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關鍵詞:生物工程技術,藥用植物資源,瀕危植物
引言
生物工程是以生物學的理論和技術為基礎,聯合化工、機器、電子計算機等現代工程技術,充分運用分子生物學的最新成就,以生產大量有效代謝產品或施展它們獨特生理功能的一門新興技術。中國的中醫藥資源非常的豐富,但是國內外的需求量過大,導致中醫藥資源短缺問題日趨嚴重。
1 當前我國藥用植物資源現狀
1.1 中國藥用資源種類豐富
中國是醫藥資源非常豐富的國家。從古代開始,便對中醫藥的培養栽培有著重大的發現,而且歷史悠久,曾有“伏羲嘗百藥”、“神農嘗百草”等記載。雖都屬于傳說,但由此可見中醫藥的利用是在人們日常生活中逐漸積累出來的。我國地域遼闊,跨越了多個季節帶,對中醫藥的種植栽培有著很好的環境條件。全國已知種子植物約有25700種,很多植物都具備了藥用價值,藥用植物約11800種,20世紀80年代,經過調查發現我國的藥用植物大多數都是野生資源。比如人參、杜仲、銀杏等為我國所特有的野生藥用資源。
1.2 我國藥用資源的分布
由于地域的自然條件、氣候類型、植物區系和自然資源的差異,我國的藥用資源分布也有很大的差異性。藥用資源地區分布從多至少依次為西南和中南地區(50~60%)、華東和西北地區(30%左右)、東北和華北地區(10%左右)。中醫藥資源的地形分布最多的為高原和山地,其次是丘陵區,之后是中原區。
2 我國生物工程發展現狀
2.1我國生物技術產業發展現狀
我國生物技術產業總體水遙遙領先于其他發展中國家。目前在我國生物技術活躍于我國的各個中醫藥資源領域,例如農業、醫藥、環保、輕化工等。在提高農牧業、提高人類健康水平和工業產量與質量改善環境的過程中起到了巨大的作用,我國生物技術產業經過近20年的發展取得了快速發展,為我國的社會發展和經濟發展作出了重要貢獻。目前約500家企業的技術研究涉及了現代生物技術、從業人員超過5萬人,其中60%的企業涉及醫藥生物技術。
2.2 生物工程技術對藥用資源所帶來的幫助
生物工程技術對中醫藥資源栽培和保護,可以從兩個方面進行,一方面通過工業化組織和器官培養的方法直接生產出植物具有活性的部分來解決工也用藥所用植物的資源問題達到節約資源的目的,另一方面通過生物工程方法快速培育優質的種苗 ,與野生撫育和大田栽培相結合,使中醫藥的種群數量增加。在當前情況下,這兩方面的工作是藥用植物生 物技術最需要開展的工作。隨著工作的不斷深入,應該在對基因工程育種和活性成分相關的部分進行更加徹底的研究。產品那個人使該項技術更加的完善。
3 通過生物工程技術來獲得藥用植物的優質種苗
我們可以采用兩種生物技術中的快速繁殖的方法,來快速的獲取優質的種苗。第一種方法:通過體細胞胚的途徑。第二種方法:利用藥用植物的外植體誘導出愈傷組織途徑。前者先培育出愈傷組織,然后通過愈傷組織來獲得大量的體細胞胚,再由體細胞胚發育成大量的小植株。后者直接用藥用植物來培育出愈傷組織,然后用愈傷組織培養出藥用植物的根和其他部分。在培育愈傷組織和轉移種苗的過程中要特別注意以下幾點:
一是選擇適合的環境條件來種植所需要的根,在適宜的條件下對植物進行誘導,在這些條件包括培養基、碳源、氮源、植物生長調節劑以及培養的溫度和光照等要知道這些具體數據,需要經過很大的摸索。
二是外植體的選擇。要選擇則生長旺盛,有效成分高的外植體來培養愈傷組織,這樣有利于愈傷組織的更好發育。
