时间：2023-05-29 18:22:29
一、PCR技术的应用
聚合酶链式反应(PCR)是一种于生物体外合成DNA片段的技术，其主要的循环模式就是高温变性、低温退火、适温延伸。现今，全球每年借助PCR技术诊断病人几千万。其重要程度可见一般，就目前而言，PCR技术在医学的各领域都有应用，像免疫学、肿瘤学、遗传学等已经必不可少，而且PCR技术可以保证样品的检测更加的可靠、准确，省时省力节约资本，经济效益显著。相比于医学检验传统的培养检测，实时荧光定量、连接酶链反应等灵敏度更高、特异性更好，所以应用也更加广泛。
二、分子生物遗传器的应用
分子生物传感器是传感、分子生物诊断相结合的产物。可借助生物固定技术，利用相应的识别元件与待测物特异性反应，而最后通过换能器就可输出结果，这样定量和定性分析就可以同时进行，即快捷又准确。并且该技术的应用范围很广，像小分子物质、核酸、微蛋白等都可检测。近两年，随着分子生物学技术的进步，高精密度的生物传感器也是层出不穷，他们的出现使临床病原微生物检测更加的简便快捷高效，当然性价比也是更高。目前常见的传感器主要有压电、光学、电化学等生物传感器，这其中在病原微生物检测中光学应用最多，并且结合了表面、荧光等技术的光学生物传感器还可以快速检测毒素、污染物等，应用十分较广。
三、分子生物芯片技术的应用
生物芯片技术是近前来发展迅猛，该技术集合了化学、微电子学、计算机、生物学等前沿技术，开发研究价值巨大，前景可观。并且随着该技术的逐渐研究深入，它的自动化程度也是越来越高，并且操作也是变得更加的简单方便，是“后基因组计划”研究的有力工具。而且随着人类蛋白质计划的启动，传统生物技术难以满足当今的发展需求，所以生物芯片技术应运而生。从狭义视角来看，该技术即是微阵列芯片，不仅包含了蛋白质、cDNA、小分子等物质的微阵列，它同时也包含了寡核酸的微阵列。该技术的识别核心就是它的分析基本单位也就是以点阵形固定的识别分子，点阵的点都可作为一个独立的传感器探头。芯片分子可与检测物结合，借助酶标、荧光就可显示记录，之后我们就可以根据其强度进行相关的分析。该技术在广义视角来讲就是可以分析、处理的生物分子固体薄型器件。在科学研究、临床诊断筛查中作用显著，当然该技术还可以适用高效率、高通量的肿瘤学研究，同时在临床医学检验中也是应用显著，像细菌/病毒、遗传病、免疫病、肿瘤检测中，都是具有很高的应用前景。当然相较于欧美发达国家，我国在这方面的研究起步晚，应用少。但是从2008到2018年间我国的相关市场规模持续扩大，所以该技术的发展前景十分广阔。生物芯片源于DNA杂交探针及半导体技术，是二者结合的产物。分子间特异性作用就是其主要的检测原理，尤其是在生命科学的中的基因、细胞、蛋白质等组分信息的准确获得中可以发挥巨大的作用，当然这也是其在临床诊断、治疗中发挥作用的前提。该技术的发展是我们对疾病的认知程度更高，不过随着时代的变换，技术的换代，分子生物芯片技术只有更加的完善和简便，它才可以满足医学检验的长期动态需求。
四、分子生物纳米技术的应用
分子生物纳米技术一直作为生物领域的研究热点，就目前而言，分子生物检测技术虽较为成熟，但并其结果也存在偏差的可能性，所以准确度更高的技术应用价值就会更大。总体来看，分子生物纳米技术涉及领域较多，不仅包含纳米电子、材料、药物、动力等学科，还与计算机、探针等学科密切相关。现今该技术可以通过特定的刺激依靠自组装法实现新材料的构建目的，这对于医学检验以及临床治疗方面优势显著，属于一项新的突破性技术。五、分子蛋白组学的应用蛋白组学是基因组学后的另一组学，发展快速，是在蛋白层面的研究科学，相关机制的研究也正在全面展开。随着当今主动预防和诊治的盛行，这也促进了生物标志物广受关注，成为热点。该技术以人类基因组以及对应的病原体测序为基础，以基因序列编码框架为起点，进行了相关的研究。这其中癌基因的发现和应用就使该技术又取得了极大的进步，但是该技术在早期诊断、治疗时尚有缺陷，还不完善。但是该技术在肿瘤检测中的应用价值得到了所有研究者的认可，在后续研究中，它若能配合其它技术，降低成本，提高敏感度，将会获得更大程度的应用。
六、存在问题和发展前景
现如今，分子生物学技术虽已经成为医学检验的主要手段之一，但是该技术的问题依旧较多，像繁杂、仪器价格高昂，成本高等问题。第一，检验项目选择少。临床未结合实际;第二，疾病诊断对检验结果依赖性太高。综合分析不易，分子生物学技术的检测结果易引起假阴或阳性，导致错过最佳治疗期。
关键词：食品分子;加工技术;生物学原理
一、前言
食品微生物检测对于保障食品安全起着及其重要的作用。传统的微生物检测方法虽然有效，但存在检测成本高、速度慢、效率低等问题，难以满足现代社会快速检测的要求。随着细菌基因组学和分子生物学技术的飞速发展，诞生了许多分子生物学技术，它们因准确度和灵敏度高、特异性强、操作简便、检测周期短、效率高等优点，越来越被广泛应用。
二、食品分子加工技术生物学原理及应用
（一）基因探针技术
基因探针的工作原理为：将微生物特性基因DNA双链中的一条进行标记，制成DNA探针，由于DNA分子杂交时严格遵守碱基配对的原则，通过考查待测样品与标记性DNA探针能否形成杂交分子，即可判断样品中是否含有此种微生物，并且还可以通过测定放射性强度考查样品中微生物数量。该方法具有特异性强、灵敏度高和操作简便、检测时间短等优点。
近年来，基因探针技术不断发展和推广，在微生物检测中的应用研究也逐渐广泛第开展起来，并且随着基因探针技术研究的不断深入，一些基因探针新技术如非放射性基因探针、DNA生物传感器探针及分子信标探针的研究也获得了重要进展，目前食品中的一些微生物病菌如大肠杆菌、志贺氏菌、沙门氏菌、耶希氏菌、金黄色葡萄球菌、单增李斯特菌等都可以使用基因探针技术检测。
（二）阻抗法
阻抗法是根据微生物在生长时培养基中的碘惰性底物经过代谢成为活性底物，培养基中的电导性就会增加而降低 培养基中的阻抗在此刻， 这对培养基中的电阻抗的具体变化情况进行检查研究就会完成对被检测样本微生物的检测鉴定。其具有很多优点，比如特异性、高敏感性以及反映快速等，该种检测方法适用的范围广，在很多领域都得到了广泛的应用。
（三）放射法
这种检测方法是一种新的检测技术它是将多种物理和化学诊断方法结合在一起，它的原理是在细菌生长的过程中通过培养基中的盐类底物或者是有碳标记的碳水化合物在代谢之后产生一氧化碳，然后测量分析产生的一氧化碳量，其量在原有碳水化合物的基础上一氧化碳量有没有增加来实现对被检测样本中的某种微生物细菌进行分析研究。该种检测技术对各类物品的无菌检测都是非常适用的。该种检测方法具有很多优点，比如速度快、准确度高，更重要的是可以实现自动化检测。
（四）传感器检测技术
生物传感器是将生物感应元件的专一性与能够产生和待测物浓度成比例的信号传导器结合起来的一种分析装置，与传统的化学传感器和离线分析技术 （如HPLC或MS）相比，生物传感器有着许多不可比拟的优势，它作为一种新的检测手段正迅猛发展。近年来生物传感器的研制越来越趋向于微型化、集成化、智能化以及无创伤的方向发展，随着检测仪器和检测方法的不断成熟，生物传感技术在食品现场快速检测领域将有更广阔的应用前景。
（五）免疫胶体金试纸
对食品安全领域不断出现的新问题，短时间内很难开发出高灵敏度的比色快速检测方法应用于现场的快速测定，而抗体制作技术已比较成熟，胶体金试纸检测在这方面具有较大的发展空间。
（六）基因芯片技术
基因芯片产生于上世纪90年代初，是一种全新的微量分析技术，它利用微电子、微机械、生物化学、新型材料、计算机等多学科的先进技术，将大量的人工设计好的基因片断高密度、有序地排列在玻璃片等载体上而得到的一种信息检测芯片。基因芯片具有操作简便快速、高通量、特异性强等优点，基因芯片的这些优点有效地克服了以前传统的原位杂交技术和NORTHERN技术极低的检测通量、操作复杂、自动化程度低的缺点。因而基因芯片技术被越来越广泛地应用在食品检测领域中。
三、结语
食品安全是一个全球性重大公共卫生问题，建立更灵敏、更有效、更可靠、更简便的微生物检测技术是保证食品安全的迫切需求和食品微生物检测技术的发展趋势。分子生物学技术以其快速、准确、灵敏的优点逐渐成为微生物分类鉴定的主要手段，国外分子生物学技术在食品微生物检验中的应用研究已比较成熟，国内由于各种条件的限制，目前实际应用并不多。
参考文献：
Abstract： The aim of this article is to examine professional "analysis technique of molecular biology" bilingual teaching based on practice， bilingual teaching of practice and analysis. Methods： according to different teaching contents by using the corresponding bilingual teaching mode， and a questionnaire survey of the teaching effect evaluation. Results： most of the students think that this method can improve their learning interest and English level， but also increase the difficulty of learning. Conclusion： the bilingual teaching is adapted to our country the internationalization of the higher education needs， in spite of all the difficulties， but with the deepening of teaching reform， bilingual teaching will be improved and perfected.
关键词： 双语教学；教学改革
Key words： bilingual teaching；teaching reform
中图分类号：G42 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）34-0257-02
0 引言
21世纪是生命科学的世纪，分子生物学技术为人类探索生命奥秘提供了强有力的工具，大量新理论、新技术不断涌现，推动分子生物学蓬勃发展。同时，分子生物学技术越来越多地在临床检验诊断中推广应用，形成了检验专业新兴的课程《分子生物学检验技术》。基于分子生物学检验技术发展迅速，为了能时时关注课程发展的最新动向，跟踪学习国外最新知识和技术，院校自2009年起实施了一系列灵活多样，方便实用的双语教学方法，现就开展该门课程双语教学的必要性、教学改革实践及成效进行简要论述。
1 《分子生物学检验技术》双语教学的必要性和重要性
1.1 是适应专业发展的需要 随着经济全球化以及科技革命的日益发展，我国检验人才市场对具备双语能力的国际化医学检验高级人才的需求不断增长。国家教育部提出要求高校本科教育的专业外语教学，力争3年内达到所开课程的5～10%，并引进原版教材和提高师资水平。这个要求对医学检验专业显得尤为迫切，因为检验医学是目前临床医学中发展最迅速的学科，新技术的出现与应用几乎是与全球同步[1]。而目前我国需要从国外进口大量仪器设备、试剂等，这就需要检验专业学生具备一定的专业英语水平，可以对生活中所遇见的英文“一眼看穿”。
1.2 是提高师生英语水平的需要 语言不仅是工具，也是武器。为了适应未来社会日益激烈的竞争，为了在中外交流中占据主动权，精通、熟悉一两门外语已成为必须。而在医学领域，英语以其国际通用性、使用广泛性而备受瞩目。因此专业教师及学生要想在学科发展中取得更大的成绩，就必须熟练掌握一定的医学专业英语。高校外语教学大纲中规定“专业应用是大学英语教学的一个重要组成部分，是促进学生完成从学习到实际应用的有效途径”[2]。为贯彻执行这一要求，《分子生物学检验技术》在教学过程中加强了英语教学与专业知识的结合，这一举措既提高了学生专业英语的学习效率，使学生的专业英语词汇量得到强化和扩大；同时可提高教师的外语水平、教学水平，促进教师与国外学者交流合作，把握学科发展的方向与动态。
1.3 为其他检验课程的双语教学奠定基础 分子生物学技术的迅速发展，极大地推动了医学检验的快速进步。分子生物学技术在医学实验室的应用日益广泛和深入，迫切需要学生在熟练掌握医学检验传统理论和基本技术之外，必须学习分子生物学的重要技术及其应用，为今后进入临床实验室或进一步的研究和发展打好基础。而生物学（主要是分子生物学）历来是教育部提倡双语教学的重点课程，这一要求使得《分子生物学检验技术》无可争议地成为推动整个检验专业课程改革的先锋力量。
2 分子生物学检验技术双语教学改革及成效
2.1 双语教学实施方法 双语教学（Bilingual teaching）是指应用英语或双语进行授课，以提高学生英语学习能力和应用能力。在教学实践过程中，由于教师教学习惯不同，章节内容难易各异，我们主要采用以下三种不同的授课模式：一是渗透型，即在正常的课程教学中适当穿插使用英语；二是穿插型，即交替使用中英文两种语言，或以中文为主；三是示范型，即在某一章节授课过程中，大部分时间是用中文教学，选择一定的内容，用一定的时间用纯英语进行教学。另外，在进行章节小结时，用英文板书进行讲解。平时作业和考试含有一定的英语内容，课堂内师生应有一定的英语交流和讨论。
传统制作的中文课件、讲义内容陈旧、固定，文字干涩、枯燥，让学生“望而生畏，畏而生厌”。随着网络技术的发展成熟，对外交流的日趋密切，师生可通过查阅相关外文资料或与国外专家进行学术交流及时获得新知识及相关学习资料，将原汁原味的英文资料引入课堂，拓展学生的国际视角，启发学生的思维，使“静态、平淡”的理论知识变成“动态、生动”的声、光、影像，学习效果会得到明显提高。
2.2 教学效果的调查分析 为更好地了解本课程双语教学情况，加强对双语教学的理论研讨和实践总结，推进课程双语教学工作，方法：随机抽取我校2008级、2009级医学检验学生各80名，遵循自愿的原则进行匿名答卷，学生利用课间答卷。统一发放调查问卷160份，收回157份，有效问卷157份，回收率98%，其中有个别选项漏选。
据调查2008级和2009级一半以上的学生均认同检验本科生开展双语教学是非常必要的，对双语教学存在兴趣，其医学英语水平有较大提高。但是由于分子生物学检验技术许多重点、难点内容本身存在理解的困难，加上英语释义，势必影响学生对课程知识的理解和掌握。因此绝大多数同学还不能完全适应专业课的英语学习，认为双语教学的形式增加了学习专业课程的难度，仅仅20%左右的学生认为无影响。这些数据较其他同等院校有明显差距，反映出我校目前开展的双语教学存在有一些问题和不足。
目前，在我院检验本科生中实施分子生物学检验技术双语教学教育尚属试验性阶段，也就不难理解统计数据显示，学生对教师授课的满意度较低。但我们也欣喜地看到，随着教师带教经验的积累，2009级学生对教师授课的满意度已有较大幅度的提升。
3 双语教学存在的问题及对策
3.1 师资力量薄弱 高等院校是培养人才的主阵地，而人才培养的质量，归根结底取决于师资队伍建设的状况。在《分子生物学检验技术》双语教学过程中，师资力量薄弱已成为限制课程发展的瓶颈。许多教师的英语口语表达不够标准，很难与学生进行沟通交流，无法将课程内容完全用英语表达，最终影响到教学目标的实现和教学任务的有效完成。为此，我们特别注重师资队伍的建设，将师资队伍的建设视为课程建设的第一要素。我们在师资队伍的建设上重点落实了六字方针――“派出去，引进来”。自院校升本以来，学校日益提高对英语教学的投入力度，开设了教师口语短期、长期培训班，帮助教师提高英语水平。今年更是各系部均有外籍教师公益支教，既让大学生们感受到了原汁原味的外语专业课程，又能提供给教师一个互相学习的宝贵机会。
3.2 课时量不足 由于学生没有前期专业英语的词汇积累，使得课堂中教师需花费较多时间解释相关词汇、句义，无形中讲解课程重点、难度部分的时间相应缩短，加上本课程教学内容比较抽象难懂，所以学生普遍认为双语教学增加了课程难度。对于这一现象，解决的方法主要有二：一是尝试增加课时量，可以让教师在完成同等讲授内容的情况下，合理分配课时，不用赶课；二是尝试在实验课也使用外语教学，由于实验讲授内容少，学生容易理解。而且实验课上课人数少，师生互动频繁，专业词汇重复率高，教学效果较好。
3.3 学生英语水平薄弱 由于缺乏一定的语言环境，外语教学中常常出现“哑巴英语”和“聋子英语”，尽管许多学生已获得“英语四级”，甚至“六级”水平，但她们实际运用外语的能力仍然较差。这对于开展双语教学造成一定的困难。但是，从统计资料显示，学生从内心里接受双语教学，乐于尝试新的教学模式，所以，学生的配合度较高。
4 总结
为了适应社会发展的需要，为了加强国际、国内的交流与合作，为了提高医学生的专业素质，在专业课程中实施英汉双语教学势在必行。同时我们也看到，双语教学任重而道远，不可能一蹴而就。因此教育工作者需要以平和之心去看待教学工作中的问题与失误。不同高校的具体情况不同，受师资，生源等主、客观因素的限制，就需要结合实际情况采取各具特色的方法与手段，才能切实帮助学生们克服语言障碍，培养具有高水平外语交流能力和实际应用能力的专业人才，才能使《分子生物学检验技术》课程建设更上一层楼。
参考文献：
[1]余晓林，朱建军，冯文莉，等.医学检验专业英语教学中存在的问题与对策[J].检验医学教育，2006，13（4）：16-17.
