水产动物遗传育种研究（通用7篇）
水产动物遗传育种研究 篇1
动物疫病不仅危害动物健康, 影响畜牧业经济效益, 而且某些人畜共患的传染病还给人类的健康带来威胁, 从遗传的角度来看, 也将严重地影响动物的遗传进展。研究表明, 人类和动物的许多传染病与其本身的遗传因素有关。近年来, SARS、高致病性禽流感等传染病的爆发, 已经严重地影响到了人们的生活和工作。如何从根源上做到控制和减少这些重要传染病的爆发和流行, 已经成为当今研究的热点问题。20世纪80年代以来, 随着分子生物学、分子遗传学和基因工程的飞速发展, 以及人们对影响动物免疫功能的遗传基础的认识, 为动物的遗传改良和抗病育种提供了新的途径和方法。健康良好的畜禽品种是给人们提供健康畜禽产品的基础, 动物传染病的有效控制, 也是减少许多重要传染性疾病对人类威胁的重要途径。
1 动物免疫遗传学基础
1.1 抗原遗传
1936年, P.A.戈勒用兔抗小鼠红细胞血清检出小鼠的4种红细胞抗原。他使抗原Ⅱ阳性小鼠品系与抗原Ⅱ阴性小鼠品系杂交, 再使子代与抗原Ⅱ阴性的小鼠品系回交, 回交子代或是抗原Ⅱ阳性或是阴性。将抗原Ⅱ阳性小鼠的肿瘤移植给抗原Ⅱ阴性子代则肿瘤被排斥;移植给抗原Ⅱ阳性子代则肿瘤不被排斥。研究表明, 抗原Ⅱ是一种组织相容性抗原 (H-2) , 由单一基因所控制。研究还发现, 组织相客性抗原的特异性可以在淋巴细胞上检出, 开创了对白细胞抗原的研究。随后的研究表明, 小鼠的组织相容性抗原并不是由单个基因而是由若干紧密连锁的基因所控制。这些基因构成主要组织相容性复合体 (MHC) , 位于小鼠第17号染色体上, 分为K、I、S、G、D/L、T 6个区。人体的主要组织相容性复合体称为人白细胞抗原 (HLA) , 决定人白细胞抗原的复合座位在 6号染色体短臂上, 已知有A、C、B、D/DR几个座位, 每个座位都有很多共显性复等位基因。猴和狗的相应基因复合体分别称为 RhLA和DLA。
1.2 抗体遗传
抗体分子是免疫球蛋白, 由2条轻链和2条重链组成。轻链和重链都可按氨基酸顺序变异的程度划分为可变区 (V) 和恒定区 (C) 。高等动物和人体能够产生大量的不同特异性的免疫球蛋白。是不是每个个体都有这么多的轻链基因和重链基因呢?伯内特的克隆选择学说在细胞水平上回答了这个问题。按照这一学说, 每个浆细胞只能产生一种或少数几种抗体, 每个个体无数的浆细胞合在一起就可产生出无数种类的抗体分子。
1.3 主要的抗性基因
1.3.1 主要组织相容性复合体
主要组织相容性复合体是指存在于脊椎动物某个染色体上的一组紧密连锁的基因群, 其编码的产物 (主要组织相容性抗原) 与特异性免疫应答的发生密切相关。主要组织相容性复合体是在研究小鼠的移植排斥反应时发现的, 它是由紧密连锁的高度多态基因位点组成的染色体上的一个遗传区域[1], 在动物的免疫系统中发挥着非常重要的作用。小鼠主要组织相容性复合体定位于第17号染色体, 人类主要组织相容性复合体位于第6号染色体。主要组织相容性复合体可分为3类基因群。Ⅰ类基因:对于人类而言包括 3 个基因位点, 即A、B、C, 其编码产物为主要组织相容性复合体Ⅰ 分子或抗原。Ⅱ类基因:分为DP、DQ、DR 3个亚区, 其编码的经典产物为主要组织相容性复合体Ⅱ 类分子或抗原, 能够结合外来抗原并在抗原递呈中发挥着重要的作用。 Ⅲ类基因:编码产物为主要组织相容性复合体Ⅲ 类分子或抗原。
1.3.2 主要组织相容性复合体与抗病性
主要组织相容性复合体在遗传上的稳定性及多态性使它很有可能成为一个良好的遗传标记而被应用于动物育种及血缘关系鉴定等方面。同时, 主要组织相容性复合体与许多疾病的抗性、易感性有密切关系, 对抗病起着重要的作用, 因此分析鉴定并克隆出与疾病抗性相关的基因从遗传上控制疾病, 将会促进抗病转基因动物的研制开发[2]。此外, 研究主要组织相容性复合体与疾病的相关性及探索某些疾病发生的免疫遗传机制对疾病的预测及早期预防也有着重要的意义。
1.3.3 干扰素基因
1957年, Isaacs 在进行鸡胚细胞流感病毒感染试验中首次发现一类能干扰和抑制病毒复制的可溶性细胞分泌物, 故取名为干扰素 (IFN) 。免疫活性细胞经丝裂原或抗原刺激后, 产生一类对酸敏感的干扰素, 称为免疫干扰素[3]。目前, 依据干扰素对酸的敏感性通常分为Ⅰ型干扰素 (酸敏感型) 和Ⅱ型干扰素 (耐酸型) 2 类。几乎所有脊椎动物均可产生这2 类干扰素, 根据产生干扰素细胞种类的不同, Ⅰ型干扰素至今已发现 6 种类型, 而Ⅱ型干扰素迄今为止仅发现1种。干扰素具备的广谱、高效抗病毒功能及其对免疫系统的关键调节作用, 成为当今免疫学、遗传学和分子生物学研究的热点。大量试验结果表明, 猪干扰素对于传染病病毒具有防御和抑制作用。一系列体外试验结果表明, 用IFN- γ处理感染猪繁殖与呼吸综合征病毒 (PRRSV) 的猪巨噬细胞, 可抑制猪繁殖与呼吸综合征病毒增殖;用重组干扰素处理Marc-145 细胞后, 可抑制猪繁殖与呼吸综合征病毒野毒株和细胞适应性毒株增殖;猪IFN-α/β能有效抑制口蹄疫病毒的活力;猪重组IFN- γ可抑制感染传染性胃肠炎冠状病毒的猪上皮细胞和肺巨噬细胞中的病毒复制, 也可抑制感染猪瘟病毒的单核细胞和肺巨噬细胞的病毒复制。动物体内试验的结果表明, 同时注射猪瘟疫苗和干扰素, 可增强对猪瘟病毒的防御能力。
1.3.4 天然抗性相关的巨噬蛋白 (Nramp)
Nramp1 基因是Nramp基因家族的一员, 该家族至少包括2个成员。目前, 研究最多的是Nramp1 基因。最初发现小鼠对细胞内病原微生物侵染所具有的抗性或敏感性是受1号染色体上显性基因Bcg、Ity或Lsh 控制的, 由此将该类基因命名为天然抗性相关的巨噬蛋白。作为一个较为保守的基因, Nramp1 基因主要在吞噬细胞 (巨噬细胞和嗜中性粒细胞) 及外周血细胞中特异表达, 影响动物的固有免疫, 与沙门杆菌及多种胞内寄生病原菌的抵抗作用有关, 对疾病的抗性是非病原特异性的, 所以可作为畜禽综合抗病力的良好候选基因。1995年, Vidal 等在通过对病菌侵染具有抗病性和易感性小鼠的研究中发现, 由于Nramp1 基因突变导致该基因功能丧失的小鼠只在感染早期免疫力低下, 在感染后期免疫功能正常。说明 Nramp1基因在巨噬细胞与寄生虫互作的早期免疫阶段发挥重要作用[4]。