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遗传学在育种中的应用精选(九篇)

遗传学在育种中的应用

第1篇:遗传学在育种中的应用范文

关键词:瓜类蔬菜;分子标记技术;辅助育种;研究进展

中图分类号:S642.036 文献标识号:A 文章编号:1001-4942(2014)04-0136-04

瓜类蔬菜在我国蔬菜生产中占有重要地位。分子标记是以个体间遗传物质核苷酸序列变异为基础的遗传标记,是DNA水平上遗传多态性的直接反映[1]。分子标记技术的出现,使植物育种的“间接选择”成为可能,大大提高了遗传分析的准确性和选育品种的有效性[2]。近年来,随着分子生物学的迅猛发展,分子标记技术在蔬菜育种中的作用越来越受到重视[3]。本文综述了几种常见的分子标记技术在瓜类蔬菜育种中的研究进展,以期为瓜类蔬菜高效分子育种体系的建立提供参考。

1 分子标记技术种类

Bostein等(1980)最早利用限制性长度片段多态性 (Restriction fragment length polymorphism, RFLP)作为遗传标记构建了遗传连锁图谱,开创了直接利用DNA多态性发展遗传标记的新阶段[4]。DNA分子标记技术简单、快速、易于自动化[9],与传统的遗传标记相比具有许多特殊优点,如不受环境、季节限制,不受个体发育阶段影响,不存在基因表达与否的问题等[5~8]。现已发展出十几种DNA标记技术,概括起来主要包括以下3种类型:

①基于杂交的分子标记技术,如 RFLP。

②基于PCR扩增的分子标记技术,它又分为两类。一是仅基于PCR的扩增方法。它包括使用随机引物(Arbitrary primer) 进行扩增的随机扩增多态性DNA技术(Random amplified polymorphic DNA, RAPD),和采用特定引物或引物对扩增的标记技术,主要有序列特异性扩增区 (Sequence characterized amplified region, SCAR)、微卫星DNA ( Microsatellite DNA),又称简单重复序列 (Simple sequence repeat, SSR)和ISSR(Inter simple sequence repeat)等。其中SCAR属于位点特异的PCR标记方法,其他则属于多位点标记方法,检测区域均与微卫星序列有关。二是PCR与酶切相结合的方法。主要指扩增片段长度多态性(Amplified fragment length polymorphism, AFLP)和酶切扩增多态性序列(Cleaved amplified polymorphic sequence, CAPS)两类。其中AFLP 是先酶切,再用特殊设计的引物进行扩增;而CAPS是先扩增,再酶切扩增片段,检测酶切片段的长度多态性。

③基于DNA序列和芯片的分子标记技术,如单核苷酸多态性 (Single nucleotide polymorphism, SNP)。

每种DNA 分子标记技术都具有各自的优缺点和适用性,需要研究者结合实际加以选择。

2 分子标记技术在瓜类蔬菜育种中的应用

分子标记技术主要涉及分子遗传图谱的构建、遗传多样性研究、品种纯度鉴定、亲缘关系鉴定、重要基因的标记与定位、分子标记辅助选择、基因的图位克隆等许多领域,其在瓜类蔬菜育种中的应用,提高了瓜类蔬菜作物的育种效率[10]。

2.1 种质资源亲缘关系和遗传多样性的研究

随着生物学尤其是遗传学和分子生物学的发展,植物遗传多样性的检测水平获得了显著提高,从形态学、细胞学(染色体)、生理生化水平逐步发展到分子水平,为物种起源、品种分类的研究提供了理论依据。分子标记技术检测的是基因组水平上的差异,非常稳定,不受外界环境影响,并且通过对遗传图谱的分析,可以准确区分品种间的差异,为种质资源亲缘关系和遗传多样性的分析提供可靠、有效的工具[11~13]。

赵娜等[14]采用61对SSR特异引物对46份厚皮甜瓜进行UPGMA聚类分析,结果显示,供试材料的遗传相似系数达到了0.62,说明这46份厚皮甜瓜材料的亲缘关系非常近。盛云燕等[15]在甜瓜SSR标记遗传多样性研究中,采用50对SSR特异引物对46份甜瓜栽培品种(系)进行分析,有48对引物扩增出谱带,其中46对具有多样性,结果显示,运用分子标记技术可以提高甜瓜栽培品种多样性分析的准确性。尚建立等[16]以我国西瓜、甜瓜种质资源中期库内1 200份西瓜种质为材料,对果实重量、果肉颜色、中心糖、种子千粒重等12项主要植物学性状进行遗传多样性和相关性分析。高山等[17]采用RAPD和ISSR分子标记技术对38份苦瓜种质进行遗传多样性分析,两种标记技术都能扩增出各自的多态性谱带,反应了苦瓜种质丰富的遗传多样性;其中RAPD标记将供试苦瓜种质划分为3个类群6组,与张长远等[18]对苦瓜亲缘关系的RAPD分析结论基本一致。杨衍等[19]对36份苦瓜种质资源利用AFLP技术进行遗传多样性和亲缘关系评价分析,将供试材料分为2个类群。Gaikwad等[20]也做过类似的相关研究。李晓慧等[21]利用SRAP分子标记对西瓜品种的多态性进行分析,探讨了西瓜的遗传多样性。段会军等[22]对50个西瓜枯萎病菌株的RAPD、ISSR和AFLP分子标记的研究揭示了西瓜枯萎病菌株分子水平上的遗传多样性,同时也说明了西瓜枯萎病遗传分化较大,存在着比较丰富的遗传变异,为西瓜抗病育种和西瓜枯萎病的综合防治提供理论依据。Paris等[23]利用AFLP、ISSR、SSR标记对45个南瓜品种进行研究,将其分为3个亚种。黄秀丽[24]利用种子蛋白质与几种同工酶电泳及RAPD标记对南瓜属4个栽培种间的亲缘关系进行探讨,结果表明中国南瓜与美洲南瓜亲缘关系最近,与印度南瓜关系较远。

2.2 分子标记辅助选择

传统的育种主要依赖于植株的表现型进行选择,环境条件、基因间的互作、基因型与环境互作等多种因素都会影响表现型选择效率,一个优良品种的培育往往需花费7~8年甚至十几年时间。如何提高选择效率,是育种工作的关键。分子标记辅助选择育种可以对作物在早期进行快速、准确的选择,减少育种过程的盲目性和周期性,提高育种效率,加速育种进程[25,26]。

王怀松等[27]以抗病的7-2和感病的7-1、7-3杂交组合与分离群体为试材进行了甜瓜抗白粉病连锁分子标记研究,建立了甜瓜抗白粉病AFLP标记技术体系,找到了一个与甜瓜白粉病抗病基因紧密连锁的AFLP标记:M60/E25-520。马鸿艳[28]利用获得的2对SSR标记结合田间接种鉴定对101份甜瓜种质资源进行抗白粉病筛选,结果显示,引物SSR04816平均符合率为81.4%,引物SSR01498平均符合率为68.6%,引物SSR04816鉴定结果符合率大于80%,可用于分子标记辅助选择育种。张晓波等[29]对甜瓜雌雄异花同株和雄全同株材料间杂交后代及回交后代的花性型分离进行研究,在F2代中利用SSR技术对单性花基因进行了分子标记筛选并找到了与该基因连锁的标记,遗传距离分别为7.0 cM和29.5 cM。孙晓丹等[30]利用形态学观察、经典遗传性状分析、AFLP分子标记等技术在形态学和分子标记水平上研究了黄瓜嫩果白色果皮颜色遗传规律,开发出实用有效的分子标记,提高了黄瓜育种工作效率。为了加速培育出人们青睐的优质黄皮西瓜,王日升等[31]以西瓜黑皮母本(H97)和黄皮父本(2605)构建的BC1分离群体为材料,利用RAPD技术筛选出一个与黄皮性状基因连锁的RAPD标记AI09-1500,重组率为17.2%。

2.3 品种纯度鉴定

种子质量的高低影响农作物产量及品质,在种子质量检验的各个指标中,品种纯度检验尤为重要。传统的品种纯度鉴定费时费力且受环境、人为等多方面影响。分子标记技术以种子的DNA作为检测对象,在植物体的各个组织、各个发育时期均可检测,且不受季节、环境限制,不存在是否表达的问题[32]。

羊杏平等[33]利用RAPD和ISSR两种分子标记技术鉴定西瓜杂交种抗病苏蜜和苏蜜5号的遗传纯度,成功发现了能用于纯度检测的7个RAPD母本特异引物、4个RAPD父本特异引物、2个ISSR母本特异引物及2个RAPD父母本特异标记共显性引物,对于西瓜杂交种的遗传纯度检测具有重要意义。李菊芬等[34]应用RAPD、ISSR和SSR三种分子标记技术对西瓜杂交种“东方红1号”和“8424”纯度的快速鉴定进行了研究,在73对SSR引物中,各筛选到3对多态性引物能够用于杂交种纯度鉴定,且SSR鉴定结果与大田形态鉴定结果一致。李菊芬等[35]研究还显示,应用筛选出的SSR引物组合,能够有效地检测出混杂在杂交种中的母本自交系种子,也能检测出其它不明来源花粉所导致的生物性混杂,提高了甜瓜杂交种纯度检测结果的准确度。

2.4 遗传图谱构建及基因定位

分子遗传图谱是指以遗传标记为基础的染色体或基因位点的相对位置的线性排列图[36]。遗传图谱的构建是瓜类蔬菜分子研究的重要内容之一,是基因定位与图位克隆及基因组结构与功能研究的基础,为分子标记辅助育种提供依据。

路绪强等[37]利用甜瓜全雌系W1998(无雄花)与雌雄异花同株品系3-2-2(有雄花)杂交,F1代全部为雌雄异花同株,以F2代为试材,采用SSR分子标记构建甜瓜遗传图谱,并定位了甜瓜控制雄花分化基因(An),进一步完善了甜瓜性别分化的表达机制。王军辉等[38]利用抗黄瓜花叶病毒(CMV)的黄瓜材料F-3和感CMV的黄瓜材料HZL04-1为亲本,构建了包含190个F2代的遗传作物群体,采用SSR、EST-SSR、SCAR三种分子标记技术进行遗传连锁分析,构建了黄瓜遗传连锁图谱,该图谱为黄瓜抗CMV的QTL定位奠定了基础。易克等[39]以野生西瓜种质PI296341为父本,普通西瓜97103为母本,获得F8的重组自交系群体,通过16个SSR引物和5个ISSR引物组成的48个标记构建了一个包括11个连锁群的分子图谱,总长度为558.1 cM,平均图距为11.9 cM。Yeboah等[40]利用SRAP和ISSR标记技术对黄瓜F2代群体进行标记分析,共获得109个多态性标记,构建了包含7个连锁群的连锁图谱,基因位点平均间距为16 cM。尽管分子标记在瓜类作物的遗传图谱和基因定位方面取得了很大进展,但是饱和度高且能满足育种需求的遗传图谱尚未见报道。

3 问题与展望

近几年来,分子标记技术不断发展、完善,但是利用分子标记大规模培育瓜类蔬菜作物优良品系或品种的愿望仍未实现。多数研究仍处在起步阶段,缺乏合理有效的试验依据;瓜类作物的遗传图谱饱和度较低,无法满足育种的需求[41];与传统的形态鉴别方法相比,DNA分子标记技术所需仪器精密、药品昂贵、程序复杂,难以普及和应用[26]。因此,今后应充分利用不同分子标记技术加快遗传图谱的整合工作,提高其饱和度,完善高密度遗传标记连锁图谱的构建,同时开展新型分子标记的研究,寻求经济实用的新性状标记,并与常规育种有效结合起来,为瓜类蔬菜育种提供更好的服务。

参 考 文 献:

[1] 汤谧, 任俭, 杜念华, 等. 分子标记技术在西瓜甜瓜育种中的应用进展[J]. 贵州农业科学, 2013,41(4):19-22.

[2] 刘英, 陈柏杰, 金荣荣, 等.分子标记技术在甜瓜育种中的应用研究进展[J]. 中国瓜菜,2009(5):46-50.

[3] 谭亮萍, 吴朝林, 曾化伟. DNA分子标记技术及其在蔬菜遗传育种研究中的应用[J]. 长江蔬菜, 2007(11):35-39.

[4] Botstein D, White R L, Skolnick M, et al. Construction of a genetic linkage map in man using restriction fragment length polymorphisms [J]. Am. J. Hum. Genet.,1980, 32(3):314-333.

[5] 李隆云, 钟国跃, 卫莹芳, 等. DNA分子标记及其在中药中的应用[J].中国中医药科技,2002,9(5):315-319.

[6] 贾继增.分子标记种质资源鉴定和分子标记育种[J].中国农业科学,1996, 29(4):1-10.

[7] 罗林广,王新望,罗绍春.分子标记及其在作物遗传育种中的应用[J].江西农业学报,1997,9(1):45-54.

[8] 何风华.DNA 分子标记及其在植物遗传育种上的应用[J].生物学教学,2004,29(1):8-9.

[9] 焦仁海, 孙发明, 刘兴二, 等. 玉米 DNA 分子标记及其研究进展[J]. 农业生物技术科学,2006,22(4):48-51.

[10]张海英, 许勇, 王永健. 葫芦科瓜类作物分子遗传图谱研究进展[J].分子植物育种, 2004, 2(4):548-556.

[11]李光光,郑岩松,李向阳, 等.利用分子标记研究苦瓜资源的遗传多样性[J].南方农业学报,2013,44(1):6-11.

[12]王燕龙,姜言生,曲志才, 等.SSR分子标记在作物种质资源鉴定中的应用[J].山东农业科学,2012,44(10):11-18.

[13]刘静.AFLP分子标记的发展及应用[J].山东农业科学,2010(5):10-14.

[14]赵娜,周晶,杨文才,等.厚皮甜瓜遗传多样性的SSR分析[J].中国瓜菜,2009(5):5-10.

