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生物工程论文:乳酸菌生物工程技术论文
1乳品发酵项目中的生物工程技术运用分析
1.1细菌素
乳酸菌的细菌素本质为蛋白质,可以当作防腐剂容易被胃酶讲解,拥有相对较好的理化与抑菌特点。当前,nisin与microgard已经运用在乳食产品防腐剂中。nisin作为乳酸乳球菌亚种的一项分泌肽,大量的革兰氏阳性菌与少量的革兰氏阴性菌具备一定的抑制作用。在上世纪中期nisin主要用在对芽孢生长菌成长的控制与有效延长乳制品等的货架期。目前,FDA已经通过有关部门批准可以运用在融化干酪相关抗菌剂。除去当作食品的防腐剂之外,nisin可以当作医疗制剂运用在牛乳房炎的治疗中。另外,microgard还是一种具备抑制性的革兰氏阴性菌与真菌细菌素,可是其不能抑制革兰氏的阳性菌。例如美国的1%microgard溶液普遍运用在保存乡村干酪。同时microgard能够有效控制瑞士干酪皮的出现的腐败问题。运用定点突变的作用,例如蛋白质相关生物工程技术能够有效拓宽细菌素相关狭窄的抑菌普。现阶段,已能够克隆与测序nisin形成的相关基因,可以实现定位在质拉或是染色体DNA中编码等的克隆与测序。大量细菌素基因可以定位于接合质粒或是转座子上,比较便于基因转移至其他相关微生物。
1.2促进干酪成熟
干酪的成熟期相对较长,冷藏与库存的费用也比较高。对此,促进干酪的成熟已经成为干酪研究的主要内容。促进干酪成熟以往的手段主要是在其添加蛋白酶和肽酶以及脂肪酶等。目前,通常是在干酪中添加酶类和经过基因工程技术修饰之后的如霉菌促进干酪的成熟。许多学者都重点研究基因工程技术的乳酸菌修饰,能够加速干酪的成熟,拥有相对良好的抗噬菌体能力。充分运用蛋白质的分解阴性等促进干酪的成熟。另外,乳糖代谢之后的阴性乳酸菌能够以高密度进入干酪的凝乳当中,促进干酪的成熟。相对较强的蛋白质分解能够有效加速苦味肽进一步生成。对此,蛋白质所分解的阴性菌体和一般菌株混合运用可以有效促进干酪的成熟。
2生物工程技术的育种手段
2.1原生质体融合
原生质体的融合技术作为创建杂合微生物的主要工具,其能够把相对较好的菌株形状有效结合在相同的菌株中,在乳酸菌的育种方面有着深远意义。在原生质体的融合过程中,可以先运用酶除去两个亲体的细胞壁,从而是使菌体细胞可以在高渗的环境当中释放原生质体,同时在高渗环境下实现混合,然后通过聚乙二醇的促进,可以实现两种原生质体的凝集从而有效融合,获取异核体或是重组子。充分运用杂合菌能够有效提升发酵制品特性或是发展新型产品。另外,原生质体的融合技术可以建立高蛋白质的表达水平相关突变体的主要方式。
2.2电穿孔法
在重组DNA技术快速发展形势下,当代微生物研究人员可以相对的变化乳酸菌的生理特性,从而为乳品的发酵项目提供较好的菌株。对此,一定要具备合理、安全、科学的细菌转换手段。近些年来,具备良好发展前景的转换手段就是电穿孔法。在上世纪,Harlander及时次报道了乳酸乳球菌的乳酸亚种的有关电转化,该转化率能够和原生质体融合的转化率相比。另外Chassy与Flickinger也报道了干酪的乳杆菌有关干酪亚种电转化。当前成功完成电转化的乳酸菌有多种,例如嗜酸乳杆菌和乳酸乳球菌的乳油亚种等。通过研究表明各种菌株之间也能够完成电转化。其和原生质体的融合技术相比较而言具有一定优势。
2.3基因的送递系统
在乳酸菌的转化系统快速发展影响下,建立基因的传递系统成为了必然趋势。载体主要可以分成试验用载体与食品级载体两大种类。充分考虑到食品的安全性与稳定性,食品级的载体不能利用抗生素的抗性基因当作选择性的标记。因此,食品在集体的选取一定要在食品级GRAS的菌中分离出选取性标记。在进行记载时所运用的乳酸菌标记主要有nisin的抗性基因合和胸苷酸合成的酶基因。另外,乳酸菌中所编码的细菌素产生和糖类运用或是免疫性基因可以满足食品级基因相关传递系统的选择性标记要求。
3结语
近些年来,乳酸菌的生物工程技术取得相对较大的进步。经过分析乳酸菌相关生物化学的代谢途径,制定与纯化生物基因的转移与递送系统,明确基础的表达与分析信号。深入研究定位和分离基因以及序列。现阶段,乳酸菌的生物工程技术从原来的乳球菌研究慢慢扩展到乳杆菌与双歧杆菌的研究。另外在乳酸菌的生物工程技术进一步研究下,乳品发酵项目必然会步入到一个崭新的时代。而在该时代下可以为消费者提供更加安全与可口、的健康发酵乳制品。
作者：王莉 单位：包头轻工职业技术学院
生物工程论文:生物工程环境保护论文
1生物工程技术减少污染物排放
在生产流程中,为了减少污染物排放、甚至零排放,可以利用生物工程技术,研制具有特别功能的“工程菌”或“工程细胞株”,例如,在农业领域使用生物农药无毒、安全、无污染等;利用生物质能源能极大降低污染物排放;高催化效率“工程菌”加快化学反应,使生产过程能源、原料的消耗降低;综上所述,生物工程技术对于生态环境保护意义重大。
2生物工程在环境监测的应用
环境保护工作中的一个重要环节就是监测环境污染,应用化学仪器分析以及生物监测是环境监测的重要方法。可以利用基因工程技术改造过的微生物、指示生物、生物芯片技术、生物传感器技术、分子生物学等技术监测环境污染。近年来,环境监测也可以通过研究较多的有聚合酶式反应技术(PCR技术)、酶联免疫吸附技术(ELISA)、核酸探针、生物传感器、生物荧光方法等生物高新技术。土壤、沉积物、水样等环境标本的细胞检测可以通过PCR技术完成。水体中的BOD、酚、NO3、有机磷,以及大气中的CO2、SO2、NOx的含量及浓度分析都可以用生物传感技术测定。今后,由于其快速、灵敏、特异性强的特性,生物工程技术将在环境监测中广泛应用。
3生物工程在废水处理中的应用
需要一个由多种方法组成的多层次处理系统将废水中所含的多种污染物质处理。预处理多为物理方法,化学方法容易产生二次污染;利用生物的新陈代谢作用,对废水中的污染物质进行转化和稳定,将废水中污染物转化为无毒、无害、稳定的物质,这种方法就是利用生物工程措施在废水净化中的应用。固定化微生物技术。利用基因工程技术将一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造,将这些具有脱色菌、脱氮、脱磷等高效专性菌进行固定化后,菌体密度提高,这种技术应用于废水处理,有利于提高生物反应器内微生物(尤其是特殊功能的微生物)的浓度,有利于微生物抵抗不利环境的影响,有利于反应后的固液分离,缩短处理所需的时间。生物反应器技术。在活性污泥中加入固定载和流动载体,以及好氧和厌氧固定膜的反应器,极大的增加了反应体系中的生物量和生物类群,运用发酵工程原理,使得微生物降解污染物的生物活性得到较大化的发挥。此法处理效率高、出水水质好;设备紧凑、占地面积小;易实现自动控制、运行管理简单。生物强化处理技术。通过向传统的生物处理系统中引入具有特定功能的微生物,提高有效微生物的浓度,增强对难降解有机物的降解能力,提高其降解速率,并改善原有生物处理体系对难降解有机物的去除效能。在水污染治理中的应用主要有:治理高浓度有机废水;有毒、有害难降解污染物的治理;脱氮除磷等。
4应用生物工程技术处理固体废弃
物固体垃圾处理通过物理的手段(如粉碎、压缩、干燥、蒸发、焚烧等)或生物化学作用(如氧化、消化分解、吸收等)用以缩小其体积、加速其自然净化的过程。焚烧、填埋等常规处理方式不能从根本上解决污染问题,污泥直接焚烧的热值过低,还要治理有害气体、粉尘污染,污泥焚烧的一次性投资和运行成本过高,采用现代生物技术处理这些有机物,把有机废弃物发酵成为有机肥或营养土去肥沃土地,再把植物变成食物,这是适应大自然自身规律的一种处理和循环利用方式。生物工程技术在消除白色污染方面意义重大,主要表现为:(1)通过基因工程技术可筛选优势微生物、构建高效降解菌,并通过发酵工程技术大量培养,可使白色污染物得到降解。(2)利用基因工程技术将能编码降解蛋白的基因导入某一土壤微生物中,使他们共同发挥各自的功能和作用,迅速将塑料等白色污染物降解。
5应用生物工程治理大气污染废气
的生物处理和空气净化是一种利用微生物吸附分解有机物能力和降解恶臭物质与有机废物的方法,主要方法有生物洗涤、生物过滤、生物吸附法等。这些方法具有成本低、效率高、安全性好和无二次污染等优点。
6应用生物工程治理土壤污染土壤污染
主要包括重金属污染、农药残留、土壤板结等。我国土壤重金属污染物主要来源于工业废渣、污水灌溉、生活垃圾等。重金属是土壤污染的重要污染源,不易降解,且危害人体健康。重金属污染土壤生物修复技术包括植物修复和微生物修复。微生物修复的主要原理是用基因工程技术改造微生物、动物和植物等生物的功能,将重金属吸附或转化为无毒产物。另外,农业生产中,土壤之中有80%以上的农药会残留,主要污染物质是其中的磷、氯代烃等。运用现代微生物技术可以将这些有害物质分解为H2O和CO2等无毒无害或毒性较小的其他物质,不会对环境造成破坏。
作者：陈磊单位：长江大学生命科学学院
生物工程论文:犬胫骨修复手术生物工程论文
随着我国宠物犬饲养量的剧增，临床需要手术治疗的病例也不断增多。在进行犬的各种类型的手术麻醉时经常会遇到麻醉深度的问题。麻醉深度过浅,一方面会使犬遭受痛苦，同时会影响犬的手术进程和愈合的效果。如果麻醉深度过深，较轻者需要进行抢救，影响手术的开展，严重者可导致犬的死亡，对犬主人造成一定的经济损失和心理伤害。因此，手术的成功关键是正确选用麻醉效果恰当、副作用低、安全范围广的麻醉药。就注射用药而言，单用一种麻醉药往往难以满足临床麻醉的需要，临床上常常使用复方麻醉剂，以达到理想的麻醉效果。笔者通过对6例犬胫骨缺损手术过程以及麻醉配合、麻醉深度的把握及麻醉后的监护等方面进行了总结，以期为临床应用提供参考。
1术前准备
1.1手术室准备
（1）手术室消毒：手术室在手术前1d进行的消毒，可用喷雾消毒和紫外线照射等消毒方式。
(2)手术室设备准备:术前检查呼吸机、电源、吸引器、心电监护仪和高频电刀等设备，使之处于正常工作状态。
1.2手术器械物品准备
生物工程骨、常规骨科下肢器械、电钻、锯片、电动摆锯、线锯、橡皮止血带、血管显微器械、无损伤血管缝线（5/0、6/0Prolene）、钛夹（中、小）、无菌巾等。
1.3手术药品准备
麻醉类药物：阿托品、速眠新、盐酸氯胺酮、3%戊巴比妥钠等；消炎类药物：氨苄青霉素等；抢救类药物：肾上腺素、尼可刹米、东莨菪碱等；消毒药物：碘酒、酒精及生理盐水等。
2麻醉方法
2.1麻醉前给药
麻醉前肌注0.5mg阿托品，阿托品能抑制唾液和呼吸道腺体的分泌，减少麻醉过程中支气管粘液分泌和解除麻醉药物导致的平滑肌痉挛，在麻醉前注射阿托品可保持呼吸道通畅并能减少呕吐。
