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化学提高转化率的方法

化学提高转化率的方法

化学提高转化率的方法范文第1篇

一、教学观念现代化。实践证明,教学观念直接影响课堂教学效率,教学观念不解决,再好的教材,再完善的教学方法,使用起来也会“走样”。

传统的教学观认为:教学就是教师教,学生学,教师讲,把学生当作消极、被动地接受知识的容器。现代的教学观认为:教学就是教师有效、合理地组织学生的学习活动,使所有的学生都能学好,学得主动、生动活泼。要提高数学课堂教学效率,必须转变传统的教学观念,建立符合现代教学观的崭新体系,努力做到“五个转变”和确立“四种教学观”。“五个转变”是指:①由单纯的“应试教育”转变为全面的素质教育;②由“填鸭式”教学方法转变为启发式的教学方法;③由课堂的封闭教学转变为课堂内外相结合的开放性教学;④由单纯传授知识的教学转变为既传授知识,又发展能力的教学;⑤由教学方法的“一刀切”转变为因材施教。“四种教学观”是指在数学教学过程中要确立如下四种观念:①整体观;②重点观;③发展观;④愉快观。

二、教学目标明确化。教学目标是教学大纲的具体化,是教材所包含的知识因素和能力训练的具体要求,是评估教学质量的依据。教学目标决定着教学活动的方向,决定着教学内容、方法、途径的选择,决定着教学效率的提高。

在数学课堂教学中,如果目标制定明确,便能发挥如下功能:对指引师生的教与学,有定向功能;对教改程序的有效进行,有控制功能;对减轻学生因题海战术而盲目训练所造成的负担,有效率功能;对教改工作的评价和管理,有竞争功能;对统一标准大面积提高教学质量,有稳定功能。

由此可见,要提高数学课堂教学效率,就应制定完整、明确的课堂教学目标,注意根据教材内容定出基础知识、基本能力、思想感情教育等项的达标要求。

三、教学方法科学化。教学方法是师生为达到教学目的、实现教学目标而相互结合的活动方式,其中包括教师的教法和学生的学法,而学生的学法实际上是教师指导下的学习方法。

教法制约学法,并给课堂教学效率带来重要影响。因此,教师选择教学方法要科学、合理。课堂教学方法多种多样,不同的内容不同的课型,教法就不同。因此,在数学教学中要将各种教法进行最佳组合,做到灵活多样,富有情趣,具有实效,并能体现时代的特点和教者的风格,只有这样,才能使教学方法科学化,提高教学效率。

四、教学手段多样化。教学手段是实现教学目标的主要措施。传统的数学教学,从概念到概念,单靠粉笔和黑板讲解,势必影响大面积提高小学数学教学质量和学生的素质提高。因此,要提高课堂教学效率,必须注意教学手段的多样化。多媒体教学体现了教学手段的多样化,适时恰当地选用多媒体来辅助教学,以形象具体的图、文、声、像来创造教学的文化情景,使抽象的教学内容具体化、清晰化,使学生的思维活跃,兴趣盎然地参与教学活动,使其重视实践操作,科学地记忆知识,并且有助于学生发挥学习的主动性,积极思考,使教师以教为主变成学生以学为主,从而提高课堂教学效率。

化学提高转化率的方法范文第2篇

关键词:职业高中;化学教学;教学方式转变;自主能动性

中图分类号:G718 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2014)24-132-01

一、新课程背景下职业高中化学教学方式转变的意义

提高职业高中化学教学的效率,不仅需要教师进行教学方式的转变,而且要引导学生进行主动学习,通过自己的主观能动性,提高学习的兴趣。具体来说,新课程背景下职业高中化学教学方式转变的意义有以下几点:

1、有利于培养学生的主观能动性,提高综合素质

传统教学方式一般比较固定,模式和方法基本没有创新性,这样容易导致学生学习积极性降低。而新课程背景下转变教学方式,推行高效的教学模式,采用多样化教学方法,不仅能够调动学生的学习兴趣,而且还可以针对不同学生的学习基础进行分层次教学,这对于培养学生的自主学习能力,提高综合素质有重要意义。