三是整個生物工程技術生產種苗最為關鍵的部分就是把培育出來的種苗如何更好地向田間轉移,并且轉移后能更好的生長。這個過程常在溫室內進行 ,需要選擇適宜的培育基質和煉苗時間,還有就是適當的施肥和澆水。選好這些條件,對煉苗的過程十分重要。
結語
全世界對藥用植物的需求量非常的大,而中國則是最大的藥用植物輸出國。不僅如此而且藥用資源是中國中醫藥發展的根本,所以說,對于中國來說應用生物工程技術對瀕危植物進行保護更加顯得十分重要。生物工程技術在藥用植物資源上的應用前景主要反映為兩個方面,一方面通過生物工程方法快速培育優質的種苗,與野生撫育和大田栽培相結合,達到增加種群數量的目的;另一方面通過工業化組織和器官培養的方法,直接生產藥用植物的活性成分,用來解決工業用藥用植物的原料問題,達到節約資源的目的。
參考文獻:
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作者簡介:
關鍵詞 創新 實踐 大學生創新實驗 學科方向
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A
創新精神對一個國家的發展起到了至關重要的作用,進入21世紀以來科學技術的再次革命已經席卷全球,一個科技強國才能發展為經濟強國,從蛟龍探海到神舟飛天,從動車高鐵全面開行到大型計算機、大飛機項目的進行,這一過程不僅完成了各種技術的攻關,還帶動了我國一大批企業及新興行業的發展,通過一個創新帶動了市場的需求、產業的進步。創新是一個民族的靈魂,是一個國家興亡發達的不竭動力。①然而,縱觀我國與發達國家技術水平,期間存在的差距仍然不容忽視。因此,作為我國社會主義現代化建設的強大后備軍的大學生群體,其創新意識的培養及創新能力的鍛煉必不可少。因此,創新是當今大學生必須面對的重大課題,大學生是否具有創新意識、創新精神、創新能力直接關系著國家民族的前途和命運。在發揮高校的教育功能,社會實踐的延伸功能的前體下,結合學生自身的知識、自信、懷疑等理念,方能推動大學生創新。②
古語有言:“大學之道,在明明德,在親民,在止于至善。”其中“親民”,指的就是付理論于實踐,將課堂上學到的專業知識應用起來,旨在解決實際問題。而大學生創新計劃,正是為這樣理論與實踐的結合提供施展的平臺。③
大學生創新活動(下稱“大創”),大學生創新性實驗計劃是“十一五”期間教育部為推動創新型人才培養工作而實施的一項重要改革舉措,是教育部第一次在國家層面上實施的、直接面向大學生立項的創新訓練項目。④該計劃2006年開始試點,2007年進入正式實施階段,我校從2008年開始展開,目前已實施5年。⑤這種活動的開展,對激發學生的學習興趣,提高學習的效果,起著十分重要的作用。⑥對于本科的學生,通過參與大學生的創新活動,也對今后的專業學科興趣和今后的個人專業成長,起到了十分關鍵的作用,具體體現在如下幾個方面。
1 對現有課程學習的促進作用
通過大學兩年時間的課程學習,大創小組成員已基本學習并掌握了部分學科基礎知識,但這些知識還處于被動的接受階段,如果不通過實踐活動來加深和強化,很容易在不久的將來就會忘掉。特別是不少參加大創的學生,正處于基礎課和專業課交界處,通過此次大創試驗,可以更進一步的了解學習的知識結構、方向,可以對已學過的知識進行檢驗,以實驗的方式來運用理論知識,讓學生從書本上學來的知識真正的用于實踐當中去,而不是死讀書讀死書,學生在動手動腦的過程中能夠發現問題并從書本中,從課堂學習上力求去獨立的解決它,增加對現有課程的學習興趣。⑦
2 對本專業的認識更加具體深入
