植物学论文范文
时间：2023-10-03 01:21:52
植物学论文篇1
观赏植物学是生态旅游专业的一门专业基础课，与植物学、生理学、树木学等课程关系密切。对于无上述基础的学生，若按传统教学方法，全面讲授观赏植物的分类、资源、园林应用等，很明显是不适用的。本课程教学目的是让学生能够认识旅游中常见的观赏植物并能讲解相关文化知识，所以课程的重点在于观赏植物本身的特殊性、多样性及相关的花文化。通过《观赏植物学》课程的学习，使学生能够了解常见观赏植物特征、观赏特性等基本知识；掌握观赏植物相关文化，为导游基础、景区规划等专业课程奠定坚实的理论和实践基础。
二、教学内容及教学方法的调整
（一）教学内容的调整
在该课程已有课程体系的基础上，对传统的课程体系进行有效的改造，弱化生物学相关理论的讲解，加强应用知识和相关文化知识的讲授，建立起适应生态旅游专业本身发展需要的课程体系。
1.课程框架体系的调整
传统的课程构架是按总论和各论讲解，各论是分科属讲述的，对种的特征和应用讲述较少，重点强调的是植物的科属特点。在课堂实践中发现，该教学法对于生态旅游专业学生来说，效果不好。根据生态旅游专业学生形象思维能力强，而生物学基础薄弱的特点，弱化了植物所属的科属及其特征，仅需学生掌握该种植物的主要特征及其观赏特性。
2.教学内容的改进
观赏植物学作为一门实践性较强的课程，既要重视基本理论的学习，又要提高学生的综合运用能力。对生态旅游专业学生而言，要培养学生认识和讲解能力，并以新颖有效的手段实现教学目标。在具体实践中，理论知识做到“适度”“够用”，仅用6学时进行深入浅出的介绍，点到为止。将剩余的大部分学时放到植物种类的教学中，主要给学生介绍旅游中常见的观赏植物的种类、特征及相关的文化知识，并结合实习，使学生能掌握北方常见的观赏植物上百种，学会讲解该植物。
（二）教学方法的改革
通过选择多种教学方法，激发学生的学习主观能动性，拓宽知识面，让学生能够更好地参与到教学当中来，提高学生的学习兴趣，活跃课堂气氛，做到教学相长。
1.理论教学方面
（1）采用多媒体教学方式。多媒体教学中，通过形象的演示，加上教师深入浅出的讲解，学生会在不知不觉中学到知识。教师通过自己拍照、网络等方法积累教学材料，将图片、动画制作成精美的课件，学生可以很直观地看到植物的特殊性，对于形态特殊的观赏植物，一张图片就可以让学生深刻记忆，如黄栌、银杏等。
（2）利用启发式教学。观赏植物学不仅是自然科学，还有很深的文化内涵。在教学过程中，注重相关知识如诗词、典故、花语等的积累，使学生获取更多的信息。在课堂教学时，放一些植物图片，启发学生用专业的词汇去描述；采集相关的植物标本带到课堂，让学生更直观地理解。每次课利用5-10分钟让学生讲解观赏植物的趣事及见过的有特色的植物，使学生更好地掌握理论知识，并且可以提高自信心及语言表达能力。
2.实践教学方面
（1）注重实践教学。在实践教学中，实习3-4次，主要是常见树木和花卉的识别。秦皇岛市区各大景区有观赏植物上百种，从春天的迎春、玉兰，到夏天的荷花、合欢，到秋天的木槿、，到冬天的腊梅等，再到四季常绿的松柏等。四季有景、四季有花，非常适合学生的实践教学。
（2）培养学生的综合归纳能力。要想让学生尽快掌握大量的树种识别知识，只有培养学生的兴趣，才能达到事半功倍的效果。让学生学会归纳，善于总结，在对比的同时，可以更好地认识植物。在实践教学中，除了观赏植物的识别外，还要注重学生对观赏植物的讲解能力，让学生对各类植物进行评价，调动学生学习的积极性。
（三）考核方法的改革
在成绩的考查方面采取：平时成绩（15%）+实习成绩（15%）+观赏植物的现场讲解（20%）+期末闭卷考试成绩（50%）。通过多年的实践检验，该考核方法设置合理，可以让学生明白学习的重点在哪里，激发学习热情和学习潜能，帮助学生全方位提高个人素质，保证最后成绩的科学性和有效性。
植物学论文篇2
【关键词】药用植物;代谢组学;功能基因组学
代谢组学是对生物体内代谢物进行大规模分析的一项技术[1],它是系统生物学的重要组成部分(如图1所示),药用植物代谢组学主要研究外界因素变化对植物所造成的影响,如气候变化、营养胁迫、生物胁迫,以及基因的突变和重组等引起的微小变化,是物种表型分析最强有力的工具之一。在现代中药研究中,代谢组学在药物有效性和安全性、中药资源和质量控制研究等方面具有重要理论意义和应用价值。另外,在对模式植物突变体文库或转基因文库进行分析之前,代谢组学往往是首先考虑采用的研究方法之一。目前,国外已有成功利用代谢组学技术对拟南芥突变株进行大规模基因筛选的例子,这为与重要性状相关基因功能的阐明和选育可供商业化利用的转基因作物奠定了基础。
图1系统生物学研究的四个层次略
目前,还有许多经济作物的全基因组测序计划尚未完成,由于代谢组学研究并不要求对基因组信息的了解,所以在与这些作物有关的研究领域具有更大的利用价值,这也是其与转录组学和蛋白组学研究相比的优势之一。代谢组学研究涉及与生物技术、分析化学、有机化学、化学计量学和信息学相关的大量知识,Fiehn[2]对代谢组学有关的研究方向进行了分类(见表1)。
1代谢组学研究的技术步骤
代谢组学研究涉及的技术步骤主要包括植物栽培、样本制备、衍生化、分离纯化和数据分析5个方面(见图2)。
1.1植物栽培
对研究对象进行培育的目的是为了对样本的稳定性进行控制,相对于微生物和动物而言,植物的人工栽培需要考
表1代谢组学的分类及定义略
虑更多的问题,如中药材在不同年龄、不同发育阶段、不同部位以及光照、水肥、耕作等环境因素的微小差异都可引起生理状态的变化,而这些非可控及可控双重因素的影响很难进行精确的控制,从而影响药用植物代谢组研究的重复性。为了解决以上问题,推荐使用大容量的培养箱[3],定时更换培养箱中栽培对象的位置,以及使用无土栽培技术等,FukusakiE[4]利用无土栽培系统将水和养分直接引入植物根部,并且对供给量进行精确地控制,大大提高了实验的重复性。
1.2样本制备
为了获得稳定的实验结果,样本制备需要考虑样本的生长、取样的时间和地点、取样量以及样本的处理方法等问题,并根据分析对象的分子结构、溶解性、极性等理化性质及其相对含量大小对提取和分离的方法进行选择,逐一优化试验方案。MaharjanRP等[5]用6种方法分别对大肠杆菌中代谢产物进行提取,发现用-40℃甲醇进行提取的效果最好。现阶段代谢组学的分析对象主要集中在亲水性小分子,尤其是初级代谢产物,气相色谱质谱联用(GCMS)和毛细管电泳质谱(CEMS)联用都是分析亲水小分子的重要技术。FiehnO等[6]使用GCMS对拟南芥叶片中的亲水小分子进行了分析,发现酒石酸半缩醛、柠苹酸、别苏氨酸、羟基乙酸等15种植物代谢物。
1.3衍生化处理
对目标代谢产物的衍生化处理取决于所使用的分析设备,GCMS系统只适合对挥发性成分进行分析,高效液相色谱法(HPLC)一般则使用紫外或荧光标记的方法对样本进行衍生处理,BlauK[7]对酯化、酰化、烷基化、硅烷化、硼烷化、环化和离子化等衍生方法进行了详细的说明。然而离子化抑制常使得质谱分析过程中目标代谢产物的离子化效率降低,这主要是由于分离过程中污染物与目标代谢物难以完全分离开所引起的,优化色谱分离时间可有效缓解离子化抑制,然而在实际操作中不可能对上百种代谢产物的分离时间进行优化,利用非放射性同位素稀释法进行相对定量可以很好的解决该问题。HanDK等[8]应用同位素编码的亲和标记(ICAT),根据经诱导分化的微粒蛋白及其同位素标记物的峰面积比,对该蛋白的相对含量进行分析。ZhangR等[9]发现同位素标记技术也可用于代谢组学的研究,但是却存在许多困难。活体的同位素标记方法对于同位素的洗脱是一种非常有潜力的技术,目前关于使用34s的研究已有报道[10]。
图2代谢组学研究技术步骤略
1.4分离和定量
分离是代谢组学研究中的重要步骤,与质谱联用的色谱和电泳分析技术都是使用紫外或电化学检测的方法进行定量,其对代谢组数据的分辨率与定量能力都有一定的影响。TomitaM等[11]总结了各种色谱分离法中经常遇到的技术问题,认为毛细管电泳和气相色谱法由于具有较高的分辨率,已成为代谢组学研究的常规技术手段之一,液相色谱因其适用范围广,应用也相当广泛。
