“发酵工程原理与技术”混合式教学研究与实践：以“抗生素发酵生产工艺与工程实践”内容为例

“发酵工程原理与技术”是理工科高校生物专业的核心课程之一,具有较强的应用性和实践性。然而目前以线下教学为主的传统教学方式不利于学生对知识的理解和掌握。同时,该课程实验教学环节存在发酵设备更新不及时、缺乏大型工艺设备、易受场地限制等问题,严重影响实践教学效果。线上线下相结合的混合式教学模式是丰富教学资源和提升教学质量的重要手段。我们以“抗生素发酵生产工艺与工程实践”内容为例,基于虚拟仿真平台设计并构建虚拟仿真实验项目,同时结合课堂教学和实验室教学等线下教学方式,形成线上线下高度融合的混合式教学新模式。混合式教学强化了课堂教学与在线教学、虚拟实验与实体实验的有机结合,促进了学生扎实掌握理论知识和实验技能,培养了学生的创新精神和实践能力,提高了学生的综合素质。     

不同年期发酵床垫料细菌群落多样性及功能

探究不同年期发酵程度对发酵床垫料细菌群落多样性及功能的影响，探究其中的有益微生物，开发适合陕北地区的发酵床专用菌剂。以铺设1、2、3和4年的发酵床垫料为研究对象，新铺设的发酵床垫料作为对照（CK），采用MiSeq 高通量测序技术分别测定不同年期发酵床垫料细菌群落16S rRNA 基因 V3~V4 区序列并进行生物信息学分析。不同年期发酵床垫料获得V3~V4区924 008条有效序列，聚成686种操作分类单元 (operational taxonomic unit，OTU)，分属于15个门，30个纲，55个目，65个科和224个属，其中厚壁菌门（Firmicutes）和变形菌门（Proteobacteria）为发酵床垫料的主要优势菌门，其占比为40.88%~98.40%，其次为拟杆菌门（Bacteroidetes）和放线菌门（Actinobacteria），其占比分别为3.55%~17.54%和1.29%~3.00%。Shannon指数和Simpson指数分别在3.599~4.737和0.787~0.891之间，不同年期发酵床垫料细菌群落的丰度和多样性指数均高于对照，且随着发酵年限的增加，多样性与生长年期呈正相关，致病细菌埃希氏菌属(Escherichia) 及肠杆菌属 (Enterobacte) 丰度和多样性指数下降趋势明显。优势细菌属数目、组成及其丰度随发酵年限的不同而有所差异。短波单胞菌属 (Brevundimonas) 和芽胞杆菌属 (Bacillus)的总丰度最高，分别在 0.06%~43.63%和0.74%~49.35%之间，且优势细菌属中存在具有有益功能性状的微生物类群。群落功能预测分析初步显示不同年期的发酵床垫料细菌群落功能有所差异，其中年限为4年的发酵床垫料微生物群落的功能信息最为丰富，主要涉及到转运蛋白及磷酸转移酶系统功能，其他年期主要体现在ABC转运蛋白、细菌分泌系统、细菌毒素类及调控系统等功能方面。不同年期发酵床垫料细菌群落组成和功能存在较大差异，且发酵年限影响了发酵床垫料细菌群落多样性、群落结构及功能，随着发酵年限的增加，有益菌属丰度增加，致病菌属丰度下降。     

根皮素乙酰阿魏酸酯的合成及抗氧化活性研究

以阿魏酸和根皮素为原料,合成了三种根皮素乙酰阿魏酸酯,采用IR、1H NMR、13C NMR和HPLC-MS对其结构进行表征.并测定根皮素及其酯的还原能力、清除DPPH自由基及·OH自由基能力,结果表明根皮素乙酰阿魏酸酯的抗氧化活性显著优于根皮素.     

根皮素蛋氨酸希夫碱的合成及其性质研究北大核心CSCD

本研究旨在提高根皮素的溶解性和抗氧化活性。以根皮素为母体,在其结构上引入水溶性较好的蛋氨酸,合成了一种新型的根皮素衍生物——根皮素蛋氨酸希夫碱。采用UV、红外、1H NMR及MS对其结构进行了表征,并对根皮素及其衍生物的溶解性、抗氧化活性和稳定性进行了探讨。实验结果表明,与母体根皮素相比,根皮素衍生物的水溶性提高了约20倍,其抗氧化活性及在不同pH介质中的稳定性均优于根皮素。急性毒性实验的结果为小鼠LD50>5000 mg,属实际无毒。因此,在根皮素结构上引入蛋氨酸基团既提高其抗氧化性、溶解性和稳定性,又保证其安全性,为拓宽根皮素在食品和药品中的广泛应用提供新的途径。     