通過大一大二兩年的學習,學生對自己的專業已有了初步的較為系統的了解,藥學院的組員知道了從事藥學方面的研究需要掌握哪些知識與技能,也清楚了藥學的前景與未來。生物工程學院的組員對藥學院的藥理學方面同時也比較感興趣,生物與藥理是聯系很緊密的兩個學科范疇,對本專業的認識也可以借助大創來實現。但畢竟書本上看到的東西理論與概念居多,通過大創,學生能夠有更多機會接觸實驗室,了解各種實驗設備和實驗理論方法,這樣使學生能夠對本專業的特點及方向有清晰的認識。⑧
3 對本專業的研究方向有了一定的了解
大創不僅可以使學生了解本專業情況,還可以對自身專業的研究方向有更為明確的了解,這為學生以后繼續深造提供了研究方向。通過大創實驗,可以提前了解到本科教育與研究生教育的差別,培養了學生動手實踐能力和對知識的認知能力。⑨我們研究室大創項目小組組員均來自藥學院與生物工程專業。藥學院中的藥學專業與本研究室大創項目的研究方向聯系最為密切。藥學專業主要研究藥學及其各分支學科,包括藥劑學、藥理學、藥物化學和藥物分析等眾多方向。藥理學是其中的一個重要方向。藥理學是研究藥物與機體相互作用及其規律和作用機制的一門學科,是研究有關使用化學物質治療疾病時引起機體機能變化機制的學問。生物工程研究的方面很廣泛,涉及領域很廣,比如腫瘤干細胞的研究就與生物工程有關。目前體內試驗通常采用動物皮下腫瘤移植模型和人癌異體皮下移植模型。這種模型的弊端是皮下移植的腫瘤屬于異位種植,脫離了其起源組織器官的微環境。因此學生可以以此來進行實驗和學習,為研究癌癥的發生發展、以及相應的新藥開發提供理想的模型。這就讓生工學院的組員對自己專業的研究方向有了一定的涉獵,并且也能夠從藥學專業找到一些共通點。
4 對今后研究方向興趣的提升作用
大學生創新訓練可以培養大學生的科研興趣,進一步了解專業的學科內容及實驗環境,激發其對專業的學習興趣,為今后的科研深造提供方向性和選擇性。⑩藥學院的小組成員根據兩年的學習情況及自己的興趣,確定自己未來的進一步深造的方向為藥理學方向。大創不僅是接觸未來實驗環境的一次機會,也使大學生組員能夠更深入認識藥理學,為之后的進一步學習奠定基礎。來自生物工程學院的組員雖然學習的是生工專業,但也同樣對藥理學方面有著一定的興趣。想今后可以從生物與藥理兩方面著手去進行生物研究,從學好本專業的知識做起,逐步深入,去攻克藥理學方面的難關,這一定程度上提升自身興趣,并且也為今后的研究方向做好鋪墊,打好堅實的基礎。
注釋
① .全面建設小康社會,開創中國特色社會主義事業新局面[Z].2006.
② 魏天興.大學生創新能力培養的幾點思考[J].中國林業教育,2010.28(1):46-51.
③ 沈劍敏,陳強,管利萍.培養大學生創新實踐能力的探索與思考[J].實驗室研究與探索,2009.28(10):104-105.
④ 李旦,趙希文,吳.以過程為導向的大學生創新性實驗計劃評價體系研究[J].高等工程教育研究,2010.1:102-105.
⑤ 周合兵,黃曉波,沈文淮,羅一帆,祝鳳榮,王苑奇.建立大學生創新性實驗計劃長效機制的實踐與探索[J].實驗室研究與探索,2009.28(1):104-105.
⑥ 陳洋,閆達遠,明道福.國家大學生創新性實驗計劃實施的實踐與思考[J].北京理工大學學報,2009.2(11):93-105.
⑦ 張友琴,王萍,朱昌平,朱暉.以大學生創新性實驗計劃為契機培養創新型人才[J].實驗技術與管理,2011.7(28):167-172.
⑧ 李楊帆,朱曉東.科研訓練計劃與大學生創新能力培養[J].中國大學教學,2011.4:24-25.
