人类遗传学研究方法范文

时间:2023-11-13 11:21:54

人类遗传学研究方法

人类遗传学研究方法篇1

摘要人格的行为遗传学研究,是以研究遗传和环境的差异来解释人格的个体差异的程度为目的,为探讨遗传和环境在个体发展中的作用提供了新的研究途径。该文以天性和教养为突破口,紧紧围绕行为遗传学在人格研究领域的发展脉络:遗传力、环境、特定基因的研究,进一步探讨在个体人格发展过程中遗传和环境的交互作用的关系。

关键词行为遗传学,人格,遗传,环境,基因。

分类号B848

1引言

行为遗传学是在遗传学、心理学、行为学和医学等学科发展基础上形成的一门交叉学科。它是以解释人类复杂的行为现象的遗传机制为其研究目标,探讨行为的起源,基因对人类行为发展的影响,以及在行为形成过程中遗传和环境之间的交互作用[1]。目前,人格的行为遗传学研究比较盛行。人格的行为遗传学研究的目的就是在分析人格特质的个体差异时,能够说明在何种程度上用遗传和环境的差异来解释人格差异。

人格的行为遗传学是研究个体差异的生物基础,即研究每一个人所遗传的特定的基因组合怎样使其在后天具有表现型的个体差异。所谓的表现型是指可以直接观察到的个体的行为和生理特征;与其相对的概念就是基因型,它是指个体或群体通过生命繁衍继承下来的遗传特征。行为遗传学假定个体的表现型差异主要来源于遗传和环境两方面的影响[2]。具体来说,人格的行为遗传学强调研究每一个体从亲代遗传中继承的一系列不同的基因,鉴别对人格产生重要影响的特定遗传因子,探讨这些基因的特定组合怎样影响着个体的气质、人格和心理健康。人格的行为遗传学研究,除了证明遗传因素的重要作用外,还为说明环境的作用提供了最有力的证据,因为,环境和经验也影响着个性特质从基因型到表现型的实现过程。换句话说,人格的行为遗传学研究既证实了“人格是由遗传和环境决定”的观点,同时,又为解决遗传和环境决定论之间的矛盾冲突提供了新途径。

目前,行为的遗传学研究主要采用遗传力、共享与非共享环境、基因与环境交互作用的研究思路,探讨天性与教养(即遗传与环境)在人格形成中的作用,揭示行为遗传学在人格研究领域中的发展趋势。

2人格的行为遗传学研究趋势及其发展

20世纪70年代席卷行为遗传学研究的争议已经消退,80年代特别是90年代以来,行为科学越来越接受遗传影响这一观点,表现为越来越多的行为遗传学的文章出现在主流行为学杂志和研究领域中。这是行为遗传学在现代行为科学中极大的转变。行为遗传学是研究行为遗传的,人格的行为遗传学的早期研究就是通过遗传力、环境来比较双生子和收养研究,寻找遗传和环境影响人格差异的证据。目前的研究试图发现并确定使行为和心理特质具有遗传性的特殊基因。

2.1人格的遗传力研究

遗传力是一个描述遗传影响程度的统计值,指观测到的(表现型的)变异中能被遗传变异解释的百分比。它是衡量遗传在多大程度上能解释心理特质差异的指标,也就是说,某一群体或个体的表现型差异能够归因于遗传差异的比例。由于同卵双生子有100%相同的遗传物质,异卵双生子有50%相同的遗传物质,而养子与养父母之间没有相同的遗传物质,因此,人格的遗传力研究以 双生子与养子为研究对象,来比较人格的个体差异中能够用遗传差异解释的比例。这类研究采用人格自陈问卷或其它测量手段,外向性与神经质是在此类研究中被测量得最多的两种特质[3]。

基于人格自陈量表及其他测量手段的研究都表明,双生子人格有中等程度的遗传力。在一项对24000对涉及五个国家的儿童双生子研究中,同卵双生子与异卵双生子在外向性上的平均相关分别为0.51和0.18,在神经质上的平均相关分别为0.46和0.20。根据遗传作用的加法式模型,将同卵与异卵双生子相关系数的差值乘以2,分别得出外向性的遗传力为62%,神经质的遗传力为52%。许多人格量表的研究结果表明,除外向性与神经质之外的其他特质上,同卵双生子的相关也总是大于异卵双生子[4]。一项以近1000对德国和波兰成年双生子的研究比较了自陈问卷与同伴评定法在大五因素上的得分情况。其中,每个双生子的人格都由两名同伴对其进行他评。结果发现,同伴评定的平均相关为0.61,表明一致性信度较高。同伴评定与自我评定分数之间的平均相关为0.55,说明自我评价具有中等的效度。有研究已证明,自评得分与其他研究基本相同[5]。

与双生子研究相比,收养研究则表明,个体的人格发展受遗传作用的影响要小。双生子与收养研究结果的这种差异主要集中于两点:一种是相同的生活环境可能会增强同卵双生子之间的相似性,对分开抚养的同卵双生子的研究在一定程度上支持了这一假说。收养研究中低遗传力的另一种可能的解释是非加法遗传效应。所谓加法遗传效应指的是各种独立的遗传作用会“加在一起”影响某种人格特质,而非加法遗传效应则指的是它们之间的交互作用。无论遗传效应是否为加法,同卵双生子在各个方面都完全相同,但异卵双生子彼此之间在加法效应因子上只有50%的共同性,非加法遗传效应对他们及其他直系一代亲属彼此的相似性影响更小[5]。

人格的行为遗传学研究一直仅限于考察遗传因素在多大程度上会影响人格的个体差异。采用自陈问卷研究人格差异的结果表明,遗传因素对于人格差异具有重要影响,每一种人格特质在用自陈问卷测评时都表现出遗传的作用。因此,目前人格的行为遗传学研究已经超出遗传力的界限,其中一个重要的发展方向就是研究遗传与教养两者的关系,即从环境角度对人格进行考察。

2.2人格的环境研究

2.2.1人格的共享环境和非共享环境研究

双生子与收养研究表明,家庭成员之间具有某些相似性主要源于他们之间具有共同的遗传特征而非共同的家庭环境[6]。著名的行为遗传学家普洛明(R. Plomin)认为,家庭经验是很重要的,但是环境因素的影响是针对某一个子女,并不是被家庭成员所共享。也就是说,影响人格发展的环境对于同一家庭的成员来说并不比不同家庭的成员更为相同。普洛明提出了人格的共享环境和非共享环境[7]。共享环境指生活在同一家庭的子女在平均水平上所享有的相同环境,包括通常意义上的家庭背景(家庭社会经济地位、父母职业、受教养程度、等)、学校状况、共同伙伴、邻里情况、民族情况等。非共享环境则指子女在家庭内外获得的独特经验,来源于仅仅被一个子女经历的事件,可以分为系统影响和非系统影响[2]。系统的非共享环境包括家庭地位(出生顺序、性别差异)、子女间的相互作用、父母对某个子女的独特教养行为等家庭内的经验,以及独特的同伴经历、朋友、教师、运动、其他活动和兴趣、教育、职业经历、配偶、家庭生活等。非系统的非共享环境则往往无法预期,常见来源有意外事故、疾病、精神创伤等其他特异的经历。

共享家庭环境的影响可用遗传无法解释的相似性来估计,如收养子女之间的相似性。非共享环境的影响则用遗传和共享环境都无法解释的方差分量来表示,一起成长的同卵双生子之间的差异就代表了非共享环境的影响。研究发现:共享环境对人格的影响极小,平均只有5%变异可归因于共享环境,可归因于非共享环境的变异则有35%[2]。也就是说,非共享环境对人格特征的影响,使得生长在同一家庭的子女彼此不同。以普洛明为代表的一些学者非常强调非共享环境的作用,即强调后天教养及个体在家庭内外的独特经验对人格发展的重要作用[8]。因此,共享环境和非共享环境的提出,为研究者在环境中考察人格提供了新的视角。

目前,行为遗传学家正试图确定非共享环境的具体来源以及它们与心理特质之间的关系。研究者认为应从评估每个儿童所经历的特殊环境入手来确定具体的非共享环境因素,即采取特殊的环境测量方法。这类研究起步较晚,其中以一项名为“非共享环境与青少年发展”(nonshared environment and adolescent development,NEAD)的研究最为著名[9]。研究发现,非共享环境并不仅限于家庭环境。当人们开始步入社会时,家庭之外的环境更可能成为非共享环境。例如,工作环境、社会支持、离婚都可能成为非共享环境的根源。其他非系统性的因素,如意外事故、疾病等也会导致子女之间的差异。随着时间的发展,此类经历的微小差异也会逐渐积累并导致行为结果上的显著差异。

2.2.2环境的测量显示遗传对人格的影响

近年来,一些心理学家在对环境的测量中发现:基因变化发生在环境的测量之中,即环境因素也具有可遗传性。教养行为表现出遗传的影响有以下两方面的原因:父母的人格等遗传特征可能会反映在他们的教养行为中;教养行为也可能会反映子女人格方面的一些遗传特征。换句话说,环境测量所以会表现出遗传的作用是因为人们会部分地由于遗传的影响而形成其个人的生活经历。这种情况被称为“教养中的先天影响”。这种影响与遗传倾向密切相关,因而在人格的行为遗传学中被称为 “基因型―环境相关”[6]。基因型―环境的相关并非指独立于个体之外的环境受到遗传的影响,而是指个体卷入经验的程度或个体接受环境影响的程度具有一定的遗传性。遗传的影响是通过被其作用着的心理特质来传递的:遗传影响着个体的心理特质,心理特质影响着个体的环境。

基因型―环境相关的发展过程有三种类型:被动的(passive)、唤起的(evocative)和主动的(active)[10]。被动的基因型―环境相关是指,当父母和子女拥有相同的遗传倾向时,提供的环境会强化这一遗传倾向。例如经常参加文体活动并且又鼓励这种活动的父母倾向于抚养喜欢文体活动的孩子。因为,孩子不仅拥有鼓励其参加文体活动的抚养环境,而且遗传了父母倾向于对这种环境做出反应的基因。唤起的基因型―环境的相关指环境对个体受遗传影响的行为所做出的反应。例如,积极的婴儿比忧郁的、消极的婴儿受到更多的注意和社会性刺激。主动的基因型―环境的相关是指个体选择能够强化自己遗传倾向的环境和伙伴的程度。例如,一个具有社交性基因的儿童愿意参加社交活动,并会选择具有社交性儿童作为伙伴。所以,不同基因类型的人会为他们自己选择不同的环境,这些环境对他们将来的个性、社会性发展有很大的影响。以上事实表明,当个体有能力选择自己的环境时,具有不同遗传基因的个体就会寻求、改变和创造不同的环境,即遗传因素会影响个体对环境的选择和改造。

总之,人格的遗传力和环境的研究使我们认识到,遗传与环境在个体人格发展中的独特作用,但后来的行为遗传学研究更强调“非共享环境”对人格发展的重要而独特的影响,这恰恰是传统的人格研究中未能涉及的方面。

2.3人格的特定遗传基因研究

人格的行为遗传学在遗传力和环境的研究中,主要探讨的是遗传―特质―环境之间的关系。但是,近年来的研究却发现,基因的变化可能是导致人类个体差异的主要原因,也就是说,应该进一步探讨基因―特质―环境之间的关系。因此,当前的任务是通过确定与人格有关的特定基因,并通过基因与环境的交互作用来了解特定基因与人格特质之间的关系,即要确定遗传基因是如何对行为产生影响的。这就是人格的行为遗传学研究最激动人心的方向之一,即运用分子遗传技术来寻找影响人格的特定遗传基因[11]。人格基因的发现将使研究者可以直接地测量个体的遗传型,从而推进对人格作更深入的遗传学分析。

