韓 偉,陳如紅,白 音,鄭秋樺(韶關學院 英東生命科學學院,廣東 韶關512005)
基于應用型人才培養的植物組織培養技術平臺建設和運行的探討
——以韶關學院為例
韓偉,陳如紅,白音,鄭秋樺
(韶關學院 英東生命科學學院,廣東 韶關512005)
摘要:植物組織培養技術是以植物生理學為基礎發展起來的一項應用性生物技術.目前在植物快速繁殖、脫毒育苗、單倍體育種、種質資源保存、細胞突變體篩選和遺傳轉化等方面得到廣泛運用.我國具有植物組織培養的專業技術和管理人員較少,建立培養應用型人才的植物組織培養平臺在當前高校人才培養工作中具有十分重要的作用.本文就當前社會對應用型植物組織培養合格人才的迫切需求,以我校英東植物組織培養實踐教學平臺為研究對象,對其建設、運行實施及存在問題進行了探討,以期為校企高效共建應用型人才培養植物組織培養技術平臺提供借鑒.
關鍵詞:植物組織培養;實踐教學平臺;快速繁殖;能力
植物組織培養又稱植物克隆,是指在無菌和人工控制的環境條件下,利用適當的培養基對離體的植物器官、組織、細胞及原生質體進行培養,使其再生細胞或完整植株的技術.由于培養的植物材料已經脫離了母體,又稱為植物離體培養.植物組織培養具體包括愈傷組織培養、器官培養(根、莖、幼葉、胚、子房和花藥等)、原生質體培養、莖尖分生組織培養和懸浮細胞培養等類型.植物組織培養技術是一種應用性很廣的現代生物技術,已在快速繁殖、脫毒、單倍體育種、種質資源保存、細胞突變體篩選和遺傳育種等方面得到廣泛運用,其應用領域還在不斷擴大.隨著植物組織培養技術在我國農業、工業、林業、園藝和生物醫藥等領域的廣泛應用,社會對植物組織培養技術人才需求較多,且要求也越來越高.因此,植物組織培養技術人才的培養在當前高校人才培養工作中占有十分重要的位置.本文以我校英東植物組織培養實踐教學平臺為研究對象,從其建設的必要性,運行的模式及存在的問題等加以探討,并進一步完善建設思路.
為了適應社會發展的需要,高校實驗室的建設至關重要,它是人才培養和成果產出的重要基地,是服務于教學和科研的主體.植物組織培養實踐教學平臺主要職能是為師生提供實驗實習實訓、課堂教學及科研開發的平臺.
1.1培養植物組織培養專業技術和管理人才的重要平臺
高校建立植物組織培養實踐教學平臺對培養植物組織培養技術人才具有重要的作用.培養植物組織培養專業技術人才在高校,高校擁有雄厚的師資力量,能夠為社會,為企業提供合格的技術人才,促進植物組織培養產業的發展.
我國的植物組織培養產業化發展雖然達到了一定的規模,但大部分優良的品種都靠國外進口,屬于國內自主研發的優等品種極少.且所生產的東西都是國際普遍存在的,其產品通常為原材料加工,難與國際市場的產品競爭.如果沒有一個平臺使研究成果轉化為生產,高校教師的研究成果只能停留在基礎研究的階段.植物組織培養實踐教學平臺為科研成果的轉化提供一個合適的平臺,能夠使科研成果轉化為技術為企業所用,生產出自己的新品種,新材料.
1.3有利于進一步優化和完善植物組織培養技術
植物組織培養實踐教學平臺是生產和科研相結合的平臺.生產中遇到的問題,通過科研人員的實驗,總結出解決途徑.科研中遇到的問題,可以通過生產流程線不斷優化.二者相結合,能夠完善植物組織培養技術且促進其發展.
1.4有利于校企合作,突出學校的辦學特色和社會影響力
植物組織培養實踐教學平臺是產學研基地,與企業合作的同時,能緩解企業生產的壓力,給企業提供優質的種苗及提供產業開發的技術.能夠吸引企業投資,帶來先進的管理技術和設備,改善實踐教學條件,進而提高學生實踐動手操作的能力,提升學生的就業能力,有助于擴大學校的知名度,提高辦學的質量以及社會的影響力.
