研究生基因克隆与功能分析课程教学方式的探索与实践

基因工程是现代生物技术的重要核心。基因克隆与功能分析是生物化学与分子生物学专业硕士研究生的专业主干课,在生物技术人才的培养过程中起着重要的作用。时代的发展对研究生基因克隆与功能分析课程的教学模式提出了新的要求。本文探讨了翻转课堂教学法、研讨式教学法、案例式教学法、问题导向学习教学法、任务驱动教学法在研究生基因克隆与功能分析教学中的综合运用,以期提高人才培养质量。     

江西省2010年柯萨奇病毒A组24型变异株的全基因组序列分析

急性出血性结膜炎(Acute hemorrhagic conjunctivitis,AHC)是目前人类最常见的眼病之一,柯萨奇病毒A组24型变异株(Coxsackievirus A24 variant,CV-A24v)是近年来报道引起该病的主要病原体。本研究选取10株来自江西省2010年AHC暴发疫情的CV-A24v,采用特异性引物扩增并测定其全基因组序列。对该10条CV-A24v的全基因组序列进行系统发育分析以及重组分析,计算本研究测定的江西10条以及GenBank中所有22条CV-A24v的全基因组序列的氨基酸置换熵值,并预测其正向选择位点。结果表明,在江西10条CV-A24v基因组序列中未检测到重组。基于全基因组序列构建的最大似然树表明江西10株CV-A24v属于GIV基因型,且分处于两条传播链。对上述32条CV-A24v序列的氨基酸置换熵值计算,共得到25个易突变位点(熵值>0.6),易突变概率最高的区段为2A区。基于Datamonkey中FUBAR和FEL模型分析,发现位于结构蛋白VP2区的234位氨基酸为两种模型共同获得的CV-A24v的正向选择位点。本研究分析了江西10株CV-A24v的全基因组序列特征,为CV-A24v引起的AHC防控工作提供了基础资料。     

通入CO2和补加氮源对紫球藻生长和代谢物质积累的影响

论文研究了柱状光生物反应器中CO2浓度和氮源添加模式等培养条件对紫球藻(Porphyridium sp.UTEX 637)生长和主要代谢产物积累的影响。结果表明,通入CO2能显著促进紫球藻的生长及胞外多糖、水溶性蛋白和总脂等生物活性物质的积累,其中1%的CO2浓度对紫球藻的生长及活性物质积累最有利,该条件下紫球藻的最高干重可达到8.14 g/L,是对照组的4.93倍;胞外多糖产量明显高于对照组,最高可达到238.8 mg/L;补加氮源KNO3对紫球藻生长及胞外多糖、水溶性蛋白含量均有明显的促进作用,最高干重、胞外多糖含量可分别达到对照组的1.5倍和1.25倍,但不利于总脂的积累。     

西花蓟马对吡虫啉的抗性机制及交互抗性研究

为了解西花蓟马Frankliniella occidentalis(Pergande)对吡虫啉的抗性风险,本文就吡虫啉的交互抗性和抗性机制(增效剂和酶活性)进行了研究。结果表明,经过35代筛选,西花蓟马对吡虫啉的抗性上升到21.26倍。西花蓟马对吡虫啉与阿维菌素和甲维盐存在中等水平交互抗性,与氯氟氰菊酯、灭多威和毒死蜱存在低水平交互抗性。增效剂试验表明,三丁基三硫磷酸酯(DEF)、磷酸三苯酯(TPP)和马来酸二乙酯(DEM)具有显著增效(SR50,DEF=6.38,SR50,TPP=5.52,SR50,DEM=1.60,P<0.05)。生化测定表明:抗吡虫啉品系西花蓟马的羧酸酯酶(5.06倍)和谷胱甘肽S-转移酶酶活性(1.63倍)均显著(P<0.05)高于敏感品系,表明羧酸酯酶和谷胱甘肽S-转移酶酶活性的提高是西花蓟马对吡虫啉产生抗药性的主要原因。     

