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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇轉基因生物安全論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
西北農林科技大學科研樓最北邊的二樓，整層都是動物醫學院的實驗室。其中，農業部動物生物技術重點實驗室就設在這里。此前，這里曾是農業部動物生殖生理和胚胎工程重點開放實驗室。
實驗室主任張涌生病在西安住院，不便于接受采訪。張涌的弟子權富生教授向記者詳細介紹了近些年實驗室的研究進展及其成果。
今年1月23日，張涌及其團隊研究的克隆羊陽陽在過了15歲生日后去世，被做成標本永遠安置于克隆羊基地。“母羊的壽命一般是8到10歲，陽陽已算很高壽的了，因為身份特殊，得到了特殊照顧。”權富生說。
陽陽的特殊，在于她不僅是中國活下來的首例體細胞克隆山羊，在世界上也是第一例。
上篇 克隆羊及其應用
2000年6月22日晚間，西北農林科技大學克隆羊基地，一只白山羊誕下了一只青灰色的山羊。張涌親自替她取名為“陽陽”，希望她能健康成長。
“山羊一般是白色的，青山羊的顏色是灰青色，為了更直觀，所以用了青山羊。”權富生解釋選擇克隆青山羊的個中緣由。
陽陽并不是基地誕下的首例體細胞克隆山羊，卻是中國、乃至世界活下來的首例，且活成了羊界的壽星佬。
在陽陽出生六天前，基地迎來了第一只克隆山羊的出世。張涌為其取名為“元元”，意即“第一”。不幸的是，三十六小時之后，元元因“肺部發育不全”，加之天氣太熱等原因而死亡。面對逝去的元元，張涌的心如箭穿般地痛。
1956年3月，張涌出生于內蒙古邊陲的和林格爾縣。1981年，他從內蒙古農牧學院獸醫系畢業留校任助教。1984年考進西農大讀研，接著又讀了博士。
“張涌教授天賦高，聰明刻苦。”權富生介紹說，“29歲就已經是教授了。”
西農大的動物胚胎工程研究始于上世紀70年代，當時，中國家畜產科學開拓者之一的王建辰教授，亦即張涌的博士生導師，敏銳地意識到胚胎移植技術的廣闊發展前景，帶領一批研究人員開始進行胚胎移植試驗。1980年，兩只鮮胚胎移植山羊在這所學校誕生。1984年，西農大建立了山羊胚胎工程實驗室。
張涌一直專注于哺乳動物培育生物工程的理論及技術研究。讀碩士期間，他負責完成的“小鼠胚胎分割方法及同卵雙生試驗”被譽為開創我國哺乳動物胚胎分割成功先例；隨后，他負責完成的“山羊胚胎分割及同卵雙生試驗”，被同行專家鑒定為具有國際先進水平的優秀科研成果。
胚胎分割對現在的碩士生來說，是一個很簡單的實驗，因為可以使用先進的儀器，但在以前則屬于很前沿的一項研究。最具挑戰性的地方在于，胚胎要手工分割。張涌與此相關的碩士論文獲得了省科技進步一等獎。
讀博士期間，張涌主持完成的“小鼠山羊半胚冷凍和凍胚分割試驗”被同行專家鑒定為具有國際領先水平，其博士論文獲陜西省優秀博士論文。“當時還沒有全國優博論文。”權富生說。
1990年，張涌成功培育出了世界上首批7頭胚胎克隆山羊；1995年，他利用胚胎核移植―去掉一卵細胞的細胞核，植入另一受精卵的胚胎核，克隆出45只山羊，形成了當時世界上最大的一群胚胎克隆動物群體。張涌因而被譽為“中國克隆羊之父”。
1996年，西農大畜牧系的種羊場專門劃給了張涌作為哺乳動物發育生物工程科研基地。2000年，經國務院批準，該基地正式被命名為“中國克隆動物基地”。
克隆，“Clone”的音譯，即復制的意思，屬于“無性繁殖”的一種。后代與前代有著完全相同的遺傳特征。從技術層面講，克隆分為胚胎克隆和體細胞克隆兩個層級。
1997年，克隆綿羊“多莉”面世。“多莉”的誕生，打破了教科書上的“從成年動物的體細胞進行克隆是不可能的”這一教條，使世界生物遺傳技術向前跨進了一大步。
這對張涌來說是一個巨大的刺激。他利用胚胎核移植克隆出山羊后，就開始嘗試用體細胞克隆山羊，但一直沒能成功。
1999年末，張涌從一只山東小青羊耳朵后面取下一塊皮膚，進行單個細胞克隆，待其成熟后將細胞核取出，注入到去核后的卵母細胞中，卵母細胞來自另一只山羊，經培育形成克隆胚胎，并分別移入兩只白母山羊的子宮內。
2000年6月，隨著元元以及陽陽相繼出生，張涌終于登上世界動物克隆技術的制高點。
2001年8月8日，克隆羊陽陽成功誕生了一對龍鳳胎―“歡歡”和“慶慶”，其父親系世界首批胚胎克隆安哥拉山羊，證明體細胞克隆羊、胚胎克隆羊與普通羊一樣具有自然生殖繁衍的功能，這在世界尚屬首例。幾年后，陽陽已是五代同堂了。
據權富生介紹，克隆技術在胚胎育種、優良個體方面有不可比擬的優勢。日常生活中，有些羊主要用于產毛，有的羊是產肉的，有些羊主要是產奶的。應用克隆技術可以把兩種或三種羊的優點集于一種羊身上，克隆出肉好吃、產奶多、又能產毛的羊。
“中國克隆動物基地克隆出不膻的種羊，用以繁殖不膻的體重超過500公斤的肉羊；還克隆出日產奶是其它奶羊幾倍、甚至十幾倍的奶羊。最為神奇的是，該基地在培育高產奶山羊的同時，創造性地在山羊的胚胎中植入人乳基因，繁殖出了能產‘人奶’的山羊。”權富生說。
張涌和他的同事們圍繞兩個世界級“羊”難題開展工作：一是讓更多的克隆羊寶寶誕生，提高克隆動物的成功率；二是讓克隆羊“身價”更高，生產出有重要經濟、營養、醫療價值的轉基因克隆羊。
下篇 挑戰轉基因牛
2015年3月，張涌帶領的課題組成功培育出抗結核病的轉基因牛，其牛奶并不含轉基因成分。
牛結核病是一種慢性傳染病，在世界范圍內廣泛傳播，尤其在亞洲、非洲不發達地區，目前還沒有辦法有效地控制和消除。公開資料顯示，由牛結核分枝桿菌引起的結核病，還是一種人畜共患病，可由動物傳播給人，并在人類之間傳播，對公共衛生也產生嚴重威脅。
相關論文已發表在知名學術期刊PNAS（《美國科學院院刊》）上，論文題目為《TALEN介導插入sp110基因能增加牛對結核病的抗性》。TALEN是進行基因改造的方法之一，能精確地對目標基因進行缺失、插入等突變。與其他方法比，其特點是精確性。
論文稱，該研究將有助于控制和預防牛結核病，研究中建立的方法為其他抗病動物的育種工作提供了前瞻性探索。這是TALEN技術首次應用于牛基因組的改造。
2004年2月6日凌晨，張涌一直守候在羊圈旁，直到第四代體細胞克隆山羊出生，并為之取名“笑笑”。離開基地不久，張涌便病倒了，被確診為冠心病、大面積心肌梗死。
“治療期間使用了進口溶栓藥，很貴，一針幾十萬，是從一種牛的奶里提取的溶血蛋白。”權富生說：“病愈后的張涌教授，對牛有了濃厚的研究興趣。”
克隆牛項目是從2006年起步的。
第一個研究項目是克隆培育牛奶含溶血蛋白的牛，但沒進入生產階段。接著克隆一種肉牛，這種肉牛的肉很貴，在香港一公斤100美元，目前克隆牛基地有400多頭。
2009年11月25日，張涌培育的世界第一例轉人防御素基因的克隆奶牛通過剖腹產降生，其牛奶含有人的防御素。據介紹，實驗室將400枚轉基因胚胎移植到200頭黃牛受體，六個月后監測妊娠受體30頭，現獲17頭轉人防御素基因的克隆牛，3頭轉人溶菌霉素基因克隆牛。這項技術的應用前景是，奶牛的奶里含有能將細菌溶解的物質，這樣牛就不會得乳腺炎，可大大減少抗菌素的使用。
轉基因抗病牛的整個培育過程，可以簡單地歸結成三個部分：首先對細胞進行基因改造，在實驗室取一個牛的細胞，將外源抗病基因轉到細胞里；其次，待帶有此基因的細胞發育后，進行分割，將單個細胞放在取了核的卵細胞里；最后，將卵細胞移植到黃牛受體子宮里發育成個體。
抗口蹄疫轉基因克隆牛，是實驗室的另一項研究成果，目前只處于育種材料階段。
“之所以用黃牛做受體，是因為黃牛比奶牛便宜，可以降低實驗成本。”權富生解釋道。
截至目前，實驗室做的都是一種技術研究。轉基因牛都還沒進入實際應用中，牛奶、牛肉以及牛的排泄物的環境安全等一系列問題處于中試階段。“將轉基因牛的奶、肉給實驗鼠吃，進行對比實驗，觀察老鼠生長的情況，觀察器官、血液變化，如果沒發現變化，說明沒有不利影響，是安全的。實驗動物除了老鼠，還有豬、羊等大型動物。”權富生介紹說，“現在轉基因動物都處于安全隔離階段，即將牛圈在一個地方，不和外界接觸。等確定測試安全之后，才會和非轉基因牛混在一起養，進入環境釋放階段。”
2015年1月25日，由陜西省科技廳組織河南農業大學張改平院士等全國9名同行專家對張涌主持完成的“牛羊基因定點精確編輯技術研究與應用”項目進行成果鑒定，專家們認為該研究成果達到國際領先水平，對推動抗病基因工程育種和乳腺生物反應器技術的發展，提升我國牛羊業種質創新水平具有重大意義，具有廣闊應用前景。
今年4月，西農大進行的一場“與身邊的科學家面對面”活動中，張涌針對學生們關心的轉基因的安全性進行了科普。
“西藥治病具有針對性，成分、分子結構以及副作用都明明白白地標注；中藥的成分不是很清楚，副作用也不詳，稀里糊涂喝一碗藥，也說不清會有什么副作用。而我們就認為西藥不好，西藥有副作用，中藥好，中藥沒有副作用。”張涌一番關于什么是安全的比喻，惹得聽講座的同學哈哈大笑。
1998年歐盟暫停批準新的轉基因農產品上市，形成事實上的“轉基因禁令”，更加深了公眾心目中“轉基因食品有問題”的印象。但此后歐盟政策不斷調整，2007年以后，歐盟批準轉基因作物的速度越來越快，目前已經批準了30個轉基因作物品種，有7個國家。
1999年4月，查爾斯王子授權BBC了自己撰寫的反轉基因的文章，同時還在電視上說出了“決不吃任何含DNA的食物”的話，這一言論后來被當作笑談。
1999年5月，美國康奈爾大學洛希實驗室向英國《自然》雜志報告說，他們用沾有抗蟲害轉基因玉米花粉的草葉喂養大花蝶的幼蟲，導致這些毛毛蟲死亡。但他們的實驗受到了同行質疑，并被檢查出數據有誤，《自然》雜志最后對論文撤稿。
1999年11月，英國政府開始進行大規模的科學試驗，考察轉基因作物對局部環境生物多樣性的影響。簡單地說，就是對農田雜草和蟲子的影響。試驗報告于2003年出爐，結果出乎人們意料：不是好的，也不是壞的，而是有好有壞的。
2002年6月，綠色和平組織在北京《轉Bt基因抗蟲棉環境影響研究的綜合報告》，聲稱已證實中國種植的轉基因棉對環境帶來了明顯的負面影響。這份報告的可靠性遭到了眾多中國農業專家的質疑，但也成了中國國內“反轉”的序曲。
2007年，維也納大學的澤特克教授聲稱，發現喂了20周的轉基因雜交玉米的小鼠產下的后代數量較少、體重較輕。這一結論立刻被綠色和平廣泛傳播，該消息傳到中國后，被簡單有力地翻譯為“轉基因玉米導致絕育”。不過，這一研究受到科學家及監管機構的質疑，并為此展開調查。2009年，包括歐洲食品安全局在內多家權威機構發表聲明，指出澤特克教授等人的數據分析方法是錯誤的，其研究是無效的。
2010年，《國際先驅導報》發表報道，稱山西地等出現動物異常現象，是因為吃了美國的“先玉335玉米”。該文引起消費者和農戶的恐慌。此后，山西農業廳認定為“該報道所述的因果關系缺失科學依據”。農業部隨后辟謠稱，“先玉335”并未檢出轉基因成分。
2012年，綠色和平組織曝光美國塔夫茨大學湯光文等研究人員在不告知的情況下，利用湖南省衡南縣的25名小學生進行黃金大米（一種轉基因大米）的營養實驗，引起軒然大波。12月6日，中國疾病預防控制中心調查通報稱，黃金大米試驗違反了相關規定、科研誠信。國家食品安全風險評估中心隨后表示，“黃金大米本身不會對人體健康產生不良影響”。
2012年9月，媒體廣泛報道法國卡昂大學研究者的一項報告，稱喂食美國孟山都公司NK603轉基因玉米的老鼠的壽命比正常老鼠短，并且前者長腫瘤的幾率更高。歐洲食品安全局對此展開調查，并于12月份表示，卡昂大學研究人員實驗結論不僅缺乏數據支持，而且相關實驗的設計和方法都存在嚴重漏洞。
轉基因大米“品嘗”啟事
為傳播科學精神，北京科技報社擬和華中農業大學科學傳媒中心共同開展轉基因大米“品嘗”活動，現征集讀者報名品嘗，報社將贈送入選者一份由華中農業大學研發的轉基因大米。
1轉基因食品標識規制的由來
