乙酸钠调控小球藻生长及代谢产物

【背景】小球藻是一种单细胞绿藻,在不同培养条件下可积累高附加值的代谢产物,这些产物可用于生产生物燃料、食品、保健品、药品等。然而这些代谢产物在藻细胞中的生产率较低且很难通过经济可行的方法将其分离,这使其工业化规模生产受到限制。【目的】研究乙酸钠对小球藻生物量的影响,并分析其对小球藻代谢产物的调控作用。【方法】通过在小球藻培养液中添加不同浓度的乙酸钠(1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 g/L),研究其调控小球藻生长和代谢的作用机理。【结果】在添加3.0 g/L乙酸钠的培养液中,小球藻的生物量是对照组的5.2倍,尽管藻细胞中蛋白质含量无明显变化,但油脂和类胡萝卜素含量是对照组的2.4倍和1.2倍,多糖和叶绿素a含量却仅为对照组的54.6%和54.4%。【结论】乙酸钠不仅会影响藻细胞的生长,还会调控其代谢过程,这为深入探索乙酸钠在调控小球藻生长及代谢过程的作用机制提供了理论基础和技术资料。     

不同来源植物乳杆菌基因组结构和功能差异的比较研究

[目的] 本试验研究不同来源植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）基因特点以及在不同环境下其基因多样性,探究2株L.plantarum A8和P9在肠道生境及植物表面适应性的异同,为优良菌株的开发提供理论基础。[方法] 本研究对从动物肠道和植物表面分离获得的L.plantarum A8和L.plantarum P9的基因组进行分析,利用第二代测序技术（NextGeneration Sequencing,NGS）,基于Illumina NovaSeq测序平台,同时利用第三代单分子测序技术,基于PacBio Sequel测序平台,对L.plantarum A8和L.plantarum P9进行测序。采用Carbohydrate-active enzymes（CAZy）、Koyto encyclopedia of genes and genomes（KEGG）和Clusters of orthologous genes（COG）数据库对基因组进行功能注释;采用CGView软件绘制菌株的基因组环形图谱。应用比较基因组学与已经公开发表的其他L.plantarum基因组进行比较分析。[结果] 由研究可知L.plantarum A8和L.plantarum P9基因组大小存在差异,通过构建系统发育树发现2株菌与其他来源的L.plantarum分在同一分支,并且L.plantarum P9与母乳来源的L.plantarum WLPL04菌株距离最近,而L.plantarum A8与L.paraplantarum DSM10667距离最近。通过基因家族分析可知,2株菌共有基因为2643个,其中包括一些抗应激蛋白如热休克蛋白、冷休克蛋白。L.plantarum A8和P9独特基因分别为321和336个,L.plantarum A8中独特基因主要参与DNA复制、ABC转运系统（ABC transfer system）、PTS系统（phosphotransferase system）、磺酸盐转运系统、氨基酸生物合成等代谢通路;L.plantarum P9的独特基因以参与碳水化合物的运输和代谢基因居多,例如rpiA基因、lacZ基因、FruA基因等。[结论] 通过比较基因组学方法解析L.plantarum的基因组信息,发现动物肠道来源的L.plantarum具有较好的氨基酸转运能力,植物表面附着的L.plantarum菌株具有较好碳水化合物利用能力,从而为益生菌的开发与利用提供理论依据。     

