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松材线虫病诊断及线虫致病性测定

松材线虫病诊断及线虫致病性测定

实验简介松材线虫病是全球最具危险性的森林病害,也是新中国成立以来发生最严重的重大森林病害,对我国林业健康可持续发展及生态安全造成巨大威胁。加强松材线虫病防控工作,保护森林资源,守住绿水青山,是生态文明建设的重要基石。目前生产上尚无特别有效的方法控制松材线虫病,及时准确的诊断是该病害防控的核心环节。然而,松材线虫病诊断实验由于耗时长、不可逆、对场所要求高、在广大非疫区学校不具备开设条件等一系列问题,难以在线下开展。“松材线虫病诊断及线虫致病性测定”项目由南京

南京林业大学

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实验简介


松材线虫病是全球最具危险性的森林病害,也是新中国成立以来发生最严重的重大森林病害,对我国林业健康可持续发展及生态安全造成巨大威胁。加强松材线虫病防控工作,保护森林资源,守住绿水青山,是生态文明建设的重要基石。目前生产上尚无特别有效的方法控制松材线虫病,及时准确的诊断是该病害防控的核心环节。然而,松材线虫病诊断实验由于耗时长、不可逆、对场所要求高、在广大非疫区学校不具备开设条件等一系列问题,难以在线下开展。“松材线虫病诊断及线虫致病性测定”项目由南京林业大学森林保护科研团队开发建设。项目以真实的病害诊断流程为主线,以团队多年累积的松材线虫病相关科研成果为支撑,通过仿真技术完整模拟了松材线虫病野外诊断→疫木样品采集→线虫分离→线虫鉴定的经典病害诊断体系。同时设计了“致病性测定”模块,引导学生深入探讨“病害三角”关系中寄主松树、温度及线虫浓度对线虫致病性的影响,强调实验的“探究性”,学生通过对虚拟仿真项目各个实验模块的操作,直观地参与松材线虫病诊断及线虫致病性测定,掌握《微生物学》《森林病理学》等专业课程的关键知识点,培养学生科学严谨的思维方式,提升学生的实践创新能力。



设计原则


松材线虫病是全球松林的一种毁灭性病害,堪称林业上的“新冠肺炎”,对我国松林资源和生态安全构成重大威胁。及时准确的诊断是松材线虫病防控的关键环节。因此,该病害的诊断是农林院校相关专业学生及相关从业人员必须掌握的技能。然而,松材线虫病诊断实验教学却面临着耗时长、风险高、不可逆等困难。针对上述问题,团队以多年相关科研和教学成果为基础,遵照“能实不虚,虚实结合”的原则,研发了松材线虫病诊断及线虫致病性测定虚拟仿真实验项目。

首先,坚持以学生为中心的教学理念,采用“任务驱动式+情景浸入式+自主探究式”的多维互动式实验教学方法,激发学生的学习兴趣和主观能动性。

第二,各实验模块和环节均精心构思和设计,层层递进、环环相扣,将知识学习和能力提升有机融合,培养学生科学严谨的思维方式和解决复杂问题的综合能力。

第三,科研反哺教学。本实验的主体内容,是当前国内外在松材线虫病诊断和致病性测定中最实用和最前沿的方法和技术,建模数据均源于国家顶尖科研团队多年的科研成果,其中包括国家科技进步二等奖2项。保证实验内容的科学性和结果的准确性,同时体现了创新性和高阶性,是科研反哺教学的典型案例。

第四,立德树人理念贯穿教学全过程。以松材线虫病导致大面积松树枯死、引发生态灾难的震撼场景开场,通过“知识角”提供丰富的松材线虫病相关资讯,激发学生投身保护森林,守护绿水青山的情怀;实验过程中巧妙融入思政元素,如若误诊则引发大面积松林染病,引导学生学好科学知识为行业发展和时代需求作出贡献,增强学生的社会责任感和使命感。



实验目的


本实验以我国重大危险性森林病害松材线虫病为例,依托多年科学研究积累的数据构建高度仿真的实验教学场景,将松材线虫病诊断及线虫致病性测定全过程拆解为3大模块,学生身临其境,在接近真实的多个场景中开展病害诊断实验,通过层层递进、环环相扣的内容设计,以及任务驱动式、容错式、自主探究式等教学方法,最大限度激发学生的学习兴趣,引导学生自主学习、自主设计、自主探索,力求实现以下教学目标:

(1)掌握松材线虫病的典型症状特点,能够在复杂的发病林分中准确鉴别松材线虫病与其他原因导致病害。

(2)掌握松材线虫病疫木采集规范及植物寄生线虫分离的基本原理,能够正确采集松材线虫病疫木样品,成功分离松材线虫,探究样木量、分离用水量、分离时长和温度对线虫分离量的影响及其机制。

(3)掌握松材线虫的形态鉴别关键特征及形态鉴定的不足,能够利用形态学及分子自动化检测手段准确鉴别松材线虫。

(4)了解“病害三角”中寄主植物、病原物和环境条件之间的相互关系,掌握线虫致病性测定方法,探究寄主植物、线虫接种浓度及环境温度对松材线虫病发生发展的影响及其机制。

(5)全面理解柯赫法则的内涵和具体操作要点,能够灵活运用柯赫法则原理自行设计方案对新发侵染性病害或不熟悉病害进行诊断。

(6)树立重大危险性病虫害早发现、早报告、早除治意识,提升维护国土生态安全的责任感和使命感。



实验要求


1)专业与年级要求

专业:生物科学、生物工程、森林保护学、林学。

年级要求:包括从大二至大三的本科生及相关专业研究生。

(2)基本知识和能力要求

要求使用本系统的本科生或研究生具备一定的微生物学、植物学、森林病理学、林学、分子生物学等专业基础知识。掌握病原确定经典法则“柯赫法则”,了解松材线虫病检疫技术规程GBT23476-2009国家标准,并掌握松材线虫病的野外诊断、流行病学特征、松材线虫分离及鉴定方法等重要知识点。具备查阅文献能力,了解该病害的国内外最新研究进展。


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