2.2麻醉给药
称重，将犬固定好，再按照0.2mL/kg体重肌肉注射速眠新和盐酸氯胺酮相配合的复合麻醉药，将术部用剃毛刀清理并消毒后送至手术室。创建有效的静脉通道，静脉注射时采取留置头皮针外加三通装置的方法，在静脉输液同时可自由追加麻醉药3%戊巴比妥钠。
2.3术中的麻醉配合
麻醉术者在术中必须密切观察犬的睫毛反射、呼吸次数、呼吸频率、肌松度等各项体征反应，以便及时适量地追加麻醉药。一般来说，经速眠新和盐酸氯胺酮配制的复合麻醉药在首次麻醉30～40min后，就应该静脉追加3%戊巴比妥钠0.08～0.1mL/kg的用量，之后再维持30～40min。在静脉追加过程中必须要观察犬的各项体征以便控制静脉追加的速度和麻醉的深度。
3犬胫骨生物工程骨修复手术
将犬麻醉后，平卧，将患肢置于上侧。加压固定，用碘酊、酒精消毒手术部位，按常规铺单。将患部逐层切开直至暴露术野。在骨折胫骨前后切取留在犬胫侧的深筋膜瓣和游离长隐血管束，并尽可能多携带筋膜组织，保护好，以备后用。自骨折胫骨前后切开、游离骨膜，把所有骨折碎片取走，切除骨膜及远、近断端骨膜，钢板螺钉固定于胫骨外侧，远、近端各固定1枚螺钉，中间孔正对骨缺损处。将隐血管束通过侧槽植入已准备好的生物工程骨中空管内，深筋膜瓣环抱后，填充于缺损处。血管入、出口处的骨断端皮质要制成缺口，并用软组织覆盖，以避免血管直接与骨面接触。观察血管通血情况。逐层闭合切口，松开止血带，观察手术部位有无明显渗血现象，确定止血后包扎。于15d后再做另一侧胫骨生物工程骨修复手术。同时，术中要严格止血，适量补液，同时在术中用160万IU青霉素加在100mL生理盐水中静滴。术后连续6d每天肌注氨苄青霉素80万IU/次，以控制手术伤口的感染，手术后不需要制动、换药和拆线，同时要适当给患犬添加营养物质，提高患犬的机体抵抗力。
4结论
笔者对6只犬进行胫骨生物工程骨修复手术，这6例病犬均患严重粉碎性胫骨骨折，手术均用复合麻醉。手术时间是90～120min，手术中犬的呼吸脉搏平稳，采用氯胺酮和速眠新配合的复合麻醉剂能维持麻醉时间30～50min，故采用置留头皮针和三通配置以便输液和追加麻醉药（3%戊巴比妥钠），控制麻醉维持时间。本手术所采用的这种复合麻醉剂效果显著。因此，采用速眠新和盐酸氯胺酮作复合麻醉剂，再用3%戊巴比妥钠维持麻醉时间，此法适合犬类胫骨生物工程骨修复手术的麻醉。6只犬的胫骨生物工程骨修复手术均成功，经术后护理均康复出院。随访一年患肢活动自由能平稳负重且跑动自如。应用于犬手术的全身麻醉药种类很多，但目前尚没有一种麻醉药物可满足理想麻醉的要求，临床上多采用复合麻醉。复合麻醉可发挥每种麻醉药物的优点，减少单一药物的剂量和单一药物毒副作用，同时可以减少使用单一麻醉药物时出现麻醉过深以及长时间、大剂量使用单一麻醉药物对机体可能带来的诸多不利因素，增强了麻醉的可控性与安全度，提高了麻醉效果，在保护患犬的同时，达到了更好的手术预期效果。在术后给予抗菌素控制手术伤口的感染，同时适当添加营养来提高犬的机体抵抗力。
作者：欧阳志良 王肇基 万志伟 黄润标 单位：广东省东莞市农业技术服务中心
生物工程论文:生物工程专业教学改革论文
一、地方院校转型及专业教学改革需要遵循的原则
1.相应的学科应该与学校转型相适应
在进行学院转型和专业教学改革的过程中，需要遵循重要原则是相应的学科与学校转型相适应，首先各个专业教学的改革要与学校转型的程度相一致，只有这样具体的专业调整才能够和学校相适应，有效地借助于院校的优势进行专业教学的改革。另外，学科的发展和改革离不开学校转型的帮助，只有遵循学校转型的规划和方向，才可以实现有效的学科规划。总而言之，两方面都是息息相关、相辅相成的，只有两者积极配合，才能够实现有效的教学改革和教学实践。
2.学生特点与专业改革相融合
在进行教学转型和教学改革过程中，还要能够实现学生特点和专业改革的融合。因为学生是教学的主体，无论是专业教学还是院校的转型，学生永远是这些活动的中心。如果学生无法适应这些教学的改革，无论改革理念有多么先进，这些改革注定是要失败的。所以，在进行教学改革和教学转型时，必须要实现学生与教学的一致，实现学生能力、学生特点与教学理念、教学改革的相统一，只有如此，才能让后续的工作按照既定的方向和目标进行下去。
二、生物工程专业在教学转型过程中存在的问题
1.学科定位、专业设置不够合理
生物工程专业在教学过程中出现的一个突出问题是学科定位、专业设置不够合理，这阻碍了教学的进步。地方院校生命科学院设置的生物工程专业的课程设置、学生数量、就业状况、存在的问题，课程比例不协调，一般课程和专业课程的比重不够和谐，往往容易造成专业课程稀少，一般课程较多的现象，不利于学生专业能力的提高；学生数量不稳定，每年的招生计划不够稳定，这必然不利于对人才的培养；在就业上，由于学生素质、教学质量、教学体系的不够完善，使得就业也成为了一大问题。
2.教学理论与实践矛盾突出
在教学中出现的另外一个问题是教学理论与教学实践的严重脱节。教学与实践脱节、教师与实践脱节、课程设置与实践脱节等现象的产生，使教学秩序混乱，理论化过于严重，实践性很差，这必然不利于学生本身的成长。可见，理论和实践的突出矛盾是影响教学改革的突出因素。
3.教师考核方式不灵活阻碍教学转型
教师的考核方式不灵活也阻碍了教学改革及院校的转型。在很多的考核中，考核方式单一模式化，这在很大程度上影响了教师主动性的发挥和创造力的培养，抑制了教师的活力和激情。目前对教师的主要考核方式还停留在对单纯的课堂讲授、教案等纯理论上的考核，在教师职称的评定方面也是唯科研项目和是好，所谓教学成绩的评定也是纯纸面上的指标。单一的考核方式让很多教师不得不去为了应付相应的“政策”做一些无用功，很少有自己的精力和时间去研究教学，无法和学生展开深入探讨和分析，这对于教学实践和教学改革是相当不利的，只有加速教学改革，深入院校的教学转型，才能够不断地提高教学质量，为国家和社会培养出更多人才。
4.学生的综合能力无法满足教学改革的需要
学生的综合能力无法满足教学改革的需要是一些院校转型过程中面临的重要问题。由于学生是所有教学活动的主要力量，学生的参与是教学活动的根本。学生缺乏能动性和动手能力与创造力等问题严重影响到了教学的改革。如果学生的综合素质无法满足教学改革的条件，那么所有的教学转型和教学改革将不能得到深入开展和实践。我们要清楚地看到，学生缺乏能动性和创造力的根本原因所在，归根结底是我们的教学体系、制度存在不少问题。所谓“一代新人赶旧人”，我们要始终相信学生的潜力是客观存在的，关键是看培养机构有没给他们提供发挥潜能的机会与平台。因此，要想实践生物工程专业教学改革和院校的有机转型，就必须首先提高学生的主观能动性和动手能力，提高他们的潜在素质，提高他们的根本实力，适应教学改革。
三、如何实现地方院校生物工程专业教学的改革及转型
1.学校加强顶层设计，从整体上把握改革方向
实现生物工程专业教学的改革和院校教学转型，首先要站在学校的立场加强顶层设计，从整体上把握教学改革的方向。广泛听取学生、教师、和社会需求的呼声，在管理制度，对教师考核晋级，对学生学习效果的考核方式、培养与就业模式等方面做出制度性的改变。改变传统、落后的教学形式和管理制度，站在人性化的立场进行分析，结合时代的要求和素质教育改革的根本需要来确定改革的方向，科学、理性地把握改革目标，力求实现成功的教育转型。
2.彻底改变课程设置与教学模式
要彻底改变原有的，不合理的课程设置方式和教学模式，调整理论课和实践课的比例，不断地强化素质教育，特别是对生物工程专业来说，要逐步改变重理论课、轻实验课，重闭卷理论考试轻动手操作、设计能力，重课堂轻社会实践等种种弊端。建议大学学习全程开展理论占三分之一、实验课三分之一、工程实习三分之一的时间分配的教学模式，不断强化实践课的学习，在这个过程中不断地增强学生的动手能力和实际操作能力，提高他们的创新能力和思维能力，只有这样才能够让学生在以后的人生走得更远。
3.加快师资结构与教师队伍的转型
加速师资结构的调整和教师队伍的转型，首先要考虑不断地聘请科研一线、生产一线、管理一线博学人员进课堂讲课，培养理论实践结合型教师队伍；其次，加强对在编教师的引导和时间能力的培训，尤其是对年轻教师的引导和培训，他们充满激情与活力，精力充沛，干劲十足，要鼓励他们多下企业，沉到生产一线，打造一批精干的实践与理论结合型教师队伍。这首先需要学校从对教师的评价制度方面进行引导，这样才能真正凑效。对于那些多年来一直以理论教学为主的老师，应该让他们继续开展理论教学活动，因为要改变他们往往较为困难。对于年轻的教师来说，要加强对他们的重点培训，让他们在懂理论的基础之上增强自己的实践能力和动手能力，不断地提高他们自身的素质。只有这样，他们在教学中才能够做到游刃有余，为学生进行有效指导，从而提高学生的学习效果，促使他们进步和成长。
4.学校加强学生实践基地建设
生物工程专业对学生的动手能力和实践能力都有很高的要求，因此，要想增强学生的实践能力，可以加强学生实践基地的建设来实现。就学校而言，可以与社会上的企业进行合作，让学生有地方实习，有机会练手，或者可以定期组织学生到相关的单位进行学习和锻炼，不断地强化学生的实践能力。不仅如此，学校也可以增设实验室，给予学生充足的课外空间，给他们足够的实践机会进行学习和锻炼。总而言之，只有加强学生的实践能力，才能够从根本上促进他们成长，为他们以后的工作打下良好的基础。
5.改革对教师的评价方式
教师是教学活动的中坚力量和灵魂所在，要改变传统错误的教师评价方式，尤其要改革职称评审中重课题、论文和课堂教学的纯理论式的评价方式，从评价机制上激发教师转型的积极性。这势必存在一定的困难，因为职称评定是省一级行政部门主管制定政策，单靠学校很困难。所以很多问题可以探讨，但实施很难。另外，教师也要提升个人的内在自觉，不断地强化他们的软实力，塑造高贵的灵魂和较高的社会责任感，增强个人的责任意识和奉献精神。总之，要善于从多方面来加强对于教师的培养，不断地进行师资的整顿和教育，只有这样才能够促使教学以更加积极健康的姿态成长，培养更多的人才，为国家和社会贡献自己的力量。
四、结语
总体而言，地方院校教学的转型不仅仅是国家对教育的整体统筹，更是素质教育的深入开展和践行。目前我国地方院校的专业教育确实存在着不少的问题，例如学科定位和课程设置不够合理，教学理论与实践矛盾重重，教学考核方式过于落后，学生本身能力不足等。要改变这些问题，就需要不断地调整专业课程的设置，从整体上把握改革方向，加强师资队伍建设，改变传统的教学评价方式，强化学生的课程实践教学，从各个维度来加速专业教学的转型，促进专业教学质量的提高.