遗传基因对人格所起的影响可能涉及多基因,但它们对人格的影响幅度有差异。目前,研究者运用DNA标记来寻找与复杂人格特质有关的基因(这类基因被称为定量化特质点,quantitative trait loci,简称QTLs),这些标记位于与某种特质有关的基因内部或附近。研究的目的不是要找到负责某种特定人格特质的单个基因,而是要找到能够解释该特质中某些差异的多个基因。试图将某些基因特别是那些与具有生理作用的DNA标记有关的基因与人格联系起来的做法是很有道理的。行为遗传学家采用连锁研究(lingkage studies)和关联研究(association studies)的方法来寻找与特定行为或人格特质有关的基因。连锁研究采取从行为水平到基因水平的自上而下的方法,以携带某种疾病或性状的家系为研究对象,分析几代人的DNA样本,以确定对人格特质影响较大的基因。而关联研究(也称作QTLs分析)则是自下而上的方法,即从确定与某种行为特质可能有关的基因入手,观察具有或者不具有某种行为特质的两类人群携带该基因的情况,目的是确定这些有关的或可能的侯选基因与行为特征或人格特质之间的因果关系。相对于连锁研究,关联研究更能找出只有微弱作用的基因。但由于复杂行为的侯选基因数目较多,因此,要对所有的侯选基因的意义和作用进行判断也是一件复杂而艰巨的工作。最近有研究发现[12,13],儿童的行为与单胺氧化酶(MAOA)基因有较高的相关;而5-羟色胺转运体(5-HTT)基因和应激刺激的交互作用对抑郁具有影响。

人格特定遗传基因研究的进展使得我们可以预测,未来的人格研究者将能够利用DNA标记作为研究工具。人格特定遗传基因的研究不是去发现与人格有关的DNA标记,而是要利用DNA标记作为研究工具,对与人格有关的基因进行心理水平的分析。这样才能在探讨人格的因素结构、人格与精神病的关系以及归因问题时,考察特定基因与有关心理现象是否有关联。目前,在研究方法上,行为遗传学已从传统的家系研究、连锁与关联法开始向以动物(主要是与人类基因有99%相同的老鼠)和人类为被试的多基因数量性状位点分析、模式调试生物测定(biometric model fitting)、基因调控和基因工程等方面发展。这些新的技术与方法使得研究者能够直接在动物身上操纵基因、观察基因改变对其行为的影响,并进而推测人类行为的遗传基因。实际上,许多关于人类行为的遗传学研究结果都是基于对动物的研究,包括智力、新颖寻求、攻击、成瘾行为、抑郁和神经质等异常行为。

人格的特定基因研究涉及的范围很广,包括发展问题、多变量问题、遗传―环境相互作用的问题、伦理问题等。个体差异的发展问题回答了人格差异的起源以及人格随时间的变化和连续性等问题。多变量问题是研究多特质间的共同变异,包括人格特质彼此之间及内部的关系、基因与人格之间的生物机制、人格与心理病理学之间的联系等问题。寻找并确定与人格有关的基因就是探讨本性和教养(即基因与环境)在个体人格发展中的相互作用。虽然心理学家倾向于从心理社会因素的角度考察环境的作用,但我们肯定还可以从基因的角度来探讨它。不论结果如何,正像DNA双螺旋理论的创立者沃森所说的那样:我们的命运已不存在于我们的星座中,而是存在于我们的基因中[1]。

基因―环境的交互作用是指对经验敏感性上的遗传差异。它是心理病理学的素质―应激模型(diathesis-stress model)所提出的最一般的交互作用模式:具有某种遗传风险(素质)的个体对环境因素(应激)以及环境中的机会都非常敏感[10,14]。例如,有遗传问题的人受心理社会危险性影响的可能更大。但是,到目前为止,我们对特定基因与导致行为的环境应激源之间交互作用的了解还远不及对人与环境交互作用的了解。与复杂人格特质有关的基因能够提供关于遗传素质的信息,从而有助于我们对基因―环境之间的交互作用的判断与了解。

3结束语

人格的行为遗传学研究,为传统的人格研究提供了一个新的研究方向,也为人格的遗传与环境决定论提供了新的研究途径。虽然如此,在人格的行为遗传学研究中,遗传和环境的相关和交互作用如何、遗传怎样作用于人格发展,遗传对不同人格特质之间的相互影响有怎样的作用,怎样寻找影响人格的特定遗传基因,怎样认识这些基因,怎样揭示基因作用于人格的根本机制等,这些问题都是行为遗传学在未来人格研究中必须加以回答和解决的。

参考文献

1 白云静, 郑希耕, 葛小佳, 隋南. 行为遗传学:从宏观到微观的生命研究. 心理科学进展, 2005, 13(3): 305~313

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3 Plomin R. Environment and genes. American Psychologist, 1989, 44(2): 105~111

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5 黄希庭主译. 人格手册:理论与研究. 上海: 华东师范大学出版社, 2003

6 Plomin R, Colledge E. Genetics and psychology:Beyond heritability. European Psychologist, 2001, 6(4): 229~240

7 Plomin R, Asbury K, Dunn J. Why are children in the same family so different? nonshared environment a decade later. The Canadian Journal of Psychiatry, 2001, 46(3): 225~233

8 Plomin R, Spinth F M. Intelligence: Genetics, and genomics. Journal of Personality and Social Psychology, 2004, 86(1): 112~129

9 Pike A, Plomin R. A behavioural genetic perspective on close relationships. International Journal of Behavioral Development, 1997, 21(4): 647~667

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11 Plomin R. Behavioral genetics in the 21st century. International Journal of Behavioral Development, 2000, 24(1): 30~34

12 Caspi A, McClay J, Moffitt T E, et al. Role of genotype in the cycle of violence in maltreated children. Science, 2002, 297: 851~854

13 Caspi A, Sugden K, Moffitt T E, et al. Influence of life stress on depression: moderation by a polymorphism in the 5-HTT gene. Science, 2003, 301: 386~389

14 O′Connor T G, Caspi A, DeFries J C, et al. Genotype-environment interaction in children′s adjustment to parental separation. Journal of Child Psychology and Psychiatry, 2003, 44(6): 849~856

ON THE STUDY OF BEHAVIORAL GENETICS IN PERSONALITY

Zhang Lihua1,2, Song Fang2, Zou Qun2

(1 Research Center of Psychology and Behavior in Tianjin Normal University, Tianjin 300074; 2 School of Tian Jiabing Education,Liaoning Normal University,Dalian 116029)

Abstract

Study of behavioral genetics in personality is for the purpose of explaining the level of individual variances of personality, depending on investigating genotype-environment variances, and provides a new approach for interpreting the effects of genetic and environment on individual development. This paper began with nature and nurture, closely surrounding the stages by which behavioral genetics had development in the field of personality:heredity, environment, and specific genes research, exploring their interaction further between genetic and environment in the process of individual personality development.

人类遗传学研究方法篇2

关键词:创新型混合教学模式;自主性学习;研究性学习;遗传学;

作者简介:刘向东(1965-),男,农学院,博士,教授,博士研究生导师。研究方向:水稻生殖发育遗传和分子细胞学研究。

遗传学是生物科学中一门最具活力、发展最迅速的理论科学,对探索生命起源和本质,以及推动整个生物科学的发展起着巨大的作用,同时又是一门紧密联系生产实际的基础应用科学,对动植物新品种选育、良种繁育和遗传性疫病防治等都具有重要的指导作用。因此,该课程也就成为生物类、农学类和医学类学生最重要的专业基础课之一。国内外的相关大学都十分重视遗传学的教学工作,并做了大量卓有成效的工作,包括教材编写和教学方法改革等。就拿我国来讲,不同版本的遗传学教材不下10种,且多数是由遗传学的名家主编;教学方法的改革与新型教学模式也层出不穷。[1,2,3,4,5,6,7,8]华南农业大学是遗传学教学改革比较早的学校之一。从20世纪90年代至今,对农科类专业的遗传学教学方法进行过多种改革。归纳起来,主要是进行了四个阶段的四种改革:一是1997年至2001年间,改变原有单一粉笔教学的模式,利用电脑制作CAI课件,进行多媒体教学。从1997年开始编写基于PPT的CAI课件,1999年试用PPT的多媒体教学,2000年在农学类专业中全面推行以PPT为主的课堂教学,取得一定的成绩。遗传学课程的主讲教师刘向东也因此于2000年获得广东省“南粤优秀教师(讲坛新秀)”称号。二是进行“基于web-quest遗传学教改试验”,即“基于网上资源遗传学自主性学习教改试验”。于2001年至2003年间制作并完成了遗传学教改试验网站——《遗传学》网站,2003年成功地应用于教学,以后结合所获得的广东省教育厅“151工程”项目开展“基于web-quest遗传学教改试验”,取得良好的效果。[4]作为该项改革的原创性教学资源网站——《遗传学》网站于2007年获得第二届全国百佳网站(十佳学术类网站),其改革成果也于2008年1月获广东省教育厅“151工程”项目课程改革奖(三等奖)。2001年至2004年期间还开展遗传学综合性实验和双语教学。[3]三是2003年至2006年间开展研究性、探索性的教改试验。四是2006年至今在原来以单一或数种教改方法简单结合的基础上,提出较适合农科类学生的“创新型混合教学模式”遗传学教改试验。

一、“创新型混合教学模式”遗传学教改试验的教学理念和总体设计

进入21世纪后,随着信息技术的迅速发展及其在教学上的广泛应用,原有单一的多媒体教学已难以适应诸如遗传学等迅速发展学科的教学需要了。为此,国外提出“混合式学习”概念(Blending-Learning),[2]我国的浙江大学于2007年也提出“信息化环境下遗传学课程混合教学模式”。[2]“混合式学习”是把传统课堂教学的优势和利用信息技术学习(E-Learning)的优势相结合,从而达到发挥教师的引导作用、激发学生主动学习,以及培养学生能动性和创造性的目的。于2005年在农科类专业的遗传学教学中引入混合式学习的方式,2006年在农科类专业的遗传学教学中全面采用“混合教学模式”的教学方法,取得明显成效。2007年对该教学方法以及之前的教学改革方法进行全面的总结,提出适合华南农业大学农科类专业的遗传学教学的“创新型混合教学模式”遗传学教学改革法。该法的教学理念体现在创新和“混合”两个方面:创新要求教师在教学方法的改革上与时俱进,不断发展创新,发展主要体现在教师应该根据学生情况的发展进行教学改革,具体来讲,体现以人为本和科学改革;“混合”则要求教师在教学方法的采用上,不是采用单一的模式或几种简单方法的结合,而是灵活地应用多种教学方法,包括“基于web-quest(网上资源)自主性教与学”、研究性、探索性教学、教与学角色互换、综合性实验和双语教学等多种教学方法,并把这些方法整合成有机的整体,特别是“以问题为中心”的教法贯穿整个教学过程,形成适应不同年级和专业学生的教与学模式。

二、“创新型混合教学模式”遗传学教改试验的实施步骤

根据“创新型混合教学模式”遗传学教改试验的总体设计,主要按照六个步骤(方式)进行:

第一步。框架式引导教学。在介绍框架前,首先让学生了解什么是遗传学?遗传学研究什么?学习遗传学有什么用?然后介绍遗传学课程内容的框架,即包括哪些章节等。为了便于学生了解掌握,我们把遗传学分成7个单元,即:遗传学的细胞学基础,经典遗传学(即遗传学三大规律),细胞遗传学基础(即染色体结构和数目变异),微生物遗传学基础(细菌和病毒的遗传),分子遗传学基础(基因概念的发展、基因组结构特征、DNA分子标记及应用、基因组学、后基因组学和生物信息学基础),细胞质遗传学基础,数量和群体遗传学基础。这样,学生对遗传学的结构就有一个大概的了解,学习也就有了方向性。

第二步。教师以问题为中心,讲授课程重点内容。先是提出问题,然后着重介绍有关的重要名词、基本原理、实(试)验推导、解释、验证和应用等。比如在讲授孟德尔遗传规律时,先提出性状是如何遗传的问题,然后介绍孟德尔著名的遗传试验、所获的结果、结果假设、分析、解释和进行合乎性验证等,最后归纳为杂交试验、结果分析和验证三部曲等。对于一些发展较快的知识(领域),如分子遗传等适当地采用双语教学,要求学生掌握有关的英语名词,帮助他们能自己查阅一些有关的英文文献。