轉基因技術是人類有計劃的在最基礎的遺傳物質層面改造生物，這一巨大的力量及其伴隨的各種風險，使其自誕生之日就備受爭議，轉基因食品自然不能幸免。轉基因食品是指以轉基因生物直接作為食品，或者將轉基因生物作為食品原料加工而成的食品。轉基因食品主要包括兩類：第一類是可以直接用來吃的轉基因生物或者是包括了轉基因生物的食品；第二類是將轉基因生物加工而成的轉基因食品，但在最后的食品中不再包含活的轉基因生物體。第一類轉基因食品中的轉基因生物依然存活，危害生態系統的可能性仍然存在；第二類轉基因食品中由于不再存有活的改性生物，通常只會影響人類健康，而不會危害環境。為防范轉基因食品可能帶來的上述風險、保障消費者的知情權、維護不同食品提供商之間的公平競爭、尊重特定社會的文化和信仰，要求對轉基因食品加注標識，從而使其有別于普通食品，成為很多國家的立法選擇。必要的標識規制政策也被國際自由貿易法律體系所容許，并成為環境保護國際立法所極力追求的目標和要求。因而，從國外立法、國際立法兩個層面對轉基因食品標識規制制度進行比較探討，對于我國轉基因食品標識規制制度的完善可以提供有益參考。轉基因食品標識規制政策可以有不同分類，比如強制標識和自愿標識、全部標識和部分標識。每一種分類標準在一定程度上都可以視為基于標識管制的范圍、強度和程序的不同而形成的。完全采用一種標識政策的情形比較少見，比如美國被認為是采用自愿標識制度的典型，但這種自愿標識的自由并不具有絕對性，符合要求的產品也必須按規定加注標識。下面部分標識與全部標識為分類標準，以說明典型國家之間轉基因食品標識制度的差異。
2典型國家轉基因食品標識規制之比較
（1）部分標識政策。即只要求對部分轉基因食品加注標識。該政策又可分為三小類：第一，如果某一轉基因食品與傳統食品實質等同則不要求加注標識，若其與傳統食品實質不等同才要求加注標識。判斷轉基因食品與傳統食品是否實質等同的依據包括構成、營養作用、使用、過敏性等。采用這一標識政策的典型國家和地區有美國、加拿大。美國食品與藥品管理局認為，只有與食品的自身性質相關的信息才是實質性信息，轉基因技術導致食品在功效、儲存和管理條件等方面的改變，能夠影響食品安全或品質等情況，即屬于實質性信息，應當予以標識。依照美國《食品、藥品和化妝品法》的相關規定，除了其包裝標注沒有反映實質性的相關信息，才可能被認為具有誤導性。這種部分標識政策在美國具有很大的自由度，因為其要求標識的字樣為“來源于生物工程技術的”或“生物工程改造過的”等，這與直接標識為轉基因食品，還是有很大不同。由于該政策認為轉基因技術與雜交等傳統的普通生物工程方式相比沒有什么特別區別，因而對于與傳統食品實質不等同的轉基因食品標注為“來源于生物工程技術”或“生物工程改造過的”即可。第二，以食品中轉基因成分所占的百分比為標準確定是否加注標識。各國根據各自情況，結合標識管理的其他制度，規定具體的成分標準和標識要求。第三，規定需要強制標識的轉基因食品范圍，不在強制標識范圍的轉基因食品則不要求加注標識。（2）全部標識政策。即不論轉基因食品的種類和范圍，所有轉基因食品都要加注標識。這一政策可以分為兩種情況：第一，某一食品中轉基因成分達到一定含量才被要求加注標識。例如歐盟1997年的《新食品管理條例（258/97）》要求在歐盟范圍內所有的轉基因產品只要轉基因成分在產品中的比例達到1%才要求加注標識。2002年歐盟修改了上述標準，規定所有轉基因植物衍生的食品和飼料均要加以標識，并且將轉基因成分含量的最低標準降為0.9%，未超過上述標準的轉基因產品才無需標識。第二，沒有規定食品中轉基因成分的比例，只要在最終產品中檢測到有轉基因成分都要求加注標識。采用這一方法的典型國家有捷克、巴西、馬來西亞、沙特等。較之部分標識政策，全部標識政策體現了更廣的規制范圍和較高的規制強度。一些實行部分標識政策的國家，其標識政策甚至體現或接近于自由或自愿標識制度。此外，轉基因食品標識管理制度需要與轉基因食品其他相關管理制度互相銜接。依照歐盟相關立法，歐盟成員國要采取措施保證轉基因食品在市場的各個階段的可跟蹤性、檢測性，轉基因食品生產商需要經申請審批其產品才能夠上市，并要求確保轉基因食品在被確認對健康存在危害的時候能夠及時從市場上撤回。上述規定與標識規制規定相互配合，確保了歐盟市場上的轉基因食品處于更為嚴格的法律控制之下。
3轉基因食品標識規制的國際立法
相較于各國法律對于轉基因食品標識規制具體安排，國際立法中直接與轉基因食品標識規制相關的內容要少許多。不過，不同國家轉基因食品管理方面的差異，包含轉基因食品標識規制政策的不同選擇，都有可能演化為國際（貿易）沖突，并成為國際法關照的對象。轉基因食品國際規范間沖突的核心問題是貿易自由最大化與環保健康最大化的沖突，換言之，為了經濟利益最大化肯定會強調貿易自由和減少干預，為了保障環境和人類安全則必須對貿易自由進行必要限制。由此，以環保健康為中心的轉基因食品國際規范與以貿易自由為中心的轉基因食品國際標準之間必然存在諸多沖突，這一沖突在標識制度上的表現非常典型。以貿易自由最大化為中心的WTO協議缺乏對于轉基因食品標識問題的有力規則或直接規則。按照WTO規定，產品能否等同的標準是最終產品的功效、用處和物理化學性質等方面，而不是生產加工過程或方法，只要沒有科學研究證明轉基因食品有危害，就應該將其和傳統食品同等對待，也就不需要加注標識。然而，以《生物多樣性公約》及其《卡塔赫那生物安全議定書》為代表的涉及轉基因食品安全的國際規范則認為，轉基因食品有別于傳統食品，有必要予以專門規范，以預防其可能發生的、現有科學無法證明或預測的危害，這其中就包括采取標識措施。對于任何轉基因生物的越境轉移問題，上述國際立法對其標識規制提出了很高的標準，要求可能直接作為食品加工用的轉基因生物附有單據，闡明其中可能包括轉基因生物成分，并且無意將其引入社會環境，并要附上供提取資料的聯系方式或者地點；對于有意引入進口締約方環境的轉基因生物應該附有單據，標明其為轉基因生物，并詳細說明其稱號、個性，以及自身性質對于安全儲存、運輸和使用的任何要求。締約國發出通知所需提供的資料應包括轉基因生物的名稱和標志，如果出口國有轉基因生物的生物安全程度分類制度，應當列出其所屬類別。
4我國轉基因食品標識規制政策的完善
我國有關轉基因食品標識管理的法律和行政法規主要有2015年4月修訂的《中華人民共和國食品安全法》和2011年修正的《農業轉基因生物安全管理條例》，部門規章主要由農業部依據《農業轉基因生物安全管理條例》制定的《農業轉基因生物標識管理辦法》、國家質檢總局《食品標識管理規定》和國家衛生和計劃生育委員會出臺的《新食品原料安全性審查管理辦法》以及原衛生部出臺的《新資源食品管理辦法》，已作廢的《轉基因食品衛生管理辦法》和《轉基因食品衛生管理辦法》。學界對于我國轉基因食品標識管理制度存在的問題已有較多研討，結合這些研究，特別是域外經驗，有必要從以下方面完善我國的轉基因食品標識規制政策。（1）立法模式選擇與管理體制的重構。現行轉基因食品標識管理法律文件分布零散，一度存在著部門間規定不一致、管理體系不合理（比如承擔主要監管職責的農業部并無足夠執法力量對市場上的轉基因食品標識實行管理，質監部門主要是生產環節而非流通環節的監管）等缺陷，這些問題完全可以借助制定綜合性的標識管理制度加以解決，從而形成職權相對統一集中、部門間職責分工合理、符合轉基因食品標識規制要求的標識管理體制。2015年新修訂的《食品安全法》將此職能依法授權由食品藥品監督管理部門承擔，但舊有立法清理、配套制度完善、相關部門配合的問題仍待繼續解決。（2）立法層次提升。《食品安全法》第151條規定“轉基因食品和食鹽的食品安全管理，本法未作規定的，適用其他法律、行政法規的規定”。該法第153條規定，“國務院根據實際需要，可以對食品安全監督管理體制作出調整”。因而，制定專門的、綜合性的行政法規提升轉基因食品標識規制的立法層次，顯得很有必要。這既合乎《食品安全法》的相關立法精神，推動監管體制改革，也有助于增強立法的正當性，防止發生貿易爭端時陷于不必要的被動。（3）具體規則的細化和完善。具體而言，重點細化完善以下幾個方面的規則：①擴大強制標識范圍。轉基因食品標識規制是轉基因食品的安全尚未有科學定論的前提下所采取的必要舉措。依此初衷，只要某一食品中含有轉基因成分都應加以標識。目前國內強制標識的品種范圍較小、目錄更新遲緩，為了加強監管，應及時更新轉基因食品強制標識的名錄，添加將來一定時段內可能出現的轉基因食品類別。②完善強制標識的起點標準和檢測標準等標準體系。盡管各國對于食品中轉基因成分的閥值并無統一規定，但我國若無比例規定或比例規定不合理，顯然不利于國際競爭和市場監管。此外，與起點標準相配套的檢測標準體系也需同步完善，形成既符合當前國情又尊重國際經驗的轉基因食品標準體系。③細化、明確強制標識內容和形式。在標識內容上，對于利用含有轉基因生物加工制作而成的食品，且在銷售過程中也檢測不出轉基因成分的食品，也應作出類似“本食品加工原料中有轉基因，然而本食品中沒有含有轉基因成分”的提示說明。在標識形式上，應該采用能夠讓普通消費者也能一目了然的標識設計。④強化標識監管力度。目前，我國對于轉基因食品標識采用以政府為主導的監管方式，依照《食品安全法》第125條之規定，處罰金額已較高，但非政府力量的作用微乎其微。消費者協會、行業組織、環保組織、各類媒體特別是消費者自身，與市場接觸更多，較之政府監管更具靈活性，可以鼓勵支持他們通過公益訴訟、社會調解等方式參與監管，以強化標識監管力度。
參考文獻
[1]毛新志.轉基因食品生態安全的倫理探析[J].華中科技大學學報(社會科學版),2005(1)
論文摘要：隨著世界人口的增長，農業將經歷具有重大意義的革新。毫無疑問，生物技術作為科學和技術在這場變革中將起到關鍵性的作用。原則上講，生物技術本身有能力幫助人們提高農業生產力和保護環境，但在實踐中，生物技術作為環境保護的人其作用相對來說是微乎其微的。人們對它在環境保護以及促進人類進步中的作用仍將拭目以待。
一、生物技術給農業發展帶來機遇
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、利用生物技術發展農業應注意克服的問題
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。
神奇的基因變異
從企鵝體內提取抗凍基因，然后植入不抗寒植物中，便可得出抗寒植物；將活躍于昆蟲胃腸道里的抗蟲細菌提取出來，植入農作物體內就可使其產生殺蟲本能……，這些在遠古神話中難以聽到的故事今天卻變成了現實。由于轉基因源非常廣泛，而轉基因技術能夠克服有性雜交的限制，因此，轉基因作物可以通過任何目的基因的重組后產生新的品種。而隨著生物技術撐開轉基因食品的繁衍與伸展空間，人類所能分享到的物種變異盛宴與大餐也精彩地擺列和呈現開來。
英國咨詢公司PG Economics分析了1996年至2011年間的數據后得出了如下結論：轉基因作物額外生產了3.28億噸額外的糧食、飼料和纖維，相當于增加了價值982億美元的農作物產量；與此同時，轉基因作物節約了 1.087億公頃土地，保護了生物的多樣性；另外，轉基因累積減少農藥使用4.73億公斤，等于是與轉基因作物相關的農藥使用量下降了9%；不僅如此，轉基因僅在2011年一年就從土壤中吸收了相當于211億公斤的二氧化碳，等于當年從公路上移走大約1020萬輛汽車；最為重要的是，轉基因食品幫助了超過1500萬小型農戶及其家人，共計超過5000萬人口（他們屬于世界最貧困人口）收益。在許多科學家看來，PG的研究報告是截止目前有關轉基因作物對人類和環境影響所進行的最全面、最權威的評估。
必須承認，自商業化種植以來，全球轉基因作物種植的國家和種植面積呈持續增加態勢。美國是全球轉基因作物第一大種植與生產國，種植面積達7010萬公頃，占本國可種植耕地面積的一半以上，占全球種植面積的40%。緊跟美國之后的是巴西，2013年該國轉基因作物種植面積增長了370萬公頃，達到4030萬公頃，而且連續五年以來巴西都是全球轉基因作物種植面積增長的引擎。從排序上看，阿根廷、印度和加拿大是轉基因作物種植面積名列五強的另外三個國家。
動態地分析，目前世界各國已累計批準的可商業化種植的25種轉基因作物大致可以分為兩類：第一類著重于抗性轉基因，如抗除草劑、抗蟲、抗旱、抗鹽堿和抗寒等，它們的特點是通過減少損失而被動地實現產量的明顯增加；第二類側重于改變作物的品質，如增加營養、提高食品的醫療保健功能等，其主要依靠作物自身特性的改善進一步提高產量。目前轉基因作物的種植仍然以第一類為主，但育種重點已從第一代的抗除草劑、抗蟲產品轉向提升抗旱、抗澇等適應能力為代表的第二代產品上，而且多基因疊加的復合性狀逐漸增強。資料顯示，相比于抗除草劑性狀的轉基因作物5%的增長和抗蟲性狀的轉基因作物11%的增長，2012年復合性狀轉基因作物種植面積的增長達到33%.