依托生物學省級教學實驗示范中心的建設,將植物組織培養實踐教學平臺打造為產學研平臺,建設服務于教學、科研和學科發展以及服務于社會的綜合實驗室.建設思路主要有:
2.1建設方案
需要注意的是,采用上述計算得到泄壓板面積為有效面積。在實際的工程應用中,由于泄壓板多為方形開口,需根據泄壓板形狀將有效泄壓面積轉化為幾何面積進行設計。
結合我校英東植物組織培養實踐教學平臺的建設和運行的經驗,應用型人才培養的植物組織培養實踐教學平臺總的要求是實驗室相對獨立但又相互銜接,以減少污染率.同時,水電暖設施齊全,采光條件好.分為6個分室,各個分室要集中,既能獨立運行,又相互配合.各室的主要功能如下:
(1)洗滌室(Washing Chamber),用來清洗培養瓶,接種用的不銹鋼碟子.(2)準備室(Preparation Room),用來配制培養基的地方,同時還存放配制培養基的藥品.(3)滅菌室(Sterilization Room),主要是培養基高壓滅菌的地方,存放有高壓滅菌鍋.(4)緩沖室(Buffer Room),接種人員進入接種室的一個通道.(5)接種室(Inoculation room),存放超凈工作臺,是轉接組培苗的地方.(6)培養室(Culture Room)用于組培苗的培養.
2.2建設目的
2.2.1完善師資隊伍建設
通過與企業之間的校企合作,堅持“走出去,引進來”的路線.一方面,將有這方面專業技術的教師派往企業學習,掛職鍛煉.另一方面,引入企業工程師進行兼職培訓.可以加強“雙師型”人才的培養,完善師資隊伍的建設.
2.2.2加強學生實踐能力的培養,適合市場的需求
應用型人才培養關鍵是使學生在掌握理論知識的基礎上,突出應用實踐能力,符合企業生產的需求,并具有創新實踐能力.植物組織培養實踐教學平臺的建設突破過去實驗室建設的模式,依照企業生產的模式進行建設,滿足人力資源市場對人才的培養需求,使學生能夠通過平臺進行設計性實驗、綜合性實驗以及開展大學生創新創業訓練項目的研究,充分提高學生的實踐動手能力.
2.2.3培養社會植物組織培養技術人員
召集社會中對植物組織培養技術感興趣人員,有志人員,依托平臺,定期舉行植物組織培養技術培訓班,為社會培養勞動技術人才,服務于社會.
2.3儀器設備
植物組織培養實踐教學平臺必須具備以下設備:電子天平、冰箱、高壓滅菌鍋、電磁爐、電爐、超凈工作臺、高溫消毒器、酒精燈、自動灌裝機、自動洗瓶機、解剖刀、接種鑷子、解剖剪、錐形瓶、移液槍、烘干箱、培養架、冷熱空調、酸度計、培養瓶、封口膜、pH試紙和培養皿等.
3.1校企合作的運行模式
企業提供用于生產的原材料、藥品、消耗品及資金支持,參與者為進行專業實習和畢業實習的學生.在實習時,聘請企業技術人員作為兼職導師,和校內的專職教師共同參與到人才培養全過程.定期邀請企業工程師對學生進行手把手的技術培訓,將企業的管理制度引入到實習生的工作制度中,使學生提前感受到和意識到企業的工作氛圍.如清洗培養瓶,配制培養基,培養基滅菌和轉接材料等幾個工作環節中,每個環節將學生分成一個小組,在生產的過程中,采取循環進行,讓每個學生參與所有環節,考核方式采取分任務,定量考核的辦法,讓學生自己動手去操作,既提高動手實踐的能力,又鍛煉團結協作的能力,使學生的專業素質得到了全面的提升.校內實踐基地實習一段時間后,我們會直接派往合作的企業進行再實習,使學生真正體會到將來工作的場景,真正實現了與企業和市場的對接.目前已經與幾家單位建立了長期的合作協議,如韶關市樂昌龍山林場,珠海一沁生物科技有限公司,仁化縣天益壽生物科技有限公司研發中心和廣州市園林建筑工程公司等.
3.2 教學與生產實踐相結合的運行模式
以生產流程為主線,結合企業對應用型人才知識和創新能力的要求,結合植物組織培養理論教學內容對實驗內容和設計進行改革.傳統的植物組織培養實驗都是驗證性的實驗,通常都是走過程,不重視實驗操作及解決問題.新的實驗體系結合植物組織培養實踐教學平臺的運行,采取綜合性,設計性及創新性實驗模塊貫穿到各類實習實訓中.新的實驗項目重視學生的思維和操作能力的培養,包括植物組織培養實驗室的設計,組培基本操作技術(培養基母液配制,培養基配制,無菌操作),組培技術研發試驗方案設計,培養結果數據調查,統計與分析,植物脫毒育苗與組培快繁以及組培企業經營管理理念等.借助平臺教師可以做到在授課的同時邊教邊演示,學生可以邊學邊做.