第三步。教与学角色的互换,引导学生进行主动性、自主性学习。具体做法是讲完每个单元,要求学生自己出试题考察学习效果,出题的形式不拘一格。学生所出的试题交给老师汇总后,选择其中的一些题目作为期中考试和期未考试试卷的部分内容。期中考试的题目全部选自学生自己出的题,考试采用三种方式:一是抽样混合试题,即每个学生出的题目抽1-2题,集中成一份试卷,全部学生参加考核;二是交换题目彼此考查,一个学生用另一个学生出的考题考核;三是自考,学生自己出题自己考。这种教与学角色互换的方法得到学生的充分肯定。调查发现,90%以上的学生认为自己出题比纯粹由教师出题难,学习效果更好,如果没有真正掌握有关的内容是出不了好题目的。通过出题使学生从被动学习转入主动学习,调动了学习的积极性,增加学习的兴趣,而且使学生善于提炼问题和进行举一反三的思考,拓宽了思路。当然为了让学生出好题,教师开始需要做一些引导,告诉他们出题的技巧。另外,也要鼓励他们出有创意(新)的题目,通过出创意(新)题目,不但可以培养学生的创新精神,在一定程度上也培养了其应变能力。为了更好地通过考试来培养学生的创新能力,我们对期末考试也进行了较大的改革,比如出一些让学生分析遗传学现象、总结和阐述遗传规律的主观性题目,培养其透过自然界的现象探寻生命的遗传本质的能力。

第四步。选择性开展Web-quest的自主性学习。根据之前改革已取得的经验,主要是选择近年来发展较快的一些遗传学内容(如基因工程等)开展基于Web-quest的自主性学习。基本做法是以已制作的《遗传学》网站为依托,按照以下的步骤进行:(1)教师引导学习,教授遗传学章(节)重点内容(框架);(2)学生利用《遗传学》网站进行网上自主学习和讨论;(3)教师提问;(4)教师讲解重要问题(包括疑难问题);(5)学生开展网上测试、延伸自主学习和论坛活动;(6)学生展示延伸学习的成果和体会;(7)教师总结。期间为了增加学生学习的积极性,在学生查阅文献时,如果找到一些有关遗传学最新进展和动态的资料,鼓励学生浓缩写成快讯在《遗传学》网站交流,使他们有成就感,进一步增加主动和自主学习的兴趣和积极性。

第五步。自愿性的研究性学习。主要采用三种方式:一是结合研究生的研究工作,选择一些与遗传学课程内容关系较密切的内容,让学生分组在研究生指导下开展小实验。比如,实验室每年都有多个研究生开展DNA分子标记研究,鼓励有兴趣的学生与研究生一起开展有关的实验,包括DNA提取、PCR扩增和电泳等。通过短期的研究,一方面加深学生对遗传学基本原理的理解,另一方面也培养学生的动手能力和应用知识的能力。由于这种方式所需的时间相对较短,结果容易得到,与一般的实验教学相比,前者较为灵活、有创意、成本相对较低,所以学生普遍较欢迎。二是采用通常的研究性教学,即让学生根据兴趣,分组选择一个与遗传学相关的研究小课题,独立组织和开展研究工作,应该说,这个方式效果很好,[9][10]但往往在遗传学上课期间难以完成,在一定程度上影响效果。三是结合毕业论文工作开展研究性的学习。[11]具体做法是在学习遗传学课程的主要内容后,在指导教师的引导下,让学生选择一个与遗传学内容有关的题目作为毕业论文。为了有效地进行此项的研究性学习,抓住两个关键问题:一是毕业论文开始的时间安排在遗传学课程修读期间。遗传学课程修读的时间一般是在大学三年级上学期,也把毕业论文开始时间安排在该学期,这样就可以让学生通过边学遗传学课程边发现与遗传学有关的问题。课程结束前,在教师的引导下,选择一个与遗传学知识有关,而学生本人又有兴趣的题目,开展毕业论文的研究工作。由于毕业论文一直要做到四年级下学期,历时2年时间,所以,可以深入开展一些与遗传学有关的研究工作。二是处理好遗传学主讲教师和毕业论文指导教师的关系。其中最佳方案遗传学主讲教师既是遗传学课程的教师,同时又是毕业论文的指导教师,这样不但可以达到研究性教学的目的,也可以保证毕业论文能顺利完成。如果两者不一致,就需要遗传学的主讲教师与毕业论文的指导教师进行协调商讨确定。为了更好地开展研究性学习,结合研究性同时开展相关的综合性实验。

第六步。采用融会贯通式、生动活泼的课程大总结。一是理论总结,通过以“可遗传变异的类型、创造方法、基本原理、应用和意义”为主脉把所有单元的内容有机联系在一起,形成该课程的系统性;另外是以“遗传与健康(疾病)”为专题讲座进行形象生动的总结,通过“遗传病”提出一条主线,把遗传学各章节的内容串在一起。二是实践总结,主要是利用我们拥有的部级重点学科作物遗传育种和广东省植物分子育种重点实验室的100多亩校内实验基地,在每学期课程学习结束后带学生到该基地进行参观和实习。由于该基地每年种植(早晚两季)的材料很丰富,包括有20多个野生稻种、2000多份不同类型的野生稻居群、各种突变体、杂种后代和特殊的遗传材料(如单片段代换系等)等,可以让学生对遗传学研究的物质实体和研究内容有较好的直观认识,并在实际中进行总结。比如,通过参观各种野生稻和栽培稻,让学生认识基因型与表现型的关系,以及遗传的多样性;通过观察各种分离世代的材料,让学生认识三大遗传规律;通过参观同源四倍体水稻,让学生认识染色体数目变异的遗传效应;通过参观水稻单片段代换系和分子标记辅助选择的后代,让学生深入认识分子遗传学的有关知识;通过参观三系和二系杂交稻,让学生认识细胞质遗传学和生殖遗传学的有关问题。通过参观田间不同世代材料,让学生认识许多数量遗传学和群体遗传学的问题。实践证明,采用以上方法的总结,不但让学生对遗传学有了直观、生动的认识,而且使学生接近自然、接近科学研究的第一线,丰富了教学的内容,达到了既教书又培养学生科学研究的思想和兴趣的目的,深受学生的欢迎。

三、“创新型混合教学模式”遗传学教改试验的成效分析

为了评估“创新型混合教学模式”遗传学教改试验的效果,2006和2007年先后对其中180名参加试验改革的学生进行匿名问卷调查,发现92.87%的学生认为“创新型混合教学模式教学改革”可激发其学习兴趣,提高主动性;91.69%的学生认为可提高自学能力;93.37%的学生认为有助于基本知识的理解和应用;93.66%的学生认为扩大了知识面;91.95%的学生认为可培养学生独立思考问题的能力;91.55%的学生认为知识收集、加工、处理能力得到提高;92.14%的学生认为提高了综合能力;91.12%的学生认为充分运用了计算机等信息技术;90.53%的学生认为有助于学习者相互学习。与之前采用单一模式或简单几种方法的效果相比较,“创新型混合教学模式”在以上每项指标的得分均比之前的方法高出10%左右。除了以上量化的结果外,还得到参试学生的书面评价,其中绝大多数的学生给予高度评价,比如有学生认为,“创新型混合教学模式”“使原本深奥的遗传学变得简单,使同学们在活跃的氛围中掌握了遗传学的基本知识”;“使学生综合和创新能力得到提高”;“能启发学生的思维、激发学习遗传学的兴趣、增强探索的欲望”;等等。这些结果充分说明我们的改革是成功的,有进一步推广的价值。

四、结语

人类遗传学研究方法篇3

孙英丽,中国科学院北京基因组研究所“百人计划”研究员、博士生导师,研究方向包括癌症表观基因组和癌症基因组的研究、肿瘤细胞中表观遗传调控和DNA通路损伤修复通路的关系研究、针对肿瘤细胞特异表观遗传调控的药物设计和筛选、针对肿瘤细胞DNA通路的药物设计和筛选。2000年获得北京大学生命科学学院博士学位之后,她先后在麻省理工学院和哈佛大学医学院从事博士后研究和讲师工作,进行肿瘤与细胞凋亡、DNA损伤修复的研究。2010年回国后,进入中国科学院北京基因组研究所工作。

我们能改变遗传病掌控人类命运这个事实吗?“这正是现代医学努力的方向,现在我们已经知道人类全部的基因组序列,接下来的任务就是通过人为手段调控和靶向作用于疾病基因。”孙英丽笑着说,“人类基因组解密以前想都不敢想,但现在人体内几乎每个密码都被我们掌握了,这就涉及到一个新的概念—个性化医疗。”

“个性化医疗”,是一种新型的疾病诊疗理念,是指针对每个人身体特质与病情特点给予针对性治疗。如今,个性化医疗已不再是梦想,它已经在发病率很高的乳腺癌的治疗中发挥了作用,运用个性化医疗的方法,早中期乳腺癌的生存率已经能够达到90%。个性化医疗是中科院北京基因组研究所非常重要的一个研究方向,据孙英丽介绍,北京基因组研究所专门建立了个性化医疗和重大疾病重点实验室,希望在个性化医疗方面能够开展更多研究,为每个人找到战胜疾病的最佳“武器”。

孙英丽回国后主要从事的肿瘤细胞以及干细胞的表观遗传和基因组稳定性的研究,又涉及到了一个新的研究方向—表观遗传学。表观遗传学是与遗传学相对应的概念,是人类基因组概念的一个补充,是不涉及DNA序列改变但影响细胞性状的遗传改变。传统遗传学认为只有DNA的性状发生了改变,才会影响功能和性状。但随着研究深入,人们发现即使是同卵双胞胎,也会存在很大差别,有时候其中一个患了严重的疾病,另外一个可能很健康,这些传统遗传学无法解释的问题,有望用表观遗传学解答。

孙英丽解释说,人类患病原因除了受遗传因素影响之外,还受环境影响,表观遗传学则将环境因素包括进来,对传统遗传学进行了很好的补充。目前在表观遗传学方面,孙英丽的研究主要集中在DNA甲基化和组蛋白甲基化两个方向,目标是检测肿瘤患者的甲基化水平,并进行相关调节,研发对肿瘤治疗有针对性、特异性的药物,提高治愈率。

作为一个新兴领域,表观遗传学的发展得益于快速发展的科学技术,“目前治疗技术方面进展很快,对淋巴癌、乳腺癌、血癌的治疗都取得了非常好的成绩。”孙英丽表示,作为科学家,她为科学同行取得的成就和进展而自豪。

人类遗传学研究方法篇4

【关键词】非物质文化遗产 高师声乐课程 教育传承

我国是一个历史悠久的文明古国,在长期的历史发展进程中,我国各族人民创造了大量的有形文化遗产,也创造了丰富的无形文化遗产,但是,随着经济全球化发展和现代化的深入,我国民族民间传统文化的生存环境急剧恶化,大批优秀的无形文化遗产不断消失,许多传统技艺濒临灭绝,当这些优秀的文化遗产不断消失、不能再生时,人们开始觉悟到保护人类文化遗产的价值和意义。2000年,联合国教科文组织启动了“人类口头和非物质遗产代表作”项目;2003年10月,第32届联合国教科文组织大会上通过了《保护非物质文化遗产公约》;2004年8月,我国正式加入了《保护非物质文化遗产公约》,并制定了一系列保护非物质文化遗产的法规和文件,如提出了非物质文化遗产保护的指导方针和工作原则;在全国范围内开展全面、深入的普查,并建立部级非物质文化遗产名录;全面了解和掌握各地各民族非物质文化遗产资源的种类、数量、分布状况、生存环境、保护现状及存在问题,并于2011年颁布了《中华人民共和国非物质文化遗产法》,使非物质文化遗产得到了有效的保护和传承。国际社会和中国政府对文化遗产的重视,唤醒了人们尊重非物质文化遗产的意识,社会各界就如何保护、传承、利用非物质文化遗产等问题纷纷提出自己的见解,众多专家学者对保护非物质文化遗产的途径和方法进行了积极而深入的探讨。为此,作为专业音乐教育的高等院校,在保护和传承中国非物质文化遗产方面也应承担起相应的责任。

本文在非遗背景下提出高师声乐课程开发的建议,是针对我国非物质文化遗产十大类别中的传统音乐、传统戏剧和曲艺而言的,这三大门类中,传统音乐中的各族民歌、传统戏曲中的各种戏曲唱法以及各种曲艺的演唱都与声乐演唱有关,我们结合高等师范院校的声乐教学,扩展高师声乐课的课程建设,使高师声乐课教学除了现有的美声教学、民族教学外,能兼容并包地吸纳进本地区有代表性的非物质文化遗产演唱门类,这将对本地区的非物质文化遗产传承起到非常重要的作用。

