流行病学的基本原理范文
关键词:普通植物病理学;教学改革;教学内容
中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:1674-9324(2015)12-0090-03
《普通植物病理学》是中国农业大学农学与生物技术学院本科生的专业基础课,要求学生掌握植物病理学的基础理论和基本知识。根据本科生所选专业不同,教学内容有所侧重。笔者长期从事农学专业本科生《普通植物病理学》的教学工作,课程教学以普通植物病理学基础知识为核心,并适当结合农学专业学生的实际情况,对主要作物的重要病害进行讲授,内容分为总论和各论两部分。总论部分主要讲授植物病害基本概念、基本理论,包括植物病理学的发展历史、植物病害的概念、植物病害症状学、病原学、诊断学、流行学和防治学等。各论部分主要按照作物种类对主要植物病害进行讲解,包括水稻病害、小麦病害、棉花病害、杂粮作物病害、果树病害、蔬菜病害等。
《普通植物病理学》是一门综合性较大、基础性较强、知识面广泛、实践性较强的课程。随着社会经济的迅速发展、科技水平的迅猛提高、各种先进技术和方法的广泛应用,新知识、新概念、新观点、新技术和新方法等不断涌现,植物病理学新的研究成果不断出现,学科得到迅速发展,《普通植物病理学》的理论不断得到丰富,内容日益更新。经济社会的发展和科技的进步对人才的需求亦提出了新要求。为适应形势需要,我校将本科人才培养定位为“宽口径、厚基础、重创新、强实践、国际化”。因此,在教学过程中,笔者必须与时俱进,根据学科发展和现代社会对大学生素质的需求,在制定的教学大纲的基础上,及时更新教学内容,将新知识、新概念、新观点、新技术和新方法充实到教学内容中,为学生提供符合时代需要的课程体系和教学内容。
笔者通过参考最新教材,收集相关文献资料,了解学科进展,不断跟踪最新相关研究成果,将植物病理学新知识、新概念、新观点、新技术和新方法等融入到《普通植物病理学》教学体系,实现教学内容的更新,并提供相关内容的参考文献,供学生深入学习和阅读。
一、植物病原分类系统的更新
植物病原种类多,分类系统复杂。随着人们认识水平的提高,植物病原分类系统不断变化。例如,之前我国在《普通植物病理学》的教学中大多采用Ainsworth的真菌分类系统,将真菌归属于真菌界,下分黏菌门和真菌门两个门,真菌门再分成鞭毛菌亚门、接合菌亚门、子囊菌亚门、担子菌亚门和半知菌亚门共5个亚门,但是《DictionaryoftheFungi》第9版将分子生物学研究的最新成果应用到真菌分类上,将原来的真菌划归三个不同的生物界,即原生动物界、藻物界(假菌界或管毛生物界)和菌物界,并且这一分类系统逐渐被认同,在最新出版的《普通植物病理学》教材中均采用了这一分类系统。同样地,随着学科发展和技术进步,植物病原细菌和植物病原病毒的分类系统也都有了较大的变化,并且不断有新的属、种报道。所以,应该对教学内容中的植物病原分类系统进行及时更新。韦继光等[1]认为普通植物病理学教学内容应该紧跟学科发展步伐,从病原学方面,介绍了植物病原菌物、植物病原细菌和植物病原病毒的分类变化等。笔者在教学过程中,亦将植物病原菌物、植物病原细菌和植物病原病毒分类变化和最新进展补充到教学内容中,使得学生能够及时了解植物病原生物分类系统的变化,紧跟学科发展步伐。
二、吸纳最新的学科研究成果,丰富植物病理学基础知识和理论