关键词 分子肿瘤学；研究型教学；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标识码：B 文章编号：1671-489X（2013）12-0081-02
近年来，恶性肿瘤已成为严重威胁国民健康的重要疾病之一。在全球范围内，每年新发癌症患者约1000多万，死亡700多万。我国每年新发病例也逐步提升，如何有效防治恶性肿瘤已成为医学界面临的时代难题[1]。世界各国政府纷纷大力投入，积极探索新技术、新方法，使肿瘤学研究得到飞速发展。
分子肿瘤学是生物学与医学的交叉学科，是将分子生物学技术应用于肿瘤相关基因及其表达产物的研究中，进而阐明肿瘤的发生、发展及其本质，为肿瘤的预防、诊断和治疗提供新措施。北京工业大学生命科学与生物工程学院以抗肿瘤药物的研发为学科发展方向，但随着现代生物技术发展的日新月异，原有的一些肿瘤学基础知识已不能完全满足当前科研的发展需求。为适应生物前沿技术发展趋势，有力地推动生物技术向多专业渗透，促进边缘交叉学科领域的发展，学院首次为研究生开设分子肿瘤学这门课程，主要从分子水平上深入阐述肿瘤学研究的新进展，并结合学院研究生培养目标和课程建设的要求，对该课程教学内容、教学方法以及考核方式等方面进行尝试与探索。这一举措必将促进学院在生物领域和医学领域的科学研究和学科建设。
1 以肿瘤基础研究为背景确立课程教学内容
随着我国医学模式的转变以及全球性卫生重点的转移，肿瘤的防治研究成为科教兴国战略的重要组成部分，不论是肿瘤发生发展的分子机制，还是临床肿瘤诊断治疗，都取得长足进步[1]。
北京工业大学生命科学与生物工程学院生物医学工程专业以探究肿瘤发生发展机制、抗肿瘤药物开发以及基因治疗等为主要研究方向，与医学肿瘤专业相比，在定位和针对性方面都有较为鲜明的特色。学院研究生大多数具有生物学等工科背景，掌握分子生物学、细胞生物学、免疫学及病毒学等丰富的理论知识，在基础研究方面具有优势，但缺少一定的临床肿瘤学知识。因此，分子肿瘤学这门课程的开设不同于医学院传统的临床肿瘤学课程，而是着重以肿瘤基础研究为背景，拓宽研究领域，深化研究层次。授课内容涉及肿瘤发生发展分子机制及其基因治疗、分子药靶、肿瘤表观遗传学等相关领域，以及肿瘤干细胞、miRNA、RNA干扰、蛋白质组学和生物信息学等前沿领域，从基因层面探讨肿瘤发生机制和有效的治疗措施。在此基础上，进一步发现新的肿瘤标志物，用于肿瘤的早期预测与防治。
2 以研究型教学为主导确立课程教学方法
研究生的课程教学处于从本科时期的知识学习型阶段向课题研究型阶段过渡的重要时期，是研究生培养过程中的一个基础环节。因此，这就决定了研究生课程教学不应仅仅只是本科式的知识传授的延续，而应是知识传授与科研能力培养并重。但当前高校教学中仍以传统的灌输式教学方法为主，师生交流与互动少，只适于简单的传授知识，不利于培养研究生自主学习和科研创新能力。
2.1 转变观念意识，优化课程设置
为了更好地增强教学效果，培养学生的综合能力，在开设分子肿瘤学课程之初就积极转换教学观念，以研究型教学为主导，结合课程的基础性与前沿性，优化课程设置，确立新的教学模式[2]。根据学校的研究生培养目标，制定出一套适应研究生教育的教学大纲，既满足研究生的知识需求，又能反应出学科水平和发展趋势。在整个教学过程中，以学生为中心，教师发挥组织和引导作用，根据课程具体内容、学生知识背景及理解能力等因素，充分激发学生的主动性与积极性。
在课程设置中，没有采用固定的教材形式，而是根据学生背景知识的差异，结合当前生物前沿技术在肿瘤学领域的研究趋势，采用启发式、讲座研讨式的教学方式，有目的性地开展授课。课程内容主要分为三部分：
第一部分着重介绍一些肿瘤学相关基本知识，包括细胞生物学如细胞结构与功能、分子生物学如肿瘤的分子标志物等基础知识，既照顾了那些基础薄弱的学生，同时给基础好的学生进行了复习；
第二部分重点从细胞周期与凋亡、细胞信号转导、血管生成、侵袭转移、耐药性等方面阐述肿瘤的癌变机制和肿瘤恶性演进机制；
第三部分介绍肿瘤的分子诊断、预防与治疗等内容与研究进展。
在授课中，从激发学生的创新思维目的出发，鼓励研究生参与课堂讨论，并结合学院一些学术前沿讲座，通过学术报告和学术交流，使学生更广泛拓宽学术视野，提高综合科研水平。
2.2 研究型教学在课堂中的实践
研究型教学是在教师的启发指导下，以学生独立自主学习和合作讨论为前提，以教学中的难点重点内容、有争议的学术问题或学科前沿问题为研究内容，通过学生查阅资料、独立钻研和认真思考展开课堂讨论和交流，使不同的学术观点相互碰撞、交流与补充[3]。
分子肿瘤学属于肿瘤学领域的前沿学科，知识更新快，教材不能涵盖最新的研究内容，因此在授课过程中不能以单一的教材作为参考资料。在教学之前提前做好研究性学习，从同行认可度高的期刊中查阅相关领域的最新研究文献，不断更新知识，在课堂上根据授课内容适时引入这些新技术新方法，既丰富了教学内容，又调动了学生的科研兴趣。
分子生物学、细胞生物学是肿瘤研究的基础，教学内容涵盖的知识点多、涉及面广，新技术与新方法的出现日新月异。如在给学生介绍细胞信号转导这章内容时，课前根据学生研究兴趣与方向设定一些知识点与问题，让学生课后分组查阅相关文献，准备PPT在课堂交流学习。如选择一个信号通路，查阅该通路包括的知识点，如蛋白种类、特点及调控功能，思考该通路在肿瘤生成中发挥怎样的机制？是否有其他小分子如miRNA的参与等？学生课后准备充分，结合自己今后的研究方向，积极探索与发现问题，在课堂交流中活跃，既丰富了课堂教学内容，又促进了对新知识的学习。
此外，还注重将本学院的研究成果融入教学过程中，如在介绍病毒与肿瘤这章内容时，为学生介绍学院科研小组对艾滋病、宫颈癌、食管癌等肿瘤病的研究进展与研究成果；在讲细胞生物学时，结合本实验室在干细胞领域的研究思路与研究进展，为学生介绍干细胞包括肿瘤干细胞、IPS细胞的特征及其在临床中的应用前景。这样让学生更全面了解本学院的研究现状与发展趋势，为今后进实验室开展研究工作奠定基础。
3 完善课程考核方式
课程考核是课程质量的重要内容，以多种形式考核指标来完善考核方式。在分子肿瘤学的课堂教学中，主要从课堂出勤、论文撰写、专题讨论三方面加以评估。其中专题讨论和论文撰写分别占总成绩的70%。在研究生的培养中，文献查阅是研究生从事科学研究非常重要的一个环节，学生可以在查阅、积累、梳理资料中消化、理解知识，并与相关知识融会贯通，运用各种知识解决实际问题。因此，撰写某一个感兴趣领域的研究进展论文是考核的重要内容之一。论文统一按照期刊发表的格式来撰写，考评内容包括论文格式的规范性、选题的新颖性、文献的代表性等。
专题讨论部分的考评主要通过学生对文献的理解程度，包括能否把握文献的核心内容，能否提出自己对文献研究内容的完善建议。同时，学生学术交流水平也纳入成绩考核部分，包括多媒体课件的制作、学术表述的流畅性和学术交流过程的应对能力。这样既可以考核学生查阅文献的能力，同时可以锻炼撰写论文的能力。
4 结束语
肿瘤的分子生物学研究一直是生命科学和医学研究的热点，尤其是癌基因的研究。随着科学技术的发展，生物芯片、RNA技术、表观基因组学及生物信息学等分析方法逐渐成为肿瘤研究的一种高效手段，使研究者更深入地了解疾病发生的分子机制，掌握癌基因特异性的分布规律，揭示基因信号内在的生物学意义，有力地促进肿瘤学的发展，为肿瘤的临床治疗奠定基础。
北京工业大学生命科学与生物工程学院专门为生物技术专业研究生开设分子肿瘤学这门课程，旨在为工科院校培养侧重于肿瘤学基础研究的复合专业型人才。在教学中转变教学观念，引入研究型教学模式，把研究的意识、思维、观点与方法融入教学中，强调对知识学习的自主性与探究性，注重学习过程中研究生的实践与体验[4]。在课堂教学中根据课程性质、教学内容和学生特点，创造性地进行教学设计，激发学生的科研兴趣，有利于全面培养研究生的综合创新能力。
参考文献
[1]陈正堂，等.肿瘤学专业现状与发展设想[J].医学杂志，2011，36（4）：315-318.
[2]王文静.中国教学模式改革的实践探索：“学为导向”综合型课堂教学模式[J].北京师范大学学报：社会科学版，2012（1）：
18-24.
