微生物学综合性设计实验教学中存在的问题与探索

"微生物学实验"是高校生物学相关专业的重要基础实践课程之一,是生物学人才必须掌握的基本技能。随着高校教学改革工程的不断推进,各高校纷纷开发综合性设计实验以期提高学生的综合素质和创新能力,提升教学质量。然而,在实际实验教学过程中仍然存在学生参与性不强、实验操作技能低、实验题目固定及考核方式单一等诸多问题,不但没有达到预期效果,甚至丧失了开设该实验的初衷。本文总结了微生物学实验教学模式的特点,分析了其在教学运行中存在的问题,在总结前人教学经验的基础上,从变换学生的地位、合理安排实验、增加科研型实验项目及教师配备、完善考核方式等方面进行改革探索,以期为教学管理部门和授课教师提供参考依据。     

恩拉霉素生产菌株的遗传改造

【目的】提高杀真菌素链霉菌发酵生产恩拉霉素的产量。【方法】利用定点突变技术,对恩拉霉素生产菌株杀真菌素链霉菌F1中影响细胞次级代谢及抗生素合成的核糖体S12蛋白的编码基因rps L进行改造,将第43位的赖氨酸(Lys)分别替换为天冬酰胺(Asn)和精氨酸(Arg),并对改造菌株L-M1(Asn43)和L-M2(Arg43)的生长特性、抗生素合成以及摇瓶发酵性能进行研究。【结果】与野生型菌株相比,改造菌株的生长特性及生理生化特性均发生了明显的改变:产孢周期明显缩短,野生型菌株在MS培养基中,28°C下需要培养5-7 d后才能产生孢子,而在相同条件下,改造菌株3 d后就能产生大量的孢子;恩拉霉素产量相对提高,摇瓶发酵条件下,改造菌株L-M1(Asn43)和L-M2(Arg43)的恩拉霉素产量分别可达到1 334 U/m L和1 456 U/m L,与野生型菌株F1相比分别提高了11.9%和22.1%。【结论】通过遗传改造,恩拉霉素的产量得到了提高,为其他位点的遗传改造提供了可行性。     

进化与未进化小球藻响应苯酚的转录组学分析

苯酚是工业废水中典型的环境污染物。小球藻(Chlorella sp.)由于其生长快、抗逆性强,可以有效利用废水中的酚类化合物,是最有潜力的含酚废水处理藻株。但是高浓度苯酚产生的氧化压力会造成小球藻细胞的氧化损伤。通过实验室适应性进化已经得到了可以耐受500mg/L苯酚的小球藻藻株(L5)。通过无参比较转录组学数据,在基因组尺度上考察了原始小球藻(L3)和进化后小球藻对高浓度苯酚的响应差异。无参比较转录组学结果表明,进化后小球藻能够耐受并降解高浓度苯酚是多个代谢途径整体调控的结果。相比于原始小球藻,进化后小球藻在500mg/L苯酚浓度下对苯酚氧化胁迫的响应增强,主要体现在细胞信号转导、ABC转运蛋白、热休克蛋白、氮代谢和三羧酸循环(TCA)等相关的转录水平明显上调。进化后小球藻通过这些响应降低高浓度苯酚产生的氧化压力。     

长野芽孢杆菌普鲁兰酶的同源建模及三维结构分析

普鲁兰酶(Pullulanase)是脱支酶,因其能水解葡聚糖的α-1,6-糖苷键而有不同的工业应用潜力。本研究通过同源建模和分子对接的方法对长野芽孢杆菌(Bacillus naganoensis)普鲁兰酶进行建模及其三维结构分析,表明该酶由CBM41-X45aX25-X45b-CBM48-GH13_14多结构域组成,酶蛋白中心形成其催化区,催化区的Asp619、Glu648和Asp733三个残基构成酶的催化三联体。同时,通过柔性对接研究了酶与底物分子相互作用的关系,并预测构成酶的活性中心相关氨基酸残基,为进一步改良酶的特性提供重要的理论依据。     

遮荫对风箱果幼苗光合能力和碳水化合物积累的影响

以1年生风箱果幼苗为材料,采用人工遮荫方式设置CK （全光）、轻度遮荫L1（60%全光）和重度遮荫L2（20%全光）3种光环境,测定不同光环境下风箱果幼苗的光合特性、光合色素含量、非结构性碳水化合物（NSC）积累等,分析风箱果幼苗对不同遮荫环境的适应性。结果表明：风箱果属于阳生树种,对光环境的变化非常敏感;遮荫显著降低了表观量子效率（AQY）、最大净光合速率（P_max）、暗呼吸速率（R_d）、光补偿点（LCP）、光饱和点（LSP）和类胡萝卜素含量（Car）（P<0.05）,显著提高了叶绿素a （Chla）、叶绿素b （Chlb）、总叶绿素（Chl）含量和叶绿素/类胡萝卜素（P<0.05）;遮荫显著减少了根、茎、叶中NSC含量（P<0.05）,尤其是L2时,分别比CK减少了52.5%、44.9%和43.9%。综上所述,风箱果幼苗对于遮荫环境的适应和调节能力较差,生产实践中应栽植在阳光充足的环境中。     

