第一篇：體育人才資源研究進展

體育人才資源研究進展

1.運動員人力資源的可持續(xù)發(fā)展

從經(jīng)濟學(xué)的角度分析,每一生產(chǎn)要素都應(yīng)該在可能的條件下得到充分運用,并與其他要素之間結(jié)合成一種合理配比關(guān)系,以求獲得最大的生產(chǎn)成果。為達此目標,運動員人力資源配置應(yīng)努力實現(xiàn)良性結(jié)構(gòu)、提高效率、充分就業(yè)三個目標。中國競技體育要想取得更大的成就,人力資源配置也應(yīng)該努力實現(xiàn)這三個目標。

1.1良性結(jié)構(gòu)

進行人力資源配置,調(diào)節(jié)各地區(qū)、各部門和各行業(yè)的勞動力,并將追加的人力資源投入到不同的方向,以便形成一種良性的人力資源使用結(jié)構(gòu),即就業(yè)結(jié)構(gòu)。競技體育人力資源的良性結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)在各地區(qū)、各項目的競技體育人力資源布局以及一、二、三線隊員之間的配備均衡,從前面的分析來看,在當前的經(jīng)濟發(fā)展情況以及競技體育發(fā)展的激烈競爭下,良性結(jié)構(gòu)目標的實現(xiàn)還需要一段很長的時間。

1.2提高效率

人力資源的使用,從總體上說,可以分為“有效勞動”和“無效勞動”兩大類。前者是指人力資源投入取得了經(jīng)濟效益,后者是指人力資源投入未取得經(jīng)濟效益。在市場經(jīng)濟條件下,競技體育的發(fā)展必須進行成本核算,考慮效益和效率。而不能再像計劃經(jīng)濟體制下那樣,為奪金爭銀而搞大軍團作戰(zhàn),在全國自下而上筑起一座大而全的競技體育大金字塔,這座金字塔是以龐大的經(jīng)費開支和近似百萬計的體育大軍作為基礎(chǔ)的。進入市場經(jīng)濟以后,各級領(lǐng)導(dǎo)的成本效益觀念增強,不再搞“廣種薄收”,而是縮短戰(zhàn)線。奧運戰(zhàn)略、精品戰(zhàn)略的實施以及運動項目調(diào)整的指導(dǎo)思想都是提高競技體育效益和效率的表現(xiàn)。競技體育早出人才,快出人才是為高效率。但是,運動員的過早退役和老運動員遲遲不退役都是人才資源浪費的表現(xiàn)。而且,若中國想成為體育強國,則“119工程”要加強,三大球也必須加強,那么,我們的許多人、財、物的投入在較長時間內(nèi)將不會產(chǎn)生效益和效率。競技體育人力資源投入效率的提高和體育強國之間存在著一定的矛盾,如何去實現(xiàn)人才的合理使用,需要不斷的探討。

2.教練員人力資源的可持續(xù)發(fā)展

2.1教練員的敬業(yè)精神

教練員的敬業(yè)精神對培養(yǎng)運動員具有潛移默化的影響,是教練員發(fā)揮主導(dǎo)作用的前提條件,敬業(yè)精神在新的世紀被賦予新的內(nèi)涵,是事業(yè)心、集體榮譽感、刻苦鉆研的精神、敢于采用新技術(shù)、新方法的綜合體現(xiàn),是教練員必備的精神基礎(chǔ)。隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展,一些社會現(xiàn)象的影響,教練員的從業(yè)精神也發(fā)生了一些變化。教練員的敬業(yè)精神也影響了其從業(yè)的指導(dǎo)思想和運動員培養(yǎng)的態(tài)度。

2.2教練員的心理素質(zhì)

現(xiàn)代競技體育比賽是非常殘酷的,獲得成功的往往是極少數(shù)人。教練員要想獲得成功,必須面對失敗和挫折,需要克服常人無法克服的困難,忍受多次失敗的痛苦和考驗,要善于控制自己的情緒,做到失敗時不氣餒,勝利時不驕傲,要善于總結(jié)成功和失敗的原因,還要處理好同運動員、家長、同行、領(lǐng)導(dǎo)等的關(guān)系,給訓(xùn)練創(chuàng)造一個良好的環(huán)境,從而保證訓(xùn)練質(zhì)量和訓(xùn)練水平。只有培養(yǎng)教練員較好的心理素質(zhì)才能促進教練員對運動員的培養(yǎng)。

2.3教練員的專業(yè)知識和技能

教練員的專業(yè)知識和技能是培養(yǎng)高水平競技體育后備人才不可缺少的條件和基礎(chǔ),沒有豐富的理論知識和高超的技術(shù)水平,缺乏對新理論、新方法的了解和應(yīng)用,不掌握科學(xué)的訓(xùn)練方法,是不可能培養(yǎng)出高水平競技體育后備人才的。我國大部分基層教練員理論水平偏低,這與他們出自專業(yè)隊而沒有進行過系統(tǒng)學(xué)習(xí)有關(guān)。由于教練員的培訓(xùn)機制還不完善,大部分教

練員沒有專門進修過,參加短期培訓(xùn)的情況也不容樂觀,因此,加強教練員的崗位培訓(xùn)和進修是當務(wù)之急。

3.其他工作人員、管理人員的可持續(xù)發(fā)展

工作人員和管理人員包括運動隊配備的科研人員、管理人員、運動員的文化方面的教師、醫(yī)務(wù)人員等。

3.1科研人員

科研是競技體育發(fā)展的有力支撐,我國的體育科研一直處于比較落后的水平,與世界競技體育大國相比體育的相對科研能力較差。首先是因為中國的體育科研的硬件設(shè)施比較落后,造成了我國體育科研難以實施,其次是我國的科研人員的動手能力較差,應(yīng)用領(lǐng)域的科研成果比較少;造成科研水平低的另一因素是體育科研和競技體育結(jié)合和運用的能力較差,中國的教練員科研水平較差,而做研究的又不是教練組成員,科研人員的科研和現(xiàn)實運動訓(xùn)練結(jié)合得不緊密,現(xiàn)有的科研又涉及到運用的問題,教練員運用科研的能力直接關(guān)系到運動隊競技水平的提高。解決這一問題的有效途徑就是讓科研人員參與訓(xùn)練,讓教練員參與科研,運動隊要與科研院所結(jié)合,這樣就實現(xiàn)了有機結(jié)合,使得科研人員有了更多的研究課題和研究對象,運動隊也得到了有力的科技支持。