研究表明, Nramp1基因高度保守区的SNP 的多态性与青年鸡SE疫苗接种及病原攻击后的免疫应答相关。由此推测Nramp1基因或相邻的基因控制SE 疫苗的应答性状。研究还发现, Nramp1 基因可影响小鼠分枝杆菌疫苗引起的体内T淋巴细胞免疫应答和体外巨噬细胞活性水平。有人用体细胞杂交方法将 Nramp定位于猪的第 15 号染色体的q23～26之间, 在第1 外显子到第3 外显子的1.6 kb的基因组 DNA 上用HinfⅠ酶切开发了一个 RFLP 标记, 从11个品种84头猪的群体中发现 3 个等位基因。研究表明, Nramp1与猪的15号染色体标记的S0088、S0149 和S0284 连锁。对小群体的研究表明, 所测试品种中的等位基因频率差异很大, A 等位基因只在母系 (色) 中存在, 相应的C等位基因只在公猪 (有色) 品种中发现。猪的不同Nramp1 基因型与抗病力差异之间的关系值得进一步研究。吴宏梅等[5] 采用 PCR-RFLP 法对165 头大白猪和109 头松辽黑猪 Nramp1基因第6 内含子多态性与免疫功能 (中性粒细胞还原力和单核细胞细胞毒百分率) 的相关性进行了研究, 结果表明品种内不同Nramp1基因型与免疫功能间存在着显著相关 (P<0.05) , Nramp1 基因可作为抗病力性状的一个主要候选基因。
1.4 抗病力、免疫应答与生产性状的关系
抗病力、免疫应答能力和生产性能之间关系的试验研究还很缺乏, 结果也不一致。研究发现, 马立克病和产蛋性能间的关系呈负相关。同时, 有人还发现生长率与接种了支气管败血巴氏杆菌商品疫苗或伪狂犬病毒疫苗后的免疫应答呈负相关, 具有肠道K88受体的猪生长较快, 饲料利用率较优。猪的SLA基因与多种生产性状均有连锁, 并与生长和繁殖性状呈正相关, 所以SLA基因应该是今后抗病育种的首选基因。Mallard等在经过8代选择形成的猪高免疫应答 (H系) 和低免疫应答 (L系) 品系中发现高免疫应答系比低免疫应答系早10 d达到上市体重。
2 抗病育种的途径
2.1 对抗病力的直接选择
研究表明, 在相同感染条件下, 有的个体发病, 有的不发病, 不发病的个体表明具有抗病遗传基础, 将这种个体选出繁殖, 久而久之可使抗性个体增多, 抗病基因频率增高。该方法具有直观简便的优点, 可以综合考虑所有抗病性或易感性性状的选择。但由于抗病性的遗传力往往较低, 直接选择的效果一般较差, 且世代间隔长, 后裔测定难度大, 费用高。有些疾病性状呈杂合阳性, 有的甚至不表现稳定特征, 难以进行准确选择。此外, 有些抗病性状和生产性状存在负相关, 难以进行选择。
2.2 利用免疫应答进行抗病育种
免疫应答的遗传机制已在家禽中得到了最广泛的研究, 结果表明免疫应答的遗传控制存在于所有畜禽品种中。
2.3 标记辅助选择
现代免疫学证实了有1组基因即主要组织相容性复合体与抗病力和免疫应答密切相关。有3类蛋白质分子 (Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类) 可被主要组织相容性复合体译成密码, Ⅰ类极具多态性, Ⅱ类抗原的形态较少, Ⅲ类分子仅显示出有限的多态性。标记辅助选择因方法简单, 准确性高, 成本低, 可进行早期选择, 是当前育种中较实用的方法。采用标记辅助法可进一步提高选择的准确性, 从而加快遗传进展。
2.4 基因工程育种
通过克隆特定病毒基因组中的某些编码片段, 对其加以一定形式的修饰后转入畜禽基因组, 如果转基因在宿主基因组中得以表达, 那么畜禽对该种病毒的感染应具有一定的抵抗力, 或能够减轻该种病毒侵染时给机体带来的危害。在众多方法中, 反义技术和核酶 (又称基因剪) 途径比较成熟, 其优点不仅可以抑制任何基因的表达, 而且具有很高的特异性, 不干扰别的基因功能, 但缺点是不具有光谱的抗病毒活性, 因此必须根据不同的病毒设计不同的反义或核酶基因。采用上述两种途径的难点是提高它们对基因表达的抑制效应。从20世纪开始, 人们尝试利用转基因工程进行抗病育种, 将外源基因注射到动物体细胞内, 使其在体细胞内表达并获得抗性, 这种抗性不能通过世代交替而延续, 被称为核酸免疫。转基因动物是将部分内源基因或个体重组基因的克隆片段转移到动物体内得以整合表达, 以产生有新的遗传特征或性状的动物, 并能将新的遗传信息稳定传递给后代。较有价值的候选基因包括干扰素基因、干扰素受体基因、抗流感病毒基因、反义核酸基因、核酶、病毒衣壳蛋白基因和病毒中和性单克隆抗体基因, 这些基因的克隆片段可通过细胞显微注射、精子载体法、胚胎干细胞组建、体细胞克隆和逆转录病毒载体法等方法重组于猪的细胞内获得表达, 使猪的抗病功能增强, 培养特定的抗病猪群。现在已培育成功抗流感病毒的转基因猪。
3 展望
开展抗病育种存在着较多的困难和问题, 如抗病性的遗传机制非常复杂, 病原微生物的遗传特性及与寄主动物的关系也十分复杂, 抗病性或易感性指标难以测定, 选择的世代间隔较长等, 在一定程度上限制了动物抗病育种工作的开展。但是, 基因工程等相关学科的飞速发展为抗病育种工作的开展提供了许多新的思路和手段, 并已经取得很多阶段性成果。例如, 抗应激综合征品系猪群、抗马立克病鸡等相继培育成功, 抗沙门杆菌选育和乳牛的抗乳腺炎、绵羊的抗腐蹄病选育等也都取得了初步成功。但总的看来, 畜禽的抗病育种仍处于起始阶段, 特别是转基因法抗病育种, 使重组的具有防御功能的新分子或能阻遏受体致病的分子在抗病育种中发挥作用, 还有许多工作要做。
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水产动物遗传育种研究 篇2
关键词：水产动物；氨氮胁迫；代谢调控机制；转录组；转录组测序
中图分类号： S917.4 文献标志码： A
文章编号：1002-1302（2015）03-0227-04
氨氮是水产养殖中常见的胁迫因子，以2种形式存在于水体中，即非离子氨（NH3）和离子铵（NH+4），离子铵的存在对水产动物是无毒的，对水产动物产生危害的是非离子氨，主要影响它们的游泳行为、生长性能、呼吸及代谢的变化、渗透调节、免疫力等。
隨着转录组学、蛋白质组学和代谢组学等的出现，标志着生命科学的研究已经跨入后基因组时代。转录组（transcriptome）概念最先是由Velcalescu和Kinzler等在1997年提出的，是指某一特定生物体在特定状态下所有基因转录产物的总和，主要包括mRNA和非编码RNA，其中 mRNA 较为引人关注，被研究得较多，因此狭义上的转录组一般指的是所有mRNA的总和。