基于微卫星标记的苹果绵蚜种群遗传结构动态

【目的】苹果绵蚜是我国重要的入侵害虫,对苹果生产造成了严重危害。近年来,苹果绵蚜扩散面积增大,危害加重。了解苹果绵蚜入侵过程中的分子生态变化,可为该虫的综合防控提供依据。【方法】利用微卫星标记技术,选择6个微卫星位点对山东省6个地区(烟台、威海、青岛、潍坊、聊城、泰安)2012—2015年苹果绵蚜种群遗传结构变化规律进行分析。【结果】2012—2015年,山东省6个地区的苹果绵蚜遗传多样性随时间推移逐渐降低。其中,2012年的遗传多样性极显著高于2013—2015年;2013—2015年之间虽然差异不显著,但随时间推移,等位基因观测值(Na)和期望杂合度(He)等遗传多样性指数有逐渐降低的趋势。通过无限等位基因模型、双相突变模型和逐步突变模型分析发现,6个地区的苹果绵蚜均经历了瓶颈效应,是遗传多样性降低的主要原因。对6个微卫星位点分析发现,Erio20、Erio75和Erio78扩增到的苹果绵蚜等位基因数量以及这3个位点的多样性指数随时间推移逐渐降低。【结论】Erio20、Erio75和Erio78是引起苹果绵蚜遗传多样性降低的主要多态位点。苹果绵蚜可能进化出了"超级克隆"基因型,因此,其可在我国适应不同生态环境并增大扩散范围。     

土壤和植物对冬虫夏草寄主昆虫规模化饲养的影响

冬虫夏草大量人工培植的关键之一是寄主昆虫的规模化饲养,本文对西藏林芝地区冬虫夏草生境中不同土壤基质在室内对蝙蝠蛾幼虫生长的影响以及寄主幼虫对5种植物的取食行为、嗅觉反应进行了系统研究。结果表明蝙蝠蛾幼虫偏好土质疏松、渗透性好的土壤,土壤因子中湿度和有机质含量与蝙蝠蛾幼虫存活率成正相关。蝙蝠蛾3龄幼虫对适生地植物的取食选择性与嗅觉反应趋性顺序为鹅绒委陵菜>珠芽蓼>小大黄>圆穗蓼>羊角天麻;进一步Spearman相关分析显示,幼虫对各植物的选择系数与可溶性糖（R=0.850,P<0.05）和粗蛋白（R=0.898,P<0.05）都存在显著的正相关关系,而与粗纤维（R=-0.952,P<0.05）有着显著的负相关关系,与粗灰分（R=-0.391,P=0.516）之间没有显著的相关关系;取食鹅绒委陵菜、珠芽蓼后的幼虫单头虫重显著大于取食其他植物的幼虫。这一研究结果为冬虫夏草寄主昆虫规模化饲养提供了理论依据。     

广东地区互叶白千层栽培技术规程

互叶白千层Melaleuca alternifolia是一种生产周期短、收益快的药用和香料树种。文中总结广东地区互叶白千层的栽培技术规程,包括种苗繁育、种植方法、田间管理、采收等,为提高互叶白千层品质、保障精油质量提供标准化技术指导。     

人P2X7真核表达载体的构建及稳定转染细胞株的建立

目的：构建人P2X7基因的真核表达载体,并通过转染获得稳定表达P2X7分子的HEK293细胞株。方法：以人脑组织P2X7cDNA为模板扩增出P2X7基因,插入到真核表达载体pEGFP-N1中,构建重组质粒pEGFP-N1/P2X7。用X-fect试剂盒将重组质粒转染HEK293细胞,通过G418辅助荧光筛选建立稳定表达P2X7-EGFP细胞株。经流式细胞仪、Western blot和激光共聚焦显微镜检测,了解人P2X7在HEK293细胞中的表达水平及细胞内定位。结果：重组质粒pEGFP-N1/P2X7构建正确,建立了稳定表达人P2X7的HEK293细胞系。Western blot和流式细胞仪检测证实,P2X7在HEK293细胞系中成功表达,激光共聚焦显微镜检测显示P2X7-EGFP定位在细胞膜上。结论：重组载体pEGFP-N1/P2X7构建成功并建立了稳定表达人P2X7的HEK293细胞系,为进一步研究P2X7离子通道结构和功能奠定基础。     

泥河湾盆地葡萄园旧石器遗址

本文报道的葡萄园石制品79件,发现在泥河湾盆地东端河北省阳原县官厅村北小长梁更新世早期旧石器遗址东侧的后石山基部,文化层由下更新统湖滨相冲-洪积砾石层构成,层位与小长梁文化层大致相当,位于Matsuyama负极性时的Jaramillo正极性亚时层段之下,而靠近Olduvai正极性亚时层段顶面,推断其年龄为150~160万年。