TanakaN等[12]用高效液相色谱对样品进行分离,认为使用硅胶基质填充毛细管整体柱的高效液相色谱系统具有用量少、灵敏性高、低压降高速分离等优势;同时,TolstikovV等[13]也使用硅胶填充的毛细管液相色谱方法对聚戊烯醇类异构体进行了有效分离,获得了很好的分辨率。TanakaN等[14]发现二维毛细管液相色谱法的分辨率比传统的高效液相法高10倍。相对于其他色谱方法而言,超临界流体色谱(SFC)是分离疏水代谢物最具潜力的技术之一,特别适用于分离那些传统HPLC难以分析的疏水聚合物,BambaT等[15]通过SFC对聚戊烯醇进行分析,证明其具有较好的分离能力。针对质谱中存在的共洗脱现象,HalketJM等[16]发明了一种适用于GCMS的反褶积系统,对共洗脱的代谢产物进行分离与识别。AharoniA等[17]使用傅立叶变换离子回旋共振质谱(FTICRMS)对非目标代谢物进行分析,快速扫描植物突变样品,获得了一定量的代谢成分。
与分离一样,定量能力也是代谢组学研究中的重要因素,其取决于各分析系统的线性范围。傅立叶转换核磁共振(FTNMR)、傅立叶红外光谱(FTIR)以及近场红外光谱法(NIR)等技术由于敏感性低,重复性受共洗脱现象影响较小也被用于检测中。近年来,FTNMR技术常被用于植物代谢组的指纹图谱研究[18],但由于NMR分析需要样品量较大,分析结果易受污染,GriffinJL[19]发现将统计模式识别与FTNMR相结合可以对代谢物进行全面分析。除FTNMR之外,FTIR通过对有机成分的结构进行常规光谱测定,也可适用于代谢组学的研究,特别是应用于构建代谢组学的指纹图谱。尽管它不能对代谢物进行全面分析,但对具有特定功能的组分却有很好的定量效果,对从工业及食品原材料中分离的代谢混合物也可以进行全面分析,目前,已有学者将其成功地应用于拟南芥[20]和番茄[21]代谢产物指纹图谱的研究中。
1.5数据转换
为阐明代谢物复杂的线性或非线性关系,需要进行多变量分析,将原始的色谱图数据转换为数字化的矩阵数据,通过对色谱峰鉴定和整合从而进行多变量分析。由于环境等因素的干扰,光谱数据需要通过适当的数据加工方法进行校正,包括:①降低噪声;②校正基线;③提高分辨率;④数据标准化。JonssonP等[22]报道了一种关于GCMS色谱图数据处理的方法,可以对大量代谢产物样品进行有效的识别。
2代谢组学中的数据分析方法
2.1主成分分析法(PCA)
主成分分析法,将实测的多个指标用少数几个潜在的相互独立的主成分指标线性组合来表示,反映原始测量指标的主要信息。使得分析与评价指标变量时能够找出主导因素,切断其他相关因素的干扰,作出更为准确的估量与评价。PCA数据矩阵通常来自于GCMS,LCMS或CEMS,因此将目标代谢产物作为自变量,而相应的代谢产物含量作为因变量,定义与最大特征值方向一致的特征向量为第一主成分,依此类推,PCA便能通过对几个主要成分的分析,从代谢组中识别出有效信息。主成分分析有助于简化分析和多维数据的可视化,但是该方法可能导致一部分有用信息的丢失。
2.2层次聚类分析法(HCA)
层次聚类分析法也常用于代谢组学的研究中,它是将n个样品分类,计算两两之间的距离,构成距离矩阵,合并距离最近的两类为一新类,计算新类与当前各类的距离。再合并、计算,直至只有一类为止。进行层次聚类前首先要计算相似度(similarity),然后使用最短距离法(NearestNeighbor)、最长距离法(FurthestNeighbor)、类间平均链锁法(BetweengroupsLinkage)或类内平均链锁法(WithingroupsLinkage)四种方法计算类与类之间的距离。该方法虽然精确,但计算机数据密集,对大量数据点进行分析时,更适合选用K均值聚类法(KMC)或批次自组织映射图法(BLSOM),而HCA适合将数据转换为主成分后使用。
2.3自组织映射图法(SOM)
神经网络中邻近的各个神经元通过侧向交互作用相互竞争,发展成检测不同信号的特殊检测器,这就是自组织特征映射的含义。其基本原理是将多维数据输入为几何学节点,相似的数据模式聚成节点,相隔较近的节点组成相邻的类,从而使多维的数据模式聚成二维节点的自组织映射图。除PCA和HCA外,SOM同样也可应用于包括基因组和转录组等组学研究中[23]。最初SOM计算时间长,依靠数据输入顺序决定聚类结果,近年来SOM逐渐发展成为不受数据录入顺序影响的批次自组织映射图法(BLSOM)。由于BLSOM可以对类进行调整,且有明确的分类标准,优化次序优于其他聚类法,已在基因组学和转录组学数据分析中得到广泛的应用。
2.4其他数据采矿方法
除PCA、HCA和SOM外,很多变量分析方法都可用于植物代谢组学的分析。软独立建模分类法(SIMCA)是利用主成分模型对未知样品进行分类和预测,适合对大量样本进行分析;近邻分类法(KNN)和K平均值聚类分析法(KMN)也可用于样品分类;主成分回归法(PCR)或偏最小二乘回归法(PLS)在某些情况下也可使用。然而到目前为止由于还没有建立一个标准的数据分析方法,代谢组学仍然是一门有待完善的学科。
3代谢组学在药用植物中的实践
植物药材来源于药用植物体,而药用植物体的形态建成是其体内一系列生理、生化代谢活动的结果。植物代谢活动分为初生代谢和次生代谢,初生代谢在植物生命过程中始终都在发生,其通过光合作用、柠檬酸循环等途径,为次生代谢的发生提供能量和一些小分子化合物原料。次生代谢往往发生在植物生命过程中的某一阶段,其主要生物合成途径有莽草酸途径、多酮途径和甲瓦龙酸途径等。植物药材含有的生物碱、胺类、萜类、黄酮类、醌类、皂苷、强心苷等活性物质的绝大多数属于次生代谢产物,因此探讨次生代谢产物在药用植物体内的合成积累机制及其影响因素,对于提高活性物质含量、保证药材质量、稳定临床疗效等具有重要意义。孙视等[24]通过对银杏叶中黄酮类成分积累规律的研究,提出了选择具有一定环境压力的次适宜生态环境解决药用植物栽培中生长和次生产物积累的矛盾。王昆等[25]以人参叶组织为材料,总结了构建人参叶cDNA文库过程中存在的一些关键问题和应采取的对策,为今后关于人参有效成分如人参皂苷的生物合成途径及其调控的基础研究提供技术参考和理论指导。最近,美国加利福尼亚大学伯克利分校的Keasling等[26]采用一系列的转基因调控方法,通过基因工程酵母合成了青蒿素的前体物质——青蒿酸,其产量超过100mg/L,为有效降低抗疟药物的成本提供了机遇。经过长期的研究积累,人们对代谢途径的主干部分(为次生代谢提供底物的初生代谢途径)已经基本了解,例如酚类的莽草酸途径,萜类的异戊二烯二磷酸(IPP)途径等。被子植物中一些相对保守的次生代谢途径也得到了很好的研究,如黄酮类、木质素的生物合成与调控。然而,对次生代谢最丰富最神奇的部分——特定产物合成与积累的过程,还所知甚少[27]。
4展望
近年来,代谢组学正日益成为研究的热点,越来越多的人已加入到代谢组学的研究中。随着代谢组学积累的数据和信息量的增大,其在药用植物学各个领域的应用价值也与日俱增。它将不仅能对单个代谢物进行全方面的分析,更能寻找其代谢过程中的关键基因、通过代谢指纹分析对药用植物进行快速分类、进一步研究药用植物有效成分代谢途径以及环境因子对植物代谢和品质的影响与调控机制。
然而依据传统中医药学和系统生物学的指导思想,目前急待解决的是中药种质资源的代谢组学研究和中药体内作用的代谢组学研究。同时,代谢组学在分析平台技术、方法学手段和应用策略等方面相对于其他组学技术还需要进一步发展和完善,还需要其他学科的配合和介入。相信随着更有力的成分分析设备的使用及代谢组数据库的建立,药用植物代谢组学将对中医药学产生深远的影响。
【参考文献】
[1]WECKWERTHW.Metabolomicsinsystemsbiology[J].AnnuRevPlantBiol,2003,54:669-689.
[2]FIEHNO.Metabolomics—thelinkbetweengenotypesandphenotypes[J].PlantMolBiol,2002,48:155-171.
[3]TRETHEWEYRN.Metaboliteprofilingasanaidtometabolicengineeringinplants[J].CurrOpinPlantBiol,2004,7:196-201.
[4]FUKUSAKIE,IKEDAT,SUZUMURAD,etal.Afaciletransformationofarabidopsisthalianausingceramicsupportedpropagationsystem[J].JBiosciBioeng,2003,96:503-505.
[5]MAHARJANRP,FERENCIT.Globalmetaboliteanalysis:theinfluenceofextractionmethodologyonmetabolomeprofilesofEscherichiacoli[J].AnalBiochem,2003,313:145-154.