目前，人们已经对机体受氨氮胁迫时的生理和生化反应做了大量深入的研究，然而对引起这些反应的代谢调控机制、分子机制的相关研究报道甚少。本文主要通过综述氨氮胁迫的危害及生理生化反应，以及转录组平台技术的应用，以期为氨氮胁迫的代谢调控机制提供线索，并对其分子机制的研究提出展望。
1 水产养殖中氨氮的来源及其危害
1.1 氮素的循环及水体中氨氮的来源
自然界中的各种元素都是守恒的，都可以循环利用，在水体中也是如此，而影响水产养殖业发展最大的因素是氮元素的循环。天然水体中溶解的有机氮主要来自动物分泌物、动植物尸体以及人类的排放等，这些有机氮首先在微生物的作用下分解为氨（NH3），如果水体中溶氧充足，总氨会迅速在亚硝化细菌和硝化细菌的联合作用下氧化为NO-3；而在溶氧偏低的水体中，由于反硝化细菌的大量繁殖，不仅使总氨无法进一步氧化，而且使原有的亚硝态氮和硝态氮被还原为总氨，总氨也被进一步还原为氮，从而溢出水面。氮元素在自然界的循环过程如图1[1]所示。
在养殖水体中，氨氮的来源主要有以下几个方面：（1）动物粪便残饵等有机物经过异养细菌的氨化作用产生；（2）养殖生物自身的转氨和脱氨作用产生；（3）人类活动如农药、肥料的过度利用，工业废水等含氮化学试剂的排放；其中前2个方面是氨氮的主要来源。
1.2 水产养殖中的氨氮危害
氨氮是养殖水体中最重要的污染物之一，非离子氨进入水产动物体内后，可以直接影响鱼类的鳃组织，对机体酶水解反应以及细胞膜稳定性产生明显的影响，表现出不摄食、呼吸困难、抵抗力减弱、惊厥、昏迷等现象，严重时可导致水产动物大批死亡，造成严重的经济损失[2-3]。
2 水产动物对氨氮胁迫的生理和生化响应研究进展
2.1 水产动物受氨氮胁迫的症状
Wicks等研究表明，外界环境中高浓度氨氮引起的血氨积累会影响鱼的游泳功能，使其表现出急躁不安、游动迟缓等症状，并在对褐鳟（Salmo trutta）、虹鳟（Salmo gairdneri）、大马哈鱼（Oncorhynchus keta）的研究中发现，血氨浓度与最大游泳速度呈负线性关系[4]。在氨氮（0.05～2.50 mg/L）胁迫24 h内，凡纳滨对虾血细胞数量明显减少，抗菌溶菌活力显著变弱，血清酚氧化酶活力明显升高[5]。在高浓度氨氮作用下，鱼鳃的结构会发生改变，表现为鳃小片加厚、上皮细胞和黏液细胞增生，动脉血管内2层上皮细胞间的淋巴腺增多；此外鳃结构的改变还会引起生理功能的改变，影响鱼类气体的交换效率[6]。养殖水体中氨氮含量过高除了会影响鳃组织外，还会导致肝组织变松软、易碎、充血阻塞等，有的甚至出现空泡状或者坏死腔[7-8]。王金叶等研究发现，在氨氮或亚硝酸盐胁迫作用下，会导致鲤鱼红细胞膜上的过氧化脂质含量增加，从而使得红细胞膜通透性、渗透脆性增高、流动性降低、变形性变差[9]；此外氨氮还会对红细胞的胞核造成伤害，如泥鳅在氨氮含量超标水质中的红细胞微核率较高[10]。即便是低浓度的氨氮，长期接触也会损伤鳃组织，会出现鳃小片弯曲、粘连或融合的现象[11]。
2.2 水产动物氨氮胁迫中毒机理
水体中的氨氮达到一定浓度后，非离子氨很容易通过细胞膜进入水产动物体内，使得血液中的氨氮浓度升高，血液pH值随之上调，从而导致水产动物体内多种酶的活性受到抑制，降低了血液的携氧能力，超出水产动物的自我调节能力即可导致缺氧，表现中毒症状。氨氮主要是侵袭黏膜，特别是鳃表皮黏膜和肠黏膜，其次是神经系统，同时可使水产动物的肝肾系统遭到破坏，引起体表及内脏充血，严重时可导致昏迷甚至死亡。比较认可的关于氨氮对水产动物危害机理的解释是认为高浓度的氨氮会取代生物体内的钾离子，引起N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受体结合活性的降低，导致中枢神经系统中流入过量的钙离子并引起细胞死亡[12]，具体的毒理机制还有待研究。
2.3 水产动物氨氮胁迫下对自身免疫功能的影响
在氨氮胁迫的情况下，鱼类机体的代谢被打乱，体内的抗氧化防御性功能酶被激活，从而使机体的免疫功能受到影响。迄今为止，已有较多关于氨氮对水产动物毒理与免疫功能影响的研究，研究得较为透彻的主要是虾蟹类的氨氮胁迫。研究表明，虾蟹类在氨氮胁迫作用下，其体内与免疫相关酶如酚氧化酶（PO）、血清酸性磷酸酶（ACP）、溶菌酶（LSZ）、血清超氧化物歧化酶（SOD）等活性明显变化，同时对病原体的易感性提高[13-17]；并且随着胁迫时间的延长，鱼类体质明显下降，死亡率明显增加[18]，虾蟹体内抗氧化酶系统和细胞膜的稳定性也会受到严重影响，进而破坏其渗透平衡[19]。在斑马鱼的氨氮试验中[20]，ATP酶变化的总趋势是受氨氮抑制的，并且随氨氮浓度的增加，ATP酶受抑制的程度也增加，可能是由于随着氨氮质量浓度增加，使鳃部损伤，打破体内离子平衡而加大补偿性渗透调节影响所致。
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3 转录组分析研究进展
相对于基因组而言，转录组更具有时间性和空间性，转录组反映的是特定条件下活跃表达的基因。转录组分析的主要目标是：对所有的转录产物进行分类，检测新的转录本，包括未知转录本和稀有转录本；确定基因的转录结构，如起始位点、转录后修饰，以及非编码区功能研究等；量化各转录本在发育过程中以及在不同生理或病理条件下表达水平的变化；转录本结构变异的研究以及开发新的单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms，SNPs）和简单重复序列（simple sequence repeat，SSR）等[21-22]。
3.1 转录组研究的基本方法
研究转录组的方法主要有2大类：（1）基于杂交技术的cDNA芯片和寡聚核苷酸芯片；（2）基于测序技术的SAGE（serial analysis of gene expression）、MPSS（massively parallel signature sequencing）、全长cDNA文库和EST文库的测序分析。对3种主要的转录组研究方法的比较见表1。
