"生物技术实践"模块的解读--旨在全面提高学生生物科学素养

《高中生物课程标准》设置了“生物技术实践”选修模块，这种专门开设以技术实践为主题的课程．在我国高中生物学教学史上是前所未有的。其意义十分重大。     

基于16S基因序列海南产白唇竹叶青蛇的分类地位

为研究海南产白唇竹叶青蛇分类地位,捕捉来自海南岛各地的12个白唇竹叶青蛇样本,并从GenBank下载65个竹叶青蛇的样本序列,以瘤鼻蝮蛇为外群,建立16S系统发育树。系统发育树显示,竹叶青蛇分为多个属的观点具有很大的合理性,白唇竹叶青蛇隶属于帝汶(岛屿)竹叶青蛇属。进一步验证了经典形态学和生物地理学的观点,海南岛产白唇竹叶青与其它地方产白唇竹叶青蛇不存在生殖隔离。     

堆肥过程中优势功能微生物菌群多样性及其影响因素

堆肥是一个由多因子所介导的复杂系统。功能微生物在堆肥中扮演着至关重要的因素,其在降解可利用废弃物的同时,也受到其他环境因子的调控,在不同堆肥时期有着明显的菌群差异。近年来,研究人员阐明了不同堆肥时期(嗜温期、嗜热期、降温期和腐熟期)优势微生物菌群多样性、功能以及堆体环境因子(温度、氧气、pH、EC和养分状况)对优势菌群的影响及其机理,这二者之间的相互作用促进了堆肥发酵进程。本文就堆肥不同时期优势微生物菌群多样性、生态学功能及其影响因素进行介绍,并提出堆肥研究所面临的问题,为今后堆肥过程中功能微生物的研究方向及合理利用提供新的视角。     

粟酒裂殖酵母蛋白Atp4定位和功能的研究

研究粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)中Atp4的定位和参与线粒体功能的机制。借助于基因敲除、荧光显微镜观察、线粒体提取、生化试剂处理和Western blotting等技术开展研究。在甘油培养基上,Δatp4突变菌株表现出生长缺陷,是线粒体呼吸缺陷菌;Fluorescence microscope观察到用GFP标记的Atp4和线粒体是共定位的;采用生化试剂TritonX-100和蛋白酶K处理以及碳酸钠处理Atp4-Flag和yHL6381线粒体,结果表明Atp4定位在线粒体内膜;Western blotting实验结果表明Atp4缺失导致Cob1、Cox1、Cox2和Atp6表达量剧烈下降,Cox3和Cox4蛋白表达量也有略微下降。综上所述,Atp4在线粒体内膜发挥功能,对于维持线粒体编码蛋白的正常表达至关重要,是线粒体呼吸链功能的发挥所必需的。     

Ensifer meliloti 1021烟酰胺酶的酶学特性及3-氰基吡啶调控机理的研究

克隆和异源表达固氮菌Ensifer meliloti 1021烟酰胺酶(NAMase),研究其酶学特性,并探究3-氰基吡啶(3-CP)对该酶的调控机制。PCR扩增获得E. meliloti 1021烟酰胺酶基因(nam)序列,构建含nam的重组质粒并导入Escherichia coli Rosetta(DE3)中异源表达,用Ni-NTA亲和层析纯化蛋白,探究温度、pH、有机溶剂及金属离子对NAMase活性的影响,并对烟酰胺酶进行了固定化研究。结果显示,克隆得到长636 bp的nam,编码的蛋白分子量为22.6 kD,等电点(PI)为5.5。NAMase的最适pH为7.0,在30-50℃温度范围内孵育2 h酶活维持在97.1%以上,最适温度在30-70℃。Ag2+和异戊醇对NAMase的活性抑制率最大。在E. meliloti 1021野生菌株及NAMase过表达菌株转化烟酰胺的过程中3-CP会抑制烟酸的产量,这种效应并非底物抑制作用。     