白血病是一种常见的基于造血干细胞恶性发生的肿瘤疾病。据报道，在中国地区白血病的死亡率占恶性肿瘤中的第六位，死亡率占儿童肿瘤的第一位。白血病是一组临床异质性疾病，根据患者年龄不同，细胞形态、细胞遗传学异常程度不同预后和存活率有显著差异，因此对于白血病早期诊断，准确评估和治疗都有很重要的意义。传统白血病诊断方法以形态学检测为主要手段，由于其主观因素影响大，速度慢，精度、重复率不高，容易误诊或漏诊。现代诊断方法为形态学、免疫学、分子生物学和遗传学综合诊断，即MICH方法。随着临床研究的不断深入，分子生物学技术以其简单，快速，敏感，特异，试剂稳定，危害性小的显著优势，在诊断、治疗白血病，监测微小残留病的应用中发挥了重要作用，为白血病精细分层[1]实现个体化治疗[2]，提高患者的治疗效果提供了重要依据。应用于白血病的诊断分子生物学技术已经成为一个热门话题，在本文中，将对最近白血病在分子生物学技术诊断方面的研究进行讨论。
1.白血病的发病机制
现代研究显示，环境因素和遗传因素是造成白血病的主要发病机制。由于电离辐射，化学致癌物，病毒等环境因素引起的遗传物质染色体和基因的突变，癌基因点突变激活和肿瘤抑制基因的失活、损耗也是很重要的发病机制。有些患者可由一些血液疾病发展为急性白血病。
2.诊断方法
目前，大多数涉及白血病的相关基因已被克隆，通过直接或间接检测这些融合基因可以进行白血病的分子诊断。特定染色体异常和基因的突变可作为诊断疾病的发展和预后的重要指标。目前较为常用的分子生物学诊断技术有荧光原位杂交（FISH），实时荧光定量PCR（QR-PCR）、比较基因组杂交（CGH），基因芯片和全基因组测序[3]。
2.1 荧光原位杂交（FISH）
FISH是1980年后发展起来的一种间接基因定位方法。该法采用标记的单链DNA探针与其互补的DNA发生退火、杂交，通过观察染色体上的荧光信号，来检测分裂中期或间期细胞上的核 DNA 位置反映相应基因的状况，可应用于临床各种标本的检测。由于其直观，快速，灵敏，方便灵活，可量化，在白血病的诊断，治疗监测，预后和检测微小残留疾病等方面正成为一种不可缺少的重要手段。[4][5]
目前，常用的商品化单序列探针有PML-RARα[t（15；17），见于M3，AML1-ETO[t（8；21），见于M2b]，BCR-ABL[t（9；22），见于CML和ALL]，TEL- AML1[t（12；21），见于儿童前B-ALL]等已经应用于临床。临床常采用多标记探针，可以大大提高检测效率，multicolor-FISH与现代高通量方法对确定新肿瘤相关基因组区域有影响研究。[6]
Soriani S等[7]介绍了微波荧光原位杂交技术，它是一种新的快速检测PML-RARα重排的实验室诊断方法，30 min即可获得结果。结合了细胞快速收获，荧光原位杂交和微波束三种技术，大大提高了z测效率。
2.2 实时定量PCR（RQ-PCR）
RQ-PCR技术是在常规PCR反应体系中添加了荧光染料或荧光标记探针，然后进行PCR过程，检测体系中荧光强度的变化。根据标准物质的CT值（即在PCR扩增过程中，PCR启动后荧光信号由本底进入指数生长期的拐点对应的周期数目）建立标准曲线，然后通过标准曲线对待检模板进行评估定量分析。RQ-PCR[8]作为新兴的精确基因定量技术，灵敏，特异，技术成熟，操作简便，重复率较高，Dolz S等[9]发现是AML重组融合基因的灵活和敏感可靠的筛选试验方法。评估治疗反应、检测癌细胞的数量，对监测MRD具有很大意义[10]。以此作为临床诊断、评估检测标准，对患者及早进行临床干预，从而指导后期治疗，进而提高长期生存率有重要的临床价值。
Malik D等[11]报道他们采用RQ-PCR研究儿童急性淋巴白血病时发现一种新分子miR-2909-KLF4轴，通过它能够区分儿童急性B细胞和T细胞白血病，这可作为一种新的诊断或预后评估的标记。
Bennour A[12]等通过分析45例阳性慢性粒细胞白血病，采用多重RT-PCR分析，结果快速、可靠。
2.3 比较基因组学
比较基因组杂交（CGH）1992年提出的，是用于检测整个肿瘤基因组DNA增加或减少的有力的工具。虽然CGH分析不能提供有关染色体变异的精确信息，但它不需要肿瘤组织培养或核型分析。
曹琪等[13]研究表明CGH是一种快速、简单和有效的方法，可用于检测ALL中大片段染色体区域或染色体数目的改变。特别适用于染色体培养失败及形态差的情况。然而，CGH的应用范围有其局限性，只有与常规细胞遗传学分析、FISH和其它分子生物学工具相结合，才可以全面地阐明基因组的异常。
李莉[14]研究的微阵列比较基因组杂交（array comparative genomic hybridization，array CGH）是一种高分辨率、高通量、高效率的全基因组筛查技术，可以检测到亚显微染色体的异常、精确定位，有效地弥补了现有方法的局限性，在非平衡染色体畸变方面作用显著。
2.4 基因芯片技术
基因芯片技术[15]是一高通量的基因检测技术，具有高灵敏度和精确定量检测的优势，有很好的应用前景，近几年得到越来越多的研究。在白血病基因检测中，有利于白血病融合基因的发现和监测微小残留病的监测，追踪同一患者中多个融合基因、治疗中融合基因变异等情况。基因芯片是新一代分子诊断试剂的主要发展方向。目前，基因芯片技术大规模的临床应用还存在着缺陷，基因芯片临床诊断还未实现，尚处于探索研究阶段。现存在于市面上的主要是低灵敏度和较差特异性的诊断芯片。由于基因芯片技术上仍需攻关和辅助诊断设备昂贵等原因，预计定量PCR技术在未来一段时间内仍占主导地位。
3.Y束语
分子生物学技术具有高效，灵敏，特异性好的优势。不同的诊断方式有不同的优缺点，综合运用对于复杂或特殊白血病的诊断具有很好的效果。[16][17]
在人类基因组计划的基础上，随着对白血病研究的逐步深入，白血病的异质性融合基因和特异性片段越来越多的被发现，遗传信息的深入和高通量的诊断技术的发展会导致越来越多的分子靶标将被应用于血液疾病的预防，预测，诊断，治疗和评估。近年来的热门研究miRNA与肿瘤的相关性也在血液肿瘤学方面有了重要发现。Ahmad N 等[18]发现miRNA的失调与肿瘤的起始事件的推动密切相关，可作为多发性骨髓瘤（MM）转移和耐药性评估的重要指标。
分子生物学技术检测的标准化是影响该技术诊断效果的重要因素，制定标准规范的临界值，选择特异、灵敏、标准化的分子标记[19]都将是影响分子生物学技术在白血病诊断中的关键。
参考文献
[1] Lewalle P，Martiat P.The impact of molecular biology techniques on the management of newly diagnosed chronic myeloid leukemia patients in
chronic phase[J].Transfus Apher Sci，2013，49（2）：116-119.
[2] Nalejska E，M?czyska E，Lewandowska MA.Prognostic and predictive biomarkers： tools in personalized oncology[J].Mol Diagn Ther，2014 ，18（3）：273-284.
[3] Borate U，Absher D，Erba HP，et al. Potential of whole-genome sequencing for determining risk and personalizing therapy： focus on AML[J].Expert Rev Anticancer Ther.2012，12（10）：1289-1297.
[4] Selvi N，Kosova B，Hekimgil M，et al. Molecular Evaluation of t（14；18）（bcl-2/IgH） Translocation in Follicular Lymphoma at Diagnosis Using Paraffin-Embedded Tissue Sections[J].Turk J Haematol，2012，29（2）：126-34.
[5] Garcés-Eisele J.Molecular biology strategies to detect residual disease[J].Hematology，2012，17（1）：S66-8.
[6] Liehr T，Othman MA， Rittscher K，et al. The current state of molecular cytogenetics in cancer diagnosis[J].Expert Rev Mol Diagn.2015，9：1-10.
[7] Soriani S，Mura C，Panico AR，Hematol Oncol，et al.Rapid detection of t（15；17）（q24；q21） in acute promyelocytic leukemia by microwave-assisted fluorescence in situ hybridization[J].2015，2.
[8] Bartley PA，Latham S，Budgen B，et al. A DNA Real-time Quantitative PCR Method Suitable for Routine Monitoring of Low Levels of Minimal Residual Disease in Chronic Myeloid Leukemia[J].J Mol Diagn，2014，29：S1525-1578（14）00243-8.
[9] Dolz S，Barragán E，Fuster ?，et al. Novel real-time polymerase chain reaction assay for simultaneous detection of recurrent fusion genes in acute myeloid leukemia[J].J Mol Diagn.2013，15（5）：678-86.
[10] Matsuda K.Evaluation of minimal residual disease using allele （mutation） -specific PCR[J].Rinsho Byori.2014，62（6）：552-559.
关键词：现代分子生物学技术；创新性试验；试验教学改革
中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）08-0182-03
Abstract：Taking the experiment of “Construction of the eukaryotic expression vector of Flag-ILKAP-pCMV-2b and then detection of the expression by western-blotting in HEK293T cells” as an example，we expored the design scheme，experimantal implementations and results and analysis by the use of modern molecular biological techniques.The implementation of experiment program trained the capability and idea of innovation，foster students' experimental design and operation skills，and also enhanced the initiative and teamwork ability.
Key words：Modern molecular biology technology；Innovation experiment；Experimental teaching reform
新是一个民族的灵魂，是国家综合国力得以提高的根本，是科学技术迅猛发展的基础。随着社会经济发展和时代进步，社会对高等教育提出了更高的要求，具备“创新精神与创新能力”的创新型人才，已成为知识经济时展的迫切需求。大学生作为最具有自主创新能力的社会群体，是创新型国家建设过程中最为积极活跃的因素，因此，激发大学生的创新意识和创新能力，是构建“创新型国家”的重要组成部分[1-3]。
近年来，我国提出了建设创新型国家的战略，开始倡导创新型人才的培养，各类高等院校也在积极探索创新型人才的培养方案，尽管取得了一些经验，但到目前为止还没有获得突破性的进展。创新能力和实践能力的培养是教学改革建设的核心内容和培养质量的重要着力点。无论是培养应用型、复合型和拔尖创新型人才的本科教育，还是培养“高端技能型”的高职教育，学生的创新能力、实践能力培养质量和水平已经成为衡量一所高校人才培养质量的重要因素，直接影响着高校、区域经济与社会的发展[4]。但是，创新能力和实践能力的培养不是一朝一夕就可以完成的，需要长期的积累，需要学生在实践中充分发挥创新精神，从而使学生的创新能力和实践能力得以和谐发展。高校试验教学是高校教学体系中的重要环节，对培养学生的创新能力和实践能力等方面起着不可替代的作用，尤其是对于生命科学这类实验性学科更具有举足轻重的作用[5]。但是，就现在的试验教学来看还存在许多问题，按照目前的水平还不能满足社会对创新型人才培养的要求，这些问题主要体现在下面几个方面：一是虽然生命科学领域，试验技术不断推陈出新，而试验教学过程设备普遍陈旧，验证手段落后，多为一些验证性实验，一般按照试验指导书或黑板板书的实验步骤进行，学生无须深思熟虑，因而不利于培养学生的能动性和创新性；二是试验教学一般一课一题，两人一组，甚而至于为观摩性试验，学生无选择性，并且前后试验间无任何衔接性，因而无法激励学生的缜密的思维逻辑性[6]。
针对以上问题，笔者结合本实验室的条件和科研优势，利用现代分子生物学技术构建了基因ILKAP的真核表达载体及通过Western-blotting进行检测的创新型试验项目。该项目融合了生物化学、分子生物学、基因工程等试验内容于一体，学生根据试验目的与要求，查阅相关文献，独立设计实验技术路线，确定试验方案，从而有利于学生实践操作能力、创新能力和解决问题能力的锻炼，取得了较好的试验教学效果。
1 设计实验项目
洞庭湖地区是日本血吸虫的流行区域，而该区域的东方田鼠（Microtus fortis）是日本血吸虫的非适宜宿主，也是唯一一种能感染血吸虫但不致病具的哺乳动物。学生对该物种的这一特性产生了浓厚的兴趣，因此在已有研究发现东方田鼠骨髓ILKAP基因具有一定的杀虫特性的基础上，学生选择了该课题以中心法则为主线，将ILKAP基因克隆到真核表达载体pCMV-2b，脂质体转染HEK293T细胞，建立ILKAP-Flag高表达的HEK293T细胞系，并通过Western-blotting来检测其是否有表达[7]。此试验设计涵盖了本科阶段生命科学专业的生物化学、分子生物学、基因工程、细胞生物学等一系列课程，是一个较为完整的试验设计项目。
2 实施试验项目
真核表达载体pCMV-2b为实验室保存，东方田鼠购买于实验动物中心。首先，教师向学生下达此次创新型项目的任务书，学生根据此任务书查找相关文献，并设计出试验技术路线，安排试验进程，提出在试验实施过程中拟解决的问题，从而提高了学生的积极性。其次，学生在试验过程中常出现的问题有：不知如何设计引物，为何要在上下游引物添加酶切位点，怎样选择合适的限制性核酸内切酶；PCR过程中不知如何设计退火温度；进行转染时细胞的量的估计，Western-blotting没有设计内参等等系列问题。因此，教师有必要先对学生的试验设计进行指导，并要经常进入实验室解决学生遇到的问题，不定时检测学生的试验进度，同时督促学生在试验过程中养成良好的原始试验记录习惯，以及遇到问题时如何妥善处理问题能力的培养。
3 试验项目结果与分析
提取室内封闭群东方田鼠骨髓和日本血吸虫童虫总RNA，用RT-PCR方法检测ILKAP在正常生理状态下的表达情况。RT-PCR结果显示：ILKAP在东方田鼠骨髓和日本血吸虫童虫中均有表达，根据ILKAP全长酶切位点分析结果和质粒pCMV-Tag 2b多克隆酶切位点分析，选择Sma I和Not I作为限制性核酸内切酶，酶切过夜，T4 DNA 连接酶16℃过夜，连接目的基因和去磷酸化处理后的空载体，重组后的质粒经酶切初步鉴定后，送Invitrogen公司测序验证（图1）。重组质粒Flag-ILKAP-pCMV-2b构建成功后，转染至HEK293T细胞，其中空质粒的转染作为空白对照，培养细胞48h后收集上清用于Western-blotting检测。通过Western blotting，SDS-PAGE转膜后，以Flag抗体与PVDC膜共孵育，发现只有实验组有条带，而对照没有条带出现（图2）。
在整个实验过程中，学生遇到了很多“拦路虎”，例如在设计引物时不知如何利用生物学软件primer和oligo相Y合，原始引物设计好后没有加酶切位点及保护碱基，其次在对目的片段进行PCR扩增时，退火温度的摸索花了很长时间，在这个摸索的过程中学会了如何通过查阅文献以同种属的物种的基因克隆温度作为参考，也学会了梯度PCR的使用；最后在用脂质体转染HEK293T细胞，不知如何评估细胞数，转染后不知何时换液，也不知是否需要添加其他试剂等等。但是学生们都找到了解决问题的方法，最终获得了较为理想的实验结果。
4 试验效果
通过实验项目的实施，学生在以下几个方面有了较大的收获：（1）为保证整个实验项目的顺利进行，首先得从全局着手设计实验方案，促进学生自主的去学习课本及试验指导书之外的知识；（2）学生通过参加科研项目，培养了他们的团队协作能力，同时也提高了学生的沟通能力，项目完成后，学生还需整理相关资料和数据，完成并撰写，为日后毕业论文的协作打下了良好的基础；（3）试验项目的实施极大地激发了学生的求知欲，有助于学生创新意思的培养以及独立试验技能的提高，同时也通过试验结果感受到了科学探究所带来的成就感。例如，在经历了western blotting的多次失败的磨练后，到现在感觉只要抗体合适，几乎就没有他们做不出来的分子，通过系列试验的成功，给了学生无穷的自信，使学生对生物科学产生了浓厚的兴趣，同时也在试验过程中感受到了成功的喜悦。（4）在试验过程中，我们明显感觉到学生逐步形成了发现问题、思考问题、解决问题的科学意识，同时分析和解决问题的能力大大加强。比如，在做脂质体转染试验时，学生做了很多尝试来提高转染效率。为了确保转染在对数生长期内进行，学生先绘制培养细胞的生长曲线、确定其对数生长期，然后再着手做转染；其次在保证DNA的质量的前提下，学生按照DNA和转染试剂的比例做了曲线分析，看看reporter的表达效率，以求做到最好的转染效率。（5）极大提高了学生的试验操作技能。我们平时理论课和实验课上的一些内容例如DNA的琼脂糖凝胶电泳，虽然理论上有强调，但实际训练却很少，尤其是对于大二年级的学生而言很多实验根本就没有开展过，创新实验项目的开展，从实验准备到试验结果的观察都是一个全新的体验，学生通过一些列的的生物学试验，提高了学生的动手操作能力，锻炼了试验思维，对于学生而已收获颇丰，这是传统的试验所无法到达的试验效果。
5 结语
高等院校生物科学专业开展创新型实验是传统的验证性试验向研究创新性试验的转变，有利于培养学生学习的兴趣和探索科学理论的强烈欲望，能为改进实验教学改革提供新的思路，有利于多方面、多层次、全方位地培养学生的素质和能力。大学生在校期间参加科研项目，无论是对于专业知识的深入了解还是对于日后的就业问题，都有很大的益处。今后将继续深入探索生物科学试验教学改革、试验创新意识的培养和试验技能的提高三者之间的相互整合，以利于创新型、应用型的复合型人才的培养。
参考文献
[1]韩宏岩，许维岸.生物类本科生综合实验设计与实践的探索[J].实验室研究与探索，2014，3（33）：168-171.