一、非遗背景下高师声乐课程开发的必要性

(一)高师音乐教育教学目标的内在要求

我国高师音乐教育的目标是培养合格的中小学音乐教师,2001年,教育部颁发了《全日制义务教育音乐课程标准(实验稿)》,对高师音乐教育提出了新的要求,在《新课标》对音乐课程价值的阐述中认为:“音乐是人类文化传承的重要载体,是人类宝贵的文化遗产和智慧结晶。学生通过学习中国民族音乐,将会了解和热爱祖国的音乐文化,华夏民族音乐传播所产生的强大凝聚力,有助于培养学生的爱国主义情怀;……”①在基本理念中明确提出要“弘扬民族音乐”,“应将我国各民族优秀的传统音乐作为音乐课重要的教学内容,通过学习民族音乐,使学生了解和热爱祖国的音乐文化,增强民族意识和爱国主义情操。随着时代的发展和社会生活的变迁,反映近现代和当代中国社会生活的优秀民族音乐作品,同样应纳入音乐课的教学中。” ②高师音乐教育要培养适应当前中小学音乐教育改革的合格师资,就必须在课程设置上突出民族音乐课程的开发和拓展,让这些课程的开设不能像民族民间音乐课一样,以概论的方式让学生“走马观花式”地对各民族音乐泛泛地了解,而是应该在民族民间音乐课的基础上,充分考虑到中国文化的多样性与中国地域文化的独特性,深入民间调查整理地方标志性的民族民间音乐遗产,请地方的民间音乐专家走进课堂,扎扎实实地对学生进行手把手的传授,使学生了解地域民间音乐的精髓,会唱会演,只有学生具备这样的素质,到基层成为教师,才有激发中小学生的兴趣,民族音乐的弘扬才能落到实处。

(二)国际、国内对非遗保护的实践总结和有益探索

开展非物质文化遗产保护以来,国际、国内对非物质文化遗产的保护途径进行了广泛探讨,并一致认为,通过主流教育传承和保护非物质文化遗产,是非物质文化遗产保护的重要途径之一。因此,联合国教科文组织公布的《人类口头及非物质遗产代表作公告》实施指南和我国国务院办公厅《关于加强我国非物质文化遗产保护工作的意见》的规定中都提出了“以适当的方式将人类口头和非物质遗产学习列入学校的正式课程,开展教学活动”③的建议;随后我国于 2002 年 10 月在北京举行了由联合国教科文组织亚太地区机构和教育部主办,中央美术学院非物质文化遗产研究中心承办的“中国高等院校首届非物质文化遗产教育教学研讨会”,会议交流和研讨了非物质文化遗产教育在我国高等教育中的意义、地位、现状和教学方法,推动了社会对非物质文化遗产的关注,呼吁大学教育在中国社会大的转型期许多优秀民间文化艺术遗产濒临消失的紧要时刻,真正发挥大学对民族文化传承创造的作用。之后在全国的高校教育领域中,开展了多种形式的非物质文化遗产与学校教育结合的尝试,如举办非物质文化遗产专题讲座、非物质文化遗产进课堂、编写非物质文化遗产教材等,通过这些活动有效地将非物质文化遗产融入到高校的课程体系中,使学校教育活动在非物质文化遗产的传承和保护中发挥了积极作用,做出了积极贡献。

(三)地方音乐院校突出办学特色的突破口

《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020)》明确提出:“建立高校分类体系,形成各自的办学理念和风格,在不同层次、不同领域办出特色,促进高校办出特色”,地方音乐院校要想在短期内培育出自身的特色,就必须以地方院校所处的地区和城市独特的自然条件、地域文化、人文资源和经济基础为切入点,走差异化发展之路。非物质文化遗产具有显著的区域性、民族性和不可替代性,各地非物质文化遗产中的音乐文化遗产是地方音乐院校建设特色学科的重要教育资源,地方音乐院校将学科建设、课程设置与地域音乐文化紧密结合起来,既可以促进地方音乐院校特色学科的形成,提高学科建设的竞争力,还可以促进地域特色音乐文化的发扬光大和广泛传播。一些高校在这方面已经取得了非常好的经验,如新疆艺术学院对维吾尔族十二木卡姆的成功保护和传承为非物质文化遗产进入高等艺术学府、开创专业的学校教育传承方式和体系提供了成功的范例和参考模式。因此,地方音乐高校要紧紧依托地方资源优势 ,将资源优势转化为教学优势,突显地方音乐院校的办学特色。

二、高师声乐课程开发的内容设置

目前,我国高师声乐学科的教学内容和课程设置存在着照搬专业音乐学院声乐表演专业的教学模式,在教学内容上以美声唱法和民族唱法为主,在教学曲目上以外国艺术歌曲、歌剧咏叹调和中国新创作的作品为主,在教学师资方面一个音乐院校毕业的专业声乐人才为主,诚然,这种模式为我国高师声乐教育的发展做出了不可磨灭的贡献,但同时我们也应看到,这种模式对于地域性的民族民间唱法和优秀的传统民族民间声乐曲目的纳入是十分局限的。而面对当前全国乃至全世界保护非物质文化遗产的紧迫形势,面对新课改对高师音乐教育目标提出的新要求,地方音乐院校应该在现有模式的基础上,结合地方音乐文化遗产,有针对性地对高师声乐教学内容和课程设置进行拓展。以笔者所在的西华师范大学为例,西华师范大学是唯一一所地处川东北地区的综合师范大学,而川东北地区有着丰富多彩的非物质文化遗产,就音乐而言,2006年川东北地区入选第一批国家非物质文化遗产名录的有民间音乐巴山背二哥、川江号子、川北薅草锣鼓,传统戏剧川北灯戏四项,根据川东北的非物质文化遗产名录及川东北音乐文化的特点,笔者认为对西华师范大学音乐学院的声乐课程开发设置应体现在以下几个方面。

(一)民歌演唱课

专门演唱川北民歌的课程,课程设置的目的是使学生通过演唱川北地区丰富的民歌,如巴山背二哥、川江号子、川北薅草锣鼓、祥龙嫁歌等,把握川北地区民歌的风格,在语言、唱腔、韵味等方面生动地表现川北民歌的地方特色。课程教材的建设以田野采风为主,调动教师、学生的积极性,利用民歌采风课或寒暑假的时间,深入到川北各地,与当地的文化局、文化馆及民歌的非物质文化遗产传承人联络,通过调查、采风、整理搜集川北的民歌,整理成册。课程师资主要是以民间艺人(非物质文化遗产传承人)为主,声乐专业教师为辅,采用民间艺人与专业教师示范相结合的教学模式,使川北民歌的演唱能保持其原有的特质。课程性质采用选修课的形式,学习结业后可增加学分。课程的考查以民歌演唱为主,考查学生川北民歌的语言、唱腔及风格的把握。

(二)戏曲演唱课

是以演唱当地有代表性的戏曲唱段为主的课程,以川北地区为例,川北灯戏是最具代表性的剧种,川北灯戏由花灯歌舞发展而来,其中包含有川北山乡的民歌小调、清音、神歌、端公调,同时又吸取了陕西调、吴下补缸调等曲调。它有板式变化的正调类唱腔体系,也有曲牌联缀的唱腔。通过戏曲演唱课使学生大量地演唱川北灯戏中的代表唱段,把握川北灯戏的曲调特色和唱腔风格,并学习传统戏曲的表演技巧。课程教材建设可与南充灯戏团联合整理,课程师资、教学模式、课程性质以及课程的考核与民歌演唱课相同。

(三)地区非物质文化遗产赏析课

将地区音乐非物质文化遗产以欣赏课的形式,使学生通过欣赏了解、领略非物质文化遗产的内涵和魅力,增进对传统民族民间音乐文化的情感,激发学生学习、研究非物质音乐文化的兴趣。课程的内容以影像资料和传承人讲座的形式为主。

(四)理论研究课

在前面三门课的基础上,开设理论研究课,目的在于让学生在演唱民歌和戏曲的基础上,结合自身学习实践,开展关于民歌和戏曲演唱的理论研究,如对川北民歌和戏曲演唱语言咬字的研究,对川北民歌和戏曲的演唱技巧的研究,对川北民歌和戏曲演唱风格研究,对川北民歌和戏曲语言的语势、语调和曲调关系的研究,还可以做美声唱法、民歌唱法与川北民歌和戏曲唱法的对比研究,也可以对某个音乐非物质文化遗产项目及传承人进行研究等,这样可以使学生将演唱实践上升到理论研究的高度。课程的实施可与学生的本科毕业论文选题结合。

三、高师声乐课程开发中应注意的问题

(一)建立平等、多元的教育理念

在高师声乐课程开发中首先应该建立平等、多元的教育理念,这是因为我们现行的声乐教育模式主要以美声唱法和民族唱法为主,由于受历史、教育体制以及人们观念的影响,这两种唱法被人们认为是专业的、科学的、正宗的唱法,而地域性强的民间歌唱艺术在人们观念中一直被认为“不科学、太土气”而未受到人们的重视,加之现在的高校声乐教师几乎都是现行的声乐教育模式培养出来的,其所受教育和观念对民间歌唱艺术的重视程度是可想而知的。这种外部环境和教师的思想观念直接影响着学生对传统民族民间歌唱艺术的认知和客观公正的判断,因此,通过对高师声乐课程的开发拓展,帮助学生了解民族民间歌唱艺术,领略民间歌唱的艺术魅力,使学生建立“多元一体”的文化观念,使他们认识到不同唱法、不同种族和地区的音乐文化具有同样的本质,没有高低、优劣之分。

(二)关注非物质音乐文化遗产的“文化语境”

音乐人类学家梅里亚姆认为,音乐是由构成其文化的人们的价值观、态度和信念形成人类行为过程的结果,音乐无非是人们为自己创造出来的东西,要研究音乐,就要研究人类行为而不能仅仅把这种研究归结为对音乐的理解。④因此,我们在对地域性的音乐文化遗产进行教育传承中,要高度重视与这些音乐对应的人的研究和文化语境的研究,比如民歌传承和研究中,我们除了对某歌种进行田野考察工作,将民歌演唱的作品录音、录像、记谱,将之整编成民歌集成,以物化的形式保护外,更应注意民歌中的即兴演唱方式(如新声变律之手法),因演唱场所不同而作品表现之不同(表演语境),民歌曲调的可塑性研究、民歌生态环境保护等问题。

(三)要坚持“请进来,走出去”的方针

在非遗背景下对高师声乐课程进行拓展和开发,要保证这些课程的授课质量,就必须坚持“请进来,走出去”的方针,即聘请非物质文化遗产传承人进入课堂亲自传授,除此之外,声乐教师和学生也可深入民间向民间艺人学习技艺。这是因为非物质文化遗产最大的特点是其地域文化的独特性,它是一个地区居民个性、审美习惯的“活”的显现,它依托于人本身而存在,以声音、形象和技艺为表现手段,并以身口相传作为文化链而得以延续。坚持“请进来、走出去”方针,为传统民间音乐文化得以原汁原味的传承提供了保证。

(四)重视非物质音乐文化的流变

民俗学的理论告诉我们,民俗有其两重性,一个是相对的稳定性,另一个是其历史流变性。我们在非物质文化遗产的保护中,既要注重对遗产本身稳定性的延续和保护,也不能忽略遗产本身的流变性,要从历史发展的流程看待文化遗产在不同阶段的传承和变化。因此在高师声乐课程开发过程中,我们既要重视“文本传承”的重要性,即对相关音乐文化遗产的音、像、图、谱、器进行介绍和学习,又要重视不同时期音乐活动与社会环境、地理环境、文化环境等的互动关系,既要重视音乐本体的静态描述,又要观照音乐流变过程的动态呈现。

综上所述,在当前全社会重视非遗保护的社会背景下,探讨音乐非物质文化遗产的教育传承方式具有极其重要的现实意义。作为地方高师音乐院校,从教育传承的角度出发,将本地区音乐非物质文化遗产保护传承与高师声乐课程拓展开发相结合,这不仅使高师声乐教育培养出传承和传播本土优秀音乐文化的人才,也使高师声乐教育对非物质文化遗产的保护做出积极贡献。

注释:

②中国音乐教育[J].2002(1):7.

③“中国政府法规文件”和“联合国教科文组织文件”[Z].

⑤熊晓辉.论梅里亚姆“文化中的音乐研究”[J].贵州大学学报(艺术版),2010(9).

⑥夏宁博.非物质文化遗产的传承途径探究[D].云南艺术学院,2011.