2、有利于实现化学课堂教学的目标

转变教学方式,能够摒弃传统死板、固定的教学模式,让化学课堂教学更具有趣味性和娱乐性,对学生有较大的吸引力,让学生在愉悦的课堂氛围中提高学习效率。另外,新课程背景要求化学课堂教学手段要丰富多彩,这对于充分调动学生学习的积极性有重要意义,小故事、多媒体、生活实验等的引入,可以充分吸引学生的注意力,有助于教师有效完成教学目标,达到课堂教学的期望值。

3、可以优化职业高中化学教学的模式

转变化学教学方式,旨在打造高效的教学模式。传统授课模式下,教师是课堂的主体地位,学生则是被动地听课,而新形势下,转变教学方式,能够有助于转变教师和学生的地位,以学生为中心,从各个方面提高学生的学习热情。同时,将学生作为课堂的主体地位,能够充分发挥学生的能动性,优化课堂教学模式。

二、新课程背景下如何转变职业高中化学教学方式

转变化学教学方式不仅是为了提高学生的学习效率,同时也是为了让学生在轻松愉快的教学模式中完成学习目标。那么在新课程背景下,应该如何转变职业高中化学教学方式,以下我们进行详细分析:

1、化学教师要与时俱进及时更新教学方式

化学课程内容本身比较枯燥,如果教师一味地照搬教材内容讲授知识,而不进行创新性授课,势必会引起学生的厌倦。21世纪,世界经济和科技迅速发展,职业高中化学教师作为化学知识传播的主体,必须要及时更新自己的思想观念,时刻跟上时展的步伐,保持最新的教学理念,提高学生学习的效率。

在课堂授课过程中,教师要时刻关注学生的学习状态,一旦学生注意力不集中,那么就要及时更换教学方法,例如,小组探讨竞赛法、互助学习法、情境教学法等等都是新课程背景下比较好的教学方法,化学教师可以依据学生的学习状况及时采取有效的方式,提高学生的自主能动性。

2、要因材施教,顾全大局

每一位学生都有自己独特的学习习惯和学习方式,教师只有采取大家都能接受的教学方式,才能提高学生的学习兴趣。并且,因为每一位学生的学习方法都不同,所以教师要从不同的角度出发,针对不同学生的学习状况采用不同的教学模式,因材施教,注重学生的个性,这样才能提高教学效率。

例如,在化学课堂上,教师依据学生的学习水平和考试成绩将所有学生分为三个小组,分别为:成绩拔尖的学生小组、中等水平学习小组、下等水平学习小组,针对不同的小组制定不同的教学目标,采取不同的教学方法,这样能够保证每一位学生都依据自身的学习习惯进行知识学习,为其融入课堂学习提供了很好的机会。采取这种方法的前提是,在授课之前教师要明确了解每位学生的学习状况,制定清晰的教学目标,充分把握好学生的学习状况,知道哪些学生适合运用哲理性方式授课、哪些学生适合运用故事性方式授课等等,以此来提高学生的学习积极性,促进学生学习能力和综合素质的提升。

3、分阶段教学,将教学任务分散化,提高学生的学习兴趣

为了防止一些学生因为没有学好之前的知识,而失去对后面知识学习的兴趣,可以采取分阶段教学法,将教学任务进行合理地划分,以此来提高学生的学习兴趣。采用这种方法的前提是,教师要充分了解学生的学习状况,合理进行知识点分散,并把握知识点分散的力度。

例如,在期末考试之前进行总复习的时候,教师可以将整个教材进行知识划分,共分为三个阶段:第一个阶段让学生专门针对化学口诀和化学元素进行记忆,小组学生之间相互背诵默写;第二个阶段可以专门针对化学公式和概念进行学习,之前学过的知识在进行温故,能够更牢固的记录;第三个阶段针对化学实验进行练习,提高学生的动手能力。每一个阶段学生结束之后,教师都要组织竞赛,对知识完成状况进行检查对比,并进行奖励,提高学生的热情。这样之前学的不好的学生通过这次总复习,也学会了狠多知识,不容易失去学习的兴趣。