[15]盛云燕,栾非时,陈克农.甜瓜SSR标记遗传多样性的研究[J].东北农业大学学报,2006,37(2):165-170.

[16]尚建立,王吉明,郭琳琳,等.西瓜种质资源主要植物学性状的遗传多样性及相关性分析[J].植物遗传资源学报,2012,13(1):11-15,21.

[17]高山,林碧英, 许端祥,等.苦瓜种质遗传多样性的RAPD和ISSR分析[J].植物遗传资源学报,2010,11(1):78-83.

[18]张长远,孙妮,胡开林.苦瓜品种亲缘关系的RAPD分析[J].分子植物育种,2005,3(4):515-519.

[19]杨衍,刘昭华,詹园凤,等.苦瓜种质资源遗传多样性的AFLP分析[J].热带作物学报,2009,30(3):299-303.

[20]Gaikwad A B, Behera T K, Singh A K, et al. Amplified fragment length polymorphism analysis provides strategies for improvement of bitter gourd(Momordica charantia L.)[J]. HortScience, 2008,43(1):127-133.

[21]李晓慧,田朝阳,王从彦.SRAP分子标记分析西瓜遗传多样性[J].生物技术,2007,17(3):23-26.

[22]段会军,张彩英,李喜焕, 等.基于RAPD、ISSR和AFLP对西瓜枯萎病病菌遗传多样性的评价[J].菌物学报,2008,27(2):267-276.

[23]Paris H S, Yonash N, Portnoy V, et al, Assessment of genetic relationships in Cucurbita pepo(Cucurbitaceae) using DNA markers[J]. Theor. Appl. Genet., 2003, 106(6):971-978.

[24]黄秀丽.南瓜属4个栽培品种间亲缘关系的探讨及南瓜白粉病抗性评估的初步研究[D].汕头:汕头大学,2005.

[25]张春秋.甜瓜抗白粉病基因Pm-2F的精细定位与克隆[D].北京:中国农业科学院, 2012.

[26]董艳敏,卢金东,刘栓桃.分子标记技术在葫芦科瓜类作物中的应用进展[J].山东农业科学,2008(2):21-24.

[27]王怀松, 贺超兴, 张志斌, 等.甜瓜白粉病抗性AFLP连锁标记的初步研究[J].中国瓜菜,2009(2):4-6.

[28]马鸿艳. 甜瓜白粉病抗性遗传分析及相关基因SSR标记[D].哈尔滨:东北林业大学,2011.

[29]张晓波,马鸿艳,栾非时.甜瓜雌雄异化同株性状的遗传特征及SSR分子标记的研究[J].东北农业大学学报,2007,38(1):18-22.

[30]孙晓丹,商庆梅,秦智伟.黄瓜嫩果白色果皮颜色遗传规律及其AFLP标记及研究[J].北方园艺,2011(3):135-140.

[31]王日升,李立志,方锋学, 等.西瓜黄皮性状RAPD标记的研究[J].华北农学报,2007,22(增刊):107-109.

[32]刘英, 陈柏杰, 金荣荣, 等. 分子标记技术在甜瓜育种中的应用研究进展[J].中国瓜菜, 2009(5):46-50.

[33]羊杏平,刘广,侯喜林, 等.利用RAPD和ISSR 2种分子标记鉴定西瓜杂交种的遗传纯度[J].江苏农业学报,2010,26(6):1313-1318.

[34]李菊芬, 许玲, 马国斌. 利用分子标记技术鉴定西瓜杂交种纯度[J].上海农学学报,2009,25(1):72-75.

[35]李菊芬, 许玲, 马国斌. 应用SSR分子标记鉴定甜瓜杂交种纯度[J].农业生物技术学报,2008,16(3):494-500.

[36]王贤磊, 高兴旺, 李冠, 等. 甜瓜遗传图谱的构建及果实与种子QTL分析[J].遗传, 2011,33(12): 1398-1408.

[37]路绪强,马鸿艳,刘宏宇,等.控制甜瓜雄花分化基因的遗传分子及初步定位[J].东北农业大学学报,2010,41(7):51-55.

[38]王军辉,崔兴华,张桂华,等.利用SSR标记技术构建黄瓜遗传连锁图谱[J].北方园艺,2010(22):15-18.

[39]易克,徐向利,卢向阳, 等.利用SSR和ISSR标记技术构建西瓜分子遗传图谱[J].湖南农业大学学报:自然科学版,2003,29(4):333-337.

第2篇:遗传学在育种中的应用范文

关键词: 作物遗传育种学 科研 创新

教学与科研是高等学校和专业学校教师工作最主要的两个方面,处理好二者的关系,不论对提升教师的个人能力,还是对提高教学质量,都具有重要意义。科研工作首先,可以创新教学内容,教学内容更新和深化的基础是科研;其次,科研工作可以创新教学方法。反过来,教学手段和方法创新和深化的基础也是科研。教学对科研的促进作用表现在教学水平的提高可以为未来的科研提供一个好的人才队伍基础;另外在教学过程中,也有利于科研的进一步深化,因为教学过程是一个师生互动和教学相长的过程,同时也是一个知识发现的过程。教学与科研,既有对立的方面,又有统一的方面。作物遗传育种学是一门实践性很强的学科,主要包括遗传、变异和选择,遗传的细胞学、分子基础,三大遗传定律,育种方法(育种与农业生产,种质资源与引种,选择育种,杂交育种,杂种优势利用,分子育种)等内容,生命科学各分支学科的发展、交叉渗透,使得作物遗传育种学的知识、理论、方法和技术日新月异,同时培养创新型专业人才已成为建设创新型国家的迫切要求。因此,在作物遗传育种学教学中培养学生的科学精神和创新能力是适应创新型、高素质人才培养目标的重要环节。在作物遗传育种学教学中充分利用科研案例,适时地采用科研与教学互动的方法教学,从而达到提高学生学习兴趣、丰富教学环节、提升教学质量的目的。

1.经典科研案例在作物遗传育种学教学中的应用

可将作物遗传育种学领域经典科研案例应用于教学中。比如在讲授到“绪论”或“杂交育种”时可以增加介绍中国工程院院士、美国科学院外籍院士、中国国家杂交水稻工程技术中心主任暨湖南杂交水稻研究中心主任、中国农业大学客座教授、中国杂交水稻育种专家、“杂交水稻之父”袁隆平的科研成果和科研经历;介绍著名小麦遗传育种学家、我国小麦远缘杂交的奠基人、有“当代后稷”和“中国小麦远缘杂交之父”之称的中国科学院原副院长、中国科学技术协会副主席的中国科学院院士、第三世界科学院院士李振声研究员的科研经历和科研成果;介绍与“杂交水稻之父”袁隆平院士齐名,共享“南袁北李”的美誉的山东登海种业股份有限公司董事长、国家玉米工程技术研究中心主任、被称为“中国紧凑型杂交玉米之父”的农民发明家李登海的科研经历及成果。将这些经典的科研案例作为基本素材根据教学内容进行安排,并对选择的科研案例进行剖析,将科研案例的研究背景、采用的材料和方法、研究思路、研究成果及对成果的讨论等展现给学生。这样一来,学生的参与感自然增强,学习兴趣自然高涨,对知识点的掌握和理论问题的认识就更加深刻,非常有利于提高作物遗传育种学课程教学的实效性。

2.教师自身科研案例在作物遗传育种学教学中的应用

作物遗传育种学中三大经典遗传规律既是作物遗传育种学的重点,又是难点。对三大规律的理解必须从减数分裂过程中染色体的行为进行分析,不同学科在讲授减数分裂时的侧重点是不同的,而从作物遗传育种学的角度看,明确减数分裂各时期染色体的动态变化是理解三大遗传规律和遗传物质变化的细胞学基础。为此,在讲授减数分裂这章内容时,可以结合教师的科研工作和科研课题进行。一般高校从事遗传研究的教师选择课题的内容大多与染色体制片、杂交工作相关,可以将自己的科研和教学工作结合起来,供试的实验材料可以选择果蝇、拟南芥、小麦、豌豆、玉米等,使学生在协助老师进行科研工作的同时就会加深对三大遗传规律的理解。在重要知识点的教学过程中,科研案例教学法具有实践性强的特点,教师在教学时要注意将知识点寓于科研案例,从而提高学生的观察能力和思维能力。科研案例教学既加强了学生的感性认识,又开拓了学生的视野,为后续课程的学习奠定了扎实的基础。

3.应用科研案例教学的优点

3.1有效提高学生的学习兴趣。

科研案例教学本身就是经典的科研成果和实际工作的展示,具有很强的实践性、应用性和直观性,课堂气氛生动、活跃,所以学生学习兴趣也就会愈发浓厚,学生的参与感愈发强烈。在讲授科研案例的过程中,从科研选题、研究背景、试验设计、试验过程到结果分析讨论等环节,是一个非常严密的逻辑思维过程,学生会紧跟教师的讲授进行系统的学习。科研案例教学与单一地罗列知识点,学生死记硬背的教学方法相比较,前者显而易见更具有生动性,易于学生接受。科研案例教学可以有效调动学生学习的积极性,最大限度地提高学生学习的兴趣。

3.2有效扩大知识面的交叉性。

一个科研课题要包括方方面面的知识,科研课题是教师经过深思熟虑和可行性分析等很多前期工作积累形成的,科研成果的总结、凝练和剖析囊括了相关学科的内容,是多方面知识的交叉、综合的结果。所以科研案例教学具有很强的知识、学科交叉性,能够丰富学生的知识面,拓宽知识结构,使学生认识到科研成果的产生需要广泛理论知识的积淀,进而增强学生学习多方面知识的积极性、主动性。

3.3有效增强知识点的系统性。

第3篇:遗传学在育种中的应用范文

关键词: 园林专业 《园林植物遗传育种学》 教学改革 实验教学

《园林植物遗传育种学》是园林专业的一门重要专业必修课,它以遗传学、植物生理学、栽培学等为基础,研究园林植物新品种创造及良种繁育的理论与技术。本课程的教学目的是使学生了解园林植物遗传和变异的基本规律,掌握园林植物新品种培育的基本理论和方法,培养学生综合运用遗传学与育种学的基本理论、基本技能分析和解决园林植物遗传改良中的科学研究和生产实际问题的能力。因此,增强教学效果,培养应用型人才是本课程教学的迫切任务。

一、优化教学内容

一般园林植物遗传育种学的学时是40—50学时,学时少而内容多。另外,一些院校的园林专业是文理兼招,学生水平参差不齐,所以优化教学内容,提高课堂效率是增强教学效果的关键因素之一。

我们选用的是戴思兰编著的《园林植物遗传学》、《园林植物育种学》教材。针对该教材的特点,我们调整了课程内容,把知识分为六个模块。模块一:遗传学基础。主要介绍基本概念、细胞分裂及遗传定律。模块二:育种现状和育种目标。在此基础上开设模块三:主要观赏性状的遗传。它主要介绍节花的发育、花色、彩斑、花径和重瓣性的遗传。由于花径是数量性状,因此在此节中先铺垫数量性状的基本知识,把数量性状的特征,统计方法和遗传力等知识有机地穿插到花径遗传中来,使学生深刻领会花径的遗传规律。模块四:常规育种技术。主要包括种质资源、引种驯化、选择育种、杂交育种、杂种优势利用和倍性育种。将选择育种章节中的芽变选种与经典遗传学中的基因突变结合讲授,将杂种优势穿插细胞质遗传中的雄性不育的知识。这样有机整合既避免了教材之间知识的重复,又增强了知识的系统性,有利于增强学生的学习效果。模块五:非常规育种技术,包括诱变育种,离体培养育种,分子育种。模块六:良种繁育。在这六个模块中,前四个模块属于这门课程的经典知识,应该用较多的学时,可根据学时和学生的水平等实际情况安排后两个模块的讲授学时或者是让学生自学。通过上述六个连续、系统的模块就完全能清晰地展现教材知识,有助于增强学生的学习效果,从而提高教学质量。

二、灵活运用多种教学方法

采取怎样的授课方法,如何活跃课堂气氛和吸引学生的注意力,增强教学效果,是教师的必修课 [1]。园林植物遗传育种学理论难度大,因此要求教师在掌握多种教学方法的前提下,根据教学内容和目标、教学对象、学生的学习兴趣、学生教育背景,以及教学的环境等因素,灵活运用各种教学方法,激励学生的思考和主动学习[2]。我们在授课时根据实际情况,采用提问的方式引起学生思考,组织学生讨论,多进行对比,总结归纳,也可以安排一定的章节让学生讲解。比如在讲授完有丝分裂后讲解减数分裂前,可以先让学生观察减数分裂的过程,启发学生总结归纳二者的不同;在讲授引种驯化时,组织学生讨论分析梅花,菠萝,水杉,华中一带的蜜桃等植物能否引种到本地,如何引种。采用这样的教学方法既活跃了课堂气氛,又有利于学生理解影响引种驯化的因素和引种程序。

三、借助现代教育技术

多媒体技术图、文、声、像并茂,能够有效地吸引学生的注意力。园林植物遗传育种学学科正在快速发展,教学模式也将朝以多媒体课件和网络技术等现代信息技术为支撑方向发展[3]。因此本门课程采用多媒体辅助教学后,课件、动画等能够动态地、直观地表现教学内容,增加课容量,提高学生的注意力和学习兴趣,大大提高教学效率。比如讲授从DNA-蛋白质纤丝到染色体的四级结构模型时,运用动画逼真地解释抽象过程;讲授花的发育时,用图片展示ABC模型的具体内容,讲授彩斑遗传时,通过各种各样的花部彩斑和叶片彩斑图片形象地展现了彩斑的类型。

四、强化实验教学,提高操作技能

1.实验材料的准备

传统的实验教学中,实验材料和生科、生技专业所用相同,这些材料并不适合园林专业的学生。例如,目前大多数遗传学实验材料(或实验指导书)中有关有丝分裂的实验材料是蚕豆、洋葱和小麦等。这对农学专业学生是比较合适的,但对园林专业学生未必适宜。为此,我们选用水仙根尖分生组织作为实验材料进行尝试,并对某些实验步骤进行了技术修改,效果较好[4-5]。水仙是栽培技术相对较为容易的室内盆花,同时学生从根尖的培养、固定、解离、染色、装片及观察的整个过程全部参与,这样学生拿着自己培育好的水仙根尖材料,既有成就感,又加深了对实验的理解。

2.实验结果的分析

传统实验内容确定、材料统一,实验结果也大同小异,学生按照课本中的图按猫画虎地画出来。实验改革后,学生根据自己在显微镜下所看到的各个时期的图像能够辨别绘图,且能够对自己所制作的片子进行自主的分析、探讨,教师则可根据实验情况,给学生提供必要指导。

3.考核方法改革

实验考核既是督促学生学习的手段,又是培养学生良好实验习惯的有效措施。以前学生实验成绩主要是根据实验报告来打分的,不能反映学生的实验水平。因此我们进行了实验改革,把实验考核分成平时考核和期末考核两部分。平时考核的内容包括实验预习、实验操作、实验态度及纪律、实验报告等环节,各环节考核分数比例为:预习报告10%,实验操作40%,纪律卫生10%,实验报告40%,这部分成绩占该实验课总成绩的60%;期末考核包括期末实验操作技能、实验理论考核,各占50%,期末考核占该实验课总成绩的40%,实验操作部分合格方可参加实验理论考试。这一系列考核措施培养了学生课前预习,上课认真操作,课下及时总结实验报告的良好习惯,也调动了学生的积极性,大大增强了实验课教学效果。

总之,在园林植物遗传育种学的教学中,教师需要不断探索,认真安排教学内容,精心组织教学,提高教学质量,从而培养出应用型人才。

参考文献:

[1]赵广建.刍议课堂授课的艺术性[J].中国高等医学教育,2008(5):34-35.