技术的进步和学科的发展,使得植物病理学新的研究成果不断出现,这其中有对某些知识的重新认识,有对某些知识的扩展,有对技术手段和方法的更新等。例如,近几年小麦条锈病菌转主寄生现象的研究新成果彻底改变了人们的认识,认识到小麦条锈病的转主寄主有小檗[2,3]和十大功劳[4],小麦条锈病菌整个生活史中转主寄生现象不容忽视,其生活史过程中产生性孢子、锈孢子、夏孢子、冬孢子和担孢子5种孢子类型,并且转主寄主小檗在我国分布广,种类多,这方面的最新研究使得人们对于小麦条锈病菌的变异和小麦条锈病的病害循环等有了重新认识。2004年,Sesma和Osbourn[5]在Nature杂志上发表文章介绍了他们的研究结果。该研究发现,稻瘟病菌可用侵染叶表不同的方式侵染水稻根部,形成根部病原菌所特有的侵染钉,并且侵染维管束组织,导致系统侵染,这一发现使人们认识到真菌可以改变侵染策略,改变其生态位,促进了植物病害流行学的发展。近年来,寄主植物与病原生物互作研究得到了长足发展,在讲授这部分内容时,补充了寄主植物与病原生物的识别机制,包括病原生物关联分子模式(pathogen-associatedmolecularpattern,PAMP)、病原生物效应分子识别等。在讲授植物抗病性时,重点补充了植物抗病性的分子机制,包括植物抗病防卫基本信号通路、基因沉默、活性氧迸发等。我国对植物检疫对象名单进行了重新制定,植物检疫对象发生了很大变化。2007年5月29日我国农业部《中华人民共和国进境植物检疫性有害生物名录》,1992年7月25日由农业部的《中华人民共和国进境植物检疫危险性病、虫、杂草名录》同时废止。2009年我国农业部新的《全国农业植物检疫性有害生物名单》和《应施检疫的植物及植物产品名单》,该次的全国农业检疫性有害生物名单与2006年的相比,总数量由43种下降到29种,减少了14种,其中撤消了15种,新增1种,更改2种。在讲授植物检疫部分时,及时补充了有害生物风险分析的理论知识,更新了植物检疫对象名单。由于分子生物学技术和信息技术的发展,植物病原鉴定技术、病害诊断技术有了很大的进步,在教学过程中补充了基于分子生物学技术的病原鉴定方法和基于信息技术的植物病害诊断方法。同时,将基于分子生物学技术和遥感技术的病害监测方法以及基于新媒体技术的病害测报新技术和新方法纳入到《普通植物病理学》的教学内容中。在讲授植物病害发生原因分析和病害流行时,补充了气候变化对植物病害发生流行的影响。在讲授植物病害防治技术和方法时,补充介绍了利用生物多样性控制植物病害、无人机喷药防治病害等内容。对讲授的植物病害种类进行适当调整,增加新的重要性植物病害种类,按照植物病害的发生与危害性、病害症状、病原特征、发生流行规律、预测预报、防治等系统地进行知识组织。
三、植物病害防治理念的更新
随着社会发展和科技进步以及人们对农业安全生产的关注,并且随着气候变化、农业产业结构调整、种植制度和栽培方式的改变等,一些新的病害成为农业生产中的重要病害,植物病害防治理念不断地发生着变化。人们从过去的吃饱需求,过渡到现在的吃好需求,从追求农产品的产量,过渡到不但追求产量,更关注质量,这就要求农业生产过程中植物病害防治必须适应这些需求的变化。我国的植保方针是“预防为主,综合防治”,一般在《普通植物病理学》的教学中主要介绍有害生物综合治理(integratedpestmanagement,IPM)和有害生物可持续治理,近年来,国际上提出了有害生物生态治理(ecologicallybasedpestmanagement,EBPM)的理念,我国提出了“公共植保、绿色植保”的理念,以构建我国新型植物保护体系。这些新的理念的提出受到广泛重视,特别是我国在有害生物治理方面,主推“公共植保、绿色植保”的理念,所以,根据形势发展,需要在《普通植物病理学》教学中更新植物病害防治理念。2012年10月25日,我国农业部余欣荣副部长在中国植物保护成立50周年庆祝大会暨全国农作物重大病虫科学防控高层论坛上发表讲话,要求全面树立“科学植保、公共植保、绿色植保”现代植保理念,进一步推进了有害生物治理的理念的发展。在教学中,结合社会关注的生物安全问题,补充了植物病害管理对生物安全产生的积极或消极作用[6],启发学生对相关问题进行思考。
四、教学幻灯片的更新和补充