3.3科研開發與成果轉化一體化的運行模式
結合平臺建設,專業教師根據市場和企業的需求,積極與企業合作申請科研項目,將科技項目開發的成果轉化為生產技術,為企業直接利用,提升了教師的科技開發能力,豐富了教學內容.教師借助平臺已經申請了以下項目:香港銘源基金項目:杜鵑紅山茶快速繁殖技術的研究,韶關市科技計劃項目:蝴蝶蘭組培苗內生菌的分離及應用研究,韶關學院科研項目:蝴蝶蘭組培苗內生菌的分離及功能研究.
3.4學生科研項目與生產實踐相結合的運行模式
學生參加生產實踐的同時,積極申報校級大學生創新創業訓練計劃項目.植物組織培養實踐教學平臺定期對學生進行開放,感興趣的學生在雙導師的指導下有機會參與項目研究與實施,培養創新能力,完成大學生創新項目及實踐項目,提高團隊協作能力,動手實踐能力.學生申請的創新項目有:紅掌組織培養技術優化的研究;創業項目:名貴花卉蝴蝶蘭分生苗的工廠化生產.
4.1平臺空間有限,不能擴大規模
高校每個實驗室都有各自的用途,除了滿足正常實驗教學的需要,還對實驗室進行開放,實驗室周轉比較緊張.將其它實驗室進行改造為植物組織培養實驗室可能較小.單獨建造實驗室工程較大,時間較長,需要較多資金.準備室,接種室,緩沖室和培養室要有足夠的空間才能容納更多的學生參與實踐,才能擴大規模生產.因此,想要大量的培養植物組織培養技術的人才,需要企業和學校共同支持才能實現.
4.2儀器設備較少,難于滿足學生實訓需求
由于用于平臺運行的資金有限,實驗室的自動化的儀器設備數量較少.由于自動洗瓶機和自動灌裝機缺乏,工作效率較低,不能實現自動化和擴大規模再生產,難于滿足學生實訓需求.
4.3缺乏溫室環境,無法實現系統實訓
目前植物組織培養實踐教學平臺的條件,能做到的僅在組培苗生產階段.由于沒有建立溫室,缺乏煉苗和栽培的環境.所以學生缺乏從組培苗煉苗-移栽-栽培-管理-成花-出圃的技術環節.當然,很多高校都不具備這一條件.期望建立煉苗栽培的溫室,能與企業進一步的合作,使學生掌握栽培管理能力.
自從2012年英東植物組織培養實踐教學平臺建成以來,堅持以培養人才為目標,以科研開發為導向,以企業合作為支撐,三位為一體,充分發揮了高校和企業優勢.目前我校英東生命科學學院生物技術,生物科學和生物技術及應用三個專業共有457名學生先后完成了實訓,實訓后的學生順利進入相關企業進行工作,直接擔任企業的技術指導.這些學生從事相關工作崗位后,能夠較快的勝任工作,很快適應企業工作的氛圍.關于如何進一步的與企業合作,如何更好的利用植物組織培養實踐教學平臺培養應用型的人才,需要進一步的探討.
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(責任編輯:閆文龍)
中圖分類號:G482
文獻標識碼:A
文章編號:1007-5348(2015)06-0101-04
[收稿日期]2015-05-07
[基金項目]韶關學院第十三批校級教育教學改革研究項目(SYJY121101).
[作者簡介]韓偉(1983-),男,河南遂平人,韶關學院英東生命科學學院實驗師,碩士;研究方向:植物組織培養及育種.
Exploration on the Construction and Operation of Plant Tissue Culture Technology Platform Based on Application-oriented Talents Training——A Case Study of Shaoguan University
HAN Wei,CHEN Ru-hong,BAI Yin,ZHENG Qiu-hua
(College of Yingdong life sciences,Shaoguan University,Shaoguan 512005,Guangdong,China)
Abstract:Plant tissue culture techniques are an applicational biotechnology that developed on the basis of plant physiology.At present,it has been widely used for the rapid propagation of plant,detoxification breeding, haploid breeding,conservation of germplasm resources,somatic mutation screening,genetic transformation and other aspects.The technology has achieved remarkable economic and social benefits to enterprises.Owing to the lack of plant tissue culture technical and managerial talents in our country,the establishment of plant tissue culture platform has a very important role in the university application-oriented talents training.According to the urgent needs of the society for plant tissue culture technical talents,Yingdong plant tissue culture practice teaching platform was studied in this paper,and its construction,operation and existing problems were discussed to provide a reference for the construction of plant tissue culture laboratory in the university.
Key words:Plant tissue culture;Practical teaching platform;Rapid propagation;Ability