高度重视。近几十年来,对生物系统所具有的整体性、关联性、网络层次性、统计涨落性、内在和外在的随机性、模糊性、开放性和历史性等这一类复杂系统的典型特征进行了探讨。生物体本身的特点以及生物的进化使得人们的思维方式从单纯的物理学简单系统的研究转变为对生物学的复杂系统的研究[3]。 基因是生命遗传的基本密码,生物体的复杂结构和功能不仅仅是由基因决定的,也是由基因组中大量的非编码信息和非编码基因决定的。因此生物体的复杂结构和功能不仅仅是由基因决定的,也不仅仅是由基因组中大量的非编码信息决定的,而是由这些元素在生物体各个层次上复杂、动态的相互作用决定的。 作为生命系统的指挥和协调中心—神经系统,其中枢功能结构为大脑,近十年来脑功能的科学研究是复杂科学领域中的一个热点。大脑有复杂的结构,它的组织层次按空间尺度有:分子、膜、突触、神经元、核团、回路、网络、层、投射、系统。大脑表现出的某些高级功能是不能在较低的层次上观察到的,其中有些是由各个单元之间的相互作用而涌现出的集体行为。人们的思维规律是不断变化的,但是最低层次的规律是不变的。脑功能的复杂性首先体现在各神经子系统自身的高度非线性、不稳定性和适应性;其次体现在它们之间相互连接的非均匀性及大规模并行等特点。不仅如此,即使在非常简单的神经系统中也存在着令人惊异的复杂性,这反映在它们的功能、演化历史、结构和编码方式。比如,单个神经元放电的时间序列包含复杂多样的时间模式,反映了神经细胞内的复杂的动力学过程[4]。脑电信号是中枢神经系统自发产生的生物电活动,它包含了丰富的神经系统状态和变化的信息,因而在临床和神经电生理研究中得到了广泛的应用。现在人们对EEG建立动力学模型,并研究其中的混沌现象,显示动力学模型方法对于研究大脑正常生理和病理状态具有的意义[5]。 近年来控制领域实现和发展了脑控系统,即基于脑电信号的人机融合控制系统,直接以脑电信号为基础,通过脑机接口来实现控制。“脑控”研究涉及神经科学、计算机科学、控制科学和心理学等多学科交叉。相关研究已经开发出了利用大脑的思维、通过电子接口来控制各种设施的运动状态,并取得预期效果的“脑控技术”,这项技术在医疗等多个方面具有重要的应用价值。 人工生命(Artificial Life)是近10年发展起来的一个新方向,是以进化为主要特征的复杂性研究。人工生命致力于研究生命形式(并不局限于某种特定的载体)的普遍特征。地球上的生命被看成是一种具有特定载体—蛋白质—的特定生命形式,地球上的生命进化也仅仅代表一种特定的进化途径,因此可以用别的物质来构造另类载体的生命形式,赋予它们生命的特征,使其具有进化、遗传、变异等等生命现象,得到生命的普遍行为[2]。 其他如心血管系统中的心率变异性和管腔应变问题;动态病(以异常时间组织结构为特征的疾病,如周期性发热、周期性关节肿胀等)的预防、治疗和数学建模问题;生态系统的种群繁殖问题;流行病中的疾病传染规律;生化反应的动力学过程;免疫系统中信号产生、传递和转导的动力学过程等都体现了生物系统的复杂性,属于复杂性科学研究的范畴。 因为生命体的多样性和复杂性决定了临床医学本身的复杂性;疾病是复杂的,不仅生命体本身病理过程复杂,而且心理、社会、环境等因素都会影响病理过程;许多复杂性疾病,如心血管疾病、癌症、艾滋病等皆是生命体多层次、多层面因素作用的结果。现代医学是在还原论指导下对生命和疾病局部的、分离的认识,仍停留在分析和描述的水平上;所以需要借助复杂性研究方法。在研究方法和观念上有所突破。 祖国传统中医学独特的思维方法和对复杂系统整体状态的把握与复杂性研究有类似的思路。中医学对人体内部的相互作用以及人体与环境的相互作用提出了众多的命题,为现代医学研究准备了丰富的素材,对中医的理论体系的认识还必须运用物理学、生物学、数学、控制论、系统论等学科的最新知识。 复杂性科学对我们来说是一个充满未知的领域,研究方法上既有还原论,也有综合论和系统论,这两种思想正在经历碰撞并开始出现融合的趋势。但是在研究对象上,它研究的问题并不是刚刚出现,而是因为人们认识的深度和它本身的难度,使这一类问题被搁置了起来。目前,对复杂性的研究已经分别在一些学科取得了初步的进展,随着科技的进步、人类对自然和自身认识的深化,生命科学中的复杂性问题必然会被逐步地认识和解决。

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