作者：唐青海 单位：南阳师范学院
生物工程论文:植物抗病性生物工程技术论文
1.TALEs分布
TALE只在β-和γ-变形细菌中被发现，大部分已知的TALE集中分布在植物病原细菌的黄单胞菌属Xantomonasspp.中，每个细菌中含有1至多个TALE不等(//)。AvrBs3和AvrBs4两侧分布反向重复序列，推测它们是基因水平转移获得(Bonasetal.,1993)。另外，水稻白叶枯黄单胞菌(X.oryzaepv.oryzae,Xoo)中利用AvrBs3作为探针鉴定了一系列TALE的T3SEs，如avrXa5、avrXa和avrXa10(Hopkinsetal.,1992)。其它菌属中也发现了同源的TALE，如茄科雷尔氏菌R.solanacearum中也有TALE(RipTALs)的报道，Brg11较黄单胞菌属中的TAL有偏好的RVDS，激活寄主含有EBE(effector-bindingelement)的基因转录促进致病(deLangeetal.,2013;deLangeetal.,2014)。伯克霍尔德菌属(Burkholderiarhizoxinica)中同源效应物(bats)E5A-W45、E5AV36被报道含有T3S分泌信号，但是缺少可识别的NLSS和转录激活区，它们的重复区和黄单胞菌属中的TALEs有差异(Schornacketal.,2013;Bochetal.,2014)。黄单胞菌属(Xanthomonas)亦称黄单胞杆菌属，是由W.J.Dowson于1939年建立的模式病原细菌，代表种有：(1)十字花科黑腐病菌(X.campestrispv.campestris,Xcc)，维管束寄生菌，引起十字花科植物的黑腐病(blackrot)，叶缘叶脉变黑，相邻的叶肉组织枯死，呈黄褐色“V”型坏死；(2)水稻白叶枯黄单胞菌(X.oryzaepv.oryzae,Xoo)，叶肉寄生菌，引起水稻白叶枯病(bacterialleafblight)；(3)辣椒斑点致病变种(X.campestrispv.vesicatoria,Xcv)，叶肉寄生菌，引起辣椒斑点病(bacterialspeckofpepper)。已报道的10大植物病原菌排行版上，黄单胞菌黑腐病致病变种占据3大席位(Mansfieldetal.,2012)，分别为：(1)丁香假单胞菌(Pseudomonassyringaepathovars)；(2)茄科罗尔斯通氏菌(Ralstoniasolanacearum)；(3)根癌农杆菌(Agrobac-teriumtumefaciens)；(4)黄单胞菌水稻白叶枯致病变种(Xanthomonasoryzaepv.oryzae)；(5)黄单胞菌十字花科黑腐病致病变种(Xanthomonascampestrispathovars)；(6)黄单胞菌地毯草致病变种(Xanthomonasaxonopodispathovars)；(7)解淀粉欧文氏菌(Erwiniaamylovora)；(8)苛养木杆菌(Xylellafastidiosa)；(9)马铃薯黑胫病菌Dickeya(dadantiiandsolani)；(10)果胶杆菌胡萝卜软腐病(Pectobacteriumcarotovorum)/黑胫病菌(Pecto-bacteriumatrosepticum)。
2.寄主抗性识别机制及TALE致病性
2.1寄主和病原菌相互作用
寄主和病原菌相互作用被认为是从PAMPs/M-AMPs(pathogenormicrobe-associatedmolecularpatt-erns)的识别开始的。病原菌的PAMPs/MAMPs相当保守，不同的PAMPs/MAMPs被定位在寄主细胞膜上的形态识别受体PRRs(patternrecognitionrecep-tors)特异性识别从而激活寄主的基础防御反应，这对植物免疫致病菌或非致病菌相当重要(JonesandDa-ngl,2006)。研究比较清楚的PAMPs包括微生物的鞭毛组分Flg22、Harpins、冷休克蛋白、脂多糖、肽聚糖和延伸因子Tu(EF-Tu)等(Kunzeetal.,2004;Nürnbe-rgeretal.,2004;Zipfeletal.,2004)。PAMPs被PRRs识别触发一个叫做PTI(PAMP-triggeredimmunity)的基础防御反应，该基础防御反应参与诱导MAPK信号通路、钙通量、产生一氧化氮和活性氧分子和激活WRKY转录因子(Nürnbergeretal.,2004;Heetal.,2006)。PTI介导的基础免疫有效地限制了绝大多数潜在的病原体的生长，是在大多数植物中广泛存在的基础防御反应(JonesandDangl,2006)。随着寄主PTI的加强，病原细菌相应地进化出了效应物激活的寄主感病性ETS(effector-triggeredsusceptibility)，即利用T3SEs抑制寄主的PTI信号达到致病的目的(JonesandDangl,2006)。与病原细菌ETS(effector-triggeredsusceptibility)相对应地，寄主则又进化出了特异识别T3SEs的抗性(resistance)基因激活免疫反应，效应物激活的寄主免疫反应称为ETI(effector-triggeredimmunity)(JonesandDangl,2006)。效应物作用和修改寄主蛋白或效应物自身被寄主抗性R蛋白(resistanceprotein)识别即诱导ETI，ETI是植物的第二级防御策略，通过胼胝质沉积加厚细胞壁、阻断维管束的运输、抗病相关蛋白的表达、氧自由基的释放和细胞程序性死亡等。植物通过不断进化的R基因响应植物致病菌的挑战，提供了监测植物病原效应物的又一途径(Chisholmetal.,2006;MaandGuttman,2008)。由于R基因的存在，ETI改变相互作用的结果从感病回到抗病。总之，病原菌和寄主互作概括起来就是三种情况：(1)微生物引发植物的PTI，植物启动防御系统，激活抗病基因的表达，如转录调控因子WRKY表达激活下游抗病基因表达，微生物不能引起致病，植物表现为抗性寄主；(2)微生物引发植物的PTI，但是微生物利用Ⅲ型效应物抑制寄主的PTI引起致病，植物表现为感病寄主；(3)微生物引发植物的PTI，微生物利用Ⅲ型效应物抑制寄主的PTI，寄主进化出一系列的监守R基因抑制效应物的作用，植物表现为抗性寄主(Chisholmetal.,2006;MaandGuttman,2008)。
2.2植物富含LRR结构域蛋白
植物的抗性R蛋白因含有核酸结合区和富含亮氨酸重复区常归为NB-LRR(nucleotidebinding-leuc-inerichrepeat)蛋白家族。这些特别的免疫蛋白介导不同的抗性蛋白-效应物蛋白识别过程和激活寄主潜在的防御反应NB-LRRs呈现多功能域结构，每个功能域依据NB-LRR信号行使不同的功能。NB-LRR的功能和相关信号的复杂度是和植物-微生物互作相对应的(Elmoreetal.,2011)。亮氨酸重复区LRRs广泛存在于真核蛋白质中，参与蛋白-蛋白互作。一般情况下，LRR功能域包括20~29个氨基酸，其保守的11个残基片段序列为LxxLxLxxN/cxL(x代表任意一个氨基酸,L代表缬氨酸,异亮氨酸或苯丙氨酸)(KobeandKajava,2001)。如拟南芥PRRs鞭毛识别蛋白FLS2，延伸因子识别蛋白EFR，及水稻中的R蛋白Xa21都分别包含一个胞外28LRRs、21LRRs和23LRRs的结构域(Songetal.,1995;Gómez-GómezandBoller,2000;Zipfeletal.,2006)。LRR蛋白的保守的β折叠和邻近的松散区域是一个11个残基的片段，其序列为LxxLxLxxN/CxL，剩下的区域可能高度不同，目前的分子模型认为20个或30个残基长的LRR区域其核心的LxxLxL序列足以构成马蹄形结构的蛋白质。目前，包括LRRs的蛋白至少有7个不同亚族，在许多重要的生理过程提供了形成蛋白质相互作用的一个通用的结构框架(KobeandKajava,2001)。PRRs激活的寄主免疫反应在植物和微生物的互作中发挥了重要的作用。随着对PRRs研究的深入，值得一提的是，关于动物免疫相关的形态识别受体PRRs的发现赢得了2011年诺贝尔奖。许多植物抗性R蛋白及形态识别受体PRRs富含LRR(KobeandKajava,2001;Elmoreetal.,2011)。PRRs富含亮氨酸重复区LRRs(leucine-richrepeats)或细胞溶酶结构域(lysin-motif,LysM)。PRRs包含受体类激酶(re-ceptor-likekinases,RLKs)和受体类蛋白(receptor-likeproteins,RLPs)，通常RLKs为跨膜蛋白，包含胞质外受体域LRRs和胞质内激酶域2部分，RLPs没有胞质内激酶域(Albrechtetal.,2012)。效应物的识别被认为是改变了NB-LRRs的构象，因而NB-LRR蛋白被释放激活下游的免疫反应的信号(TakkenandTameling,2009)。研究表明，一些核定位的NBS-LRRs的积累和激活对于植物免疫反应是必需的，如大麦(Barley)的CC-NB-LRRMLA10、拟南芥(Arabidopsis)的TIR(toll-interleukin1recep-tor)-NB-LRRs/RRS1-R、RPS4和SNC1蛋白的累积和激活都是免疫反应所必需的(Deslandesetal.,2003;Burch-Smithetal.,2007;Wirthmuelleretal.,2007;Chengetal.,2009)。
2.3TALE与R基因识别
在植物-病原菌互作过程中，存在基因-基因的识别现象，当植物中有抗性(Resistance,R)基因与病原菌无毒(Avirulence,Avr)基因相对应识别时，植物表现出非亲和互作的抗性；反之，植物-病原菌缺乏这种基因-基因识别时，寄主表现出感病症状。病原菌的致病性和无毒性取决于Avr蛋白的这种两性分子(bi-functionaleffector)的特征。许多报道表明，抗性寄主利用R基因监测TALE至少有3种策略(Schornacketal.,2013)：(1)R基因编码蛋白作为诱饵陷阱直接与TALE结合，寄主产生过敏反应，如AvrBs3与Bs3之间的识别；(2)突变TALE靶基因需要的通用转录因子，阻止转录，如水稻中含有xa5隐性基因的抗性机制(Schornacketal.,2006)；(3)突变TALE靶基因的启动子区阻止TALE的结合；(4)监控TALE基因启动子区模仿TALE靶基因的EBE序列，激活监控基因，启动植物抗性。植物监控病原菌的效应物主要通过富含核苷酸结合位点的亮氨酸重复区(NBS-LRR)的蛋白来识别。然而对于TALE的识别机制较少，目前仅有关于番茄中的富含NBS-LRR的Bs4蛋白是通过该机制来识别AvrBs4。由于Bs4蛋白N端含有TIR结构域，还能识别Hax3和Hax4这类的TALE(Kayetal.,2005)。Bs4蛋白识别的具体机制还不清楚，但有研究发现，在植物体内过量表达AvrBs3也能激发Bs4蛋白依赖的过敏反应(Schornacketal.,2005)。另一个识别TALE的例子是水稻抗白叶枯病菌Xoo基因xa13，xa13编码一个蔗糖转运家族蛋白(SWEET)，其抗性表现在启动子区一个小区域的多态性，导致TALEPthXo1不能与其启动子区结合，进而影响水稻白叶枯病菌Xoo生长所需碳源(Chenetal.,2010)和铜的再分配(Yuanetal.,2010)。水稻Xa27编码113个氨基酸的蛋白，启动子区有TALE结合位点，赋予水稻对具有AvrXa27水稻白叶枯病菌Xoo及非维管束致病菌水稻细菌性条斑病菌Xanthomonasoryzaepv.oryzicola(Xoc)的抗性(Hummeletal.,2012)。最近有报道称，Xoc中的TALEsTAL6和TAL11a可抑制水稻R基因Xa7对Xoo中TALEAvrXa7的识别，这是首次关于TALEs可作为植物防御反应的抑制子，而缺失C端则无抑制作用，表明TAL6和TAL11a的转录激活寄主基因需要抑制作用(Jietal.,2014)。另一个TALE靶标是植物转录因子。在Xcv85-10感染辣椒后研究依赖AvrBs3的转录谱时发现超过20个靶基因，命名为UPA(upregulatedbyAvrBs3)。upa20其编码产物是一个bHLH(basichelix-loop-he-lix)家族的转录激活子，该转录激活子是AvrBs3诱导的植物细胞过度生长的关键调控蛋白。AvrBs3导致叶肉细胞的肥大，在感染后期阶段也可能会支持细菌释放到植物表面(Maroisetal.,2002;Kayetal.,2007)。在柑橘溃疡病X.citri中也有类似报道，溃疡是由几个各异的XcTALEs诱导转录因子CsLOB1形成(Huetal.,2014)。Xoc中首次发现TALETal2g诱导寄主水稻中一个硫酸盐转运子(Cernadasetal.,2014)，硫酸盐是否限制Xoc的生长或是其它机制仍不清楚。该研究还指出，Tal2g诱导多个寄主基因表达，但是对病原菌致病关键的基因只有1个直接的S基因，其它被诱导的基因可能是附带的效应(Cer-nadasetal.,2014)。有趣的是，Xoo和Xoc中的TALEs寄主靶标没有重合的，Xoo中多个TALEs靶标都是SWEET家族基因，而Xoc中26个TALEs没有一个靶标是SWEET家族基因(Cernadasetal.,2014)。