[2]侯勇，龚竞，敬成俊.综合性酶学实验与学生创新能力的培养[J].实验科学与技术，2009，7（3）：90-91.
[3]梁晓夏，王国庆，冯家勋，等.生物类本科生综合性实验设计与实践[J].实验科学与技术，2009，7（3）：116-118.
[4]涂铭旌，唐英，张进，等.创新型人才培养的思路、方法及路径（一）[J].西华大学学报，2012，04：1-5.
[5]彭喜旭，唐新科，王海华.植物学与分子生物学研究创新型实验项目的设计与实施[J].安徽农学通报，2011，17（11）：212-214.
[6]李素康，韩锟.关于高校实验教学改革的研究[J].长沙铁道学院学报（社会科学版），2005，16：1-3.
关键词：生物电子显微学；农业高等院校；研究生；教学
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）30-0152-02
电子显微镜是一种超微结构分析精密仪器，主要用于观察被检测样品的内部结构和表面形态特征变化的研究。随着电镜技术的不断发展与农学、动物医学、动物科学、园林、食品与药品、草业与环境等农学生命科学科的应用越加紧密[1]。在农业专业学科的教学和科研中，可通过电子显微镜对动物和植物细胞的细胞壁、生物膜、叶绿体、线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体、微体、中心体、细胞骨架和细胞质内含物（如糖原、脂类、蛋白质），以及细菌的特殊结构；微生物超微结构如：菌体鞭毛、菌毛、芽孢、荚膜等结构、病毒的囊膜、衣壳、霉病菌菌丝和孢子等形态，以及化工材料的化学结构元素分析，含水样品、含油样品、放气样品、加热样品、冷冻样品进行观察工作。因此，在农业高等院校研究生教学中开设《生物电子显微镜技术课程》，可以有效地提升各学科整体教学质量和科研能力，为教学和科研服务。
一、《生物电子显微学技术》课程的教学内容与要求
1.《生物电子显微学技术》课程的理论教学内容。《生物电子显微镜技术》理论课程20学时，教学内容包括：电子显微镜的发展与应用、透射电子显微镜原理与制样、扫描电子显微镜原理与制样、免疫电镜细胞化学技术、冷冻切片技术与冰冻蚀刻、酶电镜细胞化学技术、电镜放射自显影技术、生物大分子电镜超微细胞化学技术、电镜原位分子杂交技术。
2.《生物电子显微学技术》课程的实验教学要求。在实验教学中要使学生掌握仪器的基本操作方法，生物样品超薄切片技术、半薄切片技术、负染技术、细胞化学定位技术、扫描电镜临界点干燥技术、离子溅射技术、细胞冰冻蚀刻技术等样品制备方法，使学生能够学会运用电子显微镜技术对动植物组织细胞超微结构和功能的研究方法和技术手段。
二、生物电子显微镜技术在农学专业研究生教学中的应用
1.免疫电镜细胞化学技术在农学专业研究生教学中的应用。免疫电镜技术是免疫化学技术与电镜技术结合的产物，根据抗原抗体的高度特异性结合原理，用高电子密度的标记物（如：金、铁蛋白等）在超微结构水平上检测某些抗原性物质的定位、定性、半定量的一种方法[2]。目前免疫电镜技术主要包括酶免疫电镜技术、免疫铁蛋白技术和免疫胶体金技术，此外还有抗体杂交技术、凝集素电镜标记技术和铁蛋白-抗铁蛋白电镜复合物技术。可用于农业作物抗旱、抗旱品种选育，品种间生长发育组织学特性表征抗原的定位分析；动物疾病微生物学鉴定、诊断和致病机制研究；动物组织胚胎发育，干细胞诱导发育研究，动物肿瘤的组织学诊断；林果品种发育结构特征等领域的科研研究。
2.冷冻切片技术与冰冻蚀刻在农学专业研究生教学中的应用。冷冻切片技术是利用液氮快速冷冻技术，在冷冻超薄切片机中进行冷冻切片。省去了传统的戊二醛/俄酸固定、乙醇脱水、丙酮置换等有机溶剂操作过程，避免了化学药剂的处理，样品结构、成分不发生变化，实现快速固定，快速制片、快速研究与诊断的能力，保持了细胞或组织的生物活性物质的原始状态。冷冻蚀刻技术是利用物理冷冻断裂方法对生物样品组织细胞进行断裂和复型相结合的制备透射电镜样品技术，用透视型电子显微镜观察细胞或细胞器的内、外表面微细的三维结构或膜内微细结构分析的方法[3]。可用于动植物新鲜组织细胞的超微结构、生物大分子和某些元素在组织内分布、免疫抗原电镜标记、细胞酶活性标记、电镜放射自显影等细胞的化学和细胞成分的定量定性分析。
3.酶电镜细胞化学技术在农学专业研究生教学中的应用。电镜酶细胞化学技术是通过酶的特异性细胞化学反应来显示酶在细胞内的定位技术。一般先将酶原位固定在细胞内，再使它与特定的底物起反应，底物的分解物经过捕捉反应沉着于发生分解的原位上，最后使沉着物变为在电镜下可以看到的物质。在整个处理过程中必须保存酶的活性不受破坏。目前能在电镜下定位的酶有三大类即水解酶、氧化还原酶和转移酶[4]。
电镜酶细胞化学技术可应用于农作物棉花、小麦、玉米、水稻等作物的生长发育、品种选育、营养成分检测等方面研究；动物生长代谢机制、不同畜禽品种间组织细胞形态学和生理生化机制差异；牛、羊等畜产品贮藏方法和无公害研究；动物超微解剖学、动物生理功能机制、动物发病机制、动物病原微生物形态、动物免疫学机制、动物药物作用机理、药物成分和结构等方面研究工作。
摘要： 分子印迹技术、高通量筛选技术、生物芯片技术、生物信息学技术是4种常用的非生物学药物筛选技术。文章简要介绍了每项技术的概念、原理和应用，以期使其更广泛地应用于抗病毒等筛选难度大的药物筛选领域。
关键词： 药物筛选;分子印迹技术;高通量筛选技术;生物芯片技术;生物信息学技术
药物筛选是应用适当的方法和技术根据特定的目的对药物进行优选的过程。药物的种类很多，从大量的药物中找出对特定疾病有针对性治疗作用的药物是个复杂的过程。传统的药物筛选一般是采用生物学方法，也就是将药物与相应的病原作用，能够有效抑制病原生长或对已有病原有杀灭作用的即为有效药物。然而对于由病毒或细菌引起的具有强传染性的疾病此种方法是一项既繁琐，危险性大又对实验条件要求极高的工作。因此，应建立非生物学方法来替代传统生物学方法。所谓的非生物学药物筛选方法即在不接触传染性病原的情况下进行药物筛选。筛选的方法可以是间接的筛选药物，如分子印迹法、生物信息学法;也可以是获得病原的相应结合靶点来选取有效药物，如高通量筛选技术和生物芯片技术。本文将对非生物学药物筛选方法进行简要综述[1]。
1分子印迹技术
分子印迹技术也叫分子烙印技术或分子模板技术(molecular imprinting technique, MIT)，是一种模拟抗原与抗体相互作用的人工生物模板技术。分子印迹聚合物(molecularly imprinted polymers，MIPs)也就是由分子印迹技术制备出来的，具有高效、稳定、使用寿命长等优点。在对映体和异构体的分离[2，3]、固相萃取[4，5]、缓控释给药系统[6]、临床药物分析、膜分离技术[7]、模拟酶催化[8]、化学仿生传感器[9]等领域中MIPs都展现了良好的应用前景。MIPs的制备过程为：①在溶剂(致孔剂)中将模板分子和功能单体按照一定比例混合后一定条件下进行反应，通过共价键或非共价键作用形成可逆的模板分子-功能单体复合物;②加入交联剂、引发剂，使模板-功能单体复合物通过聚合反应在模板分子周围形成高交联的刚性聚合物;③将模板分子(印迹分子)从聚合物中洗脱解离出来，这样在聚合物的骨架上便留下了一个对模板分子有“预定”选择性的识别空位。空位中含有精确排列的与模板分子官能团相互补的由功能单体提供的功能基团[10]。分子印迹聚合物中的空位和模板分子形状、大小完全一样,从而实现对模板分子的特异性识别。印迹聚合过程如图1所示[11]。MIT具有分子识别性强、固定相制备简便快速、操作简单、性质比较稳定(耐酸碱、耐高温、高压等)、溶剂消耗量小、模板和MIPs都可以回收再利用等优点。
应用分子印迹技术，根据已筛选出的对相应病原有抑制作用的化合物作为模板建立生物法替代筛选模型。一方面可以避免与病原的直接接触，增强安全性;二是可以在普通实验室进行实验，实验条件要求低;三是有针对性的选择有效药物成分，缩短了筛选时间和实验强度;四是精确有效筛选。如中草药含的化合物结构类型多样，含量悬殊且许多成分是未知的，因此从中分离纯化有效成分是一项费时费力的工作，而且容易丢失微量的有效成分。为了尽快从中草药中寻找出高效的实体药物及各配方的有效成分，以及将中药推向国际市场并从中发现疗效显著的符合欧美市场要求的新药，就可以应用分子印迹技术来达到这个目的。谢建春等[12]以骆驼蓬种籽中抗肿瘤活性化合物哈尔满作为模板,用非共价键法制备了对哈尔满结构类似物哈尔明及哈马灵具有强亲和性的分子印迹聚合物。分离鉴定了骆驼蓬种籽甲醇粗提物中所含的哈尔明及哈马灵两种抗肿瘤活性成分。此实验结果说明了通过分子印迹技术能够有效地对中草药活性成分进行分离。实验还说明了通过分子印迹亲和色谱与质谱联用可以分离鉴定复杂成分中有效成分。这对于筛选已知药物的结构类似物无疑是种简单快速安全的方法。
2高通量药物筛选技术
高通量药物筛选(high throughput screening, HTS)是20世纪80年代后期发展起来的一项快速寻找新药的技术。筛选的对象是药物作用靶点，根据待选样品与靶点是否相互作用来判断待选化合物的生物活性。高通量药物筛选技术涉及自动化控制技术、细胞生物学技术、药理学实验技术、分子生物学技术和管理技术以及计算机计算等。随着各学科的发展及相应技术的成熟[13]，高通量药物筛选技术凭借其自动化操作系统和微量灵敏的检测系统，使其筛选速度快、规模大、用量小实现一药多筛。
高通量筛选的体外模型通常有分子水平模型和细胞水平的模型，分子水平模型主要分为受体模型、酶筛选模型和离子通道筛选模型。细胞水平药物筛选模型是以细胞功能为基础的筛选模型。各种模型筛选的原理有3个方面，一是待选化合物与靶点的作用。多数情况下药物与靶点相结合从而产生治疗作用。其作用原理如同受体-配体相互作用。可以与相应受体结合的化合物就有可能是有活性的成分;二是待选化合物对酶活性的影响。生物体内的许多生理生化反应都必须有酶的参与，加入待测化合物的同时测定酶的一些指标，以指标的变化为依据来评价化合物的作用。此种模型相对易于检测，被普遍使用;三是待测化合物对细胞的作用。通过化合物的筛选，了解整体细胞对化合物作用的反应。靶向细胞因子、生长因子、离子通道和G-蛋白耦联受体(GPCR) 在细胞水平上的功能性检测中都取得了成功的进展[13]。(i)复合物化(ii)聚合(iii)去模板分子a.模板分子b.聚合前复合物c.聚合后复合物d.模板分子去除后的聚合物图1分子印迹聚合过程示意图据统计高通量药物筛选技术每天可以对数以万计的样品化合物进行筛选，应用得最多的是组合化学库。我国中药资源丰富，许多资源尚未开发。有部分中药及组方治疗作用明确，但大部分作用机理尚不清楚。从而限制了中药的发展及国际化的要求。由于中药有效成分具有多靶点的作用特点，故天然产物库的建立将为高通量药物筛选提供更多更全面的化合物[14，15]，同时中药有效成分的作用机理也会明确。罗弟祥等[16]用PTP1B(蛋白酪氨酸磷酸酶1B)抑制剂高通量筛选模型对17 940个植物提取物和其组分进行了筛选，阳性率为2.85%[17]。另外针对肿瘤、2型糖尿病[18]、神经系统疾病、免疫系统疾病和感染性疾病等相关靶点明确的疾病，已经逐步建立和完善了以高通量分子筛选模型为初筛的筛选体系。随着生物化学、分子生物学、细胞生物学、蛋白质组学及基因工程等学科的发展，疾病的发病机理越来越明确。特别是对于一些病毒和病菌，它们的致病靶标也越发的清晰。只要针对相应的靶标进行筛选，就能够很快找到相应的有效药物，这样就可以减少操作的危险性，避免与相应病原直接接触，同时也加快了药物的筛选速度及筛选的精确性[19]。曹鸿鹏等[20]以神经氨酸酶(NA)为抗流感药物的作用靶点建立可用于高通量药物筛选的模型来筛选NA抑制剂，初筛发现12个化合物对流感病毒神经氨酸酶有可重复的抑制活性。高通量药物筛选过程是从药物作用靶点水平筛选药物即只是停留在分子细胞水平，而药物的作用多数是要全面分析。由于药
[关键词]医学分子生物；实验教学；教学改革；医学检验
21世纪是生命科学的世纪，生命科学的发展伴随着探究技术的提升和人才的培养。在科学发展过程中，分子生物学的理论和技术已与生物学，医学和药学等众多领域交叉、融合，是提高探究技术水平和人才质量的一门重要学科[1]，因此，作为医学人才培养的医学院校，医学分子生物学是不可缺少的一门学科。目前，我校仅对医学检验专业和医学实验技术专业开设医学分子生物学的理论和实验教学。本文总结了一些在医学分子生物学实验课教学过程中的心得和体会，希望通过不断的反思和改进培养出满足社会和人民需要的高素质人才。
1医学分子生物学实验课的主要特点
医学分子生物学是一门理论与实践相结合的医学基础学科，以核酸和蛋白质为研究对象，利用先进的分子生物学实验技术对临床疾病进行诊断，特别是进入21世纪后的短短几年，无论是疾病发生、发展机制的阐明，患病风险的预测与评价，还是疾病的早期诊断和个体化医疗的开展，都愈来愈依靠和依赖分子生物学[2]，常见检测内容包括微生物检验[3]、肿瘤诊断[4-5]、遗传病诊断[6-8]和人体各类免疫疾病[9]等。
临床中应用医学分子生物学技术的項目很多，但目前学院针对医学生开设的分子生物学实验项目有限，例如小鼠肝组织DNA提取和保存，琼脂糖凝胶电泳检测核酸，PCR技术等。然而，医学分子生物学技术发展迅速，传统的医学分子生物学实验室仅结合学院现有的条件开展分子生物学实验教学项目，内容陈旧，技术简单，缺乏临床结合，不利于学生动手能力和创新能力的培养。随着分子生物学的不断发展，越来越多的高等学校将分子生物学设为必修课和选修课。我们作为国家医学人才培养的摇篮，随着技术的更新和发展，国家和社会对医学分子生物学重视程度的增加，这对老师和学生提出了更高的要求，教师应不断更新教学内容和实验技术，学生应掌握理论知识和实验技术，设计实验紧密结合临床，紧跟科学技术发展的步伐。
