基因工程在畜牧業上的應用范文

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抗菌肽作為抗生素的替代品，最先應用于醫療方面，用來治療一些抗生素不起作用的臨床耐藥菌株的感染。另一方面，它也可以用于臨床疾病的診斷。一旦生物體感染某種細菌或病毒，體內就會產生相應的免疫應答，而這種應答的一方面表現形式就是相對應的抗菌肽濃度的快速上升。根據抗菌肽與感染性疾病之間的對應關系，可以為診斷提供依據。目前，隨著對抗菌肽的了解加深，它的應用也得到了廣泛的拓展，不僅僅局限于臨床醫學，還包括農業和畜牧業等方面。

在畜牧業方面，農民為了追求高的經濟價值，在飼料中大量添加各種抗生素，嚴重破壞了畜禽腸道內的微生態平衡并導致一些耐藥菌株的產生，導致畜禽疾病的日益復雜化，而抗菌肽正好可以克服抗生素的這些缺點。目前它在畜牧業上的應用主要分為下面幾個方面：一是抗菌肽和抗生素的聯合添加喂養。當前疫病多為混合感染，而一般抗生素抗菌譜一般比較窄，且只對細菌有效。而抗菌肽除對細菌有效之外，還對真菌、病毒、寄生蟲和原生動物有抑制或殺滅作用，二是取代目前喂養中所用的抗生素。

抗菌肽作為一種特殊的氨基酸，添加在飼料中一方面可以作為營養成分降解吸收，另一方面又可以代替抗生素的作用起抗菌的作用，從而避免抗生素對動物和人體的危害。目前，國內這方面已經有一些成功的例子。將抗菌肽在酵母中發酵表達后的制劑，添加到飼料中,能夠代替抗生素預防及治療仔豬白痢和雛雞白痢，并能提高肉雞飼料轉化率和存活率。添加來源于豬小腸的抗菌肽能提高雛雞日增重，降低料重比，同時增強雞十二指腸和空腸的消化吸收功能。三是通過基因工程手段將廣譜性抗菌肽基因導入生物體內，提高它們對各種病原菌的抵抗能力。據報道，Reed等將抗菌肽Shiva-1a通過轉基因手段導入小鼠后，提高了小鼠對布魯氏菌病的抵抗能力。

Sarmasik等將天蠶抗菌肽轉入鮭魚發現對嗜水氣單胞菌、熒光假單胞與安圭拉弧菌等3種魚類病原菌均有很強的抗性。另外，Yarus將牛氣管抗菌肽（bTAP)基因轉入小鼠中提高了它對致病大腸桿菌的耐受性。因此，借鑒已成功的轉基因技術，把一些具有光譜抗性的抗菌肽基因導入生物體，從而產生抗病新品種或高效抗菌劑，治療在養殖過程中細菌或病毒所引起的等各種棘手的疾病，前景將十分樂觀。

2現階段抗菌肽應用存在的問題和展望

盡管抗菌肽具有非常廣闊應用前景,但是目前它的應用還需要解決一些問題。（1）來源問題，由于抗菌肽的天然資源有限，而且提取的難度和成本都比較高，因此，基因工程和化學合成便成為獲取抗菌肽的主要手段。但是化學合成肽類，成本較高，不適合應用。而通過基因工程手段，在微生物中表達抗菌肽，可能殺死宿主細菌而不能獲得表達產物。即使對宿主菌沒有毒害，但仍會有表達量少的問題存在。因此如何選擇表達宿主菌，提高抗菌肽的生產效率，降低成本，是抗菌肽應用必須解決的關鍵問題。（2）與抗生素相比，雖然抗菌肽的抗菌譜比較廣，但它的抗菌活性還不夠理想。對已有抗菌肽進行改造或者設計新抗菌肽分子是創造高活力抗菌肽的有效途徑。這就需要更深層次的了解抗菌肽結構與活性之間的關系，為分子改造和設計提供足夠的理論依據。（3）大部分抗菌肽產品還處于研發階段，離真正應用推廣還有很長的路。這不僅要靠技術的積累，還要有資本支撐才能最終實現。

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【關鍵詞】制藥工程；抗菌肽；微生物；生物技術

在當前社會發展中，生物技術廣泛的應用在各類制藥工程中，已成為制藥產業未來發展的主導基礎。抗菌肽作為一種廣泛存在于多種生物中的一類帶正電荷的小分子多肽，具有著光譜抗菌性，同時也具有著一定的抗真菌、抗病毒和抑制腫瘤活性的作用。伴隨著人們對藥品需求的不斷加大，抗菌肽在制藥工程中也得到了廣泛的應用，對于提高藥品的作用，提高人體免疫里發揮著不容忽視的重要作用。

一、抗菌肽概述

抗菌肽廣義上是一種存在于生物體中且具有著抵抗外界微生物入侵、消除體內出現突變細胞的一類小分子多肽結構。在上個世紀七十年代，瑞典科學家首次提出了抗菌肽的概念，自此以后，人們在生物技術研究中對抗菌肽研究也不斷深入和擴大，也獲得了較大的進展。在目前的社會發展中，抗菌肽在昆蟲、植物、動物、病毒等多種領域得到了廣發的應用與研究，其種類快有多大兩千多種。抗菌肽在目前的研究中，多事采用動物免疫細胞、各種器官粘膜、皮膚以及植物的花、果、皮進行研究。

經過多年的總結和研究我們發現，抗菌肽是一種分子量低、水溶性好、熱穩定性能好和強堿性高的特點，在目前社會發展中越來越受到人們的重視與研究。其在應用的過程中與其他抗菌機理完全不同，已成為一種轉基因抗病毒植物基因的來源基礎，同時在研究中對于抗菌、抗癌等藥品的研究與生產中也得到了廣泛的應用與研究。在當前社會發展中，隨著生物學的不斷發展。抗菌肽的三維結構也被精確的測定了出來，使得抗菌肽結構和功能關系存在著一定的關系。并且生物血液信息和計算機圖形圖像的處理現實中也出現了極大的變動與變化。在當前的制藥產業應用中，抗菌肽的分析設計手段已成為推動其發展核心與關鍵，更是促進了整個醫學領域的發展。

二、抗菌肽在制藥中的應用機理

1、應用機理

抗菌肽是人們從各種細菌、真菌和兩棲動物分裂獲得的一種抗菌活性較強的肽，一般也被人們稱之為肽抗生素。在早期的研究與應用的過程中主要是通過對天蠶免疫體制分析和研究的過程，也是由血淋巴產生的一種擬菌性的抗性物質成分。在抗菌肽在應用過程中具備著多種功能和作用，是通過多種氨基酸共同構成的堿性物質，在某些抗菌肽對部分真菌和原蟲處理中都具備著較為良好的殺傷作用與預防優勢。其在應用的過程中能夠通過單一應用的時候體現出擬殺多種病菌和真菌、細菌的模式，抗菌肽還對各種癌細胞有著良好的擬制作用。

2、抗菌肽的效應

抗菌肽是一種具備著光譜抗菌活性的一種新型微生物，也是一種有效對多種細菌進行根除和滅殺的活性抗生素。在目前的制藥過程中，其使用對于耐藥性能源具備著良好的滅殺作用，因此受到人們廣泛的重視。與此同時，其在制藥應用中對于提高身體免疫力也存在著重要優勢，還能夠加快傷口的愈合速度，在目前已成為康復中心和人們常用藥品中必備的物品之一。

三、抗菌肽的應用研究

抗菌太的應用已成為當前醫療事業發展的基礎前提，是未來制藥體系前景的核心動力。在目前各種醫療設備逐步完善的今天，抗菌肽的應用更是為抗生素產業的發展開辟了新市場和理論基礎。

1、在畜牧業上的應用

借鑒已成功的昆蟲抗菌肽轉基因工程，在當前各種生產行業中抗菌肽的應用不斷的在擴大中，在畜牧業中，由于其各種動物的繁雜，病菌出現種類的多樣，使得抗菌肽在其生產過程中廣泛的應用。

2、抗菌肽在基因工程上的應用

抗菌肽分子量較小，對多種動植物病原菌具有廣譜的抗性作用，同時對動植物細胞無毒副作用，因此抗菌肽動植物基因工程的研究能廣泛開展起來，期望將抗菌肽的基因轉入動植物體內并得到表達，達到抗病的目的。

3、抗菌肽作飼料添加劑應用的優勢

抗菌肽能耐受飼料制粒時的高溫，規模化發酵生產時，經高溫濃縮工序，可充分殺滅酵母菌體而不導致抗菌肽失活，產品在推廣應用后不會出現工程菌的擴散而導致環境生態問題。抗菌肽殺菌機理獨特，病原菌不易對抗菌肽產生耐藥性。

4、抗菌肽的藥用前景

4.1柞蠶免疫血淋巴治療乙型肝炎的效果

滯育柞蠶蛹經接種滅活的大腸桿菌誘導產生免疫血淋巴，含有多種免疫成分如抗菌肽、抗菌蛋白、溶菌酶等；供治療乙型肝炎的膠囊，試驗證實其在合適劑量能顯著或極顯著降低鴨血清乙型肝炎病毒水平，能抑制鴨體內乙型肝炎病毒復制增殖作用。

4.2抗菌肽在治療癌癥上的應用

抗菌肽對體外培養的癌細胞有作用，主要是使癌細胞膜上形成孔洞，內容物外泄，線粒體出現空泡化，嵴脫落，核膜界限模糊不清，有的核膜破損，核染色體DNA斷裂，并抑制染色體DNA的合成，細胞骨架也受到一定程度的損傷。昆蟲抗菌肽具有光譜抗菌、抗病毒、抗癌能力，以及活性濃度低，無致畸變作用，無蓄積毒性，不易產生抗藥性等優點，有望成為新一代的抗菌、抗病毒、抗癌藥物。

5、問題與展望

5.1要將抗菌肽應用到臨床治療，還有許多問題有待于解決

①由于抗菌肽的分子量比大部分抗生素大，生產成本高，目前還無法投入大規模生產。②表達系統載體和動物源的抗菌肽來源十分有限，不能滿足研究和臨床應用的需要；化學合成和基因工程成為獲得抗菌肽的主要手段，但成本較高，通過基因工程方法對抗菌肽進行表達，而大部分抗菌肽對表達載體都有抗殺作用，一般都選擇酵母菌，或者使抗菌肽以融合蛋白的形式表達，這樣又增加了后加工的難度。

