黄冈师范学院大学生创新创业训练计划项目开[1]....doc

黄冈师范学院
大学生创新创业训练计划项目
开题报告

项目编号： 201310514003
项目名称： 外来入侵植物北美车前遗传毒性研究
项目负责人： 方舟
指导教师： 方元平
学 院： 黄冈师范学院
填报日期： 2013年12月

教务处制

填写说明

一、《开题报告》要按顺序逐项填写，表格中的字体应为五号仿宋体，1.25倍行距；用A4纸打印，于左侧装订成册；
二、“图书资料费”不得超过总经费的5%，“加工、专家咨询费”不得超过总经费的10%，“其他费用”不得超过总经费的20%；
三、《开题报告》由所在学院组织专家审查，签署意见后，一式三份（学院留存一份、项目组留存一份、报送教务处实验实践教学科一份）。

1、项目来源及选题依据
项目来源：
指导教师
选题依据：
生物入侵作为全球变化的主要内容之一，严重威胁着入侵地生态系统的结构和功能，给当地造成了巨大的经济损失，已成为影响全球的重大环境问题和经济问题。外来入侵植物通过抑制或排挤本地植物，形成大面积的单优种群落，从而引起当地生物多样性的降低，对当地的生态环境和经济造成危害，甚至直接影响人类的健康。因此，近十年来，生态入侵已成为最引人注目的生态学事件，引起各国的普遍重视，并已成为生态学研究和自然资源管理的重要内容。因为生态入侵不仅会带来巨大的经济损失和生物多样性的丧失，同时生态入侵对生态系统的干扰会产生深刻的影响，从而成为全球变化的一个重要影响因素。
北美车前（Plantago virginica）为一年生或二年生草本植物，原产于美国东南部，80年代中后期传入我国华东地区，因其种群扩散迅速，数量大，正呈暴发式繁衍趋势，成为我国各地路边、住宅四周、抛荒地、干旱作物田、公路两侧、疏林果园、田埂和部分蔬菜地的习见杂草，是一种典型的生态入侵种，具有较大的危害性。
蚕豆根尖（Vicia faba root）尖微核技术自1982年由Degressi等建立以来，以其简单、快速等特点，广泛用于对水源、土壤、大气等环境中化学有毒物质和环境污染物的致突变性检测。早在1986年国家环境保护总局就将蚕豆根尖微核检测技术列入了《环境监测技术规范》用于水环境监测技术。
我国有关北美车前的研究主要集中在其生态学特征、染色体、种群空间分布格局、竞争策略等方面，有关北美车前遗传毒性的研究还未见报道。本创新训练计划项目通过采用蚕豆根尖微核技术检测北美车前的遗传毒性，反映其生态入侵性的大小，旨在探明外来入侵植物北美车前的遗传毒性作用机理，为综合防除该杂草提供可借鉴的资料。
2、课题研究现状评述（国内外主要发展现状与趋势，并列出至少8篇相应的参考文献）
研究现状：
目前国内已经意识到生物入侵对生态环境的危害[1]，但还没有给予足够的重视，应对生态入侵的方法也不够成熟[2]；而国外[3]在这方面的研究则相对领先，有较为完善的
就北美车前而言，国内对其的研究主要集中在生物与生态学特征[4]、种群分布格局[5]、生长特征与相对竞争能力[6]等方面，而对遗传毒性的评价涉及较少。目前蚕豆根尖微核试验技术较为成熟，用于检测许多物质的遗传毒性，获得的结果很理想[7,8]，本项目为了补充这一方面，采用蚕豆根尖微核试验技术对北美车前的遗传毒性进行研究。
参考文献：
[1]龚伟.生物入侵的危害与防治措施[J].现代园艺Xiandai Horticulture.2011,7(13).
[2]陈圆,张新德,韦江玲.广西近岸海域互花米草侵害与防控方法分析[J].南方国土资源.2012,8.
[3] Gritta Schrader & Jens-Georg Unger.Plant quarantine as a measure against invasive alien species:the framework of the International Plant Protection Convention and the plant health regulations in the European Union. Biological Invasions 5: 357–364, 2003.
[4]冷天鑫,杜凡,汪健,等.外来物种北美车前迁入昆明后的生态生物学特征表现[J].西南林业大学学报.2013,33(1).
[5]郭水良,黄华.外来杂草北美车前种群分布格局的统计分析[J].植物研究Bulletin of Botanical Research.2003年04期.
[6]李蕴,肖宜安,王春香,等.北美车前和车前的生长特征与相对竞争能力[J].生态学杂志Chinese Journal of Ecology.2008年04期.
[7]杜凤移, 于树华, 马丹炜, 等. 三叶鬼针草对蚕豆根尖遗传毒性的研究[J]. 生态环境. 2007, l6(3): 944-949.
[8]周晓奎, 马丹, 周全全, 等. 入侵植物紫茉莉遗传毒性的初步研究[J]. 西南农业学报. 2008, 21(1): 152-155.

