基于成果导向教育理念的“微生物工程工艺与设备”课程教学改革与实践

"微生物工程工艺与设备"课程是生物工程专业的核心课程,具有较强的实践性和应用性。将成果导向教育理念引入到该课程教学改革中,围绕三个方面进行:明确课程培养学生的能力,制定课程的预期学习产出;在预期学习产出的基础上优化教学过程,通过整合教学内容,构建"课堂理论强化—网络教学平台—现场教学—仿真模拟"多元立体化教学平台,强化学生的主体地位,实现预期学习产出;建立合理的学习考评体系,评估学习产出,促进课程持续改进。     

溶藻弧菌溶血活性检测及溶血素基因、启动子区功能

[目的]研究溶藻弧菌的溶血现象,溶血素基因vah的分布及vah基因、vah启动子区对溶藻弧菌溶血活性的贡献.[方法]对46株分离自华南沿海水生动物体内和海水的溶藻弧菌环境株及溶藻弧菌标准株1.1587进行溶血实验;比较具有溶血活性的溶藻弧菌野生株ZJ051、vah基因大肠杆菌BL21重组表达株、vah缺失突变株和基因回补株间溶血能力的差异;检测vah基因在溶藻弧菌中的分布,比较溶血株与非溶血株vah基因及上游启动子区的序列差异.[结果]47.8％的溶藻弧菌菌株产生溶血活性,因此溶血现象普遍存在于溶藻弧菌环境株中;vah基因的表达产物具有溶血活性,vah基因缺失突变株不具有溶血活性,而vah基因回补株恢复溶血活性.vah基因普遍存在于溶藻弧菌中,且基因序列非常相似,氨基酸序列完全相同,然而不同菌株的启动子区第188-190碱基位点存在差异.[结论]溶藻弧菌vah基因是造成溶藻弧菌溶血的直接原因,但溶藻弧菌溶血能力的差异并非是由vah基因本身差异决定,极有可能与启动子区第188-190碱基位点相关.     

盐度、温度对卵形鲳鲹选育群体肝抗氧化酶活力的影响

通过盐度渐变和温度骤变的方法,分别研究了不同盐度(10、20、30、40)处理和不同温度(18.0℃、21.0℃、24.6℃、29.0℃、32.0℃)处理对卵形鲳鲹(Trachinotus ovatus)选育群体肝超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活力的影响.在实验结束时,盐度10组酶活力与对照组无显著差异(P＞0.05),盐度20组SOD活力极显著低于对照组(P＜0.01);盐度40组120 h时,SOD和GPX活力极显著低于对照组(P＜0.01),CAT活力与对照组差异不显著(P＞0.05).18.0℃和21.0℃ SOD活力在1、3、6、12、24 h这5个取样时间点均高于对照组,CAT活力在实验结束时(24 h)极显著高于对照组(P ＜0.01);29.0℃SOD和CAT活力在实验结束时(24 h)显著高于对照组(P＜0.05);32.0℃ SOD和CAT活力在5个取样时间点均显著低于对照组(P＜0.05).结果表明,适当的盐度或温度变化可以改变卵形鲳鲹肝抗氧化酶活力,达到机体耐受极限时酶活力下降.     

基于MAXENT模型的贺兰山岩羊生境适宜性评价

生境评价对物种保护具有非常重要的意义。本研究在GIS空间技术的支持下,于2010年到2011年间,在贺兰山岩羊分布区采集其地理分布点数据以及环境变量数据,并运用MAXENT模型对贺兰山区域岩羊的生境适宜性进行评价分析。模型的评价结果达到优秀水平,研究结果表明：岩羊生境选择的主要影响因子为矿区、坡度、海拔和道路,生境适宜区主要分布于贺兰山东坡（宁夏贺兰山国家级自然保护区）的西南部,而西坡（内蒙古贺兰山国家级自然保护区）有少量分布,适宜生境面积总和为1 006.9 km2,占研究区域面积的28%。岩羊偏爱于海拔1 500－2 300 m的山势陡峭地带,建议对矿区和道路这两种人为干扰因素采取相应的措施,以提高岩羊的生境质量,促进其种群发展。     

中国陆地生态系统通量观测站点空间代表性

涡度相关技术是测定大气与陆地生态系统之间CO₂交换、水分和能量通量最直接的方法,可用于研究土壤、植被与大气间的CO₂交换及其调控机制。收集了11个影响净碳交换量的主要变量信息,包括气象因素、土壤因素和地形因素的非生物因子、实际植被状态以及植被生产力,采用多元地理变量空间聚类分析方法,绘制出不同聚类数（25、50、75、85、100、150和200类）的通量生态区。结合中国现有通量观测站点的空间分布格局,与新生成的通量生态区和已有的自然地理区划进行对比分析,发现由于中国地形复杂,生态系统类型多样,现有85个涡度相关通量观测站点仅能刻画部分中国生态系统类型的净碳交换量时空特征,通量生态区划分为100-150类比较合适。考虑到涡度相关通量观测运行成本,通量站点可增加至150个,从而使得优化后的通量观测网络能够代表中国主要类型的生态系统,并且有利于通量观测数据与遥感资料的有效结合,提高碳水通量观测从站点扩展到区域尺度的精度,从而更好地检验过程机理模型的模拟结果。     

