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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：
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。
根本就是无解的项目，实验室里搞搞就算了，放在大田里搞，变化因因素太多了，除非农药百分百降解矿化了，这可能吗？否则代谢不完全的中间体是否有志毒还说不定，还要做急性和遗传的毒理试验，总之，不好搞，说能搞，都是怱悠
几丁质是一种除了纤维素之外最 丰富的天然生物聚合物,含有丰富的C、N元素,能被微生物降解利用,作为一种无污染的微生物肥料供给植物生长的养分。 1 甲壳质简介甲壳质是地球上最丰富的天然高分子化合物之一，其年生物合成量估计可达百亿吨之多，足可与纤维素的年产量相匹敌。甲壳质属于直链氨基多糖，学名为（1，4）-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖]，分子式为（C8H13NO5）n，单体之间以β（1-4）甙键连接，分子量一般在106左右，理论含氮量（图1）。甲壳质是自然界中唯一带正电荷的一种天然高分子聚合物，其化学结构与植物中广泛存在的纤维素非常相似，若把组成纤维素的单个分子——葡萄糖分子第二个碳原子上的羟基（OH）换成乙酰氨基（NHCOH3），纤维素就变成了甲壳质，从这个意义上讲，甲壳质可以说是动物纤维。在甲壳质分子中，因其内外氢键的相互作用，形成了有序的大分子结构，溶解性能很差，这限制了它在许多方面的应用，而甲壳质经脱乙酰化处理的产物——壳聚糖，却由于其分子结构中大量游离氨的存在，溶解性能大大改观，具有一些独特的物化性质及生理功能，在农业、医药、食品、化妆品环保诸方面具有广阔的应用前景。目前，国内外常采用化学法，经过酸碱处理，脱支钙盐和蛋白质，然后用强碱在加热条件下脱去乙酰基就可得到应用十分广泛的可溶性甲壳质（壳聚糖）。壳聚糖的分子量为十几万至几十万。因制法、工艺条件和要求不同，脱乙酰基度可由60%到95%以上。这种壳聚糖较甲壳质的溶解性能大大改善，可溶解于酸各酸性溶液中，但不能直接溶于水。当壳聚糖经过降解成为低分子量的寡聚糖，产品可直接溶于水，从而扩大适用范围。大量的研究结果表明，甲壳质及其衍生物以其独特的作物机理用于维护农业生态环境，保护人民身体健康，是用于生产绿色食品的一种环保型农药， 是无公害农产品生产和可持续农业的重要资源。2 甲壳质在农业上的应用 病虫害防治剂 植物病原菌生长阻制剂在植物病原菌与寄生植物之间,壳聚糖对植物病原菌的孢子萌发和生长有阻碍作用,并对病原菌感染的防护机能有诱导作用。在25。C分别以～1%壳聚糖溶液浸泡棉花组织细胞，结果表明，随着壳聚糖浓度、脱乙酰基度的增加，其抑制作用增强，1%壳聚糖能阴抑90%病原菌的生长。用的壳聚糖溶液喷洒烟草，10天内可减少烟草斑纹病毒的传播；喷洒的壳聚糖可阻止豆科植物免遭受病原菌的侵染，菜豆将减少由苜蓿花叶病毒造成的损伤；浸种处理，可使小麦纹枯病发病率降低30%～50%，大豆根腐病发病率降低42%；种子处理可防治水稻胡麻斑病、花生叶斑病和埃及豆萎蔫病；芹菜苗用25～50μg/ml壳聚糖浸根可防治尖孢镰刀菌引起的萎蔫症；番茄浸根或喷施可防治根腐病；黄瓜水培液中加入壳聚糖可控制由腐霉菌引起的猝倒病等。 植物或园艺作物的抗病诱活剂甲壳质的诱导抗病性，近年来报道较多，如壳聚糖的降解产物对黄瓜的幼苗离体叶片及整株都能诱导出几丁质酶活性，而且这种诱导作用是可以传导的。植物体内不含甲壳质、壳聚糖的成分，但却具有几丁质酶。这些酶能与植物病原菌或害虫外皮的甲壳质反应，并阻止其侵入植物组织内，从而增强了植物自身对敌害的防御能力。树组织附上层甲壳质膜后，这些植物组织中的几丁质酶活性比没有覆盖甲壳质薄膜的去皮树组织提高4倍，并且这层甲壳质膜在4～24周内被树组织降解、吸收，且加快了树组织的伤口愈合。用氨基糖喷施黄瓜幼苗，500倍液；800倍液及1000倍液处理后，几丁质酶的活性分别提高了，和；500倍液处理黄瓜枯萎病的诱导活性提高，表明壳低聚糖对植物防御酶系有较强的诱导作用。 杀线虫剂线虫近些年来给水果、蔬菜和粮食作物造成很大危害。将壳聚糖与适当的载体物质相混，可制成一种对防治线虫非常有效的天然物农药。它不溶于水，不会对地下水造成污染。它的杀虫作物与化学制剂在美国已开始使用，其商品名是CLANDO SAN，主要用于苗圃及园艺作物，如草莓等。当用1%量施入土壤时，能在60天内控制线虫的发生。 种子处理剂壳聚糖用于多种粮食、蔬菜作物的种子处理（浸种、拌种、包衣）可促进种子提前发芽、作物生长、激发抗病能力、提高产量和品质。这一领域近年来研究成果较多。关于甲壳质应用于种子处理后提高产量和改进品质，增加抗病的机理，正在深入的研究中。壳聚糖能在种子表面形成一层保护膜 ，利于保持种子水份，又能吸收环境中的水份供作物需要，如果土壤水分过多，又能阻断水分，防止种子烂掉，有利于种子发芽和出苗。用不同数量的壳聚糖处理小麦、水稻、玉米、棉花、大麦、燕麦、大豆、甘薯、疏菜等几个物种子处理上，均有取得增产的报道，国外报道，国外报道可使茶叶道更香醇，提高水稻的抗寒能力，番茄颜色靓丽，提高含糖量等。 肥料和土壤改良剂甲壳质/壳聚糖有改善土壤性质的作物，加上壳聚糖的抑菌作用，可将壳聚糖与可溶性蛋白（如胶原蛋白）合成液体土壤改良剂。这种改良剂有适当的稳定性和可降解性，降解后是优质的有机肥料，供作物吸收利用。还能抑制土壤中的病原菌生长繁殖，有效地改善土壤的团粒结构和微生物区系。这种液体土壤改良剂，喷洒到土壤表面后，能形成一层薄膜，起到保墒作物。施加粘土土壤中，可大大提高作物的产量。以壳聚糖为基本成份，配以化肥、微量元素等营养成分及防腐剂，可制成用于无土栽培的叶面肥料。 果蔬保鲜剂和食品防腐剂壳聚糖保鲜剂天然、安全、无毒，是来自于自然又回归自然的环保保健型保鲜剂；具有优良的成膜性和附着性。形成一层选择透气性保护膜，限制了氧气的进入，但不影响二氧化碳的通透，使果实处于自发调节的微气调状态从而延缓了果实的成熟衰老进程；具有广谱的抗菌活性。不但影响二氧化碳的通透，使果实处于自发调节的微气调状态从而延缓了果实表面的细菌，还能抵御外面病菌的侵入，达到防腐保鲜的作用；具有良好的保湿性。一方面抑制了果蔬的蒸腾作物，另一方面又有良好的保湿性能，创造了一个良好的稳定的湿度环境，利于保持鲜度；具有优良的抗氧化活性。防止果蔬变色提高商品价值。总之，壳聚糖保鲜剂的功能在于为果蔬产品创造成了一个良好的气体环境，减缓了果蔬菜成熟衰老的生化反应，降低了水份的蒸腾，抵抗和抑制了病原菌的侵染，提高了保鲜率，延长了货架寿命，从而达到保鲜的效果。3 甲壳质产品作为农药的一些特点甲壳质产品作为农药在种植业的实际应用中表现出许多优秀的特性，概括起来可以归纳以下10个方面。 完全无毒无害甲壳质、壳聚糖均属天然高分子化合物，无毒无味，可被生物降解。甲壳质对动物经口的亚急性实验表明，LD50为16g/kg鼠体重。以壳聚糖对ICP系鼷鼠按每日18g/kg鼠体重进行连续19日经口投入的亚急性毒性实验，未发现异常现象。可以认为壳聚糖与蔗糖、食盐一样，对人和动物是无害的。在国内外已有用甲壳质、壳聚糖制成的保健食品、化妆品、医药等作为商品出售。这是甲壳质产品能成为绿色农业主导产品的必备和基本的特点。甲壳质产品的毒性等级应为实际无毒，然而我国现行农药管理体系中对农药毒性等级的划分还没设这个等级（过去从来还没有完全无毒的农药），因此，甲壳质产品（如OS-施特灵）还不得不在包装上标明低毒的字样。 有效诱导作物增强抗性这是甲壳质产品最具有竞争力，最被看好的特点。传统的植保技术过份依赖化学农药，而几乎所有的农药都是遵循直接杀灭原则。在这种观念和技术的主导下，使病虫的抗药性不断增加，而植物自身的抗病抗逆机制却逐渐被削弱、钝化、休眠甚至丧失。这就是现今病虫害防治越来越困难的根本原因。由此可见，要使植保走出误区，摆脱胎换骨困境，应该首先着眼于千方百计调动作物自身的免疫机制，甲壳质产品恰好为此创造了条件，提供了物质基础。甲壳质作物于植物能诱导其在短时间内产生大量多种抗性物质，使作物用于植物能诱导其在短时间内产生大量多种抗性物质，使作物自身免疫能力大大提高，一旦病菌侵犯，这些抗性物质就能从多个靶位对之加以消灭。这种作用持久，而且病菌难以产生抗药性。实践表明，抓住了调动作物自身免疫这条主线，强调预防为主，辅助科学管理和适当的外部农药的抑控，许多病害的防治都变得不再困难。甚至给那些长期困扰被认为几乎无望解决的病害的防治带来了光明的前景。 可防可治应用甲壳质强调预防为主，甲壳质产品最好在作物发病前使用才能获得最佳效果。然而，由于甲壳质的作物机制是诱导作物产生抗性物质，这些抗性物质可以迅速歼灭入侵的病菌，因此，在作物已经发病后及时使用甲壳质产品，往往也可取得较好的效果。实践表明，应用甲壳质产品对炭疽、疫病、病毒、枯黄萎、根腐等病害均可直接控制。对其他多数病害，或病情严重时，可与外抑农药（减量）配伍，内抗外抑，协同作物，多数情况也都能取得满竟的效果。这一点对于甲壳质产品的前期市场开拓竟义尤为重要。 防治病害范围广泛甲壳质诱导作物产生多种抗生物质，因此对病毒、真菌、细菌三方面病害的防治都有效，尤其是对病毒病的防治过过往往是植保的难题，而用甲壳质产品防治效果却十分理想。这些均已得到实践的验证。辅助防治虫害实践表明，经常使用甲壳质的作物较少发生虫害。对这种效果的作物机制还缺少深入的研究，有报导说由于昆虫外皮均含有几丁质，而甲壳质诱导作物产生的几丁质酶可降解昆虫外皮的几丁质从而破坏昆虫表皮使之死亡；也有人认为，几丁质聚糖被作物吸收后，在植物吸吮后进入体内把内壁的几丁质壳素酶分解掉，使其失去了生物被膜而丧失生存条件。这些情况均在昆虫则孵化成幼虫时效果最好。甲壳质产品对各种蚜虫均有明显的触杀作物，这已经得到实践的验证。 增强作物的抗逆能力甲壳质诱导作物的抗性不仅表现在抗病，也表现在抗逆方面。施用甲壳质，对作物的抗寒冷、抗高温、抗旱涝、抗盐碱、抗肥害、气害、抗营养失衡等方面有良好作物。这是由于甲壳质对作物本身以及土壤环境均产生多方面的良好影响，譬如甲壳质诱导作物产生的多种抗性物质中，有些具有预防、减轻或修复逆境对植物细胞的伤害作用；再如甲壳质能促使作物生长健壮，健壮植株自然也有较强的抗逆能力；甲壳质对土壤环境的影响将在下面加以介绍。实践中，当作物幼苗遇低温冷害而萎蔫时，及时使用甲壳质很快植株就恢复了长势；当作物不论是什么原因导致根系老化时，使用甲壳质很快就会促使焕发出有活力的新根系；当作物受农药药害枝叶枯萎时，使用甲壳质可以辅助解毒并使之很快就抽出新的枝叶。这些都是甲壳质增强作物抗逆性能的典型实例。 提高产量，改善品质甲壳质对作物的增产作用也十分突出，这是因为甲壳质可以激活、增强植株的生理生化机制，促使根系发达，茎叶粗壮，使植株吸收和利用水肥的能力以及光合作用等都得到增强。实践表明，甲壳质用于粮食作物，仅处理种子即可增产5％－15％；用于果蔬喷灌等可增产20％－40％或更多。对作物品质的改善如增加粮食蛋白质和面筋的含量、果蔬糖的含量，产品风味的改善等作用也十分明显。随着人们生活质量的提高，产品的品质将会越来越受到重视，甲壳质在这一方面的作用将日益显得重要。 有利于改善土壤中微生物的分布这是甲壳质很有意思的特点。研究表明，甲壳质进入土壤后可以大大促使有益细菌如固氮菌、纤维分解菌、乳酸菌、放线菌的增生，抑制有害细菌如霉菌、丝状菌的生长。譬如使放线菌的数量可增加近30倍。这一特点决定了甲壳质可以有效改良土壤，改善作物的生存环境，也是它可以防控土传病害和促进作物生长的一个重要原因。 广谱抗菌，良好的成膜性、保湿性和选择透气性甲壳质有广谱的抗菌性。研究表明，甲壳质对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的多数菌都有很好的一杀作用。甲壳质在植株和产物表面形成薄膜，对病菌的侵害起阻隔作用，而且这层膜有良好的保湿作用和选择性透气作用。这些特性决定了甲壳质可以成为果蔬保鲜剂的最好原料。现在甲壳质保鲜剂已经问世，其保鲜作用十分良好。甲壳质的抗菌作用也表现在甲壳质产品的一些辅助用途上，譬如可治疗外伤，消炎，止血，止痛，促进伤口愈合，治疗脚气等等。 使用方便，价格不贵甲壳质产品多为水剂，对水就可以利用。价格不贵农民比较容易接受。综上所述，甲壳质产品集诸上许多独特优点之大成，特别是它的诱抗特性在植保方面有重大意义，这些在现有农药中是少见的。甲壳质产品的广泛应用将会导致植物保护从观念到技术的一次根本性变革，将会为减少作物病虫害，发展两高一优（高产、高效、优质）的绿色农业带来美好的前景，其前途不可限量。这已经在实践中日益明显地表现出来了。4 典型作物典型病害的防止 瓜、菜、草莓等作物连作减产的防治瓜、菜（主要是茄果类）、草莓等作物的连作减产，历来被视为难题，一直未能找到理想的解决办法。连作减产的原因是多方面的，如土壤养分的失调，土壤盐分含量过高，上茬同类作物所产生的废酸中毒，以及镰孢菌为主的土传病菌的危害等。要彻底解决连作问题必须采取综合的防治措施。传统的防治方法，如轮作倒茬，选用抗病品种，嫁接，淹水改土灭菌，化学药剂防治等，均存在各种局限和困难，难以取得理想的效果。利用生物农药健根宝（沈阳农业大学开发的微生物农药）和甲壳质生物农药（施特灵），辅以合理施肥和科学管理，有望为解决连作减产开辟出一条崭新而有效的途径。健根宝和甲壳质产品主要解决重茬最关键、最棘手的防控土传病害问题。仅仅应用健根宝和甲壳质产品就可以解决连作减产的主要问题，实现防病、增产，这已经得到了实践的验证。 水稻立枯病的防治水稻旱育苗已成为我国水稻栽培的主要技术。面积不断扩大，然而水稻苗期的立枯病也相应肆虐，成为制约旱育苗发展的主要障碍。立枯病因源于幼苗出土后的寒潮、冷害，小苗的正常代谢受到阻碍，原生质受到破坏，生理机能减弱，以致内抗性减弱甚至丧失，病菌就相机侵染。由此可见，防治苗期立枯病，增强秧苗自身的抗性是关键所在，甲壳质产品恰可担当此任。用甲壳质产品浸种，出苗后，小苗一叶一针到三叶一针时喷2遍甲壳质产品。最好在喷第一遍（一叶一针）时加入常规50%量的叶面肥，效果更好。 地下块茎（含鳞茎、根茎）类作物的防病和增产甲壳质生物农药对块茎类作物的抗病增产效果特别显著，应积极倡导采用。甲壳质的作用主要表现在作物的早期发育中，以土豆为例，施用甲壳质产品后，其主要有效成分壳聚糖被土豆块茎的淀粉粒子吸收后，作为细胞高效活化因子可取代其他植物激素，促进生根早发，提高出苗率，促进淀粉的大量合成。这是实现高产的基本因素。当苗出齐后，尤其在插墒时和土豆形成期是薯类晚疫病盛发期，可用甲壳质产品喷防，如见病则提高甲壳质产品浓度控制。按上述措施，出苗率已平展叶期计算，展叶出苗率比对照高，平均提前三天出苗；须根增加5％，主根直径比对照平均增粗，主根长度比对照增长，在生长中期计算，没进行任何喷雾情况下产生量比对照增加，可以认为：所有地下块茎、鳞茎、根茎类作物应用甲壳质产品处理是挖掘增产潜力的最简便有效的方法。5 结论面临新世纪到来之际，人类对于保护地球、保护生存环境，发展绿色农业，生产无公害、无污染、无残毒的农产品已成为时尚的追求。可以预见，甲壳质生物农药的广泛应用，必将成为绿色农业的发展开拓出一片崭新的天地，为广大农民的增产增收带来美好的前景。