根据更新的教学内容,笔者对教学幻灯片进行了更新和补充。通过网络收集和自己拍摄植物病害症状和病原数码图片,更新和补充了大量病原和病害图片,使其能更加清晰地反映病害的各种症状和病原的形态特征,更好地反映教学内容。对一些研究热点和研究前沿问题,提供了参考文献,供学生进行阅读和更好地了解教学内容。并且,加强了多媒体教学手段利用,制作或收集了一些动画和视频,用于反映病原释放过程、病原侵入过程、病原传播过程和病害发生过程等。教学过程中,通过播放动画、视频等,增强了教学直观性,更加形象地表达了相关教学内容,并收到较好的教学效果。笔者经过近两年的努力,制作成了一套形式更加新颖、内容更加丰富、图像更加清晰的幻灯片。
任课教师应根据学科发展动向和前沿,了解学科最新研究问题和热点,特别是对于一些理论性或改变过去认识的研究进行了解,及时更新教学内容。然而,每年都有大量的植物病理学方面的文献发表,同时也有大量与植物病理学有关的文件、规范、法规等,信息量非常多,从中选择具有重要意义的文献资料困难很大,要较好地完成《普通植物病理学》教学内容的更新,做好关于植物病理学学科新进展的文献资料的甄别和筛选尤为重要。由于任课教师有自己的研究方向和重点,很难全面了解整个学科的发展动态。因此,加强多个高校有关任课教师的教学工作交流,对于促进教学将具有重要意义。
与更新教学内容相配合,笔者也进行了教学方法的改革。笔者在教学过程中,综合利用启发式、讨论式、参与式等多种形式的教学方法,注重传统知识和科学前沿知识相结合,注重基础知识和实际应用相结合,充分调动学生的积极性,提高学生的学习兴趣,克服由于课堂学生多、学生缺乏兴趣造成的教学效果较低的现象[7]。詹刚明等[8]在教学中注意了语言技巧的应用,笔者也注意了同样的问题,并在教学中加以实施,活跃了课堂气氛,加深了学生对知识点的印象和认识。同时,笔者对课程考核方式进行了改革,将考核方式改为平时作业、课程论文、期末考试(各占总成绩的20%、20%、60%)相结合的考核方式,可在整个教学过程中进行考核和考察学生对知识的掌握情况,避免了学生期末考试临时突击、片面追成期末考试成绩的弊端。另外,笔者根据更新后的教学内容,设计构建了《普通植物病理学》考试系统,实现了试卷自动生成和计算机辅助阅卷。为加深学生对课堂讲授的《普通植物病理学》理论知识的学习,同步开设了《普通植物病理学实验》课程,使学生通过实验操作和实际观察,达到了理论联系实际、学以致用的目的,取得了良好的教学效果。
参考文献:
[1]韦继光,袁高庆,赖传雅,等.普通植物病理学的教学内容需紧跟学科发展步伐[J].广西农业生物科学,2007,26(增刊):188-190.
[2]YueJ.,SzaboL.J.,CarsonM.Century-oldmysteryofPucciniastriiformislifehistorysolvedwiththeidentificationofBerberisasanalternatehost[J].Phytopathology,2010,100(5):432-435.
[3]ZhaoJ.,WangL.,WangZ.Y.,etal.IdentificationofeighteenberberisspeciesasalternatehostsofPucciniastriiformisf.sp.triticiandvirulencevariationinthepathogenisolatesfromnaturalinfectionofbarberryplantsinChina[J].Phytopathology,2013,103(9):927-934.
[4]WangM.N.,ChenX.M.FirstreportofOregongrape(Mahoniaaquifolium)asanalternatehostforthewheatstriperustpathogen(Pucciniastriiformisf.sp.tritici)underartificialinoculation[J].PlantDisease,2013,97(6):839.