[2]孙莉.《园林植物遗传育种学》精品课程立体化教学体系的构建.长春大学学报,2007,17(6):92-93.

[3]王仲,李秀霞,孙睿,张丽敏.多媒体技术在园林植物遗传育种教学中的应用.科学教育,2009,5:65-66.

第4篇:遗传学在育种中的应用范文

关键词:小麦:旱地区试:遗传多样性:SSR标记

中图分类号:S512.103文献标识号:A文章编号:1001-4942(2017)03-0021-06

AbstractRegional trial is an important step during variety certification and popularization of wheat. The regional trial material can reflect the level and development tendency of wheat breeding to some extent. The genetic diversity analysis of 40 wheat lines from dryland regional trials in 2014 was conducted in this study. The results showed that 113 allelic variations were detected by 42 SSRs. The average genetic richness (2.69), genetic diversity (0.27), and polymorphic information content (0.22) all showed that the population genetic diversity level was relatively low. The genetic diversity analysis among the three subgenomes showed that the average genetic richness was arranged in the order of AD. The genetic diversity analysis among the seven homoeologous groups showed that the average genetic richness was arranged in the order of 7

KeywordsWheat; Dryland regional trial; Genetic diversity; SSR marker

小麦(Triticum aestivum L.)是世界上种植面积最大、总产量最高的粮食作物,同时也是中国重要的粮食作物。但是,作为中国小麦主产区的北方冬麦区,干旱问题日趋严重,已成为小麦生产的主要限制性因素[1]。抗旱节水优良小麦品种的培育是解决该问题最经济有效的途径。

区域试验是小麦品种审定和新品种推广的重要环节,是推动小麦品种更新换代的源动力[2]。参加山东省小麦旱地组区域试验的品系代表了山东旱地小麦育种的水平和发展趋势。因此,构建旱地组区域试验品系的DNA指纹图谱,揭示其遗传多样性,可以客观地反映当前山东省旱地小麦育种的现状,对于品种选育、审定与管理均有重要意义。

目前,遗传多样性的研究可从形态标记、细胞学标记、生化标记以及直接检测DNA水平的分子标记等方面入手。SSR(simple sequence repeats)标记因其数量丰富且覆盖整个基因组、共显性遗传、多态性信息含量高、操作简单、稳定性好等优点[3]而被广泛应用于玉米、水稻、小麦、棉花和大豆等作物的遗传多样性分析中[2]。自Devos等[4]首次成功地将SSR标记技术应用于小麦遗传研究后,利用SSR标记对小麦种质资源、育种亲本、省审品种以及区试材料等z传多样性和群体结构分析的报道日新月异。如郝晨阳等[5]对我国小麦核心种质的研究结果显示,地方品种的遗传多样性明显高于育成品种。王升星等[6]以190个分布于黄淮冬麦区、长江中下游冬麦区及西南冬麦区三大麦区的小麦品种为试验材料,发现三大麦区品种间遗传差异较为明显,研究结果为小麦亲本选配提供了有用的遗传信息和重要参考依据。赵檀等[7]对169个河北省审小麦品种的遗传多样性分析表明,品种的等位基因频率在下降,但多样性水平基本呈现上升趋势;聚类结果既反映出河北省小麦品种多样性水平的复杂多样,也反映出品种的地域性分布特征。刘丽华等[2]对2009―2014年参加国家冬小麦区域试验的430个品系进行遗传多样性和群体结构分析,结果显示,遗传多样性从2012年开始略有下降,参试品系的遗传多样性自北向南(北部冬麦区组至长江流域冬麦区组)呈明显下降趋势。

本研究利用均匀分布小麦21条染色体的42对SSR标记对2014年参加山东省小麦旱地组区域试验的40个品系及其对照品种鲁麦21、旱地小麦优良品种青麦6号、当前主推小麦品种济麦22共43个品系(种)进行遗传多样性分析,以期了解山东省旱地小麦的育种水平、发展趋势及存在问题,进而为旱地小麦品种选育提供理论指导。

1材料与方法

1.1试验材料

参加2014年山东省小麦旱地组区域试验的40个小麦品系(名称均为区试代号:2―11、22―31、42―51、62―71)及其对照品种鲁麦21、青岛农业大学选育的旱地小麦优良品种青麦6号、山东省农业科学院作物研究所选育的当前推广面积最大的小麦良种济麦22,合计43个小麦材料。

1.2引物

本研究所用的SSR引物是从绘制中国小麦品种指纹图谱所用引物中挑选出的42对核心SSR引物[8],每条染色体各挑选2对引物,引物详细信息见表1。

1.3DNA提取、PCR扩增及基因型分析

DNA的提取参考简化的CTAB法[9]。PCR扩增体系与扩增程序参见文献[2]。扩增产物的基因型分析采用6%变性聚丙烯酰胺凝胶电泳[2]和银染检测技术[9]。

1.4遗传多样性和亲缘关系分析

利用Power Marker V3.25软件[10]对40个参试小麦品系进行遗传多样性分析,利用NTSYS-pc 2.1软件[11]进行43个小麦材料的亲缘关系及聚类分析。

2结果与分析

2.1SSR引物扩增情况

根据王立新等[8]提供的绘制中国小麦品种指纹图谱的105对核心引物,结合实验室现有引物进行筛选后,挑选出多态性高、稳定性好、均匀分布在小麦21条染色体上的42对引物,对43个材料进行了群体基因型分析(图1)。

42对SSR引物在43个小麦材料中共检测到115个等位变异,每对引物等位变异数的变幅为0~10,平均等位变异丰富度为2.74。42对SSR引物在40个区试品系中共检测到113个等位变异,每对引物等位变异数的变幅为0~9,平均等位变异丰富度为2.69(表1)。产生等位变异最多的是位于2D染色体上的引物Xgwm261,产生了9个等位变异;其次是位于5D染色体上的引物Xcfd8和7D染色体上的引物Xgwm44,各产生5个等位变异;位于3D染色体上的引物Xgdm72没有产生等位变异(表1)。

2.240个旱地区试小麦品系的遗传多样性分析

利用Power Marker V3.25软件[10]对40个区试品系进行分析得知,113个多态性位点的主基因频率介于0.50~0.98之间,平均值为0.80,其中小于平均值的位点有50个(44.25%)。基因多样性介于0.05~0.50之间,平均值为0.27,其中大于平均值的位点有57个(50.44%)。多态性信息含量介于0.05~0.38之间,平均值为0.22,其中大于平均值的位点有60个(53.10%)。

2.2.1A、B、D三个亚基因组的遗传多样性40个参试小麦品系A、B、D三个亚基因组中,平均等位变异丰富度依次增大。A组染色体产生了33个等位变异,平均等位变异丰富度为2.36;B组染色体产生了39个等位变异,平均等位变异丰富度为2.79;D组染色体产生了41个等位变异,平均等位变异丰富度为2.93(表1、图2)。而基因多样性在三个亚基因组中却表现为依次降低,分别为0.31、0.28和0.25(图2)。多态性信息含量在三个亚基因组中也表现为依次降低,分别为0.25、0.22和0.20(图2)。

2.2.2七个同源群的遗传多样性40个参试小麦品系在七个同源群的遗传多样性表现为:(1)平均等位变异丰富度变幅为2.17~3.50,大小顺序为7

2.343个小麦材料的亲缘关系及聚类分析

利用NTSYS-pc 2.1软件[11]计算40个参试品系和3个小麦品种的遗传相似系数。结果表明:(1)40个参试小麦品系间遗传相似系数最小值为0.18(品系5与品系71),最大值为0.77(品系46与品系62),小麦品系两两之间遗传相似系数的平均值为0.43。(2)鲁麦21与40个区试品系中品系5的遗传相似系数最小,为0.27;与品系62的遗传相似系数最大,为0.68;与40个品系遗传相似系数的平均值为0.45。(3)青麦6号与品系30的遗传相似系数最小,为0.33;与品系48的遗传相似系数最大,为0.59;平均值为0.46。(4)济麦22与品系10的遗传相似系数最小,为0.27;与品系62的遗传相似系数最大,为0.54;平均值为0.41。(5)鲁麦21与济麦22的遗传相似系数为0.46,青麦6号与济麦22的遗传相似系数为0.47,鲁麦21与青麦6号的遗传相似系数为0.60。

根据小麦材料两两间的遗传相似系数,对40个参试小麦品系和3个小麦品种进行了聚类分析。结果显示,该群体没有明显的亚群分类(图4)。但是,可以看出鲁麦21和青麦6号更趋于同一类群,且均与济麦22相距^远。

3讨论与结论

3.1 所选引物的适用性

赵檀等[7]利用231对多态性SSR引物,从170个河北省审定小麦品种(含1个对照品种)中共检测到831个等位变异,平均每对引物产生3.56个等位变异;刘丽华等[2]利用21对核心SSR引物,从430个参加国家冬小麦区域试验的品系中共检测到236个等位变异,平均每对引物产生的等位变异数高达11.24个。本研究中,42对SSR引物在40个区试品系中共检测到113个等位变异,平均每对引物产生2.69个等位变异。虽然本研究所用引物均选自绘制中国小麦品种指纹图谱的核心引物[8],但是与前人研究相比,平均等位变异丰富度偏低。

究其原因,一方面可能是试验设计时过于注重引物在小麦染色体的均匀分布,导致所选部分引物本身多态性信息含量就不高(42对SSR引物PIC值的变幅为0.36~0.84)。另一方面,本研究的试验群体偏小,且均为2014年参加山东省旱地组区域试验的小麦品系,不能排除等位变异位点检出的偶然性,即多态性信息含量高的引物不一定能检测出更多的等位变异位点(如引物Xgdm72的PIC值为0.71,但是在本试验群体中却没检测到多态性位点;再如,当将40个参试品系与3个已审品种综合分析时,42对引物可检测到115个等位变异,平均每对引物产生的等位变异数提高到2.74)。因此,虽然本研究利用均匀分布于小麦21条染色体的42对SSR引物在一定程度上对40个旱地组参试品系做了较好的遗传多样性分析,但是为了提高分析的准确性与精确性,尤其针对较小群体,应尽可能选用均匀分布的更多标记进行全基因组的分析。

3.2旱地区试品系较低的遗传多样性

在遗传多样性评价体系中,平均等位变异丰富度、基因多样性、多态性信息含量都被普遍应用。本研究中,42对SSR引物对40个旱地区试小麦品系的遗传多样性分析表明,平均等位变异丰富度(2.69)、基因多样性(0.27)、多态性信息含量(0.22)均较低,说明供试群体的遗传多样性水平较低,这可能与试验材料均来源于同一年同一地区同一育种目标(2014年山东省小麦旱地组区域试验)密切相关。众所周知,丰富的遗传变异对于提高作物的环境适应性和遗传改良进度至关重要[7],而作物遗传多样性的降低与品种选育过程中高强度的人工选择以及品种系谱中地方品种所占比例下降有关[12-14]。Rajaram[15]研究发现,通过人工杂交实现春性小麦基因库与冬性小麦基因库的相互渗透,可以拓宽小麦的遗传基础,育成品种的单产和适应性均得到了提高。因此,育种家们应尽量扩大亲本选择范围,尤其注意优良地方品种的选用,以提高育成品种的遗传多样性,从而更好地应对小麦生产中可能出现的不同生长环境。

在小麦三个亚基因组遗传多样性比较分析中,在平均等位变异丰富度上,AD。进一步对七个同源群进行遗传多样性分析发现,在平均等位变异丰富度上,7

3.3品种(系)间亲缘关系的相关讨论

Plaschke等[3]对40个小麦材料的SSR分析显示,其遗传相似系数仅为0.31,说明这些材料间的遗传差异很大。而本研究中,40个小麦品系间遗传相似系数的平均值高达0.43,说明材料间的遗传差异较小,亲缘关系较近。这与前者的研究材料源自不同国家或地区,而本研究供试材料源自同一年同一地区密切相关。品系间较近的亲缘关系再次说明当前小麦育种亲本选择的局限性,而为了提高育成小麦品种的环境适应性,应注意从丰富的种质资源中挖掘重要基因,通过引进省外甚至国外优异种质资源,使其在山东省旱地小麦育种中发挥作用。

研究显示,山东省审定的旱地小麦优良品种鲁麦21和青麦6号间的遗传相似系数高达0.60,与水浇地优良品种济麦22的遗传相似系数分别为0.46、0.47。说明本研究可在一定程度上将旱地品种和水浇地品种区分开来。40个参试品系与鲁麦21、青麦6号的遗传相似系数分别为0.45、0.46,均明显高于与济麦22的遗传相似系数(0.41)。说明山东省旱地小麦育种与水浇地育种在亲本选择、育种中间材料的去留等方面应该存在明显差异,这在一定程度上为干旱、半干旱地区的小麦种植提供了品种保证,有利于小麦总产的稳步提升,进而有利于保障国家粮食安全。

参考文献:

[1]高秀琴,兰进好,林琪,等. 部分旱地小麦品种(系)遗传多样性的SSR分析[J]. 麦类作物学报,2008,28(4):577-581.