[6]FIEHNO,KOPKAJ,TRETHEWEYRN,etal.Identificationofuncommonplantmetabolitesbasedoncalculationofelementalcompositionsusinggaschromatographyandquadrupolemassspectrometry[J].AnalChe,2000,72:3573-3580.
[7]BLAUK,HALKETJM.Handbookofderivativesforchromatography[M].2nded.JohnWiley&Sons,Chichester,1993.
[8]HANDK,ENGJ,ZHOUH,etal.Quantitativeprofilingofdifferentiationinducedmicrosomalproteinsusingisotopecodedaffinitytagsandmassspectrometry[J].NatBiotechnol,2001,19:9469-9451.
[9]ZHANGR,SIOMACS,WANGS,etal.Fractionationofisotopicallylabeledpeptidesinquantitativeproteomics[J].AnalChem,2001,73:5142-5149.
[10]MOUGOUSJD,LEAVELLMD,SENARATNERH,etal.Discoveryofsulfatedmetabolitesinmycobacteriawithageneticandmassspectrometricapproach[J].ProcNatlAcadSciUSA,2002,99:17037-17042.
[11]TOMITAM,NISHIOKAT.Forefrontofmetabolomicsresearch[M].Tokyo:SpringerVerlagTokyo,2003.
[12]TANAKAN,KOBAYASHIH,ISHIZUKAN,etal.Monolithicsilicacolumnsforhighefficiencychromatographicseparations[J].JChromatogrA,2002,965:35-49.
[13]BAMBAT,FUKUSAKIE,NAKAZAWAY,etal.Rapidandhighresolutionanalysisofgeometricpolyprenolhomologuesbyconnectedoctadecylsilylatedmonolithicsilicacolumnsinhighperformanceliquidchromatography[J].JSepSci,2004,27:293-296.
[14]WIENKOOPS,GLINSKIM,TANAKAN,etal.Linkingproteinfractionationwithmultidimensionalmonolithicreversedphasepeptidechromatography/massspectrometryenhancesproteinidentificationfromcomplexmixtureseveninthepresenceofabundantproteins[J].RapidCommunMassSpectrom,2004,18:643-650.
[15]BAMBAT,FUKUSAKIE,NAKAZAWAY,etal.
Analysisoflongchainpolyprenolsusingsupercriticalfluidchromatographyandmatrixassistedlaserdesorptionionizationtimeofflightmassspectrometry[J].JChromatogrA,2003,995:203-207.
[16]HALKETJM,PRZYBOROWSKAA,STEINSE,etal.Deconvolutiongaschromatography/massspectrometryofurinaryorganicacidspotentialforpatternrecognitionandautomatedidentificationofmetabolicdisorders[J].RapidCommunMassSpectrom,1999,13:279-284.
[17]AHARONIA,RICDEVOSCH,VERHOEVENHA,etal.NontargetedmetabolomeanalysisbyuseofFouriertransformioncyclotronmassspectrometry[J].Omics,2002,6:217-234.
[18]OTTKH,ARANIBARN,SINGHB,etal.Metabolomicclassifiespathwaysaffectedbybioactivecompouds.ArtificialneuralnetworkclassificationofNMRspectraofplantextracts[J].Phytochemistry,2003,62:971-985.
[19]GRIFFINJL.Metabonomics:NMRspectroscopyand
patternrecognitionanalysisofbodyfluidsandtissuesforcharacterisationofxenobiotictoxicityanddiseasediagnosis[J].CurrOpinChemBiol,2003,7:648-654.
[20]GIDMANAE,GOODACREBR,EMMETTCB,etal.Investigatingplantplantinterferencebymetabolicfingerprinting[J].Phytochemistry,2003,63:705-710.
[21]JOHNSONHE,BROADHURSTD,GOODACRER,etal.Metabolic
fingerprintingofsaltstressedtomatoes[J].Phytochemistry,2003,62:919-928.
[22]JONSSONP,GULLBERGJ,NORDSTROMA,etal.AstrategyforidentifyingdifferencesinlargeseriesofmetabolomicsamplesanalyzedbyGC/MS[J].AnalChem,2004,76:1738-1745.
[23]HIRAIMY,YANOM,GOODENOWEDB,etal.IntegrationoftranscriptomicsandmetabolomicsforunderstandingofglobalresponsestonutritionalstressesinArabidopsisthaliana[J].ProcNatlAcadSciUSA,2004,101:10205-10210.
[24]孙视,刘晚苟,潘福生,等.生态条件对银杏叶黄酮含量积累的影响[J].植物资源与环境,1998,7(3):1-7.
[25]王昆,王颖,鲍永利,等.人参叶cDNA文库构建中的问题与对策[J].人参研究,2005,17(4):2-4.
[26]RODK,PARADISEEM,OUELLETM,etal.Productionoftheantimalarialdrugprecursorartemisinicacidinengineeredyeast[J].Nature,2006,440(7086):940-943.
植物学论文篇3
在教学过程中，我遗憾的发现学生死记硬背，为了应付考试，只记住表面肤浅的知识内容，在阅卷过程中，发现学生选择题和填空题答的质量不高，这说明学生对小的知识点掌握不牢；考试过后又全都忘记了，因此我觉得加强学习内容建设是非常重要的，也就是说要使难理解的内容简单话，繁琐的内容明了话。并且植物生物化学主要研究植物，因此我们不能沿用其他生物化学的课程；在教学中还发现学生不愿记忆，觉得记忆困难，这点也是学生在学习本门课的难点问题。
2植物生物化学教改内容
2.1养成良好的学习习惯
在教学过程中，我要求学生以系统性、条理性学习，注意上下内容连贯，通过课堂提问的方式，使学生养成细心耐心、循序渐进的学习习惯，让学生懂得，怎样抓住重点，分清主次，这个习惯的养成对于其他学科的学习也是十分重要的，做好预习，多做习题是学习的关键。
2.2教学内容与时俱进
在每个知识点给出之前，我都会以启发教学的形式提出很多问题，并且鼓励学生互动，这样可以激发学生的兴趣点和学习的热情，这样便于学生长期记忆。比如说我会在蛋白质这章，利用幻灯形式，把社会关注重点“三鹿奶粉”推到学生面前，让学生们思考蛋白质的缺失对生命的意义，并且深入探讨酶的催化作用、调节作用（胰岛素、生长素等）、运输功能（血红蛋白、脂蛋白等），运动功能（肌动蛋白），免疫保护作用（干扰素、抗体等），传递信息的受体（激素），贮存功能（种子贮藏蛋白）等，都通过实例来引导学生。通过网络，有牛津大学的公开课，让学生们开阔眼界，在课堂上领略异国教育风采。