5.2前景展望

近年來，隨著科學技術的不斷發展和各種微生物技術的不斷進步，抗菌肽在發展過程中也越來越瘦人們的重視，其在研究過程中也出現了多種不同方式的研究過程與方法。其在研究的過程中不僅在分子水平上研究抗菌肽在動物免疫防御系統中精細的合成過程及其調控機制，而且探討其藥用開發價值，通過對抗菌肽結構與功能關系的研究為設計新的多肽類抗生素提供了理論依據，研究各種生物分子與其組合的過程中形成的各種先進的治療藥品和抗病菌的成分。而且一些重要的抗菌肽的基因正陸續被克隆，轉基因研究已成為抗菌肽研究的熱點領域，如抗菌肽轉基因水稻、番茄等的成功，極大地提高了植物的抗病能力。

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廣義上講，生物技術是利用有機體、死細胞、活細胞以及細胞內含物，采用特殊的過程生產出特殊的產品應作到農業、醫藥以及環境修復治理中，尤其是70年代基因工程的出現，它能改變、取代物種的基因。

生物技術在農作物中已有廣泛的應用。最初通過遺傳工程獲得而進入市場的作物是：玉米、大豆和棉花。它們經轉基因后具有抗除草劑和棉鈴蟲的能力。這種玉米、大豆和棉花從Bt細菌獲得基因，經遺傳改良后具有防蟲害的能力。利用Bt細菌獲得經遺傳改良的作物的潛力是相當大的。例如：美國有200萬hm2的Bt棉花，澳大利亞有40萬hm2，兩者各相當于2.5億美元價值。如果將Bt玉米引種在美國1000萬hm2的土地上，只要增產5%，就意味著能增加3.5億美元收入。這項技術進一步促進了Bt制劑控制蟲害在商業上的應用。除此之外，還有許多經轉入特定基因的玉米品種，這些品種能同時抗除草劑和一些蟲害。

生物技術在畜牧業上應用所獲得的益處與在農作物上相似。一方面，生物技術有助于提高畜禽的生命力以及消滅競爭者。促進畜禽生長的物質有生長激素以及促進其生長的調節劑，這些物質可由基因工程而獲得。如利用鼠類基因（該基因能促進角蛋白的形成）能獲得了經遺傳改良的綿羊，這種綿羊比普通棉羊產毛量能提高6%左右。另一方面，生物技術在提高農作物產量、質量的同時，有助于提高畜牧業的生產力發展水平。例如，通過控制飼料作物體內碳水化合物含量可提高畜牧業生產力；利用基因調控技術可以提高包括豆科作物在內一些作物的蛋白質含量，減少飼料作物中難消化的木質素含量等。達比等人已生產出一種轉基因三葉草，可應用于澳大利亞綿羊牧場。該基因來自向日葵，經轉基因的三葉草能制造富含氨基酸的蛋白質，該蛋白質經食物鏈進入綿羊體內，進而能提高產毛量。

生物技術給人類帶來的益處也包括在生態和環境兩個方面。利用生物技術提高現有農業生態系統的生產力可以減低農業向原始的、自然、半自然生態系統擴張的要求，因此，它有助于有人類保存、保護地球上僅有的自然生態系統及其資源，有助于人們未來再利用其中的基因資源開發新的產品。

生物技術已用于生產抗蟲害、抗除草劑作物。正如前面所述，一些轉基因棉花、玉米、大豆等具有抗蟲害、抗除草劑的能力。1995年人們可以在市場上購買到轉基因馬鈴薯，這種馬鈴薯能產生水晶蛋白，而水晶蛋白對科倫那多馬鈴薯甲蟲有毒害作用。這些轉基因作物能減少殺蟲劑的用量，降低殺蟲劑及其殘留物對食物鏈、水體造成污染，從而有利于保護生態環境。

在許多農業生產區，土壤氮素可利用量是制約農業生產力提高的一個重要因子。而一高科技農業生產區使用人造氮肥是以犧牲生態環境為代價的。制造氮肥要利用大量能源，據統計，英聯邦農場平均投入的能源大約有50%來自肥料。由施用肥料而產生的溫度氣體（二氧氣化碳、氮氧化合物等）不可避免地促進地球氣候變暖。除此之外，農業土壤的氮素流失是水體富營養化的主要原因。

生物技術的利用能為這些問題的解決提供潛在的、真正有價值的幫助。

同樣，人們可以利用真菌來提高土壤養分的有效性。溫萊指出：特定的真菌類能促進土壤養分的釋放，從而促進作物生長；真菌也能通過分解有機物質（例如纖維素等）釋放出糖類，促進固氮菌的生長。進一步提高土壤養分有效性的可能，包括獲得轉基因細菌和真菌，以進一步增強它們制造養分和釋放土壤養分的能力。轉基因作物的最終目標是使作物本身能夠自行固氮，避免、減少使用人造肥料，從而減少對生態環境的破壞。這在目前尚不可能，但在將來卻有望實現這個目標。

二、生物技術帶來的不利

從經濟角度上講，生物技術帶來的不利并不明顯，然而，它會引起發達國家與發展中國家貧富差距進一步擴大。因為，生物技術公司主要集中在發達國家，發達國家可以通過輸出生物技術產品而獲得利潤。與此同時，發展中國家由于技術、及其產品還遠沒有被廣泛接受。

生物技術可能引起生產方式和人類健康的退變。這種情獎品可能會隨著需要特定處理的轉基因作物的出現而產生，特別是抗除草劑的轉基因作物出現。農民必須從同一公司購買種子和除草劑，否則除草劑起不了作用。同樣的問題也可能在需人造肥料的轉基因作物上出現，這些轉基因作物會取代傳統的依靠有機肥的作物，后者在發展中國家是很普遍的，并且也有利于環境保護。生物技術在食品上的應用對發展中國家的農民也會造成許多困難。生物技術也會對人類的健康制造麻煩。近年來在英國已有這方面的報道。特別是當能引發人體過敏反應的基因轉入農作物時，例如，堅果能引發人體過敏反應，若它的基因被導入其他作物，則有可能其他作物也會引起人體過敏。為了預防起見，轉基因作物產品必須經免疫測定篩選后才能利用。

生物技術也可能引發環境問題。人們利用生物技術生產出抗旱、耐鹽、抗病蟲害作物同時，也導致生物多樣性遭受嚴重破壞，甚至導致一些物種滅絕。這一結果是由于生物技術促進農作物向它原本不適應的地域擴張而造成的。生物技術同樣加速土壤侵蝕和沙漠化。農業，尤其是耕作農業的擴張會增加除草劑、殺蟲劑、人造肥料的使用，農業中不斷投入的能源促進全球變暖。與此同時，氮素生物化學循環的改變也加劇了水體的富營養化，直接影響人類和動植物的生存。

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關鍵詞 基因工程；研究進展；原理；應用

中圖分類號 Q78 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2012）10-0045-02

20世紀70 年代以來，基因工程技術在世界范圍內蓬勃興起，至今已在多個學科領域得到廣泛應用。基因工程是一項能夠較好地服務于人類社會的工程技術，該技術通過改變生物的遺傳組成，增加生物的遺傳多樣性，由此賦予新型轉基因生物的表型特征[1]。目前，以基因重組和克隆技術為代表的生物技術正以日新月異的速度迅猛發展。

1 基因工程原理

基因工程（genetic engineering）以分子遺傳學為理論基礎、以分子生物學和微生物學的現代方法為手段進行的研究，又稱為DNA重組或分子克隆。通過體外重組，基因工程將不同來源的基因導入受體細胞，在體細胞內實現基因的復制、轉錄、翻譯。這種技術是按照人們的意愿將某一生物的遺傳物質——DNA大分子提取出來，在離體條件下用適當的工具酶進行切割，然后與載體DNA分子連接起來，一起導入某一更易生長、繁殖的受體細胞中[2-3]。對于受體細胞而言，與載體相連的DNA分子就屬于外源物質也稱為重組體。重組體導入到受體細胞之后就可以進行正常的復制和表達，從而獲得新物種。一般來說，載體的選擇對能否成功進入受體細胞并且復制和表達起著很重要的作用，載體進入受體細胞應該以不影響受體細胞正常生長為基本原則。這種技術克服了遠緣雜交的不親和，為改造生物提供了有效的手段。

2 基因工程的應用

2.1 植物基因工程技術在中草藥研發中的應用

2.1.1 提高藥用植物的有效成分含量。目前，學者在鐵皮石斛上應用了基因工程技術，以提高其有效成分的含量。由于人工合成成本很高，若能夠通過基因工程技術提高石斛堿的含量，會產生巨大的經濟效益。魏小勇等[4]以鐵皮石斛種胚原球莖為研究材料，定向誘導后獲得穩定的石斛堿突變體，分析突變體的表達效果，并以mRNA為模板反轉錄產生cDNA，構建鐵皮石斛差減cDNA文庫，獲得差異表達mRNA反義基因。通過構建相應載體轉化石斛，來分析轉基因石斛中石斛堿的變化，通過篩選反義基因來確定石斛堿功能基因。將類似鐵皮石斛的稀缺植物上應用基因工程技術，可為中草藥的研發奠定基礎[5]。

2.1.2 提高藥用植物的抗病性和抗逆性。一般對藥用植物都是采用大規模的種植，由此才能滿足市場需求。應用植物基因工程技術可解決栽培過程中的病害問題。如種植培養出的抗病毒、抗蟲害品種，可增強植物對病害的抵抗能力，不僅能降低植物病害的發生，還能減少由于使用農藥而帶來的污染[6]。Pilon-Smit et al[7]將SacB基因導入煙草，提高了轉基因煙草的耐旱抗寒特性。我國學者也開展了植物基因工程技術的研究和應用，并取得了顯著的成果。賀 紅等[8]以枳殼實生苗上胚軸為研究材料，為獲得轉柑桔衰退病病毒外殼蛋白基因的植株，其采用了遺傳轉化技術。有學者還利用Ti 轉化系統獲得了多種抗病毒的植物，如抗黃瓜花葉病毒（CMV）的番茄和抗甜菜壞死黃脈病毒（BNYV）的甜菜等[9]。

2.2 基因工程在植物性食品脫敏中的應用

基因工程可以將目的基因導入受體細胞，也可以改變內源基因，只要找到需要刪除的基因即可。過敏反應具有反應迅速的特點，過敏原種類也很多。因此，防止發生過敏反應也很困難。基因工程可以直接作用于過敏源頭，即改變內源基因使編碼的蛋白質失去致敏性。也可以通過基因工程方法處理食品及其原料可降低其致敏性，從而降低過敏病人的不良反應。反義技術可消除植物中內源基因，使致敏基因沉默，從而降低植物性食品致敏性[10]。