内生真菌司氏角担子菌B6对尖孢镰刀菌西瓜专化型菌株的拮抗作用

近年来,尽管西瓜产业不断发展壮大,但轮作土壤种植西瓜易产生枯萎病害导致世界范围内的西瓜严重减产。通过对峙培养实验和抑菌实验探讨了重阳木内生真菌司氏角担子菌(Ceratobasidum stevensii)B6菌株对西瓜枯萎病病原菌尖孢镰刀菌西瓜专化型(Fusarium oxysporum f. sp.Niveum,FON)的拮抗作用,并初步分析了其作用机制。平板拮抗试验的结果表明,内生真菌B6生长过程中不是通过产生抑菌带来抑制FON菌丝,而是利用自身的生长优势将FON完全覆盖。显微观察B6与FON菌丝的接触部位,发现FON菌丝外侧附着B6顶端菌丝形成的胞样结构,表明FON菌丝生长仅受到B6菌丝的抑制。抑菌试验结果显示,B6产生的挥发性物质可以抑制FON的生长和产孢,并使其菌丝分枝明显减少;B6的发酵液对FON的生长和产孢没有抑制作用。因此,推测B6主要通过释放某些挥发性物质产生拮抗作用而抑制FON的生长。     

内生真菌对花生残茬腐解及土壤酚酸含量的影响

土壤中花生残茬是导致连作障碍的原因之一。为了探讨施加内生真菌Phomopsis liquidambari(B3)对加速花生残茬腐解、改善连作花生土壤环境、缓解花生连作障碍的作用及其可能机理,通过向土壤中添加花生(Archis hypogaea)残体,利用盆栽试验探讨了施加B3对花生残茬腐解率、土壤部分酚酸物质和酶活性的影响。结果表明:与CK相比,在萌发期和苗期,添加B3处理显著加快残茬腐解,提高纤维素木质素降解率,增加土壤中对羟基苯甲酸、香草酸和香豆酸的含量;在花生整个生育期,施加B3显著调节了土壤中漆酶、锰过氧化物酶(Manganese peroxidase,Mn P)、木质素过氧化物酶(Lignin peroxidase,Li P)和多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)活性的动态变化,这种变化有利于花生残茬快速腐解和酚酸类化感物质的及时转化。开花期之后施加B3处理土壤酚酸含量显著降低,花生荚果增产19.9%。实时定量PCR结果表明内生真菌B3在土壤中30 d内可以被检测,并对复杂多样的酚酸类物质具有广谱高效的降解能力。由此说明,施加内生真菌B3可以显著加快连作土壤中花生残茬腐解,进而通过减少土壤酚酸含量来缓解由残茬腐解引起的连作障碍。     

一氧化氮对植物重金属胁迫抗性的影响研究进展

一氧化氮(NO)作为一种重要的信号分子,在调节植物重金属胁迫抗性方面上起着非常重要的作用。综述了NO在植物体内的产生途径,重金属胁迫下植物体内内源NO含量的变化以及外源NO与内源NO对植物重金属胁迫抗性的影响。大量研究表明外源NO能够增强植物对重金属胁迫的抗性,一方面是通过增强植物细胞的抗氧化系统或直接清除活性氧,另一方面是通过影响植物对重金属的吸收以及重金属在植物细胞内的分布。然而内源NO在调节植物重金属胁迫抗性上的功能角色仍存在争议。有些研究表明内源NO是有益的,能够缓解重金属胁迫诱导的毒性;但是也有证据表明内源NO是有害的,能够通过促进植物对重金属的吸收以及对植物螯合素进行S-亚硝基化弱化其解毒功能,从而参与重金属诱导的毒害反应和细胞凋亡过程。     

广义可加模型在R中的快捷实现及蓝藻水华预测分析中的应用

广义可加模型(generalized additive models,GAM)适用于响应变量与解释变量之间的关系是非线性或非单调的数据分析,近年来在生态学中受到越来越多的关注。本文利用太湖湖泊生态系统研究站的监测数据,在RStudio集成编程环境下通过R对数据进行预处理、确定连接函数、对模型进行筛选以及评估等步骤,运用GAM分析了环境因子对微囊藻生物量的影响。结果表明,水温、总磷、化学需氧量以及电导率是影响太湖微囊藻生物量的4个关键环境因子。分析过程中,通过自编函数能有效地减少编程过程中的代码输入工作;R+RStudio是高效、快捷的编程环境。     

江苏省花椒属(芸香科)植物地理分布新记录

报道江苏省花椒属地理分布新记录植物1种——椿叶花椒(Zanthoxylum ailanthoides Sieb.et Zucc.),并对该省花椒属植物进行了补充记述。椿叶花椒分布于中国东南部(福建、浙江、江西、广东、广西、贵州、四川、云南、台湾)至东亚和东南亚的热带与亚热带地区,在江苏为新记录,且是该种分布的最北界。凭证标本存放于南京师范大学生命科学学院生物标本馆(NJNUH)。