三、结束语

新课程背景下,转变职业高中化学教学方式,不仅要进行课堂教学模式的改变,而且要转变教学理念,采取创新的教学模式,把学生放在课堂学习的主体地位,这样才能提高职业高中化学教学的效率,满足新形势下素质教育的要求。

参考文献:

[1] 刘洪波.培养职业高中化学教学中学生的合作学习能力[J].中国西部科学.2010.2

化学提高转化率的方法范文第3篇

【摘要】

目的: 评价后程加速超分割放射治疗加顺铂、氟尿嘧啶同步化疗治疗食管癌的远期疗效和毒副反应. 方法: 115例食管癌患者随机分成单纯后程加速超分割放射治疗组(后超组)58例和后程加速超分割放射治疗加顺铂、氟尿嘧啶同步化疗组(综合组)57例. 后超组前2/3疗程为常规分割(2 Gy/次,5次/wk )照射36~40 Gy后缩野改加速超分割(1.5 Gy/次,2次/d )照射27~30 Gy. 综合组在后超组的基础上静脉内输注顺铂20 mg/d,氟尿嘧啶500 mg/d,连用5 d为1周期. 分别在第1, 4 wk实施,共2个周期. 结果: 综合组1, 3和5 a生存率(分别为80.7%, 50.9%和40.4%)稍优于后超组(分别为74.1%, 34.5%和25.9%),但差异无显著性(χ2=3.392, P=0.070). 两组晚期放射反应发生率差异无显著性,主要为放射性食管狭窄和肺纤维化. 结论: 与单纯后程加速超分割放射治疗相比,后程加速超分割放射治疗加顺铂、氟尿嘧啶同步化疗有提高食管癌5 a生存率的趋势,但并不增加晚期放射反应.

【关键词】 食管肿瘤/ 放射疗法;放射剂量分次;食管肿瘤/药物疗法;综合疗法

【Abstract】AIM: To investigate the longterm efficacy and adverse effects of late course accelerated hyperfractionation(LCAH) radiotherapy combined with cisplatin and fluorouracil chemotherapy for esophageal carcinoma. METHODS: Of 115 consecutive patients with esophageal carcinoma, 57 cases were randomly assigned to combined treatment group of LCAH radiotherapy and synchronous chemotherapy by cisplatin and fluorouracil, and 58 cases to simple hyperfractionation group (HF). All patients in HF group were treated with conventional fractionation regimen during the first two thirds of the course with total dose 3640 Gy(2 Gy/fraction, 5 times a week), followed by LCAH in reduced fields, with dose of 2730 Gy(1.5 Gy/fraction, twice a day). Patients in combined treatment group , in addition to LCAH, intravenous infusion of cisplatin 20 mg/d, and fluorouracil 500 mg/d, was given for 5 consecutive days as a course in week 1 and 4. RESULTS: The 1, 2 and 5 year survival rates in combined treatment group(80.7%, 50.9%, and 40.4%, respectively)seemed to be superior to those in HF group(74.1%, 34.5%, and 25.9%, respectively), however, no marked improvement was established(χ2=3.392, P=0.070). No significant differences between the main common late adverse reactions in the two groups were found, including esophageal stricture and lung fibrosis. CONCLUSION: In comparison with HF, the combined treatment tends to promote the 5 year survival rate, yet does not increase the late adverse reactions.

【Keywords】 esophageal neoplasms/radiotherapy; dose fractionation; esophageal neoplasms/drug therapy; combined modality therapy

0 引言

食管癌同期放化疗在北美和日本已成为非手术治疗的标准方案[1-2]. 在国内,后程加速超分割放射治疗食管癌也显示了较好的疗效,5 a 生存率达30%左右[3]. 而后程加速超分割放射治疗同步化疗食管癌的报道较少. 我们曾报道了后程加速超分割放射治疗加顺铂、氟尿嘧啶同步化疗食管癌的近期疗效和毒副反应[4]. 现将其远期疗效及毒副反应报道如下.