[2]刘丽华,庞斌双,刘阳娜,等. 2009―2014年国家冬小麦区域试验品系的遗传多样性及群体结构分析[J]. 麦类作物学报,2016,36(2):165-171.

[3]Plaschke J,Ganal M W,Roder M S. Detection of genetic diversity in closely related bread wheat using microsatellite markers[J]. Theoretical and Applied Genetics, 1995,91:1001-1007.

[4]Devos K M,Bryan G,Collins A J,et al. Microsatellites:a new generation of molecular markers for wheat[C]// Proceedings of the 8th Wheat Genetics Symposium. 1993:591-594.

[5]郝晨阳,董玉琛,王兰芬,等. 我国普通小麦核心种质的构建及遗传多样性分析[J]. 科学通报,2008,53(10):908-915.

[6]王升星,朱玉磊,张海萍,等. 小麦育种亲本材料SSR标记遗传多样性及其亲缘关系分析[J]. 麦类作物学报,2014,34(5):621-627.

[7]赵檀,金柳艳,李远,等. 基于全基因组的河北省小麦品种遗传多样性分析[J]. 植物遗传资源学报,2015,16(1):45-53.

[8]王立新,常利芳,李宏博,等. 小麦区试品系DUS测试的分子标记[J]. 作物学报,2010,36(7):1114-1125.

[9]季伟,王立新,孙辉,等. 小麦SSR分析体系的简化[J]. 农业生物技术学报,2007,15(5):907-908.

[10]Liu K,Muse S V. Power Marker:An integrated analysis environment for genetic marker analysis[J]. Bioinformatics,2005,21(9):2128-2129.

[11]Rohlf F J. NTSYS-pc:Numerical taxonomy and multivariate analysis system, Version 2.1[Z]. Setauket, New York,USA:Exeter Software,2002.

[12]Smale M,Reynolds M P,Warburton M,et al. Dimensions of diversity in modern spring bread wheat in developing countries from 1965[J]. Crop Science,2002,42: 1766-1779.

[13]周,何中虎,张改生,等. 1BL/1RS易位系在我国小麦育种中的应用[J]. 作物学报,2004,30(6):531-535.

[14]Reif J C,Zhang P,Dreisigacker S,et al. Wheat genetic diversity trends during domestication and breeding[J]. Theoretical and Applied Genetics,2005,110: 859-864.

[15]Rajaram S. Approaches for breaching yield stagnation in wheat[J]. Genome,1999, 42:629-634.

[16]张学勇,庞斌双,游光霞,等. 中国小麦品种资源Glu-1位点组成概况及遗传多样性分析[J]. 中国农业科学,2002,35(11):1302-1310.

[17]Roder M S,Korzun V,Wendchake K,et al. A microsatellite map of wheat[J]. Genetics, 1998,149:2007-2023.

[18]李远,赵檀,王睿辉,等. 河北省小麦品种基于SSR标记的遗传多样性研究[J]. 河北农业大学学报,2012,35(4):1-5.

[19]张正斌,徐萍. 小麦基因组研究进展[J]. 遗传,2002,24(3):389-394.

[20]周晓果,景蕊莲,郝转芳,等. 小麦幼苗根系性状的QTL分析[J]. 中国农业科学,2005,38(10):1951-1957.

[21]赵新华,张小村,李斯深,等. 小麦抗旱相关生理性状的QTL分析[J]. 西北植物学报,2005,25(4):696-699.

第5篇:遗传学在育种中的应用范文

1.1 知识目标

(1) 简述杂交育种的概念,举例说明杂交育种方法的优点和不足。

(2) 举例说出诱变育种在生产中的应用。

(3) 讨论遗传和变异规律在生产实践中的应用。

(4) 总结杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种异同点。

1.2 情感、态度与价值观目标

(1) 讨论育种科学技术发展是科学、技术和社会的相互作用。

(2) 体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。

1.3 能力目标

(1) 尝试将获得信息用图表、图解的形式表达出来。

(2) 运用遗传和变异原理,解决生产和生活实际中的问题。

2 教学重点和难点

2.1 教学重点

遗传和变异规律在改良农作物和培育家畜品种等方面的应用。

2.2 教学难点

(1) 杂交育种和诱变育种的优点和局限性。

(2) 用遗传图解表示各种育种过程。

3 学情分析

初中生物课中关于人类应用遗传变异原理培育新品种的内容使学生对选择育种与杂交育种有了初步的了解。学生已学习过分离定律与自由组合定律,为理解传统育种方法所依据的遗传学原理打下了基础。在本节教学中,教师可以指导学生搜集我国在育种实践方面取得成功的事例,分析其中包含的遗传学规律,体会科学技术在发展社会生产力、推动社会进步等方面的巨大作用。

4 教学方法:讨论法、演示法

5 教学课时:1课时

6 教学设计思路

教学设计思路如图1所示。

7 教学过程

7.1 情景导入、展示目标

教师:课前以一副优美婉转的背景动画――竹林影动,加上水滴声的背景音乐,步入趣味性的课堂。接着按课件图片的顺序,先向学生展示古印第安人培育玉米、驯化牛的过程;再向学生展示现在的耕牛、玉米的各种优良品种的图片,同时展示袁隆平院士的“中国梦”,引起学生的兴趣。

7.2 认知冲突、问题铺线

教师:这些优良的品种,都是人们利用生物的变异,通过长期的选择,汰劣留良,培育出来的优良品种。但是这种选择育种的方法周期长,可选择的范围又有限,有些品种只在某一方面优势,而另一方面却不良等,不能满足日益增长的人们的需要,那么有没有更加新颖方便的方法呢?

7.3 情景假设、学习新知

(1) 学习杂交育种。

教师提供资料:农民伯伯现在遇到了这样的麻烦:

现有纯合的高秆抗锈病的小麦(DDTT)和矮秆不抗锈病的小麦(ddtt),小麦高秆(D)对矮秆(d)为显性,抗锈病(T)对不抗锈病(t)为显性。

并提出问题:你用什么方法能把两个品种的优良性状结合在一起,又能把双方的缺点都去掉,得到矮秆抗病的优良品种(ddTT)?将你的设想用遗传图解表示出来(用箭头、关键词写出育种的遗传图解)。

学生:分组讨论,每人都在作业本上尝试书写。教师并要求两位学生在黑板上书写,听课的学生对各小组的方案进行评价。

教师:从上述的汇报交流中,我们发现大家使用的方法都是――杂交育种,看来你们已经尝试从理论上探索杂交育种的方法了。现在我们来分析各组的方案是否科学规范。

(再次出示各小组的遗传图解)由学生指出其优点和不足以及自己的疑问。

教师多媒体展示探究思考题:

① 杂交育种蕴含着哪些遗传学规律?

② 如何判断显隐性?

③ 若要选择的品种是双隐性、一隐一显、双显性的,如何选择得到纯合子?

学生分组讨论,发言。

教师点拨、解答学生的问题:杂交育种依据的遗传学原理就是:基因的自由组合规律,即通过杂交,把生物不同品种间的基因重新组合,以便使不同亲本的优良基因组合到一起、从而创造出对人类有益的新品种。

教师点评:

表现型中9/16是高秆抗病、3/16是矮秆抗病、3/16是高秆不抗病,剩下1/16是矮秆不抗病。根据自由组合定律,在F2中矮秆抗病(一显一隐)品种占总数的3/16。

教师:我们得到的这种具有杂种优势的品种可以代代遗传吗?

学生:不可以,因为其中有2/16的植株是杂合体,它的下一代会出现性状分离。

教师:那么,如何能得到可以代代遗传的优势品种?

学生:要想得到可以代代遗传的优势品种,就必须对在F2中所得到表现型为高产抗病(一显一隐)的植株连续自交和育种,逐步淘汰不符合要求的植株,直到不再发生性状分离,就是我们要选育的能够稳定遗传的纯合子新品种――AAbb。

教师:通过上述分析,请给杂交育种下一个合理的定义。

学生:杂交育种就是将两个或多个品种的优良性状通过集中在一起,再经过选择和培育,得到新品种的方法。

教师:请举出我国在杂交育种方面成就。

学生:袁隆平的杂交水稻,中国荷斯坦牛等。

教师:综上所述杂交育种的优点是很明显的,但是在实际操作中,会遇到不少困难。请从杂交后代可能出现的类型,以及育种时间等方面,分析杂交育种方法的不足。

教师:杂交育种只能利用已有基因的重组,按需选择,并不能创造新的基因。杂交后代会出现性状分离现象,育种进程缓缦(一般需5~7年),过程繁琐。这些都是杂交育种方法的不足。有没有更好的育种方法来弥补这些缺点呢?

(2) 学习诱变育种。

教师:播放短片“餐桌上的世纪争议”,出示幻灯片。

学生讨论并总结诱变育种的概念以及原理优缺点和应用。

教师提出问题:① 与杂交育种相比,诱变育种有什么优点?

② 联系基因突变的特点,谈谈诱变育种的局限性。

③ 要克服这些局限性,可以采取什么办法?

学生:① 创造新的基因,提高变异频率,加速育种过程,可大幅度改良某些性状;变异范围广。

② 由于突变的不定向性,有利变异少,必须大量处理材料,因此该种育种方法具有一定的盲目性。

③ 要想克服这些局限性,可以扩大诱变后代的群体,增加选择的机会。

教师给予鼓励,并小结杂交育种、诱变育种、多倍体育种、单倍体育种4种育种方式(表1)。

8 教学反思

由于很多内容学生已经学习过如基因的自由组合定律、基因突变以前都学过,所以采用温故知新――杂交育种的技术方法――诱变育种的技术方法――知识扩展――总结的方法来讲授新知识。本节课的设计也能把理论与实践充分地结合在一起。例如在杂交育种技术的学习中,教师举例:利用高抗和矮感的小麦来设计如何出矮抗的小麦。通过学生的动手操作,使知识更能贴近生活,学以致用。课程改革的目标要求教师应具备对知识体系熟练,应对课堂教学要自如,教学中注重学生的差异性。在教学中,教师能注重学生的差异性,例如在杂交育种的设计实验中,大部分学生不太理解最后得到矮抗的比例,教师能放慢教学一步步解释。同时,教师教态自然、随和,给学生以亲近的感觉。

第6篇:遗传学在育种中的应用范文

论文关键词:分子标记,苹果,应用

1DNA分子标记技术

随着人类对基因从现象到本质的认识,遗传标记逐步从形态标记、细胞学标记和生化标记发展到能直接反应DNA水平上遗传多态性的DNA分子标记。与经典的遗传标记相比较,DNA分子标记具有不受材料来源和环境的限制,遗传稳定、多态性高、标记位点多、共显性、选择中性、重复性好、检测迅速、操作简便等优势,所以DNA分子标记被视为理想的遗传标记技术,而且迅速得到发展。目前,已有20多种分子标记技术被发展和利用。基于DNA多态性的分子标记技术主要可以分为三类:第一类以传统的Southern杂交为基础,RFLP(RestrictionFragmentLengthPolymorphism)为代表;第二类以PCR技术为基础,RAPD(RandomlyAmplifiedPolymorphicDNA)、STS(SequenceTaggedSite)、SCAR(SequenceCharacterizedAmplifiedRegion)和AFLP(AmplifiedFragmentLengthPolymorphism)为代表;第三类以重复序列为基础,SSR(SmipleSequenceRepeat)为代表。

随着分子生物学、遗传学、生物化学等学科理论研究的不断深入和实践应用的不断成功,DNA分子标记技术已被广泛的应用于遗传育种、种质资源鉴定、植物抗病基因定位、植物分类等诸多研究领域。经常应用于果树研究的DNA分子标记有RFLP、RAPD、AFLP、SSR和SCAR等。

2DNA分子标记技术在苹果研究中应用

2.1品种的鉴定

苹果是多年生木本植物,栽培历史悠久,不同地域间的种质交流频繁,导致种质混乱,同名异种现象普遍。传统的形态和同工酶分析方法误差大、效率低,难于对相似的品种进行准确的鉴定。DNA分子标记技术直接从DNA分子水平上对果树品种(系)进行鉴定和分类,准确性更强,效率更高,信息量更大,近几年已得到广泛应用。

Koller等用引物P2(5’ACGAGGGACT3’)成功地区分了11个苹果品种。Tancred等将澳大利亚选育的特早熟品种GB-63-43与其余3个相似品种区分开。祝军等应利用AFLP技术区分了25个苹果品种,用RAPD技术区分了16个苹果品种。周爱琴等用RAPD分析绘制了19个苹果生产上主要砧木的DNA指纹图谱,为苹果砧木的鉴定提供了新的依据。

