植保专业“分子植物病理学”课程教学的改革

安梦楠，薛春生，吴元华

摘要：“分子植物病理学”课程是沈阳农业大学植保专业于本科三年级春季学期开设的专业必修课。分子植物病理学科近年发展十分迅速，知识不断在更新，传统的教学内容和方式已经不能适应时代要求。本文对我校植物保护专业主干课“分子植物病理学”在教学大纲、内容及教学方法和手段上进行了改革，以培养合格的植物病理学方面的专业人才，适应时代的发展。

关键词：分子植物病理学；课程教学改革；寄主-病原物互作

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）47-0108-02

“分子植物病理学”是沈阳农业大学植保专业开设的一门专业主干课，该课程已被评为校级一类课。目前该学科发展迅速，大量相关文献不断报道，每年在国内以及国际都会召开多次相关的会议。这不仅对植物病理学科的发展具有巨大的推动作用，而且对相关学科如基因工程等学科的发展产生了深刻的影响。

沈阳农业大学植物保护学院薛春生教授编写的《分子植物病理学》为本课程的教学用书。该教材从寄主、病原物两个方面阐述了与病原物致病性和寄主抗病性有关的遗传背景及有关的分子生物学机理；寄主—病原物互作的分子信号和信号传递；分子植物病理学与生命科学的发展以及分子植物病理学在防病实践中的应用。本课程将分子生物学、植物病理学、遗传学、植物免疫学以及生化学的基本理论应用其中，分子植物病理学相关的研究技术以及知识更新速度极快，所以本课程也需要实时进行更新，使学生们了解最前沿的研究进展。

一、旧课程“分子植物病理学”在教学中存在的问题

随着生命科学的发展，国内外分子植物病理学领域研究成果日新月异，目前采用的教学大纲和内容已不能满足培养学生理论基础、开阔视野的需要，因此需要增加近十年来新兴的学科相关内容的讲授。

本课程选用薛春生教授编著的校内教材《分子植物病理学》作为教材，其中多以传统的分子生物学理论以及植物病理学理论和技术为主，缺乏前沿的研究理论和技术方面的内容。“分子植物病理学”教学十分需要与时俱进，与国际前沿的科学接轨，充分体现理论教学与科研实践的相结合，以适应未来发展需求。以往教学中学生对学习的目的性显得缺乏，对科研上需求的结合性也有欠缺，因此，对知识学习和理解的主观能动性较差。同时，学生们对于分子植物病理学相关的英文专有词汇了解太少，只能参看中文文献，不具备能力阅读更为前沿的英文相关文献。课程考核方式比较单一，本课程的成绩中平时出勤、课堂表现占期末总成绩的30%，课程论文占总成绩的70%。

二、新课程在教学大纲以及教学内容方面的改革

教学改革前的“分子植物病理学”的教学大纲加入以下几方面的内容讲述：（1）加入分子互作研究技术方面的讲解。病原物与寄主互作方面现今在分子植物病理学中仍是研究热点，本课程在旧课程基础上扩充了核酸检测Northern blot以及蛋白免疫印迹Western blot的技术原理和应用方面的内容，加入了酵母双杂交（Y2H）、双分子荧光互补法（BiFC）以及免疫共沉淀（Co-IP）等研究蛋白质间互作的主流分子研究技术。（2）对PCR的理论以及应用方面内容进行扩充，对反转录PCR（RT-PCR）原理进行详细讲述，同时加入实时荧光定量PCR（qPCR）、重组PCR以及巣式PCR在分子植物病理学的应用方面的讲解。（3）加入高通量測序相关内容的讲解。随着转录组测序、小RNA测序、蛋白组测序以及降解组测序等技术的普及，基因组学以及蛋白组学在分子植物病理学中的应用越来越广泛。（4）加入小干扰RNA（siRNA以及miRNA）的生成机制以及其在分子植物病理学中的重要研究进展以及主要研究方法。RNA干扰自1998年发现以来，近20年来相关的研究进展突飞猛进，在病原物与寄主植物互作中RNA干扰起到重要作用。（5）加入精确基因编辑技术（CRISPR/Cas9）的原理讲解。CRISPR/Cas9技术自2012年开发出以来备受关注，现在该技术已可以对大部分的模式动物以及模式植物进行精确的基因敲出或敲入。