[5]SesmaA.,OsbournA.E.Thericeleafblastpathogenundergoesdevelopmentalprocessestypicalofroot-infectingfungi[J].Nature,2004,(431):582-586.
[6]王海光,马占鸿,黄冲.植物病害管理与生物安全[J].植物保护,2007,33(3):1-7.
流行病学的基本原理范文
关健词:林木病害;防治原理;方法
林木病害的发生和流行都是以病原、寄主和环境条件的一致配合为基础。病害发生的原因有非生物因素和生物因素两种,病原物引起林木病害时,会在林木上吸取营养物质,影响林木的正常营养生长发育。据有关数据统计,在林木病害中,80%病原物引起的林木病害会互相传染,且80%以上是由真菌引起的。林木个体植株的病害没有多大的经济意义,只有在一定地区、一段时期内普遍而严重发生时,才会带来严重的经济损失和生态影响。病害流行发生必须有感病植物、病原和环境因素三方面配合才能发生。因此,在病害的防冶上,必须“反其道而行之”,以人为的干涉或调节来阻止各种流行因素最佳配合现象的发生。
1林木病害防治的基本原理
林木病害的防冶原理,就是要控制病害流行的三要素,即控制病原物,增强林木的抗病性和改善林木的生长环境。
1.1控制病原物
通过森林植物检疫,防止新浸染性病害进入无病区、一旦进入就地封锁。同时应用营林技术措施、物理机械以及化学和生物的防治办法,阻止病害的扩展,从而达到减少病原物的数量,中断病害的侵染循环目的。
1.2增强林木的抗病性
通过调查分析,正确选育和栽培抗病树种或品种,加以适当的营林管理措施,提高抗病能力。
1.3改善环境条件
科学的营林措施,可以创造有利于林木生长而不适合病原物繁殖的环境条件,从而减少病害的发生。
2林木病害防冶的基本方法
林木病害防治的基本方针是“预防为主,综合治理”。
2.1病害检疫
病害检疫是由政府颁布法规,应用现代科学技术,对在国内、国际间流通的植物及其产品,采取一系列的预防危险性病害传播和定植的措施。林木检疫的主要任务是:禁止危险性病害随着植物及其产品由国外传入或由国内输出;对国内局部地区已发生的危险性病害进行封锁,使它不能传到无病区,并在疫区将它消灭;当危险性病害侵入到新地区时,应及时采取彻底消灭措施。
植物检疫是一项传统的植物保护措施,是森林保护领域中的一个重要部分。它的最大特点是从宏观整体上预防一切有害生物的传入、定植与扩展。由于它具有法律强制性,在国际文献上常把“法规防冶”、“行政措施防冶”作为它的同义词。
2.2林业技术防冶
改善营林技术措施有利于速生丰产,同时,也是防冶病害的重要手段。合理的、先进的营林措施是一切防冶活动的基础。在森林病害体系中,环境条件是重要的因素之一。环境的任何重大改善都将影响整个病害生态系。采取正确的营林措施将使环境条件适于苗木或林木的生长而不利于病害的发生和流行。具体措施主要包括:
2.2.1育苗防病措施。育苗方面最主要就是苗圃地的选择,要应选择土壤肥沃、疏松和排水良好的圃地育苗,同时要了解土壤中病原物的积累程度以及周围绿篱、行道树等现有的树木种类;其次要采用合理轮作,如针阔叶树轮作、水旱轮作;另外要通过适当施肥(如磷、钾肥和有机肥),促进苗木生长,提高抗病力,同时能促进土内病原菌的拮抗微生物的生长繁殖。整地时,施用适量的腐熟粪肥、棉籽饼或豆饼。最后要注意圃地的环境卫生,及时清除圃中的杂草、病苗、死苗和病苗残体,并集中烧毁。