2.3优化教学内容
学习一门科学，教学内容的紧凑性和递进性是很重要的，尤其是对于大二的学生。因此，打破原有教材的知识框架，适当调整教材的先后顺序，对教材内容进行重新组合。比如：在生物化学的动态部分，物质代谢各个章节中，首先涉及到新陈代谢概念，对学习四大物质代谢起到一个铺垫的作用，在实际教学环节中也可将生物氧化和物质代谢之间的相互联系这两部分内容提到前面来讲，在学生的头脑中形成了一个连续的思路，在进行四大物质代谢的讲授过程中就会自然而然地形成一种思维模式，用动态的思维去理解各大物质之间的联系，便于学生的理解与掌握。
3结束语
通过对理论课教学与实验课教学内容的整合，加强学生的知识点的掌握，提高学生的能动性，激发兴趣点，通过实践环节，把理论知识与生产实践紧密联在实践的环节中又能不断地得到反馈信息，从而调整植物生物化学的教学内容，希望有值得其他同类院校及相关专业借鉴之处。
植物学论文篇4
我国专利法中明确规定，对于动物和植物新品种不授予专利权。这一规定和世界许多国家的做法是一致的。对植物新品种不能授予专利权的主要论点是：植物品种是在大自然的优存劣汰规律中，各种植物由低级进化到高级的，植物品种是在自然环境中，依靠植物自身对自然环境的适应性和繁衍再生机能逐步进化而来，所以它不是人类的发明创造，不应采用专利这一方式来保护植物新品种的市场垄断地位。另外，植物新品种是有生命力的活体，审定一个植物新品种是否具有新颖性创造性等专利必备条件时的审查操作也是非常困难的。所以上述种种原因导致在专利申请中排除了植物新品种的申请资格。 笔者认为，依据发明创造专利必须具备新颖性、创造性、实用性三要素来看，植物新品种在实质上完全符合专利法所规定的专利授权条件。从新颖性、创造性看，新培育的植物品种在植物外观等方面与目前既有的植物品种相像，但新品种特有的丰产性、抗逆性、品质优良等方面所表现出的特性是老品种无法比拟的，而新品种所表现出的优良特性也正是我们所需要的。这些定向培育出来的优良特性是育种工作者多年智力劳动的结晶，推广使用植物新品种会在种植业生产中发挥巨大的经济效益。有些植物新品种还能起到治沙绿化、吸附毒物、清除污染、改善生态环境等极为重要的作用。植物新品种的培育还可以大大丰富现有植物品种资源。综上所述不难看出，植物新品种不但具有新颖性、创造性和实用性，而且对我们当前需求和人类的长远发展都具有十分重要的、不可替代的意义。 农业是第一产业，植物是地球上人类赖以生存的最重要的生物资源。改善现有的植物品种并培育新的植物品种是农业科技的重要工作。植物新品种的培育工作是任何工业性发明创造无法替代的。杂交水稻这一植物新品种是我国水稻育种工作者袁隆平培育成功的。袁隆平从上世纪60年代开始就从事杂交水稻的培育工作。因为水稻是自花授粉作物，要进行生产性大面积种植必须培育出遗传性稳定的水稻雄性不育系、保持系、恢复系，达到三系配套的杂交水稻品种。为此，袁隆平经过几十年的田间育种试验，其间不知经历了多少次的挫折和失败，仍然执着追求持之以恒，经过漫长时间的不懈努力，杂交水稻这个植物新品种才培育成功。从目前杂交水稻的种植面积和增产效果看，不单在中国，就连世界很多国家都从中受益。所以袁隆平被誉为“世界杂交水稻之父”。这里明显看出一个优良的植物新品种是育种工作者多年的智力劳动的成果，而正是这种创造性的成果给我们带来巨大的效益。 植物新品种被专利法所认可并授予专利权应该具有积极的社会意义。我国是农业大国，有13亿人口，我国人民的食物来源主要依靠谷物，这就要求我国的农业生产特别是粮食生产长期保持稳定，并且需要随着人口的不断增长而逐年提高粮食的总产量。再有我国地域辽阔，土壤和气候类型很复杂。为了适应不同地区、不同种植条件和不同经济用途的多种需要，迫切要求育种工作者培育出丰产的粮食品种、含油量高的油料作物品种以及果蔬棉麻等作物新品种。从农业生产的特点看，使用丰产的农作物新品种是投入小见效快的实用高产技术措施。 此外，植物新品种还可以提高油料作物的出油率，改善果蔬作物的产品口感和营养含量，并且能培育出抗旱耐碱抗风沙等许多有实际应用价值的植物新品种。因此，激励育种工作者的育种积极性，保护育种工作者的智力成果，并使植物新品种能够纳入专利法的申请和保护范围是健全和完善人类知识产权工作中的一个重大问题。 美国于1930年制定了植物专利法，随后在1953年制定的实用专利法中规定对植物发明可以授予实用专利，其后在1979年美国为保护有性繁殖的植物品种又制定了植物新品种保护法。美国在保护植物新品种方面三法并存，所以申请人可以根据情况选择申请。除美国以外，其他国家如欧洲的一些国家也有将专利法的保护范围扩大到植物新品种方面的规定。我国在1997年颁布了植物新品种保护条例，规定了品种权的授权方法和授权条件，应该说植物新品种保护条例极大地鼓励和推动了植物新品种培育工作，建立植物新品种保护制度。但是，专利法是由全国人民代表大会通过并颁布而实行的，而植物新品种保护条例是由国务院制定的。因此，我国对植物新品种的保护力度与发明专利的保护力度相比，显然前者的保护要逊于后者。 当今世界已跨入知识经济时代，知识产权已成为世界各国实力竞争中的强劲武器，并为本国赢得巨大的经济利益。我国是一个传统农业大国，有十分丰富的植物品种资源，有一大批优秀的育种工作者，并且拥有相对先进育种条件的农林科研单位，历年来培育出包括杂交水 稻在内的一大批优良的植物新品种。这些植物新品种的推广使用使我国的粮食生产逐年上升，在提高人民生活质量等方面起到十分重要的作用。因此，应该充分认识到我国的国情，参照世界其他国家对植物新品种的法律保护做法，认真思考我国对植物新品种的法律保护方式，扩大保护范围加大保护力度，使我国植物新品种的培育工作能够更加健康地发展起来。
植物学论文篇5
关键词：园林植物；城镇绿地；植物群落；群落设计
Abstract: with the rapid development of modern urban construction, construction of city of one of the key contents of landscape, but also put forward new requirements. This article mainly from the garden plant community and the design of concrete analysis, available for reference to fellow.
Keywords: garden plants; Town green space; Plant community; Community design
中图分类号：TU986文献标识码：A文章编号：
前言：
近年来，改善生态环境，提高人居质量，正成为我国城市建设的主要发展方向。园林绿化工作已成为美化城市，建设城市的主力军，园林绿化施工主要是园林植物的栽植过程。植物材料基本是移植而来的，移植成活率及植物长势是园林绿化施工质量的重要反指标，而植物群落的设计对其有着至关重要的作用。
1 园林植物群落概念应用探源
自从植物群落性质的个体论观点得到20世纪中叶兴起的植被梯度分析与排序等定量研究结果的支持以来，虽然不能完全解决有关植物群落性质的机体论与个体论之间这2种对立观点的争端，但客观上促使了植物群落的概念被广为应用到人工营建的植被，包括园林绿地等城镇植被，国内园林植物群落的概念应用也由此开端。20世纪90年代初，园林植物群落的概念应用在我国开始见诸报导，历经10余年酝酿、积累，近年来文献激增，形成城镇园林绿地对象研究的热点主题之一。
2 有关园林植物群落概念的讨论
早在国内园林植物群落概念开始广泛应用之初，然而时至今日，虽然园林植物群落的概念已经广泛应用，但是对于有关园林植物群落概念的内涵与外延，却仍然缺乏进一步的针对性讨论，概念应用的准确性、科学性、合理性与否，完全依赖于个人专业素养，能否对园林学专业知识与群落生态学理论兼收并蓄，找到两者间合适的结合点。因而，有关园林植物群落概念及其应用问题，对园林植物群落的研究、实践，有着不可忽视的影响。
目前，园林植物群落概念的广泛应用，仅仅是因为植物群落概念应用抛弃了严格限定的条件，是在城镇园林绿地这一特定对象或风景园林专业这一特定领域中的植物群落概念应用的一种模糊的外延式扩展。概念应用的大体脉络可理解为，植物群落是一定地域内不同植物种的个体聚合，那么园林植物群落，即是一定园林绿地范围内不同植物种的个体聚合。这种简单化的扩展延伸，从目前来说并不存在理论逻辑上的障碍，但是关键在于概念应用的真正意义与实际价值，即是否能真正有效地提高人们对实际对象的理解，是否能切实可行地寻求深化的理论诠释，是否能推进实践技术的实质性进步。
笔者以为，园林植物群落的概念可以界定为：一定地域范围的园林绿地空间内，具有特定的群落生态学意义、满足特定视角的群落生态学要求的不同植物种个体的聚合。