1 对象和方法

1.1 对象

病理证实为食管鳞癌的初治患者,年龄≤70岁,卡氏评份≥70分,能进流质饮食;食管病灶长度≤10 cm,无锁骨上淋巴结转移及远隔转移,无食管穿孔前征象. 血常规、心脏、肝脏、肾脏等脏器功能均正常. 从199808/200108,将符合入组标准的115例患者按信封法随机分为后超组58例和综合组57例(表1).表1两组临床资料情况(略)

1.2 方法

① 放射治疗方法: 两组患者均在模拟机下定位设野,用6MVX线照射,先用固定源皮距技术前后对穿,后避脊髓同中心交叉照射. 前2/3疗程为常规分割(2 Gy/次,5次/wk),照射36~40 Gy后缩野避脊髓改为加速超分割(1.5 Gy/次,2次/d,两次间隔>6 h,)照射27~30 Gy,总量66~70 Gy,38~40次,5.5~6.0 wk. ② 化疗方法:综合组分别在放射治疗的第1, 4 wk,应用顺铂20 mg/d, 氟尿嘧啶500 mg/d,连用5 d为1周期,共2个周期,化疗的当日仍进行放射治疗. 化疗前静脉冲入格拉司琼3~6 mg.

1.3 远期毒副反应标准采用RTOG/EORTC标准.

统计学处理: 采用KaplanMeier方法计算生存率. 组间生存曲线比较采用logrank检验.

2 结果

2.1 生存率病例随访至20060831,随访率100%. 1, 3, 5 a 生存率综合组分别为80.7%, 50.9%和40.4%;后超组分别为74.1%, 34.5%和25.9%. 两组差异无统计学意义(χ2=3.392, P=0.070,图1).

2.2 晚期反应两组晚期反应的差异无统计学意义(表2). 表2两组晚期放射反应(略)

2.3 死亡及原因

以20060831为截止时间. 综合组死亡34例,其中16例死于原发灶未控和局部复发,18例死于远隔转移(8例肝转移,5例肺转移,4例多发脏器转移,1例肾转移). 后超组死亡43例,其中20例死于原发性未控和局部复发,23例死于远地转移(9例肝转移,6例肺转移,5例腹腔淋巴结转移,2例骨转移,1例脑转移).

3 讨论

除了提高局部控制率外,减少远隔转移也是进一步提高食管癌疗效的关键因素之一[3]. 有人认为食管癌既是局部区域性疾病,又是全身性疾病. 尸检证实许多临床认为局限的食管癌,50%以上有远隔转移,这为联合应用放射治疗和化疗提供了理论基础[5]. 到目前为止,顺铂加氟尿嘧啶仍被认为是食管癌的标准化疗方案[6]. 为此,我们开展了后程加速超分割放射治疗加顺铂、氟尿嘧啶同步化疗治疗食管癌,以期进一步提高疗效. 结果显示后程加速超分割放射治疗加顺铂、氟尿嘧啶同步化疗治疗食管癌的远期疗效与单纯后程加速超分割放射治疗相比较,5 a生存率从25.9%提高到同期放化疗的40.4%,有提高生存率的趋势,但未达到统计学差异水平. 原因可能是① 化疗周期不够. ② 同期放化疗方案的差别. ③ 样本量不够大. 两组晚期放射反应差异无显著性.

目前国内尚无食管癌同期放化疗的标准方案. 放疗技术,化疗用药剂量、给药方法、周期数都不一致. 有报道放疗同期1~2次/wk 给予顺铂、氟尿嘧啶化疗提高了生存率[7],有报道未改善生存率[8]. Zhao等[9]报道常规分割放疗60 Gy同期化疗PDD 25 mg/m2, 5Fu 600 mg/m2同期放化疗,46%患者经历了3, 4级毒性反应,6%5级毒性,只有43%完成了预期的4个周期化疗,远期生存率、局部控制率均无显著提高,其中重要的原因是严重的毒性反应所致的较高死亡率. 因此寻找一个合适的化疗剂量,既要保证化疗强度从而提高疗效,又要保证患者能耐受致关重要. 蔺强等[10]报道常规放疗60 Gy同期化疗PF 方案的中国人最大耐受量为PDD 52.5 mg/m2第1日,5Fu 700 mg/m2第1~5日,共4个周期. 笔者认为加速超分割放射治疗毒副反应较常规放疗有增加,同步化疗剂量不宜太高,PDD 20 mg/d, 5Fu 500 mg/d,连用5 d,2个周期有提高5 a生存率的趋势,毒副作用亦能耐受;4个化疗周期能否进一步提高5 a生存率,毒副作用能否耐受,正在试验观察中.

