以下是小编精心整理的《工程研究热点比较分析论文(精选3篇)》仅供参考，大家一起来看看吧。摘要：低温是限制植物分布与生长的重要因素，低温伤害是一种严重的自然灾害，全球每年因此造成农作物的损失高达数千亿美元。本文综述了抗寒基因研究中一些已分离和鉴定出的低温诱导表述基因，对抗冻基因的功能特性和作用机制进行了全面的回顾，总结了抗冻基因工程的研究方向，对典型抗冻基因的表达效果进行了比较分析，并提出此领域尚存在的一些问题及发展前景。
工程研究热点比较分析论文 篇1：
国际知识工程研究可视化分析
[摘要]为全面了解国际知识工程领域的研究现状和发展趋势，以Web of Science数据库收录的2001—2016年知识工程领域的文献数据为研究对象，借助CiteSpaee软件，通过文献计量学和可视化方法从年代分布、期刊分布、学科分布、研究力量分布、重要文献、研究热点以及研究前沿等方面进行分析。根据上述研究，绘制知识图谱，对国际知识工程的研究现状和发展进行分析和总结，为我国知识工程研究提供参考。
[关键词]知识工程；可视化；知识图谱；CiteSpace
DOI：10.3969/j.issn.1008—0821.2017.06.024
（
“随着信息技术的迅猛发展，人们所掌握的知识呈现出爆炸性增长的趋势，为了适应知识社会的发展，更合理、有效地管理和利用知识，需要对知识本身及其活动规律展开研究，这是知识工程领域的核心研究内容”。知识工程是伴随专家系统的研究而产生的，基于专家系统DEN-DRAL的成功，美国斯坦福大学教授Feigenbaum于1977年第五届国际人工智能会议上提出了“知识工程”的概念，他指出，“知识工程是应用人工智能的原理和方法，对那些需要专家知识才能解决的应用难题提出求解的手段”。
知识工程是计算机科学与人工智能研究的重要领域之一。知识工程的研究内容主要包括知识获取、知识表示、知识组织、管理及利用。随着知识工程的发展，已经有越来越多知识工程的方法与技术被应用到各个领域中，为各个行业的知识服务提供支持。国内外已有学者对知识工程领域进行综述研究，这些研究大多针对某一主题或应用研究领域，如Zipparo M等对5种本体合并技术和工具进行调查研究，并将其与一组通用的评估标准进行比较；La Rocca G探讨知识工程的技术基础，强调了传统知识工程系统与计算机辅助设计系统的主要差异和相似性；Jiang Hua介绍了主要的知识获取技术，比较其差异，总结应用知识获取技术获取知识的基本步骤，最后描述了知识获取技术的最新发展状况；袁国铭等从知识工程的基本概念人手，对知识获取、知识表示及知识运用进行综述研究，并指出知识管理对知识工程应用的作用；尹婵娟等从基础理论、影响因素、框架模型和方法这4个方面来分析我国知识获取研究现状；罗奕玥等介绍了知识工程的概念和发展历程，重点分析了知识工程在工业工程、教育领域、新兴应用等多个领域的主要应用。目前，国内运用计量学方法探索知识工程整體发展现状的文献尚不多见，其中赵华、邱均平等分别对知识工程领域论文进行文献计量分析，但他们的研究都局限于国内知识工程领域的发展现状，并未涉足国际。鉴于此，本文采用计量学和可视化方法，以知识图谱的形式展示国际知识工程领域的研究现状及趋势，以便相关研究人员能够更全面直观地了解国际知识工程领域的发展动态。
1数据来源与研究方法
本文数据来源于Web of Science数据库，该数据库收录了10 000多种学术期刊和超过11万个国际会议的学术文献，这些期刊和会议均经过严格遴选，因此以Web of Science数据库中知识工程研究的相关文献为数据来源，能够较为全面地展现该领域的研究现状。在Web of Science数据库中，以“Knowledge Engineering”为主题词进行检索，时间范围设置为2001—2016年，文献类型选择Article、Proceedings Paper，共得到1450条文献记录。
本文所选用的工具是由陈超美教授应用Java语言开发的可用于计量和分析文献数据的可视化软件CiteSpace。CiteSpace适合用于复杂网络分析，其绘制的知识图谱能够显示某个学科领域在一定时期内的发展动向，形成若干研究前沿领域的演进历程。本文运用计量学方法，从文献的年代分布、期刊、学科分布、研究力量分布、重要文献、研究热点及前沿等方面进行可视化展示，从而全面地展现国际知识工程研究的现状及趋势。
2知识工程研究结果分析
2.1年代分布
研究文献的时间分布，可以了解这一学科的研究水平和发展现状。图1为知识工程研究的文献年代分布。可以看出，2001～2016年间知识工程领域的发展大致可以归纳为以下3阶段：2001-2005年为成长期，论文数量基本呈稳步上升趋势，知识工程研究取得一定进展；2006-2010年为发展期，这5年的发文量达到551篇，年均发文量达到最高，说明知识工程研究发展快速，成果显著；2011-2016年为稳定期，发文量在一定范围内呈波动状态。
2.2期刊分布
对某一学科领域研究文献的来源期刊进行考察，可以进一步了解该领域文献的空间分布现状，对开展该领域文献检索及研究具有重要意义。为此，选取Cited Journal为研究对象，在CiteSpace中设置合适的阈值，运行软件得到知识工程领域的期刊共现图谱，如图2所示。表l中展示的是知识工程领域的高被引期刊。