该表述着重强调，园林植物群落概念的应用，可以不完全具备或满足自然的植物群落特征，但必须考虑概念应用的实际作用与意义，因此要求具有特定的群落生态学意义或者具有特定的群落生态学视角。这样在概念应用之初，会首先探询概念应用的前提与目标，从而减少概念应用的随意性，保持概念应用的科学严谨。
3 园林植物群落概念应用的问题分析
目前园林植物群落的概念应用，主要存在2个显著问题，一个是理论概念如何落实到具体群落的鉴定，另一个是有关群落性质问题的悖论体现。
3.1 园林植物群落的鉴定问题
从理论概念到具体群落的鉴定，是植物群落生态学研究必须解决的一个关键环节，对研究结果的科学性存在重要影响。在自然植被的群落生态学研究中，虽然通过群落鉴定确定研究对象及其方法应用也是一个难点问题，但是由于可以依据自然群落发育过程、空间地带性规律、群落外貌特征，以及地形、地貌、土壤等环境异质性形成的自然边界，使具备一定专业素养与实践经验的研究人员能够较为客观地实施鉴定。而城镇园林绿地群落，人工构建于城市地区强烈干扰或退化的环境，片断化甚至高度破碎化，导致要较清晰地确定研究对象的类型，以及研究对象的边界、结构与外貌特征等内容，都存在很高的难度，这就决定了适于自然植物群落的生态学研究方法，并不能简单应用于园林植物群落这一特定对象，这也是目前园林植物群落研究普遍存在、且没有得到应有重视的根本问题之一。
3.2 有关群落性质的悖论问题
有关群落性质问题的悖论体现，主要表现在，园林植物群落概念得以扩展应用，源自于群落个体论观点的实证，群落个体论观点本质上为园林植物配置的技术应用提供了更加广阔的想象空间；但在许多的园林植物群落研究或营建实践中，有意、无意间，却更多追求的是机体论观点的内容，即以植物种间关系为核心的群落整体性，并把它作为群落概念在园林应用的根本价值所在，这不能不说是一个悖论现象。有关自然植物群落性质的个体论、机体论这2种对立的观点间，在植物适应环境、植物与环境的整体性关系上并没有大的分歧，根本区别在于如何看待群落内的种间关系。机体论观点强调群落植物种间的整体性联系，事实上的确存在有些种群对群落具有强烈依附性的现象，但是群落种间关联研究也证实了个体论观点，群落内植物种间关系更为普遍的是零相关或弱相关，而且有的相关性更适合从植物共同适应环境的角度加以解释。Tansley(1920)一方面认为机体论观点过于假设性，另一方面又强调植物群落在许多方面是表现为整体性的，应作为整体来研究，这种见解后来发展成为生态系统概念。因此，从自然植被的群落生态学研究发展进程看，似乎可以认为，群落的整体性应更多考虑植物共同适应环境的特征、植物与环境间的相互作用。相对于园林植物群落尤其如此，园林植物群落，除具有一定的自然属性外，同时它还具有特定的社会性、艺术性，为了保证其功能实现，并不排除必要的维护管理，因此即或是植物与环境关系的整体性，也不一定成为园林植物群落构建的主要目标。设计构建种间关系密切、群落与环境和谐，并且自然性、社会性、艺术性兼具的园林植物群落，很可能只是一种理想，较为现实的是在保证既定设计目标的前提下，协调植物与环境的关系，增强群落适应环境的整体性，借此提高自然属性、降低管护成本，或是适宜倡导的发展方向。
上述2个问题，从某种意义上说，其实是源于对植物群落生态学的继承本身，不过在园林植物群落概念应用中表现更加突出。问题的解决，既同其概念界定、概念理解有不可分割的联系，又并不完全在于园林植物群落的概念该如何定义，而在于适宜的应用视角，以及应用过程中合理的尺度把握。不过保持清晰的概念、明确概念应用的目的，明确概念边界及其方法应用的前提条件，将有助于对问题的重视与解决，从而促进群落生态学理论、方法在园林中的科学理解与适宜应用。
4 园林植物群落设计方法进展与建议
4.1 园林植物群落设计方法进展
在园林植物群落概念得以应用的同时，就提出“设计人工植物群落，提高园林绿地质量”。正式开展了城市园林植物群落设计的探索性研究应用，针对湖北省城镇园林绿地建设，提出了知识型、抗逆型、保健型、观赏型、生产型、文化型、防护型7种植物生态群落的类型，强调从功能角度进行植物选择，并提出具体的设计配置。 “城市绿地系统规划应以植物群落为基本单位”，认为“绿化系统内建立大量开敞绿地的同时，应注意植物群落结构构建的研究，因为在自然界，植物都是以群落状态存在的”；以及借鉴“接近自然的林业”的理论观点，为实现“回归自然”的理想，“还必须有生态学的理论指导，以现存的人工植物群落为基础予以保护、改造和发展”。
综上所述，有关园林植物群落设计的研究，主要从特定功能目标要求、特定群落结构特征或特定景观美学特征，进行园林植物群落植物选择与配置的研究。历经多年探索与讨论，园林植物群落设计、构建的理论与技术方法得以不断完善，目前最重要的，是如何引导正确的发展方向，并解决几个理论联系实际的重要环节，推进技术实践。
4.2 园林植物群落设计发展建议
4.2.1 明确合理的技术定位
对于园林植物群落设计技术，在城市园林绿化技术体系中要有合理适宜的技术定位。园林植物群落设计，是以群落生态学原理为基础、侧重群落结构功能关系进行植物配置的技术方法之一，服务于提升植物造景的目标。汪菊渊先生在为《植物造景》(苏雪痕编著)一书所作的序中，对植物景观、植物造景、园林植物配置等概念性内容都有明确的论述，强调性重复了书中 “完美的植物景观，必须具备科学性与艺术性2方面的高度统一，即既满足植物与环境在生态适应上的统一，又要通过艺术构图原理体现出植物个体及群体的形式美，及人们在欣赏时所产生的意境美”这一植物造景的基本原则，指出“掌握自然植物群落的形成和发育，其种类、结构、层次和外貌等是搞好植物造景的基础”。讨论园林植物造景的设计艺术与构建时，介绍了园林植物造景生态设计、区域设计、文化与科学艺术设计、立体设计4大设计艺术，探讨了植物造景中的植物配置、群落构建，较好地体现了对植物造景、植物配置与植物群落构建概念关系的把握。园林植物群落设计技术，是园林植物配置技术的基础与内容之一，在此基础上结合园林艺术开展园林植物景观设计，能更好地服务于植物造景的目标。
4.2.2 落实具体的“群落单位”
以植物群落为基本单位的设计思想，对小尺度城镇绿地建设特别是植物景观构建有着重要的价值，需要在以后的发展中寻求技术实现。前文在讨论园林植物群落概念应用存在的问题时，已经提及鉴定一个园林植物群落的困难程度及其影响，因为我们所面临的实际对象，可能本身就不是一个从群落角度设计的结果。然而，对于新建城镇园林绿地的植物景观设计，倒是完全可能根据基质的性质、地形、土壤类型与土壤性质、功能分区、园路等自然与人工设计要素，进行空间单元的区划，落实园林植物群落设计的“群落单位”，真正做到以群落为单位进行植物景观设计，为今后园林植物群落的景观变化、环境效应等方面的动态研究奠定良好的物质基础，也是植物群落设计方法不断优化发展的根本途径。
4.2.3细化群落的设计内容
园林植物配置包括2大方面的内容：一方面是各种植物相互之间的配置，考虑植物种类的选择，树丛的组合，平面和立面的构图、色彩、季相以及园林意境；另一方面是园林植物与其他园林要素如山石、水体、建筑、园路等相互之间的配置，重点要求设计说明植物种类选择、配置方式、植物造景的艺术性特点与植物空间的构成等。前苏联的园林植物配置，首先将园林植物按其观赏特性进行分类分级，如将冠型分为椭圆形、卵形、球形、圆锥形、宝塔形、伞形、自然形、垂枝形、匍匐形等多种，绿色的叶子按色度分为青绿、黄绿、灰绿3类，将花形花序分为6类，配置植物时从平面、立体、色彩、树丛疏密度等方面考虑到植物的艺术构图和风格，同时还从林学的角度注意配置的乔、灌木比例，针、阔叶树比例，树木密度和树种比例等，形成园林植物配置理论。
园林植物群落设计可以考虑以各种植物相互之间的配置为主体，但仍然需要进一步吸纳、融合园林植物配置的技术内容与要求，深化、细化设计内容。目前的植物群落设计，较多是参照植被分类的群丛单位，提出各群落不同层片的优势种，作为群落构建的依据。单就群落物种构成而言，从群落生态学角度，也有深化、细化的余地，如亚优势种、伴生种、随遇种与偶见种的确定与应用，以及群落空间结构基本特点的设计限定等方面的内容。
4.2.4 重视环境背景与环境效应
模拟地带性植被以及近自然园林植物群落设计构建技术，为园林植物群落的科学营建提供了理论基础与技术支撑。但在具体的建设过程中，一定要重视实际的环境背景。自然植被生态系统的发育演化过程，是植被生物系统与土壤等环境系统的协同进化过程。在强度干扰、甚至高度退化的城市环境中，很难具体判断能与环境协同的植被演化阶段，这就使得“近自然”的植物群落完全有可能没有获得与之匹配适宜的“近自然”环境，群落的自然属性及其稳定性并没有实质性的提高，离预期相差甚远。因此，无论从前文所述群落性质的环境决定机制，还是从植物群落及其环境协同的生态演替原理，都要高度重视环境背景对园林植物群落构建的关键性影响。而日益丰富的有关园林植物群落环境效应的研究，是基于结构功能关系的生态学原理设计构建特定园林植物群落的主要科学依据，也是园林植物群落设计、构建技术有别于传统园林植物配置方法的一个根本特征。
4.2.5 建立园林植物公共服务平台