人类遗传学研究方法篇5

关键词:分子生物学;技术;昆虫生态学

中图分类号:Q968. 1 文献标识码:A

分子生态学是应用分子进化和群体遗传学的理论、分子生物学的技术手段、系统发生学和数学的分析方法及其他学科的知识(如地理学、古气候学等)去研究种群、进化、生态、行为、分类、生物地理演化、生物保护等学科领域的各种问题。它主要通过大量使用分子生物学先进的技术和方法,在分子水平上研究生态现象,阐明生态现象的分子机制。昆虫分子生态学就是以昆虫作为研究对象,应用分子生态学的原理与方法研究昆虫进化和适应机制的一门科学。它主要通过分子生物学的方法检查昆虫种群或个体的遗传变异,分析和解释遗传变异的特点与规律,揭示遗传变异所反应的规律性的东西,从而进一步阐明昆虫之间一级昆虫与环境之间的相互作用关系。其研究的最典型特色是运用分子遗传标记来检测研究对象的遗传变异特征,揭示昆虫的演化规律。

在昆虫分子生态学研究中应用较多的分子生物学标记技术有:同工酶(蛋白质电泳)方法、限制性片段长度多态性(RFLP)方法、随机扩增DNA多态性(RAPD)方法、扩增片段长度多态性(AFLP)及微卫星标记方法(SSR)及单核苷酸多态性(SNP)。其中,目前应用最多,最简便的是SSR和SNP技术。下面我们主要介绍在昆虫生态学研究中几种常用分子标记方法。

1.同工酶方法的应用

同工酶是指具有相同或相似催化功能而分子结构不同的一类酶。自从Hunter和Markert创立同工酶酶谱技术后,同工酶谱的变化即可作为鉴定物种、研究分类与进化、遗传与变异的重要指标。在昆虫分子生态学发展之初,同工酶被广泛应用与昆虫的分类、种群间抗性的遗传变异等方面,随着分子生物学技术的广泛应用,同工酶技术已慢慢被淘汰。

2.RFLP技术的应用

RFLP又叫作Restriction Fragment Length Polymorphism,即我所说的限制性内切酶片段长度多态性,而且他作为第一代的生物分子类标记技术,这种技术是指通过已经发现的限制性内切酶来处理不同生物个体的DNA,通过利用限制性内切酶的多种特异性来达到获得不同的DN段的目的,这种技术一般是被应用于分子杂交,放射性同位素的显微技术中,而且也只是主要用于研究生物遗传的研究中,自问世以来已广泛运用于多门生物学科研究中。

在昆虫生态学研究中可以用于昆虫遗传谱图的分析、遗传连锁图的构建及数量遗传性状等方面的研究。

3.RAPD技术的应用

RAPD,俗名是随机扩增多态性DNA技术,它是由两位美国科学家Wiliams和Welsh在1990年提出的,而且他们并不是研究的合作者,而是分开研究的,这种技术又被称作任意引物PCR。对于RAPD来说,它所使用的物质是十分不相同的,但是对于现存的所有引发物来说,他对于在DNA序列碱基序列上的特定结合位点来说,一旦这些特异性DNA位点达到了基因组分布的扩增条件,他就会根据DNA碱基对的配位原则,完成DNA另一条链的合成。

4. AFLP技术的应用

植物基因组的AFLP中的酶切,连接和pcr问题,只要酶切出来能看到些许弥散,pcr就应该能看出结果才对,AFLP技术的关键就是把握体系的问题,每一个实验室应该有自己的一套体系,照着做一般没有问题,分子标记,就是纯体力劳动,做得很多一般就会有结果的,这是量变到质变的过程。 做AFLP需要用到试剂盒,但试剂盒不如自己做省事,也没必要。除非你做的量少。但是分子标记要的就是大量重复性的劳动。因此,试剂盒不如自己做省事,也没必要,并且试剂盒中很重要的酶往往量不够用,比如T4连接酶和内切酶EcoR I,除非你做的量很少,且不需要摸索体系。酶切出来能看到些许弥散,pcr就应该能看出结果,也不一定。接头制作和连接体系也很重要,连接时间一般影响不是很大。

5.微卫星标记技术在昆虫生态学研究中的应用

微卫星标记ms是一类由几个(多为1-5个)碱基组成的基序串联重复而成的DNA序列,其长度一般较短,广泛分布于基因组的不同位置,如(CA)n、(AT)n、(GGC)n等重复。自1981年 Spritz 首先在珠蛋白中发现微卫星序列到今天微卫星序列在生物学中的广泛应用,微卫星标记技术走过了近 30 多年的发展变化。其中,20 世纪 80、90 年代是微卫星技术从开始到逐渐成熟的关键阶段。1982 年Hamada 等在研究真核生物基因组中 Z-DNA 形成时发现了一种新的重复因素――选择性的嘌呤-嘧啶聚合物。Jeffreys 等通过对小卫星(minisatellite)的 DNA 指纹图谱鉴定证明了串联重复的 DNA 具有很高的长度差异性。与此同时,Tautz 等的研究表明,这种“神秘而简单冶的 DNA 序列是遗传变异的重要来源。1989 年Tautz 首次应用了基于 PCR 的微卫星分型技术。随着微卫星分子标记的广泛使用,科研工作者对其进化、功能及在基因组中的分布等研究的了解迅速增加。近年来,微卫星分子标记也被广泛应用于昆虫学研究的各个领域。截至 2012 年 6 月,共有 16396个昆虫上微卫星位点在 NCBI中记录,其中双翅目、鳞翅目和膜翅目昆虫的微卫星登录数量最多,占75%。 这些微卫星被广泛应用于昆虫遗传作图、种群遗传学研究、个体亲缘关系鉴定等方面。

6.SNP在昆虫分子生态学中的应用

SNP(Single Nucleotide Polymorphism)即单核苷酸多态性标记,又称单核苷酸多态性,指DNA序列中单个碱基的差别,碱基对由于排列方式不同,结合不同脱氧核苷酸对,这些核苷酸对构成密码子,密码子则以不同的排列顺序编码蛋白质,从而形成自然界多种多样的生命。SNP在基因组可以划分为两种形式:

一是基因编码区的功能性突变,主要分布在基因编码区,故又称为cSNP,这类SNP较少,其变异率仅占周围序列的1/5,但因其在遗传疾病研究中具有重要意义而备受关注;

二是遍布于基因组的大量碱基变异。就现在来说,SNP技术已经开始广泛用于昆虫分子生态学,包括昆虫种间鉴定,遗传图谱的分析、入侵害虫种群间亲缘关系的区分等研究。

生态学的发展,SNP技术的萌芽是古人生态意识的总和,在古时,古人并不了解整个自然界,但是他们通过长期的打鱼,农牧以及狩猎积累了大量的朴素的生态学知识,比如说农作物的生长与季候的关系、常见的动物有哪些习性等等,在公园前四世纪时,希腊学者亚里士多德就曾经粗略的描述了动物有种不同的栖息地,还根据动物生活栖息地的特点将其分为了水栖和路栖,根据它的食性分成肉食和草食,还有杂食动物等等。随着人类社会的发展,人们对于生态的认识不再仅仅局限于以往的知识积累,人们通过自己的主动探究从而能够获得有关于自然界的种种知识,最后能够形成一个全面的生态学理念极其生态学系统的认知应用。本文通过描述几种技术在昆虫生态系统的运用从而得到现在科技在生态系统中的应用等等相关关系,这种应用不仅使各种技术得到提高,还对我们生态系统的探索起着极大的作用。

参考文献

[1]郭晓霞,郑哲民,于广志.同工酶在昆虫分类和进化研究中的意义[J].昆虫知识,2000,37(6):371-374.

人类遗传学研究方法篇6

【关键词】白癜风;遗传

【中图分类号】R758 【文献标识码】A 【文章编号】1004-7484(2013)04-00124-02

1 白癜风遗传流行病学研究和遗传模式

白癜风在不同的地区和种族的流行率为:埃及1%,瑞士0.39%,俄罗斯0.14%,伦敦0.24%,美国1%,中国0.12%-2.7%[23]。许多研究表明白癜风具有家族聚集性[1]。高加索人群约15-20%的白癜风患者有至少一个患病的一级亲属[2]。中国约15.7%的白癜风患者有家族史,其中1.8%的患者有至少一个一级亲属患白癜风。在一级和二级亲属中白癜风的遗传率分别为59.6% 和55.2%[5]。相对风险度递减提示距离先证者亲缘关系越近,患白癜风的可能性越大。同胞对的研究为白癜风病因学中的遗传因素提供了更有力的证据:先证者同胞患病率为6.1%,是总人口患病率的18倍,这提示遗传起着重要的作用[1]。白癜风患者其他一级亲属患病风险在不同国家也非常相近:高加索人群7.1%,印度巴基斯坦人群6.1%,西班牙裔4.8%,中国1.8%[1]。孪生子研究发现同卵双生子的同病率为23%[1]。此外散发高加索人群平均发病年龄是24.2岁[1];而有家族史患者为21.5岁[15]。虽然白癜风具有家族聚集性,但仅少部分以常染色体显性或者隐性方式遗传,而大部分的病例是无家族史的散发病例[10]。同卵双胞胎具有完全相同的基因,但其白癜风的同病率却有限。这些研究提示:遗传学和非遗传学的成分都起到了重要作用。多基因多因素遗传以及遗传和环境交互作用导致了黑素细胞自我破坏,从而导致白癜风皮损色素脱失[2,5,15]。

2 白癜风与HLA

有研究表明患有自身免疫疾病,如自身免疫性甲状腺疾病、风湿性关节炎、银屑病、成年糖尿病、恶性贫血和SLE等更易患白癜风[1]。白癜风与自身免疫性疾病的密切联系引发了关于HLA与白癜风之间关系的研究。 HLA位点与6号染色体上其他的主要组织相容区域紧密连锁。白癜风与HLA等位基因的相关研究在不同人群的结果并不一致。但其中一些MHC多态性在不同人群中被明确证实跟白癜风有关,HLA-A1,A2,A3,A10,A*2501,A30,A31,B13,B15,B21,B27,B46,Cw4,Cw6,Cw*0602,DR1,DR3,DR4,DR6,DR7,DR12,DR53,DQ3,DRB1*0701,DRB1*0303,DRB1*04,DRB1*07,DRB4*0101,DQA1*0302,DQA1*0601,DQB1*0201,DQB1*0303,DQB1*0503,DBP1*1601等。但这些研究中大都未发现在特定的HLA等位基因和白癜风一致的关联[23]。也有一些研究明确了与白癜风有关的位点,如A2,DR4,DR7,DRB4和DQB1*0303。在高加索人群,MHCII单倍型HLA-DRB1A*04-(DQA1*0302)-DQB1*0301不仅跟白癜风高发病风险相关,也与其相对发病年龄较早相关[6];而单倍型HLA-A25-Cw*0602-DQA1*0302则与中国汉族人群白癜风有关[18]。在患有与白癜风相关的自身免疫性疾病的个体及家族中,MHC等位基因与白癜风的相关性高于仅患白癜风的个体和家族。也有学者发现,这些自身免疫病本身也与MHC区域内等位基因相关。

3 白癜风与功能候选基因

候选基因策略用来研究白癜风与其他染色体上的等位基因的相关性。主要有功能候选法和定位克隆法。功能候选法主要研究与白癜风发病相关的基因,如表达参与免疫和黑色细胞功能障碍的基因。1)MHC I 类和II类等位基因位于HLA位点上,这个高度多态性的区域包含参与免疫系统中抗原呈递和表达的基因,如TAP1基因,该基因与一些自身免疫病相关,如幼年类风湿、强直性脊柱炎和多部位硬化。同时也与高加索人早发白癜风有关[7]。2)PTPN22基因编码淋巴样蛋白酪氨酸磷酸酶,是淋巴细胞特异性的细胞磷酸酶。有研究发现PTPN22基因多态性(R620W,1858C/T)可能与I型糖尿病、类风湿性关节炎、毒性弥漫性甲状腺肿和SLE等自身免疫性疾病相关。但一个印度古吉拉特邦的研究发现其与R620W不相关[16]。此外,其他候选基因如GCH1,CAT,ACE,ESR1,COMT,VDR,MBL2[20]等被发现与白癜风有关。但是上述基因还未在不同群体中得到验证。3)CTLA-4基因编码T细胞受体,参与控制T细胞增殖,调节T细胞凋亡以及反向调节T细胞活性。在局限性白癜风患者中未发现关联,但在同时患其他自身免疫病的患者中发现了较强的关联[6]。也有学者通过META分析研究发现CTLA-4与白癜风的相关性很弱,而与患有自身免疫性疾病的白癜风患者的相关性更强[6]。

