植物組織培養(yǎng)開放實驗室的管理與探索

羅敏蓉　張靜　丁勤

摘要 介紹了植物組織培養(yǎng)開放實驗室在運行管理和保障機制等方面的探索與實踐，并就實驗室建設與開放運行過程中存在的問題進行了探討，旨在為實驗室后續(xù)建設以及相關實驗的運行管理提供參考。

關鍵詞 植物組織培養(yǎng)；實驗室開放；管理；保障機制

中圖分類號 S01；G640.0 文獻標識碼

A 文章編號 0517-6611（2015）11-374-03

植物組織培養(yǎng)發(fā)展于20世紀初，是一項可以通過規(guī)?；a(chǎn)，在短時間內(nèi)獲得大量同品質(zhì)種苗的快速繁育技術，具有繁育速度快，不受外界氣候、地域和時間等條件約束的優(yōu)點，目前已經(jīng)成為園藝植物繁育、遺傳育種和種質(zhì)資源保護的重要手段。植物組織培養(yǎng)實驗室是培養(yǎng)農(nóng)林類專業(yè)應用型人才的重要場所，其管理是高校管理工作的重要組成部分，是學生實驗工作與教師科研工作順利開展的基本保證[1]。該文以西北農(nóng)林科技大學園藝學院植物組織培養(yǎng)開放實驗室為例，介紹實驗室在建設、運行管理以及保障機制等方面的探索與實踐經(jīng)驗，并就實驗室建設與運行中存在的問題進行探討，為實驗室后續(xù)建設以及相關實驗室的運行管理提供參考。

1 實驗室建設

西北農(nóng)林科技大學園藝學院植物組織培養(yǎng)實驗室組建于20世紀80年代初，2000年進行擴建，隸屬于園藝植物育種與生物技術實驗室。現(xiàn)有專職實驗人員4人，500元以上儀器設備150余臺件，主要有高壓滅菌鍋、超凈工作臺、藥品保存箱、培養(yǎng)架、分析天平、烘箱、恒溫搖床、通風廚、人工智能氣候箱、光照培養(yǎng)箱、超聲波清洗器、移液器、磁力加熱攪拌器等，合計價值約300萬元。

實驗室使用面積為280 m2，配備有：準備室2間（80 m2），供配置培養(yǎng)基、滅菌、清洗等操作；接種室 2間（80 m2）， 超凈工作臺8臺，可進行無菌接種操作；培養(yǎng)室3間（60 m2），可供不同溫度、光照條件下的試管苗培養(yǎng)；煉苗室 1間（20 m2），供試管苗移栽前的煉苗使用；儲藏室2間（40 m2），供教學和開放生實驗用品的存放。

2 實驗室開放運行效果

實驗室的全面開放是高校實驗教學改革的客觀趨勢，也是國家對高等院校本科教育評估的要求之一。園藝學院于1985年開始探索開放實驗室機制，2000年進行了管理體制的改革，構建了實驗中心管理模式，在充分保證本科教學實驗的情況下，實驗室面向全院教職工、碩士生和博士生開放，2006年作為全校開放實驗教學試點，深入探索開放式實驗教學方法[2]，2012年獲批為園藝國家級實驗教學示范中心。

該院植物組織培養(yǎng)實驗室積極執(zhí)行實驗教學中心的各項開放政策，并在開放運行中不斷積累經(jīng)驗，取得了一定成效。實驗室每年承擔園藝學本科專業(yè)植物組織培養(yǎng)實驗課程6個班次、累計3 840人時數(shù)的實驗教學任務。近3年實驗室開放累計接納183人，其中本科生30人，碩士生120人、博士生30人、青年教師3人，累計完成本科畢業(yè)論文20余篇，承擔大學生科技創(chuàng)新項目3項。實驗室的開放使實驗教學得到了拓展和延伸，為師生的科研和畢業(yè)論文提供了良好平臺。借助實驗室的開放，使本科教學和科研得以有機結(jié)合，本科生可以參與到教師和研究生的課題研究中，這對于培養(yǎng)學生的實踐、 創(chuàng)新能力，以及將產(chǎn)學研相結(jié)合， 為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和地方經(jīng)濟建設服務具有重意義。