不同干扰对黄土区典型草原物种多样性和生物量的影响

对黄土区典型草原进行封育+施肥(EF)、封育+火烧(EB)、封育(E)和放牧(G)处理,实地调查分析群落盖度、高度、密度、地上现存量和物种多样性,以研究不同干扰对黄土区典型草原群落物种多样性和生物量的影响.结果表明:在4种干扰类型中,施肥+封育草地群落盖度和地上生物量最高,且优势度指数最高,这与禾本科草占优势地位有关,群落均匀度指数和多样性指数最低,符合“生态位理论”;放牧地群落高度、盖度、密度和地上现存量最低,群落丰富度指数和多样性指数最高,支持“中度干扰理论”;封育地密度和均匀度指数最高;具体表现为:4种干扰类型地上生物量的变化趋势为封育+施肥＞封育+火烧＞封育＞放牧;说明长时间的封育对草地是一种严重干扰.群落丰富度指数(R和Ma)的排列顺序为放牧＞封育+施肥＞封育+火烧＞封育,群落物种多样性指数(H'和D)的排列顺序为放牧＞封育＞封育+火烧＞封育+施肥,优势度指数与多样性指数相反,群落均匀度指数(Jsw和Ea)的排列顺序为封育＞放牧＞封育+火烧＞封育+施肥.不同干扰样地群落生产力与Shannon-Wiener和Simpson 多样性指数间呈负相关关系,这个结论可以用地上/地下竞争的相互作用来解释.     

荒漠区植物光合器官解剖结构对水分利用效率的指示作用

植物生理功能的发挥以结构为基础,因此,植物光合器官(叶片或同化枝)解剖结构会对水分利用效率(WUE)有一定的指示作用。通过对黑河流域优势种灌木光合器官的解剖特征和表征WUE的稳定碳同位素比率(δ13C)进行分析,试图从解剖结构的角度为荒漠植物WUE寻求一个有效的指示指标。结果显示:(1)除花棒外,轴状光合器官植物的δ13C值均高于叶状。(2)不同荒漠植物光合器官及不同组织厚度变化范围较广,叶厚度(Tl)或轴直径(Da)、角质层厚度(Tc)、表皮厚度(Te)、栅栏组织厚度(Tp)、海绵组织厚度(Ts)、贮水组织厚度(Ta)的最大值分别约为最小值的6.9、5.8、11、4、3.5和3.5倍。荒漠区多数轴状光合器官植物的Da以及Te高于叶状。(3)所研究优势种灌木的δ13C值与Tl或Da之间存在极显著的正相关关系(r=0.719,P<0.01),与不同组织厚度(Tc、Te、Tp、Ts和Ta)之间相关性不显著。由此可知,从植物光合器官的解剖结构来看,荒漠区植物的WUE可以用Tl或Da来表征,叶片越厚,越有利于植物高效利用水分,且轴状光合器官植物的WUE高于叶状。     

香港巨牡蛎与长牡蛎种间配子兼容性

为了评估香港巨牡蛎与长牡蛎的配子兼容性,于2010年7月,以性腺成熟的香港巨牡蛎和长牡蛎为材料,研究了环境因子温度(16、20、24、28、32℃)、盐度(10、15、20、25、30)及内在因子精子浓度(100、101、102、103、104个/μL)、个体差异(240次杂交实验)对其受精率的影响,并计算了以上条件下的F50临界值。结果表明:香港巨牡蛎卵子可以与长牡蛎精子受精,但相反方向不能受精,存在着单向受精现象。温度是影响长牡蛎配子兼容性主要因子,盐度是影响香港巨牡蛎的主要因子,而温度、盐度交互作用是影响种间配子兼容性的最主要因子。种间配子温度、盐度的F50临界值分别为20.90℃、14.7。精子浓度及单对杂交中的个体差异均显著影响配子兼容性,精子浓度的F50临界值为2.40个/μL;在240次杂交实验中,有91次受精率不足50%,说明个体差异比例的F50临界值37.92%。从其内在因子来看,长牡蛎平均受精率最高(96.83%),配子兼容性较好;对于香港巨牡蛎(70.98%)与种间配子(58.70%)而言,受精水平相对较低,且存在着较大的个体差异。     

砀山酥梨不同程度缺铁叶片生长素抑制蛋白基因表达分析

以‘砀山酥梨’为材料,采用酶联免疫分析法(ELISA),测定叶片中内源IAA的含量.依据已构建的缺铁叶片SSH文库中生长素抑制蛋白(ARP)基因片段的序列信息,应用RACE技术克隆其cDNA全长,通过实时荧光定量(qRT-PCR)技术,分析ARP基因的相对表达量.结果表明:(1)ARP基因cDNA全长为707 bp,其中开放阅读框为351 bp,编码116个氨基酸,推测的蛋白质分子量为12.82 kD;该蛋白可能定位于微体,属于非分泌型、非跨膜蛋白类,并具有ARP基因家族的保守结构域.(2)在不同程度缺铁叶片中ARP基因的表达量存在差异,随着缺铁程度的增加,表达量显著升高,同时叶片中内源IAA含量逐渐降低.据此推测,ARP基因可能负反馈调节缺铁黄化叶片中IAA的水平,从而调控叶片的生长发育.     

磷石膏浸提液对豌豆种子生理及幼苗生长的影响

利用不同浓度的磷石膏浸提液处理豌豆种子,测定豌豆种子淀粉酶活性、可溶性糖、种子生命力、吲哚乙酸含量、吲哚乙酸氧化酶活性和发芽率、苗高、植株鲜重。结果表明:磷石膏浸提液处理后,豌豆种子可溶性糖含量和吲哚乙酸含量分别比对照增加6.7%～43.3%和9.4%～40.8%。豌豆幼芽中α-淀粉酶活性和吲哚乙酸氧化酶活性分别比对照高出8%～64%和15.2%～30.9%;发芽率、苗高和植株鲜重分别比对照提高10%以上。表明磷石膏能促进豌豆萌发和生长。