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寧鄉豬的繁殖期長,且繁育能力較強。公豬3月齡性成熟,5~6月齡可配種。母豬4月齡第一次,7~8月齡可配種,利用年限約8~10年。成年母豬的有效可達12只以上,每胎產活仔數8~12頭。
1.1種質特性朱吉等[1]發現寧鄉豬經營養物質條件的改善及飼養科學的適應性變化,肢蹄臥系率降低92.2%,體尺體重性狀和繁殖性狀提高率分別達6.97%~27.67%、11.62%~17.44%,窩重提高率達26.91%~78.97%,特別是閹豬的生長速度和胴體性能明顯提高。寧鄉豬母豬日增重表現為前期低、中期高、后期下降的生長曲線,閹豬表現為前期高、中期低、后期回升的生長曲線,閹豬和母豬都具有生長肥育期日增重曲線的相似性。后備公豬的體重及體尺指標不及同齡母豬,主要是性成熟過早所致。
1.2肥育性能Rorz指出,改變日糧組成分與結構可以減少3.2%~62%的氮排出。寧鄉豬與瘦肉型豬氮的消化利用能力存在差異,寧鄉豬12.91%蛋白質日糧組具有較好的能氮平衡性。研究表明在寧鄉豬生長肥育后期添加一定量的半胱胺可促進生長、提高胴體瘦肉率和改善豬肉品質。寧鄉豬雜交組合具有較高的生長速度和胴體品質。寧鄉豬生長肥育性能的可塑性較強,閹公豬的生長肥育性能優于母豬,優化飼糧是提高其肥育性能的基礎。寧鄉豬肥育期日增重與膘厚、肥育率呈正相關;胴體長與胴體寬、后腿重與腿臀圍呈強正相關,與肥肉率呈弱正相關,與瘦肉率呈弱負相關;眼肌面積與瘦肉率呈弱負相關,而與肥肉率呈弱正相關。最近研究表明由于寧鄉豬肥膘產量高,相對產值較低,所以55~85kg階段是寧鄉豬的最佳屠宰期。
1.3母豬營養需要研究表明寧鄉豬母豬妊娠前期、妊娠后期和哺乳期能源分別為37%~39%、22%~24%和39%~41%,相應的日攝食標準消化能分別為18.9MJ、27.0MJ和45.5MJ,粗蛋白質分別為156g、242g、538g;提高母豬哺乳期采食量是節省能量、提高仔豬增重的重要途徑,補飼青料可提高母豬的飼料利用率。近期研究表明14%以上的日糧蛋白水平有利于促進寧鄉豬母豬的生長發育。
2生理、生化指標
研究表明寧鄉豬白細胞總數、紅細胞體積、淋巴細胞計數及血小板均低于三元豬;甘油三酯、總膽固醇、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白與血清甲狀腺素T3含量高于三元豬,血清甲狀腺素T4和胰高血糖素含量下限值低于、上限值高于三元豬,血清葡萄糖含量低于三元豬可能與胰島素含量高于、胰高血糖素低于三元豬有關。與近交系五指山小型豬、廣西巴馬豬和貴州小型豬等國內小型豬相比,寧鄉豬的堿性磷酸酶、乳酸脫氫酶、低密度脂蛋白-膽固醇和總膽固醇較高,而γ-谷氨酰轉移酶、三酰甘油、肌酐和高密度脂蛋白-膽固醇較低;與杜洛克豬、長白豬、大約克夏豬等國外引進品種豬相比,寧鄉豬的丙氨酸氨基轉移酶、堿性磷酸酶、乳酸脫氫酶明顯較高,總膽固醇明顯較低,γ-谷氨酰轉移酶、總蛋白、白蛋白、尿素氮、葡萄糖相差不大[9]。郭潔平等[10]研究發現與長白豬相比,寧鄉豬血清精氨酸、一氧化氮濃度較低,空腸前段和肝臟一氧化氮合成酶活性較高,腎臟中的一氧化氮合成酶活性最低,腸道和肝臟中N-乙酰谷氨酸合成酶mRNA表達水平最高。