1、中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所是由中國科學院、江蘇省人民政府、蘇州市人民政府于2006年3月共同創建的國家級科研機構,位于風景秀麗的蘇州工業園區獨墅湖科教創新區內。
2、主要圍繞信息、能源、環境以及生命與醫藥四大應用領域開展研發工作。蘇州納米所現有微電子學與固體電子學碩士、博士學位培養點,物理化學碩士培養點,以及電子與通信工程、集成電路工程、生物工程三個專業學位碩士培養點。研究方向主要包括納米器件及相關材料、納米生物技術與納米醫學、納米仿生技術和納米安全技術。蘇州納米所碩士研究生學制一般為三年,碩博連讀研究生學制一般為五年,博士研究生學制三年。
(來源:文章屋網 )
近年來,浙江政府大力打造建立現代農業綜合示范區,取得巨大成效。浦江農民積極響應,農產品種植呈現出一片繁榮景象。種植面積年年遞增,農產品尤其是葡萄成為農戶主要收入來源之一。
但是葡萄種植受天氣制約較大,品質變動大,浦江的葡萄增產卻不增收,收獲期間價格不如人意,造成大量人為毀損以致資源浪費,甚至污染水塘河道。因此自去年開始,浦江葡萄產業面臨的形勢非常嚴峻。
筆者通過查閱資料,發現葡萄并不局限于食用(鮮食或釀酒),也不局限于觀光旅游業。根據國內外研究,葡萄產業還可延伸至化學工業甚至生物工程領域。因此,筆者認為,浦江葡萄產業向上延伸可擴大現有農業規模,帶動其他農產品的種植與生產,進一步發展觀光農業;向下延伸可發展化工業和生物工程業,農產品宜賞宜摘期間,可發展農業與觀光旅游業,農產品生長及休養期間,可發展工業,最終實現農、工、服務三個產業間的良性循環。只有做好產業鏈縱深延伸,浦江才能實現可持續發展,在追求“兩美”的同時,也保證“兩富”。
具體來說,浦江葡萄產業鏈縱深延伸可從以下方面著手:
1.浦江葡萄產業向上延伸與服務業對接
(1)葡萄產業帶動相關果業發展
浦江現已大力發展如桃形李、火龍果、草莓、薰衣草等花卉果品種植區,形成地區特色,可進一步開發其他水果花卉的種植,豐富果業品種。
(2)建立觀光農業園區
在已經開發的果品種植基地,可規劃成種植帶,建立類似金華如得控股集團所設的萬象花卉基地觀光農業園區,供周邊縣市游客短途旅游、休閑之用,同時還可供中小學教學示范基地,培養學生熱愛自然與生活的性情。
2.浦江葡萄產業內部優化升級
(1)葡萄品種優化
積極參與行業協會組織的學習交流,在葡萄選種方面更加注重有機與環保。
(2)種植方式優化
借鑒國內外先進經驗,種植方式上更加優化,注重土地資源的節約與合理利用。
3.浦江葡萄產業向下延伸與工業對接
(1)引進國內外先進技術,開發食品
通過引進先進技術,整合國內優質資源,可開發食品。如各類果汁酒、食品添加劑等。
(2)引進國內外先進技術,開發化工產品
通過與國內外企業的合作開發,可研發護膚保養品。如清潔、滋養、防護作用的保養品,為香料產品提供原材料甚至發展香水產業。
(3)引進國內外先進技術,開發生物工程產品
通過與國內外企業的合作開發,可研發生物工程產品。如保健性質的美容品、營養品。
4.農業與工業相互對接
觀光農業園區可作為窗口,供游客了解葡萄產業延伸鏈下的產品,通過游客親身體驗,為工業品樹立口碑,為本地產業塑造特色。農業種植基地果樹的枝葉、花果、根等為工業提供原材料,實現了資源的充分利用。工業產品利潤又可保證種植業的可持續投入,同時增加當地的就業,留住技術人才,帶動當地科教文衛的發展。
在發展綠色農業的過程中,研究浦江葡萄產業鏈縱深延伸,需要考慮以下幾個問題:
1. 技術合作與開發的可能性。
2. 工業的發展不能對環境產生大的污染,環境保護的主題不可被經濟發展取代。
3. 人的素質提升是一個持續的過程,對資源的節約與充分利用,對環境的保護是永恒的。