4 白癜风与基因连锁分析

基因组连锁扫描致力于复杂疾病易感基因搜寻,包括扫描全基因组,以发现可能包含易感基因的染色体区域。跟候选基因策略不同,此方法不依赖于任何先前已有的基因研究结果来规划研究途径。近年来基因组连锁分析方法发现了许多白癜风的易感位点。SLEV1:2001年Nath等对16个患SLE的欧美家系进行研究,这些家系中至少有一个成员同时患有白癜风。他们在17p13上发现了一个重要连锁,此连锁的隔离行为提示这16个家系中有均等的遗传效应。这些结果证实了一个假说:SLE和白癜风可能有共同的遗传效应[19]。在这个区域他们进一步发现了NALP1基因上的遗传变异,这个变异跟家族白癜风、自身免疫病以及散发白癜风患者病情发展有联系[14]。AIS1:Spritz等人研究了一个大的高加索家系,家系中许多成员同时患白癜风和桥本式甲状腺炎。全基因组扫描发现在1p31.3-p32.2(AIS1)上的显著的寡基因自身免疫病易感位点。随后他们对另外70个高加索家系进行了全基因组连锁分析,结果证实了此发现,还在1,7,8,11,19,22号染色体上发现了关联证据[9]。Alkhateeb等在这个区域发现了在FOXD3启动区域的FOXD3-639G>T的变异,与常染色体显性遗传模式的白癜风有关,在功能分析中证实了这些结果[3]。然而白癜风与1p染色体上FOXD3区域的连锁迄今为止仅在这一个家系中发现,未被在其他人群中证实。AIS2与AIS3:2004年Spritz等人对102个患有白癜风的高加索家系进行了连锁分析,证实了位点17p13和发现了两个新的易感位点7q22(AIS2)和8p12(AIS3)[24]。AIS4:2005年张等对106个中国汉族人群家系进行了全基因组连锁分析,发现4q13-q21含有白癜风易感基因(肯定连锁)。同时其他的位点也可能包含白癜风的易感基因,包括1p36,6p21-p22,6q24-q25,14q12-q13(支持连锁)[8]。6p21-p22和22q12:在2007年,张的研究组针对先前这些中国汉族人群可能存在的易感位点设计了后续的连锁分析,加入了37个中国白癜风的家系。最终精细定位:在6p21-p22和22q12的连锁信号达到了显著连锁的阈值[17]。接下来又对22q12区域进行研究,此区域中XBP1基因编码一个转录因子,其对于白癜风的病情发展有着影响[22]。此外先前在高加索人群中发现的AIS1,2,3的强连锁证据,在中国人群中均未被证实。这提示白癜风有着很强的遗传异质性;同时提示在不同的种族中可能包含不同的基因风险因素。

5 白癜风与全基因组关联分析

GWAS是目前研究复杂疾病遗传易感基因最热门的方法。此研究分两个步骤:第一步是发现步骤,成千上万的位于全基因组的SNP被测试其与性状的关联,其中显示出与表型相关联的最高水平的SNP被用来做后续研究;第二步是在新的人群中,再次验证这些SNP与性状的关联,比较理想的是相同的规模和设计。两阶段的关联分析结果再进行meta分析。这种研究方法是对全基因组范围的SNP进行总体分析,这样更容易发现与疾病发生有关联的基因。在欧洲和中国有两个研究组应用了GWAS的研究方法。1)2010年Spritz等首先对孤立的罗马尼亚人群中的32个白癜风病例和50个对照采用GWAS研究,发现白癜风与远端染色体6q27显著相关,同时发现在SMOC附近与Ⅰ型糖尿病和类风湿关节炎有连锁和关联信号[4]。随后他们进行了一项大规模GWAS发现白癜风与已发现的一些与自身免疫病相关的基因有显著关联性。这些基因包括:基因编码MHCⅠ、Ⅱ类分子,PTPN22,LPP,IL2RA,UBASH3A,C1QTNF6以及两个跟免疫相关的位点:RERE和GZMB,以及酪氨酸酶基因(TYR)[12]。更深层的高加索人群GWAS研究数据发现了与其他候选基因TSLP,XBP1,FOXP3,FOXP1也有关联,以及在6q27上CCR6的变异。在6p21.33上的MHC内部,与TAP1-PSMB8的关联似乎源于在MHC一类和二类区域的连锁不平衡[5]。 在2012年此研究组进行了后续的GWAS和一项独立的验证试验。同时他们还完成了包含3187个病例和6723个对照的meta分析,并发现13个跟白癜风有关的位点,包括OCA2-HERC2,MC1R,TYR附近的一个区域,IFIH1,CD80,CLNK,BACH2,SLA,CASP7,CD44,IKZF4,SH2B3和TOB2[11]。2)另一项重要的白癜风GWAS研究是源自中国汉族人群的。张等人主持了一项中国人群白癜风GWAS,发现位于MHC区域的两个独立的强关联信号:rs11966200和rs9468925。其中rs11966200反映了与HLA-A*3001,HLA-B*1302,HLA-C*0602,HLA-DRB1*0701等位基因的关联,而rs9468925代表了一个先前未知的HLA易感等位基因。同时他们还发现先前的研究中未描述过的位点位于6q27区域,包含三个基因RNASET2,FGFR1OP和CCR6[21]。2012年唐等进行了一项关联分析研究,发现了3个白癜风易感位点: 12q13.2的rs10876864,11q23.3的rs638893和10q22.1的rs1417210。同时证实了3个先前已经报道的位点3q28,10p15.1和22q12.3。其中12q13.2和 11q23.3还被证实与其他自身免疫病如Ⅰ型糖尿病和系统性红斑狼疮相关。这些结果为白癜风发病机制提供了新视野,同时也强调了在基因水平上中国人群与高加索人群的相同与不同[25]。Spritz的研究组报道了一个以发病年龄为研究点的白癜风GWAS,发现位于MHC2类区域的数量性状基因座与发病年龄相关,邻近c6orf10-BTNL2(另一个与泛发型白癜风易感性相关的区域)。相反在其他与白癜风易感性相关的MHC或非MHC位点,均未发现与发病年龄相关。这些研究强调了基因在参与白癜风易感性与发病年龄方面扮演的不同的角色[13]。GWAS方法已经发现许多参与白癜风发病的基因,特别是6p21.3上MHC区域内,在高加索人群中Ⅰ类区域中的HLA-A*02和Ⅱ类区域中的HLA-DRB1*04[12]最为显著,但在中国汉族人群中,与之相关联的信号位于Ⅲ类区域 [21]。

综上,白癜风的遗传学研究已进入了一个新阶段,各种易感基因的发现为白癜风发病机制的阐明奠定了基础,也为白癜风的预防和治疗指引了方向。然而上述的途径只是发现一些白癜风的易感基因,仍需利用更先进的技术和途径来进一步发现更多的基因及探寻其与白癜风发病的关系。

参考文献:

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[2] Alkhateeb A等.自身免疫性疾病的易感基因定位于染色体1p31.3-p32.2[J].坎摩尔遗传学,2002;11:661-7

[3] Alkhateeb A等.常染色体显性遗传白癜风在FOXD3黑色素母细胞发育调控基因候选功能启动子变异[J].皮肤病研究,2005;125,388-391

[4] Birlea SA等.孤立的欧洲人群白癜风全基因组关联分析发现IDDM8附近的SMOC2[J].皮肤病研究,2010;130:798-803

[5] Birlea SA等.寻常型白癜风候选基因综合关联分析发现XBP1,FOXP3和TSLP[J].皮肤病研究,2011;131:371-381

[6] Birlea SA等.CTLA4和寻常型白癜风:两个遗传关联研究和meta分析[J].色素细胞与黑色素瘤研究,2009;22:230-234

[7] Casp CB等.LMP/TAP基因群与自身免疫疾病相关的白癜风相关[J].基因免疫,2003;4:492-9

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[9] Fain PR等.寻常型白癜风全基因组扫描:证实1p31上的AIS1同时发现其他易感基因[J]. 美国人类遗传学,2003;72:1560-4

[10] Hafez M等.白癜风遗传学研究[J]. 皮肤性病学报,1983;63:249-51

人类遗传学研究方法篇7

关键词:高校;非物质文化遗产;教育教学;方式

非物质文化遗产是人类世代承袭的活态流变的无形文化遗产,是民族共同体记忆和族群身份认同的特殊载体,是民族文化的“活化石”。但其在工业化、城市化进程中日渐濒危,亟须加强保护。作为人类文化传习地和活态文化基因保护库的高校具有人才培养、科学研究、服务社会、文化传承与创新四重功能,更有利于保护、传承、研究与开发非物质文化遗产。因而,高校保护与传承非物质文化遗产的优势应将其与人才培养紧密结合起来,融入教育教学中,通过课堂教学与课外校园文化活动保护和传承非物质文化遗产,以延续民族文化的生命记忆。

一、高校保护和传承非物质文化遗产的优势是将其融入教育教学

保护与传承非物质文化遗产,人人有责,不仅需要依靠政府的公权力,还需要社会各界的合力保护。高校具有人才培养、科学研究、服务社会、文化传承与创新四大功能,能够提供非物质文化遗产保护所需要的人、物、科技等各种手段和文献资源。高校与政府、企业、文博、剧团等社会机构相比,保护和传承非物质文化遗产的优势是利用研究型人才、现代化技术手段、非物质文化遗产文献资源、大学生传播群体等条件将非物质文化遗产融入教育教学之中,通过教育教学延续民族文化的生命记忆,增强文化软实力。

非物质文化遗产作为传统文化的重要载体,是优质教育资源。建立在高校基础上的系统科学的高等教育机制是人类文化延续的重要传播途径,具有天然保护非物质文化遗产的优势。国务院《关于加强我国非物质文化遗产保护工作的意见》明确指出:“教育部门应将优秀的非物质文化遗产内容和保护知识纳入教学体系,激发青年热爱祖国优秀传统文化的热情”。为了更准确地展示一个民族、一个国家特有的文化高度,需要在高等教育中将非物质文化遗产资源中最适合教学的元素提炼出来,在大学既定的教学框架和学科建构中嫁接这些本土元素,使传统文化、民族本土文化与教育教学规范对接,进而与人才培养等水融。高校作为文化保护与传承的重要基地,有一套成熟的教学科研系统,在文化产学研一体化方面有独特优势,两者互动整合将获得双赢,不仅有助于加强高校文化建设,拓展校园文化的内涵,提高校园文化的凝聚力,加深大学生对民族传统文化的体认与感悟,促使文化资源转化为优质教育资源,推动优良学风的形成;还可以培养非物质文化遗产传承人,改善传承人的年龄结构和文化知识层次,化解非物质文化遗产在全球化进程中被外来文化淹没甚至同化的危险,延续民间优秀文化的原生态血脉。同时,非物质文化遗产是中华民族的文化瑰宝和精神家园,在校园中通过学生一代代传播,不仅能够有效保护非物质文化遗产,确保民族血脉有效传递,更能陶冶大学生的美好情操,塑造大学生的健全人格,提高大学生的人文素养,培育他们的爱国热情和民族精神。