一株高效去除亚硝酸氮细菌的分离鉴定及其脱氮特性研究

【目的】从南美白对虾养殖塘中分离到高效去除亚硝酸氮的细菌, 对其分类和脱氮特性进行了研究。【方法】 以除亚硝酸氮为主要指标, 取养殖塘底层水样分离筛选菌株; 依据16S rRNA基因序列和生理生化特征初步鉴定菌株; 研究不同碳源、碳氮比、起始pH、温度、摇床转速和氯化钠浓度对反硝化除亚硝酸氮的影响, 并考查了菌株对硝酸氮和氨氮的利用情况。【结果】得到的菌株中菌株FP6活性最高, 初步鉴定菌株FP6属于地衣芽孢杆菌。菌株FP6的生长最适脱氮碳源为蔗糖, 菌株FP6去除亚硝酸氮有高活性的条件范围为: C/N值15?25、起始pH 7.0?10.0、温度20 °C?37 °C、摇床转速0?200 r/min和氯化钠浓度0?40 g/L。菌株FP6对硝酸氮和氨氮都有一定的去除能力, 利用硝酸氮时不积累亚硝酸氮。【结论】地衣芽孢杆菌FP6具有优良的除亚硝氮特性, 适宜的温度、pH和盐度范围较宽。     

嗜碱单胞菌的新型羧基转移酶α亚基基因Aa-accA及其抗盐碱性能

[目的]探讨解淀粉嗜碱单胞菌(Alkalimonas amylolytica)N10来源的羧基转移酶α亚基(Acetyl-coenzyme A carboxylase subunit alpha,AccA)基因Aa-accA对细菌及植物细胞耐盐碱性的作用.[方法]通过PCR方法从嗜碱菌N10基因组中扩增基因Aa-accA,并在大肠杆菌(Escherichia coli)K12中表达,通过测定工程菌及对照菌在不同盐浓度[0%,2%,4%,6%(W/V) NaCl]及不同碱性pH(8.0,8.5,9.0,9.5)的LB中生长12 h后的OD600值,以及二者在分别含6%(W/V) NaCl及pH 9的LB中的生长曲线,评价Aa-accA对大肠杆菌耐盐碱性的影响.同时以pPZP111为载体,构建了植物细胞重组表达载体,通过农杆菌介导方法将该基因转入烟草BY-2悬浮细胞表达,利用FDA染色方法测定经盐碱溶液处理后残存的活细胞数量评价该基因对植物细胞耐盐碱性的影响.[结果]PCR扩增得到基因Aa-accA,其ORF含957 bp,编码318个氨基酸的多肽,BLAST比对显示该基因为羧基转移酶α亚基(AccA)家族中的成员,其氨基酸序列与E.coli的AccA具有76%同源性;含有Aa-accA的E.coli K12相较于对照组在不同NaCl浓度及不同碱性pH的LB中表现出了明显的生长优势,特别是在6%(W/V) NaCl及pH 9的LB中培养12 h后,终OD600分别是对照菌的2.6倍和3.5倍;缺失体实验结果显示基因缺失的突变体E.coli K12△accA在6%(W/V) NaCl及pH 9的LB中不能正常生长,而含有Aa-accA基因的重组质粒使得E.coli K12△accA在同样条件下OD600值达到0.5和0.2;转入此基因的烟草BY-2细胞,经盐碱溶液处理后,其存活细胞比例高于野生型.[结论]本研究首次发现了Aa-accA基因与盐碱性的相关性,可提高大肠杆菌及烟草BY-2细胞的耐盐碱能力.     

好氧甲烷氧化菌生态学研究进展

好氧甲烷氧化菌是一群以甲烷为碳源和能源的细菌。好氧甲烷氧化菌在自然环境中分布广泛,人类已从土壤、淡水和海洋沉积、泥炭沼泽、热泉、海水和南极环境分离到甲烷氧化菌的纯培养。好氧甲烷氧化菌可分为14个属,包括研究较为深入的隶属于变形菌门Alpha和Gamma纲的细菌,以及属于疣微菌门的极端嗜热嗜酸甲烷氧化菌。最近,好氧甲烷氧化菌还被发现存在于苔藓类植物（尤其是泥炭苔藓）共生体中,兼性营养好氧甲烷氧化菌也被发现。本文通过对好氧甲烷氧化菌的分类、生理生化特征、分子生物学检测方法以及微生物生态学中的研究成果的总结与分析,以及对甲烷氧化菌研究所面临的问题进行讨论,以期为今后进一步开展好氧甲烷氧化菌及其在碳循环中的作用研究提供参考。     