现在通常将基于第2代测序技术的转录组测序分析称为RNA-Seq。由表1可以明显看出，RNA-Seq具有以下几点优势：（1）通量高，能达到覆盖整个基因组、转录组的要求；（2）灵敏度、分辨率很高，可以精确到少至几个拷贝的稀有转录本，同时不存在传统荧光模拟信号带来的交叉反应和背景噪音的影响；（3）测序时间和成本显著下降；（4）不受限制性，可以对任意物种进行全转录组分析，同时能检测未知基因，发现新的转录本。
3.2 RNA-Seq常用的测序平台及原理
RNA测序技术沿用了SAGE技术和MPSS技术的基本原理，该技术首先将细胞中的所有转录产物反转录为cDNA 文库，然后将 cDNA文库中的DNA 随机剪切为小片段，利用新一代高通量测序仪测序直到获得足够的序列，然后计算这些短序列的个数并分析其在整个基因组中的分布，可以计算出细胞的转录组表达水平[22]。高通量测序避免了在亚克隆过程中引入的偏差，且获得的短序列长度增加了，从而提高了识别其对应基因的准确性。目前常用的高通量测序技术，主要是Roche公司的454技术、Illumina公司的Solexa技术、ABI公司的SOLiD技术以及Helicos Biosciences公司的单分子测序（single molecule sequencing，SMS）技术4种。各平台测序原理、长度的不同决定了其不同的应用侧重，我们要在熟悉各种高通量测序技术特点的基础上进行正确的选择，常见的4种RNA-Seq测序平台的比较见表2[23]。
3.3 RNA-Seq测序后结合生物信息学的相关应用
大量研究表明，RNA-Seq测序后，可选择已经公布的相同或者相近物种的基因组和基因信息为参考，进行基因的结构优化分析，预测新的基因，差异表达基因分析，基因功能注释，可变剪切分析以及SNPs、SSR分析等等[24]。当没有参考基因组时，则以GenBank中已公布的有关数据为参考，将测序数据经过软件拼接从头组装，获得contigs（重叠群）和unigenes（拼接的非冗余基因），然后再进行之后的分析。拼接组装之后就可以进行unigene功能注释，与数据库中已注释功能的基因对比进行GO（gene ontology，基因的分子功能、生物学过程和细胞组件）和KEGG（kyotoencyclopedia of genes and genomes，基因和基因产物、基因编码产物、新陈代谢途径等）分析；开发品种的SNP和SSR，从而为品种发育及疾病的判断提供支持；比较不同样品间表达差异基因，进行基因差异表达分析，得出每个样品中的上调或者下调基因等[24]。
4 转录组分析在动植物研究中的应用
4.1 转录组分析在植物抗逆性研究中的应用
严东辉通过半干旱地区的胡杨对干旱适应性响应的转录组分析，获得了277个在干旱处理中表现出一致变化的基因，有1 938个表达转录子表现出干旱强度的专化性，并说明了不同干旱程度激活相应的响应调解途径[25]；霍达等整合分析了7种不同盐生植物盐胁迫应答转录组学的研究结果，从整体上分析了植物在盐胁迫应答过程中所有mRNA的变化情况，建立了盐碱胁迫相关的cDNA文库和EST数据库[26]，并利用反向Northern杂交分析技术[27-28]、5′cDNA末端快速扩增（RACE）技术[28]、反转录PCR[29-30]、实时定量反转录PCR等辅助技术对胁迫相关基因进行了功能分析[31]，为全面理解盐生植物应答盐碱胁迫的代谢调控机制提供了线索；许长征通过低磷处理玉米根系的转录组分析，揭示了低磷胁迫对玉米转录的影响[32]，对挖掘作物磷高效分子育种有重要意义。
4.2 转录组分析在水产动物分子生物学研究中的应用
曾地剛等通过高通量测序，获得了丰富的凡纳滨对虾转录组信息，为其新基因的克隆和基因组学研究提供了有价值的数据[33]；在感病草鱼脾脏的比较转录组分析试验中，通过转录组技术筛选出了与抗病草鱼出血病病毒相关的信号因子及信号通路[34]；董迎辉通过高通量454测序技术对泥蚶不同组织器官和不同发育阶段样品进行转录组测序，并进行拼接组装和基因注释，发掘与生长、代谢、繁殖抗病等主要经济性状相关的基因，为后续开展功能基因研究和分子育种等提供了有价值的信息[35]。
5 结论
迄今为止，已有100多篇关于植物在盐胁迫或者干旱胁迫下的转录组学的研究报道[36]，关于水产动物疾病等的转录组分析也有少量报道，但是关于水产动物氨氮胁迫转录组分析的研究报道甚少，可以以已发表的动植物相关胁迫转录组分析为借鉴和线索来开展转录组分析在水产动物氨氮胁迫中的应用研究。“中国科学技术协会第264次青年科学家论坛水产动物育种与生物技术的会议”中曾提到，高通量测序等遗传工具的开发、尼罗罗非鱼性腺发育转录组分析、高通量测序的SNP筛选及基因克隆等在水产动物育种中转录组应用的研究有越来越多的趋势。
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氨氮胁迫的分子机制的研究依赖于技术的进步，新兴的RNA测序技术能产生海量的数据，RNA-Seq是基于直接测序的方法[22]，以定量的方式对全转录组进行深度测序，将给水产动物氨氮胁迫的研究带来新的契机。此外，逆境胁迫下的水产动物转录组学与蛋白组学以及代谢组学的研究结果相结合将推动抗逆分子机制的研究。
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水产动物遗传育种研究 篇3
水产动物疾病学是学院水产养殖专业的主干课程, 是培养学生专业核心能力及提高其职业素质的重要课程。主要任务是使学生了解水产动物疾病相关的基础理论, 掌握养殖生产危害严重的水产动物疾病中快速诊断与常见病害的有效防控技术, 与水产健康养殖、食品安全及人民生活水平的提高密切相关。本文针对课程特色及传统教学中存在的不足, 结合近年来研究性教学实践中的案例和体会, 共同探讨该课程的教学改革与创新。
1 开展水产动物疾病学研究性教学的必要性
1.1 适应社会水产行业人才需求是大学教学自身发展的必然结果
21世纪以来, 随着我国水产养殖业的迅猛发展, 水产动物病害频发, 水产品质量和水域生态安全问题日益突出, 渔业经济发展的新形势对渔业的高等教育提出了新的要求与挑战。为培养与行业能力需求相适应的水产科技人才, 大学教学模式由“知识本位”的精英化教育逐步转向“能力本位”的大众化教育, 大学的职能不再是单一地传授给学生基本理论与知识, 更注重培养学生的专业核心能力。水产动物疾病学是一门应用、实践性很强的课程, 推行研究性教学, 是培养高素质应用型人才的必然结果。
1.2 改革教学方法是提高人才培养质量的需要