之前发过一个ATMT的综述，这篇文章会有一些具体的操作方法 【现学现卖】review农杆菌介导的真菌转化 Agrobacterium-MediatedTransformation of Fusarium oxysporum: An Efficient Tool for InsertionalMutagenesis and Gene Transfer (Mullins etal., 2001) 农杆菌介导的尖孢镰刀菌的转化 简介 农杆菌介导的转化（Agrobacterium tumefaciens-mediatedtransformation (ATMT)）一直被用在植物细胞的转化实验中，这篇文章以尖孢镰刀菌为例，构建了4个双载体系统，并且优化了ATMT操纵真菌基因，构造插入突变体的实验条件。实验发现转化效率受真菌孢子和农杆菌共培养时期农杆菌数量的影响最为显著。 材料与方法 真菌材料 F. oxysporum strain O-685，在22℃下连续12d荧光灯照射，并使用CLA培养基（康乃馨叶片水琼脂培养基，康乃馨叶片干燥，灭菌，撒在水琼脂上。也可以用CMC或者绿豆培养基），诱导真菌分生孢子产生。用无菌水冲洗培养的菌落表面并用移液器收集，并用一种滤布Miracloth(CalbiochemBehring, La Jolla, CA)过滤掉大一些的菌丝体，获得孢子悬浮液(1 ×106 conidia per ml)。 构建载体 所有的载体都是在pCAMBIA1300 (CAMBIA, Canberra,Australia)载体的基础构建的。（结果表明基础载体和改造的都可以在尖孢镰刀菌中起作用。这篇文章中用的载体比以前研究用的pUR5750，14kb小了很多） （1）pBHt1（）载体：用BamHI和HindIII酶切pCSN44质粒，获得大小，携带潮霉素B抗性基因（hygromycinB resistance ( hph ) gene）和构巢曲霉 trpC 启动子的插入片段。而基础pCAMBIA1300载体则如图箭头所示，用XhoI和BstXI酶将这部分切除，接合（ligate）上述插入片段，最终得到pBHt1（）载体。 （2）pDHt（）载体：将基础载体按照（1）的两个酶作用后，得到的片段在没有插入片段的情况下自我连结（self-ligate）。 （3）pBHt2（）载体：与（1）类似，但是插入序列是从pCB1004质粒里获得的。 （4）pKHt（）载体：大小的片段包含ColE1复制起点（replicationof origin）和氯霉素抗性（ferringchloramphenicol resistance）基因。这段序列是通过特异性引物ECO-1和PST-1扩增pBCSK (Stratagene, La Jolla, CA)得到的。在pBHt2的基础上，插入的位置是MCS（Themultiple cloning site，MCS包含EcoRI,SacI, KpnI, SmaI, BamHI, XbaI, SalI, PstI, SphI, 和HindIII等位点）。 转化 （1）包含合适的双载体的农杆菌 Agrobacteriumtumefaciens strain AGL-1在28℃，包含卡那霉素（kanamycin，50μg/ml）的 MM 培养基（Minimalmedium(g/L)：K2HP04, ; KH2P04,; NaCI, ; , ; , ; , ;(NH4)2S04, ）中生长2d。 （2）将农杆菌细胞在 IM 培养基（inductionmedium: MM salts, 40 mM 2-(N-morpholino) ethanesulfonic acid (MES), pH , 10mM glucose, (w/v) glycerol, 200 µM AS）中稀释到OD600= ，继续培养6h。（结果显示前培养时AS不是必需的） （3）然后将农杆菌菌液与上述制备的孢子悬浮液1：1混合。200μl混合液平铺在消化纤维素滤纸（nitrocellulosefilter）上，滤纸放在在共培养平板上，所用培养基和 IM 唯一的差别是glucose含量为10 mM。25℃培养2d。 （4）滤纸转移到含有hygromycinB (75 µg/ml)，cefotaxime (200 µM)和moxalactum (100 µg/ml)的MM培养基。 （5）获得的真菌转化子分别独立的转移到24孔板里，孔里含有 CLA 和hygromycin B (75 µg/ml)，培养至产孢。 （6）独力转化子产生的孢子在水中稀释，涂布在含有hygromycin B (75 µg/ml)的PDA上。获得单孢菌落。并且通过多代无抗生素培养，随后再次接种在含有抗生素培养基上的方法，检测转化的稳定性（文章结果是6代仍遗传稳定）。 Transformation ofConiothyrium minitans, a parasite of Sclerotinia sclerotiorum, withAgrobacterium tumefaciens (Li et al.,2005) 通过农杆菌介导将盾壳霉转入到核盘菌 这个文章同样用到了农杆菌转化，但是因为实验真菌不同，这个文章在前一篇的基础上，更改了真菌培养温度，时间；真菌孢子浓度（107 spores/ml）；孢子和农杆菌共培养时AS浓度400μM。以及一系列抗生素的浓度都根据材料有所变化。 参考文献 Li, M., Gong, X., Zheng, J.,Jiang, D., Fu, Y., and Hou, M. (2005) Transformation of Coniothyrium minitans,a parasite of Sclerotinia sclerotiorum, with Agrobacterium tumefaciens. FEMS microbiology letters 243 : 323-329. Mullins, ., Chen, X., Romaine,P., Raina, R., Geiser, ., and Kang, S. (2001) Agrobacterium-mediatedtransformation of Fusarium oxysporum: an efficient tool for insertionalmutagenesis and gene transfer. Phytopathology 91 : 173-180.
放线菌作为生物活性物质的主要产生菌早已成为人们研究的焦点。然而随着放线菌分离和分类研究的不断深入，大量常见菌株已被反复研究，因此从中发现新化合物的几率逐渐降低。由于新物种具有产生新的生物活性物质的潜力，人们开始使用新的方法在尽可能广泛的范围内寻找新的物种，特别是那些用常规方法很少分离到的稀有放线菌 (rare actinornycetes)…。2O世纪 50年代以来人们从稀有放线菌中发现了大量有价值的抗生素，如小单孢菌产生的庆大霉素，诺卡氏菌产生的利福霉素，马杜拉放线菌产生的马杜拉霉素和洋红霉素，糖多孢菌产生的红霉素，游动放线菌产生的游壁菌素，拟无枝酸菌产生的万古霉素等等。这些事实表明稀有放线菌也具有产生新抗生素的巨大潜力ll,21。分离这些稀有放线菌，不仅可以减少对产生已知生物活性物质菌株的重复分离，还可扩展放线菌次生代谢产物的化学多样性。 由于稀有放线菌对生长环境的特殊要求，难以用常规手段分离获得 ，所以要根椐不同类群的特性设计针对这些特定种属的选择性分离方法。近年来，国内外学者在对国家自然科学基金资助项目,云南省自然科学基金重点项目.稀有放线菌选择性分离的研究方面取得了较大进展,同时也用这些选择性分离方法分离到不少稀有放线菌，并显著提高了具有医用前景的生物活性物质的发现机率。此外，这些分离方法的使用也有助于同答这样一个问题 ：稀有放线菌很少被分离到是因为它们在环境中数量稀少，还是仅仅因为它们难以被分离和培养。本文就以上情况介绍了近年来发展起来的几种高选择性分离稀有放线菌的有效方法。 1 胞外多糖胶 (gellan gum)和动孢溶液 (flooding solution)相结合的分离方法 Gellan gum是由Pseudomonas elodea产生的胞外多糖，过去常用来作为植物组织培养的凝固剂，能促进植物生长。Suzuki等人 首先将其用于稀有放线菌的分离，并发现胞外多糖胶能促进很多放线菌的气生菌丝生长和孢子形成.很多物质都能增加放线菌游动孢子的游动性，如蛋[j胨，牛肉膏，含土壤浸汁的磷酸盐缓冲液，脱脂牛奶等。各种动孢溶液对不同的菌影响不同，Suzuki等在使用脱脂牛奶作为动孢溶液时发现不同的菌对脱脂牛奶的浓度、pH、处理时的温度、离心时的速度及时间有不同的要求。另外，使用高压灭菌后的脱脂牛奶比使用未灭菌的脱脂牛奶所获得的游动孢子数少，这可能因刺激孢子游动性的物质对高温高压敏感所致l4]。 1．1 选择性分离鱼孢菌 Suzuki等曾以鱼孢菌作为他们筛选生物活性物质的目标菌，对采自28个国家的466份土样进行了分离，从 2l份土样中分离到了鱼孢菌，发现鱼孢菌广泛分布于亚洲，欧洲，大洋洲，南美洲和北美洲。他们所使用的高选择性分离方法是l4j：200mg土样自然风干一80℃干热处理60min冷却，加 2mL 0．1％脱脂牛奶 (溶于 lOmmol／[ MOPS，pH 8．0)-+27cC温育 60rain,不时摇动以释放游动孢子一1，000×g室温离心 l0min一取上清液梯度稀释后涂布 HVG平板 (0．05％腐殖酸，2mmol／L CaCI ，0．7％胞外多糖胶)，27℃培养 21～28d。HVG培养基是在 HVA培养基的基础上改进的，与 HVA不同的是HVG含有 CaC1，并以胞外多糖胶代替琼脂。加入适量的 CaC1 不仅使胞外多糖胶得以凝固，而且比加入 MgSO 和 MgCI 更有利于某些放线菌的气生菌丝生长和孢子形成 。1．2 选择性分离游动单孢菌 玫瑰色游动单孢菌能产生孢囊霉素，这种含硫的抗生素能通过抑制芽孢杆菌等革兰氏阳性菌的蛋白合成而影响其生K。对游动单孢菌的高选择性分离程序是_6j：500mg土样 自然风下一l00℃干热处理60min 冷却，加入 2mL灭菌的 0．1％脱脂牛奶 (溶于 5mmol／L CHES，pH 9．0) 32℃温育90rain，不时摇动以释放游动孢子一1，000×g，室温离心 l0min一再于32 温育60rain一取上清液梯度稀释后涂布于 HSG平板 (含三甲氧苄二氨嘧啶 20mg／L，萘啶酸 lOmg／L，依诺沙星 20rng／L，氨苄青霉素钠 2mg／L，放线酬 50mg／L，制霉菌素50 mg／L)，35℃培养 l4～21d。用这种方法对 1，200份土样进行分离时，从 137份土样中分离到246株游动单孢菌。并发现委内瑞拉游动单孢菌广泛存在于从热带到温带的土壤中，但在土壤中的密度很低。HSG培养基 组成：0．05％ 腐质 酸，3mmol／L CaC12，0．000l％ FeSO4•7H2 O，0．0001％ MnC12‘4H2O，0．0001％ ZnSO4•7H2O，0．0001％ NiSO4•6H2O，5mmol／L CHES，0．7％胞外多糖胶 ，pH9．0。 1．3 选择性分离游动双孢菌 对游动双孢菌 (Planobispora)的高选择性分离程序是 ：500mg土样 自然风干---~90％干热处理 60min一冷却，加人 2mL 0．1％脱脂牛奶 ，0．01％Tween80，lOOmg／L三甲氧苄二氨嘧啶，lOOmg／L萘啶酸 (溶于5mmol／I CHES,pH 9．0)---~35。【=温育60min，不时摇动以释放游动孢子一1，000×g，室温离心 l0min一 取上清液梯度稀释后涂布 HSG平板 (含三甲氧苄二氨嘧啶 50mg／L，萘啶酸 50mg／L，依诺沙星20mg／L，氨苄青霉素钠 2m L，链霉素 lm L，放线酮 50mg／L，制霉菌素 50 me,／I ，pH9．0)，32oC培养 l4～21d。利用这种方法，对采 自世界各地的 1，467份土样进行的分离中，从5l份土样中分离到 l】9株游动双孢菌，88％的游动双孢菌分离于pH7．0～7．9的土样,并发现游动双孢菌只出现在热带和亚热带的土样中。 2 再水化一离心法 (rehydration-centrifugation) 具游动孢子的放线菌能在干燥时形成孢子或孢子囊，而当再次湿润时释放出活跃的孢子。游动孢子会受到某些物质的吸引，停留下来再次繁殖。对游动孢子的分离方法很多，如使用头发或花粉为诱饵的捕集法；以毛细管来进行的化学趋化法等。这些方法虽然也能分离到某些稀有放线菌，但要么费时费力，要么对设备和操作人员有特殊要求。最近，Hayakawa等人在 Makkar和 Cross的再水化法 基础． 