3.TAL在植物抗病上的生物工程应用
鉴于以上的植物识别TALEs的机制，及TALE的生物学特性，科学家们开始设计新的植物抗性策略，从各方面击破病原菌的攻击，赋予植物新的抗性。TALE通过启动子模块识别激活R或者S基因，启动下游基因，引起非寄主过敏反应或促进病原菌致病。启动子的模块易于被基因工程所利用，目的在于使植物获得新的抗性。
3.1改造抗性R基因监控
TALEs富含亮氨酸重复区的抗性蛋白Bs4能识别多个TALEs，可以通过特异性高表达Bs4等抗性基因，增强植物的抗性。另外，研究表明体外突变抗性基因Rx的LRR区，会增强植物对效应物的识别特异性(FarnhamandBaulcombe,2006)。利用这一特性，基因工程改造Bs4基因LRR区可能增强其识别TALE的特异性和亲和力。
3.2突变易感S基因的启动子区
TALEs通过RVDs识别特定的植物靶基因启动子区，水稻抗性基因xa13，其对水稻白叶枯病菌Xoo的抗性表现在启动子区一个小区域的多态性，导致Xoo中TALEPthXo1不能与xa13启动子区结合，进而影响Xoo生长所需碳源(Chenetal.,2010)。利用基因工程将不敏感的基因xa13启动子区整合至易感S基因启动子区，使植物获得新抗性。这一方法在易感S基因Os11N3基因上应用成功，获得了水稻白叶枯病菌Xoo的抗性。另一个例子是，增加一个易感S基因的等位基因，这个等位基因的启动子区对于TALEs不敏感(Lietal.,2012)。这一方法需注意：植物中的靶基因无其它未知功能且没有冗余的拷贝；启动子区的改变不能影响看家基因的功能；该靶基因对病原菌的致病性至关重要，好能抗多个TALEs(Schornacketal.,2013)。S基因的激活对于促进病原菌的致病至关重要，突变S基因的启动子区是对大多数的TALEs比较有效的方法。
3.3增加抗性基因启动子区
EBEs陷阱利用抗性基因xa27和Bs3的启动子区陷阱，即用生用工程的方法体外合成一个或者多个TALEs结合的EBEs位点至监控基因的启动子区，使得转基因植物在病原菌感染过程中注入TALEs时，迅速识别启动抗性反应。这一方法成功的例子是在Bs3基因上，通过在启动子区增加2个EBEs位点，一个是辣椒斑点病致病变种X.euvesicatoria中TALEAvrBs3Δrep16的RVDs部分突变识别区EBEs位点，另一个是水稻白叶枯病菌Xoo中的TALEAvrX-a27的EBEs位点。结果表明，融合启动子区的Bs3表达构建在烟草Nicotianabenthamiana上瞬时表达能够增强寄主的识别能力(R觟meretal.,2009)。还有在启动子区增加6个EBEs的成功报道，通过在Xa27基因上分别增加3个水稻白叶枯病菌Xoo和3个水稻细条病致病变种X.oryzicola中的TALEs的EBEs，转基因植株具有这2种病原细菌的抗性(Hummeletal.,2012)。
3.4筛选新的监控基因
与已知的NBS-LRR抗性基因对比，在不同植物中存在上千个这样的抗性监控基因(Lietal.,2010)。利用深度测序RNA-Seq从辣椒Capsicumpubescens中鉴定并克隆TALEs激活的Bs4C的方法为鉴定更多新的监控基因提供了基础。对于某些情况下，需要减慢或加速过敏反应，可以从调整监控基因的数量或者类型方面进行生物工程改造(Strau覻etal.,2012;Schornacketal.,2013)。目前，有4个R基因被克隆：辣椒CapsicumannuumBs3(R觟meretal.,2007)，辣椒C.pubescensBs4C(Strau覻etal.,2012)，水稻OryzasativaXa10(Tianetal.,2014)和Xa27(Guetal.,2005)。筛选和克隆更多的植物NBS-LRR抗性基因，可以为生物工程改造提供更多的抗性资源。3.5生物工程改造获得新抗性利用TALEs识别位点和限制性内切酶融合表达，定点改造基因组，将会是成本低廉、特异性识别更强的手段(Schornacketal.,2013)。植物的利用富含NBS-LRR的抗性R基因监控病原菌的效应物，监控的有效应性依赖于效应物的保守性，对于病原菌越重要的效应物，R基因的识别越容易因该效应物的突变或丢失而失效，开发更多R基因对于增强和持续的识别是关键。许多植物病毒是DNA单链病毒，极少数是双链的。而单链病毒在复制增殖过程中形成DNA双链，利用TALEs特异的DNA双链识别特性，体外合成特异识别的模块，可用来防治植物病毒病。植物-病原菌互作是一个持续的进化过程，当病原菌一方通过消除或改变特定的效应物进化避开寄主的监控，意味着寄主的R基因系统被打败。寄主通过R基因互补的改变等才能恢复其抗性。如马铃薯NBS-LRRR3a介导识别致病疫霉菌Phytophthorainfestans的AVR3a效应物，AVR3a通过变异逃过R3a的识别(Vleeshouwersetal.,2011)，而R3a被Se-gretin&Kamoun发现通过单个氨基酸的变异重新恢复识别变异的AVR3a(Schornacketal.,2013)。利用点突变的R基因获得高抗性的寄主植物。
4.结论
TALEs通过特别机制参与病原菌与寄主的互作，根据已知的分子机制，可以很好地控制TALE依赖的致病性，开发TALE激发的抗性，利用TALE融合蛋白有目的消除或限制病原菌的感染。TALE在基因工程和合成生物方面已被证实为非常有用的工具，成为植物病理这一领域最重要的发现。而TALE在生物工程抗性方面的成功应用包括植物，动物及人类细胞，期待它的更多应用的开发。
作者：蒋国凤 单位：广西大学林学院
生物工程论文:生物工程与生物技术论文
一、专业基础课
专业基础课的设置体现了从科学、技术到工程的循序渐进过程（见表1）。然而从科学到技术的差异很小，仅增加了工程基础课4学分（约11%），应为技术基础课，且应明确例举。从技术到工程的专业基础课要求有了明确的变化，按课程类别从科学到工程变化率近50%。学分的控制宜统一，且应规定生物技术专业的专业基础课低学分要求中技术基础课学分应达20%以上，生物工程专业的专业基础课低学分要求中工程基础课学分应达40%以上。且可给出典型的工程类专业基础课名录，如机械零件、电子电工基础等课程。另外生物工程专业基础课将《机械设计基础》列为可有可无的选修会造成该专业工程基础的严重缺陷，且应在生物工程专业的专业选修课中保留生物技术专业的细胞工程、酶工程等选修课（见表1）。
二、专业课
专业课的设置也体现了从科学、技术到工程的循序渐进过程（见表1），从科学到技术的专业课调整率达30%，而从技术到工程的专业课虽然有较大变化，但所列举的课程多为非典型的工科专业课（如基因工程、细胞工程、蛋白质工程），回避了典型的工科专业课如氨基酸工艺学、抗生素工艺学、有机酸工艺学、酿造酒工艺学等。学分的增加也不尽合理，三个相近专业，不论理科还是工科，学分基本要求应尽可能一致。向上浮动及在各选修课程间适当调整则是各校应有一定的自主权。另外生物工程是典型的工艺类专业，专业必修课缺工艺类专业应有的分析检测课也会给工艺过程及产品研发和生产中的质检质监和质控及产品安全留下隐患，故建议3+X模式中3应包含专业分析、X应例举氨基酸工艺学、抗生素工艺学、有机酸工艺学、酿造酒工艺学等。
三、实习及毕业实践环节
生物科学和生物技术的实习及毕业实践环节一致（见表1），未能体现从科学到技术的差异特点以及生物技术可授农学或林学学位的特色。毕业设计是工科工艺类专业最为特色的实践环节，但在许多学校以“毕业设计（论文）”的形式出现，实际实施则只做毕业论文，没有毕业设计，使毕业设计名存实亡，致使许多学校生物工程专业的毕业生根本就不知道何谓毕业设计，许多学生甚至把毕业论文当作毕业设计。建议明确生物工程专业的“毕业设计”为必修环节，可以设计论文二者兼顾，至于是“大设计小论文”还是“大论文小设计”可依各校情况而定，唯有如此，生物工程专业才能名符其实。
四、师资要求
师资的低要求在规范中描述不尽一致，应加以统一。且应规定专业课的师资要求，因为能承担专业课的老师一般能胜任专业基础课，而能承担专业基础课的老师则不一定能胜任专业课。这在工科尤其如此。故除规定学历职称要求外，应规定专业要求，即“本科为相应或相关专业”的师资应大于专业师资总数的50%。
五、其他
近年由于社会办学、企业办学、校企合作、产学研合作、网络教学、数字图书资料等多元化和多样化的办学形式和方式的发展，统一实践等硬件条件形式较为困难，而且也不符合时代要求。建议教室（专用或生均面积）、专业课实验室（面积及专用设备）、图书资料数据库量设定为刚性要求，研究所（室）或技术中心、实习基地规模和数量等宜设定为柔性、选择性或特色要求。
作者：陈朝银 赵声兰 单位：昆明理工大学 云南中医学院
生物工程论文:发酵生物工程技术论文
1材料与方法
1.1材料及仪器原材料：红糁、汾酒大曲、FJ-5酵母菌（生香酵母）。仪器设备：Agilent7890N气相色谱仪，美国Agilent公司；UV-5200紫外分光光度计，上海精密仪器有限公司；ENLOG-TMEX-T自动温度记录钮扣系统；傅立叶近红外光谱仪InfraxactLab。
1.2酵母菌培养基活化培养基：黄豆芽10g、葡萄糖5g、水100mL、琼脂1.8g、自然pH值。富集培养基：黄豆芽10g、葡萄糖5g、水100mL、自然pH值。
1.3分析方法总酯测定：按GB/T10345—2007方法进行。乙酸乙酯测定：利用Agilent7890N气相色谱仪进行检测。色谱条件：进样口温度230℃，载气He（99.999%）；恒流1.0mL/min，分流比50:1，进样量1uL；程序升温，初始温度60℃，保持1min，以5℃/min升至155℃，再以3℃/min升至180℃，保持10min。感官品评：按照标准感官分析方法GB10345-2007进行。
1.4实验步骤在公司同一个实验班组上进行，以保障实验过程当中工艺操作的一致性。实验分4组实验进行，以正常大生产为对照。实验组间除了FJ-5菌液（OD值为1.6～1.8,620nm处测定）用量不同外，其它因素全部相同。各组实验配料、堆积时间、堆积规格等参数结果见表1。每个实验组分别连续重复实验5d，其他未涉及工艺参数参照汾酒传统工艺执行。
2结果与分析
2.1发酵品温变化规律白酒酿造过程酒醅品温变化规律或是紊乱能够直接反映材料发酵情况是否正常。而发酵材料当中酵母菌、细菌等功能微生物有序代谢、有序放热正是酒醅品温有规律变化的一种内在驱动。从图1中各实验组品温的变化来看，堆积过程中，实验4组的较高品温变化可达到36℃，超过了酵母菌最适宜的生长温度。而实验1、实验2、实验3三组在堆积过程当中的较高品温并未超过33℃。而且实验3组的较高堆积品温要比实验1和实验2组高出2℃～3℃。分析可能实验3的酵母菌强化剂量与材料堆积规格的匹配对于提供酵母菌适宜的生长代谢温度较其他3个实验组更加合理所致。发酵进入地缸以后，除实验4组明显没有遵循汾酒发酵“前缓、中挺、后缓落”的品温变化规律外，其它实验组均与正常大生产酒醅表现出相似的品温变化趋势。而且由于实验组材料有前期堆积富集微生物的过程，所以整体上来说实验组特别是实验1和实验3组材料的顶火时间要比正常大生产要长2～3d。
2.2堆积发酵过程中酵母菌数量分析材料堆积过程中一方面可以提供酒醅本身携带的酵母菌一个有氧环境，使其进行数量的大量繁殖；另一方面，通过堆积，也可网罗一部分空气当中的酵母菌[9]。通过微生物平板培养计数，结果如图2所示。图2结果表明，实验4组由于堆积过程当中堆积温度超出了酵母菌最适宜的生长温度，导致在堆积过程当中，其酵母菌数量较高仅达4.15×106cfu/g，远远低于实验1、实验2、实验3组中酵母菌的数量。其中，实验3组当中酵母菌富集效果好，达到了3.72×108cfu/g，结合图1中的品温情况，说明要保障后期发酵材料的较高的顶火温度和较长的顶火时间，前期的堆积过程必须控制好堆积温度，堆积温度好不要超过酵母菌等微生物的最适生长温度。
2.3在制品（15对时）酒度、出酒数量对比清香型白酒酿造过程当中，7~15对时这个阶段，是酒精发酵的主要阶段，15对时之后，随着酒醅中酒度、酸度的积累，对大多数酵母菌生长代谢造成负面影响，一般酒醅中酒精含量变化不是很大。所以15对时的酒精度可代表酒醅发酵过程当中整体酒精生成量的多寡。图3中数据可以看到，实验组15对时酒精度均低于正常大生产。通过t检验显著性分析，其中实验1、实验2、实验3组分别与正常大生产15对时酒度在0.05水平下p值（0.23、0.45、0.28）均＞0.05,差异性不显著。而实验4组酒醅15对时酒度与正常大生产显著性分析p值（0.03）＜0.05,差异性显著。分析实验1、实验2、实验3组酒醅15对时酒精度略低于正常大生产的原因在于实验组在堆积过程中散失了部分水分有直接关系。而实验4组酒醅产酒精量较少可能是由堆积过程中过高的堆积温度杀死了一部分产醇酵母菌所引起的[10]。出酒数量方面，各实验组最终出酒数量多寡基本与15对时酒精度的对比情况一致，结果见图4。