2.3 轉基因技術在哺乳動物遺傳育種領域的應用

隨著分子生物技術的發展，人們可以根據意愿改良動物品種，結合基因技術原理的應用，由此實現重要的經濟價值。在畜牧業生產上，主要是用于遺傳改良，加速動物育種。轉基因可以定向培育并保存物種的優良性狀，并能加快其積累和保存的步伐。在大量的轉基因動物中選出符合人們預想的轉基因動物，利用優良動物品種的體細胞作核供體克隆動物，用于大量生產轉基因動物。將轉基因技術應用于家畜上，在動物體內轉入結合特異抗原抗體基因，可生產出具有抗多種疾病性能的動物[1]。轉基因技術的科技含量較高，但在實驗室內也能實現動物育種。在動物雜種優勢利用方面，轉基因技術可加速動物育種的進程，增強選育種畜性狀的穩定性，降低育種的時限并提高效率[11]。

2.4 基因工程在食品工業中的應用[12-14]

2.4.1 糖類的改良。淀粉是一種多糖，通過對酶的調控可控制其含量水平，ADPP葡萄糖焦磷酸酶、淀粉合成酶和分枝酶是高等植物的淀粉合成酶。將淀粉系土壤大腸桿菌的基因轉移到馬鈴薯上，可增加馬鈴薯的淀粉含量[12]。這種基因可表達ADP-葡萄糖焦磷酸化酶，使馬鈴薯淀粉含量增加近20%[15]。目前，利用植物基因工程技術改善食品的風味已取得重大的進展。Monsanto公司開發出轉基因馬鈴薯，新型馬鈴薯產品的淀粉含量較傳統品種平均提高了20%～30%，油炸后的產品具有更好的構質和風味，并且油味和吸油量都較少[16]。

2.4.2 改善發酵食品風味。發酵食品具有工業經濟效益，其品質將直接影響效益。但是在該領域不能廣泛地應用傳統的微生物，否則不能達到定向改造微生物性狀的目的。因此，選擇的微生物將決定發酵食品風味。隨著分子生物學的興起，在分子水平上可利用DNA 重組、RNA 干擾及基因敲除等基因工程技術來構建所需的基因工程菌株[17]。

例如，在啤酒和醬油的生產工藝中可利用轉基因技術改善產品的風味。在釀造醬油的過程中，氨基酸的生成量對整體風味起決定性的作用，參與該反應的羧肽酶和堿性蛋白酶的基因已克隆并成功轉化到菌株中，羧肽酶的活力可大幅提高13倍，堿性蛋白酶的活力可提高5倍，從而提高氨基酸的生成量[18]。為滿足不同食品的需要，在醬油的釀造工藝中可使用工程菌株，由此降低醬油的色度和口味。啤酒中含有一種叫雙乙酰的物質，雙乙酰是啤酒酵母細胞產生的α-乙酰乳酸經非酶促的氧化脫羧反應自發產生的，當雙乙酰含量超過風味閾值（0.02~0.10 mg/L）時，就會大大降低啤酒的口感，產生餿酸味，進而影響經濟效益。為改善啤酒的風味，可采用α-乙酰乳酸脫羧酶去除雙乙酰。研究表明，利用轉基因技術將編碼α-乙酰乳酸脫羧酶的基因克隆到啤酒酵母中進行表達[15]，可以有效降低啤酒中的雙乙酰含量。基于基因工程原理，還可將轉基因技術應用于制取其他產品[19]。

3 展望

目前，基因工程技術已滲透到人類生產生活的各個領域，其以巨大的生命力發揮重大的影響，一些實驗室技術和成果不斷地得到應用，也將使地球的生物圈變得更加豐富多彩[20]。如今基因工程技術在給人類帶來利益的同時，對于疾病的治療方面也有了巨大突破。盡管基因工程技術給人類帶來了巨大的利益和便利，但同時也應該思考轉基因食品的安全性問題，這是對基因工程未來發展的最大挑戰[21-22]。

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抗菌肽(antimicrobialpeptides)是具有抗菌活性短肽的總稱。1975年瑞典科學家G.Boman等人[2]等從惜古比天蠶(Hyatophoracecropia)蛹中誘導分離得到一種殺菌肽,并將其命名為cecropin。此后,許多抗菌肽相繼被分離、純化。一些抗菌肽的氨基酸一級結構和基因序列得到確定。80年代,有關抗菌肽的研究主要集中在大型的經濟昆蟲。90年代以來,在繼續對大型經濟昆蟲進行研究的同時,又擴展到一些小型昆蟲和其它無脊椎及脊椎動物,抗菌肽已成為免疫學和分子生物學研究的熱點。研究的內容包括:抗菌肽的分離與純化,氨基酸序列的分析,蛋白質構型與功能的關系,抗菌肽的作用機理[3,4],應用基因工程克隆與表達抗菌肽基因,改造合成抗菌肽基因以及動植物的轉抗菌肽基因工程等,其中昆蟲抗菌肽基因工程研究最受重視[5,6]。目前已發現抗菌肽或類似抗菌肽的小分子肽類廣泛存在于生物界,包括細菌、動植物和人類。這種內源性的抗菌肽經誘導而合成,在機體抵抗病原的入侵方面起著重要的作用,更被認為是缺乏特異性免疫功能生物的重要防御成分。抗菌肽具有廣譜殺菌作用,大多數對革蘭氏陽性菌有較強的殺滅作用,有些則對革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌均起作用。對某些真菌、原生動物,尤其對耐藥性細菌有殺滅作用,并能選擇殺傷腫瘤細胞,抑制乙型肝炎病毒的復制。

1.抗菌肽的分類

迄今為止從不同生物體內誘導的抗菌肽已不下200種,僅從昆蟲體內分離獲得的就多達170余種。根據抗菌肽的結構,可將其分為5類:(1)單鏈無半胱氨酸(Cys)的抗菌肽,或由無規則卷曲連接的兩段а-螺旋組成的肽。該類包括天蠶素Cecropins,Magainins等。Magainins最初是從非洲爪蟾的皮膚中發現的,它是爪蟾的皮膚在一定的環境壓力下分泌出的抗感染和促進傷口愈合的成分,由兩個緊密相連的肽鏈組成,每一個肽鏈有23個氨基酸,低濃度便可抑制許多細菌和真菌生長[7]。(2)富含某些氨基酸殘基但不含Cys的抗菌肽。如富含脯氨酸(Pro)或甘氨酸(Gly)殘基的抗菌肽。如從豬腸內分離的抗菌肽PR39中Pro含量占49%[6]。鞘翅肽Coleoptericin和半翅肽Hemiptericin的全序中富含Gly[8]。(3)含一個二硫鍵的抗菌肽,該二硫鍵的位置通常在肽鏈C端。如爪蟾皮膚細胞中產生的Brevinins[9]。(4)有兩個或兩個以上二硫鍵,具有β折疊結構的抗菌肽。如綠蠅防御素(Phormindefensin),分子內有6個Cys形成3個分子內二硫鍵,肽鏈C末段是帶有擬β轉角的反向平行的β片層[10]。實驗證明,分子中的二硫鍵在其抗菌作用中至關重要。(5)由其他已知功能較大的多肽衍生而來的具有抗菌活力的肽。

2.抗菌肽的作用及機理

2.1抗菌肽的抗菌作用及其機理抗菌肽分子可以在細菌細胞質膜上穿孔而形成離子孔道,造成細菌細胞膜結構破壞,引起胞內水溶性物質大量滲出,而最終導致細菌死亡。抗菌肽分子首先結合在質膜上,接著其分子中的疏水段和兩親性α-螺旋也插入到質膜中,最終通過膜內分子間的相互位移,抗菌肽分子聚集形成離子性通道,使細菌失去了膜勢而死亡[10-14]。但是,Gazit[15]等得出的實驗結果表明,抗菌肽只是結合到了單位膜的表面上,并未插入膜中,更未形成通道。然而,抗菌肽的作用靶部位是細菌細胞質膜,以及抗菌肽的作用結果是導致細菌細胞質膜通透性增大等基本內容是確切無疑的,這也正是抗菌肽與青霉素等傳統抗生素對細菌作用機制不同的本質所在。

2.2抗菌肽的抗病毒作用及其機理研究發現煙芽夜蛾幼蝦的血淋巴對6種DNA、RNA病毒有明顯的抑制作用,使病毒感染力迅速降低,而且這種抗病毒活性具有廣譜性。Mariam[16]試驗表明來源于爪蟾的抗菌肽Magainins及其它Magainins類抗菌肽具有抗皰疹病毒-HSV的作用,還發現人的嗜中性粒細胞防御素(HNP-1)對一種皰疹病毒有抑制作用。此外,蜂毒素和天蠶素也可以在亞毒性濃度下抑制艾滋病毒HIV-1的基因表達,從而抑制減少HIV-1的增殖。這表明抗菌肽對于當今人類的頑癥———艾滋病也有抑制作用。

2.3抗菌肽的抗寄生蟲作用及其機理抗菌肽可以有效地殺滅產生人類及動物寄生蟲病的寄生蟲,如瘧疾、Chagas氏病、萊什曼病等。目前發現一種合成的天蠶素-蜂毒素雜合體對萊什曼原鞭毛蟲有損傷作用,起作用的靶目標是細胞質膜,它可以快速降低H-OH的通透性,破壞膜電勢,質膜形態也受到損壞。Shahabuddin[17]研究發現昆蟲抗菌肽對感染蚊子的瘧原蟲發育的不同時期有不同的作用,主要對瘧原蟲的卵囊期和子孢子期造成明顯的損傷。

2.4抗菌肽對腫瘤細胞作用及其機理國內外已對抗菌肽殺傷腫瘤細胞的作用進行了廣泛研究,發現抗菌肽對體外培養的癌細胞的作用主要是使癌細胞膜上形成孔洞,內容物外泄,線粒體出現空泡化,嵴脫落。核膜界限模糊不清,有的核膜破損,核染色體DNA斷裂,并抑制染色體DNA的合成,細胞骨架也受到一定程度的損傷[18,19]。通過對荷瘤小鼠的研究證明,抗菌肽能顯著抑制ECA腹水瘤荷瘤小鼠腹水的積累;對S180肉瘤和U14宮頸癌的抑瘤率亦達30%-50%[20]。抗菌肽還可以調動機體的免疫機能,從體液免疫方面來抵抗癌瘤的入侵。

3.抗菌肽基因的融合表達

抗菌肽的天然產量低,合成或從機體中提取步驟復雜、產率低、價格相當昂貴,利用基因工程技術生產抗菌肽具有重要意義。抗菌肽所攜帶的堿性氨基酸使其對蛋白酶非常敏感,必須采用融合表達策略以抵消其堿性并降低其對宿主細胞的毒性。