2目前医学分子生物学实验教学面临的问题
2.1分子生物学实验室建设不足
医学分子生物学是21世纪研究的新兴学科，主要以核酸和蛋白质分子为研究对象，对实验室的条件和设备的投入要求较高，然而目前学院对分子实验室建设的重视程度不高，通常与其他学科共用实验室，实验环境达不到标准，仪器共用、陈旧且破损，使得分子实验不能顺利开展；分子实验的目的是通过将理论知识应用于实践进而培养学生的动手能力、结果分析能力和创新能力，但分子实验试剂和耗材均需进口，价钱昂贵，在实验试剂和耗材使用方面不能满足人人均有，导致大部分学生没有参与实验，降低了学生对分子生物学实验课的积极性。分子生物实验均需要低温高速离心，为了提高分子实验结果的成功率，低温高速离心机是分子生物学实验室必备的，且每个教室最少配备一台低温高速离心机。在核酸电泳检测过程中，需要使用溴化乙锭（EB）或其替代物染色，而溴化乙锭为强致癌物质，因此，实验室需要设置EB专用实验台，避免学生操作不当引起实验隐患；对于核酸电泳结果均要在紫外灯下检测，紫外灯下不利于实验结果的分析，也不能确保所有学生都能观察到实验结果，准确分析实验结果，学院应在学生教室配备多媒体，将每个实验结果直观地展现给学生，让学生观察并分析，带动学生的积极性，因此，为了培养社会和国家需要的创兴型人才，学院应该加强分子实验室的建设，建立单独的分子生物学实验室，对相应仪器和耗材的采购应给予大力支持。
2.2实验用品准备不规范
分子生物学实验对试剂和耗材洁净度高，且试剂名均为英文，分子生物学这门课程的理论和实验内容在学院的开设时间较晚，现在从事分子实验耗材准备的老师专业和英语水平有限，在实验试剂、耗材和仪器准备过程中空难重重，且准备不全面，影响实验的顺利开展。为了促进分子生物学实验顺利进行，降低实验准备中试剂和耗材的损失，实验室或代课教研室应对实验技术老师进行规范性培训，如RNA提取过程中使用的吸头和离心管均为无RNase，学生实验开始前应组织实验老师了解实验条件的严格性，在口罩和手套配备齐全的基础上，将吸头放置配套的吸头盒内，而不是随意将吸头倒在一次性手套上，这将误导学生对分子生物学实验严谨性的认识。学院也可以相应的引进分子生物学背景的实验技术老师从事教辅或教学工作，这对于分子生物学实验顺利而准确的进行起到重要作用。
3医学分子生物学实验课教学心得
3.1完善分子生物学实验内容和指导手册
分子生物学是跨越生物、医学、农学乃至药学的一门新型学科，优质的分子生物学实验课程开设离不开与相关专业的紧密渗透[10]。目前我院仅对医学检验专业和医学实验技术专业开设分子生物学实验，这就要求教师结合学生的专业和发展方向设计实验内容。只有结合学生的专业才能更好的将理论和实际相结合，激发学生的积极性。在目前教学中，只能依据实验室的环境和设备的变化，结合教学老师主持的科研课题开展一些简单的分子生物学实验，而忽略了结合学生的专业开设特色的实验内容。由于固定的实验材料和内容多变，没有完善的分子生物学实验指导手册，这使学生对即将做的实验毫无头绪，降低了学生学习分子生物学的积极性，不利于学科的发展和创新人才的培养。
3.2建设师资队伍
分子生物学实验内容设计，实验方法的使用以及实验结果的解析与教学老师的知识背景和能力具有紧密的联系，也是确保良好教学质量的关键。目前我们生物与分子生物学教研室的老师分别承担国家自然科学基金，省级科学基金、省级教育厅课题以及校级课题等多项科研项目，且均为硕士研究生以上学历，具有较扎实的分子生物学理论基础和熟练的分子生物学技术，可以巧妙灵活的为学生设计相关的分子实验内容。但是分子生物学内容和技术更新换代，学院可以提倡或执行“送出去，引进来”的政策，让教师得到全面的提高，让学生拓宽眼界享受先进的知识课堂。
3.3提高学生的重视度
分子生物学是一门抽象难懂的技术学科，学生对分子生物学的理论和技术应用了解的并不多，所以学生对分子生物学理论学习和实验操作均表现为消极，应付的心态。导致学生对分子生物学不重视态度的原因之一，是学生没有了解到分子生物学在临床或是研究生生活中的重要性。目前，我们教授的学生为大三学生，已经有了很强的思考能力，对自己的发展有了一定的规划，为了提高学生对分子生物学的重视程度，学院可以安排学生进入实习单位，比如医院，检测单位或是一些科研机构，让学生在实实在在的生活中了解分子生物学的中重要性以及操作过程的规范性；也可以举办学生经验交流会，让学院已经毕业工作的学生、实习的学生或者读研究生继续深造的学生分享分子生物学的重要性，提高学生的自主学习能力和对分子生物学由衷地热爱。
3.4增加多媒体教学
多媒体课堂教学已成为理论课上必不可少的教学手段，但在实验教学中应用的较少。分子生物学是通过多种先进技术手段研究核酸等生物大分子的功能、形态结构及其重要性和规律性的科学[11]。其内容抽象，枯燥无味，实验结果无法直观地展现给学生，使学生很容易产生厌学的情绪[12]。为了提高教学质量，我们应该利用多媒体将一些难懂的分子生物学技术原理和过程通过动画、幻灯片和视频等直观地展现给学生，如大肠埃希菌质粒的提取和检测，PCR技术的原理和操作过程等，使学生在轻松愉快的氛围下，快速掌握分子生物学知识。实验结果检测过程中，我们可以通过多媒体将检测的结果展示给学生，让学生观察讨论，给出依据并提出相应的答案，教师通过分析学生的討论结果，了解学生的思维动态，并给出正确结果。根据学生的反馈，板书教学结合多媒体展示利于学生对知识的认知和掌握。
3.5开放实验室
要想成为一名国家需要的优秀人才，除了掌握扎实的理论知识，具有熟练的实验室操作技能，同时也要具备活跃的创新思维。因此，为了更好地培养学生的各方面能力，实验室可以结合实际课程开放实验室，让学生查阅文献，巩固理论知识，应用实验课上的分子生物学技术结合临床疾病设计实验，给学生提供更多的动手机会，培养学生的自主学习能力和创新能力[13-15]，同时提高学生对分子生物学课程的兴趣和重视。在开放实验室期间，至少安排一位指导教师，既规范学生的操作技能，又可以帮助学生分析实验结果，这样培养学生的思考能力和分析问题的能力。目前学校仅对医学检验专业和医学实验技术开设医学分子生物学实验课，开放分子生物实验室，不仅让已学习分子生物学的专业的学生巩固理论知识和实验课内容，也为其他医学生提供了学习机会和创新平台。
3.6鼓励学生参与教师科研
生命科学的研究离不开分子生物学技术，目前学校的教师均有自己的研究课题，学生可以适当参与教师的科研工作，了解分子生物学的重要性，增强学生学习的主动性和积极性。学校也为学生开设大学生创新项目，学生将学习的分子生物学理论和实验技术结合临床设计实验，大大地发挥学生的主观能动性，激发学生的求知欲和创新能力。科研和教学的相互结合，相互渗透，不仅丰富了分子生物学实验教学的内容，也提高了学生的综合素质和科研思维[16]，为国家和社会培养更优秀的人才。
3.7改革实验成绩评定方法
常规的实验成绩评定是根据学生提交纸质的实验报告进行评定，然而，医学分子生物学实验课不仅仅评定学生掌握的理论知识，同时考察学生们的动手能力、分析结果能力、创新能力等，因此，将医学分子生物学实验成绩评定内容分为实验理论测评和实验操作技能测评，实验理论测评包括实验原理，实验步骤以及实验内容的应用，这样有利于学生自主学习医学分子生物学并加深对分生生物学的认识；实验操作技能的测评：考察学生的实验设计能力、动手操作能力、实验结果分析能力。经过观察实验课堂学生的表现，部分同学主动参与到实验课堂中，而其他同学仅仅是旁观者，通过实验成绩评定的改革，提高学生实验设计能力、自主动手能力和分析问题能力，为国家和社会培养创新人才具有重要的意义。
4总结
摘要本文根据近期的文献资料，分析研究了目前国际海洋生物技术研究发展特点。重点领域及最新研究进展，展望对世纪海洋生物技术研究的发展趋势，并就我国海洋生物技术发展提出相应的建说。关键词海洋生物技术发展展望近10年来，由于海洋在沿海国家可持续发展中的战略地位日益突出，以及人类对海洋环境特殊性和海洋生物多样性特征的认识不断深入，海洋生物资源多层面的开发利用极大地促进了海洋生物技术研究与应用的迅速发展。1989年首届国际海洋生物技术大会（以下简称MPS大会）在日本召开时仅有几十人参加，而1997年第四届IMBC大会在意大利召开时参加入数达1000多人。现在IMBC会议已成为全球海洋生物技术发展的重要标志，出现了火红的局面。《IMBC2000》在澳大利亚刚刚开过，《IMBC2003》的筹备工作在日本已经开始，以色列为了举办们《IMBC2006》早早作了宣传，并争到了举办权。每3年一届的IMBC不仅吸引了众多高水平的专家学者前往展示与交流研究成果，探讨新的研究发展方向，同时也极大地推动了区域海洋生物技术研究的发展进程。在各大洲，先后成立了区域性学术交流组织，如亚太海洋生物技术学会、欧洲海洋生物技术学会和泛美海洋生物技术协会等。各国还组建了一批研究中心，其中比较著名的为美国马里兰大学海洋生物技术中心、加州大学圣地亚哥分校海洋生物技术和环境中心，康州大学海洋生物技术中心，挪威贝尔根大学海洋分子生物学国际研究中心和日本海洋生物技术研究所等。这些学术组织或研究中心不断举办各种专题研讨会或工作组会议研究讨论富有区域特色的海洋生物技术问题。1998年在欧洲海洋生物技术学会、日本海洋生物技术学会和泛美海洋生物技术协会的支持下，原《海洋生物技术杂志》与《分子海洋生物学和生物技术》合刊为《海洋生物技术》学报（以下简称MBT），现在它已成为一份具有权威性的国际刊物。海洋生物技术作为一个新的学科领域已明确被定义为“海洋生命的分子生物学如细胞生物学及其它的技术应用”。为了适应这种快速发展的形势，美国、日本、澳大利亚等发达国家先后制定了国家发展计划，把海洋生物技术研究确定为21世纪优先发展领域。1996年，中国也不失时机地将海洋生物技术纳入国家高技术研究发展计划（863计划），为今后的发展打下了基础。不言而喻，迄今海洋生物技术不仅成为海洋科学与生物技术交叉发展起来的全新研究领域，同时，也是21世纪世界各国科学技术发展的重要内容并将显示出强劲的发展势头和巨大应用潜力。1．发展特点表1和表2列出的资料大体反映了当前海洋生物技术研究发展的主要特点。1.1加强基础生物学研究是促进海洋生物技术研究发展的重要基石海洋生物技术涉及到海洋生物的分子生物学、细胞生物学、发育生物学、生殖生物学、遗传学、生物化学、微生物学，乃至生物多样性和海洋生态学等广泛内容，为了使其发展有一个坚实的基础，研究者非常重视相关的基础研究。在《IMBC2000》会议期间，当本文作者询问一位资深的与会者：本次会议的主要进步是什么？他毫不犹豫的回答：分子生物学水平的研究成果增多了。事实确实如此。近期的研究成果统计表明，海洋生物技术的基础研究更侧重于分子水平的研究，如基因表达、分子克隆、基因组学、分子标记、海洋生物分子、物质活性及其化合物等。这些具有导向性的基础研究，对今后的发展将有重要影。1.2推动传统产业是海洋生物技术应用的主要方面目前，应用海洋生物技术推动海洋产业发展主要聚焦在水产养殖和海洋天然产物开发两个方面，这也是海洋生物技术研究发展势头强劲。充满活力的原因所在。在水产养殖方面，提高重要养殖种类的繁殖、发育、生长和健康状况，特别是在培育品种的优良性状、提高抗病能力方面已取得令人鼓舞的进步，如转生长激素基因鱼的培育、贝类多倍体育苗、鱼类和甲壳类性别控制、疾病检测与防治、DNA疫苗和营养增强等；在海洋天然产物开发方面，利用生物技术的最新原理和方法开发分离海洋生物的活性物质、测定分子组成和结构及生物合成方式、检验生物活性等，已明显地促进了海洋新药、酶、高分子材料、诊断试剂等新一代生物制品和化学品的产业化开发。MBC大会研讨的主要内容 表2近期IMBC大会和《MarineBiotechnology》学报论文统计表 1.3保证海洋环境可持续利用是海洋生物技术研究应用的另一个重要方面利用生物技术保护海洋环境、治理污染，使海洋生态系统生物生产过程更加有效是一个相对比较新的应用发展领域，因此，无论是从技术开发，还是产业发展的角度看，它都有巨大的潜力有待挖掘出来。目前已涉及到的研究主要包括生物修复（如生物降解和富集、固定有毒物质技术等）、防生物附着、生态毒理、环境适应和共生等。有关国家把“生物修复”作为海洋生态环境保护及其产业可持续发展的重要生物工程手段，美国和加拿大联合制定了海洋环境生物修复计划，推动该技术的应用与发展。1.4与海洋生物技术发展有关的海洋政策始终是公众关注的问题其中海洋生物技术的发展策略、海洋生物技术的专利保护、海洋生物技术对水产养殖发展的重要性、转基因种类的安全性及控制问题、海洋生物技术与生物多样性关系以及海洋环境保护等方面的政策、法规的制定与实施倍受关注。2.重点发展领域当前，国际海洋生物技术的重点研究发展领域主要包括如下几个方面：2.1发育与生殖生物学基础弄清海洋生物胚胎发育、变态、成熟及繁殖各个环节的生理过程及其分子调控机理，不仅对于阐明海洋生物生长、发育与生殖的分子调控规律具有重要科学意义，而且对于应用生物技术手段，促进某种生物的生长发育及调控其生殖活动，提高水产养殖的质量和产量具有重要应用价值。因此，这方面的研究是近年来海洋生物技术领域的研究重点之一。主要包括：生长激素、生长因子、甲状腺激素受体、促性腺激素、促性腺激素释放激素、生长一催乳激素、渗透压调节激素、生殖抑制因子、卵母细胞最后成熟诱导因子、性别决定因子和性别特异基因等激素和调节因子的基因鉴定、克隆及表达分析，以及鱼类胚胎于细胞培养及定向分化等。