3.2管理人員

管理人員的作用:管理人員是我國競技體育國家法規(guī)制度的執(zhí)行者和運動員日常生活的管理者、各種訓(xùn)練人員的協(xié)調(diào)者。

建立管理體系,整合其職能,確立競技體育人力資源管理的組織運作系統(tǒng),這是人力資源管理職能得以實現(xiàn)的內(nèi)在機制,包含兩個方面的內(nèi)容:一是發(fā)揮組織、決策、控制、協(xié)調(diào)等作用的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),人力資源管理的組織設(shè)計、運作和完善都以此為出發(fā)點和歸宿點;是履行各種管理職能的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),具體實施各項職能;二是人力資源管理中承擔(dān)組織決策、指揮協(xié)調(diào)等職責(zé)的各級負責(zé)任的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這二者形成一個有機整體,使競技體育人力資源管理體系如同人體有機體,各項機能正常運轉(zhuǎn)。

根據(jù)市場經(jīng)濟的需要完善勞動關(guān)系管理系統(tǒng)。在計劃經(jīng)濟體制下,對運動員、教練員以及其它體育工作者實行的是固定的工作制度和全國統(tǒng)一的“就業(yè)—工資—福利”二位一體分配制度,產(chǎn)生了中國特色的競技體育“專業(yè)隊”制度,因而不具有獨立的勞動關(guān)系主體資格,其管理由主管部門說了算。這種勞動關(guān)系不利于協(xié)調(diào)其中各類關(guān)系、消除消極因素、調(diào)動個體積極性等。

4.人力資源發(fā)展的目標

樹立競技體育可持續(xù)發(fā)展理念。不同地區(qū)、部門及運動項目可根據(jù)自身實際狀況建構(gòu)競技體育資源調(diào)控體系。完善競技體育資源基礎(chǔ)管理工作,建立競技體育資源統(tǒng)計制度和評價指標體系,建立競技體育資源綜合利用狀況公報制度和競技體育資源綜合利用信息網(wǎng)絡(luò)。成立國家競技體育可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃專門部門,負責(zé)提出國家競技體育可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃的計劃管理和宏觀調(diào)控。

建立健全競技體育資源法規(guī)政策。推進政府職能轉(zhuǎn)變。體育政府部門要加強對競技體育資源的宏觀調(diào)控職能,重點放在政策法規(guī)的制訂、組織協(xié)調(diào)、監(jiān)督管理、規(guī)劃計劃及服務(wù)等方面。將有群眾基礎(chǔ)、市場發(fā)育前景良好、產(chǎn)業(yè)運作比較成熟的競技體育項目交由社會運作,鼓勵社會辦體育的積極性,實行各種方式的聯(lián)合經(jīng)營,形成國家辦與社會辦相結(jié)合的良好局面。

促進競技體育人才合理流動。建立和開發(fā)競技體育人才市場,促進競技體育人才的合理流動。加強國家各類專項運動員人才交流的科學(xué)管理,統(tǒng)一協(xié)調(diào)全國專項競技體育人才合理流動,進一步擴大競技體育人才的發(fā)展領(lǐng)域,構(gòu)建合理的競技后備人才系統(tǒng)。

第二篇：聚氨酯研究進展

聚氨酯樹脂的研究進展

摘要：本文綜述了聚氨酯目前研究熱點，其中包括氟硅改性、水性化、非異氰酸酯聚氨酯和聚氨酯納米復(fù)合材料的研究，指出了聚氨酯未來研究方向。

關(guān)鍵詞：聚氨酯；氟硅改性；水性；非異氰酸酯；納米復(fù)合材料

Research progress of polyurethane

Abstract：This article reviews the current research focus of polyurethane, including fluorine-modified, water-based, non-isocyanate polyurethane and polyurethane nano-composites, demonstrating future research directions of polyurethane.Keyword: polyurethane;fluorine-modified;non-isocyanate;nano-composites

引言

聚氨酯樹脂(PU)是一種重要的合成樹脂，它具有優(yōu)良的性能，如硬度范圍寬、強度高、耐磨、耐油、耐臭氧性能優(yōu)良，且具有良好的吸振，抗輻射和耐透氣性能，具有高拉伸強度和斷裂伸長率，良好的耐磨損性、抗撓曲性、耐溶劑性，而且容易成型加工，并具有性能可控的優(yōu)點；它的產(chǎn)品形態(tài)多樣，如泡沫塑料、彈性體、涂料、膠黏劑、纖維素、合成革等；因此廣泛應(yīng)用于交通運輸、建筑、機械、家具等諸多領(lǐng)域。

1.氟硅改性

氟硅改性聚氨酯是目前研究的熱點之一，氟硅具有獨特的化學(xué)結(jié)構(gòu)，其表面能較低，因此在成膜過程中向表面富集，可賦予改性聚合物涂膜優(yōu)良的耐水、耐油污、耐候、耐高低溫使用性能以及良好的機械性能。常有兩種: 一種方法是將含有羥基或胺基的硅氧烷樹脂或單體與二異氰酸酯反應(yīng)，將有機硅氧烷引到水性聚氨酯中，利用硅氧烷的水解縮合交聯(lián)來改善聚氨酯的性能；另一種方法是在環(huán)氧硅氧烷作為后交聯(lián)劑引入到體系中，形成環(huán)氧交聯(lián)改性聚氨酯體系。Cheng(Cheng, Zhang et al.2005)等人基于聚丙二醇（PPG），聚醚接枝聚硅氧烷（PE-PSI），2,4丁二醇（BDO）合成一個新穎的硅氧烷改性聚氨酯（PE-PSI）。Luo(Luo, Huang et al.2010)等人基于異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI），以二端羥烷基聚[甲基-（3,3,3-三氟丙基）]硅氧烷（PMTFPS）為軟段，聚己內(nèi)酯（PCL）的混合軟段的基礎(chǔ)上，合成氟-硅氧烷改性聚氨酯系列。Linlin(Linlin, Xingyuan et al.2007)等以2,4-甲苯二異氰酸酯、二端羥丁基聚二甲基硅氧烷（DHPDMS）、聚四氫呋喃醚二醇、1,4-丁二醇為主要原料合成了系列的有機硅改性聚氨酯（Si-PU）。硅烷改性聚氨酯的研究十分活躍，以聚氨酯為主鏈通過硅烷封端改性，是一個重要的發(fā)展方向。Mahdi(Mahdi, Syed Z.Rochester Hills et al.2001)通過硅烷偶聯(lián)劑改性聚氨酯，提高了聚氨酯密封膠對玻璃的粘接性，而且不用底涂劑，甚至可膠接油漆面和有機物污染的表面。Sun, DX(Sun, Miao et al.2011)等用硅烷偶聯(lián)劑（SiCA）改性功能化的納米二氧化硅聚氨酯，提高其熱穩(wěn)定性、硬度、耐水性和耐候性。Xu(Xu, Lu et al.2011)等利用2-三氟甲基-4,4'-二氨基二苯醚合成了一系列含氟聚氨酯彈性體，性能測定結(jié)果表明含氟聚氨酯彈性體具有較低的表面張力，更好的疏水性、熱穩(wěn)定性、良好的機械性能和阻燃性能。