2.4原酒总酯、乙酯/乳酯比值及感官品评结果
2.4.1原酒总酯、乙酯/乳酯比值结果分析原酒中总酯含量的高低在很大程度上决定了酒液放香特点是否良好，此外，汾酒中乙酯与乳酯的比例对于保障清香风格有重要作用。目前清香白酒的生产实践表明，适当提高乙酯与乳酯的比例对于酒体品质的改善有十分积极的作用。从图5中数据可以看到，4个实验组中实验3组所产原酒总酯含量较高，可达8.3g/L，比正常大生产的4.7g/L高出76.6%。而实验1和实验2组总酯含量相当，分别是7.3g/L和7.5g/L。其中，实验4组在四个实验组中总酯含量低，但比正常大生产也高出19.1%。这说明堆积发酵结合生物工程技术强化生香酵母的方法是一种切实可行的提高汾酒总酯含量的方法。从图6中各实验组及对照组乙酯/乳酯的比值数据可以看到，通过实验组乙酯与乳酯的比值均有不同程度的提高，其中实验3所产乙酯/乳酯比例提高最多，高达1.5。
2.4.2实验组感官品评分析根据1.3方法对各实验酒样进行品评，结果见表7。结合表7描述，可以看到实验原酒普遍较正常大生产原酒表现出更明显的苹果香，清香风格典型。而且实验3所产原酒经品评放香、口感均比较理想。
3结论
3.1经中试实验可知，采用将3‰的FJ-5酵母菌液强化到正常汾酒配料当中，堆积发酵2d之后再进行入缸发酵的方法可较大程度地提高汾酒的总酯含量，提高幅度高达76.6%，能够很好地保障和提升汾酒品质。
3.2通过堆积发酵结合生物工程技术强化发酵体系中生香酵母数量的方法可在一定程度上提高汾酒中乙酯/乳酯的比值，较高可提高至1.5，在提高总酯的同时，实现了“增乙降乳”的目的，可大大地提升了汾酒的放香和口感。
3.3通过实验发现，由于大多数生香酵母具有好氧繁殖、厌氧代谢的特点，通过人工强化结合堆积自然网罗微生物的方法大大地丰富了汾酒发酵体系当中生香酵母的数量，进而为发酵后期提高汾酒总酯含量和产品品质打下基础。
3.4该研究在堆积时间的选择上没有进行梯度实验，堆积时间长短对于汾酒总酯含量的影响还有待进一步研究。
3.5堆积过程中吡嗪、嘧啶等杂环化合物的含量及对酒体的影响还有待进一步研究。
作者：王晓勇单位：山西杏花村汾酒厂股份有限公司
生物工程论文:实践教学生物工程论文
1加强实践教学，培养学生创新思维
构建了以实验教学和课程设计为基础，实习和实训为核心，社会实践和科研创新活动相结合的实践教学新体系．理工并重，产、学、研有机结合，提高学生的创新能力和实践应用能力．
1.1改革实验课程体系，构建新的实验教学方式受重理论、轻实践传统教学思想影响，实验教学以教师为主导，学生没有真正融入教学过程．对此，建立了以学生为主体的实验教学方式，采用启发式和引导式教学，培养学生问题意识，形成积极的思维方式，促使学生有目的、自主地进行实验操作，在实践中寻找解决问题的方法，提高实验技能．将多媒体引入实验教学，使整个教学过程更加直观、具体．1.1.1加大综合性、设计性实验比例传统实验教学中以简单的验证性实验为主，内容分散、陈旧．综合性、设计性实验开出率低，不利于学生综合能力的提高．为此，加大涉及多学科、多因素的综合性实验，以及由学生自行设计实验方案的设计性实验，减少验证性实验，促进学生知识、能力和素质的提高．如生物工程专业设置的“DNA的重组、转化及筛选”综合性实验，综合了从目的基因获得、重组、转化及筛选的整个DNA重组技术的原理和操作．此外，开设的生物技术大实验，综合了天然药化、生化工程等实验课程，解决了专业实验课程内容重复、衔接不当等问题．设计性实验是对综合性实验的进一步提升，强调自主性，为学生提供了更大的发挥空间．为进一步提高实验综合性，实施了模块化实验教学．结合生物工程产业发展趋势，整合多门实验课，将实验分为三大模块：以产品的提取、分离为主的生化工程模块，以微生物发酵为主的发酵工艺模块及以DNA重组及表达为主的基因工程模块．减少了实验门数，强化知识的衔接和融合，促进了学生综合能力的提高．1.1.2构建多层次、立体化的开放性实验教学改革传统的实验教学方式，构建开放性实验教学模式是提高学生实践动手能力和综合应用知识能力的重要途径．开放性实验教学是以能力培养为核心，以学生为主体，变被动学习为主动学习，提高学生综合素质的一种教学体系．其教学模式包括时间开放和空间开放（实验室场所，资源开放），也包含开放式的实验教学方式．实行分层次开放性实验教学，将实验内容分为基础型、提高型和研究创新型，循序渐进地提高学生素质．
1.2加强实践教学，加大实训、实习基地建设
生物工程专业是为实际生产服务，其特点是实践应用性强．实验室教学具有其局限性，它与实际生产存在较大距离．因此，培养工程实践人才，应加强实践教学环节，建设良好的实习和实训基地．以社会和市场需求为导向，以专业技能训练为主要目标，构建了面向生产实际的，集技能实训、工艺设计、产品研发于一体的任务驱动式综合化实践教学体系．为解决实践教学基地不足的问题，与多家企业、工厂建立合作关系，成立多个校外实践基地．校企合作是使学生接触生产实际的有效途径，克服了传统办学模式中人才培养与社会需要相脱节的现象．学生通过深入生产一线，熟练大型设备操作，掌握基本生产流程，增强了工程意识，提高了实践应用能力和创新能力．因此，应进一步实行校企联合，通过结合企业近期研究及发展方向，确定专业技术课程和技能实训模块，使教学更具实践性，培养学生理论知识转化为实际生产力的意识和能力．此外，校企共建技术中心共同研究开发课题，加速了科技成果的产业化，促进了学校与企业共同发展，推动了区域经济建设．
1.3实行双师型教学
建立“双师型”师资队伍．聘请企业高级技术人才作为兼职教师，激励教师到企业学习，建立高素质的教学师资队伍．使学生了解企业运行机制，巩固理论知识，提高工程素质．
2将科研引入教学，培养学生创新能力
科研带动了生物工程行业的发展，没有科研就没有创新．培养学生创新能力的关键是使学生掌握科学研究的思想和方法．教不研则枯，科研融入教学，有利于及时地将新技术、新知识注入实验教学，培养学生积极主动的探索精神，激发创新思维．
2.1引入科研课题
将教师的科研课题引入实验课或毕业论文的选题中．教师给定实验的目的与要求，由学生根据实际条件，查阅文献并制定实验方案，由指导教师核定后实施．
2.2建立创新实验室，设立专项科研基金
建立本科创新实验室，为学生的研究设想提供理想的平台，充分调动了学生的自主性，培养学生的创新思维．通过设置大学生创新项目基金，为创新实验提供经费支持．该项目由学生自主申请、组织开展课题研究．对于结题及取得良好成果的采取记学分、奖励等措施，激发学生积极性．这种探索性科学研究，培养了学生分析与综合、抽象概括、归纳演绎等科学的思维方法，提高了学生创新能力，已有一些成果在高水平的科学杂志上发表．
2.3实行大学生导师制
从低年级开始，由学生根据自己的兴趣，选择导师及研究方向．通过加入教师的课题，在导师指导下开展实验研究，培养学生的科学精神和科学素养．导师制为学生提供宝贵的智力资源，学生可以自由地与高层次的科研人员进行学习交流，实现了因材施教，有利于学生积极性的提高及个性发挥．科研训练环节作为高层次实验教学环节，是实现培养创新型人才目标与定位不可缺少的途径．由科研一线教师担任指导老师，对学生进行科研训练，提高学生的科研能力，是创新型人才培养的一个特色．
2.4开放科研实验室
高校科研实验室是高校科学研究、学术交流和产品研发的重要场所，是科研成果和创新思想的重要产地．为充分利用科研实验室的资源优势，对其实施开放，将科研实验室融入本科教学，构建科研与教学有机结合的创新人才培养模式．资源生物重点实验室开放以来，激发了学生创新能力，提高了学生操作技能，使学生形成了良好的科研素质．此外，深化教学管理制度的改革，优化教学过程控制，是提高教学效果的保障．为此，建立了以能力考核为核心，多元化的、的考核评价体系．加强过程考核，使学生注重平时的学习和实验操作．把学生的发展情况作为衡量教学成果的主要标准、突出创新和应用能力的评价，考核学生的综合素质．
3结语
科研融入教学，产、学、研合作教学，理论与实践紧密结合，实现科研实验室向教学实验室转变，强化科研对教学的反哺，是生物工程专业人才培养模式的主要特色及优势．通过校企合作，加强认识实习、生产实习等实践环节，加大实践教学基地建设，培养了学生适应工业化生产高新技术的不断更新及社会生产结构变化的能力，他们的创新能力、工程意识及工程能力普遍提高，知识、能力和素质得到发展.
作者：张晓娟陈文强霍科科赵辉单位：陕西理工学院生物学院
生物工程论文:基于化工原理的生物工程论文
1多媒体教学与传统教学相结合，生产实习和实验结合，提高教学效果
化工原理课程需要重点论述单元操作的基本原理和计算方法，其中包含许多公式的推导和计算。教师充分利用网络资源，制作多媒体课件进行启发式教学，将抽象的原理以小视频、Flash动画等形式展示给学生，提高教学效率，增强教学效果；使学生在教室中就了解到工厂产品的生产流程和设备。如第二章流体输送机械中，使用动画或者Flash影片播放各种输送机械的工作过程，如离心泵、往复泵等，第四章传热中列管式换热器使用三维动画生动地展示其工作原理，使学生直观的理解。我们从之前的教学经验发现，单纯采用PowerPoint课件进行讲解，公式在屏幕上显示直观感觉“乱”，造成学生视觉上的疲劳，而且许多学生往往还没有反应过来，页面就已经翻过去了，学生会感到枯燥无味，造成多数学生不爱听，失去学习化工原理的兴趣。此部分内容教师需要借助板书，手写推导，随写随看，诱导学生进入动态思维过程，调动学生学习的能动性，从而让学生跟着教师的思路走。此外，课堂上理论知识的讲解，只能让学生对化工原理涉及的单元操作和设备简单的理论了解。安排学生进入化工厂参观实习及实验操作，结合工厂工程师的讲解，增加学生的感性认识，使知识转化为实践，使学生对化工原理的知识掌握不再是“纸上谈兵”。
2重视预习，调动学生主动学习积极性
化工原理课程是综合运用数学、物理、化学、计算技术等基础知识，分析解决化工类生产过程中各种物理操作问题的技术基础课[3]。课程学习相对于其他科目难理解、难推导、难掌握，从以往的教学经验发现，部分学生对这门课程存在抵触、害怕的情绪，使得学习和讲授过程相对较难，互动较少，学习效果差。在及时堂课的授课过程中消除学生对本门课程的害怕抵触情绪，之后的教学中教师提前布置预习任务，学生在课下主动学习，熟悉课堂内容，查阅资料[4]。课堂上以回答问题和分组讨论的形式检查预习情况，发现学生难理解的内容，再对其进行详细讲解和分析，使学生将课程内容理解掌握，提高学习效率。这种方式改变了传统的学习方式，使学生从被动的接收内容转变为主动学习知识，充分发挥学生的主观能动性，并培养了自学能力。对于流体输送机械、沉降与过滤、传热、精馏塔、干燥几章内容，涉及到设备的结构与操作原理，采用以学生自学、查阅资料为主，自己制作多媒体课件，课堂上以讲课的形式展示自己的自学成果，使学生真正成为课堂学习的主体[5]。
3习题课的重要性
课后习题是对课堂内容的应用和巩固，每个重要知识点结束后，布置相关的习题，使学生在解题过程中加深对基本原理的理解与掌握。如布置及时章中流体流动中流体静力学方程式、伯努利方程式的应用题，让学生课下完成。下次讲课之前，用10-15分钟时间进行习题的解答，由学生解答习题思路，在讲台上板书讲解，其余同学对其思路进行讨论，这样可以发挥学生的主动性，积极参与到课堂上。如果课时允许，可以设置专门的习题课，对习题进行集中讲解和讨论，加深学生对基本概念和方法、基本工艺计算的理解，从而巩固课程的理论知识。综上所述，结合化工原理课程和生物工程的专业特点，我们通过不懈的努力，优化教学内容，改进教学方法，调动学生学习的积极性，我们围绕新的课程要求积极改进教学方法，提高教学质量，以培养学生综合素质为目标，培养学生创新能力为重点，为培养具有工程概念的生命科学人才打下了坚实的基础。
作者：杜晓娜关海燕周晨妍单位：新乡医学院三全学院生命科学技术学院发酵工程教研室新乡医学院生命科学技术学院
生物工程论文:实践教学的生物工程论文
1在考核评价上
突出学生学习能力、综合实践动手能力的评价，采用口试、答辩和解决实际问题等形式，考核评价学生的学习效果。鉴于实践课程内容的复杂性、实践时间的长期性，专业将过程考核应用于成绩考核当中，不再以最终的成绩确定学生的实践动手能力，而将同学的准备情况、实践态度、思考过程及难易度、实验结果等都纳入到实践教学考核体系当中。学生既是被考核对象，又是考核监督对象，提高了学生的参与热情。
2专业核心技能提升训练体系
2.1专业基本技能培训体系结合专业人才培养方案，已制定实践教学培训计划和专业技能基础体系，以培养学生的专业基本技能。相关实践教学课程包括：一是基础技能：生物化学、分子生物学、微生物学、细胞生物学、基因工程、免疫学、化工原理等；二是生物工艺过程基本技能相关课程：工业发酵分析、淀粉分析与检验、变性淀粉、发酵工程、发酵设备等。
2.2科研训练提升专业基本技能培训体系塑造了学生最基本的专业技能，为提高专业技能，生物工程专业在实践教学过程中制定了相应的“研究式”实践教学模式，即将学生融入教师的相应课题研究中，利用课余时间，进行课题研究。
2.3社会实践锻造生物工业过程实习主要包括：酶工程实习、化工原理实习及生物工艺学实习。是生物工程专业实践性教学中一个极其重要的环节。本实践环节在前述实践教学基础上，通过构建学生自主实习、校内外双导师制、厂校双重考核等实践教育模式，让学生进入生物工程公司每一个操作工段。通过这一环节的实践学习，让学生更加深刻理解生物工程工艺流程，加深了对理论知识的理解与掌握，专业技能和素养在工业环境中得到进一步提升，同时提高了学生的工程意识和工程能力以及创新能力。