蕨类植物psbD基因的适应性进化和共进化分析

D2蛋白是植物光系统Ⅱ复合体（PSⅡ）核心蛋白之一,由叶绿体psbD基因编码。为了深入理解核心薄囊蕨类植物在阴生环境下的“辐射”式演化,我们对12种蕨类植物的psbD基因进行了克隆和测序,然后联合已公布的其他8种蕨类植物的psbD序列,基于ω值（非同义替换率ds和同义替换率ds的比值）探讨了该基因经受的选择压力。发现D2蛋白在大多数分支和位点受到强烈的负选择,但是树蕨类分支的psbD进化速率低且ω值较高。借助多种模型进行的共进化分析显示,树蕨类D2蛋白的168R、245H和272M两两组成具有共进化关系的氨基酸位点对。     

婴儿泌尿道感染的病原菌分布及耐药性分析

目的探讨婴儿泌尿道感染的病原菌构成及其耐药情况,以指导临床合理用药。方法对2012年5月至2013年7月某院门诊及住院婴儿送检的尿标本进行分离培养,用全自动微生物鉴定／药敏系统进行菌种鉴定和药敏试验,同时对大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌进行超广谱β-内酰胺酶检测。结果婴儿泌尿道感染以大肠埃希菌检出率最高（46．24％）,其余依次是粪肠球菌（22．04％）、肺炎克雷伯菌（7．80％）、屎肠球菌（5．37％）、铜绿假单胞菌（4．30％）。大肠埃希菌和肺炎克雷伯菌超广谱β-内酰胺酶检出率分别为46．51％和58．62％。革兰阴性菌对亚胺培南、美罗培南的耐药率为0,对氨苄西林耐药率最高（〉80％）。革兰阳性菌对万古霉素耐药率为0,对苯唑西林、妥布霉素的耐药率100％。结论婴儿泌尿道感染病原菌以大肠埃希菌为主;大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌超广谱β-内酰胺酶检出率高,应引起重视;临床医师要根据药敏结果指导用药,对危重病例和存在泌尿道畸形反复发作病例,革兰阴性菌可选用亚胺培南、美罗培南,革兰阳性菌可选用万古霉素。     

三氧化二砷对肝癌细胞系SMMC-7721凋亡及 Smac caspase-9、caspase-3 蛋白表达的影响

目的：研究三氧化二砷（As203）对人肝癌细胞SMMC-7721的促凋亡作用及对Smac、caspase-9、caspase-3表达的影响。方法：人肝癌细胞SMMC-7721经As20,处理,共分为四组,分别为空白对照组、低剂量组、中等剂量组、高剂量组。分别采用MTT、Hoechst33258染色法、Annexin V-FITC／PI双染法观察其对SMMC．7721细胞增殖的抑制,凋亡细胞核的形态学变化,以及诱导凋亡作用;采用Westemblot法检测凋亡相关蛋白Smac、caspase-9、caspase-3表达的变化。结果：MTT显示：As203在体外能明显抑制SMMC-7721的生长,具有时间剂量依赖关系,与空白对照组相比,其余三组细胞生存率明显下降,差异均有统计学意义（P〈0．05）;Hoechst33258显示细胞呈明显的凋亡细胞形态学特征,具有剂量依赖性;AnnexinV-FITC／PI双染法显示：As203作用24小时可诱导SMMC-7721细胞凋亡,且呈剂量依赖性,与空白对照组相比（2．69±0．58）,其余三组（4．01±0．58）、（5．99±1．69）、（9．26±2．34）差异均有统计学意义（P〈0．05）;Westernblot显示：As2O3作用SMMC-7721细胞24小时,Smac、caspase-9、caspase-3表达上升,呈剂量依赖性,与空白对照组相比,其余三组蛋白表达量明显增加,差异均有统计学意义（P〈0．05）。结论：-定量的As203能抑制SMMC-7721细胞增殖,促进其凋亡,其机制可能与调控Smac、caspase-9、caspase-3表达有关。