2.水性聚氨酯

20世紀60年代以來，溶劑型聚氨酯得到了廣泛的使用，然而有機溶劑使用時造成空氣污染，具有或多或少的毒性，水性聚氨酯以水為基本介質(zhì)，具有不污染環(huán)境、節(jié)能、操作加工方便等優(yōu)點，已受到人們的重視(仝鋒 2000;顏俊, 涂偉萍 et al.2001)。水性聚氨酯按照分散粒子是否帶電可分為離子型和非離子型, 而離子型水性聚氨酯按照聚氨酯主鏈上的帶電性質(zhì)又可分為陰離子型、陽離子型和兩性離子型。LU(Lu, Tighzert et al.2005)等利用蓖麻油改性的水性聚氨酯與熱塑性淀粉共混，試驗表明，兩者具有較好的相容性，這種改性彌補了熱塑性淀粉的耐水性、物理機械性能方面的不足，為高性能的可降解淀粉塑料的研究提供了理論支持。Tyre(Tyre 2008)等人對作為木地板涂料的水性聚氨酯-丙烯酸混合物與油性產(chǎn)品的硬度、耐磨性和耐化學(xué)性坐了詳細比較。Zhang(Zhang W)等人以聚醚多元醇、聚酯多元醇、異氰酸酯、二羥甲基丙酸、三乙烷、羥乙基丙烯酸酯為原料，合成作為水性油墨連接料的水性聚氨酯乳液，制成的水性油墨不燃，無毒，無害，環(huán)境友好，既安全又節(jié)能。Yang.Z(Yang Z 2010)等人以水和非羥基溶劑作為混合溶劑，得到環(huán)硫氯丙烷單體和巰基改性聚氨酯混合水性乳液，該乳液可以用作高效、環(huán)保的工業(yè)廢水汞離子吸附劑。Lagiewczyk(Lagiewczyk and Czech 2011)等基于羥基聚丁二烯（HTPB），聚丙二醇（PPG），二羥甲基丙酸（DMPA）和異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI）制備水性聚氨酯的壓敏粘合劑（PU-PSA），其具有低粘性，低附著力和良好的凝聚力。

3.非異氰酸酯聚氨酯

20世紀90年代開始, 發(fā)達國家重視非異氰酸聚氨酯（NIPU）的開發(fā)與應(yīng)用，在歐美國家正逐步實現(xiàn)工業(yè)化，在涂料、彈性體、膠粘劑等行業(yè)的應(yīng)用大有與常規(guī)異氰酸酯競爭之勢(Rokicki 2000;Figovsky and Shapovalov 2002;Yu, Yuan et al.2009)。NIPU由環(huán)碳酸酯齊聚物與胺類齊聚物反應(yīng)制得, Garipov RM(Garipov, Sysoev et al.2003)等研究了環(huán)碳酸酯與胺的反應(yīng)動力學(xué)特征。Kim(Kim, Kim et al.2001)等利用二氧化碳在相轉(zhuǎn)移催化劑（PTC）作用下與二縮水甘油醚和雙酚S的反應(yīng)產(chǎn)物（DGEBS）反應(yīng)制備二元環(huán)碳酸酯。Tamami(Tamami, Sohn et al.2004)等[利用環(huán)氧大豆油（ESBO）在催化劑作用下于110 ℃與二氧化碳反應(yīng)合成大豆油環(huán)碳酸酯（CSBO），進而與胺類化合物反應(yīng)可合成NIPU。Oleg Figovsky(Oleg Figovsky 2007)等研究了星形環(huán)碳酸酯的制備和其在合成星形羥基NIPU齊聚物、星形NIPU、星形雜化NIPU中的應(yīng)用，同時還研究了丙烯酸環(huán)氧化合物、丙烯酸環(huán)碳酸酯、丙烯酸羥基NIPU齊聚物、丙烯酸NIPU、丙烯酸雜化NIPU的制備方法。通過采用特殊的樹枝狀氨基硅烷低聚物（dendroaminosilane oligomer），可以將硅烷鏈段引入NIPU網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，成為一種雜化非異氰酸酯聚氨酯（hybrid NIPU，HNIPU）(王北海 2007)。雜化非異氰酸酯聚氨酯（HNIPU）涂料具有更好的耐化學(xué)性和透氣性，是無分子間氫鍵類似結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)聚

氨酯涂料的1.5-2.5倍(Figovsky, Shapovalov et al.2001)。Poul-Ernst Meier,Farum(DK)(Poul-Ernst Meier 2004)發(fā)明了以HNIPU為基的膠粘劑和密封膠，用于金屬表面涂裝材料。

4.聚氨酯納米復(fù)合材料

聚氨酯/納米復(fù)合材料是未來的研究方向之一，近年來國內(nèi)外聚氨酯/納米復(fù)合材料的制備方法，主要介紹了共混法、原位聚合法、插層聚合法、溶膠-凝膠法等幾種常用的納米材料改性聚氨酯的方法(Dong-mei, Shao-ling et al.2011)。Zheng(Zheng, Gao et al.)等通過分散蒙脫石和多元醇，加入氨基烷基聚硅氧烷中和，制備蒙脫土/有機硅嵌段聚氨酯納米復(fù)合材料。Petrovic(Petrovic, Cho et al.2004)等用溶膠-凝膠法制備并表征了兩系列軟段質(zhì)量分數(shù)為50%和70% 的嵌段SiO2 納米復(fù)合材料，研究了不同含量球形納米SiO2溶膠對軟、硬段相分離的影響。Yang hong-yan(Hongyan, Daocheng et al.2006)等以聚四氫呋喃醚二醇-1000(PTMG)、甲苯-2,4-二異氰酸酯（TDI）、3,3-二氯-4,4-二苯基甲烷二胺（MOCA）為原料，采用預(yù)聚法合成聚氨酯彈性體，并選用納米CaCO3 對聚氨酯彈性體進一步增強，通過對納米CaCO3進行表面改性及采用超聲波促進納米粒子在基體中更好地分散，并考察了納米的CaCO3含量和合成溫度對聚氨酯彈性體力學(xué)性能的影響。You(You, Park et al.2011)等制備泡沫聚氨酯（PUF）/多壁碳納米管復(fù)合材料，并研究了其電學(xué)、熱學(xué)和形態(tài)學(xué)特性，為制備高性能復(fù)合材料提供了理論依據(jù)。

展望

1.聚氨酯制備方法多為傳統(tǒng)的制備方法，需進一步研究新的制備方法，進一步提高材料的綜合性能；

2.針對特定缺陷利用多元復(fù)合改性聚氨酯涂料進行改良研究；

3.對于聚氨酯納米復(fù)合材料的研究，期待新型納米材料如納米金剛石、納米SiC等新型超硬納米材料的應(yīng)用研究；

4.聚氨酯復(fù)合材料還處于實驗研究階段，工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域還有待于進一步開發(fā)。