2.2亲缘关系的确定

苹果中存在许多天然杂种,对一些经实生选种或采用混合花粉杂交选育的品种的亲本无法确定,在品种DNA指纹图谱建立的基础上对其进行聚类分析,可将品种进行分类以鉴定物种起源的亲缘关系。苹果品种津轻是日本1936年以金冠为母本杂交育成,经RAPD结合RFLP分析确认其父本为红玉。乔纳金和陆奥是两个三倍体品种,是金冠分别与红玉、印度杂交而成,RAPD分析表明二者都含有金冠的2n配子。王涛等利用AFLP分析了20个重要苹果砧木间的亲缘关系,聚类分析表明苹果属(MalusMill.)中的两个亚属的砧木被分别聚成两个大组,即花楸苹果亚属(SorbomalusZabel)大组和真苹果亚属(Eu-malusZabel)大组。

2.3种质资源的保存

果树种质资源是为生产提供优良品种的源泉,是果树育种和品种改良的物质基础,因此果树种质资源是人类的宝贵财富。遗传资源的长期保存需要消耗巨大的人力物力,核心种质(corecollection)的概念就是为了尽可能降低消耗而被提出的,利用核心种质理论来长期保存种质资源是提高种质资源管理质量和效率的重要途径,它不但要求对种质的农艺性状进行研究,还要研究它们的遗传变异,以避免重复、减少缺失。Mcferson认为分子标记可以用于核心种质的确定。HokansonS.C.等用SSR结合园艺性状建立了苹果的核心种质。

2.4遗传多样性的检测

遗传多样性一般是指种内的差异水平,它反映着一个物种适应环境的能力及其被改造和利用的潜力。遗传多样性是生命系统的基本特征,也是物种适应自然和发生进化的遗传基础。分子标记产物的多态性反映了被测材料的多样性。分子标记是检测种质资源遗传多样性的有效工具。张开春等用38个随机引物进行RAPD分析,在DNA水平上说明了我国的苹果无融合生殖资源平邑甜茶(Malushupehensis)具有丰富的遗传多样性。

第7篇:遗传学在育种中的应用范文

关键词:民间体育;非物质文化遗产;法律保护

中图分类号:G85文献标识码:A文章编号:1004-4590(2012)02-0075-05

2010年,一档名为《一代天跤・挠羊英雄会》的栏目开播,将富于地方特色的部级非物质文化遗产――“挠羊赛”推广到广大民众面前,使忻州的地方特色武术文化品牌,通过媒体传播的力量深入到广大观众心中,越来越多的人对挠羊赛表现出兴趣,并积极投身于《一代天跤》的擂台赛中,对我国民间体育非物质文化遗产的传承起到很好的效果。尽管“挠羊赛”掀起了大众对体育非物质文化的热潮,但是对传统体育文化的法律保护却是不容乐观。

1 民间体育非物质文化遗产的概念解读

根据《中华人民共和国非物质文化遗产保护法》的规定,非物质文化遗产是指各族人民世代相传并视为其文化遗产组成部分的各种传统文化表现形式,以及与传统文化表现形式相关的实物和场所。它包含了六种类型,其中包含了传统体育和游艺。本来论述的民间体育非物质文化遗产,仅仅涉及非物质文化遗产中的传统体育文化,它产生或发展于民间,被人们以各种方式享用及传承,在长期的历史进程中传承这种体育文化的群体将其不断创新,且达到了集体意识上的文化认同,凝聚成自己独特的民族精神和民族性格,最终体现为共同的价值观。

因此,本文所述的民间体育非物质文化遗产,可理解为产生、发展于民间,为民众享用和传承,在长期的历史传承中能被当地大多数人接受且认可,成为民众文化生活重要组成部分的体育项目。山西的忻州挠羊摔跤这一体育竞技项目从产生发展到现在,一直被当地的老百姓传承,并且被历代民众所喜爱,已经成为忻州地区民众们姓喜闻乐见的体育竞技项目,不仅在当地形成悠久的历史文化传统,而且成为当地老百姓生活中重要的娱乐活动,丰富了他们的文化生活。当地有“立了秋,挂锄钩,吃瓜看戏摔跤放牲口”的农谚[1],挠羊赛是在秋收以后的农闲时间进行,老百姓有充裕的时间观看和参与,可见此体育项目早已成为他们文化生活的重要部分。

2 山西忻州“挠羊赛”的产生及发展

挠羊赛为山西省忻州、原平、定襄一带极具地域特色的民间竞技体育,它以摔跤为竞技形式,以羊为赌注,故名“挠羊赛”。金末元初文化名人元好问即忻州人,他在《续夷坚志》中称这一活动为“角抵”。据史料记载:在元末明初,忻定盆地对角抵有“跌跤、跌对、摔跤、挠羊”等不同叫法。在明朝初期,传统的“角抵”加入到“酬神演戏”活动之中,竞赛时,规定对获胜者奖活羊一只,使其更具竞争性、刺激性和观赏性,于是人们将“角抵”称为“挠羊赛”,沿用至今。

摔跤挠羊赛是民族文化的融合物。我国地域辽阔,民族众多,各个民族有自己独特文化特色,因此许多非物质文化遗产都是在民族特色文化的融合中形成的。而忻州地处游牧民族与农耕民族的交界处,加上战事频繁,内敛的中原文化与粗犷的游牧文化在此交汇,使得忻州成为民族文化融合的前沿,而挠羊赛无疑是这一融合物的典型代表,综合吸收了蒙古和汉族摔跤的优点,在不断的融合和创新中形成一种全新的摔跤模式,具有自己独特的文化。

摔跤挠羊赛是摔跤民间化的结果。春秋之后,摔跤不仅是一种习武强身的手段,而参杂了些表演因素,更具观赏性。据《史记・李斯列传》记载: “二世在甘泉,方作角抵优俳之观”[2]。可见在当时摔跤已经做为一种表演项目而出现,很得秦二世的喜爱。到了宋朝时期,随着商品经济的发展,老百姓的娱乐需求也有所增加,出现了角抵社这一民间摔跤组织,使得老百姓也能直接参与到这项运动中来。至此,摔跤这项竞技体育项目逐渐从贵族娱乐发展到民间体育项目。在摔跤民间化的过程中,摔跤挠羊赛在此契机下逐渐产生并得以发展。

自挠羊赛产生以来就成为当地老百姓的一项重要娱乐活动,加上忻州独特的地理位置,战乱不断,使其有了进一步的发展,以至于明清时期达到了顶峰。忻州挠羊赛在不断的演进中已经作为地方特色而存在,即使在当今的和平年代,仍长兴不衰。解放前的忻州挠羊赛由组织者(也称上家)插出两面跤旗上写“英雄敌对、摔死无罪”。先拔旗者为挑战者,后拔旗者为应战者,组织者召集双方,或以山河、或以道路、或以乡村为界,把众多跤手分成实力基本均等的两股人马,由挑、应战的牵头选派各自的跤手出场,获胜者骑马戴花,失败者面蒙黑布名曰遮羞,久而久之有的就结下冤仇,场上摔伤、死亡的事故时有发生。

解放后,党和人民政府关怀重视体育事业,挠羊赛成为各行各业,各种大小型活动中不可少的内容,田间地头的摔跤随时可见。“友谊第一、比赛第二”和“宁失一跤不伤战友”的新风格发扬光大,摔跤事业迅速发展。由于它的传统深厚、历史悠久,群众基础广泛,动作技术精湛,后备力量雄厚,竞训制度完善,忻州于1960年被全国群英大会命名为“摔跤之乡”。从1983年起,试行搞起“对抗挠羊赛”,赛前有组织有领导、规定比赛细则和奖励办法,充分调动集体的积极性,集体利益和个人利益挂钩,通常是三至四个集体参加,每个集体的人数均等,一般是15―25人,轮番出场,周而复始,既奖团体又奖个人,由于方法得当,出场踊跃,场面热烈,竞争程度激烈,跤手满意,观众高兴,实践证明,行之有效。截至目前,这种办法是搞好挠羊赛最好的形式之一。从2003年开始,每年一度的“忻州摔跤节”正在形成独具地方特色的体育旅游品牌。

3 山西忻州“挠羊赛”的保护现状

对于民间体育非物质文化遗产的保护,从保护形态来讲一般分为静态保护和动态保护。静态保护就是采取各种有效措施将非物质文化固化并保存下来。动态保护是指采取保护继承人等各种方式使非物质文化以活态传承下来。《保护非物质文化遗产公约》中提出“保护”的定义,“保护”是指确保非物质文化遗产的生命力的各种措施,包括对这种遗产各个方面的确认、立档、研究、保存、保护、宣传、弘扬、传承和振兴。由此概念推断出“保护”主要包括三层含义:一为保存;二为传承;三为弘扬。“保存”就是“静态的保护”,“传承”和“弘扬”就是“动态的保护”。下面就从静态保护现状和动态保护现状这两方面对山西忻州挠羊赛保护现状进行分析。

3.1 山西忻州“挠羊赛”的静态保护现状分析

《部级非物质文化遗产代表作申报评定暂行办法》中指出,所谓保存是指:“用文字、录音、录像、数字化多媒体等手段,对保护对象进行真实、全面、系统的记录,并积极搜集有关实物资料,选定有关机构妥善保存并合理利用。”

目前,对山西忻州挠羊赛的静态保护力度较差。这种静态保护上存在的问题主要体现在:

3.1.1 没有相关文献典籍来佐证挠羊赛的由来

对于山西忻州挠羊赛的由来,据传是在宋朝时忻州人就喜欢摔跤。到了南宋时,著名爱国抗金名将岳飞被害后,岳飞麾下一位叫陈效婴的忻州籍老兵返回家乡后,把在军中所学的角(近似摔跤)传授给乡里的群众,一方面便于强身健体,另一方面寄托了抗金的宿愿。因角简便易行,深受群众喜爱,得以广泛开展,世代相传成为当地习俗。随着时代的变迁,摔跤技术也逐步提高,由原来单一的摔跤活动慢慢演变成对抗。当时忻州地处忻定盆地的西部,水草茂盛,百姓以放牧为生。因此,获胜者会获得一只肥羊作为奖励,在胜利后把羊扛起绕场一周以示荣耀,故有“挠羊赛”或“杠羊赛”一称,一直延续至今。

对山西忻州挠羊赛的历史由来主要靠劳动人民口耳相授、代代相传。对忻州挠羊赛的由来,除了上述主流观点外,还有一部分专家认为,山西忻州挠羊赛并非始于岳飞部下陈效婴在家乡的教授,而是由于忻州本身的地理历史原因所造就的。古时忻、定、原盆地地处晋北中心地带,有晋北锁钥,三关冲要之称,历来为兵家必争之地。自秦汉以来,该地就一直胡汉杂居,当地人民多以放牧为生。这样地处战争要冲,胡汉杂居杂交的历史,使这里的人民世世代代保留了一种尚武精神。胡人擅长摔跤、骑射,当地人民为了躲避战争灾难,屯戍边防,自然会学些摔跤等基本技能,至宋朝时摔跤之风风靡全国,忻州也毫不例外的将摔跤之风发扬光大,以当地的农业特色产品――羊为奖品。

3.1.2 没有将比赛策略和比赛技巧加以总结并物质化

忻州“挠羊赛”是群众性传统体育运动,参赛队员不分体重级别,没有年龄、种族以及区域的限制,人人都能参与进来。赛场上两方对垒,既是技术与战术的较量,也是体力与智慧的角逐,如果是团体对抗,比赛场外各方又由足智多谋的“军师”来出谋划策,根据对手的实力进行排兵布阵,一旦一方跤手出奇制胜,而另一方却疏忽大意,胜利就会与他擦身而过。“挠羊赛”竞技中贯穿的踢、摔、掼、拿技击法,体现了技巧的对抗和智慧的对抗。因此它是技术与力量的完美展示,具有很高的观赏性,应当通过书籍或者影像固定下来,以供对挠羊赛进行观赏分析。但目前这方面的工作做得不到位。

3.2 山西忻州“挠羊赛”的动态保护现状的分析

非物质文化遗产并非“死而无变”,在历史的发展进程中,它也会随着社会的发展通过人的行为融入一些新的内容。所以,非物质文化遗产具有世代传承的可能与必要,因而非物质文化遗产具有“活遗产性”[3]。而动态保护成为民间传统体育文化保护的主要途径和方式,正是由这一活遗产性所决定。动态保护主要是指为促进其传承、弘扬所采取的措施。下面就从传承和弘扬两方面对山西忻州挠羊赛的活态保护现状进行分析。

3.2.1 经费投入不足

在我国《非物质文化遗产法》中,明确规定县级以上人民政府应当将非物质文化遗产保护纳入本级国民经济和社会发展规划,并将保护、保存经费列入本级财政预算。在山西省政府办公厅的《关于加强我省非物质文化遗产保护工作的实施意见》的保障措施中也规定,市、县人民政府要不断加大对非物质文化遗产保护工作的经费投入。但是,在实际操作过程中,由于地方各级政府对此没有明确规定对非物质文化遗产如何确定其在地方财政预算中的比例,如何监督其使用,最终导致实际对山西忻州挠羊赛等民间体育非物质文化遗产的保护投入不足,不仅没有专门的研究机构进行学术研究,导致现在对山西忻州挠羊赛的由来仍没有确切的佐证,对比赛技巧和比赛策略也无相关记录,对挠羊赛的赏析专门评述更是屈指可数。与此同时,由于地方各级政府的投入少,挠羊赛的文化习俗没有得到很好的传承和弘扬。现在,忻州当地的村镇由于保护资金缺乏,没有专门场所,很少再举办大规模的挠羊赛了。

3.2.2 品牌文化没有得到很好的宣传

一项具有地方特色的民间传统体育文化,能被选入部级非物质文化遗产不仅仅是一项荣耀,更意味着一种责任。当地既要肩负着完整、真实地保存下来的责任,更要肩负宣传、弘扬体育文化的责任。目前,山西忻州挠羊赛虽然已经成功申报为部级非物质文化遗产,但是对山西忻州挠羊赛知晓的人却并不多,甚至很多山西人都不知道家乡中有此项运动的存在。尽管现在山西卫视全新改版后,重磅推出了《一代天跤・挠羊英雄会》的栏目,越来越多的民众通过媒体这个平台一睹挠羊赛的风采,但是其文化品牌还没有成熟,观众仍然是小众,影响力并不是很大,大众对挠羊赛还没有深刻的文化认同。

3.2.3 面临着传承人缺乏的情况

民间传统体育文化传承的主要方式就是通过传承人进行“活态传承”。但是就目前的状况而言,由于对挠羊赛的经费投入不足,没有传承场地、没有授徒传艺,对挠羊赛有深厚感情的老一辈“挠羊汉”的故去后,挠羊赛后继乏人。很多年轻人已经对这种娱乐活动没有兴趣,也不乐意参加这种传统的体育项目。这种活体传承延续不顺畅的后果是严重的,其直接后果是挠羊赛这种具有地方特色的传统体育项目失传,最终使我国优秀历史文化宝库中失去了一项具有中国特色的体育文化项目和民间风俗。

从上面的分析可以看出,无论是对民间体育非物质文化的静态保护还是动态保护,都必须有相应的规定,相应的制度做保障,之所以出现以上保护不足的状况,主要是制度上的不完善,没有可操作性的规定,而这些问题归根到底是立法上的不足,保护民间体育非物质文化遗产的法律规范存在很多缺陷。法律无疑是保护民间体育非物质文化遗产的最有力最根本的措施,如果法律尚不完善,没有采取保护措施的依据,又何谈对民间体育非物质文化遗产的保护力度呢?