代表著未來趨勢的第二類轉基因作物已經在人類面前打開了燦爛的想象空間。黃金大米是一種經過改造的大米，它的獨特黃色來自添加的β-胡蘿卜素，也就是維生素A的前體，借以彌補很多東亞國家飲食中所缺乏的維生素A。自第一代黃金大米問世13年以來，經過多年的不懈努力，黃金大米目前已在菲律賓開展田間實驗。無獨有偶，可抗黃葉病并增加了β-胡蘿卜素、鐵等營養元素的香蕉已從澳大利亞昆士蘭科技大學的實驗室走到田間展開實驗，這對于身體微量元素非常缺乏但又以香蕉為主食的烏干達等非洲國家百姓的確是一個福音。
可視的社會經濟價值以及誘人的未來前景引來個各國政府紛紛放松對轉基因食品監管的口徑。在美國，白宮于今年對種植首個轉基因抗旱玉米下放準許證書，同時巴西及其南美洲鄰國政府也將批準首次種植復合性狀大豆；在菲律賓，政府高調宣布將在2013-2014年批準黃金大米的正式上市。受官方政策的激勵，全球轉基因食品的最大制造商孟山度公司放出了到2030年將農作物單產提高一倍的豪言狀語，同時孟山度承諾屆時將使化肥、農藥和水源的用量減少三分之一。
恐怖的“生物魔鬼”
與常規育種是將近緣或種內生物基因進行重組從而遵循了自然法規以能確保產品的安全性有所不同，轉基因技術則跨越了常規育種的自然邊界，將任何生物甚至人工合成的基因進行交流重組，其風險的不確定性自然要超過前者。尤其是，當轉基因以及相關的生物技術并不能對轉基因產品的潛在威脅作出充分評估并拿出具有說服力的實驗結論時，公眾自然就能清晰地聽到凝聚于轉基因及其產品身上的質疑和詬病之聲。
如同轉基因擁躉者大力宣揚轉基因技術可以帶來農作物的高產一樣，轉基因的反對者們也從來沒有停止為此證偽的腳步。聯合國相關專家仔細地研究了過去20年方方面面的情況后發現，沒有任何一個案例能夠證明轉基因對提高產量有幫助，不僅單一技術沒法增產，即使有6―8個基因的疊加仍然不會解決問題。印度科學院科學家席瓦在實地考察后得出結論稱，印度運用了孟山都公司的轉基因種子后農作物尤其是棉花的產量不增反降，席瓦甚至還指出，轉基因玉米對印度農民產生了400億盧比的經濟損失。無獨有偶，任職于聯合國糧農組織的新西蘭坎特伯雷大學教授杰克?海尼曼對北美加拿大、美國與西歐兩地農業情況進行長期跟蹤對比研究后發現，轉基因并不能帶來農作物的增產的。海尼曼指出，北美1996年開始的轉基因和西歐的非轉基因種植相比，西歐的農業生態系統能夠向可持續性方向發展，會帶來更多產量。
轉基因會對生態環境形成殺傷和損害已被越來越多的人所關注和公認。一方面，由于轉基因技術的特殊性，一些病毒重組現象在轉基因作物中出現得尤其頻繁，即導入轉基因生物的外源基因有可能與感染轉基因生物的某些細菌或病毒雜交，從而重組出新型病原體。另一方面，轉基因作物中很可能會出現抗藥性高的有害生物，或者原有作物內部的害蟲對抗蟲轉基因產生了適應性和耐受性，且由于其基因重組所導致的新型病毒，由此加大農作物病蟲害的防治難度。不僅如此，隨著轉基因產物的廣泛應用，轉基因植物出現在自然環境中的機會必然增加，因為其具有某些野生植物所不具備的抗病，抗蟲，耐寒耐旱性，轉基因植物必然成為新的優勢種群，那些不具備抗蟲抗病特性的野生植物將被轉基因植物取代，因此轉基因植物的引入可能會對生態系統的平衡造成破壞。
對于人類健康可能形成侵害是轉基因食品釋放出的最大風險。一方面，自然界中存在很多過敏原，在轉基因過程中，如果將控制過敏原形成的基因導入新的生物體內，從而使新的品種會對過敏人群產生過敏反應，同時在基因轉變的過程中會形成新的植物蛋白，可能會引發新物種過敏。另一方面，轉基因農作物所表達的某些蛋白質，可能潛移默化的影響人的免疫系統，從而對人體健康造成隱性的傷害。更為重要的是，轉基因食品可能產生不可預見的生物突變，這些突變可能會直接產生毒素，或者含有潛在毒素的蛋白質，引起人類急、慢性中毒或產生致畸、致癌的可怕后果。
俄羅斯全國基因安全協會和生態與環境問題研究所的科學家選擇農業中廣泛應用的含有不同比例轉基因成分的普通大豆，喂養了具有快速繁殖率的坎貝爾倉鼠2年，結果發現，食用轉基因食品的動物失去了繁殖能力。無獨有偶，法國卡昂大學的動生物學家研究小組用兩年時間給200只小白鼠做轉基因玉米喂養實驗，結果這些白鼠的肝、腎被嚴重損害，其中雌鼠70%早死，雄鼠50%早死，而且雌鼠易患乳腺癌。
來自印度的研究報告將公眾對轉基因的聲討推到了登峰造極的地步。印度環保及女權主義活動組織稱，自從孟山都公司進入印度種子市場以來，已有27萬印度農民自殺，而且印度的人口自殺率逐年升高。令人玩味的是，如此震耳欲聾的結論卻得到美國華盛頓特區國際食物政策研究中心的聲援與支持。美方研究人員收集、分析了與Bt棉花和印度農民自殺相關的政府數據、學術論文以及媒體報道，之后得出研究結果顯示，印度人口的年自殺總數從1997年的不足10萬人增加到2007的12萬人，在同一時期內自殺人數一直保持在每年2萬人左右。
認知與監管的分野
一方在竭盡所能地宣講和推介轉基因給人類和社會帶來的積極功用與顯著價值，另一方在旁征博引地佐證轉基因給環境與公眾健康造成的重大損傷與致命危害，科學界對轉基因所表現出姿態與行為從來就是涇渭分明，而且至今誰也說服不了誰。實際上，如同科學界一樣，在不同國家甚至同一國家內部，無論是普通民眾的主觀認知還是官方機構的制度監管，凝聚于轉基因作物與食品之上的態度也是莫衷一是或者大相徑庭。
作為全球轉基因食品的最大消費國，美國80%的包裝食品都使用轉基因作物作為原料，而且過去10年中美國人吃了3萬億份轉基因餐食。但皮尤研究中心公布的一項調查結果表明，75%的美國人希望知道他們吃的是不是轉基因食品，只有21%的人認為不重要；在評價轉基因食品是否安全問題上，有46%的美國人不知道轉基因食品是否安全，25%的人認為不安全，只有29%的人認為安全。另外，有研究報告表明，雖然美國種植的86%的玉米，93%的大豆和95%以上的甜菜是轉基因作物，但這些轉基因作物主要是用于工業材料，比如燃料能源、工業制品原材料，美國的轉基因大豆油有相當一部分用作生物柴油原料和動物飼料。
由于是全球最大的轉基因作物種植國，美國政府的監管政策因而被人們反復提及。觀察發現，在轉基因技術監管上，美國主張“可靠科學原則”，即強調科學才是管制的基石――而非無端的猜測，因此，美國并沒有制定專門法律管制轉基因食品，只是將轉基因食品直接納入現有法律框架內，要求食品生產商確保食品安全。不過，美國政府針對轉基因食品的上市所把持的行政審查程序還是比較嚴格的。按照規定，一種轉基因食品上市至少要經過三個部門的審查：農業部動植物衛生檢驗局負責管理轉基因植物的開發和田間試驗；環保局負責對轉基因植物的環境影響進行評估；而藥管局則負責轉基因食品和飼料的安全性評估。藥管局對轉基因食品的審核在于確保新產品符合傳統食品安全標準，因此對轉基因食品的審核與對傳統食品采用同一框架和同一標準。在經過政府審批后，對于上市的轉基因產品的商品標注，美國并沒有強制性的要求。
相比于美國而言，對轉基因產品實行從農田到餐桌全過程管理的歐盟顯然要謹慎得多。歐盟委員會曾做過一項調查，發現70%的歐洲人不想吃轉基因食品，94%的歐洲人希望能自己選擇是否購買含轉基因物質的產品。因此，雖然歐盟目前已經批準了22種轉基因玉米、3種轉基因大豆、一種甜菜、三種油菜以及一種土豆可以用于商業化種植，但轉基因作物在歐盟農業中的實際所占比例不到0.12%，且大部分種植在西班牙，在世界范圍內，歐盟種植轉基因作物的土地也只占到總額的0.08%，而法國、奧地利、匈牙利、盧森堡、德國和希臘等6個國家還禁止種植轉基因玉米。 不僅如此，最近13年來歐盟沒有批準過任何一種新的轉基因食品上市，從而形成了一種“事實上的禁令”。另外，按照歐盟的規定，如果人用食品或者動物飼料含有0.9%以上的已被歐盟批準的轉基因物質的農作物，產品標簽必須標注。歐盟對轉基因食品近乎抵制的態度，引起了美國等轉基因產品生產大國的強烈不滿，其中美國和加拿大、阿根廷等國曾聯手將官司打到了世界貿易組織。
與嚴格的政策管制相比，歐盟對于轉基因的技術研究則秉持了高度的寬松與支持態度。資料顯示，近20年來，歐盟國家農業轉基因研究單位增加了接近500個，一個完整的研究體系正在建立。也就在日前，為了支持法國卡恩大學使用用轉基因玉米NK603飼養老鼠的實驗，歐盟特別撥款300萬歐元。目前，世界各地監管機構沒有要求進行長期的轉基因食品試驗，而是以公認的90天飼養老鼠實驗證明轉基因安全性，而卡恩大學研究團隊將轉基因的試驗周期延長到兩年，表明歐盟官方希望通過該項研究進一步驗證轉基因是否引致腫瘤的結論。由此不難看到歐盟對轉基因的高度警戒心理。
同歐盟一樣，日本對轉基因作物也表現出慎重對待的態度，其政策監管也趨向嚴厲。對于轉基因食品，日本政府作出明確地規定，如果轉基因含量超過5%，必須進行標識，正是如此，日本商家不大愿意在市場上推出轉基因食品。
近來關于農產品價格上漲的報道此起彼伏，客觀上反映了我國乃至世界日趨嚴峻的糧食供應危機。浙江大學楊萬江教授是我國現代農業產業技術體系聘用的農經專家，擔任著國家水稻產業技術研發中心產業經濟研究室主任與水稻產業經濟崗位科學家，同時主持國家社科基金重大項目“中國特色農業現代化道路”研究任務。他從事農業農村經濟發展研究25年，在糧食安全與農業現代化問題上造詣深厚，特別是對于水稻經濟的研究有著長期積累和獨到的理念。
水稻既是世界60％人口的主糧，更是我國第一大糧食作物和絕大多數人口的主食口糧，中國水稻生產供給狀況不僅關系我國糧食安全，也對世界糧食安全有著重要影響。為此，我國政府從2007年開始建設現代農業產業技術體系，水稻產業技術體系作為重中之重啟動建設。國家水稻產業技術體系是一個集數十位科學技術和經濟管理專家為一體的開放式、多學科、產學研相結合的水稻產業技術研發體系。楊萬江博士作為我國農經領域的知名專家入選，有利于該學科在交叉融合發展中起到更大的作用，從而促進農業經濟管理科學研究成果更及時、更緊密地服務于國家發展戰略、農業產業政策和水稻產業現代化建設的科學決策和實踐。
據了解，楊萬江博士能夠參與國家現代農業產業技術體系建設絕非偶然，他長期以來在農業經濟科研、教學與決策服務方面成績斐然。20多年來，楊萬江教授主持完成國家和省部級科研項目50余項，在國內外發表學術論文70余篇，出版學術專著10部，先后獲得農業部科技進步二等獎和浙江省政府優秀成果獎十余項，多項政策建議被省部委采納，還為涉農企業制訂戰略規劃，是我國將農業發展理論研究與實踐緊密結合的為數不多的農經專家之一。
他認為：世界糧食安全將越來越突出，中國水稻產業發展必須走技術創新之路。轉基因技術作為現代農業生物技術的核心，在緩解資源約束、保障糧食安全、保護生態環境、拓展農業功能等方面已顯現出巨大的潛力，轉基因農作物在25個國家商業化種植長達14年就是證明。
楊教授指出，中國是發展中大國，今后幾十年都將面臨人口增加與耕地資源持續減少的雙重壓力，實現糧食供求基本平衡和保障國家糧食安全戰略任務將會越來越艱巨，中國必須立足長遠以大國姿態改革創新，利用轉基因技術培育高產、優質、生態、環保、高效的水稻新品種是最有效的途徑之一，2009年11月國家轉基因農作物管理部門首次發放轉基因水稻和玉米安全證書，就是按照科學發展觀在尊重科學與事實基礎上的一項重大戰略決策。目前，我國轉基因水稻商業化生產前期工作正在順利展開，預計未來2年內我國將邁出轉基因水稻商業化經營第一步，中國將成為世界上第一個種植轉基因主糧的國家。