mTOR／4E—BP1参与诺考达唑诱导的Dami细胞多倍体化调控

目的：多倍性是物种形成的重要机制,决定一些重要器官细胞产生的数量和功能,而且与某些病理过程（如恶性肿瘤）的发生有密切关系。我们通过建立相对同步化的多倍体细胞模型,已经证实mTOR／S6K1参与多倍体细胞周期的调控。本课题主要研究roTOR下游的另一个重要信号分子4E-BP1是否也参与细胞的倍体化调控。方法：诺考达唑诱导Dami细胞建立相对同步化的多倍体细胞模型,Western-blot分析多倍体细胞模型中mTOR／4E—BP1通路信号分子表达和磷酸化修饰位点的变化,流式细胞仪双荧光分析4E—BP1不同结构域磷酸化位点修饰与细胞周期各时相的关系。结果：诺考达唑诱导的Dami细胞可作为相对同步化的多倍体细胞周期模型,在二倍体和多倍体细胞周期中,mTOR表达增加及第2448位丝氨酸位点磷酸化发生在G1期进入S期,4E—BP1的第37,46位苏氨酸和第65位丝氨酸位点磷酸化发生在G2／M期。结论：mTOR／4E-BP1通路参与多倍体细胞周期的调控。     

光交联聚氨酯作载体的固定化细胞产生a-淀粉酶的研究

将可光交联的聚氨酯预聚物与枯草杆菌细胞悬浮液混匀后经紫外光照射交联,制得固定化细胞,用于产生a-淀粉酶。探讨了交联和固定化条件对裁体结构和固定化细胞产酶性能的影响,研究了这种固定化细胞的使用特性。结果表明:光交联聚氨酯能有效地固定枯草杆菌细胞,进行正常增殖和产酶,改变交联和固定化条件能调节载体的孔容、孔径和比表面,从而调节固定化细胞的产酶性能和其它使用特性;枯草杆菌经光交联聚氮酯载体固定化后对温度和pH的适应性提高,在同样条件下,这种固定化细胞的产酶能力比游离细胞提高约30％,亦高于用k-角叉菜胶作载体的固定化细胞．     

Neorhizobium petrolearium OS53联合紫花苜蓿协同修复石油污染土壤研究

【目的】探究Neorhizobium petrolearium OS53与紫花苜蓿协同修复石油污染土壤的机制。【方法】使用Illumina和Nanopore平台对菌株OS53进行全基因组测序,构建菌株基因组完成图,并进行基因预测及功能注释,分析其中与结瘤促生及石油降解相关基因,并通过实验测定菌株OS53产吲哚乙酸(indole acetic acid, IAA)、铁载体、溶磷和解钾等与促生相关的能力。使用试剂盒对联合修复前后土壤中土壤脲酶、脱氢酶、多酚氧化酶和脂肪酶活性及紫花苜蓿的叶绿素、丙二醛、脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖和超氧化物歧化酶等生理指标进行测定。【结果】菌株OS53的基因组由一个5.56 Mb的环形染色体和2个大小分别为0.92 Mb和0.38 Mb的质粒组成,基因组G+C含量为60.2%,共编码6 968个基因。菌株OS53与N. petrolearium DSM 26482^T的16S rRNA基因序列相似性最高,为99.86%,且在系统发育树上形成稳定分支,表明菌株OS53与N. petrolearium为同一种,因此将OS53命名为N. petrolearium OS53。试验结果表明,菌株OS53具有产IAA能力,并在其基因组中也发现相关基因。在初始石油含量为(4 403.30±222.10) mg/kg时,经过120 d修复,OS53与紫花苜蓿协同修复效率能够达到57.53%,比不接种OS53、仅接种OS53和仅种植苜蓿分别提高了44.26%、41.69%和8.84%。在联合修复体系中,紫花苜蓿叶绿素、可溶性蛋白和可溶性糖的含量有所提高,丙二醛和脯氨酸的含量以及超氧化物歧化酶的活性有所降低,同时土壤中多酚氧化酶、脱氢酶、脂肪酶和脲酶的活性都有所提高。【结论】菌株OS53具有产IAA的能力,并且能够促进紫花苜蓿在石油污染土壤中的生长,进而提高土壤中与石油降解相关部分酶活,最终提高联合修复体系对石油污染土壤的修复效果。     

钱菖蒲的挥发油研究

钱菖蒲的挥发油研究王蜀秀,温远影,胡昌序（中国科学院植物研究所,北京１０００４４）ＳＴＵＤＹＯＮＶＯＬＡＴＩＬＥＯＩＬＯＦＡＣＯＲＵＳＧＲＡＭＩＮＥＵＳＶＡＲ．ＰＵＳＩＬＵＳ￥ＷａｎｇＳｈｕ－ｘｉｕ;ＷｅｎＹｕａｎ－ｙｉｎｇ;ＨｕＣｈａｎｇ－Ｘｕ（Ｉ...     

沙鈄精油成分的初步分析(简报)

沙针(Osyris wightiana)是檀香科沙针属植物。该属共7种,我国仅此一种。产于四川、云南及广西等省区。由于其根部含挥发油,味似檀香,故民间称之为小檀香或香疙瘩。四川西昌采集的沙针新鲜根1300g,经粉碎后,用95%乙醇冷浸(2500ml,4小时),共