发明了再水化一离心法_9 J，分离稀有放线菌，效果显著。操作具体程序是：取 500mg风干磨细土壤于锥形瓶中一用 50mL含 10％土壤提取液的10mmol／I 磷酸盐缓冲液轻轻润洗一铝箔覆盖，30。【=温育 90min_÷取 8mL润洗液，1，500×g，室温离心20rnjn一静置 30min~0．2mL涂布 HV琼脂 (含三甲氧苄二氨嘧啶20mg／L，萘啶酸 10mg／L，放线酮 50mg／L)。分离平板的总菌落数随土样而不同，有 37％ ～86％是具游动孢子的稀有放线菌，其中以游动放线菌和指孢囊菌为主。在不同 样品中也能分离到放线动孢菌，短链游动菌和动孢囊菌。上述方法经 Otoguro等人I m 改进后可高选择性分离束丝放线菌 (Actinosynnema)。风干搅碎的样品置研钵中按 10：1(w／w)的量加人 CaCO 粉末，混匀一铺于玻璃纤维膜上，加无菌水使样品湿度达 20％ (w／w)一26。【=培养 l4d_÷样品室温风干至恒重，置于平皿，加 50mL含 10％土壤提取液的 10mmoL／L磷酸盐缓冲液 (pH7．0)一 30。【=浸泡 2h一取 8mI 上述溶液 1，500×g，室温离心20rnjn一静置 30min一取上清涂布 HV琼脂 (含弗氏霉素40mg／L，卡那霉素 40mg／L，三甲氧苄二氨嘧啶 20mg／L，萘啶酸 10mg／L)，30。【=培养 2～3周。Otoguro等人用上述方法对 39份样品进行分离，其中l7份样品分离到束丝放线菌，其检出率占总菌落数的4％ 一86％。对任意选取的29株束丝放线菌进行的抗菌试验发现其中28株具有抗菌活性。HVA培养基 (1L)组成：腐殖酸 0．1g，CaCO3 0．02g，Na2HPO4 0．5g，MgSO4- 7H20 0．5g，KC1 1．7g，FeSO4•7H20 0．01g，核黄素0．5mg，硫胺素0．5mg，维生素B60．5mg，烟酸 0．5mg，肌醇 0．5mg，泛 酸 0．5mg，生物 素 0．25mg，对一氨基苯 甲酸0．5mg，琼脂 18g，pH7．2。 3 极高频辐射法 (extremely high frequency radiation) 应用极高频辐射法 (EHF)分离稀有放线菌的机理在于 EHF能抑制一些原核生物，藻类和单细胞微生物的生长，促进某些异养和光合微生物的生长及休眠菌株的复苏。所以采用极高频辐射 EHF法可以选择性地分离那些能耐受 EHF甚至受到 EHF激活的菌株。 具体过程是… ：取 100mg磨碎混匀的土样悬浮于 lOmL无菌水中，用频率为 1kHz的 EHF照射盛有土壤悬液的试管或平皿底部 (所使用的 EHF无热效应)。处理方式有两种：一种是以5．6mm或 7．1mm单一波长处理；另一种足以3．8mm～5．8mm或 8mm ～11．5mm波长连续处理。处理后州种土样都涂布于 Gauze 2琼脂 (含萘啶酸 10 ms／L，制霉菌素 50 ms／L)。结果显示，以单一波长5．6mm或7．I mm处理不能选择性分离到稀有放线菌。而以 3．8mm～5．8mm和8ram～11．5mm波长连续处理后，稀有放线菌的比例从原来的4．1％ 分别升至8．4％和30．6％。其中马杜拉菌，小四孢菌和野野村荫的绝对数量大为提高， 同时还能分离到那些普通方法无法分离到的菌株，如拟无枝酸芮和拟诺 氏菌。并日,分离物中具抗菌活性菌株分别增加了 13％和20％。在此基础上 Li等人 将极高频辐射法与连续分析相结合，能分离到单独使用这两种方法所不能分离到的稀有放线菌，如珊瑚状放线菌 、原小孢菌、游动放线菌和拟孢囊菌，同时，具有抗菌活性的菌株数量增加了10％ ～20％。具体程序是：加无菌水使土样湿度达 30％ (w／w)一撒在普通琼脂培养基上一+第0，7，14，30，45d分别取样进行 4．6ram～5．8ram和 8mm～1 1．5mm两种波段的 EHF’处理(在取样前 样始终保持30％的湿度)_÷涂 于土壤浸汁琼脂即可 (含 1mL／L维生素 溶液：10rag泛酸钙，10mg尼克酸，1mg硫胺素以及微晕的生物素共同溶于 20mL水；10mg／L荣啶酸；50mg／L制霉菌素)。 4 噬菌体定向分离法 (bacteriophage) 传统的分离方法由于对土样的微生物多样性等基本情况了解较少，加之放线菌生长缓慢，于是可能浪费数月的时问去分离土样中并不存在的菌株，而当目标菌又是稀有放线菌时更是如此。基于这 •原因，Esther等人… 设计了一种以细菌噬菌体作为指示物对环境样品中的野野村菌 (Nonomuria)进行快速筛选和分离的新方法。首先确定土样中是否含有能感染目标菌的噬菌体。具体步骤如下：3g土样悬浮于 100mL PYCa液体中一28℃，250r／rain，培养 24h一培养液3，O00g离心20min一上清液经0．45 m滤膜过滤一取5 T 滤液接种于野野村菌菌苔上一28℃培养48h以上一将含有噬菌斑的琼脂切下，用5mL PYCa洗涤一洗液经0．45Ixm滤膜过滤一点接滤液于长有野野村茼菌苔的琼脂上以确定噬菌体是台可以再牛。对能产生噬菌斑的土样，采用常规的选择性分离方法对 目标菌进行分离。结果， 放线菌l1l 20％为野野村菌。可见其并不是我们以前所认为的那样 “稀有”。同时，我们也可以将适量的只对一种或儿种链霉菌有裂解作用的噬荫体加入土样中来减少非目标菌的数 量。 5 蔗糖梯度离心法 (sucrose-gradient centrifugation) 由于土壤中营养贫乏，放线菌大部分以孢子形式存在，网此可以利用孢子的不同特性对不同的放线菌进行选择性分离。Karwowski 等人曾根据放线菌孢子浮力密度的差异，利用氯化铯密度梯度超速离心有效地从土壤中分离小单孢菌。最近，Yamamura 等人m 根据这一特性，运用蔗糖梯度离心选择性地分离诺卡氏菌，也取得了成功。其方法是：在离心管中从上到下设置各 lmL的 10％、20％、30％、40％ 、50％ (w／v)的蔗糖梯度。将用无菌水稀释为 10。土壤悬液 1mL加入到离心管上层，240×g， 室温离心 30rain。离心后把每层蔗糖取出稀释后涂布 0．2mL于 HV琼脂 (含萘啶酸10mg／L，放线酮 50mg／L，金霉素 10mg／L)。结果，大部分诺卡氏菌 (Nocardia)的孢子出现在 20％的蔗糖层中，小单孢菌可以在20％和 30％蔗糖层发现，但数量较少。游动放线菌等放线菌的游动丝状孢子只能在 10％蔗糖层出现。用这种方法对 l4份土样进行分离时，诺卡氏菌类群的检出率占总菌落数的5％ ～89％，而且 7l％的菌有抗菌活性。 6 结语 不断涌现出的新型稀有放线菌分离方法将成为天然产物筛选中的有用工具 ，也使我们了解到稀有放线菌事实上广泛存在于土壤等环境中，只是由于分离方法和手段的不完善才使得它们较少获得。当然，除了使用特殊方法对稀有放线菌进行分离外，扩大分离范围也是获取稀有放线菌的一个重要手段。比如作者所在单位从 80年代初开始温泉高温菌的研究，发现大量新的高温微生物资源。1991年，该所姜成林和徐丽华建 立了双孢放线菌新属 (Actinobispora)。近几年，该所还从新疆 、青海样品中发现嗜盐放线菌新属一个、嗜冷链霉菌新种一个、嗜盐放线菌新种 6个、嗜碱放线菌新种 4个。这些材料为我们的天然产物筛选奠定了坚实的基础。在寻找下一代化学治疗剂和新的生物活性物质的过程中，放线菌特别足稀有放线菌仍然是重要的目标菌。目前，已有超过 120种抗生素由游动放线菌产生，250多种抗生素是由马杜拉放线菌产生，到 1998年共发现有 32种生物活性物质来源于链孢囊菌，这些化合物都具有广泛的化学多样性，使得这些菌成为工业开发的重点对象。
在国内外期刊发表论文90多篇,2000年后发表论文70多篇：其中Sci论文4篇、核心期刊47篇、第一作者42篇、通讯作者10篇。主编（译）专著5部；参与编写、翻译出版专著8部。完成农业部“水稻病虫害网络专家诊断系统”病害部分内容。 1. 南方优质稻米生产技术：中鉴100和中香1号生产技术 黄发松主编、参编 中国农业出版社ISBN7 -80119-433-O/ 2002-062. 浙江效益农业百科全书：优质稻 参编 中国农业出版社ISBN7 -80119-433-O/ 2002-063. 水稻杂草防除—全球综合状况（原著：联合国粮农组织之粮农组织植物生产与保护论文集139） 参译（第11章） 中国农业科学技术出版社 2002-104. 优势农产品生产技术规范 (水稻病虫害综合防治技术) 参编 中国农业出版社 2004-025. 水稻病虫害诊断与防治原色图谱 傅强、黄世文主编 金盾出版社 2005-036. 农民增收百项关键技术丛书：优质水稻品种及栽培关键技术 参编 中国三峡出版社农业科教出版中心 2006-017. 超级稻栽培技术 黄世文副主编 金盾出版社 2006-128. 中国现代水稻 参编第13章4万字 金盾出版社 2007-019. 2009年中国水稻产业发展报告 参编 中国农业出版社 2009-0810. 水稻生产100问：水稻技术100问/现代农业产业技术一万个为什么 参编 中国农业出版社 2009-0311. 水稻病虫害及防治原色图册 傅强、黄世文、谢茂成主编 金盾出版社 2009-1112.水稻主要病虫害防控关键技术解析 黄世文、王玲、刘连盟主编 金盾出版社 2010-0413. 稻田浮萍：农业综合体系中多功能小型水生植物,原著：Ronald A. 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Structure and validation of RICEPEST, a production situation-driven, crop growth model simulating rice yield response to multiple pest injuries for tropical Asia 黄世文排名第8位, (Sci) Ecological Modelling, 2002, 153: 247 -268200117. 影响链格孢菌生长及产孢的因子 黄世文，余柳青等 中国生物防治, 2001, 17(1):16-1916. 国际水稻所的微生物除草剂研究进展 段桂芳、余柳青、黄世文 世界农业, 2001, 1:37-3915. Efficacy of pathogenic fungi and combination use with the herbicide to control Echinochloa crus-galli in rice field S. W. Huang, L. Q. Yu et al Proceedings of the 18th Asian-Pacific weed science society conference, Beijing, P. R. China, May 28-June 2, 2001. Standards Press of China, P: 399-40514. Studies on Allelopathy of Rice (Oryza Stativa) for Barnyardgrass Control 余柳青、徐正浩、黄世文 同上, 2001, P: 198-20213. 三株病原真菌对稗草生防潜力的研究 黄世文，段、余等 植物保护学报, 2001, 28(4): 313-31712. 影响稗草病原菌内脐孢（Drechslera monoceras）生长及产孢的因子 段桂芳、黄世文、余柳青 《面向21世纪的植物保护发展战略》,2001, 8, 中国科学技术出版社， 950-95211. Preliminary evaluation of potential pathogenic fungi as bioherbicides of barnyardgrass (Echinochloa cruss-galli) in China S. W. Huang, A. K. Watson, G. F. Duan et al International Rice Research Notes, 2001, 26 (2): 35-3610. Testing a yield loss simulation model for rice in Chinese rice-wheat system production environments 黄世文排名第4 International Rice Research Notes,2001, 26 (1): 28-299. 拜田净和磺酰脲类除草剂混用的互作类型研究 黄世文排名第3 《面向21世纪的植物保护发展战略》,2001,8, 中国科学技术出版社, 1020~1025 8. 好安威干拌种剂防治晚稻秧苗害虫 黄世文排名第6 植物保护, 2001，27(1): 40-4120007. 利用稗草病原菌开发微生物除草剂的研究 黄世文，A. K. Watson等 《微生物农药及其产业化》,主编: 俞子牛（科学出版社）2000,P:260~2666. 微生物除草剂的研究和开发进展 余柳青、黄世文、徐正浩 《微生物农药及其产业化》, 主编: 俞子牛（科学出版社）2000,P: 255-2595. 淡紫灰吸水链霉菌及其紫外诱变菌株用于害物生防研究 黄世文，余柳青 农业生物技术学报, 2000,8(1): 79-844. Preliminary study on three pathogens with potential biological control in Barnyard grass (Echinochloa crus-galli) Huang shiwen，A .K. Watson et al Chinese Rice Research Newsletter (CRRN), 2000, 8 (1): 8-93. Inhibiting efficacy of metabolites of Streptomyces lavendulohygtroscopicus and its ultraviolet induced strain on two rice diseasesHuang shiwen, Yu liuqing Chinese Rice Research Newsletter (CRRN), 2000, 8 (2): 5-62. Study on the biological control of barnyard grass (Echinochloa spp.) with fungi pathogens Huang S., Watson AK et al Abstracts of International Rice Research Conference: 31 March-3 April, Published by IRRI, 2000. P: 2001. Rice Pest Constrainst in Tropicl Asia: Characterization of Injury Profiles in Relation to Production Situations Serge Savary, Laetitia Willocquet, Francisco A. Elazegui, Paul S. Teng, Pham Van Du, Defeng Zhu, Qiyi Tang, Shiwen Huang, Xianquing Lin, H. M. Singh, and R. K. Srivastava (Sci) Plant Disease, 2000, 84 (3): 341-356