2.4大学生科技创新培养计划科技创新计划就是利用科研工作助推本科生创新能力的提升，由学校及指导教师提供研究费用及实验条件，同学通过申请、答辩的方式进行挑选，使学生在掌握专业技能基础上，培养和提升创新能力。如：同学们参与了“一种秸秆生物质的制备技术研究”及“蜂花粉系列产品的研制”等科研工作，通过实践检验研究思路的合理性，使科研课题设计能力、组织实施能力、科研素养和创新能力得到进一步培养和提高。
作者：王刚郭明珠陈欢刘娟史云婷孙旸陈光单位：吉林农业大学生命科学学院长春职业技术学院信息分院
生物工程论文:面向区域经济的生物工程论文
一、培养面向区域经济和产业发展的生物工程高层次人才的必要性
区域产业是指在某一特定区域内，生产同类商品或提供同种服务的所有企业的集合，反映的主要是产业空间布局状况以及由此所决定的区域间横向经济关系。生物工程相关产业涵盖医药、食品、检验、环保、农业等领域⑤，产业相关集群的形成对于促进地方经济建设，保障经济、社会、环境与人的协调发展意义重大。
1．生物工程相关产业在国民经济中的地位“十一五”以来，国务院批准了《促进生物产业加快发展的若干政策》和《生物产业发展“十一五”规划》，大力推进生物技术研发和创新成果产业化，生物产业产值以年均22．9％的速度增长。《国务院关于印发生物产业发展规划的通知》提出，到2015年，生物产业增加值占国内生产总值的比重将比2010年翻一番；到2020年，把生物产业发展成为国民经济支柱产业。《国家“十二五”科学和技术发展规划》和《国家“十二五”生物技术发展规划》明确提出将“研究预防和早期诊断关键技术，显著提高重大疾病诊断和防治能力”作为“人口与健康”重点领域的发展思路之一；将生物制药技术列为重大支持方向之一；将食品安全列为民生科技示范重点，食品安全检测产业将成为新型公益类重点资助领域。
2．吉林省生物工程相关产业发展现状“振兴东北老工业基地”、“长吉图开发开放先导区”、“长春市部级生物产业基地”等国家和地方的政策性投入，使吉林省生物工程领域产业的发展形成了比较优势，已拥有长春生物制品研究所、通化东宝等一批大中型生物医药企业集团和一大批中小型生物医药研发和制药企业，以及长春迪瑞、长春汇力、长春博德等体外诊断检测试剂和仪器生产企业。2012年，相关产业整体呈现快速、强劲的发展势头，全年医药产业实现销售产值1550亿元以上，同比增长34．7％⑥。吉林省工业发展“十二五”规划提出，在医药产业方面，将吉林省建设成为国内外具有重要影响的国家生物药基地、中药北药基地；在医疗仪器设备及器械方面，提升医疗器械行业发展水平，加快补齐医药产业发展短板，重点发展多功能激光治疗设备、临床检验分析仪器等医疗检验仪器。到2015年，全省医药工业总产值达到2000亿元，年均增长27％⑦。
3．吉林省生物工程相关产业高层次人才相对不足目前，吉林省生物技术制药产业发展迅速，但企业创新能力薄弱、仿制药比重较大；高端医学仪器设备、中端试剂和仪器一体化被国外垄断。原因之一是企业技术力量十分薄弱，缺少足够的创新人才，造成核心技术往往依赖引进，受制于人。生物工程产业是高技术产业，通过对相关产业调研发现：（1）生物产业飞速发展导致人才数量缺口加大；（2）产业创新能力提升导致高端人才匮乏；（3）国内外同行业的发展差距导致人才流失严重；（4）要突破国外技术壁垒需要生物医学与机电一体化人才；（5）高技术产业经济发展对人才实践能力的要求攀升。因此，吉林省生物工程相关产业创新能力的提升和持续健康发展需要大批高层次实践创新人才。《国家中长期生物技术人才发展规划（2010－2020年）》指出，重点培养生物产业高端创新型人才、产业链关键环节专业人才；鼓励企业与科研机构、高校联合建立生物技术人才培养基地；建立人才及人才团队在企业与科研院所之间流动的畅通渠道。目前，吉林省生物工程专业硕士学位授权单位仅3所，即吉林大学、吉林农业大学、中科院东北地理与农业生态研究所。3所招生单位为吉林省生物工程产业输送了人才，但在生物、医学、光学、机电一体化人才培养方面尚不能满足我省生物工程相关产业发展对人才的需求。
二、长春理工大学对生物工程专业硕士学位研究生培养体系建设的探索
1．多学科交叉融合，凝练专业特色，明确人才培养目标定位长春理工大学坚持生物、医学、光学、机电等多学科交叉融合的办学特色，结合吉林省生物医药、食品安全检测工程产业等区域产业发展规划，形成了生物医学光机电一体化技术的生物工程优势学科。涵盖三个稳定的、特色鲜明的专业方向：（1）生物医学检验工程，以国产化及自主创新的生物医学检验试剂与配套光电检验仪器一体化技术为研发目标；（2）医药用生物反应器与监测设备工程，侧重基因重组药物的通用载体生物反应器构建与应用技术，以及细胞工厂配套光电显微光电监控设备的研发；（3）食品安全检测工程，侧重食品中雌激素类、毒素、农药残留等污染物快速检测试剂与配套光电检测仪器的研发。为吉林省医药、卫生、食品、商检等企事业单位培养具有创新能力的应用复合型高层次人才。
2．优化课程体系，构建双师型导师队伍，探索三对接人才培养模式整合教学与实践优势，按照专业方向的不同，采用分类培养的指导思想，突出知识背景交叉与能力培养并重的特色，设置了科学合理的课程体系，包括必修课（18学分）、公选课（10学分）、方向选修课（6学分）三个模块，模块间遵循“夯实基础－提高能力－强化应用”的培养规律。教学团队由企业专家、国外学者和校内教师组成，企业专家讲授实践性较强的课程，国外专家学者主讲学科前沿性讲座，突出实践与前沿的兼顾。采取集体培养与个人负责相结合的指导方式，构建双师型导师队伍。导师组由具有副教授以上职称或博士学位的校内教师，和具有高级专业技术职务或具有博士学位的合作单位专家组成。形成一支结构合理、学术思想活跃、教学科研与实践经验丰富的教学团队。以实际项目为主要载体，融通基础理论教学、前沿技术和实践教学，构建“学研用”三位一体的人才培养模式。学习方式分为全日制学习方式，学制2．5年；非全日制学习方式，学制3年。培养方式为校企（行）联合培养，对于全日制学生，1年在校理论学习，半年行（企）业顶岗实践，1年结合岗位实践内容完成毕业论文；对于非全日制学生，1年在校理论学习，半年企业顶岗实践，1．5年结合岗位实践内容完成毕业论文。实现了人才培养与合作单位、生源层次、业界需求的对接，学校和用人单位的无缝连接。
3．建立校企联盟，拓展实践教学基地，提升人才实践创新能力专业学位研究生培养的重点在于实践和创新能力的培养，企业和行业参与高校专业学位研究生教育是保障专业学位研究生教育质量的重要手段⑧。因此，通过校企合作和优势互补，建立工程实践基地，实现研究生联合培养，已成为提升工程硕士研究生实践能力的重中之重。长春理工大学与相关企业在联合攻关、学术交流、学生就业、本科生实习等方面进行合作的基础上，建立了生物工程专业硕士培养的校企联盟。目前，与长春生物制品所有限公司、长春迪瑞医疗科技股份有限公司等15家企事业单位签署了实践基地合作协议，形成了以吉林省为中心，辐射北京、上海等地的稳定的校外实践教学基地。此外，校内建设的与该学科直接相关的实践教学平台有生命科学基础实验中心，吉林省生物检测工程实验室和吉林省中药生物工程二级实验室2个省级重点实验室，2个学校参股的集生物医学光机电一体化研发与生产的高新技术企业。目前，已投入建设经费3000余万元。校内外实践基地的建设，为学生提供了充足的实践机会，使学生在读期间能参与企业生产、关键技术攻关和新产品研发，提升了人才的创新实践能力和就业竞争力。
4．“产学研”联动，以科研合作为纽带，保障学位论文的先进性与实用性“产学研”合作教育的本质特征是寻求高等教育自身规律与现实社会对人才需求之间矛盾的解决⑨。通过“产学研”合作教育，实现教学、科研、生产三结合，能更有效地提高办学水平和人才培养质量，克服高等教育脱离社会实践需要的倾向，增强其社会适应能力和生存能力⑩。自2000年以来，我校先后与中国药品生物制品检定所、中国食品检验检疫研究院、长春生物制品所有限公司、长春百克药业有限责任公司、长春迪瑞医疗科技股份有限公司、吉林省紫辰光电有限公司等多家企业，联合完成了部级、省级和横向科研项目17项，累积科研经费达2000余万元。以科研合作为纽带，将科研项目立项、研发推广过程与生物工程专业硕士培养相结合，形成了“产学研”联动模式，增进了学校与企业间的合作交流。学生毕业论文选题结合专业方向、校企联合攻关项目和企业实际需求，鼓励原始创新或集成创新。学生在校内和校外导师的共同指导下，掌握了扎实的专业理论基础和先进的实践技术手段，具备了综合运用科学理论和技术方法解决实际工程技术问题的能力，保障了学位论文的先进性与实用性。
5．加大政策性投入，科学规范管理，完善质量保障与监控系统长春理工大学“2020年教育事业发展规划”明确提出，按照“入主流，重交叉，创特色”的新兴学科发展思路，进一步完善学科体系，积极创造条件，将生物工程学科建设成硕士学位授权一级学科。经过十余年的建设和发展，在我校生物医学工程一级硕士学科的建设基础上，目前校内拥有了基础实践教学与工程化一体教学基地，配备了先进仪器设备及与该学科相关的图书资料。学校与行（企）业开展多种形式的合作办学，建设了国内行业国企、股份制公司、行业监督检验技术执法等校外基地15家，通过优势互补，共建共管，做好研究生招生、培养、实践实训及就业导向等工作。成立了由学校、学院、行（企）业专家构成的学位委员会，制定了《生物工程专业硕士合作培养协议》、《生物工程专业硕士管理规定》、《生物工程专业硕士培养方案》、《生物工程专业硕士学位论文规范》等文件，规范了生物工程专业硕士培养的实施过程，完善了考核评价体系，保障了学生、企业、学校三方的权益，为更好地建设校企联合培养基地营造了良好的环境和氛围。学校针对专业硕士学位研究生培养建立了完善的质量保障体系，实施全过程质量监控，将生物工程专业硕士研究生教育评估纳入研究生管理部门的日常工作，将生物工程专业学位点的建设，包括招生规模、合作基地、师资队伍、科研项目、成果专利、论文质量等纳入学科年度考核，积极开展学习与调研，引入行业评价，以评促建，确保了学科建设和人才培养的可持续发展。
作者：郝凤奇庞春颖宁春玉稽晓强金丽虹于源华单位：长春理工大学生命科学技术学院
生物工程论文:基于计划的生物工程论文
一、改革目标
“工程师培养计划”是适应我国工业化发展进程，培养和造就一大批创新能力强、适应我国经济社会发展需要的工程技术人才的重要举措，是增强我国核心竞争力、建设创新型国家、走新型工业化道路的必然选择[2]。实施“工程师教育培养计划”，将进一步丰富我校的产学合作教育模式内涵，提升它的品牌效应。实施“工程师教育培养计划”也将使我校的办学特色更为鲜明，两者是相互促进的。我们将紧紧抓住这次机遇，按照“工程师”的要求，整体设计人才培养方案，科学制定培养“工程师”的通用标准和行业标准，深入研究理论与实践课程教学大纲，强化校企实习实训基地建设，强化“双师型”师资队伍建设，建立相应的配套政策和建立质量保障体系，以较大的工作热情确保“工程师教育培养计划”在我校实施成功。为此，我院按照学校要求积极组织实施“工程师教育培养计划”的设计方案。为积极贯彻落实学校在人才培养和学科建设上“顶天立地”的战略目标，学院经过几年的不懈努力与探索，在人才培养模式、效果上大力进行创新。以培养高素质应用型创新人才为指导目标，产学研结合，走出了我院依托科研发展，教学科研良性互动，提升教育教学质量的新路子，在取得了显著的建设成就同时为实施“工程师教育培养计划”奠定了坚实基础。
二、改革具体措施
1.坚持以教学为中心，科研促进教学。科研是大学活力的源泉，以科研促进教学是提高大学教学质量的重要途径[3]。科学研究不仅可以增强教学的深度、拓展教学的广度，而且可以更新教师知识结构、完善教师的知识体系，提高教学效果。高校教师既要从事教学，又要进行科研，要将二者有机结合，以科研促进教学。我院提出了以行业产业为导向的生物工程工程师培养模式。在培养应用型创新人才的办学定位基础上，以教学为中心，根据经济社会发展需求和自身条件、发展潜力，继承办学传统，不断深化人才培养模式改革，明确了“坚持立足地方、依托地方、服务地方的办学方针，依托四川及成都市现代生物产业，坚持以生物产业发展对人才的需求为导向”的办学理念。我院坚持以现代产业发展对人才需求为导向，构建了以产学研战略联盟为平台，学科链、专业链对接产业链的办学模式。已在全院范围内努力营造了“产学合作、工学交替”的良好氛围。使“以教学为中心，科研促进教学”成为学院的共识和自觉行为。
2.强化培养学生的工程能力和创新能力。我们将具备一定专业知识并能运用所学知识完成工程项目的能力称为工程能力。就目前社会所需来看，我们的学生在这方面还存在着巨大的不足。因此，强化培养学生的工程能力有助于他们今后在走入工作岗位时更好地解决实际困难。例如，在实践环节方面，围绕学生的工程实践能力的提高，尽力运用校内外资源，为学生设置工程实践与锻炼环节。通过生产实习，帮助学生建立专业与工程的概念。大力培养学生的动手能力，尤其重视对学生实验技能的培养，越是基础的实验要求越严格越规范，做到让每一位学生都能带着严谨的态度操作每一个实验项目。强化创新能力是人才培养中的一个重要内容，是科技活动的灵魂。在科技活动中培养学生的创新能力至关重要[4]。鼓励教师在教学方法上做出一定的创新，通过与学生之间的互动，将创新思想引入课堂，激发学生的创新意识，从而启发学生的创新思维，最终树立起自己的创新观点。运用创新的教学模式，例如通过多媒体形式将世界近期科技引入课堂，组织一场针对近期科技的讨论，让学生像参与者一样体会整个项目的策划实施。