2.2.2造林防病措施。造林树种选择的合理与否,关系到造林工的工作的成败。因此,在选择树种时必须了解造林树种的生物学特性,可能出现的病害种类、分布及危害,然后结合造林地的气象、地形、坡向、坡度及土壤等立地因子,综合加以分析;还有就是要多营造混交林,混交不仅可以合理利用地力,促使林木生长健壮,提高林木的抗病力,而且有阻止病菌传播的作用。混交树种的配置需要注意两点:一是在锈病流行的地区应避免栽植其转主寄主;二是混交树种不被同一种病原危害。
2.2.3抚育防病措施。通过抚育清除病枝。许多病害暴发流行之前,病原物的数量有一个积累的过程,只要及时发现,清除病株,并配合其他防冶措施,就可以减少病害的发生;在过密的林分中,通风、透光差、环境阴湿,林木生长衰弱,常有利于病害的发生,通过合理的间伐、修枝清除过密枝、枯死枝、病枝,能减少病害的侵染来源。
2.3抗病育种
科学选育抗病品种,虽投入高,时间长,但抗病育种是一项比较稳妥的措施。但要注意的是抗病品种抗病性是可以改变的,不是万能的。只有不断地选育新品种,利用多系品种合理搭配,才能保障林木健康生长,才能使抗病性长久保持。
2.4生物防冶
生物防冶是指利用有益生物或生物制剂来防冶林木病害,该方法不会破坏生态平衡,不污染环境,在林木病害防治中很有前途。
2.5物理防冶
物理防冶,是通过热处理、机械阻隔、射线等手段防治林木病害。该方法无公害、无污染、成本低,是防冶林木病害的重要措施之一。林业中,种苗和土壤的热处理,刮除枝干病害的病斑,剪除根腐病的病根,对林木进行桥接,摘病叶、病果、地面铺草、地膜覆盖、都属于物理防冶。
2.6化学防冶
化学防冶,是防治体系中一项关健的技术措施。化学防冶简单讲就是应用化学药剂来防冶林木病害,具有见效快的特点。但是,化学药剂大都是有毒物质,使用不当会带来很多问题,一是产生药害,污染环境,破坏生态平衡,对人类产生副作用;二是促使病原物产生抗药性,长期使用一类农药会造成定向性,降低或失去防治效果等。三是杀伤有益后物。因些,正确应用化学防冶的前提是要充分了解各种化学药剂的性质和作用特点,熟练掌握各种病害的发生特点,紧密结合环境条件的变化特点等。
3结语
流行病学的基本原理范文篇3
流行病学研究方法主要有观察法和实验法。在观察法中,主要采用描述流行病学研究方法对疾病或健康现象进行描述,揭示疾病或健康现象的三间分布情况,这种方法体现了哲学认识事物的最初过程。在具体的描述流行病学中,利用已有的资料或特殊调查的资料,按照不同地区、不同时间及不同人群特征分组,把疾病或健康状况的分布情况如实地展现出来,即疾病的三间分布。通过仔细分析疾病的三间分布特征,分析疾病现象在不同人群之间的差异并找出导致差异的可能原因,进而在此基础上提出病因假设,为分析流行病学研究提供病因线索。从哲学的角度看,首先观察疾病的流行病学分布现象,是利用调查或已有资料这一实践过程,由表及里、由此及彼,仔细分析现象,在此过程中,我们观察到的“流行病学现象”并不是偶然的,是由一些本质因素导致该现象的产生,而这个本质因素恰恰就是流行病学工作者苦苦寻找的病因线索。分析流行病学,就是对描述流行病学提出的病因假设进行检验。其具体方法也体现出哲学思维,如设立对照组,采用对比的方法透过现象观察是否存在本质差异,寻找导致差异的原因,这是对描述性研究提出的假设采用检验的方法进一步认识的过程。对流行病学分布现象的描述、观察、分析、对比的过程体现了哲学思维:即实践、认识,再实践,再认识的过程。
二、流行病学病因假设的提出与哲学思维