楊萬江教授對我們詳細闡述了轉基因水稻技術的發展方向。他說發展轉基因水稻已是不可抗拒的戰略方向，安全證書的發放表明安全性問題在科技層面已經解決，而且在大力推進水稻生產常規現代技術基礎上同步推進轉基因現代技術也越來越得到廣大水稻科技工作者的認同，接下來關注重點應是如何走好轉基因水稻產業發展的每一步。
如何才能推進轉基因水稻商業化生產經營順利發展呢?或許正如楊教授在2010年2月撰文“基于宏觀視角的我國轉基因水稻發展思考”中指出，需要積極推進轉基水稻特向第二階段轉變，需要改革傳統的農業生產、農產品管理與消費模式，加強轉基因農作物法規政策透明化與大眾化，充分重視轉基因水稻的公眾理解和接受程度。
關鍵詞納米粒子；4-羧基苯硼酸；DNA提取；轉基因大豆
近年來，轉基因產業快速發展。然而，在轉基因技術為人類帶來巨大效益的同時，轉基因所引發的安全事件屢有發生，以致引起各方的廣泛重視和擔憂。由于轉基因產品的安全性在世界范圍內仍存在爭議，世界各國相繼制定法規來加強轉基因產品的管理，并且設置貿易性技術壁壘限制該類產品的進口，歐盟、新西蘭、澳大利亞、俄羅斯、沙特阿拉伯、日本、韓國等發達國家對轉基因產品實施強制性標識制度。生產商或貿易商銷售農產品到上述國家，便需要證明產品沒有轉基因成分或達到相關進口國家的法規要求。我國自從1995年起，大豆就由凈出口變為凈進口，而且進口量呈現逐年增加的趨勢。進口的大豆主要來源于美國、加拿大、巴西和阿根廷等轉基因作物的種植大國。我國種植的大豆均是非轉基因品種，這是我國大豆及其加工產品在國際競爭中的優勢所在。目前，非轉基因大豆走俏國際市場，其價格要高出轉基因大豆15%～20%。加強轉基因大豆的檢測，全面實行“標簽制度”，對發展我國大豆產業具有重要意義，可使種植非轉基因大豆更加規范，保證我國非轉基因大豆的優勢地位，預防轉基因大豆對我國市場的沖擊。目前，各國轉基因檢測機構對轉基因產品的檢測主要基于分子水平的檢測［1-3］，而核酸提取的質量是影響后續分子鑒定的重要因素。轉基因產品檢測工作中，分子生物學檢測方法的敏感性和特異性很大程度上決定于樣品前處理環節（核酸提取過程）。與傳統的核酸提取方法相比，以納米磁珠為載體的核酸提取方法由于其操作簡單、提取結果重復性好、穩定性高等優點而成為一種非常有前景的提取方法，該方法已經廣泛應用到植物病毒［4-5］檢測中來。本文主要研究了4-羧基苯硼酸修飾的納米粒子的制備過程，并應用磁性納米粒子對轉基因大豆基因組DNA進行提取和評價，以便取代國外昂貴的相關試劑盒，能夠在相關轉基因檢測機構中進行推廣使用。
1材料和方法
1.1試劑和材料
氨水植（28%）、乙酰丙酮鐵（97%）和CPBA（97%）均購自Sigma-Aldrich公司；氨水（25%）、無水乙醇（分析純）、正己烷（分析純）、苯甲醇（分析純）均購自國藥集團北京分公司。轉基因大豆由本實驗室保存；植物基因組DNA提取試劑盒（Plantgenom-icDNAkit）購自北京天根生化科技有限公司。Pre-mixExTaqTM和RNaseA1購自大連寶生物工程公司。轉基因大豆實時熒光PCR的引物與探針見表1。
1.2儀器
RCTbasic加熱磁力攪拌器（德國IKA）、KQ2200DV型數控超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）、JEM1400透射電子顯微鏡（日本日立）、SU-1510掃描電子顯微鏡（日本日立）、PerkinElmerSpectrumOne傅里葉變換紅外光譜儀（美國鉑金埃爾默）、MalvernZetasizerNanoZS馬爾文動態光散射粒度儀（英國馬爾文）、FD-1CE真空冷凍干燥儀（北京德天佑科技發展有限公司）、RetschMM400自動破碎儀（德國萊馳）、UV2450微量紫外分光光度計（日本島津）、DYCP-31C水平電泳槽（北京六一儀器廠）、Univer-SalHoodⅡ凝膠成像系統（美國Bio-Rad公司）。
1.3方法
1.3.1磁性納米粒子的制備1.3.1.1熱分解法合成Fe3O4磁性納米顆粒參考已發表的論文［6］，利用熱分解法合成Fe3O4磁性納米顆粒。具體如下：將0.5g乙酰丙酮鐵放入三口燒瓶中，然后加入20mL苯甲醇作為溶劑，室溫抽真空，再在氬氣保護下加熱至190℃，在此溫度下持續攪拌2h，得到黑色的膠體溶液。室溫自然冷卻后使用磁鐵收集產物，分別用正己烷和乙醇清洗數次，真空冷凍干燥48h，得到穩定的Fe3O4。1.3.1.24-羧基苯硼酸修飾取合成的Fe3O4磁性納米顆粒10mg，分散于2mL乙醇中，超聲30min，加入30mg4-羧基苯硼酸，繼續超聲處理45min后呈透明膠體溶液，室溫放置過夜。將飽和氯化鈉溶液加入膠體溶液中，磁分離收集磁性納米粒子，分別用無水乙醇和去離子水清洗數次，真空冷凍干燥48h，即可獲得羧基苯硼酸修飾的磁性納米顆粒（CPBA-MNPs）。1.3.2大豆基因組DNA提取利用自動破碎儀破碎轉基因大豆和非轉基因大豆。分別稱取50mg樣本材料，利用CPBA-MNPs提取大豆基因組DNA，具體操作步驟如下：首先加入1mLCTAB裂解液（2%CTAB，1.4mol/LNaCl，pH8.0），混勻后65℃裂解10min，冷卻至室溫后加入2μLRNaseA1（50mg/μL），37℃孵育10min后加入100μL醋酸鉀（5mol/L，pH5.2），然后置于冰上6min；12000rpm離心5min后取上清液200μL加入到含有1mgCPBA-MNPs的離心管中，再加入等體積無水乙醇；室溫靜置5min后，磁分離；70%乙醇清洗3次，置于室溫晾干；然后加入50μL的TEbuffer（50mmol/LTris-HCl，5mmol/LED-TA，pH8.8），重新分散磁性顆粒，室溫靜置5min；磁分離后吸取洗脫液于新的離心管中保存。同時，以植物基因組DNA提取試劑盒（PlantgenomicDNAkit，北京天根）作為對照。1.3.3DNA完整性檢測取10μL基因組DNA提取液在0.75%瓊脂糖凝膠上進行電泳檢測，然后在凝膠成像儀上拍照分析提取的基因組DNA的完整性。1.3.4DNA純度和濃度的檢測利用微量紫外分光光度計測定提取的基因組DNA的濃度，并檢測基因組DNA在260nm和280nm的吸收值OD260和OD280，以OD260/OD280的值評價DNA的純度。1.3.5實時熒光PCR檢測目的基因利用實時熒光PCR技術分析檢測轉基因的可行性。分別以CPBA-MNPs法和植物基因組DNA提取試劑盒法提取的轉基因大豆基因組DNA為模板，選取花椰菜花葉病毒（Cauliflowermosaicvirus，CaMV）35S啟動子和胭脂堿合酶（nopalinesynthase，NOS）基因的終止子的引物與探針進行轉基因檢測。
2結果與分析
2.1磁性微球的表征
為了了解制備的Fe3O4磁珠在修飾前后的粒徑大小和形貌特征，我們對合成的Fe3O4磁性納米粒子與CPBA-MNPs樣品進行了透射電子顯微鏡的表征（圖1：A和1：B）。從圖1：A中可以看出修飾前的Fe3O4磁珠在乙醇中極易團聚，這是由于粒子表面僅具有少量的苯甲酸分子，而修飾后的CPBA-MNPs磁性納米粒子（圖1：B）能夠穩定的分散于乙醇中。
2.2DNA完整性檢測結果
利用制備的CPBA-MNPs提取轉基因大豆和非轉基因大豆種子的基因組DNA，同時，以植物基因組DNA提取試劑盒作為對照。0.75%瓊脂糖凝膠電泳分析提取的基因組DNA完整性。由圖2可見，兩種方法提取到的基因組DNA條帶都很整齊單一，且沒有拖尾現象，但試劑盒提取的基因組DNA條帶亮度較暗。
2.3DNA濃度和純度檢測結果
利用微量紫外分光光度計測定提取的基因組DNA濃度。結果表明，利用CPBA-MNPs可從50mg大豆種子提取約11μg基因組DNA，而利用試劑盒可提取到7.5μg。兩種方法提取的基因組DNA的OD260/OD280均介于1.78～1.92之間，說明提取的基因組DNA純度符合實驗要求。
2.4實時熒光PCR檢測目的基因
以提取的轉基因大豆基因組DNA作為模板，利用實時熒光PCR進行檢測分析，結果如表2。雖然利用student’st-test對于實驗數據進行分析的結果表明，兩者無明顯的統計學上的差異（P>0.05），然而利用CPBA-MNPs方法，檢測轉基因大豆的Ct值低于植物基因組提取試劑盒。因此，結果表明具有少量的苯甲酸分子，而修飾后的CPBA-MNPs磁性納米粒子（圖1：B）能夠穩定的分散于乙醇中。
3結論
關鍵詞：儲糧害蟲；轉Bt基因稻谷；抗性
水稻（OryzasativaL.）是世界三大糧食作物之一，也是我國重要的經濟作物和糧食作物，全球約三分之一以上的人口以稻米為主食[1]。在水稻生產中，儲藏稻谷是生產中一個重要環節。我國是一個糧食大國，糧食儲藏周期較長、儲量較大，在糧食儲藏期間，各種有害生物容易滋生危害，造成儲糧質量和品質的巨大損失，由于受到倉儲條件和防蟲技術的限制，每年在北方地區因蟲害造成的儲糧數量損失為3%～5%，南方地區為6%～8%，損失糧食200～300億kg[2]。可見，儲糧害蟲造成的危害和損失是十分巨大的。據2004-2005年第六次全國儲糧昆蟲調查，我國儲糧昆蟲有270種，其中儲糧害蟲有226種[3]，危害嚴重且分布廣的主要有玉米象、米象、谷蠹、鋸谷盜及赤擬谷盜等鞘翅目害蟲和麥蛾、印度谷螟及一點谷螟等鱗翅目害蟲[4]。
目前，我國乃至全世界對儲糧害蟲的防治主要采用化學防治，但由此造成的農藥殘留、環境污染以及害蟲抗性等問題日益嚴重，迫使人們尋求其他更加安全有效的害蟲防治措施。通過分子生物學手段，將抗蟲基因導入水稻細胞中，并使其遺傳和表達，從而培育具有抗蟲能力的轉基因水稻新品系成為控制水稻害蟲的重要途徑[3.4.5]。蘇云金芽孢桿菌（Bacillusthuringiensi，簡稱Bt）是一種能產生殺蟲晶體蛋白（insecticidalcrystalprotein）的革蘭氏陽性菌，其孢子及伴孢晶體對鱗翅目和鞘翅目的一些害蟲具有一定的毒殺作用，自1938年第一個Bt商品制劑問世以來，因其毒力高，致病快，且對非靶標生物及人類無毒，對環境安全，已作為微生物殺蟲劑廣泛應用于害蟲的防治[6]。然而，隨著Bt制劑的大量使用，人們發現在實驗室的條件下已有多種害蟲對其產生抗性，更為嚴重的是，已發現在大田中世界性蔬菜害蟲小菜蛾Plutellaxylostella（Linnaeus）對Bt產生了抗性[7]。近年來，昆蟲對Bt制劑及對轉Bt基因作物產生抗性的報道已有很多。在我國，關于轉Bt基因水稻生態安全性方面的研究，已取得了一些研究成果，處于起步階段，在轉Bt基因稻谷對儲糧害蟲的生態安全性研究少有報道。本文將對近些年國內外學者在儲糧害蟲對轉Bt稻谷的抗性研究進行概括，為轉Bt水稻的合理利用和商業化生產以及害蟲的抗性治理等方面提供參考依據。
1轉Bt基因水稻研究現狀
Bt毒蛋白基因是應用最為廣泛且最有潛力的毒蛋白基因，在現代植物基因工程技術的推動下，轉Bt基因煙草[8]、馬鈴薯[9]、棉花[10]、玉米[11]和水稻[12-20]得到了廣泛的應用，并獲得了較為理想的抗蟲效果。Bt玉米、Bt棉花、Bt馬鈴薯等已開始商業化應用[21.22]。