3、采用的方法原理、拟解决的关键问题
方法原理：外来植物成功入侵的原因是多方面的，其中化感作用在植物入侵过程中起着非常重要的作用，化感物质能显著的影响植物细胞生长和分化，目前，化感作用研究使用的生物测定方法很多，本实验采用蚕豆根尖微核技术。通过检测北美车前浸提液处理后的蚕豆根尖微核率来判断北美车前的遗传毒性大小。计算各测试样品（包括对照）的微核千分率（MCN‰）：
微核细胞千分率(McN‰)=含有微核的细胞数／观察细胞总数×l 000‰
样品污染（中毒）程度的确定：
MCN‰﹤10‰，基本没有污染（中毒） ；
10‰<MCN‰<18‰，轻度污染（中毒） ；
18‰﹤MCN‰﹤30‰，中度污染（中毒）；
MCN‰﹥30‰，重度污染（中毒）。
化感效应敏感指数(RI)计算方法参照Williamson[35]等的方法：RI = 1-C/T，式中，C为对照值，T为处理值，RI为化感作用效应(RI > 0为促进，RI < 0为抑制，绝对值的大小与作用强度一致)。
拟解决的关键问题：
1、北美车前浸提液提取方法及处理蚕豆根尖浓度的确定；
2、显微镜观察蚕豆根尖细胞产生微核的细胞数量、有丝分裂的变化和染色体行现象；
3、将试验数据进行统计学处理并通过图表的形式直观反映外来入侵植物对蚕豆根尖率的影响；
4、北美车前对各种生态环境的影响危害性程度评估；
5、根据研究结果，对北美车前的入侵特性做出合理的评价。