应用型人才的培养需要改革传统的教学模式, 突出学生的主体地位。以教师为主体的传统式教学导致学生虽然能熟记各种鱼病的特征及防治方法, 面对生产中具体案例时却提不出有效的解决方案。现代水产行业的发展需要大批具有创新实践能力的高级专业人才, 而研究性教学是完成此项艰巨任务的重要承担者。
1.3 促进产学研结合是实现教学相长的重要途径
研究性教学以产学研结合为纽带, 把办好专业、注重学业、重视就业、鼓励创业、成就事业有机地结合起来, 加速理论知识转化为实践技能的步伐。研究性教学中包含的探究与科研活动, 一方面有助于教师从生产一线寻找课题, 将最新研究成果引入教学, 促进教学水平的提高;另一方面有助于学生自我探究和尝试解决生产实践中的难题, 促进其创造能力和科研能力的提高, 实现教学相长。
2 水产动物疾病学研究性教学方案设计
2.1 课程基本情况与教学目标
本课程综合运用“案例式”、“提问式”、“讨论式”教学方法, 以具体技术应用问题为主, 以课内外探究和讨论为方式, 以水产动物疾病学研讨群为交流平台, 以研讨小组为单位开展研究性教学。课程教学突出让学生学会对鱼病的相关病理症状的分析和处理, 提高其鱼病诊治的应用技能, 为将来走上工作岗位打下必要的基础。
实践方面从加强基础、培养能力、提高素质的教学目标出发, 依托教学团队、教师的科研项目, 结合生产实践的需求, 以增强学生的学习兴趣, 培养其实践创新能力。
2.2 课程教学内容整合与实施策略设计
课程以“水产高效健康养殖”技术为主线, 设四个模块:绪论、水产药物学、水产动物病原学及病理学、常见水产动物疾病诊治及防控技术。本文以“水产药物学———渔药及其安全高效使用”作为研究性教学案例来进行阐述, 教学方案设计包括教学要求、专题导入、学生讲课、师生讨论及教师点评五个部分。
2.2.1 教学要求
明确教学目标 (让学生了解合理选择使用渔药的原则, 探讨渔药的安全高效使用策略) , 教学重点 (常用渔药的药理药效) 与难点 (如何做到对症、安全、有效、适宜和控制用药) ;做好教学准备 (带学生去渔药销售实体店现场导学, 学生自主预习及上网查阅资料制作汇报PPT) ;教学方式采用教师引导、学生主体讲授法, 辅助运用多媒体和开放式、讨论式教学方法。
2.2.2 专题导入
首先复习上次已学内容, 介绍本课教学的整体结构;然后以水产动物疾病用药案例导入本课需要解决的问题。
2.2.3 学生讲课
由学生分组以小组PPT汇报形式对常用渔药的药理知识及其使用进行讲解。
2.2.4 师生讨论
学生通过预习及上网查阅资料, 结合鱼药识别与给药的开放性实验, 每小组设计2个鱼病用药的实例, 师生提问, 共同讨论。
2.2.5 教师点评
教师根据教学完成的情况, 分组小结与点评, 并纵向拓展知识, 小结, 布置课后思考题。指导大家对收集到的观点、结论等进行分析与整理加工, 引导学生质疑、探究和创新, 以问题的形式在水产动物疾病学研讨群中进行讨论。
3 研究性教学模式的考核评价体系
本课程从基本知识、基本技能、搜集资料、操作实践、配合交流、创新能力、情感价值和成果展示八个方面设计研究性学习成果评价量规表, 采用学生自评、互评及教师评价三者综合评分。本课程考核形式分为四种:课堂考勤与实验报告 (占10%) , 课堂讨论报告及讨论表现 (占20%) , 研究性小论文及答辩 (占20%) , 期末闭卷考试 (占50%) , 以上四项均按百分制测评。
4 研究性教学模式的实施效果
4.1 增强了学生的学习兴趣, 发挥了学生学习的主观能动性
本课程在教学设计上秉承“实现学生学业、行业、企业、产业、创业、就业互通”的教育理念, 建立了水产动物疾病学研讨QQ群, 引导学生预习、讨论, 上传或下载相关资料, 师生互动, 资源共享。学生成为真正的学习主体, 充分发挥了其学习的主观能动性, 学习兴趣浓厚, 课堂气氛活跃。
4.2 学生科研能力与团队协作精神得到加强, 职业素质与专业核心能力得以提升
课题组教师多为学术骨干, 承担多项国家及省级科研课题, 同时与地方一些水产企业有合作, 教师们从生产一线需求找课题, 分解细化为切实可行的设计性、创新性实验, 指导学生积极地申报“大学生创新创业计划项目”、“大学生研究性实验项目”等, 学生通过查阅文献资料设计实施方案。教学改革实施后, 学生科研能力明显地加强, 职业素质与专业核心能力得以提升。
设计性、创新性实验因内容复杂、时间长及涉及仪器多等原因, 靠单个学生的努力无法完成, 需要团队协作。如创新实验“水产动物XX病的病原菌分离与鉴定”从采集病料到剖解观察病症, 从病原菌的分离到生理生化及分子鉴定, 再到攻毒回归实验, 环环相扣的实验步骤使学生学会了怎样与他人合作, 树立了团队协作意识。
4.3 结合地方经济建设, 服务地方水产健康养殖
从养殖生产实践出发, 利用校内外实践基地, 精心设计开放性实验, 学生利用周末在校内外实践基地见习, 开展现场教学, 既提高了学生解决实际问题的能力, 又能使其真正地适应生产第一线。如将“鱼病的系统检查与诊断”、“水产动物病原菌的分离与鉴定”、“水产动物病原菌抗药性分析”与“水体有效消毒剂筛选”整合成开放性实验, 从生产一线采集病样、水环境指标检测、病原菌分离及有效防控药物筛选进行全程跟踪, 并提出解决方案。跟踪调查结果表明, 经学生实验后筛选出有效药物及给出的综合防控方案通过实践检验多数取得了良好效果, 得到了养殖企业与用户的好评。
5 结语
学院采用专题选择与导入—学生备课、讲课—师生讨论、同学间辩论—教师指导与点评”的研究性教学模式对水产动物疾病学教学改革进行探索, 通过课程教学的改革与创新, 以学生为本, 立足优势学科, “产学研”结合, 强化素质与专业核心能力培养, 逐步形成了全面完成专业基本技能训练的基础, 以临床实践打造科技服务型人才的特色课程。实践结果表明:学习主动性与兴趣性明显提高, 综合实践应用能力和创造潜能得到充分发挥, 培养的毕业生初次就业有冲击力, 岗位迁移有适应力, 人生发展有持续力。
参考文献
水产专家称基因技术育种时日尚远 篇4
在此前几个月的时间, 半滑舌鳎、牡蛎、大黄鱼等水产养殖物种的基因图谱被陆续发布。在这几次基因图谱完成的消息中均提到, 从功能基因组角度揭示动物的各种生命现象, 建立品种改良的理论基础, 为快速培育抗病、抗逆、高产的优良品种奠定重要基础。基因技术是否真的能用于水产品种改良?