謝維等合成了家蠶抗菌肽CMIV基因,并將其克隆到金黃色葡萄球菌A蛋白和IgG親合的結構域ZZ的融合表達載體中,得到Pezz318-CMIVV質粒,以此質粒轉化E.coliHB101,得到ZZ-CMIV融合表達的蛋白,用CBr切割后,得到CMIV肽。李秀蘭等[21]對天然抗菌肽CMIV的氨基酸序列作了50%的改動,根據E.coli偏愛的密碼子人工合成了肽基因片斷,重組到測序載體,再將此片斷重組到表達載體Pet28上進行表達,融合蛋白經CNBr裂解后,具有與天然抗菌肽相同的生物活性。吳映雅等將柞蠶抗菌肽D基因連接在牛成纖維細胞生長因子cDNA的上游,在酵母中成功地得到了表達,表達產物具有抗菌活性和牛成纖維細胞生長因子的抗原性。Kevin等[22]HNP(humanneutrophilpeptide1)和CEME(syntheticcecropin/melittinhybrid)分別與GST(glutathione-S-transferase)、ORRF、IgG結合序列及SPA(staphylococcalproteinA)在E.coli或S.aureus中融合表達,結果在S.aureus中雖實現了與SPA的融合分泌表達,但表達產量較低;Zhang等[23]選擇RepA蛋白的序列作為抗菌肽的融合表達伴侶,并插入Histag等序列作為純化親和位點,實現了在E.coli中的融合表達。ChristsnenB等研究中得到的融合抗菌肽的抗菌活性比其任何一個供體抗菌肽的活性都高。

4.抗菌肽轉基因研究

王志興等把大麥α-淀粉酶的信號肽序列和抗菌肽CecropinB基因或HhivaA基因構成嵌合基因,并把此基因導入馬鈴薯,結果加信號肽序列的CecropinB轉基因植株發青枯病延遲,病情指數降低。Yarus等[24]用顯微注射法將牛氣管抗菌肽基因轉入小鼠,轉基因鼠在牛氣管抗菌肽基因控制序列的驅動下成功的表達了牛氣管抗菌肽,在鼠乳中的牛氣管抗菌肽對大腸桿菌具有抗菌活性。Reed等研究了以IL-2啟動子/增強子控制轉基因鼠中抗菌肽的合成及隨后對布氏桿菌的抑制作用。Reed[25]構建了這樣一個DN斷:Shivala片斷,SV40多腺苷酸化/剪切信號肽基因片斷,此片斷加到鼠IL-2基因5’側-593─110區域。在受精卵精前核時將此融合基因注入受精卵(微注射法),得到26系小鼠。RT-PCR檢測:有兩系轉基因鼠,當其脾淋巴細胞置于3.25mg/kg的conA(刀豆蛋白,一種抗原誘導物)時,可以誘導產生成熟的ShivalamRNA。用一定量的布氏桿菌接種時,有兩系小鼠遭到攻擊。四星期后,在轉基因鼠脾臟組織布氏桿菌比非轉基因鼠少得多(P<0.05)。DavidWinder等[26]把編碼Ceropin或Melittin的基因放置在MLV(鼠白血病病毒)的啟動子下,轉染到EJ細胞(人膀胱癌細胞),然后把這些細胞注入到裸鼠內,發現這些腫瘤細胞停止生長或生長減弱DavidWinder等用PCR擴增,Prepromelittin(PPM前蜂毒素原),Premelittin(PM前蜂毒素)和Prececroppin(PC前抗菌肽)三種核酸片斷,均置于MLV啟動子下構建融合基因轉染進EJ細胞。三種類型的EJ細胞分別注入裸鼠后,測定50d后的腫瘤生長情況,無抗菌肽基因片斷的EJ細胞(對照組)致瘤率為70%,帶Cecropin基因片斷的EJ細胞致瘤率只有39%,PPM為50%,PM為65%,其抑制腫瘤的效果明顯。

5.抗菌肽的應用前景

目前,大部分植物抗菌肽是從植物種子中分離獲得的,它們可以保護植物組織和種子不受真菌病原菌的侵害,但是植物抗菌肽對大部分細菌無抑制活性。因此,依靠基因工程的方法用其它真核生物的抗菌肽基因來轉化農作物,培育抗病新品種是當前國內外研究的一個熱點。

動物抗菌肽和干擾素、補體一樣是機體非特異性天然防御系統的重要組成部分。機體受損傷或病原微生物入侵時,能迅速產生抗菌肽來殺傷入侵者,它對正常真核細胞幾乎沒有作用。另外,因為抗菌肽的合成速度非常快(假定核糖體上肽鍵合成速率不變,抗菌肽的產生比IgM要快100多倍),［27］而且小肽的擴散比大的蛋白質和免疫細胞更加迅速,作用更顯靈活,所以Boman曾指出,抗菌肽是機體的一種理想的一線防御物。與普通抗生素相比,抗菌肽的“抗菌譜”更廣,除了抗細菌外,有的抗菌肽還能作用于真菌、原蟲、有包膜的病毒及癌細胞(對癌細胞的選擇性作用可能與其細胞骨架的改變有關),同時能加速免疫和傷口愈合過程。這預示抗菌肽在治療及預防癌癥和抗病毒、抗感染等方面具有良好的應用前景。更為重要的是,由于抗生素的濫用導致菌株產生了抗性,人們需要尋找新的抗菌藥劑。抗菌肽這種從生物體中獲得的物質恰巧具有獨特的抗菌機理,不是像一般的抗生素那樣通過阻斷生物大分子的生物合成來發揮作用,因而極有希望開發成為一類新型的廣譜高效抗菌藥物。

隨著研究工作的進一步深入,可以預見,抗菌肽及其基因工程在醫藥、衛生、食品工業及農業等方面將會發揮更為重要的作用。另外,有些抗菌肽分子中含有D-氨基酸,這也為研究D-氨基酸如何在核糖體上合成多肽提供了一個理想的模式體系。

6.研究展望及存在問題

抗菌肽是哺乳動物防御系統的一個重要組成部分,具有熱穩定、水溶性好、廣譜殺菌甚至有的能殺真菌、原蟲等優點,而且許多抗菌肽在100℃加熱10min條件下仍能保持一定活力,且對較大的離子強度和較低或較高的pH都有較強的抗性,而對真核細胞幾乎無作用,僅作用于原核細胞和發生病變的真核細胞,并且與抗生素通過阻斷大分子生物合成的作用機制完全不同,病源菌不易對其產生耐藥性,由此顯示了它具有獨特的研究和應用價值。近20年來,人們對昆蟲抗菌肽已進行了比較系統的理論和應用研究,但有關畜禽抗菌肽基因工程應用研究方面的報道較少。從哺乳動物抗菌肽特有的性質,顯示了它具有以下幾個方面在畜牧生產上的研究和應用前景。研究展望及存在問題

6.1藥用前景隨著傳統抗生素的廣泛及長期的應用,許多病源菌對它們產生了耐藥性,而具有廣譜抗菌且有獨特的抗菌機制的抗菌肽顯然在這方面的應用研究中具明顯優勢。隨著對抗菌肽結構與活性的關系、抗菌肽作用機制及其基因表達調控機制認識的不斷深化,設計一種高效的、有利于人類健康的抗菌肽作抗生素替代品是完全可行的。

6.2轉基因研究及應用仔豬腹瀉、奶牛炎及各種病毒性疾病如豬瘟、雞新城疫等一直是棘手的疾病,不利于畜牧業的發展。借鑒已成功的昆蟲抗菌肽轉基因工程,如轉基因蚊子、轉基因馬鈴薯、轉基因水稻等,把特異的抗菌肽基因轉入畜禽特定細胞讓其表達,從而產生抗病新品種,不失為一條發展畜牧生產的新思路,前景深遠。

6.3抗菌肽基因表達調控及抗菌肽添加劑研究研究表明,［28］抗生素添加劑的使用嚴重破壞了動物腸道的微生物平衡,并易在動物體內殘留,嚴重影響了畜產品的品質和人類的健康。用基因工程方法生產環保型抗菌肽添加劑,或者,通過日糧因素調控抗菌肽基因的表達而達到畜產品無抗素化值得進一步研究。

然而,由于抗菌肽分子小,分離提純存在一定的困難,故天然資源有限。化學合成和基因工程法獲得抗菌肽是主要手段,但化學合成抗菌肽成本高,而通過基因工程在微生物中直接表達抗菌肽基因,則可能對宿主有害而不能獲取表達產物。所以,對抗菌肽的結構、構效關系及作用機理還需進一步研究。

7.結束語

抗菌肽是生物體對外界病原物質侵染而產生的一系列免疫應答反應產物,它的出現為人們尋找理想的抗菌藥物提供新的領域,尤其是當今許多抗生素產生了耐藥性,因此抗菌肽具有巨大的應用潛力。基因工程技術的發展,極大的促進了抗菌肽的研究和開發,通過抗菌肽基因的克隆與表達而大量生產成為可能。雖然抗菌肽目前還不能直接應用于養殖業,但抗菌肽獨特的作用機理不易產生耐藥性的特性將吸引科研工作的不斷深入,可以相信抗菌肽將在動物養殖和提高畜產品品質方面發揮重要作用。

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篇6

食品安全在人們的生活中越來越重要，它關系到人們的吃穿住行。安全高效的畜牧業發展在我國目前顯得尤為重要，特別是三聚氰胺等一系列食品安全事件的發生，更堅定了我國政府把食品安全和發展綠色農牧業提高到了戰略的高度，生物飼料正是國家食品安全戰略中涉及的重要內容。在國家生物農業發展規劃中，生物飼料的發展是優先發展主題。

發展生物飼料不僅是畜牧業發展和食品安全的保障，而且能大大提高畜牧業的經濟效益。生物飼料可以替代抗生素，切斷經過食物鏈亂用抗生素、激素等對人類健康的危害。過去幾十年里，動物養殖過分依賴抗生素等藥物，產生了諸多問題。動物飼用抗生素后引起耐藥菌株擴散，對動物、人和環境生態造成嚴重危害，并引起動物菌群失調， 抑制動物的免疫力，繼發二次感染，導致畜產品藥物殘留，影響人類健康。一些飼料加工企業和養殖戶為了追求商業利潤，大量使用激素、違禁藥品，如瘦肉精和其它藥物添加劑，這些物質殘留在畜產品內，經食物鏈進人人體，也會導致一系列疾病如兒童早熟，成人肥胖。由于飼料中長期使用抗生素、超量添加重金屬、砷制劑導致畜禽糞尿中含有相應物質，排放到農田、河流，導致生態污染也日益嚴重。我國農業部對廣東、廣西、浙江、福建、湖南、江蘇、上海、河南等8個省、市、區500多家飼料生產經營及養殖企業的調查結果表明，違禁藥品檢出率依然高達198%。這些問題已經危及到人類的安全，食物的安全和農牧業的持續發展。因此，從飼料加工和動物飼養環節，嚴格控制畜產品的品質和食品安全是21世紀我國畜牧業亟需解決的重大問題。