2.2基因组学与基因转移随着全球性基因组计划尤其是人类基因组计划的实施，各种生物的结构基因组和功能基因组研究成为生命科学的重点研究内容，海洋生物的基因组研究，特别是功能基因组学研究自然成为海洋生物学工作者研究的新热点。目前的研究重点是对有代表性的海洋生物（包括鱼、虾、贝及病原微生物和病毒）基因组进行全序列测定，同时进行特定功能基因，如药物基因、酶基因、激素多肽基因、抗病基因和耐盐基因等的克隆和功能分析。在此基础上，基因转移作为海洋生物遗传改良、培育快速生长和抗逆优良品种的有效技术手段，已成为该领域应用技术研究发展的重点。近几年研究重点集中在目标基因筛选，如抗病基因、胰岛素样生长因子基因及绿色荧光蛋白基因等作为目标基因；大批量、高效转基因方法也是基因转移研究的重点方面，除传统的显微注射法、基因枪法和携带法外，目前已发展了逆转录病毒介导法，电穿孔法，转座子介导法及胚胎细胞介导法等。2.3病原生物学与免疫随着海洋环境逐渐恶化和海水养殖的规模化发展，病害问题已成为制约世界海水养殖业发展的瓶颈因子之一。开展病原生物（如细菌、病毒等）致病机理、传播途径及其与宿主之间相互作用的研究，是研制有效防治技术的基础；同时，开展海水养殖生物分子免疫学和免疫遗传学的研究，弄清海水鱼、虾、贝类的免疫机制对于培育抗病养殖品种、有效防治养殖病害的发生具有重要意义。因此，病原生物学与免疫已成为当前海洋生物技术的重点研究领域之一，重点是病原微生物致病相关基因、海洋生物抗病相关基因的筛选、克隆，海洋无脊椎动物细胞系的建立、海洋生物免疫机制的探讨、DNA疫苗研制等。2.4生物活性及其产物海洋生物活性物质的分离与利用是当今海洋生物技术的又一研究热点。现人研究表明，各种海洋生物中都广泛存在独特的化合物，用来保护自己生存于海洋中。来自不同海洋生物的活性物质在生物医学及疾病防治上显示出巨大的应用潜力，如海绵是分离天然药物的重要资源。另外，有一些海洋微生物具有耐高温或低温、耐高压、耐高盐和财低营养的功能，研究开发利用这些具特殊功能的海洋极端生物可能获得陆地上无法得到的新的天然产物，因而，对极端生物研究也成为近年来海洋生物技术研究的重点方面。这一领域的研究重点包括抗肿瘤药物、工业酶及其它特殊用途酶类、极端微生物定功能基因的筛选、抗微生物活性物质、抗生殖药物、免疫增强物质、抗氧化剂及产业化生产等。2.5海洋环境生物技术该领域的研究重点是海洋生物修复技术的开发与应用。生物修复技术是比生物降解含义更为广泛，又以生物降解为重点的海洋环境生物技术。其方法包括利用活有机体、或其制作产品降解污染物，减少毒性或转化为无毒产品，富集和固定有毒物质（包括重金属等），大尺度的生物修复还包括生态系统中的生态调控等。应用领域包括水产规模化养殖和工厂化养殖、石油污染、重金属污染、城市排污以及海洋其他废物（水）处理等。目前，微生物对环境反应的动力学机制、降解过程的生化机理、生物传感器、海洋微生物之间以及与其它生物之间的共生关系和互利机制，抗附着物质的分离纯化等是该领域的重要研究内容。3.前沿领域的最新研究进展3.1发育与生殖调控应用GIH（性腺抑制激素）和GSH（性腺刺激激素）等激素调控甲壳类动物成熟和繁殖的技术「1，研究了甲状腺激素在金绍生长和发育中的调控作用，发现甲状腺激素受体mRNA水平在大脑中最高，在肌肉中最低，而在肝、肾和鳃中表达水平中等，表明甲状腺素受体在成体金银脑中起着重要作用「1，对海鞘的同源框（Homeobox）基因进行了鉴定，分离到30个同源框基因「1，建立了青鳉的同源框（Homeobox）基因「1，建立了青鳉胚胎干细胞系并通过细胞移植获得了嵌合体青鳉「1，建立了虹鳟原始生殖细胞培养物并分离出Vasa基因「2，进行斑节对虾生殖抑制激素的分离与鉴定「2，应用受体介导法筛选GnRH类似物，用于鱼类繁殖「2，建立了海绵细胞培养技术，用于进行药物筛选「2，建立了将海胆胚胎作为研究基因表达的模式系统「2，通过基因转移开展了海胆胚胎工程的研究「2，研究了人葡糖转移酶和大鼠已糖激酶cDNA在虹鳟胚胎中的表达［3］，建立了通过细胞周期蛋白依赖的激酶活性测定海水鱼苗细胞增殖速率的方法「3，研究了几丁质酶基因在斑节对虾蜕皮过程中的表达［4］，从海参分离出同源框基因，并进行了序列的测定「4。3.2功能基因克隆建立了牙鲆肝脏和脾脏mRNA的表达序列标志，从深海一种耐压细菌中分离到压力调节的操纵子，从大西洋鲑分离到雌激素受体和甲状腺素受体基因，从挪威对虾中分离到性腺抑制激素基因「1；将DNA微阵列技术在海绵细胞培养上进行了应用，构建了班节对虾遗传连锁图谱，建立了海洋红藻EST，从海星卵母细胞中分离出成熟蛋白酶体的催化亚基，初步表明硬骨头鱼类IGF－I原E一肽具有抗肿瘤作用「2；构建了海洋酵母De—baryomyceshansenii的质粒载体，从鲤鱼血清中分离纯化出蛋白酶抑制剂，从兰蟹血细胞中分离到一种抗菌肽样物质，从红鲍分离到一种肌动蛋白启动子，发现依赖于细胞周期的激酶活性可用作海洋鱼类苗种细胞增殖的标记，克隆和定序了鳗鱼细胞色素P4501AcD－NA，通过基因转移方法分析了鳗细胞色素P450IAI基因的启动子区域，分离和克隆了鳗细胞色素P450IAI基因，建立了适宜于沟绍遗传作图的多态性EST标记，构建了黄盖鲽EST数据库并鉴定出了一些新基因，建立了班节对虾一些组织特异的EST标志，从经HirameRhabdovirus病毒感染的牙鲆淋巴细胞EST中分离出596个cDNA克隆「3；用PCR方法克隆出一种自体受精雌雄同体鱼类的ß一肌动蛋白基因，从金鲷cDNA文库中分离出多肽延伸因子EF－2CDNA克隆，在湖鳟基因组中发现了TC1样转座子元件「4；鉴定和克隆出的基因包括：南美白对虾抗菌肽基因、牡蛎变应原（allergen）基因、大西洋鳗和大西洋鲑抗体基因、虹鳟Vasa基因、青鳉P53基因组基因、双鞭毛藻类真核启始因子5A基因、条纹鲈GtH（促性腺激素）受体cDNA、鲍肌动蛋白基因、蓝细菌丙酮酸激酶基因、鲤鱼视紫红质基因调节系列以及牙鲆溶菌酶基因等［1—4］。3.3基因转移分离克隆了大马哈鱼IGF基因及其启动子，并构建了大马哈鱼IGF（胰岛素样生长因子）基因表达载体「1。通过核定位信号因子提高了外源基因转移到斑马鱼卵的整合率「1，建立了快速生长的转基因罗非鱼品系并进行了安全性评价；对转基因罗非鱼进行了三倍体诱导，发现三倍体转基因罗非鱼尽管生长不如转基因二倍体快，但优于未转基因的二倍体鱼，同时，转基因三倍体雌鱼是完全不育的，因而具有推广价值「2；研究了超声处理促进外源DNA与金鲷结合的技术方法，将GFP作为细胞和生物中转基因表达的指示剂；表明转基因沟鲶比对照组生长快33％，且转基因鱼逃避敌害的能力较差，因而可以释放到自然界中，而不会对生态环境造成大的危害「3；应用GFP作为遗传标记研究了斑马鱼转基因的条件优化和表达效率「3；在抗病基因工程育种方面，构建了海洋生物抗菌肽及溶菌酶基因表达载体并进行了基因转移实验「2；在转基因研究的种类上，目前已从经济养殖鱼类逐步扩展到养殖虾、贝类及某些观赏鱼类「2.3。通过基因枪法将外源基因转到虹鳟肌肉中获得了稳定表达「4。3.4分子标记技术与遗传多样性研究了将鱼类基因内含子作为遗传多样性评价指标的可行性，应用SSCP和定序的方法研究了大西洋和地中海几种海洋生物的遗传多样性「1。研究了南美白对虾消化酶基因的多态性「1；利用寄生性原生动物和有毒甲藻基因组DNA的间隔区序列作标记检测环境水体中这些病原生物的污染程度，应用18S和5.8S核糖体RNA基因之间的第一个内部间隔区(ITC—1)序列作标记进行甲壳类生物种间和种内遗传多样性研究「2；研究了斑节对虾三个种群的线粒体DNA多态性，用PCR技术鉴定了夏威夷Gobioid苗的种类特异性。通过测定内含子序列揭示了南美白对虾的种内遗传多样性，采用同功酶、微卫星DNA及RAPD标记对褐鳟不同种群的遗传变异进行了评价，在平鱼鉴定并分离出12种微卫星DNA，在美国加州鱿鱼上发现了高度可变的微卫星DNA「3；弄清了一种深水鱼类（Gonostomagracile）线粒体基因组的结构，并发现了硬骨鱼类tRNA基因重组的首个实例，测定了具有重要商业价值的海水轮虫的卫星DNA序列，用RAPD技术在大鲮鲆和鳎鱼筛选到微卫星重复片段，从多毛环节动物上分离出高度多态性的微卫星DNA，用RAPD技术研究了泰国东部泥蟹的遗传多样性「3；用AFLP方法分析了母性遗传物质在雌核发育条纹鲈基因组中的贡献「4。3.5DNA疫苗及疾病防治构建了抗鱼类坏死病毒的DNA疫苗「1；开展了虹鳟IHNVDNA疫苗构建及防病的研究，表明用编码IHNV糖蛋白基因的DNA疫苗免疫虹鳟，诱导了非特异性免疫保护反应，证明DNA免疫途径在鱼类上的可行性，从虹鳟细胞系中鉴定出经干扰素可诱导的蛋白激酶「2；建立了养殖对虾病毒病原检测的ELISA试剂盒，用PCR等分子生物学技术鉴定了虾类的病毒性病原，将鱼类的非特异性免疫指标用于海洋环境监控，研究了抗病基因转移提高鲷科鱼类抗病力的可行性，研究了蛤类唾液酸凝集素的抗菌防御反映「2；研究了一种海洋生物多糖及其衍生物的抗病毒活性「3；建立了测定牡蛎病原的PCR—ELISA方法「3；研究了LatrunculinB毒素在红海绵体内的免疫定位「4。3.6生物活性物质从海藻中分离出新的抗氧化剂「1，建立了大量生产生物活性化合物的海藻细胞和组织培养技术，建立了通过海绵细胞体外培养制备抗肿瘤化合物的方法「1；从不同生物（如对虾和细菌）中鉴定分离出抗微生物肽及其基因，从鱼类水解产物中分离出可用作微生物生长底物的活性物质，海洋生物中存在的抗附着活性物质，用血管生成抑制剂作为抗受孕剂，从蟹和虾体内提取免疫激活剂，从海洋藻类和蓝细菌中纯化光细菌致死化合物，海星抽提物在小鼠上表现出批精细胞形成的作用，从海洋植物Zosteramarina分离出一种无毒的抗附着活性化合物，从海绵和海鞘抽提物分离出抗肿瘤化合物，开发了珊瑚变态天然诱导剂，从海胆中分离出一种抗氧化的新药，在海洋双鞭毛藻类植物中鉴定出长碳链高度不饱和脂肪酸（C28），表明海洋真菌是分离抗微生物肽等生物活性化合物的理想来源「2；发现海洋假单胞杆菌的硫酸多糖及其衍生物具有抗病毒活性，从硬壳蛤分离出谷光甘肽一S一转移酶，从鲤血清中分离出丝氨酸蛋白酶抑制剂，从海绵中分离出氨激脯氨酸二肽酶，从一种珊瑚分离出具DNA酶样活性的物质，建立了开放式海绵养殖系统，为生物活性物质的大量制备提供了充足的海绵原料「3；从虾肌水解产物中分离到抗氧化肽物质「4；从一种海洋细菌中分离纯化出N一乙酸葡糖胺一6一磷酸脱乙酸酶「4。3.7生物修复、极端微生物及防附着研究了转重金属硫蛋白基因藻类对海水环境中重金属的吸附能力，表明明显大于野生藻类「1，研究了石油降解微生物在修复被石油污染的海水环境上的可疗性及应用潜力「1；研究了海洋磁细菌在去除和回收海水环境中重金属上的应用潜力「1；用Bacillus清除养鱼场污水中的氮，用分子技术筛选作为海水养殖饵料的微藻，开发了六价铬在生物修复上的应用潜力，分离出耐冷的癸烷降解细菌，研究了海洋环境中多芳香化烃的微生物降解技术「2；从噬盐细菌分离出渗透压调节基因，并生产了重组Ectoine（渗透压调节因子），从2650米的深海分离到一种耐高温的细菌，这种细菌可用来分离耐高温和热稳定的酶，在耐高温的archaea发现了D型氨基酸和无氧氨酸消旋酶，测定了3种海洋火球菌的基因组DNA序列，借助于CROSS／BLAST分析进行了特定功能基因的筛选，从海底沉积物、海水和北冰洋收集了1000多种噬冷细菌，并从这些细菌中分离到多种冷适应的酶「2；建立了一种测定藤壶附着诱导物质的简单方法，研究了Chlorophyta和共生细菌之间附着所必需的形态上相互作用，研究了珊瑚抗附着物质（dterpene）类似物的抗附着和麻醉作用「3；分析了海岸环境中污着的起始过程，并对沉积物和附着物的影响进行了检测「4。4．展望与建议上述研究分析表明，海洋生物技术作为一个全新的学科，已成为21世纪海洋研究开发的重要领域，并沿着三个应用方向迅速发展。一是水产养殖，其目标十分清楚就是要提升传统产业，促使水产养殖业在优良品种培育、病害防治、规模化生产等诸多方面出现跨越式的发展；二是海洋天然产物开发，其目标是探索开发高附加值的海洋新资源，促进海洋新药、高分子材料和功能特殊的海洋生物活性物质产业化开发；三是海洋环境保护，其目标是保证海洋环境的可持续利用和产业的可持续发展。令人可喜的是这个应用发展趋势与我国海洋产业的发展需求，特别是与我国海洋生物资源可持续开发利用的高技术需求相一致「5。事实上，在过去5年中我国海洋生物技术的研究应用已经取得了长足的进步，取得了一批具世界先进水平的研究成果，在推动海洋产业发展中发挥了重要作用。进入21世纪，加大海洋863的支持力度，进一步促进我国海洋生物技术快速发展的势头，不仅有现实的意义，也是具有战略价值的举措。另外，面对科技全球化的挑战，多渠道地加强国际合作与交流，促进我国海洋生物技术创新和产业化向更高层面上发展也是十分重要的。从技术应用的角度看，海洋生物技术主要是利用海洋环境特殊性和生物多样性特征，从分子和细胞水平上，即从高技术水平上多层面地开发利用海洋生物群体资源。遗传资源和天然产物资源，那么与此相关的基础研究就显得十分重要了。事实上，这也是一种国际研究发展趋势。为了弥补这方面的不足，在我国海洋生物技术发展过程中需要有多方面支持和配合，不仅要与《国家重点基础研究发展规划》、《国家自然科学基金》等相关计划沟通、衔接，还需要加强基础性建设。既需要加强中试基地和产业化基地建设，也需要加强基础设施建设，如加强开放实验室、研究基地、生物多样性资源库、种子库、信息数据库的建设。这些措施对我国海洋生物技术向更高水平发展具有深远意义.