“这是一项前瞻性的基础工作, 并非如一般人想象那样的能在短时间内应用。”石斑鱼全基因组测序项目的负责人, 中国工程院院士、中山大学生命科学学院林浩然教授告诉南方农村报记者。
众所周知, 动物的性状、生长、发育、衰老、繁殖、遗传病变等都是由基因控制的。从基因组水平对目标生物进行研究, 已经成为全新解读一个物种的重要突破口, 被喻为“第二张解剖图”。基因技术可以对具有重要经济价值的养殖品种进行全基因组测序, 开展人们在生产过程中感兴趣的, 与生长繁殖、免疫等相关的功能基因组研究, 筛选鉴定出关键基因, 进而可以通过分子设计育种提出养殖品种的良种设计策略。
林浩然详细介绍, 下一阶段的科研任务更为关键, 也就是目前正在加紧进行的基因组测序工作, 预计在7～8个月的时间内可以完成。届时将提供大量的与生长、繁殖、免疫等重要性状相关的功能基因, 相关科研单位可以从几万个功能基因中挑选对于目前石斑鱼生产中重要的、急需的基因, 这是进行分子标记育种的基础。
我国目前水产养殖多数采用传统的育种方式, 通过两个品种 (系) 杂交后挑选出具有优良性状的后代进行培育, 由于杂交后代杂合子较多, 需要培育多代才能够得到稳定遗传的品种, 但是这个过程中又容易出现种质退化的现象, 像石斑鱼需要6～7年才能培育一代, 草鱼也需要3～4年。
良种缺乏、种质退化是现时水产业的通病。“理想的状态是将所有的功能基因都标记, 搞清楚作用。”林浩然以石斑鱼基因测序为例, 介绍了基因图谱应用水产品种改良的前景。石斑鱼是雌雄同体雌性先熟鱼类, 高龄时由雌性向雄性转变, 这使得在育种时无法获得数量充足的同龄雌雄石斑鱼。如果能够找到调控性别的基因并进行调控, 就可以解决这个难题。
如此诱人的前景, 还需要多久才能来临?林浩然坦言, 就目前的技术, 物种的全基因组序列图谱和测序不难做到, 但功能基因组的难度最大, 现在已发现的并不多。如石斑鱼的繁育, 不仅要在所有基因中找到控制性别分化的那一部分, 而且还要找到调控这部分基因的方法。“这个技术的突破不会很快, 10年时间是必须的。”
水产动物遗传育种研究 篇5
关键词：中草药,致病菌,最低抑菌浓度,最低杀菌浓度
目前, 在水产养殖中由细菌、病毒诱发的病害频繁发生, 病死率较高, 给水产养殖业的带来了严重的经济损失。虾类常见的细菌性病害有弧菌、气单胞菌引起的红体病、烂鳃病、肠炎、白便、偷死等, 鱼类常见的细菌病有败血症、腹泻、肠炎、烂鳃、赤皮病等, 这些疾病多由弧菌、气单胞菌、假单胞菌、鱼害粘球菌等细菌引起[1,2,3], 蟹类常见的疾病有败血症、腹水病、颤抖病、甲壳溃疡病等, 致病菌也主要是弧菌、假单胞菌、气单胞菌等[4,5]。近年来, 由于抗生素、违禁药物等化学药品广泛运用于渔病防治, 使得养殖水体环境日益恶化, 同时药物残留、耐药性问题也严重制约着水产养殖业的发展, 更威胁着人类的健康。如2006年10月在上海、北京等地发生多宝鱼药物残留超标事件[6];2015年6月25日, 浙江省海洋与渔业局、浙江省水产质量检测中心在市民城区菜场随机购买的几只牛蛙中, 检测出了呋喃唑酮药物残留[7]。
中草药防治疾病不易产生耐药性, 残留量低, 而且某些药物成分还具免疫作用, 能改善机体的免疫状态, 提高机体自身的抗菌防病能力。所以, 国内的许多学者对中草药体外抑杀水产致病菌进行了相关研究, 并取得一定的进展。本文以水产养殖中常见的致病菌及其引起的疾病进行分类综述, 并简要总结中草药在抑制此类致病菌的研究与应用, 以期为防治水产疾病提供一定的理论参考。
1 中草药对弧菌属致病菌的抑、杀作用
弧菌是海水养殖动物细菌性疾病的最主要病原菌之一, 弧菌病具有流行面积广、发病率高等特点。水产养殖中常见的弧菌有:鳗弧菌、副溶血弧菌、溶藻弧菌、哈氏弧菌、创伤弧菌、河弧菌等[8]。鳗弧菌是研究最早的病原弧菌, 是鱼类的一种高致病性病原菌, 感染的症状主要是败血症[9];副溶血弧菌能引起对虾、海水鱼类体表发炎、充血, 如南美白对虾感染会出现红腿病、红体病, 同时对鲍, 扇贝, 蛤, 牡蛎等贝类危害性也很大[10];感染溶藻弧菌的病鱼大多体色较黑, 胸腹鳍充血, 肌肉溃烂;哈氏弧菌是一种具有发光特性的弧菌, 它是对虾育苗期及养成期的主要病原弧菌, 鱼类感染哈氏弧菌的主要症状为皮下出血、肛门发红、头颅两侧、尾鳍末端以及体侧出现红斑, 并逐渐发生溃烂;河弧菌生物I型是海水网箱养殖尖吻鲈体表溃烂病的致病菌[11,12,13]。
王玉娥等[14]测定10种敏感性较好的中草药对5种海洋致病弧菌的抑菌试验, 并测定最小抑菌浓度 (MIC) 和最小杀菌浓度 (MBC) , 实验表明, 五倍子和黄连可以作为防治水产养殖动物弧菌病的首选中草药药物;其中五倍子抑菌和杀菌能力最强, 五倍子对溶藻弧菌、副溶血弧菌、河流弧菌、麦氏弧菌的MIC和MBC均为1.56 mg/m L, 对哈氏弧菌的MIC和MBC为3.125 mg/m L;其次是黄连, 对溶藻弧菌、河流弧菌、麦氏弧菌的MIC和MBC分别为3.125 mg/m L和6.25 mg/m L, 对哈氏弧菌、副溶血弧菌的MI和MBC分别为6.25 mg/m L和12.5 mg/m L。张明等[15]用20味中药对鳗弧菌做抑杀菌的药敏试验, 并配制1 mg/m L的青霉素G钾和恩诺沙星2个药液作为对照组, 实验表明, 白头翁、鱼腥草醇提物, 五倍子、石榴皮水提物对鳗弧菌抑菌作用较明显, 其MIC均为3.125 mg/m L, 而杀菌效果显著的有博落回、白头翁、石榴皮、黄芩组, MBC均为6.25mg/m L;郑天伦等[16]在测定黄芩、大黄、石榴皮、五味子等15种中草药对大黄鱼病原菌-溶藻弧菌的MIC、MBC, 也证实石榴皮、地榆、五味子、大黄等4种药物的抑菌能力最强。潘漫等[17]采用平板扩散法观察8种中草药醇提物对4种致病弧菌 (鳗弧菌、副溶血弧菌、溶藻弧菌、哈氏弧菌) 的体外抑菌的效果。其中, 臭椿叶、盐肤木叶对4种致鱼病菌的抑菌圈直径均在15 mm以上, 臭椿醇提物对病菌的MIC均在7.81 mg/m L以下。
2 中草药对气单胞菌属致病菌的抑、杀作用