甜菜夜蛾半胱天冬酶基因的克隆及对细胞凋亡 诱导剂和病原微生物感染的表达响应

【目的】本研究旨在明确甜菜夜蛾Spodoptera exigua半胱天冬酶(caspase)在细胞凋亡诱导剂诱导和病原微生物胁迫下的表达模式,为丰富鳞翅目昆虫细胞凋亡机制研究奠定基础。【方法】利用RT-PCR技术从甜菜夜蛾3龄幼虫体内扩增两个半胱天冬酶基因(SeCasp-3和SeCasp-4)编码区的全长;利用qPCR技术分别检测两个半胱天冬酶基因在细胞凋亡诱导剂过氧化氢(hydrogen peroxide, H₂O₂)(100 μmol/L)、放线菌素D(actinomycin D, ActD)(10 μg/mL)和地塞米松(dexamethasone, DEX)(50 μg/mL)诱导后甜菜夜蛾脂肪体细胞中及病原菌苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis kurstaki (Btk)(10⁸个细菌/mL)、大肠杆菌TG1菌株Escherichia coli TG1 (E. coli TG1)(10⁸个细菌/mL)、烟芽夜蛾囊泡病毒3h株(Heliothis virescens ascovirus 3h, HvAV-3h)(1.16×10¹¹个基因组拷贝/mL)和苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒(Autographa californica multiple nucleopolyhedrovirus, AcMNPV)(5 000 OBs/μL)感染后甜菜夜蛾3龄幼虫体内的表达模式。【结果】SeCasp-3(GenBank登录号: MW183334)的编码区长942 bp,共编码313个氨基酸;SeCasp-4(GenBank登录号: MW183335)的编码区长843 bp,共编码280个氨基酸。SeCasp-3和SeCasp-4的假定蛋白序列与家蚕Bombyx mori Dronc的氨基酸序列一致性分别为45.54％和58.46％,且SeCasp-3和SeCasp-4之间具有较高的同源性。SeCasp-3和SeCasp-4在不同化学物质诱导下的甜菜夜蛾脂肪体细胞中的表达模式存在明显差异,在100 μmol/L H₂O₂和10 μg/mL ActD处理后24和48 h,脂肪体细胞中SeCasp-3和SeCasp-4的相对表达量均显著升高;50 μg/mL DEX处理后24和48 h,SeCasp-3的相对表达量未见显著变化,但SeCasp-4的相对表达量升高了数千倍。在不同病原微生物感染后的甜菜夜蛾3龄幼虫体内,SeCasp-3和SeCasp-4的表达模式基本相同。一般线性模型的分析结果表明,Btk和E. coli TG1的感染不造成SeCasp-3和SeCasp-4相对表达量的显著变化,而HvAV-3h和AcMNPV的感染则显著抑制了这两个基因的表达。【结论】本研究鉴定了两个甜菜夜蛾半胱天冬酶基因,并分析了其对细胞凋亡诱导剂和病原微生物感染的表达响应,为进一步探究半胱天冬酶功能和昆虫细胞凋亡过程提供了重要的理论基础。     

成长记录袋评价法提升细胞工程课堂教学质量

首次将成长记录袋评价法引入到高等院校生物类专业课程《细胞工程》的课堂教学改革中,构建了较为完备的课堂评价体系,将成长记录袋课堂评价体系的建立分为4个阶段,即准备阶段、演练阶段、实施阶段和作品展示阶段。并从实施成长记录袋评价法的可行性与必要性、评价体系的构建、执行过程中应注意的要点及事项分别展开论述。结果表明：通过该评价法的施行,不仅活跃了课堂气氛,增强了学生学习的主动性和自主性,还提高了学生分析、解决与细胞工程技术相关的专业问题的能力,执行效果良好。本课程课堂教学改革的实施,可为高校同类性质的其他专业课程提供借鉴与参考。     

“蛋白质与酶工程”教学的课程思政探索与实践

蛋白质与酶工程是生物技术专业的核心、必修课程,在专业人才培养体系中具有重要地位。文中以教育部颁布的《高等学校课程思政建设指导纲要》为依据、结合专业及课程特色,科学设定教学目标,深入挖掘课程思政教育元素,从融入内容、方法路径及评价等方面进行了课程思政教学改革的探索和实践。通过精心开展教学设计,利用对分课堂、以学生为中心,从讲故事、谈生活、说案例、议热点、读文献、做训练入手,激发并培养学生的科学精神、公民品格、全球视野、生态文明、法治意识、家国情怀和文化自信素养,促进课程思政教育有机融入教学全过程,实现课程育人目标的同时推动教学卓越。     

凝胶电泳微流控芯片提取外泌体及对人血浆外泌体中miRNA-21的测定

为了开发一种用于人体血浆中外泌体的高效快速提取和分离的新型微流控芯片,文中收集健康人体外周血液样本,自主设计并制备基于纳米多孔薄膜和琼脂糖凝胶电泳的微流芯片。提取的外泌体使用透射电镜、Nanosight和Western blotting等技术进行表征,鉴定并分析其形态、浓度和粒径分布。同时将超速离心法和微流芯片所提取的外泌体进行粒径和浓度的分析比较,探讨两种方法各自的提取效率。最后,利用RT-PCR技术分析外泌体中miRNA-21的相对表达量。凝胶电泳微流芯片可在1 h内快速的从血浆中高效率地提取出纯度高、大小完整、尺寸分布在30–200 nm之间的外泌体,满足后续下游分析的要求。通过与现有最普遍的超速离心法进行对比分析,当血浆样本量小于100μL时,凝胶电泳微流芯片提取外泌体的效率为超速离心法的3.80倍。凝胶电泳微流芯片提取外泌体的优化参数是:电场电压:100 V;琼脂糖凝胶浓度:1.0%;注射泵流速:0.1 mL/h。凝胶电泳微流芯片可快速高效地提取出外泌体,对外泌体与癌症生物标记物的相关研究具有潜在的巨大优势,也为基于外泌体的即时诊断技术提供了可能。     