【参考文献】

[1]Wong RK, Malthaner RA, Zuraw L, et al. Combined modality radiotherapy and chemotherapy in nonsurgical management of localized carcinoma of the esophagus: A practice guideline[J]. Int J Radiat Oncol Biol Phys, 2003,55(4):930-942.

[2]Ishida K, Ando N, Yamamoto S, et al. Phase Ⅱ study of cisplatin and 5fluorouracil with concurrent radiotherapy in advanced squamous cell carcinoma of the esophagus :A Japan Esophageal Oncology Group (JEOG)/Japan Clinical Oncology Group trial(JCOG9516)[J]. Jpn J Clin Oncol, 2004,34(10):615-619.

[3]汪洋,施学辉,姚伟强,等. 连续加速超分割与后程加速超分割治疗食管癌[J]. 中华放射肿瘤学杂志,2000,9(3):152-155.

[4]段永建,唐文春,韩晓莉,等. 后程加速超分割放射治疗加同步化疗治疗食管癌[J]. 第四军医大学学报,2003,24(21):2012-2014.

[5]惠周光,王绿化,殷蔚伯. 食管癌术前同步化疗加放射治疗的研究现状[J]. 中华放射肿瘤学杂志,2002,11(3):212-215.

[6]Shah MA, Schwartz GK. Treatment of metastatic esophagus and gastric cancer[J] . Semin Oncol, 2004,31(4):574-587.

[7]李晓敏,王玉,戴建平,等. 食管癌后程加速超分割放射治疗协同化疗的临床研究[J]. 中华放射肿瘤学杂志,2003,12(1):1-3.

[8]程惠华,林贵山,李东石,等. 食管癌放射治疗前程合并化疗后程加速超分割治疗的临床探讨[J].第四军医大学学报 ,2003,24(22):2100-2103.

化学提高转化率的方法范文第4篇

【关键词】数学 课堂 教学

一、教学观念现代化

传统的教学观认为:教学就是教师教,学生学,教师讲,把学生当作消极、被动地接受知识的容器。现代的教学观认为:教学就是教师有效、合理地组织学生的学习活动,使所有的学生都能学好,学得主动、生动活泼。要提高数学课堂教学效率,必须转变传统的教学观念,建立符合现代教学观的崭新体系. 努力做到“五个转变”和确立“四种教学观”。

“五个转变”是指:①由单纯的“应试教育”转变为全面的素质教育;②由“填鸭式”的教学方法转变为启发式的教学方法;③由局限于课堂的封闭教学转变为课堂内外相结合的开放性教学;④由单纯传授知识的教学转变为既传授知识,又发展能力的教学;⑤由教学方法的“一刀切”转变为因材施教。

“四种教学观”是指在数学教学过程中要确立如下四种观念:①整体观。即是用整体观点指导课堂教学,从整体上进行数学教学改革,充分发挥课堂教学中各种因素(教师、学生、教材等)的积极性,使它合理组合,和谐发展,实现课堂教学整体优化;②重学观。就是要求教者重视学法指导,积极地把“教”的过程转化为“学”的过程;③发展观。不但要引导学生有效地学习,更重要的要培养能力,发展智力;④愉快观。要把愉快因素带进课堂,让学生在轻松愉快的课堂氛围中获取知识。

二、数学目标明确化

教学目标是教学大纲的具体化,是教材所包含的知识因素和能力训练的具体要求,是评估教学质量的依据。教学目标决定着教学活动的方向,决定着教学内容、方法、途径的选择,决定着教学效率的提高。