3 實驗室開放管理措施

3.1 制度管理 建立健全各項規(guī)章制度是實驗室正常運行的重要保證。該院實驗教學中心在認真貫徹執(zhí)行學校實驗室管理各項規(guī)章制度的基礎上，結(jié)合學院的實際情況，建立了“進入實驗室申請制度”、“開放實驗室管理辦法”、“園藝學院儀器管理使用辦法”等制度。為保障植物組培實驗室開放能正常運行，嚴格執(zhí)行各項規(guī)章制度，如學生進入實驗室進行實驗必須提交“園藝學院開放實驗室使用申請表”，并承諾遵守實驗室守則；進出實驗室、借用和歸還儀器必須進行登記，并保證規(guī)范、安全地使用儀器。

3.2 日常管理 植物組織培養(yǎng)實驗室對無菌條件要求很高，特別是接種室和培養(yǎng)室，應隨時保持清潔衛(wèi)生。實驗室全天候開放運行后，進入實驗室的人員大大增加，這就加大了實驗室受污染的風險。為嚴防污染源的產(chǎn)生和擴散，實驗室定期進行消毒處理，及時清理被污染的組培苗。同時，設置了開放生值日制度，值日生協(xié)助參與實驗室的清潔和日常管理工作。

3.3 安全管理

確保人身和財產(chǎn)的安全是實驗活動的先決條件[3]。植物組織培養(yǎng)實驗室作為綜合實驗室，存放有有毒化學試劑、易爆炸的高壓滅菌鍋以及鋒利的接種工具等，導致實驗室存在諸多安全隱患。此外，隨著實驗室的全面開放，實驗室的使用頻率顯著提高，進出實驗室的人員結(jié)構也更加復雜，大大增加了實驗室的安全風險。因此，加強實驗教學及開放運行中的安全管理工作就顯得尤為重要。

3.3.1 水電的安全管理。為確保實驗室水電安全，筆者從增加硬件投入和加強軟件提升兩方面入手。硬件方面，2010年6月該校投入20余萬元在實驗室安裝了煙霧自動報警系統(tǒng)，一旦有火情發(fā)生，學校保衛(wèi)處可以第一時間接到報警信號，將在很大程度上減輕財產(chǎn)損失和人員傷亡；在實驗室裝了空氣斷路器，只要電路中電流超過額定電流就會自動斷開；在各個實驗室及走廊配備足夠數(shù)量的干粉和二氧化碳滅火器；對所有消防設備定期進行檢查和更換。軟件方面，建立一系列消防安全管理制度，并將各個實驗室的水電安全責任落實到個人；定期舉辦各類安全技能培訓會，提高師生的安全素質(zhì)。

由于植物組織無菌外植體建立過程中材料的預處理經(jīng)常需要用流水沖洗，一般為1～2 h，培養(yǎng)室內(nèi)照明系統(tǒng)需要長時間進行光照，一般為12～16 h，無形中增加了組培實驗室的水電安全隱患。為此，要求實驗管理人員必須對實驗室的水電設施及時檢查和維修，并經(jīng)常注意培養(yǎng)間溫度平衡，及時檢查、更換問題燈管，排除安全隱患。對于進行實驗的學生，提出規(guī)范化要求，進入實驗室必須做到水電隨用隨開，實驗結(jié)束后，必須關好水源、切斷電源才能離開實驗室。

3.3.2 儀器設備的安全管理。植物組織培養(yǎng)實驗室的儀器設備種類多、使用率高，如不規(guī)范管理容易引發(fā)安全事故。為加強儀器設備的安全管理，要求實驗管理人員每天仔細檢查儀器設備的運行情況，重點檢查常用儀器連接線的破損情況，以及是否有儀器外殼帶電、儀器上方有無屋頂漏水等不安全因素存在，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

高壓滅菌鍋是影響組培實驗室安全最重要的設備，操作不當有可能造成重大安全事故。該院植物組織培養(yǎng)實驗室現(xiàn)有全自動滅菌鍋3臺（TOMss-325），半自動滅菌鍋1臺（LS-B50L），其中全自動滅菌鍋使用最為頻繁。為確保安全，實驗管理人員和學生必須經(jīng)過專業(yè)培訓方可進行操作。在儀器上方張貼有儀器的使用說明和注意事項，并有“注意高溫”“禁止吸煙”等警示語。在實驗室開放運行中，實驗管理人員對學生的操作進行及時地指導和監(jiān)督。