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第三篇：藥用植物研究進展

植物是藥物的重要來源之一，人類利用藥用植物的歷史淵遠流長。今天，盡管科學(xué)家已經(jīng)能夠利用化學(xué)方法研制品類繁多的藥品，但開發(fā)利用植物藥的熱情在世界范圍內(nèi)卻有增無減。這主要是由于植物種類豐富，體內(nèi)所含的有效成分形形色色，具有開發(fā)新藥的巨大潛力；既可以從中直接發(fā)現(xiàn)新藥源；又可以發(fā)現(xiàn)新的先導(dǎo)化合物，通過結(jié)構(gòu)修飾等技技術(shù)發(fā)明新藥。

中國野生藥用植物種質(zhì)資源非常豐富，據(jù)統(tǒng)計在5000種以上，但傳統(tǒng)的中草藥獲取方法是以采集和消耗大量的野生植物資源為代價的，當采集和消耗量超過自然資源的再生能力時，必然會導(dǎo)致物種瀕危甚至滅絕。再有，自然生態(tài)環(huán)境的日益惡化，也進一步導(dǎo)致藥用植物資源的匱乏。在已出版的《中國植物紅皮書》第一卷中，共收載了388種國產(chǎn)珍稀瀕危野生植物，其中有藥用價值的約100余種，在中國歷史上就已赫赫有名的人參、天麻、黃連、黃芪、杜仲、厚樸、巴戟天、平貝母、肉蓯蓉等，均位列其中。

迄今，為了解決藥用植物的供需矛盾，人們多采用人工栽培的方法擴大藥源。但在人工栽培的藥用植物中，有不少名貴藥材如人參、黃連等生產(chǎn)周期很長，如果以常規(guī)方法育種或育苗，需要花費很長時間。另有一些藥用植物如貝母（Ftitillaria spp.）、番紅花(Crocus sativus)等，因繁殖系數(shù)小、耗種量大，導(dǎo)致發(fā)展速度很慢且生產(chǎn)成本增加。還有一些藥用植物，如地黃(Rehmannia glutinosa)、太子參(Pseudostellaria heterophylla)等，則因病毒危害導(dǎo)致退化，嚴重影響了產(chǎn)量和品質(zhì)。

于是，積極研究藥用植物資源的再生技術(shù)，使有限的資源為人類永續(xù)利用迫在眉睫。應(yīng)用植物組織培養(yǎng)生產(chǎn)藥用植物，具有不受地區(qū)、季節(jié)與氣候限制，便于工廠化生產(chǎn)等優(yōu)勢，同時組織培養(yǎng)中的細胞生長速度要比植物正常生長速度快，接近于分生組織的生長速度，因此利用組織培養(yǎng)手段快速繁殖藥用植物種苗，或者利用組織培養(yǎng)或細胞培養(yǎng)手段直接生產(chǎn)藥物便隨之日益發(fā)展。

目前藥用植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用主要有兩個方面：一是利用試管微繁生產(chǎn)大量種苗以滿足藥用植物人工栽培的需要；二是通過愈傷組織或懸浮細胞的大量培養(yǎng)，從細胞或培養(yǎng)基直接提取藥物，或通過生物轉(zhuǎn)化、酶促反應(yīng)生產(chǎn)藥物。

我國的藥用植物組織培養(yǎng)研究，可以追溯到20世紀50年代。1964年，羅士韋教授等首先報道了人參組織培養(yǎng)獲得成功的研究成果。1983年，全國第一屆藥用植物組織培養(yǎng)討論會召開，屆時全國已有30多個單位，100余人從事藥用植物的組織培養(yǎng)研究。其中以廣西藥物所的羅漢果快速繁殖，山東大學(xué)生物系與荷澤地區(qū)中藥材試驗站的懷地黃去病毒研究和中國藥科大學(xué)人參工業(yè)化生產(chǎn)的中間試驗為代表性的研究成果。自此，我國藥用植物的組培研究迅速發(fā)展。1986年，由我國科學(xué)工作者編寫的有關(guān)專著《藥用植物組織培養(yǎng)》問世……到目前為止，我國的科技工作者在藥用植物組織培養(yǎng)方面已取得了巨大的成績，組織培養(yǎng)技術(shù)水平也在不斷進步：如培養(yǎng)方法已從固體、液體、懸浮培養(yǎng)，深層大罐發(fā)酵發(fā)展到液體連續(xù)培養(yǎng)；培養(yǎng)材料也從藥用植物的根、莖、葉、花、胚、果實、種子等組織或器官，這些器官誘導(dǎo)出的愈傷組織或冠癭組織，一直發(fā)展到目前的細胞。

近40年來我國經(jīng)離體培養(yǎng)獲得試管植株的藥用植物已有金線蓮(Anoectochilus formosanus)、白芨(Bletilla striata)、番紅花、鐵皮石斛(Dendrobium candidum)、絞股藍（Cynostemma pentaphyllum）、苦丁茶(Ilex kudingcha)、南洋金花(Datura metel)、海巴戟(Morinda citrifolia)等100余種，其中大多數(shù)為珍貴的藥用植物。

從60年代開始的我國傳統(tǒng)藥材離體培養(yǎng)和試管繁殖研究，到目前為止已有100多種藥用植物經(jīng)離體培養(yǎng)獲得試管植株，其中有的還利用試管繁殖技術(shù)生產(chǎn)用于栽培種植藥材，如苦丁茶、蘆薈、懷地黃、枸杞、金錢蓮等。寧夏農(nóng)林科學(xué)院構(gòu)相研究所利用試管繁殖與嫩枝扦插相結(jié)合的方法繁殖新品種“寧杞一號”和“寧杞二號”苗木100多萬株，加速了該品種的推廣。

通過組織培養(yǎng)成功的藥用植物至少有200種。增養(yǎng)的藥用植物從常見的到珍稀瀕危植物、民族植物，如云南黑節(jié)草、延齡草、高山紅景天，藏藥——川西獐芽菜、莪術(shù)、水母雪蓮、星花鄉(xiāng)線菊、溪黃草、玉葉金花、遼東蔥木等。從生產(chǎn)常用藥的植物到具有抗癌、抗病毒等有效成分的植物，如紅豆杉、艾黃楊、狼毒、大戟屬、長春花、米仔蘭、狗牙花和香榧等。

第四篇：生物信息學(xué)研究進展

我國生物信息學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀及展望

摘要：簡要敘述了我國生物信息學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀，以及我國當前生物信息學(xué)發(fā)展中的一些問題，并對生物信息學(xué)的發(fā)展前景進行概述。