三、新课程在教学手段和考核方式方面的改革

1.教学手段的改革：PPT授课一直是本课程的课堂教学的主要手段，对旧课程PPT课件进行了大量的修改和更新。针对理论概念方面的描述精简至三行以内，这样重点突出，便于学生记忆。同时，在下一页附上模式图（教师自己制图或从权威的综述SCI论文中下载）。在第三页加入该概念的英文解释，以便学生们在阅读SCI文献时有印象，便于理解外文文献。在研究技术的讲授方面同样删去冗长的文字讲解，换成模式图和flash动画等，让学生更为直观地理解主要技术相关原理，不提倡死记硬背。只有充分了解了技术的原理，才能掌握技术操作的关键点，在实验过程中不断排查问题、总结和提高。

2.改进教学方法：开展启发式、参与式的多形式教学方法。例如：选取不同物种的植物或病原菌的多个基因序列发给学生们，让他们通过NCBI等在线网络数据库和软件进行比对，确定该序列属于哪个物种。同时，针对该序列采用生物学软件设计特异性的扩增引物，通过Primer blast等对引物的特异性进行评价，通过该形式使学生们初步具备序列分析以及引物设计的能力。除了大纲的内容的教学以外，要把前沿的科研论文中的具有代表性的研究成果融入课堂讲授，与学生一起分析，给学生们更为直观的印象，使学生们初步掌握分子实验设计的目的、方法以及其中的逻辑关系。在课堂中加入重要知识点的英文材料，以抽查的形式随机让学生进行现场翻译，一学期下来平均每位学生至少翻译三段文字。翻译英文材料过程不仅会加深学生们对知识点的理解，同时提高了阅读外文文献的能力，把课堂讲授知识与前沿的科研成果和技术更加密切地结合在一起。

3.改进考核方式：旧课程的考核方式比较单一，只以平时出席和表现以及课程论文进行评价。新课程的考核改革为多元化的形式，平时出席和课堂表现（包括随机抽取的英文翻译以及随堂测验）占总成绩的40%。课程结束后，为防止学生撰写课程论文时抄袭现有文献，每位同学除提交课程论文以外，还要上交主要参考文献的电子版，注明具体的参考明细，同时对课程论文的内容做成PPT形式进行汇报，课程论文和PPT汇报占总成绩的60%。通过上述改革使得学生们课堂听讲更为认真，积极主动思考，并能初步掌握论文写作的格式与方法以及PPT的制作和汇报，提高了学生的综合能力，使其不仅仅会应试。

四、结语

“分子植物病理学”课程与“普通植物病理学”以及“农业植物病理学”是沈阳农业大学植物病理学科重要的三大主干课程，“普通植物病理学”是课程的基础，涉及的寄主以及病原物种类非常广泛。“农业植物病理学”课程主要侧重于生产应用方面的讲解，寄主局限于粮食作物、蔬菜和果树等，该课程主要目的是认识病害，了解其侵染循环，懂得防治。“分子植物病理学”则以普通植物病理学、分子细胞生物学、遗传学以及免疫学等诸多学科的理论作为基础，研究的对象多以模式植物或模式病原物为主，研究深入到分子级别，相关信息量巨大且仍在高速发展。这就给任课教师提出更高的要求，需不断学习和自我更新，不断修订教学大纲和教学内容，把前沿的分子植物病理学相关的理论以及技术传授给学生。教学手段和方法上，对课件PPT进行改进，减少文字描述，增加模式图和动画（PPT动画或flash动画），方便学生理解和记忆。成绩的考核方式方面，对重要知识点要求学生理解，不需要死记硬背，因此不安排统一的闭卷期末考试。采用随堂测验，课程结束后学生自主查阅感兴趣的相关文献，以综述的形式写成论文，并做成PPT进行汇报。本次教学改革目的在于为植物病理科学培养具有创新设计、自主思考、规范写作以及语言表达能力的高素质人才。

参考文献：

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