HPLC不同种类水果中花青素含量的测定

建立了水果中飞燕草色素、矢车菊色素、矮牵牛色素、天竺葵色素、芍药素和锦葵色素等6种花青素含量的高效液相色谱测定方法,并对该方法的线性、精密度、回收率、稳定性进行了方法学验证。利用本方法测定了10种水果中6种花青素含量,结果表明：强酸溶液提取并水解得到花青素的处理方式稳定好、精密度高、回收率好,液相条件分离效果好,定量准确度高。10种水果测定结果表明,不同种类水果中花青素含量差异显著,花青素总量高的水果中6种花青素单体的含量差异显著,且不同种类水果中优势花青素单体不同。     

基于实测高光谱与Sentinel-2B数据的银北土壤Na+含量估测

为了探讨不同传感器对土壤Na⁺含量的估测能力,本研究以宁夏银北地区典型样点土壤实测光谱和Sentinel-2B影像光谱为对象,运用逐步回归(SR)和主成分回归分析(PCA)方法对光谱数据进行敏感参量筛选,然后采用偏最小二乘回归(PLSR)、支持向量机(SVM)和反向传播神经网络模型(BPNN)分别建立实测光谱和影像数据的土壤Na⁺含量估算模型。结果表明: 除Band9外,实测重采样数据与影像数据呈极显著相关。基于SR筛选方式建立的模型估算精度普遍高于PCA(SVM模型除外),PCA-SVM模型为影像最佳Na⁺含量估算模型,预测精度为0.792;SR-BPNN模型为实测最佳Na⁺含量估算模型,预测精度达到0.908。经重采样实测光谱模型校正后的SR-PLSR影像光谱土壤Na⁺含量估算模型精度从0.481提高到0.798,有效提高了较大尺度下的土壤Na⁺含量估算精度。本研究实现了遥感监测土壤Na⁺含量由点向面的空间转换,为Sentinel-2B影像监测盐渍化土壤Na⁺含量提供了科学参考。     

MAR-FISH技术及其在环境微生物群落与功能研究中的应用

对复杂环境中微生物群落结构和功能的研究是微生物生态学的重要任务。尽管现代分子生物学技术已经成功地用于解析环境中微生物的群落结构, 但是这些方法并不能提供微生物的原位生理学信息。而一种新的方法, 微观放射自显影和荧光原位杂交集成技术(MAR-FISH)则能够同时在单细胞水平上, 检测复杂环境中微生物的系统发育信息及其生理特性。本文总结了MAR-FISH方法的原理, 实验步骤及其在环境微生物群落与功能研究中的应用。     

一株弗兰西斯菌的鉴定及其微生物学特性研究

摘要:【目的】对广州市某空调冷却水中分离的一株L-半氨酸刺激生长性细菌08HL01032进行分类学鉴定及微生物学特性研究。【方法】通过培养基生长状况、菌株形态、生理生化特性、PCR鉴定、16r RNA基因序列分析、RNA聚合酶β亚单位（rpoB）基因序列分析、动物实验、药敏实验等多种表型与基因相结合的方法,探讨该菌株的分类进化地位及一些基本的生物学特性。【结果】该菌株一些生理生化特征与军团菌十分相似,为革兰氏阴性杆菌,氧化酶阴性,不还原硝酸盐,不分解尿素,血平板缓慢生长、易忽略,酵母活性炭缓冲（BCYE）琼脂48 h内生长良好,最初错误鉴定为军团菌。但16S rRNA基因（GenBank登陆号：FJ591095）、rpoB 基因（GenBank登陆号：FJ939309）系统发育进化显示,该菌株为弗兰西斯（Francisella）属细菌,与蜃楼弗兰西斯菌（F. philomiragia）最相近,相似度分别为95.3 %,87.3 %,菌落形态、表型特征亦与弗兰西斯菌属的相符合。其最适生长温度在25~28℃之间,42℃不生长;能耐受pH 2.2酸液10 min;万古霉素、青霉素、多粘霉素B等耐药,军团菌甘氨酸-万古霉素-多粘霉素B-放线菌酮（GVPC）选择性添加剂无生长抑制作用;菌体无芽孢、无鞭毛动力,透射电镜下观察到荚膜样结构,但动物实验初步显示对小鼠无致病性。【结论】菌株08HL01032为弗兰西斯菌属一潜在的新种,其典型特征为L-半胱氨酸刺激生长性,不同于军团菌的L-半胱氨酸依赖性生长特性。 关键词: L-半胱氨酸刺激生长性; 弗兰西斯菌; 鉴定; 微生物学特性