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中国现代菇业发展现状及展望引言中华人民共和国成立（1949年）之后，在中国共产党和各级政府的重视下，给中国的菇业--这种有悠久历史的传统产业带来蓬勃发展的生机，特别是党的十一届三中全会以来，改革开放方针为我国菇业发展提供了前所未有的机遇。在国家科技部实施"星火计划"，农业部实施"丰收计划"，教育部实施"燎原计划"，各省市实施"扶贫计划"，农村实行种植结构调整，启动"白色农业工程"和国务院提出"开发大西北"等一系列重大举措中，都把食用菌的科研和生产列为重点扶持项目。在这种大好形势下，我国的全体菇业同仁，科技人员和1500万菇农，团结协作、群策群力，坚持走有中国特色的发展食用菌的道路，经过半世纪努力，使我国菇业一直保持欣欣向荣、持续发展的局面，并跃居世界食用菌生产大国之列，为发展农村经济，帮助农民脱贫致富、丰富城乡人展的物质供应改善人民的生活、增加外汇收入、开发新的食品资源和药品资源、保障人民健康等方面都作出了很重要的贡献。一、历史回顾1．60年代根据内贸部（商业部各省市供销社）和外贸部（中国土畜产粮油进出口公司）（各省市外贸局）、医药公司提供的国内外需求的信息，各地的农业局、食用菌协会，食用菌生产领导小组或办公室立刻发动和组织传统的有出口价值的食用菌商品生产，群众习称发展三菇两耳一茯苓（蘑菇、草菇、金针菇、白木耳、黑木耳、茯苓Wolfiporia cocos）。70年代根据国内市场，重点抓栽培材料丰富、栽培方法简单、群众欢迎的品种，群众称"五菇三耳一茯苓"（蘑菇、草菇、平菇、金针菇、凤尾菇、白木耳、黑木耳、毛木耳、茯苓）。2．在发展生产的同时，根据各地的资源，大力提倡合理采集和利用野生（天然的）食用菌资源，特别是至今还无法人工栽培的各种内生或外生菌根性食用菌，如红菇（Russula vinosa）、青头菌(Russula virescens)、松口蘑(Tricholoma matsutake)、牛肝菌(Boletus edulis)。3．系统总结传统食用菌香菇、黑木耳、银耳的栽培经验，进行技术革新，大力普及科学种菇知识。4．利用现代生物学、微生物学知识与技术，分离培养出各种可以人工栽培的木生或草生的野生食用菌菌种，进行人工驯化，使之变野生为家栽。80年代，随着栽培品种的增多，常规品种难于销售，三明真菌研究所提出大力发展珍稀食用菌的建议。5．我们强调科研和生产（栽培）相结合，提倡科技人员必须实践--实践--再实践，学习，学习，再学习。我们提倡科研所的工作人员深入生产区，总结群众实际的生产经验，并跟踪和借鉴世界各国，特别是欧美各国的先进生产技术和管理经验来提高我国食用菌科技工作者和生产者的水平，6．作为重点生产资料的菌种生产。我们强调生产单位（菌种场）或生产人员，必须有事业心、责任心、良心和爱心，必须向菇农提供优质没有杂菌污染的优良菌种，不许用劣种、假种坑害菇农。7．在人才培养方面，华中农业大学、浙江农业大学、南京农业大学、北京农业大学、山西大学、福建农学院等部分教师长期从事食用菌的教学和科研工作，并先后开设食用菌的专业班、进修班，有条件的还招收硕士研究生或博士研究生，同时建立许多专业的科研机构，如上海食用菌研究所，广东省微生物研究所，三明真菌研究所，商业部昆明食用菌研究所，轻工业部食用菌研究所，福建轻工研究所，以及各省市县的食用菌研究所、民办研究所、试验站。他们带动全国近3000万菇农，把生产和研究逐步引向深入，并在生产实践中，有所发明、有所创新。许多栽培工艺、新模式、新技术都是他们创造发出来的，他们既推动食用菌的发展，又成为食用菌生产的行家里手。8、此外，各地还创办了各种食用菌杂志，如上海的《食用菌》与《食用菌学报》，昆明的《中国食用菌》，以及《浙江食用菌》、《江苏食用菌》、《福建食用菌》等，发表了数万篇的论文、报告、译文，既交流了经验，又促进了食用菌发展。二、发展现状食用菌已成为中国农业中的一个重要产业，是种植业中仅次于粮、棉、油、果、菜的第六大类产品，总产值达200多亿元。现在，中国食用菌年产量占世界总产量的60％以上，出口量占亚洲出口总量的80％，占全球贸易的 40％。2001年全国食用菌产量达到781多万吨, 2002年其产量为876万吨，加工后的总产值 408亿元。中国是名副其实的食用菌生产大国，除产量外，食用菌的栽培种类也位居世界首位。目前在中国进行人工栽培的食用菌约有六十余种，例如双孢蘑菇(Agaricus bisporus)、香菇(Lentinula edodes)、金针菇(Flammulina velutipes)、平菇(Pleurotus ostreatus)、凤尾菇(Pleurotus pulmonarius)、秀珍菇（Pleurotus spp.）、滑菇(Pholiota nameko)、竹荪（Dictyophora spp.）（棘托竹荪Dictyophora echinovolvata、长裙竹荪Dictyophora indusiata、短裙竹荪Dityophora duplicata、红托竹荪Dictyophora rubrovolvata）、毛木耳(Auricularia polytricha)、黑木耳(Auricularia auricula)、银耳(Tremella fuciformis) 、草菇(Volvariella volvacea)、银丝草菇(Volvariella bombycina)、猴头菌(Hericium erinaceus)、姬松茸(Agaricus blazei)、杏鲍菇(Pleurotus erygii complex)、阿魏蘑(Pleurotus ferulae)、白灵菇(Pleurotus nebrodensis)、灰树花(Grifola frondosa)、皱环球盖菇(Stropharia rugoso-annulata)、长根菇(Oudemansiella radicata)、鸡腿蘑(Coprinus commatus)、真姬菇(Hypsizygus marmoreus)等。中国的食用菌重点产区主要分布在黑龙江、河北、河南、山东、浙江、江苏、福建、广东和四川等省（见图1）。全国有两个省年产量超过100万吨，3个省超过 50万吨，6个省超过30万吨，4个省超过10万吨。但是，全国食用菌的生产发展很不平衡，西部地区发展尤为缓慢。图1 中国食用菌的重点产区分布图食用菌是我国重要的出口创汇农产品。据国家海关总署统计，2002年我国食用菌产品出口量为万吨、出口值亿美元、平均换汇美元／吨。2002年我国食用菌产品出口到119个国家和地区，其中香菇(干)出口6648 吨，创汇4148万美元，占世界香菇贸易额的80％；黑木耳(干)出口7767吨，创汇2507万美元。出口到世界各大洲的出口量与出口值所占比例见表1。出口量在万吨以上的国家和地区有12个：日本、香港、韩国、德国、加拿大、马来西亚、美国、意大利、荷兰、俄罗斯联邦、爱沙尼亚和台湾省。出口值在500万美元以上的国家和地区有15个：日本、香港、德国、韩国、意大利、美国、马来西亚、加拿大、荷兰、澳大利亚、俄罗斯联邦、爱沙尼亚、台湾省、法国、印度。表1 2002年我国食用菌出口量与出口值亚洲欧洲北美洲南美洲大洋洲非洲出口量出口值按2002年海关统计目录，在与上年可比的15种产品中：出口量增长的产品有6种（表2），出口量下降的产品有9种（表3）。出口值增长的有9种(表4)，出口值下降的有6种（表5）。表2 2002年出口量增长的食用菌产品茯苓干木耳小白蘑菇罐头非醋方法制作或保藏的块菌干银耳冷冻松茸表3 2002年出口量下降的食用菌产品盐水小白蘑菇其他干蘑菇及菌块（包括香菇）鲜或冷藏菌块冬虫夏草其他暂时保藏的蘑菇及菌块未列名主要用作药料的植物（包括灵芝）盐水松茸其他伞菌属蘑菇罐头其他非醋方法制作或保藏的伞菌属蘑菇表4 2002年出口值增长的食用菌产品其他伞菌属蘑菇罐头茯苓冬虫夏草小白蘑菇罐头干木耳盐水松茸冷冻松茸干银耳其他非醋方法制作或保藏的伞菌属蘑菇表5 2002年出口值下降的食用菌产品盐水小白蘑菇鲜贮或冷藏菌块其他暂时保藏的蘑菇及菌块其他干蘑菇及菌块（包括香菇）未列名主要用作药料的植物（包括灵芝）非醋方法制作或保藏的菌块三、展望从新中国成立到二十世纪末，短短的五十年间，中国的食用菌产业从无到有，从小到大，取得了举世瞩目的成绩。但是中国的食用菌产业在科研、产品质量、产品价位、深加工等领域与世界先进水平还有相当差距。要把这个产业做大做强，还需要不断努力，继续拼搏。我们必须认真总结我们已经取得的成功经验，克服我们的缺点，改进我们的组织、管理，并努力借鉴和学习世界各国的先进生产技术和管理经验。今后我们必须逐步做好以下几方面的工作。1、加强对国内外科技信息和市场信息的研究。"知己知彼，百战不殆"，我们必须知道国内外市场的需求（种类、数量）来组织各地的食用菌生产，防止盲目生产，单品种一哄而起，菇贱伤农，挫伤生产者的积极性。2、把扶贫式粗放型千家万户小规模的栽培模式，逐渐向专业化集约型的栽培模式转变，按照各省市"十五"规划的要求，充分利用各地的温、光、水、气、物等自然资源，发展各具特色的市县食用菌产业，在巩固历来常规的传统品种如香菇、蘑菇、平菇、草菇、金针菇等的同时，适当栽培一些珍稀食用菌，既要满足广大工薪阶层的消费水平，又要满足高薪阶层酒家、宾馆的特殊需要（如白灵菇、杏鲍菇、茶薪菇、真姬菇等）。不要单单追求产量，而应重点放在提高产品质量。3、建议各地增加科技投入，组建国家级、省市级专业科研所和地方民营的科研所。目前，分散在各省市的专业研究所面临经费短缺，人员老化，或退休或转制的多重压力，科研人员后继乏人，尤其是高级研究人员更为缺乏，各地应把培养人才作为一项长远的投资来抓。4、加强菌政管理，逐步建立菌种（新品种、新菌株）注册登记制度，保护育成者或单位的合法权益；建立审定菌株的菌种生产制度；严禁无证生产销售伪劣菌种坑害菇农。5、我国加入WTO后，食用菌产品出口，除面临日趋激烈的市场竞争外，技术壁垒（绿色壁垒）明显增多，食用菌产品的安全性对其出口的不利影响更加突出，应当引起业内人士的高度重视。必须加强食用菌病虫害的综合管理，禁止使用各种危害人体健康的农药如滴滴涕（DDT）、乐果(Dimethoate)、多菌灵(Carbendazim)、甲胺磷(Methamidophos)，各种未经安全检查及卫生部门批准使用的各种自制的杀菌剂，禁止使用有残留的重金属元素如砷(As)、汞(Hg)、镉(Cd)，生长激素、抗生素(Antibiotics)等。6、加强各省市县食用菌的资源普查。保护生物资源的多样性。为引种、驯化、育种和栽培提供本国的种质资源。开发可以人工栽培的木腐菌、草腐菌、充分利用并合理采集现在还不能人工栽培的各种菌根型食用菌。有条件的高等院校和科研单位应逐步重视食用菌生物学、生理学和遗传学方面的研究，为选育优良菌种和高产、稳产、优质高效提供理论依据和相关技术措施。7、大力开发符合联合国粮农组织（FAO）与世界卫生组织（WHO）提出的"天然、营养、保健、安全"要求的食用菌新品种。8、开发食用菌栽培的新原辅材料（基本材料、辅助材料、增量材料、营养源材料、增氧剂、吸水剂），研究新配方，保护有限的阔叶树资源（结合当前退耕还草还林工程）营造食用菌专用林，充分利用各地野生的碳源植物（如各种禾本科野草），各种野生的氮源植物（如豆科植物），但不得使用转基因的辅助材料。9、加强各种食用菌机具的研制，提高劳动效率，降低生产成本。降低劳动强度。10、加强食用菌废培养基的综合利用研究，保护各生产区的生态环境。11、加强食用菌的深度加工研究。食（药）用菌含有多种功能独特的活性成分（例如香菇多糖、灵芝多糖、灰树花多糖等），利用现代科技手段将这些活性成分提取出来造福人类。食用菌是人类现在与未来重要的食品与药品来源，我们愿意与世界各国加强交流与合作，共同促进世界菇业的发展。（谢谢！）