3.3.3 實驗室環(huán)境消毒安全管理。保持組培實驗室的空氣清潔度是減少組培污染的重要條件，用于實驗室環(huán)境消毒的常規(guī)消毒方法包括紫外線照射法、甲醛熏蒸法、新潔爾滅法等。

紫外照射常用于培養(yǎng)室、接種室、超凈工作臺面等的消毒，可殺滅細菌、病毒、真菌、支原體等各種微生物。該院植物組織培養(yǎng)實驗室使用節(jié)能型高硼紫外線殺菌燈，為確保消毒效果，實驗室每周紫外線照射3次，每次不少于30 min。為避免紫外輻射對人體眼睛和皮膚的損傷，要求工作人員和學生不得停留在正進行紫外消毒的房間內(nèi)，并在關閉紫外線燈15～20 min后方允許進入室內(nèi)。紫外照射一般在環(huán)境溫度20～40 ℃，相對濕度60%，燈管表面比較潔凈的情況下，消毒效果才有保障[4]。因此，在使用紫外線燈前，要對室內(nèi)地面、工作臺面、紫外燈管表面等迸行清潔和消毒，保持室內(nèi)溫濕度相對恒定，及時檢查并更換問題燈管。紫外照射法是一種傳統(tǒng)的消毒方法，具有操作簡便、無污染、消毒效果明顯等優(yōu)點，為該院植物組織培養(yǎng)實驗室空氣消毒的主要手段，但由于其只能消毒物體表面，易受紫外線燈管的質(zhì)量、輻射強度和劑量、環(huán)境溫度及濕度、空氣中的浮塵、燈管表面的潔凈度及電壓等諸多因素影響[5-6]，有時不能達到滿意的效果。因此，對植物組織培養(yǎng)間每年輔以1～2次甲醛熏蒸以加強消毒效果。

甲醛熏蒸是利用甲醛與高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應過程中產(chǎn)生的大量的熱，使其中的甲醛受熱揮發(fā)，從而達到殺死病原微生物的目的。在實際操作中，采用甲醛溶液和高錳酸鉀按2∶1的比例對培養(yǎng)間進行薰蒸消毒，即甲醛（40%）10 ml/m3，高錳酸鉀5 g/m3 [7]。由于甲醛對人體有害，用該法消毒時應做好防護工作。熏蒸結(jié)束后 ，開啟門窗通風 ，等氣味散盡后才可出入。 甲醛熏蒸消毒效果較好，但由于其對人體有毒性作用，筆者正在積極探索替代方法 。

3.3.4 危險化學品的安全管理。對于植物組織培養(yǎng)外植體消毒中使用的升汞、次氯酸鈉等危險化學品，由學校實驗室管理處統(tǒng)一進行采購、存儲和管理。使用時必須經(jīng)所在單位主管領導簽字認可并雙人領用。使用后的廢液倒入專用回收桶中，由學校定期回收處理。對于未用完的升汞、次氯酸鈉等危險化學品，交回學校危險化學品庫房。

3.3.5 安全教育與培訓。安全教育是安全管理的重要內(nèi)容之一，是保障高校實驗室安全的重要措施和關鍵所在[8]。該校高度重視實驗室的安全教育工作，并將其貫穿于教學和科研活動的全過程。經(jīng)過多年教學及管理實踐，已經(jīng)形成了一套較為完善的安全教育與培訓體系。

3.3.5.1 定期舉辦各類安全教育培訓會。學校每年冬季舉行“消防知識培訓及滅火演練”活動，邀請陜西省公安廳專職消防人員為該校師生講解消防安全知識，并進行干粉和二氧化碳滅火演練，為提高師生的安全防范意識和火災事故的應急處置能力打下基礎。該院實驗教學中心于每年春、秋學期第二周召開“實驗室安全教育與培訓會”，向?qū)W院實驗管理人員、參加實驗的學生和教師重點介紹實驗室安全基本知識，并進行環(huán)保教育、實驗室安全技能培訓等。