通过现场流行病学调查,了解研究疾病发生或流行的状况,对收集到的资料归纳、分析、推理,在此基础上提出病因假设。正确的病因假设应该能合理地解释发生的疾病现象,同时还能够对疾病的未来趋势做出预测,并能指导人们有意识地去验证。病因假设的提出主要的有两种方法,一种是直觉思维;另一种是采用富有哲学思维的逻辑方法,主要有归纳法、求同法、求异法、排除法和类比法。病因假设的提出是病因研究中极其重要的一步,这一步与哲学思维的有机结合,可以帮助流行病学工作者在错综复杂的线索中准确地寻找病因假设。在实际的研究中,如地方性氟中毒的病因研究中就渗透着哲学思维,体现出哲学思维与流行病学的有机融合。
三、假设证明与哲学思维
判断假设是否正确需要进行验证,一般从两方面着手:一是对假设及其推论进行分析,判断其内容是否科学,逻辑是否严谨,结构是否完整,这是理论检验;二是在实际工作中进行验证,即实践检验。形成假设和验证假设的过程往往是一个哲学思考和逻辑推理的过程,在这个过程中,应本着实事求是的原则,不断地去修正假设,甚至原来的假设,建立并继续验证新的假设,直至其符合客观事实。流行病学研究对于病因假设的证明要灵活运用哲学的否定之否定规律,在否定中探求真理,直至对事物形成科学的理解和认识。对于一个原因未明的疾病,可从多个角度提出假设,但是真正的病因是哪一个或哪几个,则需要验证。所以在提出假设及验证的假设的过程中,要经过提出假设,检验,否定;再提出假设,再检验,再否定……这个过程反复进行,直至真正地解决这个问题。事实上,这个过程是否定之否定规律这种哲学思维的充分体现。
四、论证研究结果真实性与哲学思维
在流行病学的抽样研究中,样本的研究结论是否符合目标人群,即流行病学研究结果是否是真实的,与客观实际情况符合程度如何,研究结果是否存在误差,这是流行病学工作者应该关心的问题。研究结果与客观实际不符,就称为误差。在医学研究中,误差分两类:一类是抽样误差;另一类是偏倚。前者是由随机因素引起的,是不可避免的,但误差大小可以精确计算,而且可以采用增大样本含量的方法来降低误差。而偏倚是由固定因素造成的,具有方向性,是在流行病学研究整个过程中包括设计阶段、资料收集阶段、数据分析阶段均可能出现的误差,它的存在影响着流行病学研究的质量,甚至得出错误的结论,流行病学工作者必须采用一些质量控制方法加以控制。所以流行病学研究的结果是否真实,必须加以检验。在原因不明疾病病因的论证上,流行病学采用因果推断的逻辑方法,它包括演绎法和Mill准则,主要有以下病因论证标准:(1)因素与疾病的关联强度。关联强度越大,该因素成为某疾病病因的可能性越大,采用RR或OR值的大小来反映。(2)因素与疾病联系的普遍性。即不管什么人、不管在什么时间、在什么人群做出的研究,结果均应一致。(3)时间顺序。就是前因后果的时向关系。(4)因素与疾病分布一致。即因素的地理分布应与疾病的地理分布一致。(5)因子的去除带来了发病率的下降。反证这个因素与疾病可能存在因果关系。(6)剂量反映关系。如暴露某因素的剂量越大引起该病的危险性越大。(7)特异性。如结核病是由结核杆菌引起的,是一对一的特异。(8)关联的合理性。主要指符合医学及生物学知识和原理。从这里可以看出,这几条标准充分体现出哲学思维,说明哲学思维已融入了原因不明疾病病因推断的整个过程之中。实践是检验真理的唯一标准,随着人们对病因认识的不断深入,判断病因的难度越来越大,这给流行病学工作者提出了更高的要求。流行病学病因研究就是因果的判定,而因果关系的判断原本就是一门深奥的思维科学,所以有人把流行病学说成是医学中的哲学,实际上就是在流行病学研究中充分运用哲学思维来解决医学复杂问题。
五、流行病学研究数据分析的哲学思维