高校大都建在非物质文化遗产非常丰富的地方,所在地具有深厚的传统文化底蕴,而为地方经济文化建设服务又是我国高校的办学要求和职责,因此,高校必然要在民族民间文化资源的普查、挖掘、研究、整合以及文化传承、发展、创新方面发挥着极其重要的教育功能。作为文化参与主体,高校在地方文化建设和服务中应提供人才、技术和智力支持,充分利用自己在科学研究中的知识创新优势和现代化技术手段,投入到非遗保护工作和优秀文化传承的行列中来。在尊重与传承民族文化创造力和文化多样性的基础上,借助非物质文化遗产知识进行吐故纳新,为非物质文化遗产保护与传承出谋划策,从学理上解决非物质文化遗产学的理论问题,从科技研发层面推动政产学研用的有效结合,进而为政府部门提供专业保护人才和智力支持,为企业提供科研技术支撑。通过文化教育加强对青年学生进行非物质文化遗产知识普及和传播,凝练并弘扬社会主义先进文化,发展知识生产力,提高科技创新力,培育文化竞争力,建构社会主义核心价值体系,不仅为当今文化建设提供源源不断的养分和动力,还通过普及提高大学生的人文素养,为非物质文化遗产的传承与保护培养复合型人才。此外,非物质文化遗产是口传心授的活态文化遗产,需要保护和创新可观可感的各类文化载体,例如乐器、服饰、装饰品、工艺品、原始曲谱等原生态载体。这些原生态载体和通过网络、录音、摄像、光碟、摄影、多媒体留存下的现代影音资料都需要保护。高校已有的文化空间设施和信息网络设备都非常有利于非物质文化遗产文献资料系统化的搜集、整理、保存和开发。因此,高校应充分利用图书馆、档案馆、博物馆、陈列馆等文化空间设施在非物质文化遗产保护与传承中的载体作用,组织大学生在报告厅、展览厅、礼堂、广场进行非物质文化遗产资源收藏、研究和宣传。

二、通过课堂教学保护与传承非物质文化遗产

课堂教学是高校人才培养的主要手段和方式,也是高校的独特优势。非物质文化遗产要融入高校的育人体系中,就必须进入课堂教学,从而需要设置非物质文化遗产专业,拓展教学模式,创新教学方法,开发相关课程,建构校本教材等。

文化强国首先要保护好文化,其次要运用好文化,因此,保护、传承与开发非物质文化遗产都需要一大批高素质的专业人才队伍,但我国教育体系还缺少培养相关人才的专业设置。因此,地处非物质文化遗产丰富地区的高校,要卓有成效地将非物质文化遗产融入到高校教育教学体系之中,就必须进行有关非物质文化遗产专业的设置,调动地方政府和高校共同参与、推行学科改革的主动性和创造性,联合政府部门、文化企事业单位共同申报非物质文化遗产专业。通过新专业的设置,解决非物质文化遗产专业人才奇缺和高校对非物质文化遗产的认知学习、传承创造等问题,培养具有非物质文化遗产专业知识、拥有文化创造力、适应社会发展的复合型专业人才。非物质文化遗产同属于民俗学、社会学和人类学,高校要在这些传统课程和非遗专业的基础上改革课程的结构、性质和内容,把非物质文化遗产美学融入专业课程中,大力开发和构建必修和选修非物质文化遗产教育课程,必修课侧重于社会学、人类学、民俗学和民间文学的基础课,选修课侧重于非物质文化遗产理论和地方区域文化实践的教学融入。此外,原生态的非物质文化遗产具有独特的文化象征,能够反映出地方区域内鲜活的民族文化的精神风貌,因此,需要在教学经验总结的基础上,根据非物质文化遗产教育教学特点组织高校专家学者、文化保护人士、文化传承人编写非物质文化遗产校本教材,把本土的神话故事、歌谣戏曲、曲艺说唱、音乐舞蹈、皮影剪纸、刺绣编织以及传统民俗礼仪、节日庆典、游艺活动等遗产资源写入校本教材之中,提升当地的文化活力和文化公共空间,同时也培养高校师生对非物质文化遗产的兴趣与爱好,使传统文化在高校得以接续传承,进而保护本土文化资源。

将非物质文化遗产资源融入到高校的育人体系中,还需要拓展教学模式,创新教学方法,进行现场演练教学。非物质文化遗产是独具特质的教育资源,教学手段、教学方法也要根据民间文化的特点而不断创新。随着计算机技术和网络信息媒介的发展和普及,可以将传统的课堂讲授、田野观摩、实践体验与影视音像欣赏和博客创作结合起来,组织学生到村落、庙会、社区、传承人居住地、文化展演中心进行观摩、创作、演练,让学生在课堂传授、现场观摩、田野调查与原生态演练四维一体的文化空间中感受民间文化的美丽、粗犷与精致,通过现场演练开展各种各样的非遗技艺交流和才艺表演会,从而建立起立体式的非物质文化遗产教育传承模式。同时,还可以建立师生博客,进行博客教学。非物质文化遗产专业教师以文字、多媒体、图片等方式,将非物质文化遗产教育教学心得、教案设计、课堂实录、课件、图片等上传博客,也可将相关非物质文化遗产资源进行信息整合和转载,让全社会共享非物质文化遗产博大精深的文化底蕴;学生也可以将自己对学习非物质文化遗产相关内容的心得、体会、经验等上传博客,培养对民族传统文化的情感认同。

将非物质文化遗产资源融入到高校的育人体系中,还要注重打造人才队伍,开展非物质文化遗产学术研究与教学研究,提高高校的科研水平和促进特色学科建设。高校要制订人才培养规划,积极引进高学历人才或非物质文化遗产传承人,鼓励教师和研究人员通过深造、进修、访学、学术研讨等,提升在非物质文化遗产领域的教学、科研能力和学术水平,逐步打造一支高素质的人才队伍,构建非物质文化遗产特色课程的科研支撑体系,建立非物质文化遗产保护、传承与研究基地。同时,高校还应加强与地方政府的合作,打造非物质文化遗产学科建设新高地,使非物质文化遗产研究中心成为一个政产学研用相结合的中心,积极为地方政府机构提供非物质文化信息咨询平台,让非物质文化遗产在地方经济发展中展现活力,促进区域经济发展。高校教师也要积极参与学术研究和课题研究,一方面研究非物质文化的现状与发展情况,厘清它们的概念、内涵、意义和价值,研究保护与传承非物质文化遗产的方式、方法、规律,为非物质文化遗产保护与传承提供理论支撑和理性的指导;另一方面研究非物质文化遗产专业方面的课程设置、教学教法、教材建设等问题,申报教改课题,探讨非物质文化遗产资源融入高校教育教学的路径、优势、方法。如此,既可以为高校功能发挥做些基础性探索,拓展高校教书育人、科研、服务社会、文化传承的深度和广度,提升人才培养力度,促进高校学科发展和学术整合;又能够使广大师生和民众正确认识民族、民间文化的多样性与独特性,进而养成非物质文化遗产自觉保护与传承的行为认知模式,使之自觉保护与传承我国独特的文化遗产。

三、通过校园文化活动保护与传承非物质文化遗产

高校要充分利用在人才培养方面的优势,整合非物质文化遗产资源,以审美教育为核心,组织非物质文化遗产传承人和大学生进行“展、学、演、练、研”,开展各种类型的非物质文化遗产校园展演活动,发挥文化教育在人才培养方面的积极作用,从而在制度创新与人才培养上为非物质文化遗产的保护与传承提供支持。

首先,应多开展校园非物质文化遗产文化活动。高校应该积极筹备资金,丰富校园非物质文化遗产文化活动。如批准建立非物质文化遗产协会类社团,积极开展校园非物质文化遗产节,鼓励学生进行相关文艺演出,同时,提供相关场地开展非物质文化遗产展览、非物质文化遗产传承人展演、非物质文化遗产学术讲座、非物质文化遗产技艺比赛、知识竞赛、辩论赛和非物质文化遗产暑期社会实践等校园活动,加强学生的非物质文化遗产保护意识,延续中华民族文化密码,进一步强化非物质文化遗产的大众化普及。

其次,组织大学生开展非物质文化遗产演练学习。学校可邀请非物质文化遗产传承人进入校园,聘请他们做兼职教师,让他们在高校进行表演和传授,编排舞蹈、美术、体育、民俗等非物质文化遗产节目,向学生传授非遗制作技艺,让学生对非物质文化遗产有“在场”的直接了解,从而使濒危消失的非物质文化遗产和传承人得以在校园中延续和发展。学生亲身参与演练舞蹈、美术、体育、民俗等非物质文化遗产节目,由观众成为演员,更具有吸引力从而更具有成就感。学生还可以把自己参加相关非遗学习和演练活动的过程发到自己的博客当中,技艺传承人的亲手调教可以让大学生亲身参与民族文化的延续,进而有利于提高学生的实践能力,提升学生的专业素质。

最后,组织大学生开展非物质文化遗产调研和创新性试验计划研究。高校是保护和传承非物质文化遗产的重要力量,具有保护非物质文化遗产的历史责任感和文化使命感。在我们的大学生尤其是农村大学生身边,有许许多多活态的非物质文化遗产,例如春节、端午节、中秋节等节日喜庆仪式、婚俗、葬俗、拜神、祭祀、满月、服饰、音乐、史诗歌舞等民俗仪式,成为一代又一代人的共同记忆。但是在现代化和全球化进程中,这些伴随大学生成长的非物质文化遗产正逐渐消亡,亟须大学生去保护。因此,高校应该组织大学生文化采风队,到农村去,到少数民族地方去,到偏僻地区去,进行实地田野考察,用录像、摄影、口述、笔录等收集各地非物质文化遗产资源,在老师的指导和学校经费的支持下,申报相关课题,开展创新性试验计划研究,通过查询文献,设计课题,独立论证,进而解决非物质文化遗产保护与传承中的部分理论与实践问题,培养学生的综合素质。

总之,保护与传承非物质文化遗产是高校在国家现代化进程中责无旁贷的责任和义务,而高校保护和传承非物质文化遗产的优势是利用自己的研究基础、教学条件及设备设施将其融入教育教学,通过课堂教学与课外校园活动去保护与传承非物质文化遗产。这既是对长期忽视的民间文化资源准入主流教育的许可,对民族智慧和活态文化的认知与尊重,也是延续民族古老生命记忆、弘扬民族精神、增强民族凝聚力的民族文化教育的整合过程,更是弘扬传统优秀文化和延续民族文脉的必然选择。

人类遗传学研究方法篇8

方法:用筛选出来的11对引物对采自云南泸西、昆明、大理、丘北、石林的6份灯盏花种质资源进行AFLP遗传多样性分析。

结果: ①11个引物在6份种质资源中共产生636条DN段,其中604条带为多态性条带,约占82.40%。 ②在相似系数为0.706时,6份不同地区的灯盏花可聚为3类,第1类包括千山1号和千山2号大部分样品及大理、石林、昆明3个地区的野生居群;第2类为丘北的野生居群;第3类主要为部分千山2号及其他地区样品。千山1号和千山2号灯盏花平均遗传相似系数大,遗传相似系数变幅小,品系内遗传分化较小,遗传性状较稳定; ③对6份灯盏花样品的分子系统聚类分析表明:地理来源相同的部分有相对聚合现象或少部分品系出现交差聚类,与其亲缘关系较近有关;丘北居群自行一类,与其特异的遗传基础差异较大有关。

结论:AFLP对灯盏花的遗传多样性分析具有可靠性;系统选育对灯盏花的育种具有可行性。

[关键词]灯盏花;AFLP;遗传多样性;选育品系

灯盏花Erigeron breviscapus(Vant)Hand.-Mazz.为菊科Asteraceae飞蓬属Erigeron L.多年生草本植物[1],又名灯盏细辛或短葶飞蓬,主要分布于我国西部和西南部的云南、四川、贵州、广西、、湖南等省(区)[2]。具有散寒解表、祛风除湿、舒筋活血、消积止痛等功效,灯盏花的主要化学成分灯盏乙素是治疗闭塞性脑血管疾病和脑溢血后遗症的天然特效药物[3],云南省灯盏花常年采集量在1 000 t以上,近年对云南省灯盏花原分布区进行资源调查时,已难见到有成片的灯盏花,植株分布频度已接近稀少或枯竭[4]。灯盏花的人工育种和栽培愈来愈重要,但由于灯盏花栽培历史短,育种研究基础薄弱。

在系统考察云南灯盏花种质资源的基础上,采集种质资源并建立了种质资源圃[4]。经过多年的引种驯化研究与实践,在云南省泸西县收集野生种质资源,用系统选育法从中筛选出灯盏乙素达到2.46%~2.70%,灯盏乙素达到68.24~90.60 kg·hm-2的灯盏花优质种源3份[5]。灯盏花为异花授粉植物[6-8],天然异交群体内变异丰富[9-12]。变异系数达50.00% [13],因此可以通过选择育种的方法,充分利用居群水平和居群水平以下的个体间的遗传变异,筛选选育优质种源或选育优质品种[14]。经过对灯盏花种植技术及栽培习性等方面进行了研究,对种质资源的筛选,选用了采自云南省泸西、丘北、个旧等地QS-1至QS-6等6份种源进行了实验比较,种源QS-1,QS-3和QS-6在产量和有效成分含量方面表现较好,引种栽培后的灯盏花个体较野生条件下大[5]。同样用系统育种的方法,从驯化栽培的灯盏花天然异交群体中选择单株,得到的2个灯盏花新品系灯盏乙素和单产都比对照提高[15]。但是目前这些选育出来的品系都缺乏对群体一致性的研究。