目前，水稻抗蟲Bt毒蛋白基因有cry1A(b)、cry1A(c)[12]，國內外已獲得了許多抗蟲效果良好的水稻品種[13-20].。雖然轉Bt基因水稻在害蟲防治方面取得了不錯的效果，但仍還處于試驗研究階段，遲遲未得以商業化生產推廣，主要原因就是其安全性評價有待完善和提高[23-25]。而轉Bt基因稻谷的生態安全性評價是轉基因水稻安全性評價的一項重要內容。
2轉Bt基因稻谷對儲糧害蟲的影響
2.1抗蟲性機制
蘇云金芽孢桿菌在產孢過程中會形成一種對昆蟲具有毒效的蛋白，即Bt殺蟲晶體蛋白(insecticidalcrystalprotein)，可分為α-外毒素、β-外毒素、δ-內毒素和虱因子，其中用于轉基因植物的主要是δ-內毒素[26]，有很多學者對Bt毒蛋白的殺蟲機理做了研究，其大致過程為：昆蟲食入毒蛋白后，在中腸的堿性環境下，毒蛋白溶解為無殺蟲活性的原毒素（protoxin），原毒素在中腸蛋白酶的作用下激活進一步轉化為具有殺蟲活性的60kDa左右的毒素（toxin），活化的毒素與中腸BBMVs（刷狀邊膜囊）上的特異性受體結合引起中腸上皮細胞膜透性的改變，細胞裂解、中腸麻痹，最終導致昆蟲癱瘓或死亡[26.27.28]。
然而轉Bt基因作物與傳統Bt殺蟲劑不同，后者包含幾種Bt原毒素以及細菌孢子，而目前商業化種植的轉基因作物僅含有單一毒素基因且在植株的整株和整個生育期都表達，具有轉移性更高、毒性強的特性[29]。有人初步研究了轉Bt基因棉抗棉鈴蟲的毒性機理，認為幼蟲取食轉基因棉后，中腸處于中度痙攣狀態，珠狀細胞微絨毛萎縮、被破壞，腸壁細胞質內細胞器減少，營養物質自耗成空泡[30]。梁革梅等比較了棉鈴蟲取食轉Bt殺蟲劑、Bt毒蛋白和Bt基因棉后中腸組織病理變化的情況發現，對棉鈴蟲中腸的破壞速度依次為Bt殺蟲劑>Bt毒蛋白>Bt基因棉，并認為這可能是由于前兩者作為殺蟲毒素直接影響棉鈴蟲中腸細胞，而轉Bt基因棉中的殺蟲毒素是由導入棉花品種Bt基因轉錄形成，棉鈴蟲中腸細胞的變化直接受Bt基因轉錄量的大小和毒素的殺蟲作用力的影響[31]。
2.2轉Bt基因稻谷對儲糧害蟲的抗性
目前，在轉Bt基因稻谷對倉儲害蟲的抗性方面的報道較少。JohnDSedlacek等研究證明轉基因作物會使印度谷螟和麥蛾的孵化率和產卵率明顯降低，并延緩印度谷螟的發育歷期[32]。AnthonyMHanley等再次證實了轉Bt基因作物在降低印度谷螟和麥蛾的產卵率和孵化率，延緩印度谷螟發育歷期等方面的影響[33]。李光濤等研究表明：轉Bt基因稻谷對麥蛾具有顯著抗性，取食轉Bt基因稻谷的麥蛾羽化率僅為對照的13%，且各發育指標均顯著降低，轉Bt基因稻谷的損失率僅為對照的12%，Dobie敏感系數顯著低于對照，對麥蛾表現為高抗[34]。王平等對轉Bt基因稻谷中Bt毒蛋白的變化、轉Bt基因稻谷對麥蛾生長發育的影響、以及對儲糧期節肢動物群落結構的影響等方面做了初步研究[35]。蔡萬倫等在研究中發現用Bt稻谷粉連續飼喂三個世代的赤擬谷盜，其在各個發育階段的歷期與對照相比無明顯差異，但就蟲蝕率來說轉基因稻谷要比對照低的多。他通過對在自然條件下對不同儲藏期的Bt稻谷與非Bt稻谷進行抽樣調查，結果發現隨著稻谷儲藏期的延長，在儲藏17個月后Bt稻谷上的蟲蝕率依次為0.70%，1.20%，顯著低于另外兩種非Bt稻谷上的蟲蝕率(汕優63：1.7%，2.0%；9311稻：2.70%，3.00%，P<0.05)。但Bt稻谷和非Bt稻谷中赤擬谷盜、谷蠢、書虱、麥蛾的數量在19個月儲藏期內，其種群數量及動態與對照稻谷相比無明顯差異或在少數時期存在顯著差異。Bt稻谷上害蟲群落物種數、多樣性指數、優勢集中性與對照稻谷相比差異性很小，Bt稻谷對儲糧害蟲物種構成的影響不明顯[36]。
3印度谷螟對Bt的抗性研究
印度谷螟是一種重要的鱗翅目倉儲害蟲，也是第一個被發現對Bt中δ-內毒素產生抗性的害蟲。目前，眾多國內外學者對印度谷螟經Bt制劑處理后的生物學習性、交互抗性、抗性機制等方面進行了廣泛的研究。早在1984年，Mardan就指出，印度谷螟的吐絲結網、對Bt制劑的驅避性等會增加害蟲對Bt制劑的忍耐能力[37]。
1985年McGaughey在世界上首次報道了印度谷螟在室內對蘇云金桿菌產生了嚴重的抗性[38]。McGaughey在實驗室對經Dipel處理和未處理的糧倉印度谷螟進行生物測定，處理過的印度谷螟不如未處理的對Dipel敏感，初步顯示出對Bt的抗性，于是其在實驗室條件下以62.5mg/kg的濃度進行抗性種群的篩選，F2的LC50是未經篩選幼蟲的27倍，到F15則增至97倍，進一步證明了抗性的產生。此外，經9代后終止處理，LC50在隨后的7代都不下降，其高抗性保持穩定。1987年McGaughey和Johson發現對B.t.kHD-1菌株產生抗性的印度谷螟對57個不同品系Bt制劑中36個品系產生了不同程度的抗性，同時使16個品系產生了交互抗性[39]。
1988年McGaughey等研究證明，用Bt處理5個印度谷螟和一個粉斑螟品系，不同群體的印度谷螟和粉斑螟的抗性發展速率和發展程度不同，對5個印度谷螟品系進行抗性篩選，最快的抗性發展出現在F36，抗性比起始時大250倍，最慢的在F39，抗性僅為起始時的15倍，與印度谷螟相比，粉斑螟產生的抗性水平則低的多。當抗性水平達到穩定狀態之后，中斷選擇作用抗性仍保持穩定，但如果在抗性水平達到穩定狀態之前就中止選擇，抗性水平會逐漸下降[40]。同時，McGaughey等從另一倉貯害蟲干果斑螟中也檢測到了其對Dipel的輕度抗性。
1990年VanRie等證明，BBMV對蛋白毒素的親合力在印度谷螟抗性和敏感品系間有極大差異，后者比前者大70倍，同時抗性種群對CryIC的敏感性以及CryIC在BBMV上的結合位點都增加了，這表明對一種殺蟲晶體蛋白產生抗性的印度谷螟不一定也對另一種殺蟲晶體蛋白產生抗性[41]。有研究表明，Cry1Ab在印度谷螟體內有2個不同的結合位點，其中一個結合位點與Cry1Ac的一樣，對Cry1Ab產生抗性的印度谷螟種群的結合位點與Cry1Ab的結合親和力比敏感種群下降了60倍[42]。而Zhu等發現，在抗性印度谷螟中腸中，類胰蛋白酶的酶活性比敏感品系低約3倍，可能這種類胰蛋白酶活性的差異與Bt的抗性有關[43]。
Mcgaughey等將兩種不同Bt變種的菌株HD-1，HD-133等量混合起來對印度谷螟進行選擇，結果發現，在相同的選擇壓力下，印度谷螟對兩種菌株混合產生的抗性分別比這兩種菌株單獨處理所產生的抗性小[44]。
McGaughey對交互抗性問題做了深入的研究，認為具有多種ICPs的Bt菌株會引起更廣泛的抗性[45]。
3展望
關于儲糧害蟲對Bt抗性的研究多集中在印度谷螟上，但也僅限于對Bt制劑和毒蛋白的抗性研究，對轉基因稻谷產生抗性的研究，無論是在實驗室條件下還是在大田試驗下都未見報道，針對水稻生長期的鱗翅目類害蟲對轉Bt稻谷產生抗性的研究較多。糧食儲藏是水稻生產中的一個重要環節，儲糧害蟲造成的危害不容忽視，今后在儲糧害蟲對轉基因植物抗性方面還應加大研究，以為害蟲的綜合防治和轉基因植物的商業化生產及安全性評價提供指導。
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論文摘要 總結了蘇云金桿菌的發現及殺蟲機理，對蘇云金桿菌的研究現狀、研究中存在的問題及解決的思路進行了闡述，并對蘇云金桿菌的應用前景進行了展望。
新型微生物農藥作為無公害農林生產資料，在未來的農作物病蟲害防治方面將有巨大的市場需求。進一步加快微生物農藥的研制、產業化和推廣應用進程，降低農藥在農副產品中的殘留和對農田生態環境的污染，實現農作物重大病蟲害的可持續控制，必將產生巨大的社會、經濟和生態效益。
1蘇云金芽孢桿菌（Bt）的發現及殺蟲機理
1.1蘇云金芽孢桿菌（Bt）的發現
1901年日本學者石度繁從患猝倒病的家蠶幼蟲中分離到第1個產生晶體的芽孢桿菌。10年后Berliner從德國蘇云金地方一家面粉廠染病的地中海粉螟中分離到一個相似的菌株，并正式定名為蘇云金芽孢桿菌（Bt）。4年后，一個叫克林諾的科學家發現，在這種細菌的細胞中可以形成方形或菱形的晶體，可惜這個發現并未被重視。直到40年后的1953年，一位叫漢納的生物學家證明了這種晶體是有毒的蛋白質晶體，才揭示了粉螟死亡的原因。在1920～1930年間，Bt作為微生物殺蟲劑主要用來防治玉米螟。1938年第1個商品制劑Sporeine在法國問世，從此拉開了生物殺蟲劑的序幕。以后相繼發現了對鞘翅目、螨類、同翅目、膜翅目、直翅目昆蟲、動植物寄生線蟲、鞭毛蟲、變形蟲、吸蟲、絳蟲有毒殺作用的Bt菌株。
進一步的研究發現，Bt是革蘭氏陽性菌，另外，它可寄生在一些蛾類和蝶類的幼蟲上，甚至是植物表面。
蘇云金芽孢桿菌分泌出的由Cry基因編碼的、有殺蟲活性的δ-毒素（或被稱為殺蟲晶體蛋白）的蛋白結晶構成了內孢子。Cry蛋白對鱗翅目（如蛾與蝶）、雙翅目（如蒼蠅、蚊子）和鞘翅目（甲蟲）有很大殺傷力。因此，可將蘇云金芽孢桿菌發酵生產制成高效生物殺蟲劑，或用Cry基因制成防蟲害的轉基因產品。
1.2蘇云金芽孢桿菌（Bt）的殺蟲機理
蘇云金芽孢桿菌（Bt）之所以能夠殺蟲，是由于它們的細胞內存在著一種有毒的蛋白質，叫做伴孢晶體，昆蟲吞食后就會中毒而死。而這種活細胞及伴孢晶體對環境無毒無害。因為在動物的胃腸道內，酸性環境下蛋白質晶體不能溶解，從而對人畜無害。所以它是一種高效安全的生物殺蟲劑，可用來殺滅多種農作物害蟲。蘇云金芽孢桿菌（Bt）殺蟲機理主要是：昆蟲取食蘇云金芽孢桿菌后，桿菌在其胃腸道內產生蛋白質晶體內毒素（δ-內毒素）、熱穩定毒素（β-外毒素）、葉蜂毒素（α-外毒素）及Bt-γ外毒素。這些毒素能侵蝕昆蟲腸道細胞，破壞腸道內膜，并進入血淋巴組織，使害蟲因饑餓而出現敗血癥最后死亡。蘇云金芽孢桿菌的防治對象是鱗翅目、膜翅目、雙翅目、鞘翅目等多種害蟲，其藥性的持效期可達7～10d左右。需要特別注意的是：蘇云金芽孢桿菌（Bt）及其制劑對蠶具有很高的毒性，桑園必須禁用。另外，勿與堿性殺菌劑混合施用，晴天的傍晚或陰天施藥效果最佳。
2蘇云金芽孢桿菌（Bt）的研究現狀
2.1蘇云金芽孢桿菌（Bt）的研究主要集中在分子水平上
過去Bt是作為一種制劑應用于農林害蟲的防治，隨著生物技術的發展，現在已對蘇云金芽孢桿菌的殺蟲蛋白質和相關基因作了深入而透徹的研究，也就是說在基因的水平上對它有了更多的了解。研究發現，在其體內具有一種Cry基因，正是這種基因編碼產生的蛋白質對上述昆蟲具有極大的毒性，所以這種基因的結構和特性就影響到它本身，也影響到它的殺蟲范圍。當然某一基因的長期應用會刺激昆蟲產生抗體。因此，現在對蘇云金芽孢桿菌的研究更多地集中在分子水平上。
2.2國內主要研究成果