生物飼料的發展促進人畜爭糧矛盾問題的解決。據有關方面估計全世界每年約有纖維素資源1000億噸，我國約有50億噸，這些農作物秸稈大多數用作燃料和肥料，即使作為飼料的極少部分也多采用傳統的直接飼喂的方法，消化利用率極低。若將秸稈、谷殼進行微生物處理，則可大大提高飼料的轉化率和動物機體的消化吸收率。我國農業廢棄物的干物質總量超過6億噸，如果能利用其中20%作飼料，就可節省1000億噸糧食，相當于我國“九五”計劃提出的糧食增產500億千克指標的1倍。據專家預測，2030年我國人口將達到最高峰16億時，糧食的總需求量為7.43億噸，超過目前生產能力的50%，同時耕地面積進一步縮小，大約只有現在的80%。到2010年、2020年、2030年我國糧食原糧需求的38%、43%、50%將用作飼料。針對我國飼料資源嚴重短缺的現狀，建立新型飼料資源開發與產業化示范的技術體系，提高我國常規和非常規飼料資源的開發利用水平，增加飼料原料供給，以緩解我國飼料資源短缺，是我們今后的主要工作任務。利用微生物發酵工程和基因工程等生物技術手段，篩選脫除有毒有害物質、提高蛋白質消化利用率的單一或復合菌株，建立節能型發酵工藝和裝備，從而生產新型生物飼料。

今后生物飼料的發展仍是我國乃至全球飼料發展的重點，目前全球飼料產量已超過6億噸。發達國家的飼料業已進入穩定發展時期，但發展中國家今后仍將比較快速的發展，全球飼料業仍將保持2%～3%的增長速度，這將帶動生物飼料的快速發展。根據我國飼料工業的發展規劃，2010年全國配合飼料生產能力需達到1.4億噸，配合飼料產量1億噸，濃縮飼料1000萬噸，預混合飼料500萬噸，飼料添加劑基本實現國產化，而我國飼料工業整體水平還達不到90年代末國際水平。

非常規飼料資源是指在傳統的動物飼養中未作為主要飼料使用過以及（或）家畜家禽商品飼糧中一般不用的飼料。非常規飼料資源面廣、種類多、量大，而且一般沒有進行科學的、大規模的開發利用。在這個意義上，非常規飼料資源中有些可以稱得上是有開發前途和利用價值的“新型飼料”。在我國，非常規飼料資源主要指作物、樹木和家畜家禽生產過程的廢棄物以及人們消費食品的加工下腳料等。

隨著畜牧業生產的發展，常規飼料越來越滿足不了畜牧業生產發展的需要，開發利用非常規飼料資源就成為解決飼料短缺的重要措施。對于家畜來說，非常規飼料資源（NCFR）是既有能量又有蛋白質的重要飼料來源（在2000年分別占到代謝能和粗蛋白產量的36%和26%），幾乎與主要的農作物同樣重要，后者在2000 年的貢獻是將近42%的能量和39%的蛋白質產量。研究表明，以質量分數為45%的平茹菌糠代替等量的麩皮進行生長豬比較試驗，結果菌糠組平均日增重504g，比麩皮組提高了1403%；又有試驗用木薯制取淀粉后的渣漬轉化的菌體蛋白飼料配以其他料飼喂豬、雞，增重效果、飼料轉化率接近于蛋白質含量為14 %～15 %的配合飼料；糖顆粒是玉米生產葡萄糖時的副產品，可代部分玉米等能量飼料，內蒙古赤峰地區的一些飼料廠在蛋雞產蛋高峰料中添加量為13.5%，在肉仔雞4 ～6 周齡料中添加量為12%，并用土霉素渣和酶化血球蛋白粉等非常規原料，養殖戶反映效果良好，市場需求量大。因此，從我國的實際出發，加大對非常規飼料資源的開發、利用、研究將是畜牧業可持續發展的有效途徑之一。

對非常規生物飼料的研究主要是體現在以下兩個方面：

一些學者或企業以農作物秸稈通過微生物發酵制成了魚用發酵飼料， 并結合施肥和水質控制管理進行羅非魚、鰱魚等魚類的養殖。結果表明，餌料系數為4，養殖效果良好，投入與產出比為1∶1.8。還有一些學者利用解氰、脫脂、脫酚、解碳、解磷和降解纖維素的多元菌株與谷殼、秸稈類農業廢棄物和其它飼料配合發酵，生產秸稈發酵飼料，也能在不同程度上提高秸稈飼料的轉化率，從而達到促進消化和生長的目的。這類飼料最大的特點是能量和蛋白不足，較適于母豬和節糧型畜牧業。此外，也有人把農作物秸稈（如麥稈、稻草、玉米稈、花生殼等） 生產成為魚生物飼料；另一方面，利用農副加工廢棄物開發的生物飼料即利用酒糟、豆渣、糖渣等以及水產加工廢棄物等與其它原料配合，經微生物發酵加工而成的飼料。這些非常規飼料添加到畜禽日糧中，起到節約常規飼料，促進畜牧業生產的作用。非常規飼料資源面廣、樣多、量大，而且一般沒有進行科學的、大規模的開發利用。在這個意義上，非常規飼料資源中有些可以稱得上是有開發前途和利用價值的“新型飼料”。

非常規飼料資源對于家畜來說，是既有能量又有蛋白質的重要飼料來源，幾乎與主要的農作物同樣重要。美國、加拿大、英國、法國、印度等都開展了以淀粉渣為原料采用曲霉和酵母聯合生產菌體蛋白的研究；J.N.Nigam研究用菠蘿罐頭廠的廢液為原料，利用產朊假絲酵母（Candida utilis）NRRL-Y900去除該廢液中90%一95%的COD（化學需氧量）的同時，得到微生物蛋白； M.Ibrahim Rajoka用雙氮纖維單細胞菌（celluomonas biazotea）發酵耐鹽多年生的雜草來生產微生物蛋白并對其最佳發酵條件進行研究；法國利用黑曲霉將次等香蕉轉化為高蛋白質動物飼料，經過48小時固態發酵后，產品蛋白質的含量可達20%，比原料提高了7倍；德國采用鐮刀菌進行固態發酵甜菜渣，可獲得粗蛋白含量為24%的蛋白飼料等等。

內蒙古地區是我國最重要的草原畜牧業基地，有草地8888萬公頃，其中可利用草場面積6818萬公頃，占全國草場總面積的四分之一，且有非常豐富的非常規飼料資源，資源面廣、種類多、量大，而且一般沒有進行科學的、大規模的開發利用。內蒙古得天獨厚的天然草原構成了我國畜產品生產巨大的優勢資源，大力推進內蒙古非常規生物飼料發展，提高生產水平，對推動農牧業產業結構的調整、增加農牧民收入、促進經濟可持續發展、推動新農村新牧區建設和生態建設具有重要意義。

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[9] 瞿明仁. 寡糖研究進展. 中國飼料， 2004 （1）：10-12.

篇7

上海種源農業產業發展現狀

種源產業是國家戰略性、基礎性核心產業，是上海現代農業建設的發展重點。改革開放特別是進入新世紀以來，上海農業生物品種選育工作不斷加強，培育了“滬油”系列雙低油菜、“申優”系列雜交粳稻、“滬旱”系列節水旱稻、“銀冠”花菜以及部分設施專用種子等一批優質特色品種；形成了一批成長較快的種子企業；種業基地建設有序推進；農作物種業發展的政策扶持力度逐步加大，為該市種業長遠發展創造了良好基礎。良種培育和推廣，對提高農業綜合生產能力、穩定糧食生產和確保地產蔬菜有效供應發揮了重要作用。

1.上海選育的優質特色品種。糧食作物水稻、油菜和大麥中培育了寒優湘晴、秋優金豐、“申優”系列雜交粳稻、“滬優”系列節水旱稻、“滬油雜系列”雙低油菜、“花30”系列啤酒大麥；蔬菜中的矮抗青、新夏青、“”系列上海青菜品種享譽全國，設施專用品種浦粉系列番茄、碧玉系列黃瓜、特旺達茄子等具備與進口品種競爭的能力；水果中的“大團蜜露桃”、“錦”字系列黃桃、“滬油”系列油桃、“滬培”系列葡萄成為地方特色品種；上海荷斯坦奶牛凍精產品在全國奶牛育種業中排名第一；新楊褐殼蛋雞和新浦東雞是國內僅有的幾個肉蛋雞品種之一；“浦江1號”團頭魴、羅非魚、康樂蚌、“申福1號”壇紫菜等水產養殖品種全國聞名。“申香”系列香菇是我國香菇生產的主栽品種。大量種養殖作物品種不僅在上海廣泛應用，還推廣至全國市場。

2.種子企業。近年來，上海重點培育了上海種業公司、上海農工商集團、光明種業有限公司、上海奶牛育種中心有限公司等種業集團，各集團種業發展側重點不同，上海種業集團主要從事穴盤種苗、新優花卉的生產；上海農工商集團主要從事種公牛、種肉牛、種豬、蔬菜種苗、優質稻種、花卉種球、種鳥、水產種苗等8大種苗的生產；光明種業有限公司力圖在國內糧食產業鏈上的育種環節有所突破；上海奶牛育種中心的核心是荷斯坦凍精產品，并已連續3年列全國市場份額第1。

3.種業基地。“十一五”以來，以實施“種子工程”為契機，上海加快了種子基礎設施建設，良種繁育基地體系已基本形成，建成了上海農作物南繁基地與南繁工作站。2009年，建設稻麥良種基地18個，生產基地面積近1333hm2，配備種子烘干、精選、包裝、加工流水線10套，改善了種子倉儲、曬場等設施條件，良種供應能力大大增強，基本能滿足本市主要農作物統一供種的需要。蔬菜“種子工程”確定了14種蔬菜作物作為良種化主攻目標，落實了一批良繁基地，在外省市建立了一批繁種基地，實行提純復壯和良種繁殖。目前全市蔬菜有原種圃53hm2，良種繁育面積666hm2，并形成了浦東孫橋、金山銀龍、閔行馬橋等現代化種苗繁育基地。光明乳業公司建立了6000頭現代種奶牛場，成為全國奶牛種源基地。水產養殖方面，上海建設了標準化水產養殖場、標準化漁船等漁業設施，以及嘉定區望新水產良種場等4大良種場，并在市外建設了苗種基地，如上海水產研究所江蘇啟東科研基地等，提升了上海市水產良種的繁育能力和水產優質苗種的供給能力。