微生物育种-诱变育种摘要：分析了近几年来我国常用的几种物理诱变和化学诱变育种方法的原理、特点以及成功案例等, 为微生物诱变育种提供了依据。综述了其在酶制剂、抗生素、氨基酸、维生素、杀虫剂等高产菌种选育中的应用进展;对该技术与离子束技术、空间技术的结合在微生物菌种选育中的应用前景进行了展望。关键词：诱变；微生物育种；应用进展；展望 微生物与酿造工业、食品工业、生物制品工业等的关系非常密切, 其菌株的优良与否直接关系到多种工业产品的好坏,甚至影响人们的日常生活质量,所以培育优质、高产的微生物菌株十分必要。微生物育种的目的就是要把生物合成的代谢途径朝人们所希望的方向加以引导, 或者促使细胞内发生基因的重新组合优化遗传性状, 人为地使某些代谢产物过量积累,获得所需要的高产、优质和低耗的菌种。作为途径之一的诱变育种一直被广泛应用。目前,国内微生物育种界主要采用的仍是常规的物理及化学因子等诱变方法。此外,原生质体诱变技术已广泛地应用于酶制剂、抗生素、氨基酸、维生素等的菌种选育中,并且取得了许多有重大应用意义的成果。1、诱变育种物理诱变紫外照射紫外线照射是常用的物理诱变方法之一, 是诱发微生物突变的一种非常有用的工具。DNA 和RNA 的嘌呤和嘧啶最大的吸收峰在260nm, 因此在260nm 的紫外辐射是最有效的致死剂。紫外辐射的作用已有多种解释,但比较确定的作用是使DNA 分子形成嘧啶二聚体[1]。二聚体的形成会阻碍碱基间正常配对,所以可能导致突变甚至死亡[2]。紫外照射诱变操作简单,经济实惠,一般实验室条件都可以达到,且出现正突变的几率较高,酵母菌株的诱变大多采用这种方法。电离辐射γ- 射线是电离生物学上应用最广泛的电离射线之一,具有很高的能量,能产生电离作用,可直接或间接地改变DNA 结构。其直接效应是可以氧化脱氧核糖的碱基,或者脱氧核糖的化学键和糖- 磷酸相连接的化学键。其间接效应是能使水或有机分子产生自由基, 这些自由基可以与细胞中的溶质分子发生化学变化,导致DNA 分缺失和损伤[2]。除γ- 射线外的电离辐射还有X- 射线、β- 射线和快中子等。电离辐射有一定的局限性,操作要求较高,且有一定的危险性,通常用于不能使用其他诱变剂的诱变育种过程。离子注入离子注入是20 世纪80 年代初兴起的一项高新技术,主要用于金属材料表面的改性。1986 年以来逐渐用于农作物育种,近年来在微生物育种中逐渐引入该技术[3]。离子注入时,生物分子吸收能量,并且引起复杂的物理和化学上的变化,这些变化的中间体是各类活性自由基。这些自由基,可以引起其它正常生物分子的损伤,可使细胞中的染色体突变,DNA 链断裂,也可使质粒DNA 造成断裂。由于离子注入射程具有可控性, 随着微束技术和精确定位技术的发展,定位诱变将成为可能[4]。离子注入法进行微生物诱变育种, 一般实验室条件难以达到,目前应用相对较少。 激光激光是一种光量子流,又称光微粒。激光辐射可以通过产生光、热、压力和电磁场效应的综合应用,直接或间接地影响有机体,引起细胞染色体畸变效应、酶的激活或钝化,以及细胞分裂和细胞代谢活动的改变。光量子对细胞内含物中的任何物质一旦发生作用, 都可能导致生物有机体在细胞学和遗传学特性上发生变异。不同种类的激光辐射生物有机体,所表现出的细胞学和遗传学变化也不同[5]。激光作为一种育种方法,具有操作简单、使用安全等优点,近年来应用于微生物育种中取得不少进展。 微波微波辐射属于一种低能电磁辐射, 具有较强生物效应的频率范围在300MHz~300GHz,对生物体具有热效应和非热效应。其热效应是指它能引起生物体局部温度上升。从而引起生理生化反应;非热效应指在微波作用下,生物体会产生非温度关联的各种生理生化反应。在这两种效应的综合作用下,生物体会产生一系列突变效应[6]。因而,微波也被用于多个领域的诱变育种,如农作物育种、禽兽育种和工业微生物育种,并取得了一定成果。 航天育种航天育种,也称空间诱变育种,是利用高空气球、返回式卫星、飞船等航天器将作物种子、组织、器官或生命个体搭载到宇宙空间, 利用宇宙空间特殊的环境使生物基因产生变异,再返回地面进行选育,培育新品种、新材料的作物育种新技术。空间环境因素主要有微重力,空间辐射,以及其它诱变因素如交变磁场,超真空环境等,这些因素交互作用导致生物系统遗传物的损伤,使生物发生诸如突变、染色体畸变、细胞失活、发育异常等。航天育种较其它育种方法特殊, 是航天技术与微生物育种技术的有机结合,技术含量高,成本高,个体研究者或一般研究单位都难以实现,只能与航天技术相结合,由国家来完成。2．1 化学诱变 烷化剂烷化剂能与一个或几个核酸碱基反应,引起DNA 复制时碱基配对的转换而发生遗传变异, 常用的烷化剂有甲基磺酸乙酯、亚硝基胍、乙烯亚胺、硫酸二乙酯等。甲基磺酸乙酯( ethylmethane sulphonate ,EMS) 是最常用的烷化剂,诱变率很高。它诱导的突变株大多数是点突变，该物质具有强烈致癌性和挥发性,可用5%硫代硫酸钠作为终止剂和解毒剂。N- 甲基- N'- 硝基- N- 亚硝基胍( NTG) 是一种超诱变剂,应用广泛,但有一定毒性,操作时应该注意。在碱性条件下,NTG 会形成重氮甲烷(CH2N2),它是引起致死和突变的主要原因。它的效应很可能是CH2N2 对DNA 的烷化作用引起的[2]。硫酸二乙酯( DMS) 也很常用,但由于毒性太强,目前很少使用。乙烯亚胺,生产的较少,很难买到。使用浓度,高度致癌性,使用时需要使用缓冲液配置。 碱基类似物碱基类似物分子结构类似天然碱基,可以掺入到DNA 分子中导致DNA 复制时产生错配,mRNA 转录紊乱,功能蛋白重组,表型改变。该类物质毒性相对较小,但负诱变率很高,往往不易得到好的突变体。主要有5- 氟尿嘧啶( 5- FU) 、5- 溴尿嘧啶( 5- BU) 、6- 氯嘌呤等。程世清等[25]用5- BU 对产色素菌( 分枝杆菌T17- 2- 39) 细胞进行诱变,生物量平均提高． 无机化合物诱变效果一般,危险性较小。常用的有氯化锂,白色结晶,使用时配成的溶液, 或者可以直接加到诱变固体培养基中,作用时间为30min～2d。亚硝酸易分解,所以现配现用。常用亚硝酸钠和盐酸制取,将亚硝酸钠配成 的浓度, 使用时加入等浓度等体积的盐酸即可。 其他盐酸羟胺,一种还原剂,作用于C 上,使G- C 变为A- T。也较常用,使用浓度为～,作用时间60min～2h。此外,诱变时将两种或多种诱变因子复合使用,或者重复使用同一种诱变因子,效果更佳。顾正华等[7]以谷氨酸棒杆菌ATCC- 13761 为出发菌株,经DMS 和NTG 多次诱变处理,获得一株L- 组氨酸产生菌。2、诱变剂 诱变剂的选择在选择诱变剂时, 需要注意诱变剂的专一性, 即某一诱变剂或诱变处理优先使基因组的某些部分发生突变而别的部分即使有也很少发生突变。对诱变剂专一性的分子基础不十分了解万尽管有关的修复途径必定对此有影响, 但它们的关系并不那么简单, 其它各种因素,包括诱变处理的环境条件也能影响突变类型。工业遗传学家很难正确地预言改良某一菌种时需要何种类型的分子水平的突变。因此, 为了产生类型尽可能多的突变体, 最适当的方法是采用几种互补类型的诱变处理。远紫外无疑是所有诱变剂中最为合适的, 似乎可以诱导所有已知的损伤类型。采取有效、安全的预防方法也很容易。在化学诱变剂中, 液体试剂比粉末试剂更易进行安全操作。的另一个不利因素是它有产生紧密连锁的突变丛的趋势, 尽管这种效应在某些体系中能成为有利条件。最后, 必须认识到可能某些特异菌系用某些诱变剂是不能被诱变的。当然这一点通过测定易检出的突变体, 如抗药性突变体或原养型回复突变体的诱变动力学可以相当容易地得到验证。[8] 诱变剂的剂量从随机筛选的最佳效果看, 诱变剂的最适剂量就是在用于筛选的存活群体中得到最高比例的所需要的突变体, 因为这会使在测定效价的阶段更省力。因此在菌株改良以前,为了决定所用诱变剂的最适剂量, 并为突变性的增强技术打下基础, 聪明的做法通常是测定不同诱变剂处理不同菌种时的突变动力学。用高单位突变本身来测定最适剂量有时是不可能的, 因为这种突变的检测很困难。但如使用容易检出的标记如耐药标记, 只要估计到方法的局限性, 还是可以提供一些有价值的资料的。[9]3、原生质体诱变在工业微生物育种中的应用进展 在酶制剂菌种选育中的应用酶制剂是活的有机体产生的有催化活性的蛋白质,是所有新陈代谢过程必不可少的要素。应用原生质体诱变技术对酶制剂的生产菌株进行诱变,已经获得了许多高产菌株。胡杰等[10 ]对沪酿(Aspergillus oryzae) 31042米曲霉的原生质体进行紫外线-氯化锂、N-甲基- N′-硝基-N - 亚硝基胍( N - methyle - N′- nitro - N -nitrosogunidinc, NTG)复合诱变,筛选到8 株高产中性蛋白酶突变株群,其中最高产酶活力为出发菌株的1162倍,为以后的细胞融合、基因组改组等提供了优良的候选文库。3．2抗生素高产菌种选育中的应用抗生素是微生物细胞的次级代谢产物,目前主要采用微生物发酵法进行生物合成。由于生产菌种产量的高低受多步代谢调控的制约,高产菌株的选育也很困难。原生质体诱变作为一种诱变技术,在抗生素的高产菌种选育中已有着广泛的应用。朱林东等[ 11 ] 通过紫外线诱变始旋链霉菌( S treptom ycespristinaespiralis)的原生质体, 得到了产普那霉素为1159g/L的高产突变株,比出发菌株提高10113%。 在氨基酸、生产溶剂及有机酸菌种选育中的应用氨基酸是生物功能大分子蛋白质的基本组成单位,在食品、饲料、医药、化学工业、农业等行业中应用广泛,各国都在大力发展氨基酸生产。发酵法已成为氨基酸生产的主要方法。因此选育高产菌株是氨基酸工业发展的重要方向。生产溶剂和有机酸是微生物的初级代谢产物,原生质体诱变技术在生产溶剂和有机酸生产菌种选育中也取得了成效。 生素菌种选育中的应用维生素是维持人和动物生命活动必需的、但不能自身合成的一类有机物质,在生长、代谢、发育过程中发挥着重要的作用。韩建荣等用激光处理青霉( Penicillium sp) PT95 的原生质体,选育到一株菌核生物量和类胡萝卜素含量均有显著提高的突变株L05。该突变株的菌核生产量提高 ,菌核中的类胡萝卜素含量提高 ,类胡萝卜素产率的增加幅度达到。 虫菌种选育中的应用苏云金杆菌(B acillus thuringiensis)是从自然界中筛选出来的一大类细菌型微生物杀虫剂,多应用于农林害虫的防治中。王丽红等[ 12 ] 对苏云金杆菌NU- 2的原生质体进行紫外线-氯化锂复合诱变,筛选到的突变株发酵周期从44h缩短到,晶体蛋白含量提高。4、 展望未来近年来,随着新的诱变源的出现,原生质体诱变技术的应用也会有新的进展。离子束作为一种新的诱变源,有其特有的作用机理[ 13 ] ,使得离子束诱变具有诱变谱广、变异幅度大、突变率高等优点,其应用也取得了很多重要的成果,特别是运用离子注入选育Vc菌株的成功,为我国的VC 行业增添了活力。航天搭载的微生物菌种,能借助微重力、空间辐射、超真空等综合空间环境因素的转换,在较短时间里创造目前其它育种方法难以获得的罕见基因突变,以此来进行微生物育种是空间技术育种的一个重要的应用领域。利用空间技术对某些抗生素的产量提高及酶制剂研究曾有些可喜的结果。将离子注入、空间技术与微生物原生质体技术结合起来,微生物原生质体诱变技术将会有更加广阔的应用前景。5、结语随着遗传学和分子生物学领域的飞速发展, 许多新型复杂的技术被应用于菌种选育, 如原生质体融合育种技术和基因工程育种技术等, 但是诱变育种技术仍是提供菌株生产能力的重要有效手段。它获得的正突变率相对较高,可以得到多种优良突变体和新的有益基因类型。另一方面,诱变育种存在一定的盲目性和随机性,在实际应用中,研究者应根据出发菌株及实验室条件等具体情况来选择合适的诱变方法。本实验室将物理因子和化学因子结合起来对多种酵母菌株进行复合诱变,均得到了理想菌株。此外,我们正在尝试反复采用几种诱变因子进行多次诱变,以期得到更为理想的菌株。参考文献：[1] Madigan,(美),(美),Parker,J.(美).微生物生物学[M].北京:科学出社,2001:390.[2] 曹友声,刘仲敏.现代工业微生物学[M].长沙:湖南科学技术出版社,1998.[3] 陈义光,李铭刚,徐丽华,等.新型物理诱变方法及其在微生物诱变育种中的应用进展[J].长江大学学报,2005,2(5):46- 48[4] 余增亮.离子注入生物效应及育种研究进展[J].安徽农学院学报,1991,18(4):251- 257.[5] 胡卫红.激光辐照微生物的研究概况[J].激光生物学报,1999,8(1):66- 69.[6] Leach and reproductive effects of microwave radiation[J].Bull NYAcademicMedicine,1980,55(2):249- 257.[7]顾正华.L- 组氨酸产生菌的选育[J].无限轻工大学学报,2002,21(5): 533- 535.[8]施巧琴,吴松刚.工业微生物育种学(2 版)[M].北京:科学出版社,2003:1- 4,76- 78.[9]戴四发, 黎观红, 吴石金.现代工业微生物育种技术研究进展.微生物学杂志, 2000 年6 月, 20 卷, 2 期.[ 10] 胡杰,潘力,罗立新,等1米曲霉孢子原生质体复合诱变及高活力蛋白酶菌株选育[ J ]1食品工业科技, 2007, 28 (5) :116～1191[ 11 ] 朱林东,金志华1普那霉素产生菌的原生质体诱变育种[ J ]1中国抗生素杂志, 2006, 31 (10) : 591～5941[ 12 ] 王丽红,郭爱莲1苏云金杆菌NU- 2原生质体复合诱变的研究[ J ]1微生物学杂志, 2006, 26 (4) : 23～261[ 13 ] Huiyun Feng, Zengliang Yu, Paul K Chu1 Ion imp lantationof organisms [ J ] 1Materials Science and Engineering, 2006, 54(3- 4) : 49～1201
数控机床改造论文对数控机床的改造进行阐述，并对数控机床改造的特点和常用方法研究。
数控机床改造论文【1】
【摘要】数控机床的改造在机械加工行业中应用越来越广,近年来用户对数控机床的认知能力进一步提高,对此需求也进一步增加，机床数控化改造成为新的经济增长行业。
【关键词】数控;机床;数控化改造;特点和方法
1 机床数控化改造分析
一台旧设备使用到一定年头后，必然会故障频繁发生、维修困难、生产效率降低、加工精度不稳定、甚至完全停机。