节点的中心性是图论中的一种属性，可以衡量网络中不同位置的节点的重要性。经统计，上述高被引期刊中有7个期刊的中心性大于0.1，分别是“COMMUN ACM”、“ARTIF INTELL”、“KNOWL ENG REV”、“EXPERT SYST AP-PL”、“AI MAG”、“LECT NOTES ARTIF INT”、“DATA KNOWLENG”，其中心性依次是0.18、0.17、0.14、0.13、0.12、0.11、0.11。这表明这些期刊在知识工程研究领域占据重要地位，是知识工程研究的主要学术交流阵地，其刊载的文章具有较高的质量，并引起该领域学者的关注。
2.3学科分布
分析某一研究领域的学科分布，能够识别该领域的学科属性，扩展研究视野，促进学科间知识交流。选取Care-gory为研究对象，设置合适的阈值，运行软件得到知识工程领域的学科分布图谱，如图3所示。
由图3可知，知识工程研究主要集中于计算机科学、工程学等领域。经统计，1105篇文献属于计算机科学领域，占总体的76.21%；467篇文献属于工程学领域，占总体的32.21%。位居前5的余下3个学科依次是：运筹学与管理科学，88篇，占总体的6.07%；自动化及控制系统，71篇，占总体的4.90%；商业经济，67篇，占总体的4.62%。此外，该研究也涉及教育学、管理学、信息科学与图书馆学、电信学、医学信息学等学科领域。可见，知识工程研究与众多学科领域密不可分，具有广泛的应用领域。
2.4知识工程研究力量分布
2.4.1国家（地区）分布
研究国家分布，可以让我们了解不同国家（地区）在该领域的研究实力。选取country为研究对象，绘制知识工程研究的国家（地区）分布图谱，如图4所示。
图中的节点代表国家（地区），节点越大表示发文量越多。从发文量来看，美國在知识工程领域的发文最多，为201篇。其次是中国大陆发文193篇，位居第二。另外，知识工程领域高产的国家（地区）还包括法国（133篇）、西班牙（109篇）、英国（90篇）、德国（87篇）、加拿大（53篇）、波兰（52篇）、意大利（50篇），说明这些国家和地区较为关注知识工程领域研究，并取得一定的成果。从中心度来看，知识工程领域中心度较高的国家有英国（0.35）、荷兰（0.25）、西班牙（0.19）、意大利（0.1）等，这表明这些国家（地区）在知识工程研究领域处于主导地位。
节点间的连线表示国家（地区）之间存在合作关系，连线越粗则说明国家（地区）之间的合作越紧密。由图3可知，在知识工程领域，合作较为密切的国家（地区）主要集中于以英国、西班牙、荷兰等为主的欧洲国家（地区），中国大陆仅与澳大利亚之间有合作关系，缺少国际学术交流。
2.4.2机构分布
选取Institution为研究对象，设置合适的阈值，运行软件得到知识工程研究的机构分布图谱（见图5）。节点大小与该机构的发文量正相关，节点之间的连线代表机构之间存在合作关系。
由图5可知，知识工程领域研究机构数量众多，但机构之间的合作较为稀疏，只有较少的机构之间存在合作关系。从中心性来看，图中机构在网络图谱中的中心性均趋近0，表明机构间合作文献较少，在整个网络中的连接作用很小。从发文量来看，排名靠前的机构分别是Univ Tech-nol Troyes、Vrije Univ Amsterdam、Univ Calgary、AGH Univ Sci&Technol、Univ Granada、St Petersburg State Univ、Chinese A-cad Sci、Univ Edinburgh、Dalian Univ Technol、Chiang Mai U-niv，Univ Leipzig，Univ Newcastle，Univ Castilla La Mancha，U-niv Pittsburgh。从机构类型来看，高校及科研院所是知识工程研究的主要力量。其中在我国科研机构中，中国科学院及大连理工大学的发文量位居前列，表明这两所院校在知识工程领域具有较强的科研实力。
2.4.3作者分布
选取作者（Author）为研究对象，设置合适的阈值，运行软件得到知识工程研究的作者分布图谱，如图6所示。图中节点代表发文作者，节点大小代表作者的发文量，节点越大，表明该作者发文量越多。节点之间的连线代表作者之间存在合作关系。
由图6可知，知识工程研究领域发文量位居前10的作者分别是Tatiana Gavrilova（13篇）、Edward Szczerbicki（12篇）、Cesar Sanin（9篇）、Nada Matta（9篇）、Yingxu Wang（8篇）、Grzegorz J.Nalepa（7篇）、Carlos Toro（7篇）、Gwo-JenHwang（6篇）、Davy Monticolo（6篇）、Soeren Auer（6篇）。从合作角度看，该领域作者之间的合作相对分散，以2～5人的小团体为主。在这些作者中形成的最大的合作网络是由Edward Szczerbicki、Cesar Sanin等组成的10人网络，这些学者来自纽卡斯尔大学等研究机构，主要涉及知识表示与决策研究。从中心性来看，图中作者的中心性趋近为0，这表明网络中没有处于核心地位的作者。
2.5引文分析
文献被引频次的高低及其中心性的大小都可以反映文献的影响力和价值。通常情况下，单篇文献的被引频次越高，说明该文献在研究领域中的学术影响力越大。节点文献的中心性也体现文献在学科领域的重要程度。以Cited reference为分析对象，运用可视化软件展示知识工程研究文献的共被引图谱，如图7所示。