經過調查統計,我國共有100多所高校招有化學工程與技術專業碩士研究生,該專業研究方向過多,一個專業出現87個研究方向。研究方向的劃分有的甚至是跨學科的。如化學工程與技術專業是屬于工學的,應用化學專業是屬于理學,可應用化學居然是化學工程與技術專業的一個研究方向。同屬于一個研究方向,研究方向的名稱也是多樣化的,缺乏統一標準,如安徽大學、南昌大學的綠色化學工程,上海大學就稱為綠色化學與工藝。為了解決上述問題,我們請教了化工領域的專家,給這87個研究方向做一個歸類,分為9個大的方向(表1)。由表1可以發現我國化學工程與技術專業是存在學科集群現象的,表現在:專業的學科建設,已經不單是化學工程的問題,而涉及到了化學化工研究的所有領域,包括應用化學、環境化工、工業催化、資源與材料工程、新能源技術、生物工程與技術、過程系統工程、油氣加工及石油化工等。我國化學工程與技術專業學科集群的力度較大,表現在:各個高校的研究方向基本上都比較多,如清華大學、中國礦業大學、北京工業大學、北京理工大學、華南理工大學、華東理工大學、上海大學等高校,其研究方向都是傳統與現代并存,傳統化學化工的研究方向所占比例較大,如化學工程,包含的研究方向較多。部分代表21世紀化學化工發展方向的研究方向,在很多學校都受到重視,如資源與材料工程,研究方向也比較多。
二、化學工程與技術專業學科集群的創新及競爭優勢
本文選擇山西省高校做研究,分析其師資力量情況,以分析化學工程與技術專業集群的創新及競爭優勢。山西省作為我國化工3大生產基地,化學化工產業是山西省的支柱產業,化學化工專業是山西省高校、特別是工科院校的學科優勢之一。選擇山西大學、中北大學、太原理工大學的化學化工學院為樣本(見表2),按照前文對學科集群的認識,這些學院都有9個以上相關專業和研究方向,已經形成了一定的學科集群規模。其中論文指該學院教師被SCI、EI、ISTP3大檢索刊物收錄的論文數。中北大學的數據包含了CA論文。山西大學的數據不包括ISTP論文。專著指該學院教師出版的學術專著數,不包括教材。項目及獎項指該學院教師申請的省部級以上項目、經費及省部級以上獎項。發明專利指:該學院教師申請并且授權的發明專利。3所高校的化學化工學院擁有一定數量的教授和博士生導師,博士學位的教師也占到了較大比例。3所學院教師的科研成果也較為可觀,被3大檢索刊物收錄的論文數量較多,出版了一定數量的專著,申請了一定數量的國家自然科學基金項目。山西大學化學化工學院承擔了國家自然科學基金的重大攻關項目,以及“863”項目,甚至獲得了國家科技進步獎和國家技術發明獎二等獎各1項。中北大學化學與環境學院承擔過“973”項目,獲得過國家技術發明二等獎1項,三等獎2項,國防科學技術一等獎2項。中北大學和山西大學還擁有發明專利十幾項。從師資力量來看,應該說學科集群讓山西省高校化學化工領域的創新取得了一定的成就,使得山西省高校化學化工專業在全國具有了一定的競爭優勢和影響力。
三、化學工程與技術專業學科集群的協同創新模式
山西大學至今已與國內20余所高校、科研院所建立了學術交流與合作關系;與日本巖手大學、香港浸會大學等國家和地區的高校及科研單位簽訂協議,開展交流。在校企合作方面,與山西三維集團股份有限公司、太原鋼鐵(集團)公司、天脊集團等大型企業,在產品研發、崗位培訓等多方面進行了良好的合作。太原理工大學與山西化工研究所建立了山西省化學工程技術中心,還與山西焦化集團公司等6個企業建立了長期穩定的產學研合作關系。中北大學安全工程系與航天一院、航天三院、北京理工大學、南京理工大學、第二炮兵工程學院、西安近代化學研究所等科研機構和相關生產企業進行了卓有成效的科研項目合作。從產學研合作角度來看,三所高校都與國內外相關院校、科研院所和企業建立了良好的產學研合作關系。從企業合作的視角來看,在研發方面,與山西省的產業集群密切相關,合作領域主要為新能源技術、環境化工、生物工程與技術。3所高校的化學工程與技術學科集群與山西省的產業集群具有一定的協同關系,構建了學科集群與產業集群協同創新的模式,圍繞著山西省的產業特色,為山西省地方經濟服務。
四、我國化學工程與技術專業集群的路徑
從以上3所高校的情況來看,基本上已經完成了單個高校某個學科的集群,在3所高校內部相關專業之間建立了學科集群,集群的方式是建立化學化工學院,統籌化學化工各個專業,從多學科、多專業、多研究方向的角度,進行學科集群。關于區域性學科集群,即單個高校與該高校所在地高校、研究所和企業之間的集群,3所高校都作出了一定的努力,也取得了一定的實效。集群的方式是產學研合作,與山西省高校、科研院所和企業建立合作關系,從而服務地方經濟。關于跨區域性學科集群,即單個高校與該高校所在地之外高校、研究所和企業之間的集群,中北大學有一定的建樹,卻沒有進一步深入。中北大學之所以能夠有一定建樹的原因是該校原來是部屬院校,與其他部屬院校具有一定的合作關系。因此,中北大學的跨區域學科集群,僅僅局限于與兄弟院校的合作,還沒有進一步深入到與其他省份企業的合作上。