合理优化的园林植物群落设计，必须基于对园林植物的深入了解。在这一方面，目前我国存在2大问题，一是设计人员普遍缺乏较深厚的园林植物专业素养，另外就是相关基础研究明显不足，特别是缺乏有关园林植物生长数据，成为园林植物群落科学设计的关键制约。在美国，基本上每个州都有其绿化树种资源的开放式数据库，包括分类特征描述及其图片、生态习性与分布、开花时间与景观特点等，为科学绿化提供了良好的公共服务平台，值得借鉴。
5 结 语
植物学论文篇6
早期的研究中以植物内生菌为题报道的绝大部分都是非豆科植物根系内分离到的固氮根瘤菌Frankia属细菌，宿主植物主要有四川桤木(Alnuscermastogyne)、木麻黄(Casuarinasp)、沙棘(Hippophaesp.)、赤场(Alnussp.)、杨梅(Myricasp.)和胡颓子(Elaeagnussp.)等。此外还有百合科(Liliaceae)百合(Liliumsp.)细胞中的内生菌研究。篇名中第一次出现内生细菌的原著论文是1996年中国农业大学刘云霞等关于水稻内生细菌巨大芽孢杆菌(Bacillusmegaterium)在水稻内分布的研究[5]，以及吴加志等关于Enterobacter，Pseudomonas和Bacillus三属植物内生细菌在植物病害生物防治潜力方面的研究[6]。受国外植物内生细菌研究的影响，作为植物病害的生防因子，我国棉花、水稻、马铃薯等作物的内生细菌首先受到了关注。我国首次正面研究内生真菌的是已故南京农业大学终身教授李扬汉关于麦田有毒杂草毒麦(Loliumtemulentum)中的内生真菌的观察[4]，此后我国内生真菌的研究沉寂了约10年。邱德有等关于红豆杉内生真菌的先驱性研究开启我国药用植物内生真菌研究的火热时代[3,7-9]。目前，关于药物开发指向的植物内生微生物及其所产生理活性物质研究，在我国遍及以药用植物和农用植物为主的数十科野生植物和农作物，连年产出百余篇原著论文和十余篇文献综述(图1)。按现在的趋势，我国年度发表植物内生真菌相关原著论文将很快会超过两百，研究的热潮有增无减，成为植物内生微生物研究中最活跃的领域。植物内生真菌的另一个重要内容——禾本科植物麦角类内生真菌的研究则到甘肃草原生态研究所南志标从新西兰留学回来后才真正兴起。南志标先生回国后在甘肃省自然科学基金和国家人事部归国留学人员科研启动资金的资助下，利用执行联合国粮食计划署2817项目咨询任务时从新疆阿勒泰地区采集到的野生植物样品，首次检测到我国产布顿大麦草(Hordeumbugdanii)中含有内生真菌，并指出了内生真菌的植株能促使宿主植物总生物量、干物质产量、根重以及分蘖数均有所增加。同时也发现，甘肃省的中华羊茅、紫羊茅和部分雀麦属植物中不同程度的含有内生菌[10-11]。同时，在美国牧草种子公司的资助下，新疆草原研究所的李宝军等利用新疆种质资源库的11种牧草种子进行了内生真菌的检测，发现醉马草种子中含有内生真菌[12]。进入21世纪后，关于禾本科植物内生菌的研究有兰州大学的南志标/李春杰课题组、南开大学的高玉葆/任安芝课题组以及南京农业大学的王志伟/纪燕玲课题组等开展持续性的研究。
2植物内生微生物研究的基本特点
首先应该指出，国际国内植物内生微生物研究最大的特点是其范围之大、涉及微生物的种类之多样、功能之繁杂、潜力之广阔。据现行学术界通用的概念和范畴，只要是有机会在植物体内出现的微生物，几乎无所不包含在植物内生微生物的范畴之内[13-15]。这个特征决定了植物内生微生物的研究领域是广阔的，所涉及的学科除生物科学类各基础学科外，还有农学和林学类各基础学科、药物化学、医学、生物工程、食品保藏与加工等多方面的学科。因此，植物内生微生物的研究适合多领域共同协作，在视角和概念运用等方面出现多元化也是很自然的。第二，植物内生微生物基本功能是多层次的。最基本的层次是微生物本身的显。这种功能以微生物的分离物为基础、在人工培养时即得以表达，可通过人工培养以及人工发酵进行研究、挖掘和改良，我国这方面的研究报告最多[16-18]。第二层次是微生物和宿主植物形成共生体(Symbiota)所表现出来的功能。就像绝大多数产毒素的冷季型禾本科植物与其Epichloae类内生真菌的共生体那样，这种毒素的生产和积累的功能不是植物或微生物单独所具有的，或者单独能达到的强度和高度，只有通过宿主植物和内生微生物形成共生体后才体现出来[19-21]。第三层次是内生微生物/宿主植物共生体在不同环境中所表达出来的不同功能或不同程度。上述产毒Epichloae类内生真菌和其宿主植物的共生体也不是在任何时候、任何环境中都能生产和积累毒素，在某种特定的环境条件下生产毒素(多)，在另外的条件下则少生产或根本不生产毒素[19,22]。植物生长环境直接介入微生物和宿主植物共生体的生物学特性的表达。这一现象十分符合植物和微生物相互作用的基本规律，可能对利用植物内生微生物的生理活性物质进行生物制药研究和开发的科研人员也会有积极的启发。第三，植物内生微生物给人类带来的影响不全是有益的，有时也会出现有害的一面。从文献的描述来看，这一点在我国目前仅在少数研究中引起了注意。黑麦草内生真菌、苇状羊茅内生真菌、疯草内生真菌等该宿主植物带来的毒素生产和积累则是最突出的例子。无论是产毒的禾本科植物内生真菌还是疯草内生真菌，已经被人们发现的这些有害事例已经给社会造成了巨大的损失[19,23]。另外，虽然没有出现鹅观草致毒的报道，但从其中的内生真菌中也检测到了一些毒素生产基因(王志伟等，未发表)。因此，我们有必要对植物内生微生物给人类带来有害影响也给以足够的关注。同样，我们固然可以期望植物内生微生物给宿主植物带来或加强抗菌作用(Antagonism)、化感作用(Allelopathy)等抑制其它生物生长和发育的功能，在植物抗病、抑制杂草等方面起到一定的正面作用。但另一方面，这些作用是否会导致区域内生物多样性的降低[24-25]，产生新的生态问题？这些都需要今后去认真评价。第四，植物内生微生物的功能一部分可通过生物学/生物化学的特征表现出来，另有一部分功能必须通过生态学的方法才能加以研究和利用。新西兰在飞机场及其周边大规模种植产毒素Epichloae类内生真菌和其宿主植物共生体，以此驱避在机场聚集的鸟类(JohnCuradus，私人通信)。这是通过生态学的方法对植物内生微生物的功能加以利用的一个代表性事例。在我国，利用植物内生微生物进行植物病虫害的生物防治也是这类事例中的典型[25-27]。在这些情况下，内生微生物和其宿主植物的共生体特征的稳定表达就十分重要。一般来说，植物内生微生物作为药用微生物利用时，微生物本身相对重要一些，而作为农用资源或环境修复手段加以利用时，共生体的特征则往往更加重要。
3我植物内生微生物研究的发展和特点
进入21世纪，特别是近10年来，我国植物内生微生物的研究发展迅猛。据最保守统计，在我国发行杂志上由我国科研人员发表的植物内生微生物的论文(篇名中含有“内生菌”、“内生细菌”或“内生真菌”字样的论文)在2008年以后每年都超过200篇，2013年论文总数已逼近300(图1)。考虑篇名中没有体现出来的论文以及在国外发表的论文，我国科研人员近年来发表的植物内生微生物研究的论文大约每年可达400篇以上。研究领域也全面开花，基本形成了4大板块、24个分支的局面(表1)。至此，我国已形成了一支队伍庞大、成果丰硕的科研力量，在国际植物内生微生物研究中占有十分显要的地位。从整体趋势来看，我国植物内生微生物研究的特点可概括为“四多四少”。资源探索多、分离培养多、活性检测和生物功能研究多，基础性前期工作多；方法研究少、涉及林木少、与宿主的关联少、实际应用少。特别是以药物开发为目的的资源探索性研究报告最多，以抗菌、抗肿瘤等指标为主的药物开发指向的论文大量出现，形成了我国植物内生微生物研究中最耀眼的亮点[17,28-29]。植物内生微生物研究以生理活性检测以及活性物质探索为主要范式(Paradigm)之一，思路清晰易懂、方法简单、实施容易，是研究生训练的好材料。关注我国植物内生微生物论文数量的上升时机，也不难发现其上升趋势和研究生毕业数量的上升基本同步(图1)。从论文数量整体来看，从20世纪末开始我国科研人员在本国的科学杂志上(中国学术期刊网络出版总库收录部分，1979-2013年)，植物内生微生物的研究有了飞速的发展。在21世纪的第一个10年中，我国关于植物内生微生物研究的突飞猛进，论文数量从2000年的14篇增加到2010年的257篇，翻了18.4倍(图1)；研究对象也从Frankia等非共生固氮根瘤菌为主、加上几个关于红豆杉内的紫杉醇生产菌以及冷季型禾本科植物中的麦角菌类真菌等零星报道，发展到包括草本、木本、单子叶、双子叶以及蕨类等数十科近百属植物中的微生物；研究方向也增加到包括医药、农业、环境、食品等多个领域(表1)。最近几年来，植物内生微生物相关的论文数量继续增加、研究范围继续扩大，形成了我国微生物学研究中发展最快、研究人员增长和人才积累最快、研究范围扩大最快的领域。在这个领域中，显示各种生理活性、具有潜在的药物开发价值的植物内生真菌以及它们所生产的生理活性物质不断出现，具有抗病虫害活性的内生微生物菌株也大量积累，新的微生物物种被相继提出，并不断开发出重金属抗性增强、难降解化合物的分解等新的应用功能。