图7中，节点大小与该文献的引频次正相关，带有紫色光圈的节点具有较高的中心性。结合被引频次，可以认为具有高被引频次及高中心性的关键文献是该领域的重要文献。选取被引频次位居前列，且中心性均不低于0.2的文献作为知识工程领域的重要文献，共有3篇重要文献。
被引频次排在首位的是斯坦福大学知识系统实验室的GRUBER TR于1993年发表的名为“A Translation Approcah to Portable Ontology Specifications”的论文，其中心度为0.48。该文提出了本体的定义，认为本体是概念化的、明确的规范说明，同时也描述了一种用于定义本体的机制，即0n.tolingua系统，用于解决本体表示的问题。被引频次排在第二的是Studer R等人在1998年发表的“Knowledge Engi-neering：Principles and Methods”一文，其中心度为0.24。该文献描述了知识工程领域的3种建模框架，即Com-monKADS、MIKE以及PROTeGe-Ⅱ。被引频次位居第三是Schreiber GT等人于2000年出版的“Knowledge Engineering and Management：The CommonKADS Methodology”，其中心度为0.24。该著作系统阐述了CommonKADS方法，提出知识获取的工程技术路线和一套组织与任务分析工具。
由以上分析可知，该领域的重要文献主要研究的是知识工程领域所使用的主要模型与方法，侧重于知识工程领域的技术实现。
2.6研究热点分析
关键词是文章的核心和精髓，是对文章主题的高度概括，因此高频关键词常常被用来确定一个研究领域的热点问题。运用可视化软件CiteSpace绘制知识工程领域的关键词知识图谱，如图8所示。图谱中每个节点代表对应的关键词，节点越大说明关键词频次越大。
在图8展示的知识工程领域研究热点图谱中，出现频次最高的关键词是Knowledge Engineering（知识工程），频次高达506次。高频关键词反映出的知识工程领域的研究热点还包括Ontology（本体）、Systems（系统）、Knowledge Man-agement（知识管理）、Knowledge（知识）、Design（设计）、Knowledge Representation（知识表示）、Semantic Web（语义网）、Artificial Intelligence（人工智能）、Knowledge Acquisition（知识获取）、Expert System（专家系统）等。同时，从中心性角度来看，中心性大于0.1的关键词包括（Systems）系统、Knowledge Engineering（知识工程）、Knowledge（知识）、Software Engineering（软件工程）、Ontology（本体）、Semantic Web（语义Web）、Knowledge Representation（知识表示）、Knowledge Management（知识管理）、Knowledge Acquisition（知识获取）等。将高频关键词与高中心性关键词进行比较可知，两者大体上保持一致，因此，可以确定这些关键词在一定程度上能够表示知识工程研究的热点。
对热点关键词进行统计分析可知，知识工程的研究主要集中在理论研究、技术方法研究及应用研究等方面，涉及的关键词如Knowledge Engineering（知识工程）、Ontology（本体）、Knowledge Management（知识管理）、Knowledge（知识）、Knowledge Representation（知識表示）、Knowledge Acqui-sition（知识获取）、Semantic Web（语义Web）、Expert System（专家系统）等。知识是知识工程的处理对象。知识表示是研究计算机表示知识的可行性、有效性的一般方法，是把人类知识表示成计算机能处理的数据结构和系统控制结构的策略。知识获取通常是指知识从外部知识源到计算机内部的转换过程。知识获取、知识表示都是知识工程实现的关键环节，知识管理则涉及知识库的管理。本体的目标是捕获相关领域的知识，提供对该领域知识的共同理解，并对该领域术语及其关系进行明确定义。语义Web是对传统Web的延伸，其所有数据都被赋予规范的含义，以便于人机合作完成数据处理任务。本体及语义Web技术的提出，为知识工程研究中知识库的构建、知识的表示等提供了新的思路。专家系统致力于使用人类专家推理的计算机模型来处理现实世界中需要专家做出解释的复杂问题，是知识工程领域的具体应用研究。
2.7研究前沿分析
对于学科前沿的追踪有利于学术共同体更好地把握学科发展的趋势以及未来研究的方向，我们可以利用CiteSpace中提供的膨胀词探索技术和算法来探测和分析学科研究前沿的变化趋势。运行CiteSpace软件，绘制该领域研究前沿领域可视化图谱，如图9所示。
由图9可知，2001年，Expert-System（专家系统）是知识工程研究的前沿领域，到2007年，Semantic-Web（语义Web）成为该领域的研究前沿，知识工程研究的发文量增多，研究热潮涌现。此外，近年来知识工程研究的前沿领域还包括Domain-Ontology（领域本体）、Machine-Learn-ing（机器学习）、Natural-Language-Processing（自然语言处理）、Knowledge-Modeling（知识建模）、Bayesian-Network（贝叶斯网络）等。可以看出，该领域研究学者们在不断探索新的技术与方法，将本体、语义网、贝叶斯网络、机器学习、自然语言处理等相关技术方法应用到知识表示、知识建模等各个环节，促进知识工程发展。