4.種業發展的政策。種子管理體系已逐步完善。通過加快種子管理體制改革，實施政企分開，加強種子管理、執法機構和隊伍建設，種子管理、執法體系日趨完善，目前上海市擁有持證種子執法人員100余名、質量檢驗員44名，承擔種子管理、執法、檢驗工作，為規范種子市場秩序，確保全市農作物種子質量，促進農業持續穩定發展發揮了重要作用。

5.種源農業產值。上海種源農業產值一直實現穩步增長。2009年，上海種源農產品生產實現產值12.96億元，比上年增長4.8%，占全市農業總產值的比重由上年的4.4%提高到4.6%。種源農業產值構成中，種植業占16.9%，林業占8%，畜牧業占55.9%，漁業占19.2%。種源生產區域集中度較高，郊區各區（縣）依托各自主導優勢產業帶動種源農業發展，光明食品（集團）公司、青浦區、松江區和崇明縣集中了種植業種源的73.8％；松江區、金山區和崇明縣集中了林業種源的57.2％；光明食品（集團）公司、金山區和浦東新區的原南匯區部分集中了畜牧業種源的71％，其中金山區以優質生豬養殖帶動畜牧業種源生產發展，集中了上海郊區近40％的苗豬種源，浦東新區的原南匯區部分大力發展優質禽蛋生產，集中了全部種蛋種源的44％；青浦區、奉賢區和崇明縣依靠水利資源和特色漁業，發展漁業種源生產，這3個區（縣）漁業種源生產占上海郊區的80％以上。

上海也積極開拓種源農產品外省市場和國外市場。2009年，上海銷往外省市的種源農產品實現產值2.75億元，比上年增長19.4%，其中蔬菜種子和花卉種苗以銷往外省市為主，銷往外省市的產值分別占其銷售產值的61.7%和80.1%；光明食品（集團）公司的荷斯坦種公牛凍精銷售形勢喜人，在全國市場的占有率居前列；種植業、漁業的鰻苗比上年也有較大增長。在開拓國外市場上，2009年，光明食品（集團）公司生產的花卉種苗，實現出口1373萬元，比上年增長2.7%，其中上海鮮花港出口的蝴蝶蘭品種好、價格高，銷往日本、韓國、法國、美國等多個國家，嘉定區蔬菜種籽也實現了出口突破。

上海種源農業技術發展現狀

1.技術研發機構及平臺。與種源農業產業發展相關的技術研發機構與平臺有中國科學院上海生命科學研究院、上海交通大學、復旦大學、上海農業科學院、上海市農業生物基因中心、上海海洋大學等研發機構，以及國家植物基因研究中心（上海）、國家轉基因生物分子特征驗證測試中心、農業部轉基因植物環境安全檢測中心（上海）、國家食用菌工程技術研究中心、農業部冷庫及制冷設備檢驗測試中心等研發平臺。上海是我國最早開展生物技術研究的城市之一，在種源農業生物技術領域與我國其他省市相比具有明顯的比較優勢。

2.轉基因生物育種技術。先后承擔了國家水稻結構基因組和功能基因組研究計劃，分離了水稻品質改良、抗逆、育性、抗蟲、新型疫苗等功能明確的功能基因；轉基因技術及其在品種改良上的應用曾在全國率先建立了花粉管通道法轉化植物，建立了水稻、土豆、油菜、甘藍、棉花植物等轉基因系統，在棉花棉纖維改良、品質改良水稻、抗病蟲水稻、耐鹽堿水稻、脂肪酸改良油菜等植物基因工程方面獲得了明顯成績；轉基因生物安全性檢測和評價制定了多項國家轉基因生物分子特征檢測的技術標準。

3.種質資源保存技術及保存庫。種質資源是遺傳育種和品種改良的物質基礎。2002年建成的上海市農業生物基因中心，包括低溫低濕和液氮兩套保存系統，可實現30萬份種質資源的長、中、短期保存，建有現代化的種質資源研究與利用實驗室，可實現優異種質的綜合評價與鑒定，有利基因的發掘、分離與轉移以及主要農作物功能基因組研究和種質資源的創新與利用。擁有現代化的農作物種質庫、微生物庫、植物離休材料庫、動物生殖細胞庫和遺傳工程材料庫，可采用-196℃液氮、-80℃超低溫冰箱和液狀石蠟及凍干管等多種保藏技術保存微生物、動物資源和植物離體材料。

上海發展種源農業產業SWOT分析

1.優勢（Strength）。

（1）基礎優勢。種源和設施農業均有較好的技術和產品基礎，種子、種苗、水產品、果蔬花卉等產業經過多年發展，具備了一定的產業布局和規模，有些在國內具有較大市場和影響力，如光明乳業集團的荷斯坦奶牛凍精產品占到全國26.71%的市場份額（2006年數據），在全國奶牛育種業中排名第一；上海青菜種子占到同類產品市場10%。

（2）市場優勢。上海農產品消耗量大，農產品本地品種的市場認同度高，產業的發展有很好的市場基礎。

（3）技術和人才優勢。上海已成為我國最大的農產品消費中心和中轉中心之一，國內外高新技術與產品匯集在上海或通過上海進行銷售，如國外大型種子公司紛紛將總部設在上海，區域與市場的優勢使其在引領產業發展高新技術的快速發展方面有良好的環境。

2.劣勢（Weakness）。

（1）農業基礎薄弱。種源和設施農業技術與產品的市場相對而言較小，農業相對于工業和服務業的低效性，效益不高，吸引力不足。

（2）現有種業企業規模偏小。尚未形成具有一定市場競爭力的規模型企業或集團，企業科技投入不足，技術人員層次低，良繁技術比較粗放等，導致種子產業科技含量不高，市場競爭能力不強。

（3）優勢品種仍然缺乏。主要農作物水稻品種仍以浙江品種為主，小麥作物品種以江蘇品種為主。種子企業缺少強優勢品種，企業發展后勁不足。蔬菜、西甜瓜、水果也缺少突破性品種，與日本、韓國等國家相比仍有較大差距。

（4）相關技術人才缺乏。以設施農業為例，有了現代的裝備，沒有相應的人才去使用管理，農業裝備與設施的效益也難以發揮，近年來，農業種養殖一線的技術人員更是呈現減少的趨勢。

（5）產業發展的機制體制不夠完善。如良種選育、擴繁推廣、經營的脫節，尚未形成“科研服務生產，生產促進經營，經營回報科研”的良性循環機制，嚴重影響種子經營規模的擴大，難以實現真正的良種產業化。

（6）種子加工手段相對落后。種子加工設施、加工技術、種子包裝落后，種子外觀、商品性較差，與國外種子產品相比尚有一定差距。

3.機會（Opportunity）。

（1）現實需求。上海有基本農田面積21萬hm2，糧食、各種蔬菜、生豬、家禽、鮮蛋、鮮奶和淡水養殖等需要大量的良種供應，同時上海也為周邊甚至全國供應種源，如上海是中華絨螯蟹、優質奶牛的主要供種地；“十二五”期間，上海設施農業覆蓋率將由2010年的61.4%增加到2015年的80%，同時，大量塑料大棚和小拱棚的裝備升級改造。另外，上海是一個擁有2000多萬人口的國際性大都市，有一個碩大的農產品消費市場，同時上海也是農產品進出口的重要集散地之一，這些為設施農業技術的提高創造了發展機遇。

（2）政策支持。2011年4月，國家了《國務院關于加快推進現代農作物種業發展的意見》，上海隨后了《上海市人民政府貫徹<國務院關于加快推進現代農作物種業發展的意見>的實施意見》（滬府發〔2011〕47號）文件，國家專門就設施農業發展制定了《全國設施農業發展“十二五”規劃（2011-2015年）》，以及《農產品冷鏈物流發展規劃（2011-2015年）》。最新的《上海市現代農業“十二五”規劃》也將現代種業列為“十二五”上海產業發展的重點，將設施農業建設列為“十二五”發展的主要任務，表明了國家和上海對種源和設施農業發展高度重視。

4.威脅（Threats）。

（1）國內外優勢產品和技術對區域內相關產業的發展沖擊。如種源產業，一些跨國農業生物技術公司紛紛搶占中國市場，通過在中國設立研發中心、發展經銷商等逐步滲透中國的農業種源種子行業，對我國農業生產和農業科技發展構成了巨大挑戰。又如設施農業，其技術涉及面廣、學科類型多樣，我國設施農業在設施結構設計安裝水平上與國外差異不大，但在環境控制技術和設備、設施種養殖品種及管理水平上與國外還有很大差距，短期內整體突破困難較大。

（2）地方保護主義的限制。大多數種源農產品生產、推廣地域特征明顯，推廣應用范圍十分有限，目前種源農業生產主要目的依然是滿足自身農業生產的良種需要，通過市場銷售的種源農產品比重僅為l/3，種源農產品市場化推廣應用水平與產業化發展要求差距較大。

上海種源農業發展技術研發和產業發展建議

1.技術研發建議。

（1）完善建立種源、設施農業研發重點實驗室或中心，建立專項性、持續性研發資助機制。在已有國家植物基因研究中心（上海）、國家轉基因生物分子特征驗證測試中心、農業部轉基因植物環境安全檢測中心（上海）的基礎上，借助其基礎研究優勢，組建專業性、產業應用性更強的農作物品種鑒定中心，開展農業生物種養殖品種的特異性、抗病性和抗逆性等的鑒定和鑒定技術方法研究等工作。建立專項性、持續性研發資助機制，選擇產業發展重點、核心技術方向，通過制定長期性的和階段性的研發目標、內容和方法，持續支持，保障技術研發的連貫性。

（2）成熟技術完善并集成應用。對于技術相對較為成熟，需要完善或普及應用的技術項，應優先支持，推廣普及，及早在產業發展中發揮重要作用，如建立種質資源保護利用及其信息化平臺，推廣普及種子生產、加工、檢測技術，發展完善農產品安全優質生產監管技術和采后低碳綠色保鮮技術。

（3）核心技術重點支持快速發展。對于對產業發展具有重要作用而目前尚處于研發階段或需要長期不斷實施和完善的技術項，應重點關注，長期支持，如種質資源創制和分子改良育種技術、新品種的選育與推廣、設施環境信息獲取技術及設施環境控制算法、設施綠色安全農產品種養殖及采后綠色供應鏈技術體系。

（4）前沿技術大力關注。那些對產業發展有重要提升作用但目前區域研發基礎較弱的技術項，可以大力關注，通過引進吸收或其他方式進行支持，實施技術逐步儲備，如特殊需求設施裝備設計制造、農產品加工、保鮮、物流等技術設備、基于生物模型的環境精準控制技術、溫室節能新型技術等。