在数学课堂教学中,如果目标制定明确,便能发挥如下功能:对指引师生的教与学,有定向功能;对教改程序的有效进行,有控制功能;对知识与能力的双向发展,有协调功能;对减轻学生因题海战术而盲目训练所造成的负担,有效率功能;对教改工作的科学评价和管理,有竞争功能;对统一标准大面积提高教学质量,有稳定功能。

三、教学方法科学化

教法制约学法,并给课堂教学效率带来重要影响。因此,教师选择教学方法要科学、合理,注意体现如下四个原则:启发性原则、生动性原则、自主性原则和因材施教原则。启发性原则是指方法要善于激发学生学习主动性,启发学生积极思维;生动性原则是指方法要富有艺术性,具有强烈的吸引力和感染力;自主性原则是指方法要让学生主动参与,充分体现学生的主体地位;因材施教原则是指方法要处理好全体和个别的关系。因此,在数学教学中要将各种教法进行最佳组合,做到灵活多样、富有情趣,具有实效,并能体现时代的特点和教者的风格。只有这样才能使教学方法科学化,提高教学效率。

四、教学手段多样化

教学手段是实现教学目标的主要措施。传统的数学教学,从概念到概念,教师单靠粉笔和黑板讲解,势必影响大面积提高高中数学教学质量和学生的素质提高。因此,要提高课堂教学效率,必须注意教学手段的多样化。多媒体教学体现了教学手段的多样化。因为它合理地继承了传统的教学媒体(如课本、教师课堂语言、板书、卡片、小黑板等),恰当地引进了现代化教学媒体(如幻灯、投影、录音、电视、磁性黑板、电脑图象等),使二者综合设计、有机结合,既能准确地传导信息,又能及时地反馈调节,构成优化组合的媒体群。

五、课堂结构高效化

课堂结构高效化并不一定是大容量、快节奏和高要求,一个有活力的、高效化的课堂结构,必须具备如下六个因素:构成一个“环环紧扣、层层入深、步步有新、相互促进”的有机整体;教师对教学内容的处理与学生原有的认识结构相适应;学生主动、积极参与的程度;学生当堂练习的数量和质量;课堂信息反馈畅通的程度,能否做到及时反愧及时调节;充分有效地利用课堂教学时间。

六、基本训练序列化

化学提高转化率的方法范文第5篇

关键词:农杆菌;海岛棉;影响因子

中图分类号: S562 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20160132004

农杆菌种类中通常分为四类,即悬钩子农杆菌、根癌农杆菌、放射形农杆菌及发根农杆菌四种[1]。而转化植物细胞的农杆菌仅有两类,即含 Ti 质粒的根癌农杆菌和含 Ri 质粒的发根农杆菌。由于对 Ti 质粒的研究比较详细,而且应用最广泛,所以根癌农杆菌最为常用。农杆菌介导法借以组织培养为基础并进行遗传转化的转基因体系,能够高效地将外源基因整合到棉花基因组中,与其他转基因方式比较,拥有作用原理清楚、操作简便、转化周期短及高效表达等特点,是当前植物转基因工程中最常用的方法。

在棉花转基因技术体系的建立及应用的过程中,农杆菌介导转化是一种重要的研究方法。1987年,Umbeck等第1次利用农杆菌转化方法成功地获得了导入外源基因的棉花,并获得了成功。随后在1994 年,我国研究人员首次建立了海岛棉胚性愈伤组织的转基因体系诱导条件,获得了6个海岛棉品种胚性愈伤组织[2]。在随后的20多年里棉花转基因研究取得较大的进展。本文围绕近20年来在构建海岛棉遗传转化体系过程中常使用的转化方法及其影响因素进行概述,寄希为海岛棉转基因体系的研究提供新思路。

1 农杆菌介导抗虫基因转化海岛棉的研究进展

1.1 海岛棉常用的转化方法

自1983年转基因植物问世以来,经过近20多年的发展,根据转化机制不同,植物遗传转化可分为10多种不同的方法,包括农杆菌介导法、病毒载体法、基因枪法、电激法、显微注射法、花粉管通道法等多种类型。而在棉花中,农杆菌介导的转化是最常用的方法之一。目前,由于根癌农杆菌和发根农杆菌生长迅速,不结球,转化中易操作等,根癌农杆菌和发根农杆菌介导的遗传转化系统常用于研究海岛棉遗传转化体系。