關(guān)鍵詞：生物信息學(xué) 現(xiàn)狀 展望

1生物信息學(xué)簡介

生物信息學(xué)(Bioinformatics)是20世紀末才誕生的一門新學(xué)科，是信息技術(shù)在生物數(shù)據(jù)處理上的應(yīng)用，該學(xué)科涉及分子生物學(xué)技術(shù)、計算機信息技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等多門學(xué)科，是生物學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、計算機科學(xué)等眾多學(xué)科交叉的新興學(xué)科。它主要利用計算機信息處理工具和軟件對分子生物學(xué)實驗數(shù)據(jù)進行加工和分析，從中發(fā)現(xiàn)有價值的信息，它是生命科學(xué)的前沿學(xué)科，其數(shù)據(jù)信息主要來自于人類及各種模式生物基因組的分子數(shù)據(jù)，包括DNA、RNA和蛋白質(zhì)片斷的序列數(shù)據(jù)，也有蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和經(jīng)過計算機處理的分子數(shù)據(jù)。

2國內(nèi)生物信息學(xué)發(fā)展狀況

我國生物信息學(xué)研究近年來發(fā)展較快,相繼成立了北京大學(xué)生物信息學(xué)中心、華大基因組信息學(xué)研究中心、中國科學(xué)院上海生命科學(xué)院生物信息中心,部分高校已經(jīng)或準備開設(shè)生物信息學(xué)專業(yè)。2002年國家自然科學(xué)基金委在生物化學(xué)、生物物理學(xué)與生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)學(xué)科設(shè)立了生物信息學(xué)項目,并列入生命科學(xué)部優(yōu)先資助的研究項目。國家 863計劃特別設(shè)立了生物信息技術(shù)主題,從國家需求的層面上推動我國生物信息技術(shù)的大力發(fā)展。

但是由于起步較晚及諸多原因，我國的生物信息學(xué)發(fā)展水平遠遠落后于國外。在PubMed收錄的以關(guān)鍵詞“Bioinformatics”檢索到的歷年發(fā)表的文章數(shù)，可以看出大量的研究文獻出現(xiàn)在21世紀以后。其中我國共有138篇占全部5548篇的2.5%，而美國則發(fā)表2160篇占全部的39%之多（統(tǒng)計數(shù)據(jù)截至2004年2月15日）。我國學(xué)者在生物信息學(xué)領(lǐng)域發(fā)表的有高影響力的論文只有不到美國學(xué)者發(fā)表數(shù)量的6%，差距相當大。在生物信息學(xué)領(lǐng)域，一些著名院士和教授在各自領(lǐng)域取得了一定成績，顯露出蓬勃發(fā)展的勢頭，有的在國際上還占有一席之地。如北京大學(xué)的羅靜初和顧孝誠教授在生物信息學(xué)網(wǎng)站建設(shè)方面、中科院生物物理所的陳潤生研究員在EST序列拼接方面以及在基因組演化方面、天津大學(xué)的張春霆院士在DNA序列的幾何學(xué)分析方面、中科院理論物理所郝柏林院士、清華大學(xué)的李衍達院士和孫之榮教授、內(nèi)蒙古大學(xué)的羅遼復(fù)教授、上海的丁達夫教授等等。北京大學(xué)于1997年3月成立了生物信息學(xué)中心，這個中心在1996年歐洲EMBNet擴大到歐洲之外時已正式成為中國結(jié)點(每個國家只有一個結(jié)點)，目前已有60多種生物數(shù)據(jù)庫的經(jīng)常更新的鏡像點。近年來，它已組織過多次國內(nèi)和地區(qū)的培訓(xùn)班及會議，有著較廣泛的國際聯(lián)系。另外，中國科學(xué)院、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院、軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院、清華大學(xué)、天津大學(xué)、浙江大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、東南大學(xué)、中山大學(xué)、內(nèi)蒙古大學(xué)等等都先后開展了生物信息學(xué)研究和教學(xué)工作，許多大學(xué)都設(shè)立了生物信息學(xué)專業(yè)，并同時招收本科、碩士、博士研究生。

各種學(xué)術(shù)會議及論壇的召開，對于促進我國在這一前沿領(lǐng)域的發(fā)展起著越來越重要的作用。中國科學(xué)院于1997年9月和12月召開了第80、87次香山會議，首次邀請有關(guān)專家就“DNA芯片的現(xiàn)狀與未來”和“生物信息學(xué)”進行探討。1999年3月，清華大學(xué)生物信息學(xué)研究所、國家人類基因組北方研究中心和北京生物技術(shù)和新醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)促進中心共同舉辦了“北方生物信息學(xué)學(xué)術(shù)研討會”。1999年4月，北京大學(xué)舉辦了“國際生物信息學(xué)講習(xí)班”。2001年4月，由北京市科技委員會、中國人類基因組北方研究中心、中國人類基因組南方研究中心、北京華大基因研究中心、軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院、北京生物工程學(xué)會生物信息學(xué)專業(yè)委

員會、北京生物技術(shù)和新醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)促進中心等共同舉辦的首屆“中國生物信息學(xué)大會”在北京召開。2003年11月28-29日，中國科協(xié)“生物信息學(xué)與進化計算”第81次青年科學(xué)家論壇在北京中國科技會堂成功召開。這次論壇是中國科協(xié)舉辦的一次多學(xué)科交叉的盛會，旨在促進國內(nèi)青年科學(xué)家在這一全新領(lǐng)域內(nèi)的相互交流，促進該學(xué)科的成長與發(fā)展。這是國內(nèi)首次以“生物信息學(xué)”為主題的一次多學(xué)科交叉的青年科學(xué)家論壇。與會者一致認為系統(tǒng)生物學(xué)、非編碼區(qū)功能研究、基因調(diào)控和相互作用網(wǎng)絡(luò)等是當前生物信息學(xué)研究的熱點問題。

盡管如此，真正開展生物信息學(xué)具體研究和服務(wù)的機構(gòu)或公司仍相對較少，僅有的幾家科研機構(gòu)主要開展生物信息學(xué)理論研究，聲稱提供生物信息學(xué)服務(wù)的公司所提供的服務(wù)也僅局限于簡單的計算機輔助分子生物學(xué)實驗設(shè)計，而且服務(wù)體系并不完善；國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)上已有的幾家生物信息學(xué)網(wǎng)站，大部分偏于所有生物（醫(yī)）學(xué)領(lǐng)域的新聞報道，而生物信息學(xué)專業(yè)技術(shù)服務(wù)的含量太少，這就與國外有了較大差距。