2.產業發展建議。

（1）政策扶持方面。鼓勵和支持本地農業生產應用本地良種良法，加大種源和設施裝備龍頭企業建設的政策扶持力度。根據上海“十二五”農業發展目標，上海將著力打造2~3個育種能力強、生產加工技術先進、市場營銷網絡健全、技術服務到位、具有自主知識產權和國際競爭力的“育繁推一體化”現代農作物種業集團，培育若干專而精的、有成長潛力的種子企業；農業設施裝備水平顯著提高。種源和設施裝備龍頭企業一方面是產業發展的體現，另一方面是各項先進技術的應用載體，需要集各方力量共同支持其發展。

篇8

古人說的好，盡信書，不如無書。教師根據學生出席卡反饋的內容，要求學生對提出的課程外延內容作陳述，教師和其他同學提出觀點和意見，增加學生發言機會，提高學生認識問題、分析問題和獨立思考的能力，拓寬學生知識面，增強學生自信和適應社會的能力。

2教學形式的開放

教學形式是教學的方法，不同的教學方法產生不同的教學效果。單一的教學方法乏味，引不起學生的興趣。教學方法是為了完成一定的教學任務，師生在共同活動中采用的手段，它包括教師教的方法和學生學的方法，是教師引導學生掌握知識技能、獲得身心發展的方法。一直以來，我國傳統的教學方法以講授式為主，只強調教師的教法，而忽視了學生的學法，將教學活動看成是一個單向流動的過程，而不是一個雙向甚至多向交流的過程。開放式教學的教學方法將教學活動定位為教師—學生的雙向交流活動，既重視教師的“教”—教會學生學習，又重視學生的“學”—學會如何學習。在教學過程中，積極采用啟發式、討論式、答辯式、問題式等現代教學方法，采用多媒體演示和網絡教學平臺，這無疑是教學方法的一大進步，對于提高教學水平，培養學生獨立思考意識和創新精神有積極的作用。針對“生物技術概論”課程的特點，我們在授課過程中部分章節采用多媒體教學、啟發式教學和分組討論是授課過程常用的教學方法，根據學生自己的興趣，結合課程內容寫綜述性論文，鼓勵學生發表，并要求學生在課堂試講，陳述個人觀點。借助網絡教學平臺，每周提出一些問題，要求學生選擇性的完成，課余時間帶領學生參觀學校研究測試中心，校外產學研實習基地，增強學生對專業的認識。

3教學過程的開放

開放式教學倡導師生之間精神世界的開放，從而使師生關系呈現出民主、平等的特征。開放式教學認為，面對知識的學習師生都是認識的主體，教師是有主導作用的主體，學生是有研究探索的主體，二者的主客體地位在教學實踐過程中不斷進行著相互轉化。教師由于聞道在先，在教學過程中積累了豐富的經驗和策略，是研究的先行者、組織者。但師生在知識、經驗上的差異不能造成人格上的差異，學生的學習經驗和研究能力同樣具有其獨特的價值。教師應處在與學生平等的地位上，充分尊重、信任每個學生，傾聽學生的聲音，理解學生的情感、意愿等內心世界，讓學生有足夠的表達自己思想和情感的機會，學生的個性中往往蘊藏著創造性的萌芽，對學生的任何創新都應予以及時的肯定。開放教學理論認為，互相信任和尊重的氣氛可以產生最好的學習效果，從而有效地刺激和促進學生的發展。因此，開放式教學中的師生關系應該是民主、平等的關系，教師與學生相互尊重，創造和諧融洽的學習氛圍。

4教學效果分析

授課結束后，我們利用同一套試題對開放教學班和正常教學班進行了閉卷測試，卷面總分100分，我們對兩個班級的卷面最高成績、最低成績、平均成績等進行了統計(見表1)。從表1可看出，開放式教學班最高成績為96分，正常班為93分，開放式教學班平均成績顯著高于(P＜0．01)正常班，正常班最低分低于開放式教學班9分，優秀率、良好率和及格率在開放式教學班均高于正常班，不及格人數在正常班多于開放式教學班。這些指標反映出，開放式教學班教學效果優于正常教學班。試卷題型包括填空(10分)、選擇(20分)、術語解釋(20分)、判斷(10分)，簡答(20分)和論述(20)六種題型。其中，客觀題60分，主觀題40分。對卷面主觀題和客觀題等在兩個班的得分進行了統計(見表2)。客觀題得分在開放式教學班和正常教學班差異不明顯，主觀題得分差異比較明顯，差距接近9分，兩個班在填空題、選擇題、判斷題、術語解釋4個題型的平均得分都比較接近，但是簡答題和論述題得分，開放式教學班的均分均顯著(P＜0．05)高于正常教學班，差距均在4分以上，說明開放式教學班學生對主觀知識的掌握優于正常教學班。

5討論

開放式教學是培養跨世紀創新型人才的需要，它是在改革傳統教學方法的基礎上提出來的，是對教學系統的改革。生物技術概論是高校動物科學專業、水產專業和生物技術專業的專業基礎課。學好這門課程對動物科學、水產專業和生物技術專業本科學生來說，是他們對基因工程、細胞工程、發酵工程、酶工程、蛋白質工程、生物技術與農業、食品、能源、人類健康、環境保護和生物安全等知識的掌握必不可少的一門課程，而且通過學習這門課程，能使學生的視野得到開闊，想象力有所啟迪，分析問題和解決問題的能力得到提高，特別是能掌握和了解現代生物技術在畜牧業中的應用以及研究原理，以適應現代畜牧業科學技術和生命科學技術的迅速發展的需要。為學生完成畢業論文打下堅實的理論基礎，并具有制定分子水平研究路線的能力。本研究將開放式教學引入生物技術概論，經過詳細的調查和研究，初步構建了生物技術概論開放式教學體系。實踐表明開放式教學可以提高學生的學習興趣，培養學生的創新意識和工程實踐能力，提高教師的綜合素質，促進生物技術概論課程理論教學體系的完善和發展。

6結語

篇9

關鍵詞:科學;技術;文明;科學主義

中圖分類號:J0-05 文獻標識碼:A文章編號:1005-5312(2010)19-0034-02

“科學”一詞的英文是science,它起源于拉丁文“知識、學問”。日本人把science譯為科學,即分類的知識、學問。十九世紀末,康有為引進并使用“科學”二字。此后,科學二字便在中國逐漸傳播開來。

“技術”一詞的英文為technology,其詞根techne來源于希臘語。在希臘語中技術的本義是對純藝術和實用技巧的論述, 是利用一切自然和人的力量來滿足人類需要的理智的技巧。

科學與技術是有區別的。科學強調“學”這一概念的,技術強調“術”這一概念 。朱維錚先生概括“學”與“術”這兩個概念的區別“學貴探索,術重實用”。科學注重的是求得真知,既要得到真理,又強調追求真理的探索過程。技術側重實用性,它的目的是使用一些技巧來滿足人的需要。

雖然科學與技術的側重不同,但是它們從產生開始,就密不可分地聯系在一起。對美好生活的追求促使人類尋求能改善生活的技術,人類思考總結這些技術產生了科學知識,同時這些科學知識又成為提高技術的理論基礎。現代社會中技術是科學的后繼產物,技術成為科學的一部分,本文中將科學、技術這兩個概念合稱為“科學”,以便于論述。

一、科學與文明進程

科學的歷史的久遠程度與人類的歷史大概相同。大約在舊石器時代,原始人就在制造石器的過程中開始取得一些技術進步,到舊石器晚期各種技術的改進加快,這對文明的形成有重大作用。最初的科學是與人類生活相關聯的,所有文明最初形成時都必然要定居,而這需要有各種各樣的科學知識。

一兩萬年前,原始人發明了弓箭,捕獲動物的技術得到提高,獵物被圈養、馴化,人類由狩獵時代進入畜牧時代。鉆木取火的發明讓人類不再依賴天然火種,人類結束茹毛飲血的時代,更多的熟食使原始人生活質量得以改善。對火的運用又催生了其它技術,例如,制陶技術、冶煉技術。這些技術結束人類一萬多年遷徙不定的生活,人類進入五千年的文明史。

文明就是人在自然界把自己加以界定的一種概念和行為,并且要區分自己與自然界的不同。文明發生時必然有大量改造自然的科學活動。最初的科學與人類認識自然、改造自然的活動相關,這擺脫不了服務自身生活的目的。文明形成之初人類要耕種、定居需具備農業、畜牧業、城防等方面的科學知識。農業和畜牧業是人類迄今最重要的發明,科學對人類文明的建立有著莫大的功勞。

科學一直跟隨文明的進程而發展,同時科學革命改變文明的發展方向。中國古代有火藥、指南針、造紙術和印刷術這四大發明,沒有人能否認它們對文明的影響。火藥解決了游牧民族對農耕民族的威脅。宋代有專門生產火藥和火器的工廠,火器是當時抵御北方少數民族進攻中原的有效武器。北宋的“霹靂炮”、“震天雷”就在抗金戰爭中大顯威力。指南針把人類文明聯系在一起。指南針傳入歐洲,使哥倫布、達伽馬的遠洋航行成為可能,從而促進了15、16世紀大航海時代的到來,人類文明逐漸緊密聯系起來。紙和印刷術使知識得以普遍傳播,從而改變教育的面貌,加速了文明發展的腳步。

培根在《新工具》中寫道:“印刷術、火藥和指南針因為這三大發明首先在文學方面,其次在戰爭方面,再次在航海方面而改變了整個世界許多事物的面貌和狀態,并由此產生無數變化,以致似乎沒有任何帝國、任何派別、任何名人能比這些技術發明對人類發展產生更大的動力和影響。”培根這段話說明科學革命使得文明發生了變異。隨著17、18世紀科學革命的加速,西方逐漸進入現代文明時期。

二、科學主義與現代文明

從18到20世紀,科學主義范式出現。尤根?哈馬貝斯認為“‘科學主義’或‘唯科學論’,就是科學對自己的信任,即堅信,我們不再把科學理解成為一種可能認識的形式,而是把它與知識等同起來。”現代科學的文化效應使得科學家們成為人類唯一的公認立法者,任何學說、觀點、立場如果和科學及其方法論不一致就會被宣判為迷信。科學決定論占據了人的思想領域,成為一些現代人的信仰。

科學主義與科學精神不同。科學精神強調實事求是,科學主義中的則將科學意識形態化,它與科學的社會應用價值緊密聯系在一起。認為科學能解決一起問題,是一種科學萬能論。而將科學絕對化、信仰化會對人類文明造成莫大危害。

首先是濫用科學會使人類賴以生存的環境損失慘重。

人類濫用科學致使自然環境遭受到破壞,以石油污染為例,近四十年來因為各種原因流入海洋的石油及其制品至少有1000萬噸,石油在海面上形成的油膜導致海水缺氧、海內生物畸形、死亡,破壞海洋生態平衡。又如因科學發展研制出的化肥、油漆、洗滌劑、殺蟲劑等會對土地、水源、空氣造成污染,這會加速人類文明的滅絕。有專家認為,可能在今后20一30年中,地球上有四分之一生物將處于嚴重的滅絕危險之中。現在乎均每年有一個物種消失,有許多物種甚至在被人記錄之前就己消失。這與使用科學強行改造自然有莫大的干系。