同时，通过参与植物内生微生物研究而得到基本科学训练的年轻学者也大量进入社会，我国植物内生微生物的研究蕴含着巨大的发展潜力。但是，我国植物微生物研究发展不平衡。在我国的期刊上发表的研究报告主要集中在医药方向和农业方向，尤其是以生物医药开发为目标的药用植物内生微生物的论文数量尤为突出[17,28-29]。而在大尺度生态学中十分重要的天然林木以及草原野草中的内生微生物则报道相对较少[12,30-33]。在研究程度上也存在着“初步研究多、深入追究少”的特点。在生物活性和活性物质研究方面，分离和初步鉴定多、周密的分类鉴定少，活性菌株的初级筛选多、达到或接近可应用水平的筛选少，活性检测和物质初步提纯多、化合物纯化与鉴定少，发展到后期应用的事例则寥寥无几，有关生理活性物质生产的基因及其调控的研究则更少[17,29]。在生态学研究方面，也存在微生物的群落结构、生态分布、生活史研究、培养条件的优化等都比较少的倾向[33-36]。此外，微生物的分离技术、培养技术、微生物的消除技术、接种技术等开发还相对薄弱。考虑这些内生微生物的农业应用，能将植物内生微生物进行工具化的上述操作技术也有待于今后进一步开发。因此，我国的植物内生微生物研究的质量进一步提高、应用面继续扩大、实用性大幅度增加的空间依然很大。
4我植物内生微生物研究的成
4.1医药指向的研究
1993年，Strobel等发表了关于红豆杉内生真菌合成紫杉醇这一发现，在国际上形成了药用植物内生微生物开发的范式。受此范式影响，我国医药指向的植物内生微生物研究以药用植物为材料居多，尤以红豆杉类植物、红树类植物、鬼臼类植物、石斛等兰科植物以及银杏等植物较为常见。红豆杉属(Taxus)植物主要有短叶红豆杉(Taxusbrevifolia)、红豆杉(T.wallachiana)、南方红豆杉(T.chinensisvar.mairei)、云南红豆杉(T.yunnanensis)、东北红豆杉(T.suspidata)等，我国微生物学工作者从中分离得到了紫杉霉属(Taxomyces)、镰孢霉属(Fusarium)、链格孢属(Alternaria)、拟盘多毛孢属(Pestalotiopsis)、曲霉属(Aspergillus)等植物内生真菌和内生细菌。从这些微生物中又分别检测到了抗肿瘤、抗氧化、抗动物病原物、抗病原媒介物、抑制特定酶活性等生物活性，分离到了生物碱类、苯丙素、萜类、醌类、脂类、酮类、酚类、有机酸类、甾体类等活性化合物及其衍生物，其中关于紫杉醇生产的研究报告最多[17,28-29,37-38]。常用的红树类植物主要包括生长在包括港澳地区在内的华南沿海的红海榄(Rhizophorastylosa)、秋茄(Kandeliacandel)、木榄(Bruguieragymnorrhiza)、桐花树(Aegicerascorniculatum)、白骨壤(Auicenniamarina)、海漆(Excoecariaagallocha)等。我国微生物学工作者从中分离得到了链格孢属(Alternaria)、曲霉属(Aspergillus)、芽枝霉属(Cladosporium)、镰孢霉属(Fusarium)、拟青霉属(Paecelomyces)、拟盘多毛孢属(Pestalotiopsis)、青霉(Penicillium)、茎点霉(Phoma)、叶点霉(Phyllosticta)、木霉(Trichoderma)、芽孢杆菌属(Bacillus)等植物内生真菌和内生细菌[39-41]。从这些微生物中又分别检测到了抗菌、抗肿瘤、抗氧化等活性，分离到了肽类、多糖类、尿囊素、异香豆素等活性化合物[37,40-42]。小柴科的桃儿七(Sinopodophyllumhexandrum)、八角莲(Dysasmaversipellis)、南方山荷叶(Diphylleiasinensia)等鬼臼类(Podophylloideae)植物内生微生物中有些菌株能合成具有抗肿瘤活性的鬼臼毒素(Podophyllotoxin)；银杏(Ginkgobiloba)的内生微生物中有些具有明显的抗氧化作用；夹竹桃科的长春花(Catharanthusroseus)的内生微生物中，镰孢霉属(Fusarium)真菌等有些能合成具有明显的抗癌作用的长春新碱(Vincristine)；天麻(Gastrodiaelata)、石斛类植物(Dendrobiumspp.)等兰科(Orchidaceae)植物中的密环菌属(Armillaria)、角担菌属(Ceratobasidium)、皮伞菌属(Marasmius)、镰孢霉属(Fusarium)、丝核菌属(Rhizoctonia)等内生真菌也生产多种生理活性物质，获得了高度的关注[17,29,37]。关于药用植物的内生微生物及其药物指向的生理活性物质的研究在我国如火如荼，从各个角度总结出来的综述也层出不穷[9,37,43-44]，在此不一一赘述。但是王剑文，谭仁祥等提出的利用内生菌寡糖诱导黄花蒿(Artemisiaannua)发根(Hairyroot)合成青蒿素(Artemisinin)的研究提示了植物内生微生物利用的一个新方向[45]，提示了植物内生微生物的作用并非一定要以微生物为主的思路，唤起我们对内生菌和宿主两者的相互作用的关注，值得借鉴。
4.2涉农的植物内生微生物研究
涉农的植物内生微生物研究在我国以农作物以及部分药用植物为材料的居多，包括醉马草、羽茅、鹅观草等冷季型禾草，水稻、小麦、玉米等重要粮食作物，番茄、油菜、棉花、辣椒、香蕉、哈密瓜等，其中重要经济作物体内的内生微生物是关注的焦点。对这些重要农作物体内微生物研究的主要指向为植物病害的生物控制、植物生长发育的促进和抗逆性的提高[26,46-49]，此外也兼顾了一些为生物制药服务的药物筛选等目的。有些植物内生微生物能产生植物激素、抗菌物质、杀虫物质、昆虫拒食物质等[19,25,50]，更多的生理活性和抗病虫害功能的机理尚不清楚[24,27,51-53]。涉农的植物内生微生物研究还可为植物育种服务。冷季型禾本科植物的麦角菌类内生真菌(Clavicipitaleangrassendophytes)大部依赖于活体植物生存，并随宿主植物种子进行垂直传播，因此可作为育种手段加以应用[21,54]。十多年来，南开大学高玉葆/任安芝课题组以多年生黑麦草、羽茅等植物为材料研究了内生真菌对宿主植物抗旱、耐盐碱、重金属抗性等性能的影响，提示了内生真菌在提高宿主植物抗逆性方面的潜力[55-57]。近年来，还有两类农业指向的植物内生微生物值得关注。
植物学论文篇7
为了改变这种现状,近年来,笔者特别注重对室外实习教学方法进行有益探索与实践,从灌输式实习转向互动式实习,由教师全程指导式实习向教师辅导与学生独力能力培养相结合式实习过渡,将讲述法、比较法、自学法、直观法、综合法、启发式、讨论式、探究式、专题式、多媒体课件、自制录像片放映等多种教学方法进行综合应用,在推进素质教育,促进学生全面发展,提高教育质量等方面取得了显着效果。在此仅例举4种教学效果比较显着的方法供同行参考。
一、自主学习分组讨论法
此方法是在指导老师的引导下,以学生自主学习为主,在小组充分讨论、分析的基础上,把个人自学、小组交流讨论、教师指点等有机地结合在一起,最后进行归纳总结的方法。自主学习分组讨论法倡导学生探究学习,合作研究,不仅能激发学生参与学习、乐于学习的兴趣和动机,而且能满足学生的求知欲、成功欲和表现欲,促进学生自主学习能力和创新精神的培养。首先,教师会把很多有关植物实习的内容纳入到单独开设的植物学实验中,这样做不仅丰富了综合性和探索性实验内容,更是为室外实习做好了前期准备工作。同样在理论课教学计划安排上,凡涉及室外实习的理论,都在实习前讲授完。教师可在植物分类实验课中讲解有关实习的基础知识,如植物标本的采集和压制、检索表等工具书的使用、相关科技文献的检索和论文的撰写方式与格式要求等,培养学生熟练运用检索表能力和科技论文的撰写方法。其次,针对室外实习,教师尽可能提前一个月布置预实习内容,使学生有充分的时间进行自主学习,分组讨论,积累与室外实习相关的论文图片等资料。学生8人一组,以小组为单位建立本组人员所认植物档案。要求学生每人要积累200~250种植物的原始材料,实习基地一般在哈尔滨帽儿山或大庆校园附近。由组长负责组织充分讨论,之后由小组整理出一份植物目录,并制作一份电子文档或图文并茂的ppt提交给老师。再次,预实习过程中,老师会指导学生如何利用互联网资源、图书馆植物图谱、图鉴、植物名录、植物志等工具书及植物图片信息数据库等网址文献资源,通过学生实习前的预习、自主学习和分组讨论,真正激发了学生的学习热情,加强了学生对实习地点植物的知识与资料储备,为提高实习效果提供了保证。
二、启发式教学法