3我國生物信息學(xué)發(fā)展中存在的問題

一方面，在生物信息學(xué)研究領(lǐng)域，一般的教授、教師能力有限，有些甚至對生物信息學(xué)本身知其一不知其二，缺乏正規(guī)的訓(xùn)練，很少了解目前的研究重點、熱點和今后方向。由于所申請的經(jīng)費支持力度和持續(xù)時間原因，大多數(shù)學(xué)者只能選擇易于獲得研究成果的科研項目，一般缺乏新穎性和創(chuàng)造性。這可能與我們國家處于快速發(fā)展階段的“短平快”思路和環(huán)境有關(guān)。另一方面，可能是教育體制上的原因，科研項目的分配問題、行政管理中存在的問題，傳統(tǒng)教育不鼓勵學(xué)生進行批判性、創(chuàng)新性地學(xué)習(xí)和思考的問題，也可能是癥結(jié)所在。另外，生物信息學(xué)對信息交流有很高的要求，尤其是Internet的暢通，我國曾經(jīng)有人為的限制訪問或限制流量這些今后回顧時會成為苦澀消化的舉措[6]。目前我國的科研經(jīng)費真正投入并落到實處的占國家GDP的份額還很小，科研經(jīng)費問題進一步限制了生物信息學(xué)在我國的發(fā)展。

4展望

生物信息學(xué)作為一門新興的工程技術(shù)學(xué)科，對剛起步的我們來說充滿了機會和挑戰(zhàn)，“后基因組時代”給我國的生物信息學(xué)發(fā)展提供了很大的舞臺。生物信息學(xué)首先是一門信息學(xué)，所以我們必須端正一些可能的認識錯誤，必須呼吁引導(dǎo)更多的計算機、數(shù)學(xué)、物理學(xué)人才加入到其中的研究。統(tǒng)計學(xué)、概率論、組合數(shù)學(xué)（尤其是圖論）、拓撲學(xué)、運籌學(xué)、函數(shù)論、信息學(xué)、計算數(shù)學(xué)、群論、人工智能，都已經(jīng)在生物信息學(xué)研究中發(fā)揮了巨大的作用。我們應(yīng)盡快縮小我國在計算機信息學(xué)的核心技術(shù)、巨型計算機的應(yīng)用以及互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)方面與世界領(lǐng)先國家的差距。生物信息學(xué)的發(fā)展對生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境科學(xué)、信息技術(shù)以及新材料的研究必將起到深刻的作用，生物信息學(xué)進一步深入研究和廣泛應(yīng)用必將為這些領(lǐng)域帶來根本性的變革。生物信息學(xué)的特點是投資少，見效快，效益大，適合于我國的現(xiàn)實條件。即從英特網(wǎng)上源源不斷地采集數(shù)據(jù)，進行分析、歸類與重組，發(fā)現(xiàn)新線索、新現(xiàn)象和新規(guī)律，用以指導(dǎo)實驗工作的設(shè)計，這是一條既快又省的科研路線，可避免不必要的重復(fù)，少走彎路，提高我國生物科學(xué)的研究水平。

第五篇：生命科學(xué)研究進展

生命科學(xué)研究進展

尹強

(江西農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院，江西南昌，330045)

現(xiàn)代生物技術(shù)已進入商品生產(chǎn)的激烈競爭階段。據(jù)在京舉行的關(guān)于“分子生物學(xué)進展”方面的學(xué)術(shù)報告會透露，美國科學(xué)院的院報中，每月的生物論文10倍于數(shù)理化天地論文的發(fā)表數(shù)量。這個數(shù)字顯示了在當代人們對生命科學(xué)發(fā)展的重視程度。同樣，在商品生產(chǎn)領(lǐng)域也表現(xiàn)出了同樣的趨勢。如在運用現(xiàn)代生物技術(shù)的遺傳工程方面，美國每年在該領(lǐng)域投入的研究經(jīng)費高達100多億美元，有200多家大生物技術(shù)公司從事有關(guān)方面產(chǎn)品商品開發(fā)，已生產(chǎn)出了多種生物制品。在市場上出售的有人生長激素、胰島素、調(diào)節(jié)血壓的人腎素，還有乙型肝炎疫苗；可使腫瘤枯萎的生物技術(shù)藥物已進入臨床試驗。美國利用遺傳工程正在研制生物制品的還有多種，如具有抗癌作用的腫瘤壞死素、能溶解血栓的組織纖維蛋白溶酶活化劑及多種免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)制劑．科學(xué)工作者還正在研制艾滋病疫苗。在現(xiàn)階段的動物試驗中，這種疫苗已使老鼠體內(nèi)產(chǎn)生了艾滋病抗體，并開始在人體上進行試驗。

日本在生物技術(shù)方面的研發(fā)也不甘落后，該國的科學(xué)家把生物技術(shù)看成是使日本的技術(shù)在2l世紀處于世界領(lǐng)先地位的跳板。日本引進美國的生物技術(shù)，派出大量人員去美國學(xué)習(xí)，同時鼓勵本國的科研。日本已研制出促進紅細胞形成的血細胞生成素，可用于治療腎臟疾病。西歐各國在生物技術(shù)方面起步較慢，但在現(xiàn)代制藥工業(yè)中生物技術(shù)卻異軍突起。他們在單克隆抗體和特異蛋白分子的生產(chǎn)方面處于世界領(lǐng)先地位。一些老企業(yè)也利用生物技術(shù)生產(chǎn)各種高效酶制劑，用于食品加工和廢物處理。還有，他們在細胞融合領(lǐng)域也取得了重要進展，如番茄馬鈴薯的育成。在開發(fā)這類細胞融合技術(shù)產(chǎn)品時，除在產(chǎn)品實踐方面有所突破外，還在育種理論上有新發(fā)現(xiàn)。如他們在研究報告中指出，利用細胞融合技術(shù)最有前途的是近親植物細胞融合，它對提高品種質(zhì)量效果明顯。

俄羅斯生物技術(shù)研究也日趨活躍，他們在前蘇聯(lián)時期的研究基礎(chǔ)上，先將遺傳工程的重點放在農(nóng)業(yè)方面，力圖培育出“早熟、高產(chǎn)、營養(yǎng)豐富、能在貧瘠土地上生長的農(nóng)作物。俄羅斯科學(xué)家還存分子生物學(xué)和醫(yī)學(xué)生物技術(shù)方面進行了卓有成效的研究，在研究離子載體如何穿過細胞膜方面有突破性進展，了解這一點將使人們揭開細胞維持恒定狀態(tài)的奧秘。

我國在現(xiàn)代生物技術(shù)開發(fā)方面雖然起步較晚，但發(fā)展迅速，在某些項目上已躋身于世界先進行列，引起了國際同行的關(guān)注。如存生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的人工器官，新華醫(yī)院和上海第一結(jié)核病防治院共同研制的聚丙烯中空纖維人工肺已在全國推廣應(yīng)用，僅新華醫(yī)院一家就用了300多例。過去不用人工肺死亡率達50％，現(xiàn)在應(yīng)用新的人工肺，深低溫手術(shù)無一例死亡，達到了國際先進水平。上海胸外醫(yī)院、新華醫(yī)院、人體代用材料研究所研制的人造血管、膨體心臟修補片已達到國際20世紀80年代水平。特別應(yīng)提到的是，我周在轉(zhuǎn)基因抗病蟲害作物、生物大分子的合成及克隆生物領(lǐng)域取得的成果亦是頗多。我國還參與了人類基因組測序工作，說明我國在該領(lǐng)域占有一席之地。我們還必須進一步加強該領(lǐng)域的研究工作，以縮小與發(fā)達國家在生物技術(shù)研究開發(fā)方面的差距。我國研制成功第二代人造血