3结论
本文采用信息计量学理论和可视化方法，通过可视化软件CiteSpace，以Web of Science数据库收录的知识工程领域的相关文献为数据来源，对2001-2016年国际知识工程领域研究现状及发展规律进行可视化分析，得出以下结论：
1）在时间分布上，这一时期知识工程的研究分为3个阶段，2001-2005年为成长期，论文数量呈上升趋势，2006-2010年是发展期，年均发文量较大，2010年以后，发文量在一定范围内呈波动状态，逐渐趋于稳定阶段。
2）在期刊分布上，“COMMUN ACM”、“ARTIF IN-TELL”、“KNOWL ENG REV”、“EXPERT SYST APPL”、“AlMAG”、“LECT NOTES ARTIF INT”、“DATA KNOWL ENG”这些期刊既是该领域的高被引期刊，也是高中心性期刊。
3）在学科分布上，知识工程研究主要集中于计算机科学、工程学、运筹与管理科学、自动化与控制系统、商业经济等学科领域。
4）在研究力量分布上，该领域高产国家包括美国，中国、法国、西班牙、英国等，高校和研究院所是该领域研究的主要力量；就合作而言，部分欧洲国家合作相对密切，中国大陆国际合作较少；该领域研究机构和学者众多，但机构之间的合作较为稀疏，作者间合作以小团体为主，合作网络中没有出现处于核心位置的作者，因此有必要加强国家及机构的合作力度，促进作者间的合作研究，为学术交流构建良好的合作环境，促进知识工程学科的发展。
5）在知识工程领域，早期的研究成果被学者们广泛认可，这些文献主要涉及到知识工程领域的相关模型及方法，侧重于技术实现。
6）知识工程的研究主要集中于理论研究、技术方法及应用研究等方面，涉及的关键词有Knowledge Engiaeering（知识工程）、Ontology（本体）、Knowledge Management（知识管理）、Knowledge（知识）、Knowledge Representation（知识表示）、Knowledge Acquisition（知识获取）、Semantic Web（语义Web）、Expert System（专家系统）。
7）对知识工程领域的研究前沿进行分析，可以发现知识工程研究在不断探索新的技术和方法，前沿领域包括Se-mantic-Web（语义Web）、Domain-Ontology（领域本体）、Knowledge-Modeling（知识建模）、Bayesian-Network（贝叶斯网络）、Expert-System（专家系统）等。
作者：邱均平 翟莉莉
工程研究热点比较分析论文 篇2：
抗冻基因及其在基因工程中的应用研究进展
摘要：低温是限制植物分布与生长的重要因素，低温伤害是一种严重的自然灾害，全球每年因此造成农作物的损失高达数千亿美元。本文综述了抗寒基因研究中一些已分离和鉴定出的低温诱导表述基因，对抗冻基因的功能特性和作用机制进行了全面的回顾，总结了抗冻基因工程的研究方向，对典型抗冻基因的表达效果进行了比较分析，并提出此领域尚存在的一些问题及发展前景。
关键词：抗冻基因；抗冻机制；基因工程
低温冻害是农业生产中严重的自然灾害，不仅会限制农作物的栽种范围，也会造成农作物减产，每年引起的农作物的损失巨大，所以有关植物抗寒性的研究，改造农作物的遗传特性，使之从冻害中解脱出来，一直都是植物学领域研究的热点之一，也是科学工作者的理想与追求。用传统的抗寒育种方法对提高植物抗寒性的作用很小，目前用传统育种方法得到的最耐寒的小麦品种抗寒能力与20世纪早期所研制的品种抗寒能力基本上一样。随着生物技术的发展和广泛应用，对抗寒分子机理的认识不断加深，人们开始采用基因工程培育抗寒新品种。根据这一领域的研究现状对已分离和鉴定出的低温诱导表达基因、抗冻基因的功能特性和作用机制、抗冻基因工程的研究方向、典型抗冻基因对植物遗传转化的表达效果比较分析，以及此领域尚存在的一些问题、发展前景进行综述。
1 已分离和鉴定的冷诱导基因
目前已知的植物抗冻基因主要分为环境诱导表达的基因及和某些组成性表达的基因。前者指冷驯化，即植物自身适应环境的结果，如有骤然低温或霜冻来得较早的年份，植物来不及反应就受到冻害。后者是通过基因工程技术克隆出抗冻基因，连上强启动子或冷诱导启动子转入植物获得转基因植株，进而提高植株的抗冻性。目的性较强，能对低温迅速做出反应，因此，育种上经常采用此种方法来培育抗冻作物品种，目前已分离鉴定的植物冷诱导基因见表1。1970年，最先提出植物在低温锻炼过程中基因表达会发生改变的观点，并指出植物的低温适应性可能需要两个条件，即特异基因的转录激活和在最大抗寒过程中新蛋白质的低温诱导合成。1985年，GuyC L等最先证实菠菜在低温锻炼中基因表达确实发生了改变。迄今，大量的研究已经证实。低温锻炼可以诱发许多抗冻基因表达。
2 抗冻基因的功能特性和作用机制
低温诱导基因表达蛋白质的作用涉及广泛的生理过程，通过一些直接的方法(转移正义，反义eDNA分析后代抗寒性)及间接证据，如蛋白质同源序列比较等，人们已对大多数低温诱导基因的功能有所认识，它们大多数具有高度的亲水性，对膜起保护和稳定作用，从而防止冰冻损伤，提高植物的抗冻性。
2.1 corl5a基因表达提高植物的抗冻性