近10年来，由于海洋在沿海国家可持续发展中的战略地位日益突出，以及人类对海洋环境特殊性和海洋生物多样性特征的认识不断深入，海洋生物资源多层面的开发利用极大地促进了海洋生物技术研究与应用的迅速发展。1989年首届国际海洋生物技术大会（以下简称MPS大会）在日本召开时仅有几十人参加，而1997年第四届IMBC大会在意大利召开时参加入数达1000多人。现在IMBC会议已成为全球海洋生物技术发展的重要标志，出现了火红的局面。《IMBC2000》在澳大利亚刚刚开过，《IMBC2003》的筹备工作在日本已经开始，以色列为了举办们《IMBC2006》早早作了宣传，并争到了举办权。每3年一届的IMBC不仅吸引了众多高水平的专家学者前往展示与交流研究成果，探讨新的研究发展方向，同时也极大地推动了区域海洋生物技术研究的发展进程。在各大洲，先后成立了区域性学术交流组织，如亚太海洋生物技术学会、欧洲海洋生物技术学会和泛美海洋生物技术协会等。各国还组建了一批研究中心，其中比较著名的为美国马里兰大学海洋生物技术中心、加州大学圣地亚哥分校海洋生物技术和环境中心，康州大学海洋生物技术中心，挪威贝尔根大学海洋分子生物学国际研究中心和日本海洋生物技术研究所等。这些学术组织或研究中心不断举办各种专题研讨会或工作组会议研究讨论富有区域特色的海洋生物技术问题。1998年在欧洲海洋生物技术学会、日本海洋生物技术学会和泛美海洋生物技术协会的支持下，原《海洋生物技术杂志》与《分子海洋生物学和生物技术》合刊为《海洋生物技术》学报（以下简称MBT），现在它已成为一份具有权威性的国际刊物。海洋生物技术作为一个新的学科领域已明确被定义为“海洋生命的分子生物学如细胞生物学及其它的技术应用”。
为了适应这种快速发展的形势，美国、日本、澳大利亚等发达国家先后制定了国家发展计划，把海洋生物技术研究确定为21世纪优先发展领域。1996年，中国也不失时机地将海洋生物技术纳入国家高技术研究发展计划（863计划），为今后的发展打下了基础。不言而喻，迄今海洋生物技术不仅成为海洋科学与生物技术交叉发展起来的全新研究领域，同时，也是21世纪世界各国科学技术发展的重要内容并将显示出强劲的发展势头和巨大应用潜力。
1．发展特点
表1和表2列出的资料大体反映了当前海洋生物技术研究发展的主要特点。
1.1加强基础生物学研究是促进海洋生物技术研究发展的重要基石
海洋生物技术涉及到海洋生物的分子生物学、细胞生物学、发育生物学、生殖生物学、遗传学、生物化学、微生物学，乃至生物多样性和海洋生态学等广泛内容，为了使其发展有一个坚实的基础，研究者非常重视相关的基础研究。在《IMBC2000》会议期间，当本文作者询问一位资深的与会者：本次会议的主要进步是什么？他毫不犹豫的回答：分子生物学水平的研究成果增多了。事实确实如此。近期的研究成果统计表明，海洋生物技术的基础研究更侧重于分子水平的研究，如基因表达、分子克隆、基因组学、分子标记、海洋生物分子、物质活性及其化合物等。这些具有导向性的基础研究，对今后的发展将有重要影。
1.2推动传统产业是海洋生物技术应用的主要方面
目前，应用海洋生物技术推动海洋产业发展主要聚焦在水产养殖和海洋天然产物开发两个方面，这也是海洋生物技术研究发展势头强劲。充满活力的原因所在。在水产养殖方面，提高重要养殖种类的繁殖、发育、生长和健康状况，特别是在培育品种的优良性状、提高抗病能力方面已取得令人鼓舞的进步，如转生长激素基因鱼的培育、贝类多倍体育苗、鱼类和甲壳类性别控制、疾病检测与防治、DNA疫苗和营养增强等；在海洋天然产物开发方面，利用生物技术的最新原理和方法开发分离海洋生物的活性物质、测定分子组成和结构及生物合成方式、检验生物活性等，已明显地促进了海洋新药、酶、高分子材料、诊断试剂等新一代生物制品和化学品的产业化开发。
表1近期IMBC大会研讨的主要内容
表2近期IMBC大会和《MarineBiotechnology》学报论文统计表
1.3保证海洋环境可持续利用是海洋生物技术研究应用的另一个重要方面
利用生物技术保护海洋环境、治理污染，使海洋生态系统生物生产过程更加有效是一个相对比较新的应用发展领域，因此，无论是从技术开发，还是产业发展的角度看，它都有巨大的潜力有待挖掘出来。目前已涉及到的研究主要包括生物修复（如生物降解和富集、固定有毒物质技术等）、防生物附着、生态毒理、环境适应和共生等。有关国家把“生物修复”作为海洋生态环境保护及其产业可持续发展的重要生物工程手段，美国和加拿大联合制定了海洋环境生物修复计划，推动该技术的应用与发展。
1.4与海洋生物技术发展有关的海洋政策始终是公众关注的问题
其中海洋生物技术的发展策略、海洋生物技术的专利保护、海洋生物技术对水产养殖发展的重要性、转基因种类的安全性及控制问题、海洋生物技术与生物多样性关系以及海洋环境保护等方面的政策、法规的制定与实施倍受关注。
2.重点发展领域
当前，国际海洋生物技术的重点研究发展领域主要包括如下几个方面：
2.1发育与生殖生物学基础
弄清海洋生物胚胎发育、变态、成熟及繁殖各个环节的生理过程及其分子调控机理，不仅对于阐明海洋生物生长、发育与生殖的分子调控规律具有重要科学意义，而且对于应用生物技术手段，促进某种生物的生长发育及调控其生殖活动，提高水产养殖的质量和产量具有重要应用价值。因此，这方面的研究是近年来海洋生物技术领域的研究重点之一。主要包括：生长激素、生长因子、甲状腺激素受体、促性腺激素、促性腺激素释放激素、生长一催乳激素、渗透压调节激素、生殖抑制因子、卵母细胞最后成熟诱导因子、性别决定因子和性别特异基因等激素和调节因子的基因鉴定、克隆及表达分析，以及鱼类胚胎于细胞培养及定向分化等。
2.2基因组学与基因转移
随着全球性基因组计划尤其是人类基因组计划的实施，各种生物的结构基因组和功能基因组研究成为生命科学的重点研究内容，海洋生物的基因组研究，特别是功能基因组学研究自然成为海洋生物学工作者研究的新热点。目前的研究重点是对有代表性的海洋生物（包括鱼、虾、贝及病原微生物和病毒）基因组进行全序列测定，同时进行特定功能基因，如药物基因、酶基因、激素多肽基因、抗病基因和耐盐基因等的克隆和功能分析。在此基础上，基因转移作为海洋生物遗传改良、培育快速生长和抗逆优良品种的有效技术手段，已成为该领域应用技术研究发展的重点。近几年研究重点集中在目标基因筛选，如抗病基因、胰岛素样生长因子基因及绿色荧光蛋白基因等作为目标基因；大批量、高效转基因方法也是基因转移研究的重点方面，除传统的显微注射法、基因枪法和携带法外，目前已发展了逆转录病毒介导法，电穿孔法，转座子介导法及胚胎细胞介导法等。
2.3病原生物学与免疫
随着海洋环境逐渐恶化和海水养殖的规模化发展，病害问题已成为制约世界海水养殖业发展的瓶颈因子之一。开展病原生物（如细菌、病毒等）致病机理、传播途径及其与宿主之间相互作用的研究，是研制有效防治技术的基础；同时，开展海水养殖生物分子免疫学和免疫遗传学的研究，弄清海水鱼、虾、贝类的免疫机制对于培育抗病养殖品种、有效防治养殖病害的发生具有重要意义。因此，病原生物学与免疫已成为当前海洋生物技术的重点研究领域之一，重点是病原微生物致病相关基因、海洋生物抗病相关基因的筛选、克隆，海洋无脊椎动物细胞系的建立、海洋生物免疫机制的探讨、DNA疫苗研制等。
2.4生物活性及其产物
海洋生物活性物质的分离与利用是当今海洋生物技术的又一研究热点。现人研究表明，各种海洋生物中都广泛存在独特的化合物，用来保护自己生存于海洋中。来自不同海洋生物的活性物质在生物医学及疾病防治上显示出巨大的应用潜力，如海绵是分离天然药物的重要资源。另外，有一些海洋微生物具有耐高温或低温、耐高压、耐高盐和财低营养的功能，研究开发利用这些具特殊功能的海洋极端生物可能获得陆地上无法得到的新的天然产物，因而，对极端生物研究也成为近年来海洋生物技术研究的重点方面。这一领域的研究重点包括抗肿瘤药物、工业酶及其它特殊用途酶类、极端微生物定功能基因的筛选、抗微生物活性物质、抗生殖药物、免疫增强物质、抗氧化剂及产业化生产等。
2.5海洋环境生物技术
该领域的研究重点是海洋生物修复技术的开发与应用。生物修复技术是比生物降解含义更为广泛，又以生物降解为重点的海洋环境生物技术。其方法包括利用活有机体、或其制作产品降解污染物，减少毒性或转化为无毒产品，富集和固定有毒物质（包括重金属等），大尺度的生物修复还包括生态系统中的生态调控等。应用领域包括水产规模化养殖和工厂化养殖、石油污染、重金属污染、城市排污以及海洋其他废物（水）处理等。目前，微生物对环境反应的动力学机制、降解过程的生化机理、生物传感器、海洋微生物之间以及与其它生物之间的共生关系和互利机制，抗附着物质的分离纯化等是该领域的重要研究内容。
3.前沿领域的最新研究进展
3.1发育与生殖调控
应用GIH（性腺抑制激素）和GSH（性腺刺激激素）等激素调控甲壳类动物成熟和繁殖的技术[1]，研究了甲状腺激素在金绍生长和发育中的调控作用，发现甲状腺激素受体mRNA水平在大脑中最高，在肌肉中最低，而在肝、肾和鳃中表达水平中等，表明甲状腺素受体在成体金银脑中起着重要作用[1]，对海鞘的同源框（Homeobox）基因进行了鉴定，分离到30个同源框基因[1]，建立了青鳉的同源框（Homeobox）基因[1]，建立了青鳉胚胎干细胞系并通过细胞移植获得了嵌合体青鳉[1]，建立了虹鳟原始生殖细胞培养物并分离出Vasa基因[2]，进行斑节对虾生殖抑制激素的分离与鉴定[2]，应用受体介导法筛选GnRH类似物，用于鱼类繁殖[2]，建立了海绵细胞培养技术，用于进行药物筛选[2]，建立了将海胆胚胎作为研究基因表达的模式系统[2]，通过基因转移开展了海胆胚胎工程的研究[2]，研究了人葡糖转移酶和大鼠已糖激酶cDNA在虹鳟胚胎中的表达［3］，建立了通过细胞周期蛋白依赖的激酶活性测定海水鱼苗细胞增殖速率的方法[3]，研究了几丁质酶基因在斑节对虾蜕皮过程中的表达［4］，从海参分离出同源框基因，并进行了序列的测定[4]。
3.2功能基因克隆
建立了牙鲆肝脏和脾脏mRNA的表达序列标志，从深海一种耐压细菌中分离到压力调节的操纵子，从大西洋鲑分离到雌激素受体和甲状腺素受体基因，从挪威对虾中分离到性腺抑制激素基因[1]；将DNA微阵列技术在海绵细胞培养上进行了应用，构建了班节对虾遗传连锁图谱，建立了海洋红藻EST，从海星卵母细胞中分离出成熟蛋白酶体的催化亚基，初步表明硬骨头鱼类IGF－I原E一肽具有抗肿瘤作用[2]；构建了海洋酵母De—baryomyceshansenii的质粒载体，从鲤鱼血清中分离纯化出蛋白酶抑制剂，从兰蟹血细胞中分离到一种抗菌肽样物质，从红鲍分离到一种肌动蛋白启动子，发现依赖于细胞周期的激酶活性可用作海洋鱼类苗种细胞增殖的标记，克隆和定序了鳗鱼细胞色素P4501AcD－NA，通过基因转移方法分析了鳗细胞色素P450IAI基因的启动子区域，分离和克隆了鳗细胞色素P450IAI基因，建立了适宜于沟绍遗传作图的多态性EST标记，构建了黄盖鲽EST数据库并鉴定出了一些新基因，建立了班节对虾一些组织特异的EST标志，从经HirameRhabdovirus病毒感染的牙鲆淋巴细胞EST中分离出596个cDNA克隆[3]；用PCR方法克隆出一种自体受精雌雄同体鱼类的ß一肌动蛋白基因，从金鲷cDNA文库中分离出多肽延伸因子EF－2CDNA克隆，在湖鳟基因组中发现了TC1样转座子元件[4]；鉴定和克隆出的基因包括：南美白对虾抗菌肽基因、牡蛎变应原（allergen）基因、大西洋鳗和大西洋鲑抗体基因、虹鳟Vasa基因、青鳉P53基因组基因、双鞭毛藻类真核启始因子5A基因、条纹鲈GtH（促性腺激素）受体cDNA、鲍肌动蛋白基因、蓝细菌丙酮酸激酶基因、鲤鱼视紫红质基因调节系列以及牙鲆溶菌酶基因等［1—4］。