4 民间体育非物质文化遗产面临的法律困境

国际上还没有一部关于非物质文化遗产保护方面的正规法律,联合国教科文组织一般是以“公约”、“条例”、“建议案”等呼吁性文件的,到目前为止我国首部《非物质文化遗产保护法》刚于2011年2月25日颁布,从同年6月1日才刚刚实施。山西省虽然制定了非物质文化遗产保护方面的专门性法法规,即山西省政府办公厅的《关于加强我省文化遗产保护工作的实施意见》,但是从条文内容来看,法律保护机制比较宏观,对民间体育非物质文化遗产的保护工作的展开只具有一定的宏观指导作用,缺乏可操作性。

4.1 立法上本身存在立法不科学的问题

4.1.1 上下位阶法律条文不能有机衔接

这个问题主要表现在上位法中体现的内容在下位法中找不到相应的内容加以贯彻和具体化。例如,《中华人民共和国非物质文化遗产法》第八条规定:“县级以上人民政府应当加强对非物质文化遗产保护工作的宣传,提高全社会保护非物质文化遗产的意识。”但是,在山西省政府办公厅的《关于加强我省文化遗产保护工作的实施意见》却没有相应的规定。再如,在《非物质文化遗产法》中存在大量条文规定,县级以上人民政府应当对本区域范围内的非物质文化遗产保护类如本级财政预算,但是在山西省的相关规定中却也没有相关规定。

4.1.2 各位阶的法律规定过于宏观,缺乏操作性

由于法律作为一种“以一范不一”的社会行为规范,其内容具有原则性和高度概括性的特征,来达到用同一规范规制形形的社会行为的作用。但是,在法律位阶之下的法规,应当在法律指导下,根据地方特色和实际情况,将原则化、抽象化的法律化作具体而具有可行性的行为规范。但是,从山西省地方的相关规定来看,对《非物质文化保护法》的规定还是停留在照搬的阶段,没有根据地方的具体情况将《非物质文化遗产法》具体化。在山西省忻州市关于非物质文化遗产保护的相关法规中,既没有列出财政预算如何保障民间体育非物质文化遗产保护工作开展,也没有列出政府如何有效开展对忻州挠羊赛之类的非物质文化品牌加以宣传,还没有具体规定地方各部门的具体职责,以至于对民间体育文化的保护工作无法顺利开展。

4.1.3 公法和私法不能有效联系起来

民间体育非物质文化遗产的保护,不是仅仅靠私法就能实现的。在保护非物质文化的过程中,公法不但要明确行政机关各部门的职责,同时对破坏民间体育文化遗产保护工作的行为要加以严惩。因此,知识产权法等私法保护并不能简单取代行政法等公法保护,同样公法保护也不能取代私法保护。这两种保护各有侧重,相辅相成,两种手段应当是并行不悖的。但是,现实生活中,对于像挠羊赛等民间体育文化遗产的法律保护,仍然处于公法和私法各自为营的状态,并没有实现对接。

4.1.4 对民间体育文化的知识产权保护很不完善

非物质文化遗产知识产权机制无论是精神理念还是具体的规制体系上,都存在着众多的冲突之处,学术界对于非物质文化遗产能否进行知识产权保护的问题也始终未曾盖棺论定[4]。而民间体育文化作为非物质文化遗产的一种,当然面临着同样的尴尬。从现有的知识产权法体系看,无法准确给山西忻州挠羊赛准确定性。

首先,山西忻州挠羊赛这种民间体育非物质文化遗产不属于著作权的范畴。著作权的客体是作品,是指文学、艺术、科学领域内具有独创性并能以某种有形形式复制的智力成果。其具体表现形式有:文字作品,口述作品,音乐、戏剧、曲艺、舞蹈、杂技等艺术作品,美术、建筑作品,摄影作品,电影作品和以类似摄制电影的方法创作的作品,工程设计图、产品出设计图、地图、示意图等图形作品和模型作品,计算机软件,法律行政法规规定的其他作品(如民间文学艺术作品)[5]。很明显,山西忻州挠羊赛不属于任何一种作品的形式。

其次,山西忻州挠羊赛也不属于专利的范畴。专利包括发明创造、实用新型和外观设计。山西忻州挠羊赛不属于以上三种中的任何一种,自然就不属于专利的范畴。

最后,山西忻州挠羊赛不属于商标的范畴。虽然山西忻州挠羊赛是一种富于地方特色的武术文化品牌,但是它却不符合专利法中关于商标的相关界定,即它不属于商品商标、服务商标、集体商标和证明商标。基于上述情况,山西忻州挠羊赛作为一种已经申报成功的部级体育非物质文化遗产,目前面临着不受知识产权法保护的尴尬处境,而只能作为一种民间文化习俗存在。

4.2 地方政府的重视程度不够,保护经费投入不足

学术研究无法顺利进行、传承人贫乏,这两个问题直接导致的就是民间体育非物质文化遗产的影响力下降,甚至会造成非物质文化消失的严重后果。这两个问题归根结底还是政府经费投入不足造成的。地方政府没有切实认识到民间体育非物质文化遗产不仅仅是前人留给后人的精神财富,如果加以合理利用,还是先辈留给我们的物质财富。对山西忻州挠羊赛的保护,首先要保证其完整地传承下去,这种传承不只是对其形式的完整传承,更重要的是对古代人民自强不息、智勇双全的精神财富的传承。对山西忻州挠羊赛进行品牌包装,这种优秀的文化一定能发扬光大,物质财富也会随之而来。虽然在《非物质遗产法》和山西省制定的相关法规中都有关于加大经费投入,和对传承人的支持和保护。但是,在实际执行的过程中,这些法律法规并没有被真正执行,没起到应有的作用。地方财政对山西忻州挠羊赛的保障不力,导致没有专门机构和专家、学者对这方面的文化进行很好的普查、保存和学术研究也不能顺利开展,以至于山西忻州挠羊赛的真正历史由来和比赛技巧没有被真实、准确的记录。财政的投入不足还影响了挠羊赛的传承,地方政府对挠羊赛没有很好的宣传,没有提供传承所需的传承场地,传承人的相关经济利益保障不足,传承人忙于工作无暇传承。

4.3 全民保护意识淡漠

民间体育非物质文化遗产是广大劳动人民在很长的历史进程中,逐渐形成和完善起来的智力成果。在很长一段时期内这些非物质文化遗产对中华民族文化的融合和加强民族凝聚力做出了很大贡献。山西忻州挠羊赛作为一种具有地方特色的传统武术文化,是当地人民在古代屯戍边防、避免战乱时,为防身躲难之用,结合北方少数民族的运动发展起来的。此项传统运动的出现,不仅利于当地人民强健体魄,培养了当地人民不屈不挠、不甘服输的精神,还极大的丰富了当地人民的文化娱乐生活,其独特的比赛规则和比赛技巧,可谓是中华传统文化的一支奇葩。现在娱乐形式越来越多,城镇化后高节奏的生活方式,使人们渐渐淡忘了在以前庙会上精彩的挠羊赛。现代人看不到它存在和发展下去的价值,觉得它可有可无,保护意识淡漠。

5 对民间体育非物质文化遗产法律保护存在问题的解决对策

5.1 科学立法是解决法律技术层面问题的关键

5.1.1 应当完善各位阶的法律规范

全国性的《非物质文化遗产法》是在全国范围内起作用的部门法,它对地方各级人大和人民政府制定地方法规和规章及政策有指导性的作用,地方法规和规章及政策对全国性法律起补充说明和具体细化的作用。因此,在制定关于民间体育非物质文化遗产的地方性法规和规章及政策时,应当在《非物质文化遗产法》指引下,将法律中的规定地方化,具体化。比如,谈及山西忻州挠羊赛的保护时,在地方性法律文件中应当具体规定,如何确定财政预算中关于保护山西忻州挠羊赛的经费比例,如何使用这些经费,这些经费的使用应当受到哪些监督等等。

5.1.2 应当树立公法与私法并行不悖,协调保护的理念

公私法相结合的保护模式,是指在私法保护的基础上加上有关行政法规等制度和行政资助制度来保护民间体育非物质文化遗产[6]。民间传统体育文化作为非物质文化遗产的一种,实质是一种公共文化,它不专属于任何人、任何群体和任何国家,是全人类的共同利益。由公法介入调整,一方面便于政府对非物质文化进行行政指导,引导非物质文化产业发展,使其有序、科学、健康发展;另一方面,便于明确各级各类政府部门的职责,为保护民间体育非物质文化遗产上各尽其责,使民间体育非物质文化遗产借助政府的推动力量发扬光大。但是,只有公法保护仍显不足。民间体育非物质文化遗产的保护,需要大量的人力、物力以及财力支持,但是政府部门通常却无法满足民间体育非物质文化遗产保护对公共资源的需求。而且若出现公权力对民间体育非物质文化遗产保护的粗涉,势必导致民间体育非物质文化遗产受到严重侵害。由此,引入私法保护主要是知识产权保护弥补公法保护的不足是十分必要的。在对山西忻州挠羊赛保护时,公法主要是行政法,规范的是国家的行政保护行为,如对山西忻州挠羊赛的普查、建档、学术研究、固化保存、活态传承、发扬光大等,以及为实现这些保护行为而提供的行政、财政、技术等措施。私法保护提供的则是一种民事保护,即保障山西忻州挠羊赛权利主体的精神权利和经济权利的实现。因此,对山西忻州挠羊赛的保护而言,私法保护并不能简单取代公法保护,公法保护也不能简单取代私法保护。

5.1.3 明确民间体育非物质文化遗产权利性质的法律属性

民间体育非物质文化遗产是人类在长期认识自然、改造自然的活动中,通过反复实践而得出的智力活动成果。民间体育非物质文化遗产与知识产权法所保护的客体――知识产品所具有的“非物质性”、“可复制性”和“价值性”是一致的。除上述特性外,民间体育非物质文化遗产还具有自己独特的特征,如“地域性”、“活遗产性”和“历史传承性”。山西忻州挠羊赛的相关权利虽然目前不属于知识产权体系中的任何一种权利,但是民间体育非物质文化遗产可以而且应当纳入到知识产权的保护体系中。从知识产权法的本质上说,只有智力成果体现了财产所有和财产流转,并存在发生经济关系的可能,才有对其是否纳入知识产权制度加以讨论的必要[7]。山西忻州挠羊赛这种社会风俗习惯,可以通过注册商标或者域名进行保护。陕西的安塞腰鼓、谢村黄酒等民间体育非物质文化遗产都已经率先注册了商标,走品牌化发展道路。山西忻州挠羊赛也是一项适合商业开发的民间体育非物质文化遗产,将其注册为商标不仅能够获得一个可连续续展的保护期,还可以为当地人民带来巨大的商业价值。随着互联网深入人们的生活,互联网迅速成为人们足不出户却知天下事的知识平台,利用互联网对传统文化进行保护并将传统文化发扬光大成为很好的选择。“地址的惟一性”使得域名成为名副其实的“网络商标”,将实体的文化品牌商标与域名这种网络商标相结合,有助于更广泛的人群接触到山西忻州挠羊赛,强化其社会影响力,还有助于这种文化品牌挖掘出其潜在的商业价值[6]。

5.2 加大经费投入和宣传力度

目前地方政府对民间体育非物质文化遗产的保护还是重视不够,这体现为宣传力度不够和经费投入不足。因此,首先应当强化地方政府对民间体育非物质文化遗产的重要性认识,明确民间体育非物质文化遗产保护在地方财政预算中的比例和使用方式及其监督,各级政府充分发挥地方各级政府的力量,促进政府下设部门和其他社会各界积极参加保护工作。对内,在政府内部实现分工协作,形成合力;对外,广泛吸纳学术研究机构和专家学者分析研究,引导企业单位为保护工作提供部分经费为保护民间体育非物质文化遗产尽一定社会责任,弥补财政经费的不足,还要引导媒体广泛宣传,借助媒体的力量,将传统文化品牌加以包装,唤醒大众对民间体育非物质文化遗产的重视。

5.3 让全民树立保护意识

首先,通过传媒,包括传统媒体和网络媒体的力量,一方面,要加强宣传民间体育非物质文化遗产的重要性和特性。另一方面,结合山西忻州挠羊赛的特性,它是一种可以实践的民间体育非物质文化遗产,因此,通过媒体举办相应的比赛栏目,可以加强群众的认知和参加的热情。

再者,加强学校的非物质文化教育。将非物质文化的内容引入到学校教育的体系中,能够使这些传统文化通过课堂教学保存和传承下去。山西忻州挠羊赛在学校教学中可以通过两种方式进行教育,一是通过对学生进行挠羊赛文化内涵等文化内容的讲解实现,另外就是通过在体育课中开设挠羊赛的项目,并进行实践教学,必要时,由政府拨付经费,学校邀请技艺精湛的“挠羊汉”参与体育实践课程,不仅加深了学生对挠羊赛的文化认知,还加强了对挠羊赛实战的了解,同时便于传承人的培养。挠羊赛作为一种传统的体育文化项目,也具有其他体育项目的“人无,艺灭”的特点,其活态传承才是最重要的。因此,学校教育对于挠羊赛的保存和传承起着很重要的作用。最后,财政支持非物质文化发源地开展非物质文化活动。广大群众是民间体育非物质文化遗产最重要的保护主体,他们既是民间体育文化的创造者,又是享用者和传承者。支持民间体育非物质文化活动的开展同时会扩大非物质文化的影响力和知名度,使保护民间体育文化的主体队伍不断壮大起来。

6 结 语

民间体育非物质文化遗产,归根结底是一种富有地方特色的文化形式,是民间老百姓们自娱自乐的方式。尽管这些民间体育非物质文化遗产曾经有过自己的辉煌时代,但在现在的商业氛围里,它们面临着前所未有的尴尬困境。在社会转型与世界接轨的过程中,我们不希望看到民间体育文化被现在的商业文化所吞噬,只有使民俗传统文化的功能同现代社会的功能要求结合起来,才能使得传统民俗在现代生活世界中找到立命之本[8]。因此,就需利用各种渠道加强民间体育文化信息的表达,必须在法律上予以保护,加大宣传力度,营造全社会保护民间体育非物质文化遗产的氛围,使其与时俱进,焕发出新的活力。

参考文献:

[1] 孙崇文. 龙吟虎啸话“挠羊”[J].忻州文苑,1997(2):46-47.