对这样的设备是采取彻底报废、还是经过中大修数控改造?做出这种决定之前，首先要对现有设备的剩余使用价值作出评估。
例如一台加工中心，主要构成的机电部件有：①CNC系统及操作子系统;②伺服系统(包括电动机);③机床电气;④机械本体(床身、立柱、导轨和丝杠等);⑤刀库机械手系统;⑥自动工作台交换系统(APC)等。
每一个子系统根据实际情况，都可以作出相应剩余使用价值评估。
例如根据伺服系统的磨损程度，如果继续留用，应考虑整修后还有50%以上剩余价值;但考虑到新更换数控系统的匹配及追求好的伺服特性，即使旧的伺服系统没有完全损坏，或预计继续使用寿命不会太长，也可考虑彻底更换。
机械部件的剩余价值一般都占较高比例，多项工程实践表明，一台高质量机床的机械大件磨损是有限的。
例如改造过的70年代美国卧式加工中心，X方向行程1台为、1台为，导轨的直线度和扭曲都能调整到，导轨本身没有进一步修磨。
机械手刀库部件易损件集中在几个零件上(如手爪、插销等)，即使重新更换花费也不多，因此机械部件都占有较高剩余价值。
2 数控机床改造的特点
投资额少、交货期短同购置新机床相比,一般可以节省60 % - 80 %的费用,改造费用低,特别是大型、特殊机床尤其明显。
一般大型机床改造,只是新机床购置费用的1/ 3 。
即使有些特殊情况,如高速主轴、托盘自动交换装置的制造与安装过于费工、费钱,改造成本也高2 - 3倍,但与购置新机床相比,也能节省投资50%左右。
另外可以根据实际情况进行针对性的改造，交货期缩短。
机械性能稳定可靠 所利用的床身、立柱等基础件都是重而兼顾的铸造构件,而不是那种焊接构件,改造后的机床性能高、质量好,可以作为新设备继续使用多年。
熟悉了解设备、便于操作维修 购买新设备时,不了解新设备是否满足其加工要求。
改造则不然,可以精确地计算出机床的加工能力,另外,由于多年使用,操作者对机床的特性早已了解,在操作使用和维修方面培训时间短,见效快。
改造的机床一安装好,就可以实现全负荷运转。
可采用最新的控制技术可根据技术革新的发展速度,及时地提高生产设备地自动化水平和效率,提高设备和档次,将旧设备改成当今水平的机床。
充分利用现有的条件可以充分利用现有地基,不必像购置新设备时那样需要重新构筑地基。
因此可节约费用,降低改造成本,同时也可缩短生产准备周期。
3 提高数控机床改造精度的常见方法
数控机床在设计上要达到高的静动态刚度,运动副之间的摩擦系数小、传动无间隙、功率大、便于操作和维修。
机床数控改造时应尽量达到上述要求,还应对主要部件进行相应的改造使其达到一定的设计要求,才能获得预期的改造目的,常见的机床改造方法如下：
修复机床导轨精度
导轨的作用是导向与承载。
导轨在空载和在切削条件下运动时,都应具有足够的导向精度。
是机床几何精度的基础,所以,机床在改造时,为了达到预期的精度要求,往往必须修复导轨精度。
对不同形式导轨,大概修理方法如下:
使用环氧型耐磨导轨涂层修复导轨精度:工作台导轨的涂层,就是床身导轨的拓印,它的配合精度必然很高,简化了工艺,缩短了制造周期。
应用于机床改造更为便利,效果显著。
铸铁导轨:铸铁导轨的精加工是用刮削的方法得到的,刮研显点为18 ―25 点/ 平方厘米,同时,必须保证润滑的可靠性。
这样才能尽可能的减小摩擦,以及对位置控制精度的影响。
恢复主轴精度
主轴是主轴组的重要组成部分。
机床工作时,由主轴夹持着工件或刀具直接参加表面成形运动,对加工质量和生产率,有重要影响。
所以,改造时必须修复主轴的精度。
对于精度超差的主轴拆卸以后应对其进行全面检查,以便确定修理方案。
但大多需要更换主轴轴承、重新调整轴承的间隙调整和预紧。
调整后应进行温升实验,温升超过规定值,应减少预紧量。
当主轴轴承重新装配好后,用千分表和标准检验棒,检查主轴锥孔中心线是否和主轴的回转中心重合,如果相差较大,则必须用专用的磨头,重新磨削主轴锥孔,使其回转中心同主轴的回转中心完全重合。
修复或更换滚珠丝杠
丝杠传动直接关系到传动链精度，滚珠丝杠作为当代数控机床进给的主要传动机构,以其长寿命、高刚度、高效率、高灵敏度、无间隙等显著特点而得以广泛应用,成为各类数控机床的重要配套部件。
基本上现代的数控机床都采用了滚珠丝杠,但在改造时,一定要恢复其传动精度,或干脆更换新的或更高精度的滚珠丝杠,只有这样才能保证改造后的定位精度,尤其是在半闭环系统中,丝杠不仅要起到传动作用,还要起到标尺的作用,编码器只是测量丝杠的转数,至于工作台实际行走的距离,相当于开环,只能靠滚珠丝杠本身的精度保证。
利用精密仪器检测机床精度
可以结合具体的机床改造过程,利用先进的激光干涉仪测量系统,对机床的定位精度进行测量,并利用球杆仪快速检查机床精度,诊断误差来源,自动分析机床精度状态,检查出反向间隙、垂直度、直线度、周期误差、伺服不匹配、传动链磨损等,根据检测结果,进行必要的分析,再结合资金投入、新技术应用等因素确定必要的改造、修理方案。
在调整机床参数时,尤其是伺服驱动参数,可根据球杆仪的检测结果,进行系统优化,使机床参数更合理,系统更稳定。
在改造完成后,利用激光干涉仪对定位精度进行测量,并根据情况进行适当的补偿,可以大大提高机床的定位精度和加工精度。
减少传动环节的间隙
一般机床的齿轮主要集中在主轴箱和变速箱中。
为了保证传动精度,数控机床上使用的齿轮精度等级都比普通机床高。
在结构上要能达到无间隙传动,因而改造时,机床主要齿轮必须满足数控机床的要求,以保证机床加工精度。
如果进给传动系统中有蜗轮蜗杆传动,一定要注意,调整好反向间隙,否则,很可能直接影响机床性能。
另外,如果进给传动系统中有同步齿形带,也必须进行适当的调整或更换,尤其是在采用半闭环系统中,若此部分不在控制环内,将直接影响机床的定位精度。
4 结论
为了能够大幅度提高数控机床改造后的性能,升级为先进的高端机床,有时需要使用高性能和高可靠的新型功能部件。
但往往价格非常昂贵,使用时一定要根据实际情况,慎重选择。
本文对数控机床改造从实际情况分析入手，对数控机床改造特点和提高改造精度的常见方法进行了较全面的论述,对数控机床改造具有一定的指导意义。
数控机床刀架改造研究【2】
摘 要：随着机械制造发展，企业为了提高产品效益和质量，对普通机床数字化改造及普通数控机床升级改造愈来愈重视，因此数控机床改造有着广阔的市场和效益，刀架的改造就是其一。
关键词：电动刀架 数字化改造
一、数控机床刀架改造及方案
数控车床电动刀架是数控车床的重要功能部件，主要完成零件加工过程中的自动换刀。
使机床在一次装夹中完成多工序的加工，有效的减少刀具多次装夹带来的加工误差，刀架用于夹持切削用的刀具，其结构直接影响机床的切削性能和切削效率。
因此数控车床的刀架选择的好与坏、效率高与低将直接影响到产品的加工时间和质量，随着制造业的不断发展，对自动刀架的功能及性能要求也越来越高，原有的四工位刀架常常不能满足盘式零件加工要求。
本篇主要介绍如何用卧式六工位电动刀架取代立式四工位刀架，以提高数控机床使用性能。
图 1-1 所示为数控车床自动回转刀架机电系统，其中包括控制元件、动力源、传动装置、刀架体与检测装置。
PMC作为控制装置，通过程序控制电机的起停与正反转，电机作为动力源，通过传动装置控制上刀体的抬起、下降与转动，霍尔元件作为检测元件，检测上刀体是否到位，到位信号反馈给PMC，共同控制电机的运转。
下面从机械与电气两方面做一说明。
二、刀架选择及安装
1.刀架选择
数控刀架开始向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向发展。
目前国内数控刀架以电动为主，分为立式和卧式两种。
立式刀架有四、六工位两种形式，主要用于简易数控车床;卧式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋转，就近选刀，用于全功能数控车床。
另外卧式刀架还有液动刀架和伺服驱动刀架。
电动刀架是数控车床重要的传统结构，合理地选配电动刀架，并正确实施控制，能够有效的提高劳动生产率，缩短生产准备时间，消除人为误差，提高加工精度与加工精度的一致性等等。
另外，加工工艺适应性和连续稳定的工作能力也明显提高：尤其是在加工几何形状较复杂的零件时，除了控制系统能提供相应的控制指令外，很重要的一点是数控车床需配备易于控制的自动回转刀架，以便一次装夹所需的各种刀具，灵活方便地完成各种几何形状的加工。
电动刀架已经形成了系列产品，国内许多厂家已有定型产品，如：立式四工位刀架、卧式六工位刀架、八工位刀架、十工位、十二工位刀架等，我们在改造时只需要根据产品加工的工艺要求，选用卧式六工位刀架，如下图(b)。
2.刀架安装
与原刀架高度及尺寸相近视，刀架电控系统与原刀架电控系统电平一致，机械参数可以参考同类机床进行类比，中心高不能过高，低了可以用垫板垫;安装尺寸也要合适，可以采用过渡件安装。
3.电气改造及调试
电气控制部分改造分两步，线路改造和刀架控制梯形图的编写。
电气部分改造
电气部分，刀架电机主电路不变，原刀架四个刀位输入信号地址、、、中，前三个可作为六工位刀位信号使用，刀架的分度由刀架电动机后端的角度编码器进行检测和控制，信号是BCD码，可作为刀架加紧信号输入，需增加、两个输入点作为刀位选通信号及刀架电机过载保护输入端，系统其它电气控制部分不再改动，下图为改装后的原理接线图。
刀架结构及动作分析
经济型数控车床刀架式在普通车床六方位刀架的基础上发展的一种自动换刀装置，其功能和普通六方位刀架一样：有6个刀位，能夹持六把不同功能的刀具，方刀架回转60°时，刀架交换一个刀位，但方刀架回转和刀位号的选择是由加工程序指令控制的。
下面就以六工位刀架为例来说明其结构与原理，如下图所示。
刀位信号
自动刀架控制涉及到的I/O信号
PLC输入信号： ～：1～6号刀到位信号输入;：热继电器信号输入;
：行程到达信号输入; ：角度编码器位置选通信号输入;
：电源空开信号输入; PLC输出信号： ：刀架正转继电器控制输出;
：刀架反转继电器控制输出。
电动机的正反转由接触器KM6、KM7控制，刀架的松开和锁紧靠微动行程开关SQ1进行检测，地址为。
刀架的分度由刀架电动机后端的角度编码器进行检测和控制，信号是BCD码，分别是、、。
刀具位置选通脉冲信号为。
电动刀塔过载保护输入信号为。
选通信号为1时表示刀架已经旋转到某个刀位位置，这时的具体刀位号由、、来确定。
电气设计要求
机床接收到换刀指令(程序的T码指令)后，刀架电动机正转进行松开并分度控制，分度过程中要有转位时间的检测，检测时间设定为10s，每次分度时间超过10s系统就发出分度故障报警。
刀架分度并到位后，通过电动机反转进行锁紧和定位控制，为了防止反转时间过长导致电动机过热，要求电动机反转控制时间不得超过。
电动机正反转控制过程中，还要求有正转停止延时时间控制和反转开始的延时时间控制。
自动换刀指令执行后，要进行刀架锁紧到位信号的检测，只有检测到该信号，才能完成T代码功能。
自动换刀过程中，要求有电动机过载、短路及温度过高保护，并有相应的报警信息显示。
自动运行中，程序的T代码错误(T=0或T>7)时相应有报警信息显示。
控制软件的设计
电动刀架控制系统软件执行过程为：换刀系统接收到换刀指令后，系统首先读取刀号存储单元中存储的当前刀位号码，并将该存储单元中的刀位号与换刀指令给出的刀位号比较，如果相同，则不需换刀，系统继续向下执行程序;如果当前刀位号码与换刀指令给出的刀位号不相同，则PMC的'脚输出高电平控制刀架电机正转，并不断检测刀位到位信号。
当检测到刀位到位信号后，PMC的脚输出低电平，停止刀架运转，同时在脚输出高电平，电机反转，同时启动定时器(电机反转的时间必须严格控制，时间过短，刀架无法锁紧，时间过长，会导致电机过载而烧毁)，延时时间一到， 脚输出低电平，电机停止旋转，完成换刀过程。
接下来就要完成FANUC系统PMC刀架控制梯形图的编制，根据刀架换刀流程及I/O分配地址，完成刀架控制梯形图的编写。
对一台特定的数控机床，只要能满足控制要求，对梯形图的结构、规模并没有硬性的规定，我们可以按思路和逻辑方案进行编程。
但理想的梯形图程序除能满足机床的控制要求外，还应具有最少的步数、最短的处理时间和易于理解的逻辑关系。
调试
顺序程序的输入、调试
系统运行
机械选型安装和电气设计连接完成后，经过检查就可以通电试验，这些工作做完以后，车床刀架的升级改造工作就完成了。
数控机床改造的发展论文【3】
摘 要：近几年来，随着我国科技的快速发展，经济水平的不断提高，机械的科技水平也有了较大进步，其中数控机床改造也成为了人们较为关注的话题之一。
科学技术的进步同样也带动了数控机床的发展，使数控机床技术的运用有了改观。
文章对数控技术，数控机床进行了简单介绍，并对其改造情况进行了分析和总结，希望能够带来一定借鉴意义。
关键词：数控技术;数控机床;改造
最近几年来，我国的市场经济发展迅猛，进步之快令人欣喜，但随之而来的就是国内、国际市场竞争的白日化，其竞争激烈的程度不言而喻。
日趋激烈的市场竞争力带来的是中、小批量的生产越来越多，尤其在航空工业中占据的比例更大，甚至达到绝大部分，且零件外形趋于复杂，这也就要求零件的精度更高。
这些要求的日益严格，使得传统机床的工艺渐渐力不从心，无法满足现代化需求。
在这种情况下，柔性加工变得越发重要，而对数控机床的依赖也越来越大。
想要解决现有状况的方式通常有两种，一种是通过购买新的设备来替换老旧设备，从而决绝现有设备无法满足的缺陷，但这种方法所需的资金比较多，在资金紧张时很难实现。
另一种方法则是改造旧设备，从而获得数控加工能力，这种办法有效且节省开支，是目前较好的办法，这也使得数控机床改造成为了重要的研究课题之一。
1 数控技术与数控机床
数控技术在现代化生产中有着至关重要的作用，现代化生产离不开数控技术，它是生产自动化的核心技术，是实现生产自动化的关键所在。
现代化科学在如今的生产中运用广泛，想要实现生产的全自动化离不开优良的数控技术。
数控技术发展的好坏对现代化机械生产的作用不言而喻，甚至可以说其技术的好坏直接影响着一个国家装备制造业的水平，同时映射着众多领域的技术水平。