3.3基因转移
分离克隆了大马哈鱼IGF基因及其启动子，并构建了大马哈鱼IGF（胰岛素样生长因子）基因表达载体[1]。通过核定位信号因子提高了外源基因转移到斑马鱼卵的整合率[1]，建立了快速生长的转基因罗非鱼品系并进行了安全性评价；对转基因罗非鱼进行了三倍体诱导，发现三倍体转基因罗非鱼尽管生长不如转基因二倍体快，但优于未转基因的二倍体鱼，同时，转基因三倍体雌鱼是完全不育的，因而具有推广价值[2]；研究了超声处理促进外源DNA与金鲷结合的技术方法，将GFP作为细胞和生物中转基因表达的指示剂；表明转基因沟鲶比对照组生长快33％，且转基因鱼逃避敌害的能力较差，因而可以释放到自然界中，而不会对生态环境造成大的危害[3]；应用GFP作为遗传标记研究了斑马鱼转基因的条件优化和表达效率[3]；在抗病基因工程育种方面，构建了海洋生物抗菌肽及溶菌酶基因表达载体并进行了基因转移实验[2]；在转基因研究的种类上，目前已从经济养殖鱼类逐步扩展到养殖虾、贝类及某些观赏鱼类[2.3]。通过基因枪法将外源基因转到虹鳟肌肉中获得了稳定表达[4]。
3.4分子标记技术与遗传多样性
研究了将鱼类基因内含子作为遗传多样性评价指标的可行性，应用SSCP和定序的方法研究了大西洋和地中海几种海洋生物的遗传多样性[1]。研究了南美白对虾消化酶基因的多态性[1]；利用寄生性原生动物和有毒甲藻基因组DNA的间隔区序列作标记检测环境水体中这些病原生物的污染程度，应用18S和5.8S核糖体RNA基因之间的第一个内部间隔区(ITC—1)序列作标记进行甲壳类生物种间和种内遗传多样性研究[2]；研究了斑节对虾三个种群的线粒体DNA多态性，用PCR技术鉴定了夏威夷Gobioid苗的种类特异性。通过测定内含子序列揭示了南美白对虾的种内遗传多样性，采用同功酶、微卫星DNA及RAPD标记对褐鳟不同种群的遗传变异进行了评价，在平鱼鉴定并分离出12种微卫星DNA，在美国加州鱿鱼上发现了高度可变的微卫星DNA[3]；弄清了一种深水鱼类（Gonostomagracile）线粒体基因组的结构，并发现了硬骨鱼类tRNA基因重组的首个实例，测定了具有重要商业价值的海水轮虫的卫星DNA序列，用RAPD技术在大鲮鲆和鳎鱼筛选到微卫星重复片段，从多毛环节动物上分离出高度多态性的微卫星DNA，用RAPD技术研究了泰国东部泥蟹的遗传多样性[3]；用AFLP方法分析了母性遗传物质在雌核发育条纹鲈基因组中的贡献[4]。
3.5DNA疫苗及疾病防治
构建了抗鱼类坏死病毒的DNA疫苗[1]；开展了虹鳟IHNVDNA疫苗构建及防病的研究，表明用编码IHNV糖蛋白基因的DNA疫苗免疫虹鳟，诱导了非特异性免疫保护反应，证明DNA免疫途径在鱼类上的可行性，从虹鳟细胞系中鉴定出经干扰素可诱导的蛋白激酶[2]；建立了养殖对虾病毒病原检测的ELISA试剂盒，用PCR等分子生物学技术鉴定了虾类的病毒性病原，将鱼类的非特异性免疫指标用于海洋环境监控，研究了抗病基因转移提高鲷科鱼类抗病力的可行性，研究了蛤类唾液酸凝集素的抗菌防御反映[2]；研究了一种海洋生物多糖及其衍生物的抗病毒活性[3]；建立了测定牡蛎病原的PCR—ELISA方法[3]；研究了LatrunculinB毒素在红海绵体内的免疫定位[4]。
3.6生物活性物质
从海藻中分离出新的抗氧化剂[1]，建立了大量生产生物活性化合物的海藻细胞和组织培养技术，建立了通过海绵细胞体外培养制备抗肿瘤化合物的方法[1]；从不同生物（如对虾和细菌）中鉴定分离出抗微生物肽及其基因，从鱼类水解产物中分离出可用作微生物生长底物的活性物质，海洋生物中存在的抗附着活性物质，用血管生成抑制剂作为抗受孕剂，从蟹和虾体内提取免疫激活剂，从海洋藻类和蓝细菌中纯化光细菌致死化合物，海星抽提物在小鼠上表现出批精细胞形成的作用，从海洋植物Zosteramarina分离出一种无毒的抗附着活性化合物，从海绵和海鞘抽提物分离出抗肿瘤化合物，开发了珊瑚变态天然诱导剂，从海胆中分离出一种抗氧化的新药，在海洋双鞭毛藻类植物中鉴定出长碳链高度不饱和脂肪酸（C28），表明海洋真菌是分离抗微生物肽等生物活性化合物的理想来源[2]；发现海洋假单胞杆菌的硫酸多糖及其衍生物具有抗病毒活性，从硬壳蛤分离出谷光甘肽一S一转移酶，从鲤血清中分离出丝氨酸蛋白酶抑制剂，从海绵中分离出氨激脯氨酸二肽酶，从一种珊瑚分离出具DNA酶样活性的物质，建立了开放式海绵养殖系统，为生物活性物质的大量制备提供了充足的海绵原料[3]；从虾肌水解产物中分离到抗氧化肽物质[4]；从一?趾Q笙妇蟹掷氪炕鯪一乙酸葡糖胺一6一磷酸脱乙酸酶[4]。
3.7生物修复、极端微生物及防附着
研究了转重金属硫蛋白基因藻类对海水环境中重金属的吸附能力，表明明显大于野生藻类[1]，研究了石油降解微生物在修复被石油污染的海水环境上的可疗性及应用潜力[1]；研究了海洋磁细菌在去除和回收海水环境中重金属上的应用潜力[1]；用Bacillus清除养鱼场污水中的氮，用分子技术筛选作为海水养殖饵料的微藻，开发了六价铬在生物修复上的应用潜力，分离出耐冷的癸烷降解细菌，研究了海洋环境中多芳香化烃的微生物降解技术[2]；从噬盐细菌分离出渗透压调节基因，并生产了重组Ectoine（渗透压调节因子），从2650米的深海分离到一种耐高温的细菌，这种细菌可用来分离耐高温和热稳定的酶，在耐高温的archaea发现了D型氨基酸和无氧氨酸消旋酶，测定了3种海洋火球菌的基因组DNA序列，借助于CROSS／BLAST分析进行了特定功能基因的筛选，从海底沉积物、海水和北冰洋收集了1000多种噬冷细菌，并从这些细菌中分离到多种冷适应的酶[2]；建立了一种测定藤壶附着诱导物质的简单方法，研究了Chlorophyta和共生细菌之间附着所必需的形态上相互作用，研究了珊瑚抗附着物质（dterpene）类似物的抗附着和麻醉作用[3]；分析了海岸环境中污着的起始过程，并对沉积物和附着物的影响进行了检测[4]。
4．展望与建议
关键词 中国热带农业科学院 ；热带作物 ；科研 ；优势领域
科技文献在国际权威检索系统中收录情况是各研究机构学术地位综合体现，目前，SCI-EXPANDED、EI数据库被公认为世界范围最权威科学技术文献索引工具，本文以SCI-EXPANDED与EI数据库为依据，进行2015年SCI-EXPANDED与EI数据库收录中国热带农业科学院主要热带作物相关文献检索分析，研究分析2015年中国热带农业科学院主要热带作物科研发展优势领域及存在问题，为中国热带农业科学院今后科研发展战略规划制定提供参考依据。
2015年中国热带农业科学院在橡胶、木薯、香蕉3个主要热带作物方面进行较多研究，在国内外研究中具有一定优势，但椰子、咖啡、胡椒、油棕、芒果、荔枝、龙眼、香草兰、菠萝等研究较少，在国内外相关研究中未具优势。
橡胶研究优势领域集中在植物科学、遗传、聚合物科学、林学、生物化学分子生物学、生物技术应用微生物学、化学、园艺，但在国内外已进行的新型改性天然橡胶与壳聚糖纳米纤维制备及性能、农用工业废渣天然橡胶填料、天然橡胶接枝苯乙烯、纳米氧化镁固化剂制备天然橡胶纳米复合材料、天然胶乳硫化胶氨和戊二醛含量、橡胶多胚苗遗传衍生、橡胶粒子蛋白同源物对天然橡胶生物合成影响、基因测序进行高密度集成橡胶树遗传连锁图谱等研究领域均未见相关报道。
木薯研究优势领域集中在植物科学、农学，但在食品科学技术、聚合物科学、化学、环境科学、生物技术应用微生物学、能源燃料等国内外研究较多学科上研究较少，在国内外已进行木薯发酵、木薯淀粉颗粒性能、木薯淀粉抗氧化剂和增塑剂、木薯花叶病分子流行病学、木薯褐条斑病、微卫星标记木薯基因组序列、木薯茎生物量、木薯生物能源潜力评价、木薯淀粉接枝共聚物、木薯干废料燃料、木薯胚性愈伤组织等研究领域均未见相关报道。
香蕉研究优势领域集中在植物科学、农学，但在食品科学技术、化学、环境科学、生物技术应用微生物学等国内外研究较多学科上研究较少，在国内外已进行香蕉花序提取物抗氧化活性评价、干燥香蕉片特性及理化性质、香蕉改性淀粉体外消化率、转基因香蕉生产及转化、香蕉条斑病、香蕉象甲、1-MCP和乙烯组合处理香蕉果实、香蕉货架寿命、一氧化氮延缓香蕉果实叶绿素降解、香蕉根结线虫等研究领域均未见相关报道。
芒果仅进行芒果理化性状、抗氧化能力和矿物质含量评价、芒果转录组测序标记发展研究，在食品科学技术、化学、营养饮食、生物技术应用微生物学、生物化学与分子生物学等国内外研究较多学科上研究较少，在国内外已进行芒果皮果胶特性、鲜切芒果品质、芒果苷与芒果羽扇豆醇、芒果腐病、芒果细菌性溃疡病、缓解芒果果实冷害、芒果果实采后炭疽病生物防治等研究领域均未见相关报道。
菠萝研究优势领域集中在植物科学、农学，但在食品科学技术、化学、医药学、聚合物科学、材料科学等国内外研究较多学科上研究较少，在国内外已进行菠萝酶法脱胶、菠萝生物乙醇废料、菠萝叶纤维及其复合材料、菠萝黑腐病、菠萝体外培养生根与驯化、菠萝叶提取苯丙素苷、菠萝提取物中香豆酸与咖啡酸吸收机制等研究领域均未见相关报道。
香草兰仅在微生物学、生物技术应用微生物学、化学进行香气分析、抗氧化活性、芽孢杆菌、土壤微生物研究，在植物科学、食品科学技术、园艺等国外研究较多学科均未进行相关研究，在国外已进行香草根腐病与枯萎病、香草兰植株体细胞、胚性愈伤组织生化特性、香草冰淇淋、采后生理特性、内生真菌、香草兰经济、离体保存等研究领域均未见相关报道。
荔枝仅在食品科学技术、化学进行采后荔枝酶促褐变和抗氧化活性、荔枝蝽若虫]发性成分研究，在植物科学、生物化学分子生物学、生物技术应用微生物学、环境科学等国内外研究较多学科均未进行相关研究，在国内外已进行荔枝细胞提取物、荔枝果皮褐变防治、荔枝种子淀粉、荔枝荧光碳纳米、荔枝汁、发病预测、生物活性、果皮磁性吸附、检测荔枝果皮花色素苷含量、荔枝酚类物质、果实脱落候选基因鉴定、果实产量与质量和耐贮性等研究领域均未见相关报道。
胡椒仅在植物科学、化学、生物化学与分子生物学进行研究，在食品科学、医学、生物技术应用微生物学等国外研究较多学科上均未进行相关研究，在国外已进行胡椒精油、胡椒碱衍生物、胡椒提取物、胡椒生物碱类成分和抗炎活性、胡椒油树脂、治疗阿尔茨海默病、胡椒乙醇提取物与埃及伊蚊幼虫、黑胡椒治疗气道疾病、黑胡椒胡椒碱抑制T淋巴细胞增殖、胡椒物种比较研究、黑胡椒接种病原菌和腐败菌消毒处理等研究领域均未见相关报道。
油棕仅在农业、生物化学与分子生物学、植物科学进行研究，在能源燃料、环境科学、食品科学技术、化学、材料科学、生物技术应用微生物学等国内外研究较多学科上均未进行相关研究，在国内外已进行棕榈油生物酶水解、棕榈油酯交换反应、油棕榈空果串纤维性能、生物多样性影响、棕榈生物质炼制、可持续发展、棕榈油生产垃圾、棕榈油乳液膜、分子防御反应、种质遗传多样性、生物合成途径基因分析、防御基因、种植园气候、土壤碳平衡、复合材料、固体废弃物、生物柴油、废水等研究领域均未见相关报道。
椰子仅在椰子果皮干燥特性和热要求领域研究，在植物科学、农学、生物技术应用微生物学、能源燃料、环境科学、材料学、聚合物科学等国内外研究较多学科上均未进行相关研究，在国内外已进行椰子水饮料、椰子油、新鲜椰子杀菌、罐装椰乳、椰奶热处理、天然椰子粉、椰子糖、椰子厂废水、椰子树农药残留、椰子组织培养及相关生物技术、椰园杂草、椰子生物柴油燃料、椰壳活性炭、寄生椰心叶甲RNA序列分析、椰壳活性炭系离子液体、椰子胚乳、氢化椰子油等研究领域均未见相关报道。