中國現在在蘇云金芽孢桿菌殺蟲劑的商品化生產和防治農林害蟲的系統工作方面，取得的主要成果有：研制和生產質優價廉的Bt懸浮劑和高效價的粉劑，實現了中國Bt殺蟲劑的商品化生產；建立了以生物測定為基礎的產品毒力效價測定的質量標準化技術化系統；研究了助劑及貯存條件對Bt的影響，為助劑的篩選和有效存貯提供了可靠的依據；大規模推廣應用Bt殺蟲劑以防治棉、糧、果疏及林業害蟲，并取得了良好的效果。該研究中研制和生產的適合中國的優質廉價的Bt懸浮劑，已在農林害蟲防治中得到廣泛應用；Bt粉劑的毒力效價和防蟲效果，已達到國際同類產品先進水平；以棉鈴蟲和小菜蛾為標準昆蟲，建立了中國Bt產品質量標準化測定技術系統，為國產Bt殺蟲劑的行業標準的建立奠定了良好基礎，為與Bt殺蟲劑國際質量標準接軌提供了保障。
3研究中存在的問題及解決的思路
3.1主要問題
蘇菌基因的表達會發生變化。例如，如果溫度不理想，就可能降低毒素的產生，使植物易受侵蝕。更加嚴重的是，試驗證明毒素減少的晚季植物會形成啟動子的DNA甲基化。 另外，毒素的持續使用會使普通害蟲演化為抗性蟲。試驗發現，小菜蛾對蘇菌毒素的噴霧形式就已產生抗性。
蘇菌毒素的運用還有一些可能的危險，如：如果轉基因玉米與變異野草雜交，蘇菌基因的抗性就有可能因食物鏈來到食草動物群落中，蜂群衰竭失調（CCD），也可能跟蘇菌轉基因作物有關。
3.2解決的思路
（1）有抗植株與無抗植株間種。減少害蟲抗藥性的一個有效方法就是將有抗植株與無抗植株間種，目的是減少抗性基因頻率，犧牲少量無抗植株保證產量。美國和歐洲的某些區域已經立法要求使用上述方法種植。這種方法的理論依據是假設抗性基因是隱性的。依目前來看，這種方法應該可以延遲害蟲對蘇菌的抗性；另一方面，假如產生了多種蘇菌毒素的農作物可以完全滅絕害蟲，抗性基因的存在也就不可能了。不過，至今為止，害蟲滅絕的情況還未出現。
（2）通過接合構建新菌株。蘇云金芽孢桿菌菌株的特定質粒可以自行轉移，這些質粒可以通過接合來構建新菌株。例如，科羅拉多馬鈴薯甲蟲（鞘翅目）是北美最具破壞性的馬鈴薯害蟲，歐洲玉米螟和土豆塊莖蠕蟲，對馬鈴薯也有很大的破壞作用。從自然界中分離的蘇云金芽孢桿菌菌株，沒有一個菌株對所有這些昆蟲都具毒性。然而，通過質粒轉移雜交，現在已經構建出對3種害蟲都有效的新菌株，田間試驗表明，該菌株作為廣譜的馬鈴薯殺蟲劑很有前途。
4蘇云金芽孢桿菌（Bt）的應用前景
微生物農藥是21世紀農藥工業的新產業，代表著植物保護的方向，其最大的優勢在于能克服化學農藥對生態環境的污染，并減少農藥在農副產品中的殘留量。同時，在推廣微生物農藥應用過程中，農副產品的品質和價格將大幅度上升，有力地促進農村經濟增長和農民增收，社會效益不可估量。
我國是一個農業大國，農業的發展事關重大。為了更好地落實科學發展觀，建立環保型、節約型農業，微生物農藥將為農產品優質安全生產和降低有毒物質殘留提供技術和物質保證。微生物農藥研究與發展，將有效地實現農產品的優質安全生產，提升農產品的經濟附加值，擴大我國農副產品外銷市場，推進綠色產業的發展。所有這些均對發展農村經濟、增加農民收入、促進農村繁榮具有重要的推進作用。
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“我就是想為中國農民做點事情，從小在農村長大，我對農民有著根深蒂固的感情。”朱玉賢院士的赤子情懷讓人感動。“做點事情”，就是讓中國的棉花纖維再伸長0.3厘米，就是這點事情，將改變中國棉紡織產業在世界市場的地位，在高端棉花需求上擺脫對美國的依賴。而對于中國的廣大棉農，這也將為他們帶來更多的經濟收入。
朱玉賢院士對科學真理孜孜以求的感人事跡，給記者留下深刻印象。之所以能取得令世人矚目的科研成就，在于他對創新境界的自覺追求。朱玉賢認為，科學研究想獲取創新成果，不僅要培養在學識上的遠見，更要求具備追求目標時的堅韌態度和行動，還要對研究方法的靈活選擇和變通。
秉持這一自覺追求，十余年來，朱玉賢和他帶領的團隊攻克了一個個難關，通過功能基因組研究發現乙烯能夠促進纖維細胞伸長，這前所未有的研究結論為提高我國棉花的產量和品質奠定了理論基礎，也使我國的棉花研究達到世界領先水平。
提高棉花纖維0.3厘米為中國棉升級奠定基礎
接受本刊記者采訪時，朱玉賢說：“我大學專業選的就是農業，一直有一個堅定的信念，我可以為中國農民做一點事情。所以當1998年科技部生物工程中心負責人找到我，讓我申請棉花這個項目時，我一下子就答應了。”
“我國是世界第一產棉大國，年產量四五百萬噸，但是每年仍需從美洲進口約100萬噸的原棉，主要原因是我國棉花的品質偏差。”朱玉賢說。我國生產的棉花纖維平均長度不足3厘米，而美國產的棉花平均長度為3.3厘米。紡織品中必須有1/3以上的棉花纖維長度大于3厘米，低于3厘米棉纖維之間的接頭太多，生產出來的棉布會很毛糙。生產實踐中，90支紗以上的高端紡織品都必須摻入3厘米以上的原棉，越高支紗的棉布、摻入的長絨棉就相對越多。
就是這0.3厘米的微小差距，使我國的棉紡廠每年都要進口來自北美的長絨棉（絨長在3.3厘米左右），以提高紡織品質量。因此，我國每年都會有國產原棉積壓，使棉農和紡織業喘不過氣來，承受了很大壓力。
“當初獲得這個項目時，我第一感覺就是心中的愿望終于可以實現了，可以用自己的專業知識為農民做點事。”朱玉賢說。
朱玉賢和他的團隊制作了棉花芯片，將野生型陸地棉和它的無纖維突變體進行比較，最初是想通過這種比較，找到兩者在基因表達上的差異。實驗過程中發現，比較芯片中12000多個棉花基因，居然有5000～6000個基因表達有明顯的差異。
怎樣才能找到控制棉纖維伸長的關鍵基因呢？研究一度陷入了困境。
“這個問題困擾了我很長一段時間，有一天我在辦公室苦思不得其解，突然一個念頭在腦中閃過，既然從芯片中很難找到控制纖維伸長的關鍵基因，為什么不能在纖維高表達的生化途徑上試試呢？”
經過慎重考慮，朱玉賢放棄了以往研究單個基因表達的慣性思維，轉向高表達生化途徑的研究。2005年，朱玉賢和他的團隊通過生物信息軟件來系統性地檢測纖維發育期間生理生化代謝途徑的表達變化，最終發現乙烯是該期間變化最顯著的生化途徑。
“乙烯是一種植物激素，棉花本身就含有這種激素，通過基因工程提高乙烯的釋放量，能夠促進棉纖維的細胞生長。”這個研究結論讓朱玉賢和他的團隊喜出望外，加快了研究進程。之后，他們相繼取得超長鏈脂肪酸調控乙烯合成，乙烯通過調節果膠多糖生物合成來控制纖維伸長等重大發現。
通過功能基因組研究發現乙烯能夠促進纖維細胞伸長，這個前所未有的研究結論為提高我國棉花的產量和品質奠定了理論基礎，也使我國的棉花研究達到世界領先水平。
2010年，中國農科院棉花研究所進行栽培試驗，實驗結果證實了朱玉賢的研究結論，在纖維顯著伸長的10個株系中，有8個都來自他的實驗室，其中效果最好的品種纖維平均長度為31.49～32.05毫米，比轉基因母本品種的原始纖維長度提高了超過3毫米。
對這個實驗結果，朱玉賢仍然感到一絲遺憾，他計劃把實驗得到的轉基因品種與生產上大面積推廣的長纖維品種進行雜交，期望能夠進一步提高棉纖維的長度，以期為整個棉花產業做出實質性貢獻。
朱玉賢對記者說，陸地棉的伸長問題已經解決，實驗室現已進入第二階段研究，下一個目標爭取讓長纖維的海島棉長出像陸地棉那樣多的纖維。這將是一個更大的難題，因為海島棉的纖維雖然較長，品質也很好，但單株海島棉上的纖維數量太少，因此生產上無法大面積推廣。如果我們能大幅度增加海島棉的纖維產量，不僅可以提高棉農收入，還將使我國的棉紡織產業進入一個可持續發展階段，完成產業的升級換代，增強其在國際市場高端棉紡織品行業的競爭力。
負笈美國學成歸國感恩母親報效國家
“我做事的方式很大程度上受我母親的影響”，說到自己所取得的成績，朱玉賢由衷地感謝母親在他成長過程中為他付出的艱辛。
小時候上學時，早晨6點半鐘朱玉賢從家里出來，走路到學校。母親每天都很早起來給他做飯。母親下地勞作一天，回家后還要做很多家務。那個時候，母親每天可能只睡兩三個小時，四五點鐘就起來給他做飯。
那時家里沒有鬧鐘，而母親每天都要準時起來，估計很難安安穩穩地睡覺。母親的這種堅韌與付出，讓朱玉賢從小就堅定了一個信念：一定要好好讀書，將來報答母親。
從小學到初中，喜歡學習的朱玉賢成績一直很好，很受老師喜歡。“”開始后，學校停課了，朱玉賢只好回家跟著父母做農活。離校前，他找到當時的語文老師，請他幫忙找一套“”前的高中數、理、化、語文教材。老師給他找了整整一網兜的書。朱玉賢背著這些書和簡單的行李，從富陽鎮上的學校步行逾12公里，回到家鄉。之后兩年，他利用工余和晚上的時間，把這些書通讀了一遍，做了大量的筆記。這是朱玉賢積累的第一筆人生“財富”！
1975年1月，朱玉賢應征入伍，在舟山度過了3年多寶貴的部隊生活。軍人生涯錘煉了朱玉賢的百折不回的性格。1977年，國家恢復了高考。1978年退伍的朱玉賢，經過短暫復習之后，參加高考考進了浙江農業大學農學系種子專業。
1986年1月朱玉賢到美國康奈爾大學攻讀博士學位，專修植物學，主要從事植物激素與豌豆的衰老研究。留學所讀專業也是與農業緊密關連，朝著為農民“做點事情”的目標，他又邁出了堅定一步。
留美期間發生的一件事情深深刺激了朱玉賢。讀博士時，朱玉賢的導師拿了一本美國的《The Economist》（《經濟學人》）雜志，封面是一個巨大的漩渦，漩渦邊上有一艘小船，上面寫著China Economy！以此暗示中國早晚被這巨大的漩渦吸進去，中國經濟早晚得完蛋！當時國際上就是這么看中國的。朱玉賢對記者說，即使現在，歐美一些國家的人還是對中國的改革開放有偏見。看不到中國這30多年為世界經濟和科學發展作出的貢獻，他們愿意用一種有色眼鏡看中國今天所取得的成就。
當1991年完成學業和研究之后，朱玉賢毅然選擇回國創業。當時很多同學都勸他留在美國，朱玉賢告訴他們：“我的根在中國。”賣掉了在美國買的二手福特車，朱玉賢與夫人一起返回中國。
編寫教材刻苦鉆研自覺追求創新境界
回國后，看到國內沒有系統的分子生物學教材，朱玉賢就聯系了李毅博士等人，編寫了70萬字的《現代分子生物學》教材。這本書15年間印刷量超過30萬冊，已成為國內高校分子生物學的最主要教材，今年推出第4版。
朱玉賢一心獻身科學，但科研道路上也會遇到坎兒。1993至1994年間，他沒有拿到任何一個國家科學研究項目，連國家自然科學基金面上項目的申請都失敗了。那段時間很困惑，朱玉賢懷疑自己選擇的科研道路是不是還能走下去。但如果遇到困難就撤退，就換方向，不一定能走得很遠。最終他咬咬牙決定堅持走下來。
但從另一角度看，做科學研究，永遠堅持一個方向不變，也不一定能出成果。朱玉賢在康奈爾大學讀博士時，導師就對他說，做研究需要在黑暗中不斷摸索、校正，再摸索再校正，也就是人們常說的失敗、斗爭，再失敗再斗爭。什么時候要換方向，什么時候要堅持下去，這恐怕是決定一個人能否成為一個好學者的重要品質。所以科學家要有第六感覺，要能把握科研方向，大致判斷此路是否能走通。而第六感的形成，朱玉賢認為需要學術背景、對問題系統性的認識、對世界前沿科學的把握以及對所擬研究的問題的獨到見解。
“做學問，最終是一種綜合素質的匹配”，朱玉賢說。科學研究想獲取創新成果，不僅要培養在學識上的遠見，更要求具備追求目標時的堅韌態度和行動，還要對研究方法的靈活選擇和變通。
正是“各種素質的合理匹配”，促成了朱玉賢在棉纖維發育和擬南芥細胞分化機制領域取得重大突破。