查新報告顯示，我國第一代人造血在臨床應(yīng)用中，已成功地搶救了400多名傷病員。研究第二代人造血的科研人員，在歷時4年的探索中對氟碳人造血的合成、乳化、毒理以及藥效等方面做了不少改進，儲存期從半年延長到1.5年；它在血管中的半衰期也從原來的10 h延長到19.8h。這將更有利于患者恢復(fù)健康。人造血是國際生命科學(xué)界，特別是醫(yī)學(xué)界關(guān)注的熱門課題。第二代人造血是我國上海有機化學(xué)研究所、上海勞動衛(wèi)生職業(yè)病防治研究所的科學(xué)工作者研制的。對第二代人造血的科學(xué)檢測實驗證實，它具有4個方面的優(yōu)點：第一是儲存期長；第二是不管使用者的血型，能保證血液和各臟器的正常生理功能，適宜大面積、突發(fā)性事故傷員的急救；第三是生產(chǎn)中可以消毒、患者在使用時不會染上因輸血引起的傳染?。坏谒氖撬念w粒直徑僅為人體血液紅細胞的1／70．在紅細胞被血管栓塞段堵截時，人造血可載運氧氣繞道而行，使缺血段的細胞重新得到氧氣供應(yīng)，這會有利于治療某些血管缺血性疾病。專家們在評審這項成果時指出，我國科學(xué)工作者研制成功的第二代氟碳人造血，僅僅用了4年的時間，而且有那么多的優(yōu)點，是難能可貴的，這對于解決救護傷員及其他需血的患者來說是一大福音。對該成果的重大意義不僅在于治療本身，從生命科學(xué)的理論和實踐來看，它應(yīng)該是人造器官或組織的一部分，從這個角度來講，這項成果的意義是深遠的。生物應(yīng)答變更因子類新藥問世

“生物應(yīng)答變更因子”是一類新發(fā)現(xiàn)的藥物，其主要功能是促進免疫系統(tǒng)的防御能力。這類新藥在治療癌癥及一些傳染病方面有作用。專家們認為，21世紀它們會統(tǒng)領(lǐng)藥物市場。評價如此之高．值得人們關(guān)注。

迄今，美國醫(yī)學(xué)家已發(fā)現(xiàn)40～50種生物應(yīng)答變更因子的藥物。現(xiàn)舉若干實例。如加利福尼亞州一家生物技術(shù)公司研制的最新生物應(yīng)答變更因子藥物——“干細胞因子”，它能促進早期骨髓細胞的生長，以產(chǎn)生紅細胞和白細胞，適用于骨髓功能衰退、接受化療、移植異體骨髓以及艾滋病等患者的治療。又如免疫系統(tǒng)激素—— “干擾素α-2”也是一種新的生物應(yīng)答變更因子藥物，它能促進各種白細胞去破壞病毒感染細胞，甚至它本身也能滲入病毒感染細胞，從而阻斷病毒增殖。再如“紅細胞生成素”是一種腎臟分泌的激素，它能促進骨髓細胞成為成熟的攜氧紅細胞．可用于腎功能衰竭患者或艾滋病患者的貧血癥。還有一種“集落促進因子”，其主要功效是促進未成熟的骨髓細胞成為能抵抗疾病的白細胞，它還可被用于增強治療白血病的藥物胞嘧啶阿糖苷以及治療艾滋病的藥物疊氮胸苷的療效。專家們在評審生物應(yīng)答變更因子系列藥物時指出，此類新藥物通過控制患者的紅細胞和白細胞達到治療疾病的目的，其作用機制新穎，效果特別，其前景可與當年抗菌素發(fā)展勢頭相媲美。他們特別建議。應(yīng)進一步加大在本領(lǐng)域的研發(fā)力度。3 延緩人體衰老研究的新突破

3．1 生長激素合成劑抗衰老

生理學(xué)知識告訴我們，大多數(shù)人年過30歲后，腦垂體前葉分泌生長激素的功能就逐漸減退，年逾花甲者的分泌量相當于青春期的1／5。有些老年人甚至自身不能再產(chǎn)生這種生長激素。在這種事實面前，科學(xué)工作者，特別是生命科學(xué)工作者，便試圖通過研究解決這一問題。

研究人員經(jīng)過長期的探索，開發(fā)成功一種合成劑。這項成果經(jīng)威斯康遜醫(yī)學(xué)院的丹尼爾·拉德曼大夫用于臨床試驗后發(fā)現(xiàn)，12名61～81歲的男性接受為期半年的生長激素合成劑注射療程后，受試者體重保持不變，而脂類卻平均減少約15％，肌肉組織增加近9％，同時，脊椎骨密度與皮膚厚度略有增長。

拉德曼主持的生長激素合成劑臨床試驗顯然取得了明顯的防衰益壽之效。此項研究成果公布后引起了生命科學(xué)界，特別是醫(yī)學(xué)界的強烈反應(yīng)。研究報告稱，臨床試驗顯示，該合成劑既有利于老人增加體力和改善身體結(jié)構(gòu)，又可預(yù)防因膽固醇過高而導(dǎo)致的心臟病發(fā)作。

專家們在評審這些研究成果時既肯定了其試驗取得的抗衰老的效果，同時也指出，這項研究尚未說明此合成劑對年長者的神經(jīng)系統(tǒng)和感覺器官等有何影響。此外，如劑量過大或療程過長可能產(chǎn)生的副作用，值得進一步觀察。

3．2 改善微循環(huán)功能抗衰老

我國南通市抗衰老中心的研究人員開發(fā)出一種由40余味中草藥及純天然物精制而成的藥物背心和帽子。經(jīng)過300多位患者的試用驗證，這種藥物背心和帽子對慢性支氣管炎、冠心病、高