1.2 根癌农杆菌介导的遗传转化系统

根癌农杆菌是存在于泥土中的细菌,属革兰氏阴性菌,它能够趋化性地侵染大多数双子叶植物的受伤部位,从而引发植物的根瘤病。自1997年,Chilton等首次证明根癌农杆菌Ti质粒的一部分可以转入植物细胞并且能够整合到植物染色体上以来,棉花农杆菌介导高效转化体系也随之建立。Sakhanokho等以海岛棉Pima为实验对象,建立了海岛棉的高频率胚性愈伤系,最终得到到了转基因再生植株。2008年贺雅婷[3]获得了成功建立起遗传转化再生体系的新海16号海岛棉品种。2011年,周丽容[4]在以新海30和新海16 建立了转抗虫基因到海岛棉的体系,用下胚轴做外植体,最终得到了抗虫植株。2014年,魏延宏[5]等以多种海岛棉品种的茎尖为受体建立了农杆菌介导海岛棉茎尖遗传转化体系,获得30株含有EPSPS(抗除草剂基因)标记的转基因海岛棉。2015年,李琼等利用正常胚性愈伤作为受体获得可转化植株,同时对较轻畸形胚再培养得到次生胚,最后培育出正常转基因植株,极大缩短了转化周期。由此可见,根癌农杆菌在对海岛棉的遗传转化中起着的至关重要的作用。

2 影响农杆菌介导海岛棉转化效率的因素

农杆菌介导法具体过程包含外植体的切取、侵染、诱导分化、生根发芽及移栽等。据前人实验,海岛棉的再生频率与菌液浓度、侵染时间、预培养时间以及共培养的方法等有关。同时合适的外植体来源对转化的影响也很重要,植物的不同外植体对农杆菌的侵染敏感性差异明显。

2.1 菌液浓度对海岛棉转化效率的影响

在采用农杆菌对棉花受体感染时,合适的农杆菌浓度是必需的,若菌液浓度过低,接菌量不足,则引起共培养时农杆菌生长量少;而菌液浓度过高,共培养时农杆菌会过量繁殖伤害外植体,都会降低抗性苗率。2007年,翁琴[1]等以海岛棉的茎尖为转化对象筛选得到农杆菌液吸光度为0.6~0.8时最佳。魏延宏等在2011年利用新海13 号等茎尖为转化受体时,当菌液浓度为吸光度为0.5 时,最终转基因再生植株的再生率达到96%,且平均抗性率最高,达到46%。李宝平等用5~6d的棉花无菌苗下胚轴为受体,筛选出菌液浓度最佳值(分光光度计5500A,消光系数0.4~0.8),使出愈率达40%~70%。2012年,杨婷等用新海24等无菌苗的下胚轴于OD值为0.5的菌液中浸泡15min亦可获得较高转化率。农杆菌介导不同棉种或不同类型外植体时所需要的菌液浓度有一定差异,但最佳OD值的范围基本都集中于0.4~0.8之间。究其原因可能是不同基因型的研究对象,其对农杆菌的侵染的接受性存在差异。

2.2 菌液浓度对海岛棉转化效率的影响

据研究表明,筛选出研究对象在农杆菌中浸染的最佳时间,有利于避免后续组织培养中导致的菌类污染现象,并可以减缓菌液对外植体的细胞侵蚀及毒性作用。若作用时间太短,农杆菌不能进入受体细胞内,但作用浸染时间过久,植物组织由于在菌液中作用时间太久而缺氧;返菌现象严重,继代培养中外植体褐化现象严重,甚至发黑软腐,导致再生频率较低。在转化工作中选择最佳的侵染时间非常必要。翁琴等在研究海岛棉再生体系时,发现在用农杆菌LBA4404菌株侵染茎尖的最佳时间为 20~30min。赵常燕以冀无2031为材料,用农杆菌侵染15 min,共培养24 h,得到较高转化率。2011年,周丽容以海岛棉下胚轴为外植体用农杆菌菌株LBA4404侵染15min,继代培养1~2个月,产生抗性愈伤率达90%,结果比较理想。在棉花中,用农杆菌侵染陆地棉或海岛棉,最佳侵染时间大多都为10~15min,获得30%~40%的抗性愈伤诱导率,且愈伤长势较好,具有分化为胚性愈伤的潜力。同时,对于海岛棉不同类型的外植体,侵染时间也一致。