3病理特性
研究發現豬流感(H3)誘發寧鄉豬高熱病病理變化主要在呼吸器官,表現為氣管、支氣管充血,肺腫大,小葉間質增寬,肺尖葉有實質病變,腸胃出現卡他炎癥、彌漫性出血。外來良種豬及其三元雜交、二元雜交生豬發病嚴重,死亡率高,寧鄉豬及其與外來良種豬的雜交后病癥狀較輕,治療也容易一些,有的生豬甚至不治而康復,死亡率也相對較低。
4肉質性狀
寧鄉豬肌纖維纖細,紋理間脂肪分布豐富均勻,肉質細嫩,肉味鮮美,是北京奧運會唯一指定豬肉產品。根據營養需要推薦飼養標準配制日糧,測定肌肉常規成分、氨基酸、脂肪酸和礦物元素,發現寧鄉豬肌肉內脂肪為5.37%,風味氨基酸高達220.5%,必需氨基酸高達122.4%,油酸(18:1)51.0%,亞油酸(18:2)7.74%,不飽和脂肪酸59.6%,是與深海魚油媲美的保健食品。寧鄉豬和三元豬鮮味氨基酸、必需氨基酸和氨基酸總量差異不顯著。目前開展了寧鄉豬與商品瘦肉型豬生長激素基因功能比較研究,王文策等選用了融合表達載體構建寧鄉豬生長激素的原核表達質粒,成功構建重組原核表達質粒pET-GH。
5遺傳學特性
研究發現寧鄉豬二、四、六月齡時體重變異系數均在16.28%以上,體長、胸圍、腿臀圍變異系數為5.66%~8.55%。寧鄉豬的體長與胸圍的遺傳相關系數為0.43,表型相關系數為0.74,這與寧鄉豬屬于脂防型豬種、具有邊長邊肥的特點有關。寧鄉豬頭長、額寬、腿臀圍、體高具有高遺傳力,頭長、額寬表型變量受環境偏差的影響較小。寧鄉豬的變異系數較小,產仔數、產活仔數、初生重、泌乳力、斷奶重等性狀的變異系數較大。寧鄉豬毛色是品種特征和遺傳穩定性的標志;與瘦肉量相關系數最高的是后腿重。研究發現TLR6基因片段MspI酶切位點的兩種等位基因T/C的頻率分別為0.186/0.814,TT基因型個體顯著影響4月齡體質量性狀,TT基因型4月齡體質量比CC型高25.92%;TT基因型個體顯著影響45日齡體質量、6月齡體質量、體長和胸圍性狀,TT基因型45日齡體質量比CC型高12.46%,結果提示寧鄉豬TLR6基因不同基因型對生長性狀有著重要的影響,是寧鄉豬育種應用中的一個潛在遺傳標記[15]。
6實驗寧鄉豬在生物醫學研究領域中的應用
6.1實驗寧鄉豬應用于醫學研究的優點研究顯示靈長類、犬、貓等在動物實驗研究中受到倫理限制,而豬被認為是研究人類疾病最合適的實驗動物。既經濟實用,又克服了同種器官的短缺。豬心血管系統的解剖、生理特征和對致動脈粥樣硬化食物的反應與人類高度一致,成為心血管疾病研究的標準模型動物;豬腎臟的解剖和生理功能幾乎是人類的復制品;豬也是皮膚和整形外科手術、皮膚燒傷等較理想的模型動物;小型豬還是皮膚黑色素瘤研究的首選實驗動物。剛出生的或剖腹產得到的仔豬,是進行抗原抗體反應很好的模型動物,小型豬也是人類異種移植理想的組織、器官來源,可作為異種移植排斥反應的模型。