3.通过激发兴趣，培养学生综合素质和社会责任感。兴趣是学习好的老师，一旦我们对某种事物产生了兴趣我们就会全身心投入进去，不断探索，不断求知。因此兴趣的培养是“工程师教育培养计划”中的一项重要内容。为充分培养学生的兴趣，首先我们要先启发他们对事物的兴趣，老师可以通过在课堂教学时不断跟同学互动，增进学生对新知识的渴望，把他们引进门后鼓励他们参加各类科研知识讲座、参加科创活动，并在其中不断指导等。设置个性化实验室、简历实验室开放中和实验室竞赛等，着力培养浓厚的学习与研究兴趣，并促使学生进行“兴趣———行动”的转变[5]。
4.建立校企联含培养体。我校“工程师培养计划”采用校企联合的培养，分校内学习和企业学习两个阶段，学制为4年，模式为“3+1”模式，即在校学习3年，在企业学习实践和毕业设计累计1年。注重培养学生的创新能力和动手能力，合理安排教学时间，通过改革教学方法和内容，尽量花较少的时间在教学内容上，让同学们在学校的前3年便能掌握所有的理论知识，而在1年安排学生进入企业实习。在这1年的时间中，主要通过企业指导学生解决完成各项在实际工作中面临的各种问题，并对企业中急需的课程做一次培训，提高学生的实践能力。对于毕业论文，通过让学生一边在企业实习，一边由学校指导完成，其中毕业论文的考核方式按企业占50%，考查毕业设计论文的实用性、经济性；学校占50%权重，考查理论深度、分析和解决问题的思路与能力[6]。为能更好地培养工程性人才，学校在选择合作企业时尽量选择具有一定规模、比较知名的企业，争取做到以产学研为纽带的实习、就业的校企合作的实践教学体系。“计划”的实施要求高校加强对工程技术创新人才的培养，作为大学教育中的重要一环，唯有不断探究改进教学方法，才能实现“计划”教学目标。我校为了实现“计划”中制定的目标，在不断设计研究满足高校培养标准的改革同时不断深化课程改革保障工程培养目标的实现，期望培养出更多适应形势发展、走向国际的创新型人才，同时也为其他高校的教学改革提供宝贵的经验。
作者：王跃华孙雁霞邱爱东江明殊许自强单位：成都大学生物产业学院四川师范大学生命科学院
生物工程论文:青年教师能力提升的生物工程论文
1学校的考核及晋升制度不完善
近年来随着社会对高校大学生提出的工程实践能力的需求越来越高，高校对大学生这方面的能力的培训也越来越受到重视，从而对教师就提出了更高的要求，学校也在探求培养具有较强工程实践能力的师资队伍的方法，比如送教师参加各种培训，但总体看来，效果不是太好，多数只是停留于形式，很多好的想法无法真正落到实处。主要是由于高校没有一套行之有效的针对高校教师实践能力培养的政策和保障机制。对于教师有无工程实践能力无考核评价的标准，在职称评定，教学评优，科研工作量考核等方面，未将这一项纳入目标考核，因此教师看中的是学校要求的指标，学校没有硬行规定的一般教师也不会重视，教师中普遍存在重理论、轻工程实践现象。同时学校对于工科教师工程实践能力的缺乏和提高，没有相应的奖惩机制，无法调动教师对于提高工程实践能力的积极性。另外，现在学校扩招之后，在校生的规模迅速扩大，师资严重不足，教学任务繁重，青年教师进校后就承担大量的教学任务，同时学校还有科研任务的考核，使得这些青年教师没有足够的时间和精力去提高工程实践能力，从而形成恶性循环。
2提高工程实践能力的方法探索
四川理工学院生物工程学院作为地方工科院校，培养的是具有工程专业技术人才，因此一直以来非常重视学生工程实践能力的培养，针对新进教师没有或缺乏工程实践能力的现状，积极采取措施，形成了一套行之有效的培养青年教师工程实践能力的方法，为培养工程师提供了保障。
2．1企业挂职锻炼企业是最直接培养工程师的摇篮。选派教师到企业去挂职锻炼是提升工程实践能力最直接的方法。对于地方工科院校，为地方经济服务是我们这类高等院校的职能之一。我院与地方企业，比如泸州老窖股份有限公司、保宁醋有限公司等十余家企业有着长期的良好合作基础，学院的一些老教师也被聘为这些公司的顾问，因此通过这些途径，我们将青年教师有目的的选送到这些企业进行为期6－12个月的挂职锻炼，这些青年教师通过在这些企业做挂职锻炼，对企业的感性认识上升到理性认识，不仅仅是工程实践能力的提高，在管理水平等其他方面也得到了锻炼。
2．2岗前培训对于新进教师，在上岗之前进行相关的培训是提高教师素养必不可少的环节。对于工科院校，特别是在毕业环节中对于学生的毕业设计要求必须占有较大的比例。这就要求教师必须有工程实践经验才能去指导学生。因此我们首先组织新进教师到企业参观，同时还请有工程实践经验的老教师做相关的培训，并建立建立青年教师导师制，由学校内经验丰富的老教师来担任指导老师，定期对青年教师的教育教学实践等方面进行指导。
2．3指导校外实习对于工科学生到工厂实习是实践教学不可缺少的环节。对于新进教师由于来自不同的学校或不同的行业，因此对我校原有的一些实习基地不熟悉，对这些工厂的生产情况也不太了解。我们由有经验的老教师和新进教师组成校外实习指导小组来指导学生实习，一方面新进教师可以跟老教师学习如何带实习，另一方面老教师在给学生安排实习任务的时候其实也是在给新教师安排实习任务，让新教师在这些厂里面去深入学习，向工厂里工程实践经验丰富的师傅请教，提高自己的工程实践能力。
2．4指导课程设计、毕业设计课程设计及毕业设计是培养学生综合运用所学理论与技能分析解决实际问题的能力，、系统、严格地完成工程设计基本训练的重要实践教学环节，它不仅能提高学生能力，同时对教师的能力提升也是行之有效的途径。毕业设计的题目可以和教师的科研有机的融合，这样既锻炼了学生的工程实践能力，又督促教师对新的问题进行思考和再学习。对于常规的课程设计，我们也是采用“老带新”的方式，让没有工程经验的青年教师跟着老教师学习;对于毕业设计题目则主要采用和教师科研相结合的方式，近年来我们有80%的设计题目是源于教师的科研，很多教师的科研项目都是和学生共同完成的，这大大促进了教师和学生的科研积极性。
2．5指导实验通过动手做实验，教师才能了解本专业对于实践能力的要求，熟练掌握本专业所开设的实验。通过参与实践教学环节的指导，一方面可以发现自己存在的问题和具体专业实践能力的缺乏，及时学习提高，另一方面也可以发现学生在实际应用中通常可能存在的问题，以便在今后的教学中可以有针对性地强调和解决。新进教师对于以后是否会带实验课，学院都要求先到实验室实习，通过准备实验及动手实验，了解实验室有哪些仪器设备，这些仪器设备是如何进行操作和管理的，这样也有利于教师指导学生实验，同时也有利于教师在进行科学研究时能根据学校现有的条件来制订实验方案，有效的利用现有的资源来完成相关的研究课题，做到有的放矢。
2．6依托学术团队和研究平台、参与横向科研课题企业提出的研究课题一般是市场需求的、企业亟待解决的、多学科交叉的问题，具有较强的应用前景，在一定程度上代表着学科发展方向。如果青年教师参与到这些课题中就可以站在学术前沿，并且有学科知识渊博的博学专家学者和工程实践经验丰富的专业技术人员给予指导，有企业研发团队的支持，这些可以促使青年教师不断优化自己的知识结构、能力结构，不断拓宽学术视野，将理论性与应用性、学科的单一性与交叉性、学术研究的严谨性与实际工作的灵活性融会贯通，提升自己的科研能力，锻炼自己的实践能力，积累工程实践经验。生物工程学院于2012年专门成立了科研团队，要求科研团队中必须有合理的人员结构，青年教师要加入到团队中，在团队中得到成长，同时充分发挥老教师的引领及指导作用。同时生物工程学院还拥有“酿酒与生物技术四川省重点实验室”，“国家固态酿造工程中心”等重点科研平台，依托重点科研平台，搭建了适合生物工程专业教师进行工程训练与创新培养的科研与教学平台，这都使得教师的工程实践能力得到了极大的提高。
2．7参与行业的会议交流、短期培训通过参加生物工程行业各个专业委员会的会议以及有关的短期培训，有利于教师获取近期的市场动态信息;了解行业生产中遇到的问题及相关的解决方法以及可能存在的解决方法;同时了解市场上新产品利益特征;近年来我们选派了青年教师参加了“生物技术工业高峰论坛”、“全国及省调味品行业协会工作会”、“乳酸菌与健康国际会议”等，教师在这些培训中获益匪浅。
2．8选派到企业做博士后依托企业博士后工作站，让青年教师深入生产一线，发挥专业特长，有针对性地主持产品研发、从事科研攻关，把理论知识和具体的生产实践需求相结合，这要更能有效的锻炼教师的工程实践能力。泸州老窖股份有限公司、剑南春股份有限公司这些和我们学院具有良好合作基础的企业都有博士后工作站，我们鼓励青年教师到这些工作站去工作，现已有2名博士从站里出来并在工作岗位上发挥重要的作用，我们还将继续派出更多的博士到企业去做博士后，为我们以后的工程师摇篮提供有力的师资保障。
2．9参与实验室建设近年来学校对我院的工程实践教学方面的投入资金不断地加大了，相继建成了“食品与发酵工程实验教学中心”、“天然产物提取实验室”、“果酒酿造中试车间”、“清酒酿造实验室”、“调味品酿造实验室”等相关专业教学与研究中心，同时学校还在建设二期工程，进一步加大实验场地及设备的投入。在这些教学与研究中心的建设过程中，我们邀请青年教师积极参与验室整体规划，仪器的调研、采购和安装及调试等。一方面在实验室建设过程中教师更了解实验室的设置、仪器的性能，另一方面在实验教学过程中能给学生透彻地讲解，也利于开设新的实验项目。同时通过辛勤劳动的付出，他们更能懂得珍惜和爱护这些设备，使设备能充分发挥其作用。
2．10指导大学生课外科技活动课外科技创新活动是培养学生科技创新精神和科技创新能力的重要载体，是实现科技创新教育目标的重要方式。当前我国有大量面对高校大学生开展的课外科技活动，在高校的“第二课堂”中占有重要的比例比如挑战杯，国家、省和学校的大学生创新基金，这些都要求指导教师要有较高的教学水平、科研创新能力，这样才能引导学生研究问题、帮助学生解决创新活动中遇到的问题的能力。同时在指导学生进行课外科技活动中能进一步完善自身知识结构，改进思维方式，研究新情况，解决新问题，指导教师的教学水平和实践能力的提高也有极大的促进作用。近六年来，获学校审批大学生课外科技活动项目110余项(其中泸州老窖科研奖学金项目共立项29项)，共发表学术论文142篇，有30多人次在校内获奖，推荐的成果参加全省和全国的“挑战杯比赛”，有5个项目25人次获奖。生物技术与工程协会荣获第四届“全国高校社团”荣誉称号。这都极大了锻炼了教师的工程实践能力。
3结语
在充满挑战与机遇的21世纪，工科院校肩负着为社会输送高质量工程技术人才这一历史使命，因此必须根据自身的特点，打造符合工程教育人才培养特色的年轻师资队伍，提高工科院校整体办学水平。四川理工学院生物工程近年来的这些做法虽然在一定程度上提高了青年教师的工程实践能力，但不是所有青年教师都有机会经过各个环节的锻炼，这也就造就了一些工程实践能力的欠缺，同时由于学校考核机制的影响，这对培养青年教师工程能力意识有极大的影响，因此教师工程实践能力的培养还任重而道远。
作者：邓静张静赵兴秀吴华昌单位：四川理工学院生物工程学院
生物工程论文:骨缺损修复生物工程论文
自体和异体骨移植技术不同程度的修复了骨缺损，仍达不到最理想的修复层次，目前研究最热门的是骨组织工程联合前沿的生物材料和细胞生物学技术试图达到理想层次骨修复，将损失减少到最小。
1组织工程修复骨缺损进展