朱玉賢和他的團隊首次展開棉纖維中差異表達基因的大規模克隆分離工作，建成具有國際領先水平的大型高通量陸地棉cDNA芯片，發現植物激素乙烯在棉花纖維細胞伸長過程中的主導作用。發現超長鏈脂肪酸（VLCFA）在轉錄水平上調控乙烯生物合成，發現同時受乙烯和超長鏈脂肪酸調控的果膠多糖生物合成是棉纖維細胞初生壁合成和細胞伸長的限速步驟。由于在乙烯信號通路上下游長期而系統性的研究，世界植物科學著名的綜述期刊《當代植物學觀點》邀請他撰寫論文，闡述他們對棉纖維這個特殊細胞的認知。該研究于2011年獲國家自然科學二等獎。
朱玉賢和他的團隊研究還發現了擬南芥乳腺癌抑制因子同源基因BARD1是干細胞決定因子WUS和WOX5的抑制因子，BARD1缺失突變體中WUS的表達從頂端的組織中心擴展到所有外表層細胞，使頂端分生組織分化受阻。在擬南芥根尖，BARD1抑制了WOX5基因表達，從而控制植物向地性生長和根尖分生組織細胞分化。
帶團隊如同選種子為國選材悉心培養
作為學術帶頭人，朱玉賢認為，研究生的培養，不僅是知識傳遞的過程，更重要的是要為自己的學科培養可以為國家做研究的棟梁之材。
朱玉賢帶領團隊，采用了選種子的經驗，優選“種子”，并采取恰當的“培養”方法。帶領研究生，朱玉賢第一年可能不會主動跟他們接觸，先觀察他們，看他們會不會主動找自己談問題，因為提問題的時候，可以知道他們對這個專業了解的深度和廣度。
有個學生叫施永輝，他2000年5月到朱玉賢實驗室，先跟師哥師姐一起干些“雜活”，做本科畢業論文。
2001年夏天，施永輝找到即將畢業的師兄姬生健，希望能繼續做他留下的課題。剛接觸這個課題的前一兩個月，施永輝就多次主動向朱玉賢匯報工作進展。這使朱玉賢感到很吃驚，新生一般都很怕見他，害怕被問實驗進展如何，害怕挨呲兒。連續幾次聽了施永輝的匯報后，朱玉賢感覺他是可造之材，于是每次都給他布置很多新工作。施永輝花了一個學期的時間，學會了包括測定文庫滴度、體外剪切、cDNA文庫序列測定、多序列比對以及生物信息學分析等工作。這期間，施永輝不斷總結經驗，主動反饋實驗結果，促使朱玉賢最終決定立即開展大規模棉花cDNA芯片研究，并決定由施永輝負責該項研究。
說到姬生健，朱玉賢同樣充滿了自豪感。他說，這也是一個很有想法的學生。那時，實驗室主要用“差異顯示”技術篩選與棉纖維伸長相關基因。當年，全世界通行的模式是對“差異顯示”實驗中獲得的單個基因片段進行深入分析，證明該基因與人們所研究的性狀有關聯。有一天，姬生健突然跑來找朱玉賢，說應該把“差異顯示”實驗中得到的所有基因片段建成“差異基因文庫”，進行高通量DNA序列測定，這樣，理論上就能一次性獲得所有與棉纖維伸長相關的差異表達基因。這當然是個好想法，朱玉賢馬上同意了。姬生健發表在《核酸研究》上關于棉纖維“差異基因文庫”構建與分析的論文，施永輝發表在《植物細胞》上用基因芯片技術研究調控棉纖維發育代謝途徑的論文均已成為近十年來全世界棉花研究領域影響最廣泛的十篇科研論文之一，成為享譽世界的重要科研成果。所以說，一個好學生必須是一個會思考的人。
朱玉賢不贊同“不能讓孩子輸在起跑線上”這一套說法。人生不是百米賽跑，人生是馬拉松，而且是N多個馬拉松，與“起跑”基本沒什么相關性！條件不是決定成敗的唯一因素！老師對學生起“一桿秤”的作用，用自己的學識，去“稱量”所選“種子”的重量和質量，給學生指明最合適的發展方向和方法。
“科學工作者要取得突破，面對失敗的態度很關鍵。因為在探索未知世界的過程中，失敗必然要多于成功，如果不能理性對待失敗，就不能保持長期工作熱情，更不要提最后的成功。”朱玉賢說，“作為農民的兒子，我對農村孩子較為了解。在我研究室，不少人是來自農村，他們做事情比較有韌性。當他們遇到困難，我會盡可能地提供幫助。”
[關鍵詞] 高效液相色譜；藥學研究；進展
[中圖分類號] R91 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-4721（2013）07（c）-0015-03
色譜法（chromatography）又稱為色譜分析法、層析法，是一種分離和分析方法，在分析化學、有機化學、生物化學等領域有著非常廣泛的應用。色譜法的作用機制為根據不同物質在不同相態下進行選擇性分配，針對流動相對固定相中的混合物進行洗脫，不同的物質會以不同的速度以固定相移動，最終實現分離。本文所研究的高效液相色譜技術（high performance liquid chromatography，HPLC）全程依靠儀器完成。本文對HPLC的特點、類型并對其在藥學領域中的應用進行了相關闡述。
1 HPLC在中藥學中的應用
中藥學的研究是通過不同單味藥與復方藥的配伍方法及煎煮時間等來發掘中藥中化學成分的變化規律與藥理聯系[1-2]。在實際應用中，最為簡捷有效的方法為選取長度足夠的色譜柱，設置合適的時間以溫和流動相進行洗脫[3-4]。也有資料顯示新式的毛細管電色譜在中藥成分的分析上表現出極大的優勢，其規避了HPLC所有的柱床污染，沖洗方便，分辨率高，集HPLC與脈細管電泳優點于一體，利用了HPLC高效快速、高靈敏度的特點，使成分分析法更為完善，在中藥學的研究領域發揮了重要的作用[5]。
1.1 HPLC在中藥含量測定方面的運用
雷萍等[6]采用HPLC分離測定了蟲草產品中腺苷和蟲草素的含量，選取Acquityuplc C18色譜柱，以乙腈-水流動相進行洗脫，基本可在4 min內行基線分離，各組分的濃度與峰面積在1～17.5 μg/ml范圍內線性良好。HPLC在中藥含量測定方面的研究不勝枚舉，但均證明其具有一定的特異性[7-8]。
1.2 HPLC在中藥代謝方面的運用
薛璟等[9-10]使用大鼠為標本行體腸灌流實驗，采用HPLC檢測雷公藤甲素含量，研究不同吸收部位于藥物濃度對雷公藤甲素的吸收。實驗結果表明各腸段吸收情況為：回腸
2 HPLC在食品檢測中的應用
2.1 HPLC在食品添加劑檢測中的應用
食品添加劑可以提升食品的色、香、味，延長食物的保藏期限，為日常生活帶來了很多樂趣和方便。但是不合理地使用食品添加劑不僅降低食品質量，甚至損害人體健康，如蘇丹紅鴨蛋事件。目前我國對食品添加劑的使用種類、數量有著嚴格的限制，嚴禁添加危害人體健康的添加劑。
2.1.1 甜昧劑 甜味劑可以使被添加食物的甜度增加。一般來說，人工添加的甜昧劑都是沒有營養的，最常用的有乙酰磺胺酸鉀（安塞蜜）、環己氨基磺酸鈉（甜蜜素）、糖精鈉等，其中尤以低價格的糖精鈉使用范圍較廣。少量添加甜味劑對人體沒有副作用，但是，添加過量將會危害人體健康。丁芳林等[11]采用氣、液相色譜聯用技術，定量檢測果凍等食品中安賽蜜、糖精鈉和甜蜜素等甜味劑的含量，結果加樣回收率為93.19%～100.90%，相對標準偏差（RSD）為1.05%～2.04%。這種氣、液相色譜聯用技術，不僅能夠在短時間內對果凍中的甜味劑進行定性、定量分析，而且也同樣適用于檢測飲料中的甜味劑的含量。
2.1.2 防腐劑 防腐劑能夠延長食物的保藏時間，有效阻止細菌等微生物的滋生。比較常用的防腐劑有山梨酸、苯甲酸和它們的鈉鹽等。當前，我國食品企業向食品中添加的防腐劑大都是人工合成的，使用過量會損害身體健康。趙質創等[12]采用甲醇、氨化甲醇、水、80%甲醇和20%甲醇提取糕點中的防腐劑，提取液經C18色譜柱進行分離，用甲醇-乙酸銨溶液進行梯度洗脫，在波長為220 nm處進行檢測。檢測結果表明，苯甲酸、山梨酸、脫氫乙酸、富馬酸二甲酯這4種常見防腐劑完全分離開來，且分離效果良好，回收率為84%～106%，變異系數
2.1.3 食用色素 食用色素屬于色素的一種，可以改善食物的感官性質，使其顏色亮麗、誘人，增加人的食欲。依據其來源，食用色素可以分為兩種：天然色素和人工色素，食品添加劑中大多使用的是人工合成的食用色素，過量食用人工色素會致癌。檸檬黃、莧菜紅、胭脂紅和日落黃是常用的人工色素。陳再潔等[13]采用HPLC方法對飲料中的食用色素進行檢測，同時分離出6種食用色素：檸檬黃、莧菜紅、胭脂紅、日落黃、亮藍1和亮藍2，且檢出限較低，檢測結果的準確度和精密度均較高，達到了日常食品中食用色素的檢測要求。
2.2 HPLC在食品污染物檢測中的應用
2.2.1 對食品中農藥、獸藥殘留物的檢測 食品中的農藥、獸藥殘留物嚴重影響食品的安全性，殘留量過大會引起癌變。農藥易殘留于植物食品中，而獸藥易殘留于動物食品中。要想提高人們的生活質量，就必須及時、精確檢測出食品中的農藥、獸藥殘留物，使人們吃到放心食物。無論是農藥殘留物，還是獸藥殘留物，都具有不穩定、難揮發的特征，而HPLC能有效定性、定量地分離、分析出這些化合物。目前，全世界應用比較廣泛的新型農藥是煙堿類殺蟲劑，其中尤以啶蟲脒為代表。尹建吉等[14]建立了HPLC對蔬菜中的農藥進行檢測的方法，以西紅柿為例，采用乙腈提取、鹽析、氨基小柱（LC-NH2）凈化的樣品處理方法，檢測其中的啶蟲脒含量，結果證實這種方法樣品需要量少、回收效率高、相對標準偏差小，且方法簡便，能準確地實現蔬菜樣品的檢測，足以滿足常規農藥殘留物檢測的需求。
鄔晨陽等[15]用HPLC對牛奶中的殘留獸藥進行了檢測，結果表明此HPLC分析方法能同時測定牛奶中11種獸藥的殘留量，其中包含7種磺胺類藥物和4種氟喹諾酮類藥物，且靈敏度高、重現性好、準確度高，可滿足動物源性食品中磺胺和氟喹諾酮類藥物的殘留分析，有很好的實際應用價值。
2.2.2 對食品微生物及其代謝產物的檢測 食品在生產的過程中難免會產生微生物及其代謝產物，而其中相當一部分會損害人體健康，如寄生曲霉新陳代謝過程中產生的次生代謝產物黃曲霉毒素能誘發癌癥等，而以大米、玉米為主原料生產的食品，生產環節不當的話，極易產生黃曲霉毒素，威脅人們的身體健康。HPLC能根據微生物的化學結構和代謝產物的不同，檢測食品中微生物的數量和對人體的危害程度。高志杰[16]采用帶有熒光檢測器的HPLC對食品中容易出現的4種黃曲霉毒素AFB1、AFB2、AFG1、AFG2進行定性定量的檢測。結果表明，4種黃曲霉毒素在0～100 μg/kg范圍內線性關系良好，樣品檢出限低，能檢測出0.05 μg/kg水平的黃曲霉素。該種檢測方法不僅準確度高、靈敏性強，而且重復性好，適用于常規食品中對4種黃曲霉毒素含量的檢測。
2.3 HPLC在轉基因食物檢測中的應用
目前，我國食品市場中流通著很多轉基因食品，如：轉基因大豆、轉基因玉米、轉基因水稻等，轉基因食品已經廣泛滲入我們的日常生活中。但是轉基因食品并不是絕對安全的，一些學者認為轉基因食品能增加人體對抗生素的耐藥性，在人體內積累微量毒素可能引起變態反應，并且轉基因食品的營養均衡可能被破壞。所以，需要建立一種能夠檢測轉基因食品中的潛在危險的方法。HPLC除應用于常規食物的檢測外，也可以應用于轉基因食物檢測中。蔗糖-果糖基轉移酶能夠轉化甘蔗的果聚糖種類和含量，武媛麗等[17]建立了HPLC測定果糖、葡萄糖、蔗糖及低聚果糖含量的方法，測定轉基因甘蔗中的蔗果三糖、蔗果四糖和蔗果五糖3種低聚果糖來驗證轉移酶的轉化情況。這種方法也可以蔗糖-果糖基轉移酶的催化產物蔗果三糖（GF2）較為準確地檢測甘蔗莖桿節間其他糖類的組分及含量，可以用于甘蔗中糖類的定性和定量檢測，且該方法操作簡便、成本較低、結果準確。
2.4 HPLC在化學合成藥物分析檢測中的應用
在化學合成藥物的合成過程中有時需要對已合成的化合物進行分離分析，這時通常會考慮選用HPLC或者HPLC與其他分析檢測技術聯用，既方便、快捷，靈敏度又高，大大提高了藥物合成的速度，并且可以為藥物后期的開發制訂質量標準。