气单胞菌属中的致病菌主要有嗜水气单胞菌、温和气单胞菌、豚鼠气单胞菌、杀鲑气单胞菌。嗜水气单胞菌是一种条件致病菌, 感染嗜水气单胞菌的鱼类易出现暴发性出血病, 如鲤鱼、泥鳅的红斑病, 鲢、鳙的“打印病” (腐皮病) 等[18]。温和气单胞菌是罗非鱼最常见细菌性疾病之一, 可以感染几乎所有的淡水鱼类、蛙类、鳖甚至鸟类和哺乳动物, 引起腹泻和败血症等为主要症状的疾病, 如鳜鱼、中华鳖细菌病[19,20,21]。豚鼠气单胞菌能引起鳗鲡、虹鳟、甲鱼、中华绒鳌蟹和胡子鲇等感染疾病, 病症表现为败血症、肠炎、体表溃疡和竖鳞等[22,23,24];杀鲑气单胞菌可导致鲑鳟鱼类发生疖疮病或溃疡病, 患病鱼的典型症状表现为体侧或尾部形成特征性脓肿, 严重时脓肿部位溃烂形成溃疡, 剖检可见肝脏、脂肪组织出现点状出血[25]。杀鲑气单胞菌还可感染除鲑科鱼类外的鲤科 (Cyprinidae) 鲆科 (B othidae) 鳍科 (Serranidae) , 鳗鲡科 (Anguillidae) , 鲽科 (Pleuronectidae) 等鱼类[26], 非鲤科鱼类感染杀鲤气单胞菌的症状主要为皮肤溃疡或溃烂, 溃烂部位因鱼的种类而异。
张文青等[27]测定86种常用中草药对嗜水气单胞菌的体外抑菌作用, 并采用正交试验研究中草药配伍对嗜水气单胞菌的最佳配伍组合, 结果表明, 五倍子、五味子和乌梅对嗜水气单胞菌的抑制作用最强, 最小抑菌浓度和最小杀菌浓度均为12.5 mg/m L, 可作为防治水产养殖动物嗜水气单胞菌病害的首选中草药。儿茶、五味子和乌梅4种药分别以4∶2∶4∶1和1∶2∶2∶4的比例配伍时对嗜水气单胞菌具有最佳抑菌和杀菌作用, MIC为5.86 mg/m L, MBC为9.77 mg/m L。彭金菊等[28]用30种中药及其复方对温和气单胞菌进行体外抑菌试验, 实验发现, 五倍子、山茱萸、白芍对温和气单胞菌有较强抑菌活性 (MIC≤12.5 mg/m L、MBC均为50 mg/m L) , 五倍子、诃子、五味子、乌梅与清热燥湿药、清热凉血药、清热解毒药组成复方后的抑菌和杀菌能力均大于或等于单药, 尤其与清热凉血药组成复方后抑菌和杀菌效果明显提高。梁利国等[29]测定18种中草药煎液对温和气单胞菌的抑、杀菌效果, 也发现五倍子、苏木、地锦草、石榴皮等对病原温和气单胞菌的抑菌效果较强, 其中五倍子的抑菌和杀菌浓度最低, 分别为1.56 mg/m L和12 mg/m L。
3 中草药对爱德华氏菌属致病菌的抑、杀作用
爱德华氏菌属归属肠杆菌科, 有迟钝爱德华氏菌、鲇鱼爱德华氏菌和保科爱德华氏菌3个种。由爱德华氏菌引起的爱德华氏菌病又称腹水病。迟钝爱德华氏菌是爱德华氏菌属中最常见的一种水产病原菌, 多种人工养殖的淡水鱼和海水鱼均有发现感染该菌, 如鳗鱼、牙鲆、虹鳟、鲻鱼等, 感染者多出现皮肤、腹部及两侧发生大面积脓疡, 脓疡边缘出血, 病灶内组织腐烂, 溢出强烈恶臭味, 腹腔积水或内充满气体使腹部膨胀[30,31]。鲇鱼爱德华氏菌病常见于鮰鱼养殖业, 由鲇鱼爱德华氏菌引起的疾病被称为鲇鱼肠道败血症 (enteric septicemia of catfich, ESC) , 或者斑点叉尾鮰肠道败血症。此外, 黄颡鱼[32], 黑鲈、金体美鳊鱼、鳙鱼等也可被感染发病。
朱壮春等[33]用倍比稀释法测定了30种中草药对牙鲆病原迟钝爱德华氏菌 (LN031012-8, TH030908-5) 菌株的体外抗菌活性。试验结果表明, 五倍子、诃子、黄芩、秦皮和红藤的抑菌作用明显, 最小抑菌浓度 (MIC) <12.5 mg/m L, 五倍子、诃子的杀菌作用最强, 最小杀菌浓度 (MBC) <50 mg/m L。陈言峰等[34]用20味中草药对迟缓爱德华氏菌做体外抑菌试验, 发现五倍子、乌梅、大青叶、石榴皮的抑菌作用明显, 最小抑菌浓度 (MIC) <6.25 mg/m L, 最小杀菌浓度 (MBC) <50 mg/m L。马玉和等[35]也测定了五倍子、石榴皮、诃子、黄芩、乌梅5种中草药在不同盐度条件下对迟缓爱德华氏菌抑菌效果, 实验证实, 五倍子、诃子、黄芩具有明显抑菌作用, 抑菌圈在都11 mm以上, 乌梅和石榴皮抑菌效果一般, 随着盐度的增加, 这五种中草药对迟缓爱德华氏菌的抑制作用都有所增强, 抑菌圈大于11 mm, 抑菌效果明显。
4 中草药对黄杆菌属致病菌的抑、杀作用
柱状黄杆菌是黄杆菌属中常见的致病菌, 其引起的疾病常称为“柱形病”。柱状黄杆菌通常损害鱼类的皮肤、鳍和鳃, , 其引起疾病的症状基本一致, 主要包括烂鳃、烂尾以及内脏充血等[36]。柱状黄杆菌一种世界范围的水生动物致病菌, 不仅是我国重要养殖鱼类草鱼、鳜等烂鳃病的病原, 也是其他重要经济鱼类如斑点叉尾鮰和鲤鱼等柱形病的病原[37]。
何爱华等[38]研究6种中草药对4种淡水鱼致病菌体外抑菌活性, 结果表明, 黄连水提物对柱状黄杆菌抑制作用最佳, 其次是大黄和连翘水提物, 最小抑菌浓度 (MIC) 分别为:6.0、9.0、10.0 mg/m L, 黄连的抑菌圈直径达到12.96 mm。喻运珍等[39]研究大黄、虎杖不同部位提取物以及各部位之间两两联用时对嗜水气单胞菌和柱状屈挠杆菌的抑菌效果, 结果表明, 大黄抑菌效果最好的为乙酸乙酯提取部位, 对柱状屈挠杆菌的最低抑菌浓度MCI和最低杀菌浓度MBC均为3.9μg/m L, 虎杖抑菌效果最好的为乙醚提取部位, 对柱状屈挠杆菌的最低抑菌浓度MCI和最低杀菌浓度MBC均为0.97μg/m L, 虎杖和大黄的乙酸乙酯部位、水溶性部位联用时抑菌效果分别提高了16倍和8~16倍, 具有协同作用。
5 中草药对假单胞菌属致病菌的抑、杀作用
假单胞菌属中引起鱼病的病原菌主要有荧光假单胞菌、铜绿假单胞菌、鳗炎假单胞菌、水型点状假单胞菌等。假单胞菌可对多种水生经济动物致病, 引起出血病、赤皮病、白皮病, 腐皮病、溃烂病等[1,40]。荧光假单胞菌主要引起热带鱼、鲑科鱼类和多种鱼类的败血病和鱼类赤皮病,
王旭东等[41]的实验表明, 宣木瓜95%乙醇粗提物和蒸馏水粗提物对五种有害菌都有明显的抑制作用, 其中95%乙醇粗提物对荧光假单胞菌的最低抑菌浓度为:0.98 mg/m L, 蒸馏水粗提物的最低抑菌浓度分别为62.50 mg/m L。罗庆华等[42]研究表明杜仲提取物、大蒜素及制剂对鱼害粘球菌、肠型点状气单胞菌和荧光假单胞菌均有一定的抑菌作用, 两种药物协同抑菌作用明显。张传亮等[43]研究中草药对铜绿假单胞菌体外抑菌的效果, 实验表明黄连、大黄、金银花、夏枯草、地锦草、丹皮、马齿觅和连翘8种中草药对供试耐药株均有较强的抑制活性, 其中黄连、大黄和金银花的抑菌活性尤为明显, 其MIC值分别介于1.96~125 g/L、7.84~125 g/L和15.68~250 g/L。
6 讨论