[2] (汉)司马迁.史记・李斯列传[M].上海: 上海书店,1962: 1631.

[3] 崔艳峰.中国非物质文化遗产法律问题研究[J].法制与社会.2007,(8).

[4] 胡世思.《宁夏“山花儿”的知识产权保护研究》[J].知识产权,2011,(7).

[5] 吴汉东.知识产权法[M].北京:北京大学出版社,2002.

[6] 严永和.《我国民间文学艺术法律保护模式的选择》[J].知识产权,2009,(5).

[7] 郑璇玉.试论民间文化层面的知识产权制度保护[J].江西社会科学.2006,(5).

[8] 王龙飞,陈世强.非物质文化遗产与民族传统体育保护[J].体育文化导刊,2008,(11).

[9] 李秀娜.非物质文化遗产的知识产权保护[M].法律出版社,2010.

第8篇:遗传学在育种中的应用范文

关键词:鱼类遗传与育种学;实践教学;探索

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)10-0146-03

鱼类遗传与育种学是水产养殖专业的一门应用性及实践性很强的专业必修课。要求学生通过本课程的学习,系统掌握鱼类选择育种、杂交育种、倍性育种、良种繁育和品种推广等育种学的基本理论和基本方法,并能应用所学知识分析和解决生产中的选育、品种改良等问题。针对传统的鱼类遗传与育种学以理论讲授教学为主,实践教学不足的问题,内江师范学院生命科学学院以提高学生专业综合能力为教学理念,以强化学生专业实践操作技能为目的,摸索出一套行之有效的实践教学方法,激发了学生学习的兴趣,取得了良好的教学效果。

长期以来,鱼类遗传与育种学实验的教学的内容一直采用传统遗传实验项目作为基础性实验(占全部实验项目的百分之四十到五十)。目前的实践教学模式比较单一,基本上是验证性实验,其特点是知识单一,综合性实验少,设计性实验更少,甚至缺无。尽管这些实验也覆盖了综合性和研究性的实验项目,目的在于加强和提高学生的实验技能和综合能力,但是水产专业特色明显不足,远远不能满足学生对专业领域的深入了解,更不利于学生专业思想的培养。自1996年以来,以鱼类性别控制育种为代表的水产高新技术纳入国家863计划以来已有18年之久,中国海洋大学以及全国各科研院所在水产生物育种学领域取得了诸多令人瞩目的研究成果,诞生了全雄黄颡鱼、全雄罗非鱼、全雌牙鲆、全雌半滑舌鳎、“异育银鲫中科3号”、“大连1号”杂交鲍鱼、“黄海1号”中国对虾、“北鲆1号”、“北鲆2号”、“蓬莱红”栉孔扇贝、“海大金贝”虾夷扇贝等鱼类新品种。这也极大地促使我们采取更多积极的措施将这些较为成熟的前沿成果和尖端技术转化为实践教学内容,采用更多创新性实践的方式让学生们深入了解和全面掌握这些育种成果。

一、鱼类遗传与育种学实验教学主要存在以下问题

1.教学与生产、企业脱节。传统的实践教学主要参考上世纪90年代或本世纪编制的参考资料,这些参考资料对于培养学生的入门的实验知识和能力非常有效。但随着数以万计的水产私营企业快速发展,呈现出规模化、专业化和多样化特点,且现在水产养殖品种呈现出多样化、复杂化趋势。养殖理念和形势也有了深刻变化,已从单一、低产的养殖模式转变为多样、高产、低碳、安全和环保的养殖模式。以简单、陈旧的参考教材培养学生的实践技能和理念已不能满足现在水产行业对人才需求的多样化和专业化,出现课堂实践教学与养殖生产、水产养殖企业的需求脱节。教学中的上述问题,制约了学生的实践积极性,在一定程度上埋没了学生的专业修养和创新能力,学生的专业技能和解决实际生产问题的能力低下、片面,以致出现水产企业机构和水产工商企业对水产人才的需求远远得不到满足,而相当一部分毕业生又找不到满意的工作,造成水产人才资源流失的矛盾。

2.学生融会贯通专业系统知识的能力有限。目前的实践教学基本上是依附于单一理论课的验证性实验,其特点是操作的演示性、知识单一性,综合性实验少,设计性实验更少,甚至缺无。即使开设综合实验或者创新性实验,也是局限在本门理论课程中,只能培养学生注重掌握书本中实践知识和单一、少量的知识点,而将课程间一脉相承的专业系统知识和技能分割开来讲授或训练。以生产实践中的泥鳅多倍体育种知识为例,传统的课程主要讲解育种原理等,实践课程则是实验员去菜市场购买泥鳅,分组发放给每个实验小组(5~6个学生/组),学生进行温度休克诱导,一堂实践教学课程基本结束,然后学生撰写基本一致的实验报告。这类传统实践教学的问题在于:(1)很大比例的学生不清楚实验目的,无亲自动手参与实验过程的情况下就结束了实践教学,学生参与和思考及发现问题的能力没有得到有效的培养。(2)实验考核简单,主要就是一纸实验报告或者期末类似于理论考试的实践理论测试。学生的专业操作技能得不到训练和提高。而在生产实践中,泥鳅多倍体育种需要先观察其胚胎发育时序与水温的关系,要通所学的专业知识,综合应用分析多门专业课程解决生产实际问题的能力。此外,实践教学的一个极为重要特点就是连续性,种苗的繁育、选育均需要较长的时间才可能开展,而现有的教学体系中,学生实践的时间安排较为零散,好多内容根本无法开展,学生和教师疲于应付和完成教学计划等。

3.重理论,轻实践。目前鱼类育种及繁育企业日益专业化、精细化,育种企业、养殖企业及科研院所等均装备有诸多先进的、专业化的仪器设备等,他们需要有扎实操作技能和解决问题能力的水产育种专业人才。鱼类遗传与育种实践教学中,实践教学“大锅饭”,以分组为主要形式的实践教学,部分同学不珍惜参与实践操作机会,以“眼”操作。毕业论文方面往往是根据指导教师的研究方向,只涉及很狭窄方向的部分内容和少量实践技能的训练和应用。社会实践活动也往往有较大的局限性,部分学生蒙混其中。学院和实践单位对参加社会实践的同学也缺乏完善的评价标准,流于形式的成分较大,难以达到预期的训练效果。实践教学、毕业论文实践及实习等均未能使大部分同学接受足够、规范、专业和严格的操作训练;学生的实验操作水平和实际应用能力有限,学生很难做到独立思考分析生产实践问题、不能独立地开展技术工作。就业后,缺乏自信、心虚,较难快速适应社会需求,所学专业知识不能马上就派上用场,甚至在工作岗位上重新学学专业知识和技术。

针对上述问题,国内水产专业院校在更新教育思想观念、修订培养方案、精品和网络课程建设,合理安排各类课程的比重、加强和完善实践教学的管理与建设、强化师资队伍建设等多方面做了大量的改革,很大程度地解决了上述问题,取得了良好的改革成效。内江师范学院水产养殖专业在借鉴兄弟院校的课堂和实践教学改革的基础上,针对“实用技能型”鱼类育种人才培养还做了改革。

二、内江师范学院水产养殖专业所做的改革

1.教学、科研、生产三结合。鱼类遗传与育种学中育种学部分内容的应用性极强。水产动物育种学包括传统育种方法和现代育种方法,在现代水产动物生产中,传统方法和现代方法并重。育种学实验要求专门的场地,配备专业设施,并具有极强的季节性且周期长。如果实践性教学环境与条件良好的话,能大有力推动教育改革的实施。我院周围有几家大型的并且具有一定规模的鱼类繁殖养殖企业,而且我院与部分单位保持着合作;学校的实习基地里面具备方便从事鱼类繁殖的必需设备与设施;同时建立实验室。上述措施对满足实践性教学,起到了非常重要的作用。

加强实践性教学环节、提高教学质量。建设教学、科研、生产三结合的实习基地,实习基地的建设建立,不但为在校生的实习提供了较为稳固的实习场所,而且很好地把学生的专业实习实践与试验场的科研、生产结合起来,让学生积极参与其中,自己体验生产全过程,深入了解本专业的理论知识,明确学生独立完成某项工作的必要性,由此学生的综合素质和解决间题的能力都得到了提高。

2.减少理论课学时,增加实践课学时,组建新的实验系统。鱼类育种与遗传学的技术性和实践性都很强,所以必须减少理论课的课时,增加实践性课时,才能让学生真正地理解并掌握这项技能。理论课时不应超过百分之三十。同时还应建立并完善“综合性实验、设计性实验、基础性实验”的多层次和多元化的实验体系,降低基本操作性实验和验证性实验的占比,使创新性、综合性、应用性、设计性实验占百分之七十以上。让学生对实验产生兴趣,积极参与杂交育种、选择育种、多倍体育种及雌核发育育种的全部过程。这样一来,不仅让学生对鱼类遗传学和育种学有了更深入、更全面的了解,而且还达到了增强学生动手能力的目的,从而能更加独立、更好地适应社会工作。首先我们将淡水鱼类动物细胞遗传学部分添加到实验讲义中,如鱼类多倍体诱导和倍性检测、鱼类细胞核DNA相对含量测定等,通过增补实验项目的方式,将这些最新成果渗透到本科教学中。接下来以鱼类遗传育种领域最新的成果和进展为依据,进一步完善和更新了实验内容,特别是补充育种学实验部分。实验讲义由原来的15十五个实验项目,更新为综合性实验、试验设计、基础性实验、与创新性实验等三大类近三十个实验项目,充分突出了水产专业的特色特点。

3.开放与互动的教学模式。在理论教学方面,应避免灌输式教学。通过开放课程,让学生与老师形成互动。由老师拟定题目,让学生自己先去去搜索资料材料,并整理。然后在课堂上,让学生以自己的方式展现出来,与老师和同学形成互动。与此同时,还要利用好已毕业学生的优势。每个月争取请到一到两位在知名企业就业的学生回到学校,与同学分享从业经验,为同学们解疑释惑。而且还能提高毕业生的就业率。另一方面,有时候为了让学生充分理解课程的内容,有必要将课堂搬到养殖场或者实验室。例如,某些鱼类雌性比雄性长得快、个体大,因此,进行全雌化养殖可以提高群体生长率,提高产品肉质规格和产量,从而提高经济效益。结合养殖生产,设置鱼类雌核发育实验,通过运用物理射线(X、叮或UV)或化学药品使遗传失活,并用失活后的继续激活卵子发育,最后通过抑制极体的排出或抑制第一次卵裂使染色体加倍,培育出具有存活能力的雌核发育二倍体。

4.构建网络平台。计算机多媒体技术的应用,极大地改变了原有教学模式,使课堂教学变得更加丰富多彩。在制作讲义时,我们通过计算机多媒体技术,将讲义制成各种多媒体课件,同时通过网络平台,让同学们对将要学习的讲义内容有所了解。对于讲义中不理解的内容,可以提前标记,并可以在老师授课时提出问题。这样不仅有利于学生学习,也有利于教师授课。同时我们还开放计算机机房,让学生随时可以登录网络平台,了解相关资料。

5.实验课程考核评价体系。实验被单独设里课程后,学生不再像以前一样轻视实验课(之前实验成绩只是占总成绩的30%)。通过我们长期的实践教学认为,实验课与理论课应各占百分之五十最为合适。应注重对学生学习过程的评价:采用学生自评、互评,教师测评等多元化评价体系,采用成果评价、实验理论、平时成绩、实验(习)报告、实验操作考核等多样化考核方法,从实验操作和综合能力、创新能力及实验报告(或论文)进行综合评价,并设立创新学习奖励分值,客观公正地对学生的实验能力进行评价。在实验课程设计上分为必做实验和选做实验,允许学生对实验进行自我设计,老师通过对学生自我设计的实验的可行性、方向性和严谨性等做出评价。鱼类遗传与育种实践教学综合化和应用化模式,旨在改变传统实践教学中以课程为独立单元开展验证性、演示性的实践教学。以应用实践和生产案例为导向,形成实践教学的专业系统化。

参考文献:

[1]李国喜,康相涛,张书松.《特种水产动物养殖》选课学生状况调查与教学内容设计对策[J].现代农业科学,2009,16(1):160-161.