血壓、神經(jīng)功能癥等30多種常見病均有明顯的療效。

生命科學(xué)工作者及醫(yī)學(xué)工作者在談到此類試驗療效時指出，微循環(huán)功能不良是導(dǎo)致人體衰老的主要因素。在這一思想指導(dǎo)下，世界各地，特別是一些發(fā)達國家和發(fā)展中大國又相繼開發(fā)出了改善和增強微循環(huán)功能的新制劑和儀器，現(xiàn)已形成系列產(chǎn)品。實踐已經(jīng)證明，改善人體微循環(huán)功能已使眾多的微循環(huán)出現(xiàn)障礙的患者，尤其是老年人群受益。2006年l0月有人運用我國寧波生產(chǎn)的，根據(jù)改善微循環(huán)功能原理設(shè)計出的“水流氣血循環(huán)機”的療效檢驗證實，膝下熱浴改善微循環(huán)功能效果明顯。當膝下部位受到特定溫度(40℃-45℃)外化刺激時，就會通過下肢與上體的溫態(tài)反差效應(yīng)，推動氣血循徑上行，在外溫內(nèi)透的感傳作用下，可使全身毛孔開放，呼吸加快，全身各部位活力增強，從而達到通經(jīng)活絡(luò)、加速機體新陳代謝、改善微循環(huán)的目的。使用者曾長期患右下腿部麻木之疾患，使用一周(每天早晚各一次膝下熱浴．每次使用時間為30 min～40min)后，麻木癥狀明顯改善，而且達到了全身通經(jīng)活絡(luò)的效果。生物固氮能力研究的新進展及新發(fā)現(xiàn)

從空氣中獲得氮并將其轉(zhuǎn)化為自身氮素營養(yǎng)是豆科植物的獨特性狀。雖然這種能力是依靠固氮菌與豆科植物共生在根部形成根瘤來實現(xiàn)的，但是不同種類的豆科植物對與其共生的固氮菌都具有?！浴Ｅ嘤哂泄痰芰Φ姆嵌箍谱魑镆恢笔强茖W(xué)工作者探索的一個重要科研項目。

前不久。英國諾丁漢大學(xué)愛德華·科金教授主持的一個研究小組織報道了他們對非豆科作物固氮能力研究取得的新進展。研究組成功地分離出一種可以溶解植物根毛生長點細胞壁的酶。利用這種酶可將固氮菌引入非豆科植物根毛和細胞原生質(zhì)中，使其具有固氮能力。這一點突破，正是本項研究的創(chuàng)新點。在這個基礎(chǔ)性突破研究的基礎(chǔ)上，現(xiàn)已向水稻、小麥以及向日葵的植株體內(nèi)引入。由于水稻在世界糧食中占有重要地位，它已作為重點研究對象，主要目標是研究最適合與水稻建立共生關(guān)系的固氮菌。

在人們發(fā)現(xiàn)某些植物能夠利用根瘤菌，形成根瘤——固氮制造營養(yǎng)物質(zhì)——氨基酸和酰胺。因此，豆科植物不但能在貧瘠土地上生長，而且還有肥田的作用。苜蓿、花生、洋槐、相思樹、紫藤、赤楊、美洲茶等植物都有這樣的特性。研究還發(fā)現(xiàn)，某些熱帶作物能夠在葉面上長瘤，利用微生物固定空氣中的氮素。松樹雖不長瘤，但它能與根上及根周圍的微生物建立合作關(guān)系，因此，它也能夠在缺氮的沙土上生長。在這樣的事實面前，人們在思考，動物能不能在自己的軀體內(nèi)，按照上述已查明的固氮機理，自制營養(yǎng)物質(zhì)。現(xiàn)在科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了這樣的例子，而且還是我們?nèi)祟惖囊徊糠?。這個發(fā)現(xiàn)被稱之為固氮機制在生物體中起作用的重大發(fā)現(xiàn)。調(diào)研報告表明，生活在新幾內(nèi)亞山區(qū)的土人，每天只吃一些山芋和蔬菜，至多再加一點豆類和花生。他們一天的食料中，蛋白質(zhì)只有22 g，遠低于世界衛(wèi)生組織規(guī)定的最低標準60g，然而，他們?nèi)巳硕己芙?，無論男女老少，都沒有任何營養(yǎng)不良的癥狀。這種現(xiàn)象引起了人們的廣泛關(guān)注，希望盡快找到原因。最后還是通過對當?shù)赝寥诉M行細致的檢查，發(fā)現(xiàn)他們的糞便中氮素含量超過進食的氮量。這個氮素的含量“差”，恰恰是問題的關(guān)鍵點。多出的部分從何處來是科學(xué)工作者必須揭示的問題。通過進一步的查找，競從這些土人的腸道中找到了固氮菌。正是這些固氮菌在人體內(nèi)固定和吸收空氣中游離的氮素，再合成為蛋白質(zhì)，滿足人體的需要。

專家們在評審這個新發(fā)現(xiàn)時指出，人們對植物利用微生物為自己制造氮肥很感興趣，而對人體利用固氮菌為自身合成生長、發(fā)育所需要的蛋白質(zhì)必然是更感興趣。對于這項開發(fā)性研究，一是要進一步落實在動物身上固定和吸收空氣中游離氮素的有效機制的可靠性和準確性；二是加以推廣應(yīng)用。大氣中含量非常豐富的游離氮，就能直接成為極為豐富的食品資源。

發(fā)現(xiàn)生物固氮100年后的今天，其機制研究又有新的重大進展。研究認為。固氮微生物之所以具有固氮能力，從分子生物學(xué)角度上已探明，是這些微生物體內(nèi)含有具特殊催化功能的蛋白質(zhì)——固氮酶這種生物大分子。其作用機理現(xiàn)已被揭示，即固氮酶在常溫常壓下將氮氣轉(zhuǎn)化為氨，同時還將水巾的氫離子還原成氫氣。由于固氮酶反應(yīng)消耗很大能量，所以人們過去認為，伴隨固

氮而出現(xiàn)的放氫是能量的浪費，并試圖解決這種浪費。進一步的研究發(fā)現(xiàn)，固氮酶是由鉬鐵蛋白和鐵蛋白兩部分組成。鉬鐵蛋白中的鐵相輔因子被認為是固氮酶真正起催化作用的活性中心。由于固氮酶結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，科學(xué)家們試圖化整為零，先對各個組成單位進行分別研究，然后再設(shè)法將各單位重新組裝成完整的固氮酶分子。這方面的研究又取得了新進展。如去鐵相輔因子的固氮酶已從突變菌株中分離出來并得到了初步純化。再一點是固氮酶的活動是由固氮基因(簡稱nif基因)群所操縱。關(guān)于生物固氮遺傳基礎(chǔ)研究目前的進展也十分引人注目。肺炎克氏桿菌的整個固氮基因群的DNA序列分析已經(jīng)全部完成。生命科學(xué)工作者還從其他固氮微生物中(如原細菌的甲烷球菌和各類真細菌)得到大量的固氮基因的DNA序列資料?？傊锕痰芯康囊粋€又一個突破，極大地豐富了生命科學(xué)理論，又為化學(xué)模擬及生產(chǎn)應(yīng)用提供了直接依據(jù)。隨著生物固氮機制的不斷的、深入的揭示，在此基礎(chǔ)上進行工業(yè)模擬生物固氮，或通過基因工程手段去改造固氮微生物，甚至可創(chuàng)造出能夠直接固氮的生物新品種，造福于全人類。