骨组织工程可追溯到urist［10］1965年报道的用DBM(骨形态发生蛋白)诱导间充质细胞形成进而分化为成骨细胞。直到1987年在美国纽约的学术会议上才正式提出组织工程学定义，其目的和意义是在细胞水平和分子水平构建具有生命力的细胞生物材料复合体，从形态、结构和功能上对缺损或功能障碍的组织、器官进行长期性地置换及替代，实现组织器官的形成及再生。组织工程学的不断创新使骨缺损的研究有了突破，使得骨移植后有骨生成、骨诱导、骨重建、骨修复作用。目前，骨组织工程学有不同的复合形式，生物材料复合成骨细胞和生长因子则是近年来的研究热点。近年来骨组织工程所用的生物材料也是多种多样，各具特点，与骨组织工程、基因工程联合应用研究越来越多，可以做到互补。如陶瓷材料的生物力学性能和骨诱导不足可以被转基因处理的细胞分泌生长因子所弥补，生物材料可增加骨传导和稳固性，提供适宜的环境促进细胞增殖与分化［11］。Dupont等［12］用合成支架涂层联合腺病毒承载的BMP-2用于修复骨缺损，结果显示复合生物材料脱细胞移植有良好的骨诱导能力。生物陶瓷独特的多孔结构模拟骨松质可以加速缺损部位的血管化有利于运输营养，加上生物材料本身不同程度的可溶性和降解性，可有不同时间段的吸收后骨重建。目前，研究最多的陶瓷材料是多孔性的羟基磷灰石(hydroxyapatite，HA)，它同生物玻璃都属于活性生物陶瓷。由于HA的强度并不高，多用于强度较低的骨缺损修复，如颌面部外伤缺损。珊瑚是HA的代表，近年来仅作为填充物应用于临床，而忽视了其可作为生物工程支架和载体的作用［13］。另外一种广泛应用的是β-磷酸三钙(β-TCP)，其较大的优势是植入机体后生物相容性好，所以也称为生物吸收性材料，局部反应和全身毒性反应都比较少见，降解的速度也较HA较快(主要与TPC的表面结构，晶体类型与比例，孔隙率和临床科研的动物有关)。孔隙率是75%的TPC是好的骨替代材料，但同样是因为强度不够，而只能用于不负重骨部位［14］。磷酸钙陶瓷在体内的代谢途径目前认为是粒子而不是离子，所以长时间聚集可能会造成淋巴结增生。磷酸钙骨水泥可用作复合材料成分之一，承担组织工程中载体作用，显示出在细胞保护、增殖、碱性磷酸酶与骨胶原生成等方面的良好效果［15］。通过向磷酸钙陶瓷中添加相应增强韧性的材料而形成的TPC复合材料已经成为研究热点之一，伴随着纳米技术的引入，该种材料的学术研究和市场都会有广阔的前景。复合生物材料用于骨组织工程也能表现一定的作用。高分子聚合物可赋予骨基质各种理化和力学特性，可分为天然聚合物如纤维蛋白、甲壳素及其衍生物和合成聚合物如乳酸(PLA)、聚羟基乙酸(PGA)。骨胶原(Collagen)是骨细胞外基质成分，可以促进钙沉积，血管内向性生长及生长因子锚定，促进骨愈合，是良好的细胞、药物、基因、蛋白支架，也常作为黏合剂与具备骨传导能力的载体，如羟基磷灰石或磷酸三钙等合用发挥各组分的优势。王浩等［16］将鼠间充质干细胞种植在骨胶原-羟基磷灰石-硫酸软骨素复合材料上，并在体外培养增殖，再将该复合物植入大鼠肌肉内。结果显示该复合材料的三维微孔结构可促进细胞向内生长，其在大鼠肌肉内逐步降解的同时伴有新骨形成，提示该复合物在细胞附着与诱导分化上有着良好表现。目前用于骨组织工程的目的细胞有:成骨细胞(胚胎骨或新生骨、骨膜)、软骨细胞、骨髓基质干细胞(bonemarrowstemcells，BMSC)、人脐带间质干细胞(HUCMSCs)、脂肪干细胞(adiposederivedstemcells，ADSCs)、胚胎干细胞(embryonicstemcells，ESCs)、转基因细胞等，大多是自体细胞，它们能大量分泌生长因子且有多分化潜能，如将BMP基因转染软骨细胞后可促进Ⅱ型胶原、软骨寡聚蛋白等的分泌［17］。BMSC存在成体骨髓内，在一定的条件下可向骨、软骨、脂肪三系分化，培养扩增几亿倍仍可保存其分化潜能，也能长期稳定的表达外源性生长因子基因。Corn等［18］人用荧光成像的方法证实了间充质干细胞在移植后的修复作用。HUCMSCs的选择主要集中在足月新生儿，它的特异性抗原标记仍不明确，所以移植后的效果评价还停留在流式细胞术阶段。ESCs在表现其强大优势时也暴露其负面的遗传性，如携带致瘤基因，所以在未找到消除消极因素前可能会限制该细胞在临床上的应用。ADSCs体外培养易成活，免疫特性低，还具有刺激组织细胞分泌血管生长因子作用而被广泛认可，其发展也最有前景。成骨细胞因易老化等缺点而被淘汰。尽管伦理、干细胞界定、分离和增殖上仍有挑战，但干细胞在组织再生方面的临床价值值得探索。
2基因工程修复骨缺损进展
1973年开始，基因治疗已经不局限于遗传病的治疗，随着对生长因子基因的不断认识与克隆，人们想到将内源性生长因子稳定有效地表达在骨缺损部位用于骨愈合的治疗，尤其是在缺乏血管和神经的关节软骨缺损修复过程中应用更为必要。Sheyn等［19］将基因修饰的干细胞用于椎体骨修复的模拟实验结果显示骨缺损得到良好修复，弥补了外科手术的不足。治疗骨缺损基因工程所需要的目的基因主要是一些生长因子基因:骨形态生成蛋白(bonemorphogeneticprotein，BMP)、胰岛素样生长因子(IGF-1)、转化生长因子(TGF)、血管内皮生长因子(VEGF-A、B、E促进血管以出芽的方式生成，VEGF-C、D则促进淋巴管生成)、甲状旁腺素(PTH)等。目前，已经认识到骨缺损愈合的过程中是多种生长因子共同参与、协同作用，共同促进愈合。已经有实验证明多生长因子基因联合作用较单个基因在促进成骨时更有效［20-21］。研究最多的是BMP超家族的成员，它是骨修复生长的启动基因，诱导成骨细胞生成，对未分化的骨髓干细胞有促进增殖和分化的作用，对成熟的细胞无作用。同时能促进骨折部位的稳定［22］，即使在炎症因子存在时也能显著诱导骨基质形成。BMP通过细胞膜上的Ⅰ型、Ⅱ型受体(都是丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶超家族成员)，在细胞外聚集并通过Smad将信号转入胞内，引发骨生成［23］。例如，将外源性BMP2基因转染从机体上分离出的靶细胞，进行体外培养，然后再转移到缺损部位进行骨诱导修复即体外转染途径，或者基因表达载体直接注入机体靶细胞促进修复即体内转染途径。转染BMP2基因常选用的载体有病毒载体如腺病毒(a-denovirus，Ad)和非病毒载体如pcDNA3、pBK-B2、pEGFP等。YossiGafni等［24］利用腺病毒载体转染大鼠的骨髓基质细胞，利用骨缺损处成骨反应时产生的放射线观察得到证实。Clements等［25］用载有碱性生长因子的质粒转染BMSC结果证明了非病毒载体的可行性。相比较而言体内转染途径在临床上更容易实施，因体内转染途径不仅能较好表达生长因子且能避免病毒传播和免疫反应的副作用［26］。只是在临床中会遇到这样的问题:注射到局部的BMP会被渗出的体液冲散而引来吞噬细胞且靶细胞的选择不容易控制，降低了生长因子的作用效率。目前采用超生介导的体内转染操作简单可指导临床应用，体外转染也有其明显优势，高效的细胞转导，操作简便，还可与骨组织工程结合来完成骨修复，将来源于自身组织的细胞复合组织工程载体，然后经过细胞生物反应体系培育，再转移到宿主能够减少生长因子被蛋白酶水解提高移植质量，如rhBMP-2联合胶原蛋白海绵载体，但BMP-2用量会是生理需要的1000倍，带来经济负担和不良反应如水肿、异位成骨等。于是，有人选用与BMP-2生物活性相似的生物活性肽P24来代替rhBMP-2，实验结果表明有明显的成骨效应［27］。需要注意的是，不是越多的生长因子表达就越好，如VEGF过度表达会引发骨重建环境的不稳定，增加骨降解［28］。载体承担传递基因的作用，要根据骨缺损的大小、位置等来选择合适的基因工程载体。病毒载体以腺病毒(Ad)应用最多，因为本身就具有致病性所以制备起来复杂，安全度低且有免疫反应(原因是病毒表面的抗原暴露在靶细胞的表面)，但转染率高还能控制BMP的过量表达。有人用药物来阻止免疫反应从而减轻病毒载体的免疫损害，结果显示免疫抑制后靶细胞仍然可以表达目的基因进行骨诱导［29］。而非病毒载体虽然低毒、不会引发较强的免疫反应，也比较稳定可重复多次使用，但转染率相对较低。有文献报道生长因子表达的时间和量都是影响基因治疗的因素，所以新开发的慢病毒介导BMP2表达时间要长于Ad介导的表达时间［30］。基因转染的生化方法主要有磷酸钙介导的转染、二乙氨乙基聚糖介导的转染(DEAE)及脂质体介导的转染等。其中，由脂质双分子层组成环状封闭囊泡的脂质体多用，它与DNA形成脂类复合物，通过入胞方式使基因转入细胞。不同的脂质体也有不同特点，Lipofecamine对于一些难转染的细胞转染效率高，但细胞毒性较大;Fugene6细胞毒性小，转染效率高，操作简单，已经占了主导地位。当然，转染也有物理方法，包括电穿孔法和显微注射法，后者就是直接用微吸管吸取DNA液，在显微镜的帮助下，注射到目的细胞或者靶细胞的细胞核中，操作的技术要求较高。
3两种方法的联合应用
组织工程在骨缺损修复中虽然有前景，但目的细胞在体外培养时极易老化，从而丧失增殖和分化能力。所用目的细胞体外培养的需要量大，且必须加以诱导才能促使其向成骨细胞分化，而多次注射生长因子代价也会很高。基因工程虽然在骨诱导方面有很大的优势，但是体内转染途径的靶细胞不好定位，体外转染途径若是不联合骨组织工程，缺损部位的骨强度不够会影响近期支撑功能。目前采用基因工程联合骨组织工程可以有效防止细胞老化，并且能使细胞长期有效地表达生长因子，避免重复注射生长因子，而且基因工程所表达的是内源性的生长因子，生物活性比外源性的更强，更有利于干细胞向成骨细胞的分化，加速新生骨的形成，另外组织工程也可弥补基因工程骨传导不良的缺陷。大片移植骨时，即使是运用了各种有孔生物支架或是直接将内皮细胞和骨髓干细胞放在试管内培育，工程骨的血管生成与骨诱导同时有效仍然是个没有攻克的难题，难免会顾此失彼。最近有报道将RunxⅡ基因转染的脂肪干细胞联合血管束一同移植到骨缺损部位结果显示有良好的骨再生和血管形成能力［31］，所以虽然两种工程看似是单独个体，却可以联合起来引领骨缺损的治疗方向。
4展望
综上所述，人类在骨缺损修复治疗上已经有新的突破，最近胸腺肽-β、整合素α5等［32-33］也被挖掘认为与骨再生有关，可见未来会有更多的积极因素被发现，只是不同的研究方法仍然存在需要解决的问题。很多成果都仅在动物模型上获得了成功，缺乏临床研究的实验数据。在生物陶瓷方面，及时，孔型结构有很多优势但也要知道这种结构会造成氧自由基、代谢物的四处扩散;第二，依照全身不同部位的骨骼特性，使陶瓷材料在制作加工的过程中，在结构、化学物质组成、性质都尽量的符合骨骼愈合过程中的变化，即让材料在移植之后能完成一种由无生命到有生命的蜕变过程，这种过程包括材料降解之后在体内的分布和代谢;第三，生物材料的脆性和疲劳性也是一个需要解决的问题。组织工程与基因工程所用的干细胞的成骨诱导作用，在3D结构支架上的加强和引导也是一个难题。目前，无论是组织工程、基因工程还是骨移植材料都没有一个具体的标准来衡量治疗的安全性和长期有效性，如基因转染的剂量控制标准、负面影响目的细胞增殖分化的生物因子量如白介素4等。有人研究用磁场和低能量脉冲超声波来治疗骨折不愈合和骨缺损［34］，可能与DNA结合抑制因子(ihibitorofDNAbinding4，Id4)有关［35-37］但确切的机制还不清楚。即使有许多问题都还有待于解决，但是新技术的前景是无法估量的。所有的技术都不是孤立存在的，将各种方法联合起来应该是一种治疗方向。
作者：郭宜姣李文华单位：西藏民族学院医学院高原环境与疾病相关基因研究实验室生命科学基础实验室
生物工程论文:生物工程论文检查与控制
一、生物工程专业论文前期质量监控
1.指导教师监控机制
学生能否按规定的要求，保质保量地完成毕业论文任务，指导教师起到核心监控作用。教师的知识结构、学术水平、教学经验、工作作风、工作责任心等，都对毕业论文指导效果发挥影响。指导教师应有曾经独立指导或协助指导过毕业论文工作经验，在以往指导毕业论文过程中认真负责、学生反映良好、毕业设计完成较好。生物工程专业属于理工科，除了有良好态度外，还要求指导教师有较高的科研素养。
2.选题监控机制
为了较好地开展毕业论文选题工作，在第七学期教师应该下达关于毕业论文选题的工作。学生可以结合教师的科研选题，学生确定后，指导教师介绍课题的基本要求，并提供一部分资料。学生自行选题，学生根据实际工作或者实习情况，对未来所从事的工作有明确想法，对未来工作有应用价值,可以进行这个方面的研究选择，但指导教师必须严格控制，学生必须写出提纲和内容摘要，明确研究目的方向。生物工程专业毕业生选题来源也无非这几个方向，对于重实验、重数据的专业来说，更是需要在选题的时候把控好方向。
3.开题监控机制
开题环节是做好毕业论文工作重要部分，督促学生完成好开题报告能够控制意外的发生。课题内容是否适合学生的能力，能够在规定时间完成，选题是否存在过大或者过窄，是否需要更换题目，通过审查开题报告内容发现研究路径和方法是否合理。论文结构是否恰当。这个环节做充足，能够减少重大失误，提醒学生在研究课题过程中应注意的问题和环节，对研究困难有一定预见性。生物工程的毕业生更是应该在这个环节做充分准备。
二、生物工程专业论文中期质量监控
重点监控毕业生参加毕业论文的态度、自觉性，时间与精力是否有保障等。由指导教师组织、安排，要求毕业学生汇报课题进展情况，回答指导教师提出的问题，对毕业论文中存在态度问题的学生及时进行批评、警告，及时指明努力方向，采取补救措施。任何专业都需要强调毕业生个体的努力，对于毕业生的学习风气应该常抓不懈。
三、毕业论文后期质量监控阶段
1.论文答辩前监控
院系检查学生是否按毕业论文要求完成所有工作，对学生成果验收和答辩资格审查，确定学生答辩资格。毕业论文成绩一般采用五级计分制：、良好、中等、及格、不及格。指导教师、评阅教师对学生的论文进行评定。指导教师主要关注选题意义、材料选择及组织能力、结构框架、基础理论的运用及分析能力、论文的学术水平等；评阅教师主要关注选题意义、论文难度、结构、资料使用、论述、运用能力等方面，只有指导教师和评阅教师给出的成绩达到及格，才能进行答辩。
2.论文答辩过程监控机制
答辩分组进行，指导教师回避，互相答辩对方的学生。严格控制论文质量，要求学生突出自己的工作，时间一般为15分钟，由答辩教师根据具体研究提问关于研究相关情况，时间一般为10分钟。论文答辩的评分要素为：论文选题、论文难度与工作量、语言组织、回答问题的圆满程度、论文的思路、基础知识的运用、相关知识面、对论文所涉及问题的理解程度等方面。采用指导教师、评阅教师和答辩小组三级评分体系，其中指导教师、评阅教师、答辩委员会的评分求和权重分别为50％、20％、30％。总之，建立一套的毕业论文质控体系能较大限度地保障生物工程专业毕业生的教学水平。
作者：韩洪波刁毅万书权单位：攀枝花学院生物与化学工程学院