可见基础科学的发展离不开数控技术的进步。
数控机床是典型的机电一体化产品，其高效利用解决了很多方面的问题。
在现代化的工厂中离不开数控机床，对于比较复杂、精密、繁多的零件加工，数控机床有着较大作用，是生产的关键所在。
柔性、高效能是其特点，更是现代化机床技术发展的大方向。
在航空航天、农业生产以及开采矿产等方面，数控技术都起到重要作用，并带动了工业的发展。
从根本而言，数控机床就是利用计算技术，将信息代码用数字的形式表示出来，再通过输入到数控设备中，通过数控设备发出各种指挥信号，从而控制机床，将一些复杂繁多的问题按照严格要求得以解决。
2 数控机床改造的优势
数控机床的优势有很多，单从效率方面和合理化方面就可归纳出七点。
以下做详细介绍。
(1)数控加工的种类较多，小批量生产上有着重要作用，是其自动化的手段。
它的自动化程度较高，并且加工的速度也非常迅速，都是其主要优点。
(2)产品质量是生产最为关注的问题之一，保持稳定的质量和较高的水准是数控加工的优势。
因为数控加工都是按照提前计算好的数值进行操作和加工的，所以它能够准确地进行加工并且还可以保证质量的稳定统一。
(3)现代加工中对于一些外形复杂且需要精度的加工是工作的难点问题之一。
数控加工可以有效解决这一方面的困难，并且能够在加工上保证效率和速度。
(4)装配的质量和效率依然是加工中所关注的问题之一，数控加工的零件都能够较好地解决这一方面的问题，并提高了零件装配的互换性。
(5)生产管理也在其作用下有了较好的发展，由于其加工时间固定，工作稳定，所以管理上也较为便捷，并未计算机集成制造系统的使用起到良好效果。
(6)在人工操作上，其有效利用可以减少劳动力，并提高工作准确度，提高产品质量。
(7)与人工加工相比，其优势在于可以连续加工，使加工不间断，在减少人工的同时，又缩短了工期，提高了效率。
3 数控机床改造技术的发展趋势
近些年来数控机床有了较快的发展，其外形和功能上也有了显著提高。
具体来说，在上世纪五十年代的时候，诞生了第一台数控机床，这是美国研发的，主要元件是电子管，由于当时科技水平并不发达，所以其体积非常庞大，笨重。
在六十年代时，半导体晶体管有了较好的应用，数控系统也有了较大程度的进步，性能有了稳步提升，并且性价比有了明显提高。
七十年代的时候，机床的加工效率更为迅速，其使用效率更高，灵活性更强，数控机床有了质的飞跃，工作也逐渐完善起来。
到了八十年代，数控技术转型为计算机数字控制技术，这是一个崭新的时代，微处理得到了较为广泛的应用。
微处理的运算速度有了稳步温升，数控机床的发展也更为快速。
数控机床的不断发展，为工业带来了新的改观。
伴随着计算机数字控制时代的到来，数控技术越发完善，高精度、高效率、智能化是其发展的方向，其发展的速度更是令人欣喜。
主要表现特点从以下几方面来具体说明。
高精度化
高精度化是数控技术的特点之一。
在现代化工业飞速发展的今天，对加工的精度要求也越来越高。
从八十年代的定位精度到九十年代初的定位精度，可以从数字上看出精度的变化。
在精度不断提升的现在，受益最大的就是航天工业，其精度的变化有了较大提升，并且对航天工业的发展帮助非常大。
此外，在计算机技术迅猛发展下，其加工精度进步速度也越来越快，机床结构材料也有了一定改变。
高速度化
机床生产效率的提高也是其发展的具体表现之一，从机床主轴的转速上可以体现出来。
4000rpm到6000rpm是中等规格机加中心的最高转速，后发展到8000rpm到12000rpm。
其次，坐标轴移动速度的提升也是其效率提高的表现。
高柔性化
多样化、个性化是现代产品的特点，这也就要求机床要有更高的柔性加工。
如铣削加工中心可以铣削、钻孔、攻丝等。
高自动化
自动化指的是在加工过程中主要依靠机器设备进行加工，人力加工会比较少。
高自动化不但能够减少人工的耗费，还可以提高工作效率和工作质量，与传统加工相比有着非常多的优势。
传统自动化往往是对大批量生产加工，而现在利用数控机床和机械加工中心，可以使大批量生产自动化，在多品种小批量的生产上也有所作为。
宜人的造型和灵活的操作
在数控机床效率不断提升的同时，造型的改变也是其重要的进步之一。
除了性能优异，使用安全之外，在造型上还要便捷、美观，适合人员操作。
这才是优秀的数控机床所应具备的。
简单灵活的操作也是数控机床所具备的特征，操作的灵活简单也可以加快其效率。
可靠性高
随着现代科学的发展，数控机床的可靠性也有了稳步提高，准确度和质量都有了一定程度上的进步。
机床的数控化从传统的切削机床逐渐转化向塑料加工机床、绘图机、气割机等加工设备方面转化。
其可靠性越来越高，应用也越来越广泛。
4 结束语
随着数控技术的不断发展，数控机床改造技术也在日益进步，其发展的前景也十分乐观。
在现代化科技高速发现的今天，相信我国的数控机床技术还会不断改进，日趋完善，为其工业发展带来新的发展前景。
参考文献
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[3]谭昕.基于三轴联动的平面二次包络蜗轮数控加工及数控机床改造方案研究[J].机床与液压，2005(7).
兄弟 这样一篇论文可不简单啊 就三十分谁干啊
看是不是这玩意
数控机床发展史摘要：机械系以机械为主，所以必须掌握好各种机械的专业知识，从这学期开始，开始接触机械专业基础课。我会本着认真的态度对待专业课的学习，提高自己的专业素养.接下来我将介绍一下我对数控机床发展史的认识。20世纪中期，随着电子技术的发展，自动信息处理、数据处理以及电子计算机的出现，给自动化技术带来了新的概念，用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制，推动了机床自动化的发展。采用数字技术进行机械加工，最早是在40年代初，由美国北密支安的一个小型飞机工业承包商派尔逊斯公司（ParsonsCorporation）实现的。他们在制造飞机的框架及直升飞机的转动机翼时，利用全数字电子计算机对机翼加工路径进行数据处理，并考虑到刀具直径对加工路线的影响，使得加工精度达到±（±），达到了当时的最高水平。1952年，麻省理工学院在一台立式铣床上，装上了一套试验性的数控系统，成功地实现了同时控制三轴的运动。这台数控机床被大家称为世界上第一台数控机床。这台机床是一台试验性机床，到了1954年11月，在派尔逊斯专利的基础上，第一台工业用的数控机床由美国本迪克斯公司（Bendix-Cooperation）正式生产出来。在此以后，从1960年开始，其他一些工业国家，如德国、日本都陆续开发、生产及使用了数控机床。数控机床中最初出现并获得使用的是数控铣床，因为数控机床能够解决普通机床难于胜任的、需要进行轮廓加工的曲线或曲面零件。然而，由于当时的数控系统采用的是电子管，体积庞大，功耗高，因此除了在军事部门使用外，在其他行业没有得到推广使用。到了1960年以后，点位控制的数控机床得到了迅速的发展。因为点位控制的数控系统比起轮廓控制的数控系统要简单得多。因此，数控铣床、冲床、坐标镗床大量发展，据统计资料表明，到1966年实际使用的约6000台数控机床中，85%是点位控制的机床。数控机床的发展中，值得一提的是加工中心。这是一种具有自动换刀装置的数控机床，它能实现工件一次装卡而进行多工序的加工。这种产品最初是在1959年3月，由美国卡耐·;特雷克公司（Keaney&TreckerCorp.）开发出来的。这种机床在刀库中装有丝锥、钻头、铰刀、铣刀等刀具，根据穿孔带的指令自动选择刀具，并通过机械手将刀具装在主轴上，对工件进行加工。它可缩短机床上零件的装卸时间和更换刀具的时间。加工中心现在已经成为数控机床中一种非常重要的品种，不仅有立式、卧式等用于箱体零件加工的镗铣类加工中心，还有用于回转整体零件加工的车削中心、磨削中心等。1967年，英国首先把几台数控机床连接成具有柔性的加工系统，这就是所谓的柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystem——FMS）之后，美、欧、日等也相继进行开发及应用。 1974年以后，随着微电子技术的迅速发展，微处理器直接用于数控机床，使数控的软件功能加强，发展成计算机数字控制机床（简称为CNC机床），进一步推动了数控机床的普及应用和大力发展。80年代，国际上出现了1～4台加工中心或车削中心为主体，再配上工件自动装卸和监控检验装置的柔性制造单元（FlexibleManufacturingCell——FMC）。这种单元投资少，见效快，既可单独长时间少人看管运行，也可集成到FMS或更高级的集成制造系统中使用。目前，FMS也从切削加工向板材冷作、焊接、装配等领域扩展，从中小批量加工向大批量加工发展。所以机床数控技术，被认为是现代机械自动化的基础技术。那什么是车床呢？据资料所载，所谓车床，是主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件，是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。古代的车床是靠手拉或脚踏，通过绳索使工件旋转，并手持刀具而进行切削的。1797年，英国机械发明家莫兹利创制了用丝杠传动刀架的现代车床，并于1800年采用交换齿轮，可改变进给速度和被加工螺纹的螺距。1817年，另一位英国人罗伯茨采用了四级带轮和背轮机构来改变主轴转速。为了提高机械化自动化程度，1845年，美国的菲奇发明转塔车床；1848年，美国又出现回轮车床；1873年，美国的斯潘塞制成一台单轴自动车床，不久他又制成三轴自动车床；20世纪初出现了由单独电机驱动的带有齿轮变速箱的车床。第一次世界大战后，由于军火、汽车和其他机械工业的需要，各种高效自动车床和专门化车床迅速发展。为了提高小批量工件的生产率，40年代末，带液压仿形装置的车床得到推广，与此同时，多刀车床也得到发展。50年代中，发展了带穿孔卡、插销板和拨码盘等的程序控制车床。数控技术于60年代开始用于车床，70年代后得到迅速发展。车床依用途和功能区分为多种类型。普通车床的加工对象广，主轴转速和进给量的调整范围大，能加工工件的内外表面、端面和内外螺纹。这种车床主要由工人手工操作，生产效率低，适用于单件、小批生产和修配车间。转塔车床和回转车床具有能装多把刀具的转塔刀架或回轮刀架，能在工件的一次装夹中由工人依次使用不同刀具完成多种工序，适用于成批生产。自动车床能按一定程序自动完成中小型工件的多工序加工，能自动上下料，重复加工一批同样的工件，适用于大批、大量生产。多刀半自动车床有单轴、多轴、卧式和立式之分。单轴卧式的布局形式与普通车床相似，但两组刀架分别装在主轴的前后或上下，用于加工盘、环和轴类工件，其生产率比普通车床提高3～5倍。仿形车床能仿照样板或样件的形状尺寸，自动完成工件的加工循环，适用于形状较复杂的工件的小批和成批生产，生产率比普通车床高10～15倍。有多刀架、多轴、卡盘式、立式等类型立式车床的主轴垂直于水平面，工件装夹在水平的回转工作台上，刀架在横粱或立柱上移动。适用于加工较大、较重、难于在普通车床上安装的工件，一般分为单柱和双柱两大类。铲齿车床在车削的同时，刀架周期地作径向往复运动，用于铲车铣刀、滚刀等的成形齿面。通常带有铲磨附件，由单独电动机驱动的小砂轮铲磨齿面。专门车床是用于加工某类工件的特定表面的车床，如曲轴车床、凸轮轴车床、车轮车床、车轴车床、轧辊车床和钢锭车床等。联合车床主要用于车削加工，但附加一些特殊部件和附件后，还可进行镗、铣、钻、插、磨等加工，具有“一机多能”的特点，适用于工程车、船舶或移动修理站看机床的水平主要看金属切削机床，其他机床技术和复杂性不高，就是近几年很流行的电加工机床，也只是方法的改变，没什么复杂性和科技含量。我国的数控磨床水平不错，每年都有大量出口，因为它简单，基本属于劳动密集型。金属加工主要是去除材料，得到想得到的金属形状。去除材料，主要靠车和铣，车床发展为数控车床，铣床发展为加工中心。高精度多轴机床，可以让复杂零件在精度和形状上一次到位，例如，飞机上的一个复杂零件，以前由很多种工人：车工、铣工、磨床工、画线工、热处理工用好几个月干，其中还有报废的，最新的复合数控机床几天甚至几个小时就全干好了，而且精度比你设计的还高。零件精度高就意味着寿命长，可靠性好。由普通发展到数控，一个人顶原来的十个，在精度上，更是没法说，适应性上，零件变了，换个程序就行。把人的因素也降为最低，以前在工厂，谁要时会车涡轮、蜗杆，没个10年8年的不行，要是谁掌握了，那牛得很。现在用数控设备，只要你会编程，把参数输进去就可以了，很简单，刚毕业的技校学生都会，而且批量的产品质量也有保证。自美国在50年代末搞出世界一台数控车床后，机床制造业就进入了数控时代，中国在六十年代也搞出了第一代数控机床，但后来中国进入了什么年代，大家都知道。等80年代我们再去看世界的数控机床水平，差距就是20年了，其实奋起直追还有希望，但国营工厂不思进取，到了90年代，我们再去看世界水平，已有30年的差距了。中国改革开放前走的是苏联的路子，什么叫苏联的路子，举个例子来讲：比如，生产一根轴，苏联的方式是建一个专用生产线，用多台专用机床，好处是批量很容易上去，但一旦这根轴的参数发生了变化，这条线就报废了，生产人员也就没事做了。在1960－1980年代，国营工厂一个产品生产几十年不变样。到了1980年代后，当时搞商品经济，这些厂不能迅速适应市场，经营就困难了，到了90年代就大量破产，大量职工下岗。现代的生产也有大批量生产，但主要是单件小批量，不管是那种，只要你的设备是数控的，适应起来就快。专业机床的路子已经到头了， ;西方走的路和前苏联不一样，当年的“东芝”事件，就是日本东芝卖给苏联了几台五轴联动的数控铣床，让苏联在潜艇的推进螺旋桨上的制造，上了一个档次，让美国的声纳听不到潜艇声音了，所以美国要惩处东芝公司。由此也可见，前苏联的机床制造业也落后了，他们落后，我们就更不用说了。虽然，美国搞出了世界第一台数控机床，但数控机床的发展，还是要数德国。