3.3.5.2 將實驗室安全教育納入課程體系。在該院園藝專業(yè)本科生的選修課儀器操作技能中，設置了2學時的實驗室安全教育內(nèi)容，由實驗室管理經(jīng)驗豐富的教師授課。自開課以來每年有120余名學生選修，涵蓋該年級學生人數(shù)的70%以上。

此外，為不斷提高實驗管理人員安全素質(zhì)，學校和學院積極組織和派遣實驗管理人員參加陜西省?；钒踩珕T培訓，目前植物組織培養(yǎng)實驗室已有2人獲得資格證書。

4 保障機制

4.1 經(jīng)費保障 作為園藝國家級實驗教學示范中心，實驗室不斷加強硬件建設。近三年，西北農(nóng)林科技大學園藝實驗教學中心儀器設備經(jīng)費投入年均達到200余萬元，并設置實驗室開放專項資金10萬余元，儀器年更新率達到了30%左右，為實驗室開放提供了硬件保障。

4.2 激勵與競爭機制 實驗管理人員的工作積極性直接影響到實驗室開放的質(zhì)量及可持續(xù)性，如何使實驗管理人員樂于接納開放生進行實驗，需要與之配套的激勵機制。對實驗技術人員日常不易量化的工作量給予合理計算，并支付其相應的酬金是對其投身實驗室開放工作的鼓勵[9]。該院采取的措施為將開放生納入實驗室年度工作量統(tǒng)計，每名本科生計5學時，每名碩、博士生計10學時，并與實驗管理人員業(yè)績津貼掛鉤，提倡多勞多得。

為進一步強化職工崗位意識，激發(fā)各類人員內(nèi)在活力，2014年，該校人事制度改革全力推進，陸續(xù)出臺了有關人員聘任、考核、津貼發(fā)放等一系列改革措施。崗位聘用的改革政策改變了過去考核只升不降的用人辦法，今后還將打破終身制，形成“能進能出”、“能上能下”的靈活用人機制。新制度的實施無疑給實驗管理人員帶來巨大的壓力和挑戰(zhàn)，同時也將增添愛崗、創(chuàng)新的工作動力和激情。激勵與競爭雙重機制的開展將使實驗管理人員更加積極主動地投入到實驗室工作中來，為實驗室建設和開放運行管理注入新的活力。

5 結(jié)語

經(jīng)過30余年的努力，該院植物組織培養(yǎng)實驗室在建設與管理方面取得了一定的成績，實驗室硬件設施不斷完善，實驗室管理體制不斷健全，實驗室開放運行卓有成效，然而在實驗室建設和開放過程中存在的問題也不容忽視。

首先，該院植物光照使用的是傳統(tǒng)電光源，電光源存在以下不足：對植物的生物效能極低、發(fā)熱量大[10]，既增加了空調(diào)制冷的耗電量，又增加了實驗室的安全隱患。由于燈具表面的溫度較高，難以近距離照射植物，降低了植物組織培養(yǎng)的空間利用率，燈具散熱還會引起組培瓶結(jié)露，會對組培苗本身造成不良影響[11]。相關研究表明，在常用的植物光照光源中，LED是最佳的人工照明光源[12-13]。為此，筆者對LED光源在高校植物組織培養(yǎng)實驗室中的應用前景及可行性進行了調(diào)研和試驗，以期對該院植物組織培養(yǎng)實驗室硬件設施進一步改造和升級。其次，由于植物組培實驗周期較長，多數(shù)開放生實驗在半年以上，有的甚至是全年進行實驗，而某些專業(yè)實驗室開放生實驗大多為幾周或幾個月，這就使得現(xiàn)行的僅按開放學生人數(shù)統(tǒng)計工作量的方法有失公平，需要進一步細化和調(diào)整。此外，實驗室管理人員崗位待遇較低也是一個現(xiàn)實的問題。為將實驗室建設得更加安全、有效、節(jié)能，應制定出更加合理的開放生工作量統(tǒng)計方案以及切實提高實驗室管理人員的待遇，更好地調(diào)動他們的工作積極性。

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