6.2實驗寧鄉豬在生物醫學研究中的應用最近研究發現原代寧鄉豬與其第一代仔豬13項血液生理指標如白細胞、紅細胞、血紅蛋白、紅細胞積壓及部分血液生化指標如總膽紅素、尿素氮、總蛋白等有顯著性差異,為寧鄉豬實驗動物化研究提供了參考數據。研究發現寧鄉豬與人N-乙酰谷氨酸合成酶氨基酸序列同源性高達93.2%,與小鼠同源性達90.76%,為內源性精氨酸的營養調節提供一個新的途徑。趙拴平等發現寧鄉豬的總蛋白、三酰甘油、尿素氮、葡萄糖等血液生化指標都處于人參考值范圍內,堿性磷酸酶、總膽固醇均高于人參考值范圍。耿梅梅等還發現,門靜脈灌注葡萄糖可使寧鄉豬血糖短期升高,白蛋白、低密度脂蛋白及α-淀粉酶活性下降,經機體代謝,上述指標逐漸恢復,但尿素氮、高密度脂蛋白、堿性磷酸酶和乳酸脫氫酶的活性基本無變化。研究還發現寧鄉豬與瘦肉型豬相比有不同的代謝,包括脂肪生成、脂質過氧化、能源利用和分區、蛋白質和氨基酸代謝、胃腸道微生物的發酵,肥胖寧鄉豬可能是兒童肥胖研究的有用模型,也可能是研究動脈粥樣硬化、糖尿病有利模型。寧鄉豬完整線粒體基因組序列為有關遺傳機制的進一步研究提供重要數據,但研究還表明寧鄉豬可能不宜作為異種移植的適當供體。
7展望
核酸適體是一種通過結合蛋白質、離子、核酸、細胞等目標分子,并借助配位系統進化技術(SELEX)經體外篩選的人工合成膚分子。適配體不僅具有分子量小、化學穩定性好等優點,故被稱為“化學抗體”,常常被化學工作者用于分子識別和靶標物檢測研究的重要工具,從而為生物分析方法和設計傳感器提供了新的思路。核酸適體還可以形成發夾、凸環、假結等穩定的空間結構。在分子識別時,通過目標分析物的誘導,單鏈核酸適體常常會形成或是折疊成特殊的二級結構。單位點結合和雙位點結合兩種是最常見的適體與靶體之間的相互作用。根據研究,一旦適配體的結構稍有差異,則可能會導致靶分子與其結合的阻礙。而這些特點有助于高靈敏、高選擇性和快速高通量的靶標分子的分析檢測,逐漸成為了分析化學領域的研究和應用熱點。目前研究人員僅僅只是核酸適體的新分析方法(電化學法、熒光、比色法、壓電和SPR)。
2壓電生物傳感器
壓電生物傳感器是通過使壓電晶體表面產生微小的壓力變化,引起振動頻率的改變而制成的傳感器。這種方法不僅充分利用壓電石英晶體對表面電極區附著質量的敏感性,同時還結合了生物功能分子抗原和抗體之間的選擇特異性。其組成部分為:壓電晶體、振蕩電路、差頻電路、頻率計數器及計算機等部分。壓電晶體通常具有9MHz的諧振頻率。而這種晶體大多是使用石英晶體按照AT方式進行切割形成的。振蕩電路通常會有兩個設置,一個是晶體檢測振蕩電路,而一個是晶體參比振蕩電路。所謂參比電路就是指為了減少或消除一些溫度、氣壓、粘度等的誤差影響。通常可以用頻率計數器來改變壓電晶體的諧振頻率和頻率的改變,隨后在有計算機對其實時數據進行處理。壓電生物傳感器因其不僅具有裝置簡單,而且其高靈敏度、快響應速度以及實時動態檢測等優點而得到人們的廣泛關注。而人們研究的熱點正是壓電免疫傳感器和壓電基因傳感器。其中壓電免疫傳感器常常是用于檢測微生物、免疫球蛋白等蛋白物質、生物小分子等。壓電免疫分析技術和流動注射分析技術兩者的結合可以實現對復雜品的分析,進行連續檢測。壓電免疫傳感器常常被用于反應動力學的研究,從而直接檢測生物的反應過程。隨著液相壓電傳感技術的逐漸成熟,盡管壓電基因傳感器的研究還剛剛起步,但目前已經可以用于表面雜交過程的動力學研究,為基因學的優化提供了重要的依據。