德国本来在机械方面就是世界第一，数控机床无非就是搞机电一体化，机械方面德国已没问题，剩下的就是电子系统方面，德国的电子系统工业本来就强大，所以在上世纪六、七十年代，德国就执机床界的牛耳了。但日本人的强项就是仿造，从上世纪70年代起，日本大量从德国引进技术，消化后大量仿造，经过努力，日本在90年代起，就超越了德国，成为世界第一大数控机床生产国，直到现在还是。他们在机床制造水平上，有一些也走在了世界前面，如在机床复合（一机多种功能）化方面，是世界第一。数控机床的核心就在数控系统方面，日本目前在系统方面也排世界第一，主要是它的发拿科公司。第一代的系统用步进电机，我们现在也能造，第二代用交流伺服电机。现在的数控系统的核心就是交流伺服电机和系统内的逻辑控制软件，交流伺服电机我们国家目前还没有谁能制造，这是一个光学、机械、电子的综合体。逻辑控制软件就是控制机床的各轴运动，而这些轴是用伺服电机驱动的，一般的系统能同时控制3轴，高级系统能控制五轴，能控5轴的，五轴以上也没问题。我们国家也由有5轴系统，但“做秀”的成份多，还没实用化。我们的工厂用的五轴和五轴以上机床，100％进口。机床是一个国家制造业水平高低的象征，其核心就是数控系统。我们目前不要说系统，就是国内造的质量稍微好一点的数控机床，所用的高精度滚珠丝杠，轴承都是进口的，主要是买日本的，我们自产的滚珠丝杠、轴承在精度、寿命方面都有问题。目前国内的各大机床厂，数控系统100％外购，各厂家一般都买日本发那科、三菱的系统，占80％以上，也有德国西门子的系统，但比较少。德国西门子系统为什么用的少呢？早期，德国系统不太能适合我们的电网，我们的电网稳定性不够，西门子系统的电子伺服模块容易烧坏。日本就不同了，他们的系统就烧不坏。近来西门子系统改进了不少，价格方面还是略高。德国人很不重视中国，所以他们的系统汉语化最近才有，不像日本，老早就有汉语化版的。就国产高级数控机床而言，其利润的主体是被外国人拿走了，中国只是挣了一个辛苦钱。美国为什么没有能成为数控机床制造大国呢？这个和他们当时制定产业政策的人有关，再加上当时美国的劳动力贵，买比制造划算。机床属于投资大，见效慢，回报率底的产业，而且需要技术积累。不太附和美国情况。但后来美国发现，机床属于战略物资，没有它，飞机、大炮、坦克、军舰的制造都有问题，所以他们重新制定政策，扶植了一些机床厂，规定了一些单位只能买国产设备，就是贵也得买，这就为美国保留了一些数控机床行业。美国机床在世界上没有什么竞争力。欧洲的机床，除德国外，瑞士的也很好，要说超高精密机床，瑞士的相当好，但价格也是天价。一般用户用不起。意大利、英国、法国属于二流，中国很少买他们的机床。西班牙为了让中国进口他们的机床，不惜贷款给中国，但买的人也很少??借钱总是要还的。韩国、台湾的数控机床制造能力比大陆地区略强，不过水平差不多。他们也是在上世纪90年代引进日本技术发展的。韩国应该好一点，它有自己制造的、已经商业化了的数控系统，但进口到中国的机床，应我们的要求，也换成了日本系统。我们对他们的系统信不过。韩国数控机床主要有两家：大宇和现代。大宇目前在我国设有合资企业。台湾机床和我们大体一样，自己造机械部分，系统采购日本的。但他们的机床质量差，寿命短，目前在大陆影响很坏。其实他们比我们国产的要好一点。但我们自己的差，我们还能容忍，台湾的机床是用美金买来的，用的不好，那火就大了。台湾最主要的几家机床厂已打算把工厂迁往大陆，大部分都在上海。这些厂目前在国内的竞争中，也打着“国产”的旗号。近来随着中国的经济发展，也引起了世界一些主要机床厂商的注意，2000年，日本最大的机床制造商“马扎克”在中国银川设立了一家数控机床合资厂，据说制造水平相当高，号称“智能化、网络化”工厂，和世界同步。今年日本另外一家大机床厂大隈公司在北京设立了一家能年产1000台数控机床的控股公司，德国的一家很有名的企业也在上海设立了工厂。目前，国家制定了一些政策，鼓励国民使用国产数控机床，各厂家也在努力追赶。国内买机床最多的是军工企业，一个购买计划里，80％是进口，国产机床满足不了需要。今后五年内，这个趋势不会改变。不过就目前国内的需要来讲，我国的数控机床目前能满足中低档产品的订货。美、德、日三国是当今世上在数控机床科研、设计、制造和使用上，技术最先进、经验最多的国家。因其社会条件不同，各有特点。1.美国的数控发展史美国政府重视机床工业，美国国防部等部门因其军事方面的需求而不断提出机床的发展方向、科研任务,并且提供充足的经费，且网罗世界人才，特别讲究“效率”和“创新”，注重基础科研。因而在机床技术上不断创新，如1952年研制出世界第一台数控机床、1958年创制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首创开放式数控系统等。由於美国首先结合汽车、轴承生产需求，充分发展了大量大批生产自动化所需的自动线，而且电子、计算机技术在世界上领先，因此其数控机床的主机设计、制造及数控系统基础扎实，且一贯重视科研和创新，故其高性能数控机床技术在世界也一直领先。当今美国生产宇航等使用的高性能数控机床，其存在的教训是，偏重於基础科研，忽视应用技术，且在上世纪80代政府一度放松了引导，致使数控机床产量增加缓慢，于1982年被后进的日本超过，并大量进口。从90年代起，纠正过去偏向，数控机床技术上转向实用，产量又逐渐上升。2.德国的数控发展史德国政府一贯重视机床工业的重要战略地位，在多方面大力扶植。，於1956年研制出第一台数控机床后，德国特别注重科学试验，理论与实际相结合，基础科研与应用技术科研并重。企业与大学科研部门紧密合作，对数控机床的共性和特性问题进行深入的研究，在质量上精益求精。德国的数控机床质量及性能良好、先进实用、货真价实，出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密数控机床。德国特别重视数控机床主机及配套件之先进实用，其机、电、液、气、光、刀具、测量、数控系统、各种功能部件，在质量、性能上居世界前列。如西门子公司之数控系统，均为世界闻名，竞相采用。3.日本的数控发展史日本政府对机床工业之发展异常重视，通过规划、法规(如“机振法”、“机电法”、“机信法”等)引导发展。在重视人才及机床元部件配套上学习德国，在质量管理及数控机床技术上学习美国，甚至青出于蓝而胜于蓝。自1958年研制出第一台数控机床后，1978年产量(7,342台)超过美国(5,688台)，至今产量、出口量一直居世界首位(2001年产量46,604台，出口27,409台，占59%)。战略上先仿后创，先生产量大而广的中档数控机床，大量出口，占去世界广大市场。在上世纪80年代开始进一步加强科研，向高性能数控机床发展。日本FANUC公司战略正确，仿创结合，针对性地发展市场所需各种低中高档数控系统，在技术上领先，在产量上居世界第一。该公司现有职工3,674人，科研人员超过600人，月产能力7,000套，销售额在世界市场上占50%，在国内约占70%，对加速日本和世界数控机床的发展起了重大促进作用。4.我国的现状我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代， 中国于1958年研制出第一台数控机床，发展过程大致可分为两大阶段。在1958~1979年间为第一阶段，从1979年至今为第二阶段。第一阶段中对数控机床特点、发展条件缺乏认识，在人员素质差、基础薄弱、配套件不过关的情况下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、终因表现欠佳，无法用于生产而停顿。主要存在的问题是盲目性大，缺乏实事求是的科学精神。在第二阶段从日、德、美、西班牙先后引进数控系统技术，从日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奥、韩国、台湾省共11国(地区)引进数控机床先进技术和合作、合资生产，解决了可靠性、稳定性问题，数控机床开始正式生产和使用，并逐步向前发展。通过“六五”期间引进数控技术，“七五”期间组织消化吸收“科技攻关”，我国数控技术和数控产业取得了相当大的成绩。特别是最近几年，我国数控产业发展迅速，1998～2004年国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为和。尽管如此，进口机床的发展势头依然强劲，从2002年开始，中国连续三年成为世界机床消费第一大国、机床进口第一大国，2004年中国机床主机消费高达亿美元，国内数控机床制造企业在中高档与大型数控机床的研究开发方面与国外的差距更加明显，70%以上的此类设备和绝大多数的功能部件均依赖进口。由此可以看出国产数控机床特别是中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力，究其原因主要在于国产数控机床的研究开发深度不够、制造水平依然落后、服务意识与能力欠缺、数控,系统生产应用推广不力及数控人才缺乏等。我们应看清形势，充分认识国产数控机床的不足，努力发展先进技术，加大技术创新与培训服务力度，以缩短与发达国家之问的差距。 在20余年间，数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在三大方面：培训一批设计、制造、使用和维护的人才；通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距；通过利用国外先进元部件、数控系统配套，开始能自行设计及制造高速、高性能、五面或五轴联动加工的数控机床，供应国内市场的需求，但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑，不能独立发展，基本上处于从仿制走向自行开发阶段，与日本数控机床的水平差距很大。存在的主要问题包括：缺乏象日本“机电法”、“机信法”那样的指引；严重缺乏各方面专家人才和熟练技术工人；缺少深入系统的科研工作；元部件和数控系统不配套；企业和专业间缺乏合作，基本上孤军作战，虽然厂多人众，但形成不了合力。 我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代，通过“六五”期间引进数控技术，“七五”期间组织消化吸收“科技攻关”，我国数控技术和数控产业取得了相当大的成绩。特别是最近几年，我国数控产业发展迅速，1998～2004年国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为和。尽管如此，进口机床的发展势头依然强劲，从2002年开始，中国连续三年成为世界机床消费第一大国、机床进口第一大国，2004年中国机床主机消费高达亿美元，国内数控机床制造企业在中高档与大型数控机床的研究开发方面与国外的差距更加明显，70%以上的此类设备和绝大多数的功能部件均依赖进口。由此可以看出国产数控机床特别是中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力，究其原因主要在于国产数控机床的研究开发深度不够、制造水平依然落后、服务意识与能力欠缺、数控,系统生产应用推广不力及数控人才缺乏等。我们应看清形势，充分认识国产数控机床的不足，努力发展先进技术，加大技术创新与培训服务力度，以缩短与发达国家之问的差距。2003年开始，中国就成了全球最大的机床消费国，也是世界上最大的数控机床进口国。目前正在提高机械加工设备的数控化率，1999年，我们国家机械加工设备数控华率是5－8％，目前预计是15－20％之间。 一、 什么是数控机床 车、铣、刨、磨、镗、钻、电火花、剪板、折弯、激光切割等等都是机械加工方法，所谓机械加工，就是把金属毛坯零件加工成所需要的形状，包含尺寸精度和几何精度两个方面。能完成以上功能的设备都称为机床，数控机床就是在普通机床上发展过来的，数控的意思就是数字控制。给机床装上数控系统后，机床就成了数控机床。当然，普通机床发展到数控机床不只是加装系统这么简单，例如：从铣床发展到加工中心，机床结构发生变化，最主要的是加了刀库，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是铣、镗、钻的功能。 我们一般所说的数控设备，主要是指数控车床和加工中心。 我国目前各种门类的数控机床都能生产，水平参差不齐，有的是世界水平，有的比国外落后10－15年，但如果国家支持，追赶起来也不是什么问题，例如：去年，沈阳机床集团收购了德国西思机床公司，意义很大，如果大力消化技术，可以缩短不少差距。大连机床公司也从德国引进了不少先进技术。上海一家企业购买日本著名的机床制造商池贝。， 近几年随着中国制造的崛起，欧洲不少企业倒闭或者被兼并，如马毫、斯滨纳等。日本经济不景气，有不少在80年代很出名的机床制造商倒闭，例如：新泻铁工所。 二、 数控设备的发展方向 六个方面：智能化、网络化、高速、高精度、符合、环保。目前德国和瑞士的机床精度最高，综合起来，德国的水平最高，日本的产值最大。美国的机床业一般。中国大陆、韩国。台湾属于同一水平。但就门类、种类多少而言，我们应该能进世界前4名。 三、 数控系统 由显示器、控制器伺服、伺服电机、和各种开关、传感器构成。目前世界最大的三家厂商是：日本发那客、德国西门子、日本三菱；其余还有法国扭姆、西班牙凡高等。国内由华中数控、航天数控等。国内的数控系统刚刚开始产业化、水平质量一般。高档次的系统全都是进口。 华中数控这几年发展迅速，软件水平相当不错，但差就差在电器硬件上，故障率比较高。华中数控也有意向数控机床业进军，但机床的硬件方面不行，质量精度一般。目前国内一些大厂还没有采用华中数控的。广州机床厂的简易数控系统也不错。 我们国家机床业最薄弱的环节在数控系统。参考文献：1.《机床与液压》20041No17 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co¸, Ltd¸ All rights reserved4.《机床数控系统的发展趋势 》 黄勇 陈子辰 浙江大学