综上所述, 很多单味中药具有抑菌、杀菌作用, 如大黄、五倍子、五味子、黄芩等, 其抑菌有效成分包括多糖、生物碱、甙类、有机酸类、黄酮类等, 不同部位、不同溶剂提取的成分的抑菌效果也不一样。对于不同研究者报道的同一种药物对同一种病原菌的抑菌作用结果不尽相同, 其原因可能是由于试验手段与条件不一致的结果, 也可能与所试菌株毒力的强弱、药物的采集和贮藏炮制方法有关。复方药物在体外抑菌实验研究的较少, 主要是对一些清热解毒药物展开研究, 但相比于单味药, 组方、中药复方在较低浓度范围内有更理想的抑菌效果。因此, 中药复方在防治水产致病方面的运用具有更大的研究价值。
水产动物遗传育种研究 篇6
一在动物遗传学课程中引入研究性教学模式的意义
研究性教学模式是以学生为主体, 以问题为核心的形式获取知识的教学模式。教师把研究的思想、方法和已取得的新进展引入教学活动, 以研究的形式组织教学, 打破原有凝固的、完整的学科逻辑和机械的顺序, 使学生积极参与到研究之中, 养成独立思考的气质。结果表明:相对于传统的授课式教学法, 研究性教学能够有效改变教学中“填鸭式”的知识灌输, 解决学生参与性差, 创新能力不足等弊端。
在动物遗传学教学过程中引入研究性教学模式, 不仅降低了动物遗传学课堂教学的难度, 激发学生的学习兴趣, 提高动物遗传学的教学质量, 而且有利于培养学生自主学习的探索精神与创新能力。动物遗传学是一门基础性的课程, 如果教师在课堂上满堂灌输, 将学生仅作为知识灌输的对象, 不仅难以激发学生的学习兴趣, 还容易形成教师讲得“辛苦”、学生听得“痛苦”的局面。倘若能在教学过程中引入研究性教学的理念和主旨, 从创设问题情境出发, 引导学生围绕某一知识点进行自主探究, 通过师生互动、分组讨论的形式, 则能有效地激发学生的兴趣和探究激情, 并有助于学生体验知识的发生过程, 领会理解教学内容, 降低教学过程的难度。
二研究性教学在动物遗传学中的应用模式
在动物遗传学教学中引入研究性教学模式, 并不是完全改变传统的课堂授课形式, 而是在讲授课程的基础上增加研究性教学的内容。围绕重要知识点, 在学力所能及的范围内设计相应的研究专题, 由学生组织材料, 制作PPT, 上课讲解, 教师对学生的表现进行评分, 并计入课程总成绩, 最后教师点评补充。具体的研究性教学活动分为以下几个阶段: (1) 根据教学内容, 创设教学情境, 诱发学生学习的积极性和主动性。通过创设多种环境, 调动学生学习的积极性和主动性, 促使学生深入思考并有可能自发地提出各种各样的问题。 (2) 提出问题。引导学生进入相应的知识情境后, 提出相应的问题, 引起学生更深入地思考和探索。 (3) 解决问题。师生共同分析与探讨问题, 教师鼓励学生的逆向思维、发散思维和创新思维, 学生酝酿并探索问题解决的策略。问题的答案是开放的, 不一定与标准答案完全相同, 只要能解决相应的问题, 答案可以是多种多样的。 (4) 汇报展示成果。每个小组甚至每个学生可能会解决不同的问题, 因此他们解决问题的过程及方法是不同的, 通过汇报展示成果, 培养学生的组织能力和表达能力, 还能锻炼学生的信心和胆量。 (5) 师生点评。授课老师和学生就每组的汇报做出评价补充后进行打分, 成绩计入学习总成绩。
三研究性教学在动物遗传学中的实施步骤
第一阶段, 教师初步拟定研究性教学的专题。比如在讲动物遗传学第三章连锁与互换定律时, 先讲解连锁与互换定律的发现:1906年英国生物学家贝特森和柏乃特在研究香豌豆两对性状遗传杂交实验时发现, 杂交产生的F2代总是不符合9∶3∶3∶1的比例, 而且亲本组合数总是多于重新组合数, 这种现象不能用孟德尔提出的独立分配定律来解释, 使得贝特森和柏乃特很困惑, 为什么会出现这种现象?
第二阶段, 教师讲授研究性教学方案。由于动物遗传学是一门基础课, 虽然主要是针对大三学生, 但由于学生没有接受过相关科研思维和方法的训练, 因此, 我们会在课堂上会进行一些引导。如性状符合独立分配定律必须有一个前提条件, 决定两对性状的两对基因必须在非同源的染色体上;如果决定两对性状的两对基因位于同一条染色体上, 这两对基因不能彼此独立分离并自由组合。通过引导, 来启发学生的思维。
第三阶段, 提出问题后, 将学生分组后让学生组织材料答疑。教师采用自由组合和适当安排相结合的方法将学生分成4个人一组, 并要求每组学生根据兴趣查阅教材和相关文献。教师可要求每组学生商定每个组员的分工与角色, 确定组长, 要求大家通过分工协作完成。
第四阶段, 学生就问题搜集素材、汇总, 制作PPT并进行汇报。各组推荐一位论文报告人, 使用幻灯片进行论文汇报, 报告时间为10分钟。每组报告完毕后, 教师和其他各组进行提问, 报告组成员进行答辩、讨论。最后, 由老师和学生给予评分。
第五阶段, 教师点评和补充知识点。教师针对每组报告内容从连锁现象的发现、基因互换的原理、互换的测定、学生表达等方面进行点评, 并按照教学大纲规定的内容进行总结和补充, 强调一些重要的概念和知识点。如摩尔根关于连锁现象的试验研究、采用的研究对象及其检测方法等。最后, 总结连锁交换定律的内容及其产生的本质。
四结束语
总之, 研究性实验是动物遗传学教学中的一种尝试和改革, 它有利于培养学生的创新思维能力, 从根本上改变传统实验教学的不足。虽然笔者在动物遗传学理论课程的教学环节及其相应实验教程中, 引入了研究性教学模式, 也取得了不错的教学效果。但仍需要在教学理念、教学方法、教学内容和课程考核等各方面进行全方位的改革, 以期建立完整、系统的动物遗传学研究性教学体系。
摘要：在动物遗传学教学过程中引入研究性教学模式, 不仅降低了动物遗传学课堂教学的难度, 激发学生学习兴趣, 提高动物遗传学的教学质量, 而且有利于培养学生自主学习的探索精神与创新能力。
关键词：遗传学,研究性教学,经验交流
参考文献
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[2]张绪平.应用型本科基础课研究性教学理论与实践——以广东白云学院高等数学和大学语文教学为例[J].民办教育研究, 2010 (1) :74~77
高效防控水产动物肠炎 篇7
贝瑞康专家从医学免疫学的角度出发, 结合水产动物疾病预防学原理, 开发出的专一性抑制肠道炎症因子、高效保护肠道黏膜的绿色饲料添加剂预混料, 使用在各种海水和淡水的鱼类、虾蟹等养殖动物上, 取得显著的预防肠道炎症的效果, 获得了养殖户的广泛认可。
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黄颡鱼肠道电子显微镜对比图 (使用贝瑞康和未使用的肠道差异, 见图1。
湖州黄颡鱼养殖, 使用贝瑞康预防肠炎的池水和未使用贝瑞康的池水对比见图2。
图3是持续添加贝瑞康1号15d的虾。