拟南芥的COl"基因在拟南芥所有高效表达的抗冻相关基因中研究最多。又称lti基因、kin基因、rd基因或erd基因。cor基因由4个基因族组成，每个基因族又是由2个基因一前一后串联组成，在低温、干旱及受脱落酸(ABA)诱导的胁迫中都表达。1996年，ArtusN N等对拟南芥corlSa基因的研究为冷诱导基因的抗冻作用首次提供了直接的证据，构建了一种组成型表达corl5am多肽的转基因植物，并将这种未经低温驯化的转基因植物与野生型植物的叶绿体的耐冻性进行比较，前者比后者提高了1～2℃。
1998年，Steponkus P L等对corl5a增加植物细胞耐冻性的机制提出了内部弯曲假说(intrinsic curvature hypothesis)。这个假说也可以解释其他抗冻基因编码的亲水性多肽的作用。它们都有形成亲水脂性a-螺旋的区域，因此，都可能通过影响膜磷脂层内部的弯曲性，来稳定膜结构以抵抗由于冰冻或其他逆境如干旱、高盐等引起的细胞脱水而造成的膜伤害。在这里我们来假设一下：它还有可能是通过调节一些与抗冻性有关的蛋白(如参与糖或脂代谢的酶)的活性来增强细胞内保持水分的能力，从而提高膜稳定性。如果多个cor基因协调参与提高植物对低温的抗性，那么整个cot基因表达提高的抗寒性较corl5a单个表达要强得多。但这些只是假想，还需用实验来证明。
2.2 CBF基因家族在抗寒中的作用机制
CBF基因家族是一个包括CBF1、CBF2、CBF3、CBF4的小基因家族，其成员在植物抗寒，抗旱及抗盐碱方面起着很大的作用。CBF转录因子在抗寒中的作用最早是从拟南芥开始研究。实验表明，在转基因拟南芥中过量表达CBF1或CBF3基因，能够使启动子中含有CRT/DRE基序的基因表达，如cor15a、cor78等，转入CBFI或CBF3基因的植株其抗寒性要比正常植株高很多。当把拟南芥转移到低温条件下，15min后CBF的转录水平将明显提高，并且会一直持续1～2 h。在2 h后转录水平开始下降(但仍比常温时高)。与此同时，cor15a、cor78蛋白会大量积累。在正常条件下是观察不到野生型的cor6.6、cor15a、cor47或cor78基因表达的。但Jaglo-Ottosen K R等发现，在转基因的拟南芥中，由于CBFl/DREBlb或CBF3/DREBla基因的超表达，不仅使冷相关基因能在正常温度环境中表达。而且当给以低温刺激时，这种转基因拟南芥的cor基因的表达水平比野生型的显著增强，其耐寒能力也随之大大增加。
如上所说，CBF/DREB1蛋白既然能在正常温度下诱导冷调节基因转录，那为什么在正常温度下又观察不到这些cor基因表达呢?研究发现，在放入低温环境后不到15 min，CBF/DREBl开始转录，随后1～2h由CRT/DRE调控的基因才开始转录，由此可见CBF/DREBl基因本身也由低温诱导。因此Gilmour S J等提出了一种假说，认为存在一种转录因子ICE，它是CBF/DREBl表达的启动子。这种蛋白在正常温度环境中是以非活化状态存在的。当植物面临低温胁迫时，ICE蛋白或与之相作用的蛋白就被激活，诱导CBF/DREBl基因的转录，随后诱导CBF调控元的表达。但是对CBF调控元的表达是如何来保护细胞免受低温以及包括干旱在内的其他胁迫伤害的功能目前还不太清楚。
2002年，Haake V等报道，冷诱导表达的拟南芥CBFl。CBF2和CBF3基因是不依赖于ABA的，而干旱诱导表达的CBF4基因是由ABA控制的。有趣的是，温度快速下降并不是CBF诱导表达所必需的。2003年，Zarka D G等在梯度降温的实验中发现，CBF的表达量与绝对温度有关，温度越低，CBF表达量越高，这就与cot基因在低温下持续表达不同，即CBF基因的表达需要的是低温程度而不是降温过程。植物似乎可以精确地感知环境温度，并严格控制对环境胁
迫的响应程度。是什么分子充当了温度传感器的作用?迄今知之甚少。也许RNA解旋酶对低温响应基因的调控会给我们对这问题的认识提出一个值得思考的方向。
2.3 抗冻蛋白的功能特性和作用机制
目前，已在多种生物体内发现了多种抗冻蛋白，其中研究比较清楚的是鱼类和昆虫的抗冻蛋白，对植物抗冻蛋白的研究也正在开展，另外还在细菌、真菌等多种生物中发现了抗冻蛋白。抗冻蛋白(antifreeze proteins，AFPs)是1969年Devries在南极Mcmurdo海峡的一种Nototheneniid鱼的血液中首次发现的[z02，由于南北两极的鱼类生活在低于0℃(约－1.9℃)的海水中，其体液内含有抗冻物质～抗冻蛋白(AFPs)或抗冻糖蛋白(AFGP)，以防止体液内冰核的形成与生长。有些生物体为适应寒冷环境在受冻害胁迫时产生并借此防止细胞免受冰冻伤害，这也是一些生活在极地，高山以及深水域等寒冷环境的生物抵御冰冻的一种有效方式。
表1中拟南芥cor6.6基因与油菜Bn28基因表达的蛋白质与鱼抗冻蛋白AFPs序列非常相近。属抗冻蛋白AFPs类群，它们区别于其他冷诱导蛋白的3个基本特征：(1)能够非依数性降低溶液冰点，(2)修饰冰晶形态；(3)抑制重结晶。抗冻蛋白低温下对植物的保护作用是直接的，不象其他冷诱导基因只是间接调节酶或通过信号传导等一系列温度适应来词节植物的抗寒性，它们特别针对零下低温对植物起保护作用，因此有人将抗冻蛋白与冷诱导蛋白分开来。但就低温诱导性来说两者有着相似性。