[2]周志刚,朱正国,吴嘉敏.水产养殖本科专业产学研合作教育的实践与思考[J].高等农业教育,2003,(9):88-90.

[3]吴清江,桂建芳.鱼类遗传育种工程[M].上海:上海科学与技术出版社,1999:197-200.

[4]楼允东.鱼类育种学(修订版)[M].北京:中国农业出版社,2001:140-145.

[5]吴萍.我国鱼类多倍体育种的研究进展[M].上海水产大学学报,2005,14(1):72-78.

[6]库夭梅,温小波.水产养殖学专业实践教学改革的探索与思考[J].中国农业教育,2004,(3):45-48.

[7]李文红,程光平,马瑞宁.水产养殖学本科专业课程改革途径初探[J].高教论坛,2012,(4):74-76.

[8]向枭,陈建,段彪,等.水产养殖专业本科教学改革的探讨[J].西南农业大学学报:社会科学版,2008,6(1):196-198.

[9]张永正,施振宁,方美娟.水产养殖专业人才培养模式改革研究[J].中国渔业经济,2006,(1):12-16.

[10]张永正,施振宁,方美娟.水产养殖专业人才培养模式改革研究[J].高等农业教育,2011,(12):47-49.

[11]田雪,王磊,聂国兴.水产动物遗传育种学实验教学模式改革探索[J].河南水产,2014,(03).

[12]叶华,郑曙明,黄辉.《水产动物遗传育种学》教学方法改革探析[J].安徽农业科学,2012,(36).

[13]朱华平,卢迈新,黄樟翰,高风英,杨丽萍.鱼类遗传改良研究综述[J].中国水产科学,2010,(01).

[14]徐康,段巍,肖军,陶敏,张纯,刘筠,刘少军.鱼类遗传育种中生物学方法的应用及研究进展[J].中国科学:生命科学,2014,(12).

[15]饶友生,柴学文,周敏,王樟凤,朱学农.普通师范学院生物专业遗传学课程教学体系的优化与创新[J].南昌师范学院学报,2014,(06).

第9篇:遗传学在育种中的应用范文

关键词:遗传学;创新思维;创新能力;教学改革

中图分类号:S-01文献标识码:ADOI:10.19754/j.nyyjs.20200815066

收稿日期:2020-06-25

基金项目:吉林大学本科教学改革研究项目(项目编号:2019XYB378,2019XYB372);吉林大学本科创新示范课程项目(项目编号:2019XSF055)

作者简介:胡军,男,博士。研究方向:遗传学和玉米遗传育种方面的教学和科研;通信作者都兴林,男,博士,教授,院长。研究方向:水稻遗传育种方面的教学和科研。

引言

遗传学是研究生命的遗传与变异的科学,生物体性状的传递和变异,基因的组织与表达,群体基因的结构与分子进化等无数让人感兴趣的科学问题的聚合,构成了一门生命科学中的重要学科——遗传学[1]。同时,遗传学还是一门与生产实际紧密联系的基础科学,遗传学理论可以指导植物、动物和微生物育种工作,加速育种进程,提高育种工作的成效。遗传学与医学也有着密切的关系,开展人类遗传性疾病的调查研究,探索癌细胞的遗传机理,可为保健工作提出有效的诊断、预防和治疗措施,因此无论是理论研究还是生产实践,遗传学都具有十分重要的作用[2]。

近20a来,步入“功能基因组时代”的遗传学展现了巨大的新的生命力,利用结构基因组所提供的信息和产物,系统全面地分析基因的生物学功能,使人们对于遗传与变异的认知在深度和广度上都有了质的飞跃。遗传学知识越来越丰富和复杂,与其它学科的结合与渗透,呈现交叉与前沿化的趋势,而学科固有的知识体系框架亟待发展,传统的教学方式方法、教学的组织形式与评价等方面亟待创新[3]。近年来,随着高考改革的逐步推进,大部分高等院校都采用大类招生的模式,对于植物生产大类农学、植物保护、园艺等专业而言,生源质量和就业前景有下滑的趋势。为适应学科发展和社会需求,在遗传学的教学过程中强化学生创新意识和创新能力培养,培养具有卓越创新能力和优良专业素质的高质量人才,是适应遗传学学科发展的需要,也是高等教育改革的必然趋势[4]。

1遗传学課程对学生创新能力培养的作用

遗传学是吉林大学植物科学学院面向植物生产大类专业开设的一门重要的专业基础课程,课程内容涉及面广,包括经典遗传学、分子遗传学、群体和数量遗传学等若干板块。概念抽象,知识体系繁杂,通过本课程的学习可以培养学生的抽象思维、逻辑思维和创新思维。经典遗传学的3大基本遗传规律是以遗传传递概率为核心的知识体系,具有严谨的逻辑推理过程,孟德尔首先提出了遗传因子的概念,遗传因子可以独立分离和自由组合,彼此之间互不融合与干扰,颗粒遗传相对当时达尔文泛生论所支持的融合遗传而言,是创造性的思维[5]。另外,孟德尔所获得的特定遗传分类比例都需要观测较大的样本数量,而样本量较小时,遗传比例易受随机因素的影响产生较大地波动,进一步引导学生在进行生物试验研究时,应具备科学的数理统计方法。生命科学快速发展的今天,全基因组的高通量测序所获得的海量基因信息,没有适当的数理统计方法作为有力的分析工具,将会寸步难行。

DNA分子结构模型理论提出以后,促使遗传学学科的发展进入了“快车道”。遗传学研究也从揭示个体性状遗传和变异的奥秘,进一步深入分子水平研究基因的结构与功能、基因的作用与性状的表达之间的分子机理。进入分子时代以后,DNA重组技术、高通量测序技术、PCR技术、基因编辑技术、全基因组关联分析等为代表的众多新技术和新方法的突破,使得分子遗传学成为遗传学科最有生命力和创造力的强劲增长点[6]。群体遗传学侧重孟德尔群体中等位基因和基因型频率等遗传参数的变化规律研究,与农业生产实践关系密切。如,玉米是一种产量很高的粮食作物,也可为饲料加工和新能源生产提供原料,玉米种质资源种类丰富,科研人员对全球范围内75份野生、地方特有及遗传改良的玉米品系进行分子水平遗传多样性研究,揭示各个品系之间存在广泛地染色体结构变异,还发现数百个具有强烈人工驯化和选择信号的基因,这对于玉米新品种培育具有重要的指导意义[7]。

2教学过程中对学生创新能力培养的改革探索2.1培养学生的创新思维

培养学生的创新能力要培养学生的创新思维,创新思维是与习常性思维相对应的,按现有的程序、现有的模式、现有的经验进行思维不能称之为创新思维。思维活动是由思维结构所决定的,在长期学习和生活过程中所学习的知识和方法,所形成的观点和经验构成了思维结构的基本要素,这些要素是逐步累积于大脑之中的,这种思维结构有其稳固性和延续性,往往导致因循守旧的思维定势[8]。在教学过程中,应注重启发学生思维活动的批判性,对传统的思维模式或传统的理论体系不断地进行反思与批判,反思前人设定的界限,突破旧有的或现有的知识框架,才能有所创新,创新思维的养成是一个在肯定中否定,在否定中不断开拓前进的学习过程,即教导学生学会用怀疑的、批判的视角去审视前人的研究成果[9]。通过联想、想象和类比等发散性思维方式,找寻事物之间原以为不存在的联系,基于现实又超越现实,克服事物属性的差异,让思维在不同类属事物间自由跨越。如,基因突变是自然界广泛存在的一类现象,前苏联的遗传学家瓦维洛夫提出了遗传变异的同源系列法则,该学说认为了解到一个作物内具有的变异类型,可以预见在近缘的其它作物中也存在相似的变异类型,该学说现在得到了基因组学分子层面的证实,通过这个案例可以引导学生在更高的认知层次对基因突变的特征进行再认识。

2.2转变教师的教学理念

传统形式上的教学是教师传授知识,学生接受知识,学生学习知识的深度、广度、范围是以教师为中心,以知识为本位的,而学生处于被动地位。这种传统的灌输式教学不利于学生创新能力培养,教学过程应该是教与学双方的一个积极互动,是一个相互依存、不可分割的有机整体[10]。以培养学生创新能力为核心目标的教学,不再是教师的“一言堂”,教师应该努力营造一个学生思维活跃、畅所欲言,充分发挥学生创造精神的课堂氛围,启迪学生发现问题、提出问题,教师和学生一起分析问题、解决问题。鼓励学生积极独立地提出问题比解决问题更重要,对学生的独立思考能力、创造性想象力的训练价值是巨大的[11]。就遗传学课程的教学而言,不以教授遗传学知识点的数量多少为优劣,对遗传学的学习不再只停留在概念的记忆和原理的理解层面,采用案例式教学等方法将多个知识点整合成一个案例,提高学生综合运用所学知识分析和解决遗传学问题的能力[12]。还可以给学生提供一些科学史或遗传学领域的名人传记等素材,了解前人做出重大科学贡献时所处的时代背景、科研环境,在继承前人的知识基础之上,学习和领悟前辈科学家思考科学问题、解决科学问题的方式,进而储备挑战未知科学问题的创新能力[13]。

2.3激发学生的创新欲望

如果创新活动有趣且让学生感兴趣,那么学生一定会积极地参与进来,并且能抽出课余时间来完成各项试验项目。动机和情感是保障学生持续进行创新性学习的必要条件,其可以保证学生以一种富有意义的方式来获取创新活动所需要的知识与技能[14]。根据教育心理学原理,教师应该关注学生进行创新性学习或研究的内在动机,动机的重要性在于其涉及学生在专业领域的自我认知,在教师的引导下学生追求个人兴趣和能力提升时會产生一种寻求并克服创新挑战的本能倾向,进而激励学生去做那些本来不一定要做的事情[15]。教师创设与课程知识点相关的问题情景,如,在介绍细胞的遗传学基础章节时,正常细胞的有丝分裂过程是将遗传物质均等地分配到子细胞中,2个子细胞均获得与亲细胞相同的遗传信息拷贝。而在一些特殊情况下,细胞的有丝分裂会出现异常,如果蝇幼虫唾腺细胞中的染色体不分裂导致多线染色体的产生,细胞有丝分裂检查点的功能缺陷与癌症的发生密切相关,就上述问题更深一层次的机制机理可让学生课后分组查询相关文献,进行延伸阅读,学生间、师生间相互讨论。每个人都有自己看待科学问题的独特视角,互相启发会将彼此的思维导向一个新的领域,在具有创造性的过程中满足学生学习过程的情感需要,收获友谊感与成就感。

2.4在科研实践中提升创新能力

实践出真知,荀子说:“不闻不若闻之,闻之不若见之,见之不若知之,知之不若行之。”吉林大学年度“大学生创新创业训练计划”项目立项申报工作一般在6月中下旬完成,与大二年级学生遗传学课程春季授课时间相符,在课堂上引导和鼓励学生主动投入到科研实践中去,积极申报创新创业项目。同时也会针对项目申报中的一些具体问题在课间或课后与同学进行交流,如研究方向的确定、学术文献的检索、方案的设计、实验的开展、数据的处理、项目的规划与实施等。笔者从事玉米遗传育种科研工作,在课堂上也会介绍课题组的科研进展,科研过程中的收获与经验。如,在讲述近交与杂交的遗传效应时,玉米杂交种自交会使后代基因分离,群体性状分化,出现自交衰退,带领学生进入玉米育种试验地考察玉米自交早代分离群体的性状表现;在交流的过程中,对玉米遗传育种感兴趣并意愿从事相关研究的学生,指导其申报学校与玉米遗传育种相关的大学生创新项目。如,作为指导教师带领2014级农学专业的5位学生进行玉米数量性状的遗传效应分析与配合力测定试验,相关试验结果发表在《中国农学通报》[16,17]和《黑龙江农业科学》[18]等专业期刊上。如,在植物雄性不育性的利用及物种的形成方式等具体章节内容的教学过程中,针对授课学生的专业性质,以我国杂交水稻之父袁隆平院士和小麦远缘杂交育种奠基人李振声院士为例,介绍其科研成就,勉励学生向本专业领域的榜样学习,在科研实践的广阔舞台上发挥自身的聪明才智,磨砺品行,增长才干,做出成绩。

2.5更加科学合理的考核方式

鼓励学生创新,注重学生创新能力的培养,课程教学效果的评价及课程的考试也应该进行相应调整。不应该沿袭以往的卷面成绩占总评成绩大部分比例的考核方式,闭卷考试的成绩比重应在50%左右,提高平时成绩和实验成绩的占比。平时成绩可以参考出勤情况、章节的作业考评、查阅最新外文文献并综述形成小论文的成绩、教学过程中提出问题和分析问题等专题讨论时的课堂表现等。当然,教师也应充分理解学生凭借已有的知识和能力水平在创造性的思维过程中出现的不足,乃至错误,从不足和错误中学习有时还能获得更好的教学效果。期末的卷面考试中降低选择、判断等客观题的占比,不让学生形成应付期末考试时死记硬背标准答案的思维习惯,而且以为标准答案就是唯一的、最佳的,在教育中充满必然的结论是对学生创新能力的扼制[19]。提高无标准答案主观题的占比,如论述3大遗传学规律的实质,并谈谈孟德尔和摩尔根发现遗传学的规律给予的启发;再如芭芭拉·迈克林托克发表玉米“跳跃基因”的研究论文时,不被当时主流遗传学家接受,认为简直是天方夜谈,请谈淡其所发现的转座因子的科研价值以及其事迹对从事科学研究的启迪等。实验课的成绩考评除了参考实验报告以外,要更加重视实验操作者的过程性和规范性,以及在综合性与设计性实验中的综合表现。

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