1)開卷考試:考試中允許學生帶教科書和筆記本進考場,在規定時間內完成試卷。考慮到采用開卷考試,出題的原則作了適當的調整,絕大部分題目有一定的靈活性。對所學過的一些基本知識、基本觀點、基本概念如已理解和掌握,不用翻書,稍事思考就能找出正確答案,否則即使翻書、看筆記也無法直接找到答案。例如,在“氨基酸代謝”一章,有一道這樣的題目:與S-腺苷甲硫氨酸無關的反應有:A.肌酸的生成;B.膽堿的生成;C.多胺的生成;D.尿素的生成;E.腎上腺素的生成,選項中所列反應,除去尿素的生成,其他都與S-腺苷甲硫氨酸有關。而上述相關反應,分別在脂代謝、氨基酸代謝等章節中學到過,但需要同學們自己進行歸納。其目的在于調動學生思維,更多地通過理解去掌握知識,而不是一味地死記硬背。2)計算機模擬考試:學習若干章節后,在規定時間內學生到計算機上抽題測試。測試是在師生之間充分信任的基礎上實行的免監法,在充分的誠信品質教育培養的基礎上由學生自覺作答,使學生的發揮達到最佳,也對學生的綜合道德品質培養和主動學習的態度起到不可估量的促進作用。免監考的目的在于建設良好的學風[5]。心理學的研究表明:人都要求平等和受到尊重與信任,渴望擁有自[6]。最有力量的學校管理者不是那些只會行使行政權力人,而是那些善于尊重人、相信人的人[7]。免監考,讓學生對自己的行為負更大的責任、具有更大的自,從而也更有力地調動了學生遵守紀律的自覺性。
2采用大班案例討論課考核分析、解決問題的能力
對于一個患病的機體來講,同時存在著機能、形態和代謝方面的改變。案例分析是生物化學教學過程中經常使用的方法,也是學生應當具備的學習能力[8]。如女性較為注意自己的形體,關注自己身體各部位的比例正常,有些女性刻意減少飲食量以保持身材苗條,有的女性由于過度減少進食量而出現低血糖的現象。教師授課時首先提出日常生活中可以見到的這個現象,引起學生的強烈好奇心,再分析糖代謝的內容,最后回到案例本身,使學生既學到了糖代謝的相關基礎知識,又能將這些知識運用到生活及臨床實踐中,為將來的臨床課程學習打下基礎[9]。在案例的選擇中我們特別注重案例與生化知識點的相關性及相互聯系。例如:我們選擇糖尿病的病例,講解了糖代謝中血糖的來源及去路,與學生一起分析糖尿病患者為什么會出現“三多一少”的癥狀,糖尿病患者為什么容易出現酮癥酸中毒?通過這個案例的學習,不僅講解了糖代謝,同時還與脂代謝途徑聯系在一起,有利于學生對生化各章節內容從縱向到橫向結合起來。在討論的過程中,請學生先分析,教師參與討論,及時引導,調動了學生的學習積極性、活躍課堂氣氛,是一種有效的、主動的學習方式。同時建立起案例討論成績評定方法以考核學生分析、解決問題的能力。即大班病例討論成績由病例討論課現場討論各班成績(70%)和個人成績(30%)組成。其中討論課現場討論成績由教師及學委組織的答辯委員會評出;而個人成績則根據每人準備工作多少、答辯參加狀況、任務完成情況等內容,由學委組織學生評分。案例式教學考核提高了學生的綜合能力和團隊精神[10]。
3采用論文綜述撰寫與答辯方法考核創新能力
其主旨在于以課堂教學為中心,以教師為中心,以書本為中心.忽視了學生的主體性,簡單地將生物學知識看成是一種可以由教師傳遞給學生的客觀經驗.傳統的生物教學模式比較側重“灌入式”講授,注重概念和理論準確性及知識系統性,卻不能激發學生深層的學習動機和興趣.這種靜態的絕對主義的生物教學觀,造成不能充分發揮學生的智力潛能,不能激發學習者學習的主動性和興趣,更不利于發展學生的個性和主體意識,合作交流意識和創新意識的培養被忽視,探究性能力、創新能力得不到鍛煉和提高.