4、研究方案（研究目标、研究内容、研究过程）
1、研究目标
通过本项目研究的开展，了解外来植物北美车前的生物学特性，学会运用蚕豆根尖微核技术的来探讨北美车前的遗传毒性大小，为综合防除该杂草提供可借鉴的资料。同时，通过掌握一般科学试验的手段和步骤，进一步提高团队成员分析问题和解决问题的能力，加强团队成员的团队协作精神和科研创新能力的培养，为今后的学习和科研工作奠定良好基础。
2、研究内容
选取蚕豆为受试材料，采用蚕豆根尖微核技术研究入侵植物北美车前不同浓度浸提液对蚕豆有丝分裂的影响，观察其微核率、有丝分裂的变化和染色体行为的异常。通过微核发生率，探讨其化感作用与入侵性的关系，从而为防治其蔓延提供理论依据。
3、研究过程
（1）、前期准备
查阅参考书和相关资料，进一步蚕豆根尖微核技术；听取指导老师的专题讲座，共同拟定研究方案；对本训练项目进行经费预算，购买必要的调查和研究用品。
（2）、组织实施和实践环节
①查阅文献。了解和熟悉与项目相关的基础知识和研究背景，掌握外来入侵植物遗传毒性研究的现状资料。
②确定研究方法。根据北美车前的植物学特点，确定溶液提取方法、根尖处理浓度、时间等。
③ 实验数据的获得。按照设定的方案，对蚕豆根尖进行处理、制片、镜检，拍照，记录数据。常规制片后，用Nikon YS100摄影显微镜拍照并且记录视野下有丝分裂的细胞数，微核数以及细胞总数，每个处理至少观察1000个细胞，重复3次。
④数据整理和分析。有丝分裂指数用根尖中分裂期细胞占根尖细胞总数的百分率表示；微核率用根尖分生区间期细胞出现微核的千分率表示；化感效应敏感指数(RI)计算方法参照Williamson[35]等的方法：RI = 1-C/T，式中，C为对照值，T为处理值，RI为化感作用效应(RI > 0为促进，RI < 0为抑制，绝对值的大小与作用强度一致)。
⑤用DPS数据处理系统对数据进行方差分析和Duncan多重比较。
⑥撰写研究报告或论文。
（3）、过程管理
该课题实施主持人负责制，指导老师对项目进行全程指导和督促，黄冈师范学院生物学省级实验教学示范中心实验室提供研究条件和实验场所，并实施过程管理，黄冈师范学院教务处、科技处、团委等职能部门负责项目的跟踪和考核，保证该项目得以顺利实施。
（4）、教师指导
该项目实行导师制，由指导老师参与项目的方案制定，负责项目的进展和技术指导，协助解决各方面困难，协调各方面的关系。
（5）、项目结项
项目结题时提供结项总结报告1份，调查报告1份，争取公开发表研究论文1-2篇。
5、预期研究结果
1、结项总结报告1份；
2、调查报告1份；
3、公开发表论文1-2篇。
6、研究工作进度安排、完成程度
1、3013年九月份阅读并学习相关方向的优秀论文及文献
2、2013年10-11月确定研究方案
3、2013年12月采购药品
4、2014年4-5月进行实验
5、2014年6月写学术论文
完成进度:目前为止1-3项已经完成

7、项目经费预算汇总（请认真、详细填写附表1）
序号
项 目
金 额
1
材料费
0.8万元
2
图书资料费
0.1万元
3
论文发表费
0.4万元
4
专利申请费

5
加工、专家咨询费

6
调研差旅费
0.3万元
7
其他（含打印、复印）
0.4万元
8
合计
2万元
指导教师意见

指导教师签字：
年 月 日
学院专家意见

专家签字：
年 月 日
学院意见

单位（公章）： 教学副院长签字：
年 月 日

附表1： 大学生创新创业训练计划项目经费预算表
项目名称

项目负责人

学 院

指导教师

材料费
（器件注明名称型号）
计划明细
（计划内容参照项目经费管理办法）
单价
（元）
数量
金额
（元）
用 途
KMnO4

给蚕豆种子消毒
乙醇

配制卡诺式固定液，保存根尖，配置改良苯酚品红
石炭酸

配置苯酚品红
盐酸

解离
冰醋酸

配制卡诺式固定液
碱性品红

配置改良苯酚品红
福尔马林

配置改良苯酚品红
山梨醇

配置改良苯酚品红
蚕豆种子

萌发蚕豆根尖供实验需要
纱布

过滤浸提液，萌发蚕豆
塑料盆

种蚕豆
吸水纸

萌发蚕豆，制片
载玻片

制片
盖玻片

制片
图书资料费
（图书注明书名、出版社）
卫生毒理学基础[M]. 人民卫生出版社

4

现代园艺Xiandai Horticulture[M] ,《现代园艺》杂志社

4

生物学教学[M] 《生物学教学》杂志社

4
120
480
 草烟提取液诱导小鼠骨髓嗜多染红胞微核的研究[J]. 医学信息(上旬刊)

4

[12] 三叶鬼针草对蚕豆根尖遗传毒性的研究[J]. 生态环境.

4

论文
发表费

专利申请注册费

加工、专家咨询费
（附加工合同）

调研
差旅费
路费，餐费

其他费用（含打印、复印）
打印

复印

装订

合计

注：各部分经费比例见“填写说明”，此表将作为报销时的重要参考依据，原则上预算中不包含的项目不予报销！

项目负责人：_____________ 指导教师：
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