2.3 预培养时间对海岛棉转化效率的影响

在农杆菌介导时,外植体细胞的感受态很重要。预培养使外植体生理代谢旺盛并可促进细胞进行多次分裂,而此时的植物组织细胞更易结合并连接外源 DNA。但如果在实验处理中,植物组织伤口渗出液若太多,则难以接种农杆菌,且伤口愈合,农杆菌不能有效侵染。因此,有相关研究表明,共培养前的预培养对转化效率有一定的作用。采取合适时长的预培养,能够增进细胞分裂,使外源DNA更容易浸入和连接。2014年,刘卫民等对棉花胚性愈伤进行15~20d的预培养,获得了丰富的感受态材料,使抗性胚性愈伤再生率均在62%以上。然而,岳建雄等人通过多年研究得出,外植体的下胚轴被切成切段后,要当即被菌液感染、共培养,而不能开展外植体的预培养实验环节。并进一步得出,以胚性愈伤作为外植体时一般需要预培养7~14d,这样可以获得更高的转化率。但以棉花的茎尖和下胚轴作为外植体进行遗传转化时则不需要进行预培养。

2.4 共培养的方法

共培养是农杆菌转基因体系中最为重要的步骤,具体当外植体经过农杆菌浸染后进行暗培养,使农杆菌侵染植物受伤的组织细胞,由此可将带有目的基因的T-DNA整合到外植体基因组中。在共培养时,在培养基表层铺一层滤纸有利于约束农杆菌的过度繁殖,有效避免了浸染组织的褐化死亡。2007年,翁琴用没有滤纸的对照,出现了继代培养后细菌再度污染的现象。2009年,张海平[9]在研究棉花下胚轴基因转化体系时,在培养基上铺上滤纸,使转化时间从48h延长至60h,获得 53株再生棉花,大大提高了转化率。2011年,李杨阳以新海30号下胚轴为受体材料用含有NAC家族基因的农杆菌共培养24h,得到较高转化率。与此同时,周丽容[4]以新海16胚性愈伤组织为受体共培养24h,得到的结果基本相同。魏延宏等在2014年建立海岛棉茎尖遗传转化体系时筛选最佳共培养时间,发现共培养时间在48~72 h之间时平均抗性率提高至41%和44%。

对于在共培养阶是否加添加激素,文献中报道不一。有的不加,有的则认为加激素后可提高转化率。张根义等 1997 年的研究表明:在植物的转基因再生过程中,适当浓度的细胞分裂素和生长素可将增强植物细胞的感受态,从而使整合外援基因效率更高。

3 问题与展望

作为一种天然的植物遗传转化的方法,农杆菌介导的遗传转化技术已成为海岛棉转基因体系的主流方法,其作用机理、转化环节等方面均取得了一定的进展。但目前,农杆菌介导海岛棉转化技术的瓶颈受到农杆菌宿主专一性和受体材料基因型等的限制,导致海岛棉再生转化率较低。另外,在对海岛棉的遗传转化研究中,所取用的外植体基本均是茎尖与下胚轴,对其他方面缺乏研究。因此,今后应进一步开展相关研究工作,在完善转基因条件、扩大转基因规模方面进行深入研究,从而最终获得转化效率较高且易规模化生产的转基因海岛棉体系。

参考文献

[1]周仲华,陈金湘.分子标记技术在棉花遗传育种中的应用[J].江西棉花,2005,27 (4 ):3-6.

[2]土彦霞,土省芬,马峙英.棉花转基因技术的研究及应用[J].华北农学报,2006,21(增刊):41-45.

[3]贺雅婷,曲延英,孔庆平,等.海岛棉愈伤组织诱导及分化的影响因素初探[Jl.分子植物育种,2008,6( 3) :597-602.