2建構主義理論對高校生物學教學改革的引領
建構主義教學觀強調在教師指導和引領下以學生為中心進行自主學習,學習者主動學習意識的培養是建構主義教學的主要目標.具體應用到生物學課堂教學中,強調靈活運用以下幾種教學手段與方法.討論式教學法討論式教學法是指以討論為基本方法和主導的教學,教師引導學生參與課堂討論,為學生梳理出解答問題的不同途徑,以指導學習者自主進行討論,獨立或協作思考,幫助和引導學習者得出自己的看法.討論式教學法鼓勵學生在課堂教學過程中積極參與班級或小組討論,實現“教與學”的雙邊互動性,實現學習者個體之間以及學習者與教師之間的平等與尊重.通過教師預先的精心設計、組織和引導,為達到特定的教學目標,針對特定的問題啟發學生發表自己的獨特觀點與見解,引導學生積極思維,從而最終實現對學生的發現思維、創新意識及獨立分析和解決問題能力的培養.學習的內在動力來源于學習者的興趣和主動性,而教師的教學是外部因素,外因通過內因而起作用.討論式教學是實現內因與外因即教與學正確結合的橋梁.探究式教學法教師對生物學知識的傳授,應該像是在“品嘗”生物學現象一樣,是一個欣賞的過程.探究式教學法恰當和靈活的運用不僅能激發學生的潛能和內在的學習動力,還能增強學生的自信心和求知欲.問題式教學法問題式教學法以提出、分析和解決問題為線索,并將這一線索始終貫穿于整個教學過程,教師有針對性地講解并準確地引導學生解決問題.培養和發展學生的思維能力和問題意識是建構主義的核心內容.學習者的思維方式和能力往往是與問題緊密相連的.問題是思維的起點,沒有問題的思維是空中樓閣空洞而膚淺,沒有問題的大腦是不會思考的大腦,而不動腦筋的根本原因就在于缺乏問題意識,故此在生物教學中要通過培養學生的發散性、批判性和創造性思維來引導學生發現問題.
3建構主義理論對教師的要求
建構主義教學理論引導下的課堂主旨是以學生主動學習為中心,教師的職能是引導為主,教學為輔,教師扮演著組織者、教練、向導或顧問的角色.教師在實際教學中,要因地制宜,靈活運用,以學生為中心.建構主義理論要求教師除了應該擁有必備的知識經驗之外,還要求教師要努力實現教學技巧與建構主義模型的和諧統一.在教學中無論采用何種特殊的教學技巧,一定要確保學生通過自己的努力自主建構知識結構,靈活運用各種教學技巧去調動學生的思維.教授方法是教學的根本,選擇正確的教授方法比知識本身更為重要,教為不教是教學的最高境界.教師要具備運用示范性教學、支架式教學、指導式教學、訓練式教學和協商式教學等多種復雜策略的能力.