对鱼类AFP抗冻机制研究提出多种假说，如结合水学说、空间屏障及吸附抑制学说等。目前普遍认为吸附抑制学说比较合理，这一学说认为AFPs吸附在冰晶表面，通过Kelvin效应抑制冰晶的生长，属于热滞效应。它很好地分析了冰点下降的原因，有一定的实验根据，但在植物体内，热滞效应并不明显，而冰重结晶抑制效应显著。所以，吸附抑制学说是否适应于植物AFP仍有待证实。
有关植物AFP的抗冻机制亦曾有过报道。费云标等报道，沙冬青及黑小麦AFP的冰晶都具有鱼类AFP双锥形的冰晶形态，因此推测植物AFP与鱼类AFP可能有类似的作用机制，即依靠抗冻蛋白的热滞效应降低冰点。但是由于植物AFP的热滞值通常为0.2～0.6℃，其热滞效应大大低于鱼类和昆虫的AFP，这对环境温度远远低于－1.9℃下的北方越冬植物来说，仅靠AFP的热滞效应来降低冰点是难以解释的。因此，植物AFP的作用除了降低冰点外主要通过重结晶抑制作用来避免冰晶体对细胞组织的伤害。但也有学者提出，AFP在维持越冬植物原生质体的过冷状态中可能扮演着重要的角色。这一提法是根据两方面的发现推理而来的，一方面，原生质体的过冷作用是植物避免体内结冰的重要机制；另一方面，在昆虫和鱼类体内发现了AFP降低过冷点的实验依据。由此推测植物AFP可能也有类似的功能，否则越冬植物就不可能在远低于冰点的低温环境中生存。关于植物AFP的抗冻机制还有待于进一步的研究。
3 植物抗寒基因工程
植物的抗寒性受微效多基因控制，抗寒力诱导过程中基因表达的改变既可以发生在转录水平，也受转录后调节控制，随着人们对植物抗寒分子生物学研究的不断深入，开始逐步探索利用基因工程手段改造植物的遗传特性。
现人们已开始将不同作用的基因转入同一植物中，以期获得更强的抗逆性，但到现在为止，该方面的研究不多。同时将同一作用的不同基因转入同一植物中，对所获得植株的抗逆性比较，至今还未见报道。因此，基于所查大量文献，就上述3种抗冻基因转入同种植物，所得的结果进行分析。Artus N N等。对corl5a转基因拟南芥叶绿体、原生质体的抗冻性进行鉴定，未经低温锻炼的corl5a转基因拟南芥叶绿体的抗冻能力比对照提高1～2℃，但是冷锻炼的拟南芥叶绿体的抗冻能力比对照提高了6℃。1989年Cutler AJ等用真空透析法将冬比目鱼AFPs基因导入马铃薯，拟南芥和欧洲油菜中，降低了植物的自然结冰温度，提高了植物的抗寒性。在1999年，Meyer用农杆菌介导胡萝卜AFP基因重组子转化拟南芥，诱导了一系列低温调节蛋白的表达，使未经低温驯化的植株具有较强的抗寒能力。Jaglo K R等把拟南芥CBF基因转入油菜中，不需低温刺激，CBF1，CBF2和CBF3基因的组成表达引起了转基因油菜Bn115和Bn28(与cor6.6具有高度的同源性)的积累，提高了植株的抗冻性。1990年，Georges F等用电击法将人工合成的黄盖鲽鱼抗冻蛋白基因导入玉米原生质体，在植物细胞中获得表达，提高了其抗寒性。甄伟等用CBF1基因转化油菜及烟草，以电解质渗漏法检测抗寒性，结果显示转基因油菜的抗寒性较未转基因油菜有明显提高，转基因烟草抗寒性也有一定的提高。2002年，Fan Y等以胡萝卜幼苗为模板进行PCR扩增，克隆到一个1099 bp的抗冻蛋白基因，连上CaMV35S启动子，构建到pCAMBIA2300载体上后转入烟草，发现转基因阳性植株存活的过冷却点下降至一2℃。
以上所说cor15a，鱼类AFP和植物AFP抗冻基因均导人拟南芥中，CBF，鱼类AFP和植物AFP均导人烟草中，CBF、鱼类AFP导人油菜、玉米中。虽然将这些抗冻基因导入植物后，所获得的转基因植物的抗冻性都有所提高，同时也都有其不足之处。就转入同一种植物来说表达效果最好的是植物抗冻基因AFP。尽管cor15a转基因拟南芥在器官和细胞水平(叶绿体、原生质体)的抗冻性提高了，但是植株的抗冻性并没有显著提高。可能由于单个cor15a基因不足以明显提高植株的抗冻能力，植物的抗冻性是由多基因控制的。值得引人注意的是虽然转入CBF基因的株系可获得优良的低温抗性，但转基因系普遍出现不同程度的生长延滞(retardation)现象，其程度与CBF转录因子的表达水平呈正相关，具体生理现象包括叶柄缩短、叶片卷曲、叶色加深、开花延迟、结荚数减少等等。同时还发现这种生长延滞可以通过外加赤霉素(GA3)得到恢复，推测这种生长延滞现象与赤霉素合成途径的阻断或不同程度的抑制有关。从上述可以看出人们用不同的方法将鱼类的AFP基因导入拟南芥、油菜、玉米中，虽然重组蛋白能够在质外体中积累，有热滞活性，能够抑制重结晶，且转基因植株的抗冻耐寒性有所提高，但是最终获得的转基因植物抗寒性有限，还不能达到人们期待的结果，毕竟鱼类和植物在分类学上关系太远，同源性较差，基因结构差异较大，导致转基因植物的表达不尽如人意。虽然植物AFP基因的表达效果很好，但是对转基因植物抗冻性的提高还是没能达到人们的期望值，到目前为止，人们应用的植物AFP大多都是从胡萝卜种提取出来的，据报道，冬季常绿乔木北海道黄杨能忍耐－23.9℃低温，若能从中提取出抗寒基因并转入其他植物，将会极大地提高转基因植株抗寒性，因为植物内源AFPs基因更适合在植物体内表达。因此如何从植物中分离出更多的、活性更高的AFPs，并通过遗传转化将其导入抗寒性弱或不抗寒植物中进而获得抗寒性强的转基因植株，将是今后植物抗寒性基因工程研究的主要内容之一。
4 存在的问题与前景展望
自抗冻基因被发现并克隆后，利用基因工程手段来提高部分作物抗寒性的研究开展较多，植物抗冻基因工程也取得了可喜的进展。但同时还有许多尚未解决的问题有待于进一步深入研究。