2.5 HPLC在藥物代謝動力學研究中的應用
藥物代謝動力學主要是定量研究藥物在生物體內吸收、分布、代謝和排泄規律，并運用數學原理和方法闡述血藥濃度隨時間變化的規律的一門學科。在創新藥物研制過程中，藥物代謝動力學研究與藥效學研究、毒理學研究處于同等重要的地位，已成為藥物臨床前研究和臨床研究的重要組成部分。在藥動學研究中通常要用到HPLC或與其他技術聯用對藥物在生物體內的吸收、分布、代謝進行分析檢測，如HPLC-紫外檢測法測定血漿多潘立酮[18]、HPLC串聯質譜法檢測多潘立酮血漿濃度、HPLC固定化釕（Ⅱ）聯吡啶-高錳酸鉀化學發光法測定人血清中的雷尼替丁等。
3 HPLC在保健品檢測中的應用
常鳳啟等[19]用HPLC測定保健食品中大豆異黃酮指標，目前主要采用流動相的甲醇-水梯度洗脫法，對HPLC分離測定的條件進行優化，樣品的分析與檢測可在短時間內完成。該方法可同時分析多種大豆異黃酮成分，快捷精準、靈敏度高，尤其適用于測定保健品中大豆異黃酮成分。
4 結語
HPLC以其高精確度、高靈敏度和高回收率、重復性好等優點獨領食品檢測技術的，目前，HPLC與其他技術的聯用已成為藥品和食品檢測技術的發展趨勢，也使得HPLC在藥品和食品領域的應用范圍更加廣闊。
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關鍵詞：翻轉課堂；細胞生物學；實驗；自主學習
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）04-0241-03
長期以來，普通高校飽受傳統課堂教學模式影響，過度關注教師課堂主體作用的發揮，忽略學生的學，學生自主性學習的積極性不高，學習效率偏低。翻轉課堂（Flipped Classroom）相對于傳統教學模式以課堂講授、課外練習和解決問題為主要教學方法而言，更強調學生個性化學習的模式。翻轉課堂具有許多優點：高度自主的學習環境；更加關注對學生學習方法的指導以及課堂探究和交流活動的組織；學生的學習情緒能被很好地調動起來，更益于對知識的內化，能在較短的時間內完成知識目標。按照《細胞生物學實驗》課程目標要求與PBL教學模式在細胞生物學課程教學中的應用，以“植物細胞DNA制備與顯示技術”實驗為研究課例，以問題導向為切入點，以學生自主學習和實驗設計為學習目標，實施了翻轉課堂教學模式改革實踐，探索基于PBL的自主學習過程與效果評價方式。
一、基于PBL法的“植物細胞DNA制備與顯示技術”教學設計
1.教學目標分析。一般而言，實驗教學目標：①傳承實驗知識，實踐對理論知識的理解和驗證；②提高實踐理性，就是指與我們的行動和選擇有關的理性；③實踐策略：為什么要這么做？培養學生反思、設計實驗的能力；④生成實踐智慧，即以實踐為目的的能夠指導實踐行動的理性能力。《細胞生物學實驗》課程目標包括三個層次：①知識目標層次，主要是細胞生物學理論知識、研究方法、實驗原理的學習與掌握。②能力目標層次，主要是實驗設計、細胞生物學實驗常用儀器設備的正確使用，學會并應用細胞生物學主要實驗技術，如細胞化學組分的分離與鑒別、細胞結構組分的顯示與定位、細胞融合等。③文化素質目標層次，主要闡釋科學技術對人類社會發展的促進作用，對學生人生觀、價值觀培養的作用，關注科學、社會、人類發展問題的意識。根據課程目標，“植物細胞DNA制備與顯示技術”實驗項目的教學目標分為：掌握孚爾根反應、Brachet反應和SDS堿變性法和CTAB法提取植物DNA原理的知識目標；學會運用孚爾根反應和Brachet反應原理完成植物細胞內DNA定位顯示技術、DNA提取技術、實驗方案設計、論文撰寫的能力目標；關注轉基因技術對社會的影響以及對科學、技術、社會協調發展理性思考的文化素質目標。
2.實驗改革方案設計與實施。PBL以問題為導向，以主動學習為主，設置問題情景，通過學習者的自主探究與合作來解決問題，形成解決問題的技能，達到自主學習能力的提升。而翻轉課堂并不只是“視屏錄制”，而是一種“有效的課堂管理”，且更適用于有學習自覺性、能夠做好課前功課的大學生。本課例的實驗改革方案設計與實施植入了PBL法的“問題設置”、“問題解決”、“能力拓展”翻轉課堂模式，形成學習資源搜集、課前自主學習與合作實驗探究、課堂討論與答疑、課后能力拓展和反饋與評價的“五段學習法”。（1）學習資源搜集。主要是教師提供給學生的課前學習資料，如微課程、視頻、文本材料、PPT等。同時，引導學生查閱各類研究課題的最新進展，及時補充更新網絡學習資源。（2）以“問題設置”為前提的課前自主學習與合作實驗探究。植物細胞DNA的細胞化學顯示方法有哪些？如何設計實驗方案并實施？如何用瓊脂糖凝膠電泳顯示植物細胞DNA？通過“問題設置”，將學生被動學習變為主動完成課前自主學習與合作實驗探究。①自主學習先行。充分利用課程學習資源，通過觀看視頻、閱讀資料等方式完成課前自主學習，通過網絡平臺提交作業，達到知識的內化。②小組合作學習。由教師提出實驗方案設計任務書，明確小組合作學習的任務，讓學生自主進行實驗方案設計。③實驗方案設計。學生利用開放實驗室分小組自主完成實驗方案設計。④實驗方案的實施。各小組按照自己設計的實驗方案，利用實驗室資源，分工協作，在課余時間自主完成實驗。利用Feulgen染色技術、Brachet染色技術、瓊脂糖凝膠電泳等技術顯示DNA的存在。有實驗實施過程的詳細記錄的實施步驟與結果分析，并撰寫實驗論文。學生提出新的需要答疑的問題。（3）以“問題解決”為核心的“課堂討論與答疑”。①小組課堂討論完善實驗方案。根據課前小組完成實驗方案的具體情況組織討論。②利用翻轉課堂討論、交流，解決新的問題。學生提出各種疑難問題，如洋蔥根尖臨時裝片，中期分裂相細胞偏少，染色體分散度差，難以計數，進而影響核型分析；基因組DNA降解嚴重，電泳呈彌散狀等，教師組織大家討論。③課堂答疑。解決實驗過程中存在的小組內解決不了的疑難問題，在實驗課上協作完成。如根尖制片的中期分裂相細胞偏少是因為根尖取材時間把握不好；染色體分散度不高是因為壓片的力度把握不好；DNA提取過程中的基因組DNA降解嚴重，電泳呈彌散狀是因為提取過程中低溫研磨、離心上清液或沉淀的取用等操作不規范所致。④教師根據學生講解和討論內容進行點評和個別指導，使學生形成新的認知結構。在這一環節，實驗教師扮演主導的角色，學生則是學習的主體，學生通過自主學習、相互協作完成實驗項目，參與課堂討論。（4）以“三拓展”為目標的能力培養。①思維能力。通過開展轉基因技術的辯論，激發學生對“轉基因技術利弊”的思考，實現思維能力拓展。②設計能力。通過考核“植物細胞DNA制備與顯示技術”實驗方案的設計與實施效果，引導學生修改完善實驗方案，實現實驗方案設計能力拓展。③自主學習能力。教師收集、上傳與教學內容相關的拓展學習資料，結合自主學習考核，實現學生對知識（技能）的鞏固和自主學習能力拓展。（5）反饋與評價。①基于自主學習考核的翻轉課堂過程性評價。根據學生在“學習資源搜集”、“課前自主學習與合作實驗探究”、“課堂討論與答疑”、“課后能力拓展”階段中的表現進行考核評價。如網絡評價時，針對文獻閱讀回答問題，如果回答不正確無法進行下一步；小組討論記錄；課堂小組PPT展示。小組實驗方案設計及實施標準包括：實驗目的、原理；用品、步驟，如洋蔥根尖培養、取材固定、稀酸解離、黑暗環境染色、壓片、觀察；注意事項；實驗記錄；結果分析。過程性評價成績占總成績30%。②基于論文寫作考核的翻轉課堂評價。論文內容包括摘要、前言、材料與方法、實驗結果、討論、參考文獻等幾部分。論文成績按評分標準執行。論文成績占總成績20%。③基于實驗操作技能考核的終結性評價。實驗技能考核成績采用綜合評定方法確定，主要考核實驗基本操作、儀器使用，考核要點主要包括儀器操作、實驗方案、實驗操作步驟、關鍵操作點、實驗記錄、實驗數據分析等。實驗考核成績占總成績50%。考核評價方法采取自我評價（占技能考核成績的20%）、小組成員互評（占技能考核成績的30%）、教師評價（占技能考核成績的50%）相結合。
二、翻轉課堂教學改革取得的效果
1.學生層面。（1）自主學習能力得到提升。課前學生的自主學習，時間靈活，目的性強。通過翻轉課堂高效地完成知識的傳授和能力的訓練，實現了生生、師生互動交流，促進了知識的內化與吸收，兼顧了不同層次學生的需求。通過學習資源搜集及課前自主學習，學生的資料查閱能力提高、知識面擴大、協作意識和能力增強。課堂答疑及討論階段，幾乎每個同學都參與問題的解答、討論、交流、互動，極大增強了學生的學習興趣和自信心，自主學習能力得到提升。（2）課外科技大賽取得可喜成果。生物技術專業有3名同學獲得河北省2015年大學生挑戰杯課外科技大賽一等獎；6名同學獲得大賽二等獎；7名同學獲得大賽三等獎。（3）技能考核評價采取自我評價、小組成員互評及教師評價三個環節，提高了學生的自主學習能力、團隊協作能力、實驗操作能力及分析解決問題的能力。
2.教師層面。（1）教學改革成果明顯。完成河北省高等學校教學改革研究項目1項，《系統論視域下新建地方本科院校生物學實踐教學體系的改革與實踐》（2012GJJG206），邯鄲學院綜合改革與轉型發展四級項目3項（1412010，15sjf162，15sjt1012）。（2）《細胞生物學實驗》網絡課程建設并得以實踐。利用邯鄲學院網絡課程平臺，建設了生物技術、生物科學兩個專業的《細胞生物學實驗》網絡課程，教師負責完成網絡學習資源的上傳，如自主學習資源、“N+2”考核及標準、學習論壇、問卷調查等。學生上傳自主學習作業。（3）通過實施《細胞生物學實驗》教學改革，要求教師發揮主導作用，具備相關的知識、實踐經驗、組織能力等，促進了教師業務素質的提升。
三、對翻轉課堂教學模式的反思
1.反思。（1）翻轉課堂模式中，學生需要花費更多的準備時間，部分學生對新的教學模式的接受度不高。翻轉課堂可以嘗試，但不能常試。（2）在小組活動中，有的小組分工不太合理，個別學生的實驗方案設計及實驗操作能力也有待提高，學生對實驗任務完成的貢獻度有差異。（3）教師指導實踐活動的能力需要進一步提升。
2.對策。（1）提高學生參與自主學習的積極性和主動性。精心選擇實驗項目，借鑒“慕課”教學模式在傳授知識、互動交流、自主學習等方面的優勢，選擇學生關注的問題進行討論，實現學生知識能力的提煉升華。（2）對學生進行實驗方案設計及實驗儀器操作技術等方面的訓練，完善實驗方案，開展實驗動手能力的過程性考核。（3）引導教師積極參加企業實踐鍛煉，提升實踐創新能力，成為“雙師雙能型”教師。
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The Reflection and Reformation of the Flipped Classroom in the "Cell Biology Experimental" Teaching
LI Zhi-liang，XING Hao-chun，YE Jia
（College of Life Science and Engineering，Handan College，Handan，Hebei 056005，China）