根据“植物学”室外实习教学方式开放性、教学内容复杂性及植物种类多样性的特点,笔者采用了以指导老师适当的提示和启发为特征的启发式教学法并将其贯穿于植物实习始终。此法促使学生主动参与教学过程,突出学生的主体地位,有利于学生实践能力和创新能力的培养。教师先对所观察的植物做一些必要的提示,指导学生亲身体验这些特征的认识过程,通过观其叶花果的形态、表皮附属物、用手揉嗅气味、撕裂是否有乳汁、甚至口尝微量等方法进行自主观察,启发学生将自身体验到的结果与所学过的理论联系起来,把植物的形态特征与科的识别要点联系起来,由学生自己确定被观察植物的科、属,再通过查阅《黑龙江植物检索表》,正确鉴定出植物的种名。如:观察白花碎米荠、垂果南芥时,提示学生先观察其外部特征,从而发现它们叶片互生、花白色、十字形花冠、四强雄蕊、长角果,有了这些特征,学生就能很自然地确定他们属于十字花科;再如:观察白屈菜、荷青花时,先提示学生观察撕裂的茎叶是否有有色乳汁,再观察其叶是否互生、羽状全裂、聚伞花序、花瓣四枚、鲜黄色、蒴果,有了这些特征,学生很快就联想到了罂粟科,再通过检索表的查询,全株含血红色汁液的是荷青花,全株含黄色汁液的是白屈菜。通过这种教学,教授学生观察、用术语描述植物的基本方法,培养学生利用工具书鉴定植物的基本技能。
三、研究性教学法
研究性教学法是指学生在教师的指导下选定研究专题,用科学研究的方式,主动地获取知识、应用知识、解决问题的教学模式。这种模式对于激发学生的学习兴趣,培养学生的创新意识与适应能力具有积极的作用。研究性教学方法中,教师的主要工作首先是设计“问题”,然后是激发学生去思考、设计、总结和报告,工作由学生自主自觉完成。学生以学习小组为单位从教师提供的源于实际的问题入手,通过查阅相关资料,设计和调整工作计划,组织讨论会,最后以书面报告和口头报告的形式完成工作任务。我们在植物实习中减少验证性实习内容的做法,充分体现研究性实习的特点。研究性实习是充分重视科学问题的答案的 不明确性、不确定性和未知性。在不提倡具体的科学的答案的前提下,由学生通过植物学的思维过程来探索寻求出科学问题的答案而进行的实习,从而使学生在对科学产生兴趣的基础上形成科学的思维方式,并有助于学生科研能力的提高。在每小组都有研究题目的前提下由小组同学根据研究计划和预实习期所查阅的文献资料,采集相关的数据资料,为实习后期实习报告和论文的撰写积累素材。在这一过程中学生们既锻炼了室外调查的能力,又取得了可信的科研成果。
四、多媒体网络教学法
室外实习时间短、内容繁多,使其很难达到理想的实习效果。在这种情况下,应用现代教学技术改进实习教学方法,调动学生积极性,让学生独立自主学习,成为提高室外实习教学效果的重要途径。为方便学生的自主性学习,充分发挥网络的传播优势,该网络教学系统内容包括实习教学文件和实习教学课件,学生可以在线浏览和下载,对实习的目的、内容、安排及实习成绩评定的方式等内容有足够的了解,并最终完成实习任务。我们建立了实习地植物图片资源库,供学生查询和浏览。同时制作了典型科种植物视频教学片50多个,供学生在网上进行点播。通过全面调动学生的视觉、听觉等感官,达到学生亲临现场实习的效果;通过回放来巩固学过的知识和实习技能。教师通过网址链接的形式将工具书、有关文献及其他相关网站的资源作为植物学实习资源给学生,大大提高了教学效果。
植物学论文篇8
关键词：园林；植物群落；设计
中图分类号：K928文献标识码： A 文章编号：
风景园林作为一个多学科交叉的技术领域，在近几年更是呈现出多学科相互渗透的趋势，生态理论的传播、强化使生态学在园林建设中的地位提高。园林植物群落的建设理论和实践便可以有效地提高园林设计和建设中的科学性，使其在园林建设中发挥重要影响力。
园林植物群落的概念
园林植物群落的概念最早出现在群落的形成，人们根据植物不同的生活特性，将植物结合审美需求进行搭配，最终形成园林植物群落。与生物学上的群落定义类似，我们可以简单地把园林植物群落定义为，在一定的园林绿地范围内，拥有特定的植物群落生态学涵义，能够满足不同视角的植物生态学要求的多种植物的总和。
园林植物群落的形成过程需要人工机制和多种目标相互协调共同完成。它的起始源头可以追溯到20世纪中叶兴起的植物群落性质的个体论观点得到广泛支持，这种观点在一定程度上加速了植物群落的概念被应用到人工营建植被的步伐，尤其在园林的绿地建设中植物群落的概念应用的格外广泛。随着城市建设的不断发展，园林植物群落在近年来发展迅速，但即便如此，对于有关园林植物群落概念的内涵与外延也是不可忽视的。对于有关园林植物群落概念的内涵与外延，我们仍然停滞不前，缺乏进一步的针对性讨论。
在园林植物群落的应用过程中，对于植物群落的自然特征没有必要完全满足，但是在考虑实际应用过程中的作用时，园林植物群落的概念就需要充分讨论。在应用概念时要避免盲目性和随意性，要从生态学意义和生态学视角去审视园林植物群落的概念。由于园林植物群落概念及其应用在园林植物群落的研究、实践过程中占有极为重要的地位，因此，在应用园林植物群落这一概念时，对于其合理性、准确性和科学性要格外重视。
植物群落在园林中的应用问题
2.1园林植物群落的鉴定
植物群落生态学研究中，园林植物群落的鉴定问题一直困扰着园林设计者。然而，园林植物群落的鉴定对园林设计有着不可忽视的作用，所以即使存在难度，也要尽力克服。
根据自然群落的发育过程、群落地貌特征以及不同的环境特性，具备一定经验的研究人员能够客观地对园林植物群落进行分析鉴定。但是就我国目前的情况来看，具备一定专业素养与实践经验的研究人员很少，这样的人才缺失直接导致了我国园林植物群落鉴定水平低，这对于而后的园林建设极为不利。
一般的，根据空间地带性规律、地形、地貌、土壤等环境异质性形成的自然边界，可以较为容易地被研究员鉴定出来，但是对于人工构建的空间，因为退化甚至高度破碎化的环境使得边界无法清晰地看出来，如果想要确定研究对象的类型、结构以及外貌特征等方面，就存在一定的难度，难以实现。因为环境的限定，生态学研究方法不能轻易地应用到园林植物群落的鉴定中，这也是当前园林植物群落研究中迫切需要完善的问题之一。
2.2与园林植物群落概念相悖
园林群落概念在近几年得到广泛的扩展应用，群落个体论为园林植物配置的技术应用提供了更多的可能性，但随之而来的是与园林植物群落概念相悖的问题。在园林植物群落概念应用实践的过程中，设计者往往会有意或无意间过多地追求群落概念的内容实践，对植物种间关系的整体性格外重视，将其视为植物群落概念在园林设计中的根本价值，这就是舍本逐末的问题。
植物群落的性质决定了植物与植物、植物与环境之间的整体性关系并没有很大的差异，可以说，植物群落的根本差异是群落内部的种间关系。过分地强调园林植物群落中植物种间的整体性，就会只重视群落间的依附性，但事实上，植物群落内的植物种间关系更普遍的是零相关或弱相关。因此，在对植物群落概念实践应用时，要更多地考虑植物与植物、植物与环境间的相互作用，尤其是园林植物群落，在保证设计达到一定的自然属性外，更应该注重园林的艺术性。
园林植物群落的设计探讨
3.1植物群落的分析鉴定
科学进行园林建设的必要前提是对园林植物群落的分析鉴定。在许多情况下，生态学的研究手段无法满足自然植物群落的分析鉴定，这时候就需要选择具有明显边界的斑块作为调查对象，其次，选择合适的统计方法，在对象与统计方法都明确的前提下，对面积规模进行分级鉴定，这样便可以减少在植物群落分析鉴定的过程中的风险，将风险程度降到最低。
3.2制定合理的技术定位
合理的技术定位对于园林建设有着至关重要的作用，因此，在园林建设中要对植物群落进行合理的技术定位。任何的园林植物群落设计，都是以群落生态学原理为基础，将群落结构的功能关系放在植物配置的首位。
在定位时要注意的是不能忽视艺术性，完美的植物景观，必须具备科学性与艺术性，只有这两方面高度统一，才能满足植物与环境在生态适应上的统一，在人们欣赏时发现园林的意境美。
3.3将植物群落的设计内容细化
园林植物配置包括植物间的相互配置，以及园林植物与其他园林设施的相互配置。这就需要设计者再设计时充分考虑植物种类以及植物群落的造型所构建出的平面立体构图。
在植物群落配置时，设计者要以植物间的相互配置作为主体，首先要将园林植物依照其观赏特性、叶子颜色进行分类，从平面、树丛疏密度、色彩、立体等不同方面设计植物的艺术构图和风格，从而形成独特的具有地域特色园林植物配置理论。当然，对于园林植物配置的技术内容不能孤立于设计要求，在具体的建设过程中，一定要重视实际的环境背景，要从群落生态学角度，深化、细化设计的内容。设计者要高度重视环境对园林植物群落构建的影响，只有这样细致的设计与实际结合，才能实现植物群落在园林设计中的价值，才能增添园林观赏的美观度，才能给人以美的享受。
结语
植物群落作为园林建设的重要载体，科学合理的应用可以有效地推动园林建设的完善。园林植物群落的建设理论和实践的快速发展可以推动我国的城市化进程，而生态理论学理论的融入也必将成为园林规划建设的发展方向。园林设计者需要推动园林植物群落设计的深入与完善，使多学科的技术内容融入园林植物群落设计，从而提高园林设计的整体水平。
参考文献
[1] 陈长林，陆晓勤.咸阳古渡公园规划简介[J].长安大学学报：建筑与环境科学版，1991，2(3)：102-106.
[2] 储亦婷，杨学军，唐东芹.从群落生活型结构探讨近自然植物景观设计[J].上海交通大学学报：农业科学版，2004，22(2)：176-180