(1)目前对植物AFPs及基因的了解甚少，只对鱼类AFPs蛋白基因的结构和表达调控有系统性的认识。今后的工作重点应转移到对植物AFPs作用机制的研究上。例如研究低温下植物AFPs与膜相互作用的稳定性机理、对冰晶形成的抑制机制、冷信号的传递与表达等。从而为植物AFPs在农牧业，食品工业等方面的广泛应用提供坚实的理论基础。
(2)在选择外源基因时，应考虑外源基因是否能与植物内源基因相互协调，一般以导入与植物同源性强的基因为佳，同时也应注意解决转基因植物沉默的问题。今后有必要利用生物化学与分子生物学手段分离和克隆更为优良的，适用于植物基因工程的抗冻蛋白基因，同时也需要对目前已获得的抗冻蛋白在结构、功能上进行深入分析。尽管现在有关抗冻基因及转抗冻基因植物方面的研究不多，但在不远的将来一定会得到飞速的发展。
(3)目前转基因工程多限于在模式植物拟南芥中展开，而研究植物抗寒性的一个最主要原因是提高农作物的抗寒性以增加其产量和地域分布。今后的工作应更多的转向农作物的研究开发。
(4)目前仅仅通过从生物体内提取抗冻蛋白远不能满足人们的诸多需求。或许人们可以通过生物技术的方法，试着用某种生物反应器来定向生产抗冻蛋白。总之，抗冻蛋白具有极其广阔的应用前景，在预防人类冻伤的研究中也可能会发挥一定的作用。今后应加强抗冻蛋白的应用研究，应以抗冻蛋白的化学合成和基因工程为突破口，实现抗冻蛋白的规模化生产，将抗冻蛋白应用到各个领域中去。
作者：郝 风 刘晓静 周爱琴 于铁峰
工程研究热点比较分析论文 篇3：
对矿业工程硕士研究生创新能力培养的认识与思考
摘要：研究生创新能力培养已成为当前我国各高校高层次人才培养的热点问题。研究生创新能力的培养是一项复杂的系统工程，其涉及到培养方案的制定、教材的编写、教学过程、导师指导等。矿业工程硕士研究生的培养应以工程实践为基础，以科研团队的集体指导为方向，拓展研究生的国际交流学习范围，不断改进研究生的培养模式，真正提升矿业工程硕士研究生的创新能力。
关键词：矿业工程；硕士研究生；学术创新；能力培养
引言：
研究生教育是高层次人才的培养，肩负着为国家现代化建设培养高素质、高层次创新型人才的重任。硕士研究生（以下简称研究生）创新能力培养已成为当前我国教育界、科技界共同关注的热点。最新的《国家中长期教育改革和发展规划纲要》（2010~2020）中也提出我国要进入到人力资源强国的行列，研究生教育就尤其重要。国务院学位委员会主任陈至立在2008年国务院学位委员会第二十五次会议上明确指出，以增强研究生创新能力为核心，提高研究生教育质量，以重大科研项目和国家重大工程为依托，加强研究生培养基地建设，创新研究生培养模式，强化研究生创新意识、创业精神和创新能力的培养。教育部曾在2002年就提出了研究生教育创新计划，并多次下发文件、制定相关政策和措施，如建立创新人才基地、提出科技创新项目等，旨在提高人们对科技创新的认识，通过强化研究生创新能力培养，提高我国科技创新能力。随着我国研究生教育规模的不断扩大，特别是矿业工程学科研究生数量的急剧增长，如何保证和提高矿业工程学科研究生培养质量，尤其是如何培养出具有创新能力的研究生，已经成为各高校与相关科研机构必须解决的问题。本文作者结合自身多年从事矿业工程学科研究生教学与指导的经历，对矿业工程硕士研究生创新能力培养的认识作一些探讨。
一、加强矿业工程研究生教材建设
编写具有专业特色的高质量研究生教材是培养创新型研究生的一个重要前提。由于研究生教学有自身的特点，教学目标、教学模式、教学方法与本科生也不一样，因而所使用的教材也有很大不同。目前国内各高校对研究生基础课有统一的要求，使用的是全国统编教材，但是就专业课来讲，各个学校还没有统一，因此使用的研究生教材差异很大，有些院校所使用的研究生专业课教材还主要是教师所编写的讲义，且内容陈旧，很难激发起学生的学习兴趣。如何编写具有专业特色的高质量的研究生教材已经成为培养创新型研究生的一个瓶颈。针对这个问题，很多高校建立了“研究生教材建设基金”，其主要目的在于提升研究生的教育质量。正如白春礼院士所说，中科院研究生教材有四个原则——科学性、基础性、系统性和前沿性。科学性和基础性是强调研究生应获得比较系统的科学基础，系统性是保证研究生教材内容全面而广泛，前沿性是能够体现学科发展最先进的内容，使学生能了解该领域的最新知识。这也是加强矿业工程研究生教材建设所应该遵循的一个原则。
二、深化矿业工程研究生课程教学改革
研究生课程教学与本科生有所不同，要培养研究生的创新能力，必须使他们具备合理的知识结构。传统的教学方式灌输多、启发少，不利于创新型研究生的培养。因此在研究生教育中必须深化教学改革，优化培养方式，建立科学的教学体系。首先，要优化课程设置，课程设置不仅要注重研究生掌握系统的专业知识，而且要特别注重掌握坚实、宽广的基础理论，突出教学内容的前沿性、交叉性和启发性。同时还应加强不同学科之间的交叉和融合，对部分有专长和特殊才能的研究生，培养计划可不受培养方案的限制，实行个性化培养和个性化管理。其次，改革教学方式，在研究生教学中，更应突出学生的主体地位。研究生一般有较强的自学能力，采用讨论式、参与式、启发式的教学方式，不仅能充分发挥学生的主动性，而且有利于培养学生的逻辑思维能力和语言表达能力，使学生在课程教学中由被动接受转化为主动参与，实现角色的转变。在知识传授的过程中，以科学发展的实例引导研究生获取知识显得尤为重要，这就要求采用案例教学法来培养研究生的创新能力。美国高校的教师在课堂教学中，运用案例分析来激发研究生对所学内容的浓厚兴趣。应该说每个有能力培养矿业工程研究生的学校，其所从事的研究项目都比较多，老师对这些研究项目进行分析整理后可以形成很好的教学案例，这不仅可以提高研究生解决实际问题的能力，而且能够激发他们的创新意识与创新灵感。