4討論與思考
“興趣是最好的老師”。在教學中,教師如何激發學生的學習興趣,培養其對醫學微生物學的興趣和熱愛,是學好醫學微生物學的動力源泉。在對教學工作的不斷探索和改革中我們發現,首次的緒論課會給學生帶來先入為主的影響,關系到學生對教師及課程的評價,直接影響學生對課程的學習積極性和主觀能動性。通過緒論課可以啟發學生的學習動機,激發他們的學習興趣。同時,在緒論課上可以設置一些問題(如人體自身腸道中的微生物與機體組織之間存在怎樣的相互作用?微生物的耐藥性是怎么產生的,我們應該怎樣解決耐藥現象日益嚴重這一問題?曾經一度被控制的傳染病又開始死灰復燃,原因是什么,我們應該如何應對?),在后續的授課過程中逐漸揭開謎底。這樣帶著問題開展學習,可以較好地啟發學生的學習積極性,讓學生主動開啟微生物知識的大門。近年來由病原微生物引起的傳染病嚴重威脅著人類的健康,大量的新聞報道使學生對這些病原微生物有了一些粗淺的認識,將這些內容加入課堂教學內容中不僅可以增強學生學習的興趣,使內容變得更加生動,而且使學生充分認識到微生物原來距離我們如此之近,使理論知識找到實際落腳點。比如2010年8月,美國雞蛋因受沙門氏菌污染從而導致至少1300人受到沙門氏菌的感染。2011年,德國下薩克森州的豆芽被腸出血性大腸桿菌EHEC污染,從而造成22人因生食豆芽死亡,2200人住院治療。此外,還有近來流行的H7N9病毒、埃博拉病毒等。我們通過這些公共衛生事件的引入,講解相關病原微生物的生物學性狀、致病性及免疫性、微生物學檢查法及防治原則,使學生有強烈的探索欲望,有效提高了課堂學習效率。
2靈活多樣,結合臨床,增強學生的主觀能動性
教學方法的選擇應根據不同的認知對象、不同的學科、同一學科的不同內容從而選擇不同的方法,但不管采取何種教學方法,關鍵在于把課上活,充分調動學生參與教學的積極性。因而根據教學內容的不同,我們采取了多種教學方法。如對于細菌的形態和結構這一章節內容,采用直觀的多媒體教學可以讓學生形象地看到各種細菌的形態、基本結構及特殊結構;在細菌各論部分,選取部分教學單元由學生自主教學。教師事先根據教學目的、教學內容提出授課提綱、學習重點及難點并確定人員分組。小組成員細致分工、相互協作,在課后完成資料素材收集及教學課件的準備。在此期間,教師與學生進行充分溝通,及時為學生排疑解惑,引導學生在教學大綱的框架下安排課堂講授內容,并傳授講課技巧及注意事項。同時設計《學生自主學習實踐評價標準》,由學生從教學內容安排、課件制作、語言表達等多方面互相進行評議、分析和總結,教師最后進行點評總結。這種教學方式一方面活躍了課堂氣氛,加深學生對所學知識的理解,增強了學生的團隊意識,另一方面也可以讓教師在與學生的互動中、從學生獨特的視角中發現許多平時不會思索的問題;在學習引起人類疾病的常見病毒這一部分內容時,采取專題討論方式進行學習。專題討論式學習由教師提出專題,分組學生在本專題內提出應深入討論的問題,查資料,作綜述,課堂進行討論。例如“人類免疫缺陷病毒”的討論式教學,學生提出一系列問題,如HIV-1感染的分子機制及免疫反應、T細胞功能受損的疾病、HIV疫苗的研究等,經過討論,不僅全面完成了教學內容,而且為學生提供了一次“綜述訓練”的機會,教學效果令人滿意。此外,作為一門與臨床學科關系十分緊密的基礎課程,我們在教學過程中十分注重微生物學知識的臨床應用,采用PBL教學法將臨床病例分析引入課堂討論教學,由病引入菌,菌中解析病,菌病結合,解除病菌。如此,在整個講授過程中就將病原微生物的生物學特性、致病物質與致病機制、檢查及防治原則講解清楚。
3反映前沿,開闊視野,培養學生創新能力
在教學過程中,既要將教材中最基本、最核心的理論知識傳授給學生,為學生自主學習打下堅實的基礎,同時要補充一些開拓性、時代性和應用性較強的學科前沿內容。如微生物的耐藥性這一章節,我們為學生播放與耐藥機制相關的視頻和短片,引導學生就微生物耐藥機制的產生及防控進行積極的討論,鼓勵學生查閱耐藥機制最新的高質量學術論文并就學習心得進行討論交流,取得了良好的效果。此外,在授課過程中結合教研室老師的科研方向,為學生講授該領域的研究進展,如人體微生態學與免疫性疾病的相關性研究進展、新出現的傳染病病原體、流行性感冒病毒的研究進展等教材中鮮有介紹的前沿動態,從而啟迪學生思維,拓寬學生的知識面。同時鼓勵學生積極參與教師的科研課題,通過進行科學實驗研究進一步激發學生學習微生物學的興趣及愛好,培養學生發現問題、解決問題的能力和創新能力,全面提高學生綜合素質。
4利用網絡,練習鞏固,搭建師生交流的良好平臺