目前已采用生物学特性及表型的分析[16],等位酶分析[12],RAPD技术[17-18],ISSR分析[19]等技术对灯盏花遗传多样性进行了初步研究,研究表明灯盏花种质资源有较高的遗传多样性。AFLP标记是对基因组DNA进行分析的分子标记技术,与其他的分子标记技术相比,它可以在全基因组范围内对多个不同的遗传位点同时进行变异分析,而较少受到基因组特征性序列的影响,是进行遗传多样性分析及分子鉴别的首选技术之一[20]。

本文利用优化过的AFLP分子标记方法[21],对系统选育出的、在生产上广泛应用的2个灯盏花品系(千山1号,千山2号)以及云南一些野生居群进行了遗传比较分析,检测灯盏花系统选育的效果,探明AFLP标记在灯盏花选育品系内及品系间的遗传检测的适用性,同时对灯盏花不同地理居群的亲缘关系做了分析,为灯盏花种质资源的利用和遗传改良提供依据。

1 材料

材料选自泸西千山公司所培育的千山1号(QS-1)、千山2号(QS-2),以及作为对照的采自石林、昆明、大理、丘北野生居群的样品。经云南农业大学杨生超教授鉴定,样品为灯盏花E. breviscapus。

高速台式微量冷冻离心机(日本HITACHI)、数显恒温水浴锅(国华电器有限公司HH-4)、电泳仪(北京六一)、制冰机(SANYO SIM-F123)、高压蒸汽灭菌锅(SANYO)、冰箱(中科美菱)、超低温冰箱(Haier)、梯度PCR仪(biometra 070-851)、凝胶成像系统(UVP S/N A030711-002)。

2 方法

2.1 试验设计

用优化过的AFLP体系进行实验[21]。用限制性内切酶EcoRI和MseI对基因组DNA双酶切。预扩增采用E+ 0/M+0引物组合,预扩增产物于-20 ℃保存或稀释后用于选择性扩增。选用E+3/M+3引物组合进行选择性扩增, 引物序列见表2。PCR产物在80W下用6%的聚丙烯酰胺凝胶电泳2.5 h左右, 直至二甲苯青指示线距板底部约2/3处。银染检测扩增产物。

2.2 数据分析

2.2.1 遗传相似系数 通常情况下,AFLP每一条扩增带都对应着一个基因DNA分子位点,出现多态性扩增带,说明某个或某些品种在该位点上存在变异[23]。因此,参照常青等[22]数据分析方法,将AFLP标记作为等位性基因进行多态性研究,每一条扩增带视为一个性状,有次谱带的作为一个分子标记,赋值为“1”,无此谱带时赋值为“0”。

2.2.2 多态性分析

2.2.3 聚类分析 根据按Nei和 Li[24]等的计算方法计算各品种间的遗传相似系数(genetic similarity,GS),GS在此表示AFLP谱带所显示的任意2个个体间基因组的相似程度,GS值愈小则变异愈大。2个个体间的遗传变异(genetic variability)即遗传多样性(genetic diversity),可以通过2个个体间基因组不同程度来体现。本文用遗传相似系数(GS)表示2个个体间基因组的相似程度。

其中Nij 为材料i和 j共有的扩增片段数目,Ni 为材料i 中出现的扩增片段数目,Nj 为材料j中出现的扩增片段数目。

所有的数据统计在Excel和生物学统计分析软件NTSYS2.10中进行。

用生物学软件NTSYS2.10进行数据处理,计算遗传相似系数,使用SAHN程序进行聚类分析,用UPGMA(unweighted pair-group method with arithmetic mean,算数平均非加权配组法)生成树状聚类图。

3 结果与分析

3.1 引物筛选

本研究共对64对Mse I和EcoR I引物组合进行了筛选,其中筛选出条带多且多态性百分率较高、带型丰富、条带清晰的引物组合11对(E03/M03,E04/M06,E08/M03,E01/M05,E02/M08,E03/M01,E04/M01,E04/M04,E04/M08,E05/M07,E08/M05),全部用于供试的6份材料进行AFLP分析。

3.2 AFLP引物在灯盏花样品中的多态性

根据建立的灯盏花AFLP分析体系,从64对引物中筛选出11对引物对灯盏花6份样品进行PCR扩增的结果见表3。11对引物所检测到的信息量比较大,但是彼此间有着效率上的不同,6份供试材料共扩增出636条带,片段大小在100~1 000 bp,其中多态性条带604条,占总数的94.97%,说明6份样品在DNA一级结构组成上存在有差异,即被测的位点中有94.97%的位点在6份样品间存在差异。每对引物可扩增出33~79个条带,平均扩增出57.82条带。引物E04/M04扩增条带数最多,共扩增出79条带;引物E03/M01扩增产物最少,仅扩增出33条带。引物E04/M01所扩增的多态性带最多,高达100%;引物E01/M05所扩增的多态性带最少,仅为85.19%,平均多态百分率为93.76%(因引物较多,这里只选取引物E04/M04作为代表)。

3.3 遗传多样性和遗传相似性分析

对供试材料中的6份灯盏花样品进行遗传多样性和亲缘关系分析见表4,采自丘北的灯盏花平均遗传相似系数最小,为0.673 0;遗传相似系数变幅最大,为0.433 0~0.898 7,说明采自丘北居群的灯盏花种内遗传分化较大,遗传多样性较高。千山1号灯盏花平均遗传相似系数最大,为0.779 9;遗传相似系数变幅最小,为0.569 6~0.924 1,说明采自千山1号的灯盏花品种内遗传分化较小,遗传多样性较低。遗传相似系数变幅从大到小依次为:丘北(0.433 0~0.898 7)﹥大理(0.493 7~0.921 4)﹥昆明(0.531 6~0.936 7)、千山2号(0.544 3~0.949 4)﹥石林(0.493 7~0.886 1);平均遗传相似系数从大到小依次为:千山1号(0.779 9)﹥千山2号(0.769 4)﹥昆明(0.744 7)﹥大理(0.738 5)﹥石林(0.726 7)﹥丘北(0.673 0)。

3.4 聚类分析

基于遗传相似系数,利用UPGMA对6个来自不同居群的灯盏花进行聚类分析,见图1。在相似系数为0.706时,6份不同地区的灯盏花可聚为3大类和5个亚类。第一大类包括除丘北居群以外的48份样品,其中又可以分为2个亚类,第一个亚类包括千山1号和千山2号的26个样品,以及2个石林、1个昆明的样品;第二亚类包括了大理的全部样品,还有2个石林样品以及除39和46号外的昆明样品。第二大类为丘北的全部样品;第三大类为8,17,18,46,27号样品。

4 讨论

4.1 灯盏花种质资源的遗传多样性

根据建立的灯盏花AFLP分析体系,用11对引物对6份样品进行选择性扩增,扩增位点共计636个,多态性位点共计604个,多态性条带占总扩增条带的94.97%,遗传相似系数在0.433 0~0.949 4,表明6份灯盏花种质资源有较高的遗传多样性。ISSR标记中灯盏花种质资源的多态性条带百分率82.40%,遗传相似系数在0.339~0.7961[19];同时在灯盏花RAPD分析中多态性条带百分率87.85%,遗传相似系数0.480 5~0.976 1[18]。本研究的结果和灯盏花的ISSR和RAPD的研究分析结果相近,都表现较高的遗传多样性。而与对云南3个灯盏花居群的核型和等位酶分析认为灯盏花遗传一致度高的观点[16]不同。

4.2 灯盏花种质各组群间的关系

遗传相似系数和聚类结果显示,供试灯盏花样品间遗传差异较大,平均遗传相似系数仅为0.73。供试样品除千山1号和千山2号采自人工栽培外,其余的都采自野生环境,不同的环境条件和异花传粉的生殖方式导致种群间不断产生遗传分化[25]。千山1号和千山2号这2个品系的遗传分化较小,种群具有较高的一致性。而其余的采自昆明、石林、大理的野生样品的遗传多样性则处于一个较高的水平,遗传变异丰富,种内分化突出,具有较丰富的种质基因,可考虑以后作为灯盏花育种的亲本。

通过聚类分析结果表明,所有材料基本按采集地进行聚类,如采自丘北、大理的就各自严格的聚在了一起;千山1号、千山2号各自有90%的样品聚在一起,并且这两个品种间的亲缘关系较近且有少量样品有交差现象,可能是因为这2个品种来自于共同的原始群体[5]。聚类分析得到的不同地区来源的种群间关系基本一致,一定程度上说明按不同地理来源分类分析各种群间的关系是可靠的。

采自大理的样品和千山样品及石林、昆明样品距离较远,这可能和地理隔离有较大关系。但是,采自同一个地方的样品之间有的也未能聚在一起,如 8,17,18,27,46号样品单独聚成一类,需要作进一步的深入研究。本研究中丘北居群自行一类,遗传相似系数变幅最大,为0.433 0~0.898 7,表明采自丘北居群的灯盏花种内遗传分化较大,遗传多样性较高,且与其它居群的遗传距离较远,这与ISSR分子标记鉴定的结果一样[19],可能与其特异的遗传基础差异较大有关,需要对这一特殊的居群进行进一步的研究。

4.3 灯盏花的系统选育分析

灯盏花是典型的异花授粉植物,生产中的栽培群体均为杂合群体,不仅其群体具有丰富的遗传多样性,存在各种变异,个体的基因型也处于高度的分离杂合状态。按照常规农作物选育纯系的方法显得十分困难,系统选育培育新品种具有所需时间短,收效快,方法简便易行,不需要复杂设备的优点。通过EST-SSR标记在三七选育品系的研究也证明了用系统选育来选育优良品种是一种较为可行的方法[26]。本研究中千山1号、千山2号作为系统选育的新品系,从聚类分析可看出它们各自有90%的样品聚在了一起,具有多数一致性,并且具有自己的特异性。灯盏花千山1号和千山2号2个品种平均遗传相似系数大,遗传相似系数变幅小,品种内遗传分化较小,遗传性状较稳定。说明通过系统选育减少了选育材料群体内的遗传变异,选育群体逐渐纯化,系统选育对灯盏花的育种具有可靠性,在农业生产上可推广使用。

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Genetic diversity and group consistency of breeding strains of

Erigeron breviscapus determined by AFLP marker

ZHANG Wei2, WANG Jian-jun1, WEI Xiang2, ZHANG Guang-hui1, YANG Jian-wen3, WU Dao-cong3, YANG Sheng-chao1*

(1.Yunnan Research Center on Good Agriculture Practice for Dominant Chinese Medicinal Materials,

Yunnan Agriculture University, Kunming 650201, China; 2. Honghe University, Mengzi 661100, China;

3.Institute of Herba Erigerontis of Honghe Prefecture, Honghe Qianshan Bioengineering Co., Ltd. , Luxi 652400, China)

[Abstract] Objective: To analyze the genetic diversity and breeding strains of the E. breviscapus germplasms, in order to provide theoretical information for Erigeron breviscapus breeding. Method: The genetic diversity and genetic structure were assayed to six germplasm resource of E. breviscapus which collected from Yunnna with 11 pairs primers and AFLP molecular marker. Result: Six hundred and four amplification bands among 636 DNA bands were from six accession of E.breviscapus, which are about 82.40% of total bands. The six germplasms could be divided into three group at the 0.706 similarity coefficient level. The first category include QS-1, QS-2 and Dali, Shilin, Kunming population. The second category included wild population of Qiubei. The third category included several sample from different district. The mean genetic similarity coefficient of QS-1 and QS-2 was bigger, genetic similarity coefficient range was smaller, hereditary character was more stable. Molecular system clustering analysis showed that the geographical origin of the same part had relative polymerization phenomenon and its genetic relationship was close. Qiubei was a single group possibly relating to the specific genetic basis. Conclusion: The analysis of genetic diversity of E. breviscapus by AFLP marker is reliable. The systematic E. breviscapus breeding is feasible.

[Key words] Erigeron breviscapus; AFLP ; genetic diversity; breeding strains

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