三、对矿业工程研究生培养模式进行创新
（一）试行科研团队指导研究生
古人语为师者的任务是传道、授业、解惑，如今站在创新型人才培养的高度来看，导师除了承担授业和解惑的责任以外，还要担当评论者、支持者和帮助者等多种角色。首先导师要成为研究生最好的学术评论者，在研究生培养过程中，研究生通过参加一定的科研实践，收集与实测大量的基础数据，在对实验数据进行整理分析后，集中体现在研究生发表的学术论文和学位论文中。其次，导师也要当好研究生生活和个人成长的支持与帮助者。当前，研究生培养机制改革的总体思路是实行以科学研究为主导的导师负责制，建立新的研究生资助体系，要求导师在研究生培养过程中，对研究生进行理想信念、人文素质和科学精神等方面的教育，对研究生的学术道德进行教育和监督。同时，还要关注研究生的生活、家庭和个人成长，在他们遇到生活困难的时候，导师能够像家长一样提供实际支持和心灵慰藉；在他们处于人生抉择的关键时刻，导师能够像朋友一般给予帮助、指点和疏导。由此看来培养研究生时对导师的要求是相当高的，尤其是矿业工程学科的导师要经常带领学生到矿山企业的生产现场进行相关的研究试验，导师一个人的时间精力及知识的深度广度都是有限的，加之现在指导的研究生人数都比较多，最好是一个科研或教学团队来指导研究生，从而弥补了导师个人的不足，为培养具有创新能力的研究生提供有力的保障。
（二）交流式培养研究生的探索
硕士研究生交流培养一般是在一年的时间内，由学校董事单位的指导教师进行培养研究生的教育教学模式。实施硕士研究生的交流培养模式可以产生良好的效果。首先，交流培养的模式开阔了其研究视野，拓宽了知识结构，避免了一校之内本、硕连读造成的知识结构单一的现象，可以吸取对方培养单位学风、教风和研风之长，实现优势互补，提高研究生的学术水平；其次，实施交流培养模式可以增强研究生的社会实践能力，为学生的择业及进一步深造奠定良好基础。此外，就交流培养活动中学校与董事单位双方导师的合作关系而言，通过研究生的交流培养，也加强了与学校董事单位导师的沟通与合作。这种沟通与合作主要围绕培养的研究生学业情况、科研能力以及各自内在潜力的开发而展开。双方导师的这种合作也是另外一种集体指导或团队指导，它对于研究生的科学研究精神和创新能力的培养非常有利。
（三）面向国际拓展研究生的交流培养
除了在学校董事单位交流培养研究生外，打通国际教学科研交流的渠道，一方面经常聘请国外矿业工程领域的知名教授来校讲学、联合培养研究生及合作科研项目。与国际上的一些知名大学或科研机构间建立实质性战略合作关系，吸取外来先进的教学理念、知识资源与成果，以及先进的研究生管理方法等，对拓宽矿业工程研究生创新能力的培养是非常必要的。另一方面，要尽可能地创造条件，鼓励研究生尽量多地参加国际学术会议，甚至将研究生直接送到国外的合作单位进行培养，使研究生直接与学科前沿接触，扩展视野，增长见识，提升创新能力。在这一方面，西南科技大学已经做了较好的探索，如我校与澳大利亚联邦科学工业研究院勘探采矿所（CSIROExploration&Mining），通过五年多的相互交流合作，聘请了该所的首席科学家为我校的“讲座教授”，其每年不定期在我校工作2~3个月时间，直接参与学校矿业工程学科及实验室建设工作，为本科生和研究生开设了系列学术讲座，主讲一门研究生的课程，每年指导矿业工程的研究生1~2名。同时，学校还先后派出了多名青年教师及研究生到澳方交流学习与合作研究，极大地提高了西南科技大学在矿山与工程微地震监测技术应用领域的国内外知名度。
四、结束语
在建立一个创新型国家的新形势下，培养矿业工程研究生的创新能力是个系统工程，也是一个长期的不断创新思路的过程，需要考虑矿业工程研究生培养的全过程和各个环节。实践证明，凡是实力比较雄厚、发展速度比较快、研究能力比较强的重点大学，如重庆大学、中南大学、中国矿业大学、东北大学等，在这些方面都积累了很好的经验，这也正是地方高校与重点高校在培养矿业工程研究生上真正的差距所在，但是地方高校也要重视自身的区域优势与特点，大胆进行矿业工程研究生教育教学方法的创新，提高研究生培养质量，探索出适合自身的创新人才培养之路。
参考文献：
[1]童洪志，邓文卓.研究生创新能力培养模式研究[J].科技管理，2009，11（6）：138-144.
[2]刘国顺.对农科研究生创新能力培养的认识与思考[J].河南教育学院学报（哲学社会科学版），2009，128（1）：94-96.
[3]乔军，孟庆玲，陈创夫.新形势下培养硕士研究生创新能力的思考[J].石河子大学学报（哲学社会科学版），2009，（6）：14-16.
[4]刘同娟，马向国.面向创新实践能力培养的研究生教学改革初探[J].中国现代教育装备，2010，（1）：150-151.
[5]徐亚清，王文利，王怡然.研究生创新能力培养的协同学思考[J].中国高等教育，2009，（6）：45-47.
[6]雷兵，魏立安，黄宗升，等.研究生科研能力自我培养和提高的途径探讨[J].高等教育研究学报，2009，32（3）：85-86.
[7]杨荣敏，王让会，吴鹏飞.浅析高校研究生科研创新能力的培养[J].教育与教学研究，2009，23（12）：65-67.
作者：苏华友 彭仁涛