科學支持下的戰爭也對環境造成巨大破壞。一戰中大量飛機、槍支、軍艦的運用使這場戰爭橫掃世界,造成大約一千萬人死亡,兩千萬人受傷。二戰中原子彈在日本長崎、廣島的投放使十五萬人化為灰燼,成千上萬人遭受核輻射。

主觀上預設科學的絕對真理性,使得人毫無保留地去濫用科學去改造自然,造成人類生存環境破壞。破壞之后又堅信科學能解決一切問題,這種盲目樂觀并不會有利于問題解決。

其次,科學進步與人的價值缺失有一定關系。

科學在現代社會的應用中滲透到社會經濟、文化、生活的各個方面,它給人類帶來巨大的物質財富和便捷的生活的同時,也使人的價值屬性越來越模糊。在馬克思看來科學的力量使人的屬性對像化、異化,人的物質生產與精神生產及其產品變成異己力量,反過來統治人。人被機器隔離開來,個人越來越孤立,只能被動地適應社會。在現代社會中“科學憑借它的方法和概念,已經設計并促成了一個領域,在這個領域中對自然的統治和對人的統治仍是聯系在一起的――這種聯系對這整個領域來說超于成為命定的。”馬爾庫塞認為人們關注科學而不注重人的價值,科學站在人的對立面統治著人。

人的自然存在的屬性也受到威脅。人類基因圖紙正在測繪中,在不久的將來人類可以修復基因缺陷而達到治療很多疑難雜癥的效果。根據這一理論,人類可以活得更長甚至長生不老。但基因工程在造福人類同時也挑戰人的道德、倫理觀念。它有可能改變人的物種,人類的基因如果一代又一代修改下去,人類將改變自己的生物特征,將來的“人”或許是與現在的人類是完全不同的兩種生物。

同樣,人類的克隆技術也挑戰人自身的社會屬性。1997年一項關于克隆人的調查中,被調查者中有23%的人表示愿意被克隆。克隆人到底算人還是物掀起一場激烈爭論。有的認為克隆人是物,可以用于提供醫療器官,但這會有失殘忍;有的認為克隆人是人,他具有人的生理特征,但克隆人從法律、倫理、道德方面上又沒有清晰的界定。克隆技術使得以及人的定義被物化,人或許會定義成一個一個DNA構成的系統。

科學的發展還會使一部分人控制另一部分人,人的自由性減弱。比如轉基因的農作物雖然產量很高,但轉基因作物不能收獲種子用來再種植,種子只能在相應的種子公司購買。科學成果掌握在一部分人手里,需要的人必須付出代價才能獲得這些成果的使用權。一部分人被另一部分人所控制,人的自由性喪失,科技陷入原教旨主義。

三、科學與人文

科學起源于公元前的古希臘社會。科學從產生起就與哲學有密不可分的關系。在希臘人看來當時的科學是哲學的一個分支或部分,“哲學”本身也是一種“科學”,它的題材是自然,是推究事物是怎么構造的和進行變化的。比如亞里士多德的物理學、天文學、生物學等科學理論曾長期統治西方世界一直到中世紀末期,其作用和影響并不比他的哲學在歷史上的影響小。

啟蒙運動早期很多科學家都相信他們的工作屬于“哲學”范疇,比如牛頓的物理學名著叫做《自然哲學的數學原理》。在中世紀“科學”與“哲學”并肩打敗了神學。伴隨著勝利,現代科學開始崛起,它在知識領域和社會生活領域取得巨大成功。17世紀到18世紀中葉,隨著牛頓力學的廣泛接受,科學逐漸取代宗教的權威地位。19世紀以后,科學在認識自然、改造自然的過程中發揮了巨大作用,此后科學的崇高地位奠定。

科學被認為是客觀的、精確的,完全排除了主觀不確定性,而在人類認識自然體系中具有絕對真理性。這種絕對真理性也對社會科學產生了重大影響,比如馬克思用機械論來表達他的理論,弗洛伊德的精神分析學是運用科學研究方法的一門學科。

當然將科學研究方法應用于人文學科一定程度上增加人文學科知識的準確度和可操作性。但是科學技術的擴張使得人文學科的領地越來越小,科技與人文學科的分裂使得文理科發展不對稱,造成科學與人文學科的疏遠。

這種疏遠使得科學和人文對立,使人成為單向度的人。科學的統治地位使人文發展不良,導致人文學科異化,使人文屈服與科學。

現今社會中“科學技術是第一生產力”的口號就是盲目推崇科學、貶低人文的產物,它將科學置于最高的地位,卻不知“技術的解放力量――物的工具化――變成自由的枷鎖:人的工具化。”科學和人文像是文明的左右腳,用科學至上的眼光來對待文明,將會使人文萎縮,最終會導致文明的殘缺。

四、結語

從洪荒時代到網絡時代科學技術始終伴隨著人類文明的腳步,從最初的制造弓箭到如今的核技術、航天技術,科學豐富了人類的物質生活,推動了文明的進程。伴隨著現代科學的崛起,科學給文明帶來新鮮活力的同時也造成環境破壞、人的屬性受到挑戰等等弊端。科學主義誕生,科學這一新信仰束縛了人的自由,沖擊了人的道德、倫理觀念,使科學與人文疏遠,如果任其發展或許將來某天會導致文明的缺失。正視科學的地位,將科學與人文融合,文明的腳步才能健康穩健地走下去。

參考文獻:

[1]赫伯特?馬爾庫塞.單向度的人[M].張峰等譯.重慶:重慶出版社,1988.

篇10

1.農業科技人才不足，生態農業科技含量不高鄉鎮農業科技人才不足，在生態農業建設過程中還有許多關鍵技術尚需解決，主要包括土壤生態培肥與地力維持技術、水土流失控制技術、病蟲草害綜合防治技術、環境污染控制與綜合治理技術、廢棄物的資源化利用技術等。科研與技術服務等產業支撐體系不完善，在很大程度上制約了生態農業的快速發展。由于農業科技人員不足，加上農民的科技、文化素質普遍偏低，對現代農業科技成果的吸收和消化能力十分有限，一些現代的基本種植、養殖、加工技術還沒有普及到廣大農村,科學技術對農業經濟發展的促進作用遠未發揮。因此大部分地區的生態農業依然停留在傳統農業階段，農業科技的落后大大地制約了生態農業的生產效率與經濟效益的提高。

2.資金短缺，投入不足生態農業的發展初期需要有一定的資金支撐。目前，全縣人均GDP、地方財政收入和農民人均純收入與發達地區相比差距明顯，發展資金缺口較大。資金的短缺導致生態農業的財力投入不足。首先是政府的財政投入有限，其次是企業和農戶尚未成為生態農業建設的投入主體，第三是缺乏信貸等國家政策性銀行和商業性銀行的貸款支持，尤其是農戶投入普遍偏低。有個別貧困戶連必備的生產資料都買不起，缺乏擴大再生產的資金積累，造成貧困的惡性循環。從調查的村、戶來看，農業投入水平偏低，絕大多數農戶投入生產性資金只用于基本農業生產。從投入的生產領域來看仍側重于農田投資和糧食生產。從事畜牧養殖、農副產品加工的投入不足，農業再生產類型簡單化，擴大再生產的經濟支撐力有限。

3.生態農業商品化程度低，產業化水平低從調查的村、戶來看，多數農戶仍以自給自足性經濟循環為主，生態農產品以滿足農戶家庭生活需求為主，用于市場出售的量很少。特別是生態畜牧業產品和經濟作物，以僅僅滿足農戶的需要為限，生態糧食作物商品率相對較高，但總量仍然偏少。由于商品化程度低，農業經營資本增值遲緩，許多農戶靠外出務工、經商取得收入，缺乏從事農業生產的積極性和投資熱情。此外，農業生產的，使農村基本上以農戶為生產單位，缺乏有組織的大市場引導，生產經營組織分散無序，規模種植和集約經營效益差，生態農業產業化水平低。同時，生態農業的產業鏈短，經濟效益低。生產規模小,經營分散,科技含量低,加工程度低,經濟效益低。在這種背景下,要把生態農業做大做強,真正成為拓展農產品需求的新增長點，就必須走一體化的經營道路，大力推進生態農業產業化。

二、圍場發展生態農業建設辦法

1.堅持生態農業建設與農業結構調整相結合要在生態農業建設總體規劃前提下，依靠農業新技術革命，按照品質優良、規模適度、布局合理、效益顯著的目標要求，進行農業結構的戰略性調整。在穩定糧食綜合生產能力和確保供需平衡的基礎上，重點培育和發展無公害的水果、蔬菜、食用菌等經濟作物，并形成優勢產業，提高農田產出效益。在農業生產方式上，充分考慮和利用種養業之間的鏈條循環關系，致力發展立體生態農業、庭院生態農業。

2.堅持生態農業建設與改善生產條件和生態環境相結合一方面，加強農業基礎設施建設，通過完善水利設施配套、建立農業生產信息網絡等措施，增強農業的抗風險能力。另一方面，把建設生態農業與美化生態環境結合起來，在依法保護和科學合理開發利用土地的前提下，做好退耕還林、封山育林工作，改變農村能源供給，治理工業“三廢”，控制水土流失，防止水土污染，減少農業災害。

3.堅持生態農業建設與發展無公害農業相結合重點圍繞提高食物生產質量、食品營養和食品安全，控制常規化肥、農藥的用量，推廣生物良種、生物肥料、無殘毒農藥的使用面和技術應用；在有條件的地方劃定一些區域進行無土栽培、無農藥化肥栽培和生物飼料養殖示范，依靠基因工程和生物技術成果，提高農作物和畜牧產品的產量和質量，降低農業生產的直接成本；按照綠色食品質量認證體系的要求，開展無公害農產品和山野菜的系列加工，努力打造地方特色品牌，開辟綠色食品生產基地。

4.堅持生態農業建設與推進工業化、城鎮化相結合圍繞以休閑旅游產業為引擎、以生態農業為基礎、以商貿物流為動力、以清潔能源為支撐目標，實行四業相互滲透和相互推動，促進縣域經濟和小城鎮建設快速發展。把發展農產品深加工同開辟農民就業新渠道、實現農產品價值和增值結合起來，依靠生態農產品的物流，帶動起人流、資金流、信息流，走出一條生態農業產業化和城鄉工業化、城鎮化建設同步推進，興業富民同時啟動的農業現代化發展路子來。