Plackett-Burman Design与均匀设计法优化玫瑰色微球菌固定化脱氮的性能

【目的】采用Plackett-Burman Design (PBD)与均匀设计(Uniform Design, UD) 优化玫瑰色微球菌(Micrococcus roseus)固定化脱氮的条件,以提高其脱氮性能。【方法】选择聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)与海藻酸钠(Sodium alginate,SA)作为固定化细胞材料,研究其成球方式与性能,应用PBD对9个影响脱氮效果的因素进行显著性检验,筛选出PVA、SA、温度、菌液接种量、菌球量5个显著性因素(P<0.05)。采用UD对5个显著因素进行条件优化,优化数据通过Minitab与Matlab软件进行逐步回归分析,并建立二阶多项式模型。【结果】最优脱氮条件为PVA 9.6%、SA 2.2%、温度33.4 °C、菌液接种量8%、菌球量500个/100 mL,连续脱氮72 h,最高脱氮率达到60.9%。【结论】PBD与UD的联合使用能够在显著因子筛选与寻优中发挥重要的作用。连续脱氮试验表明,玫瑰色微球菌去除氨氮主要通过同化、硝化与反硝化途径。     

雄性短尾猴维持临时配偶关系的行为适应性

临时配偶关系指多雌多雄灵长类群体中的一只成年雄性连续跟随一只成年发情期/性接受期的雌性形成的异性关系,在季节性繁殖物种的交配季节表现的尤为明显,是雄性个体提高交配成功的策略之一。为了探讨能量消耗对这种行为的约束,本研究于2017年8月至2018年1月,以栖息于安徽黄山的短尾猴鱼鳞坑A1群（YA1群）的8~10只成年雄性为研究对象,采用目标动物取样法、行为取样法以及全事件记录法采集成年雄性自然发生的行为数据。通过分析移动时间、觅食时间和交配频次等行为指标,同时测定作为个体能量状态生理指标的尿液C-肽浓度（Urinary C-peptide , UCP）,从行为和生理两个方面研究雄性短尾猴维持临时配偶关系的适应性特征。研究期间,在临时配偶期内,雄性的移动时间无显著变化,但觅食时间和交配频率显著增加;在临时配偶期内,当存在雄性竞争者时,雄性的觅食时间显著减少;临时配偶关系对雄性的UCP水平无显著影响。结果表明,雄性短尾猴在临时配偶期内可能会根据能量消耗的情况以及守护雌性周围的社会环境对自身行为进行调整,以减少其在临时配偶期内的能量投资,提高自身维持临时配偶关系的行为适应性。     

放线菌中亮氨酸应答调控蛋白的生物学功能及其调控机理

放线菌是一类革兰氏阳性细菌,可产生氨基酸等初级代谢产物和抗生素等次级代谢产物,其广泛用于食品、医药、添加剂及化妆品行业。此外,还有少数放线菌,如分枝杆菌等,是可以引起人和动植物病害的病原菌。亮氨酸应答调控蛋白(Leucine-responsive regulatory protein,Lrp)是一类在氨基酸代谢及其相关代谢过程中的重要转录调控子,能够应答各种氨基酸,参与调控微生物细胞的多个生理过程,例如氨基酸代谢和转运、中心代谢、细菌的持久性和毒力等。本文总结了放线菌Lrp的生物学功能,并综述了放线菌中不同种属Lrp以及天蓝色链霉菌和红色糖多孢菌Lrp调控机理的研究进展。     

短尾猴粪便雌二醇和孕酮处理与 提取方法比较

非损伤性的粪便样本已在监测动物性激素水平中得到广泛应用,但粪便处理和激素的提取方法在不同物种中因其食性与代谢不同具有明显的物种特异性。本研究以野生和笼养两种环境下的短尾猴(Macacathibetana)为研究对象,采集粪便样品,利用放射免疫法(RIA)检测激素含量,比较不同粪便处理方式(湿便法、冷冻干燥粉碎法、冷冻干燥研筛法)和激素提取方法(乙醇加热法、甲醇乙醚法、乙醇丙酮法、甲醇乙醇法)的效果,探讨不同取食条件下短尾猴雌二醇(E2)和孕酮(P4)水平的最佳测定方法。粪便不同处理方法的比较中,冷冻干燥研筛法测得雌二醇和孕酮含量最高,冷冻干燥研筛法与冷冻干燥粉碎法在野生短尾猴中具有显著差异(P0.01),但在笼养短尾猴中无显著差异(P 0.05)。湿便法测得含量最低,与另两种处理方法均具有显著差异性(P 0.01)。激素提取方法的比较中,乙醇加热法提取雌二醇和孕酮含量最高,与甲醇乙醚法(P 0.01)、乙醇丙酮法(P 0.01)、甲醇乙醇法(P 0.01)之间均具有显著性差异。综合考虑激素平均含量、处理过程的简便性、抽提步骤的可行性,野生短尾猴粪便处理建议选用冷冻干燥研筛法,笼养短尾猴粪便由于冷冻干燥粉碎法操作简便且与冷冻干燥研筛法无显著差异,因此笼养短尾猴建议选用冷冻干燥粉碎法。野生与笼养短尾猴粪便激素的提取均建议采用乙醇加热法。     

基于“抗疫精神”的“基因工程”课程思政教学设计与实践

课程思政是当前高校落实“立德树人”根本任务的重要形式。在抗击新型冠状病毒肺炎疫情中,中华民族同舟共济、守望相助,共同铸就了伟大的抗疫精神,为课程思政教学提供了最生动的元素。本文对“战疫”行动中的抗疫精神进行梳理和总结,将其内涵凝练为5项内容;以新型冠状病毒的“核酸检测、疫苗研制及其变异”中蕴含的“抗疫精神”为思政载体,甄选“基因工程”课程中对应的理论内容,开展聚焦抗疫精神的“基因工程”课程思政教学设计与实践研究,利用问卷法和深度访谈法对教学实施效果进行评价,旨在引导学生在学习专业理论知识的同时,感悟课程内容中蕴含的抗疫精神,并将其内化为价值追求,潜移默化中提升学生的思想意识和道德修养,同时为生物类其他专业课程思政教学提供参考和借鉴。     

野生藏酋猴冬季食物组成及营养成分

觅食是获取营养物质和能量的重要途经。对于栖息在四季分明地区的灵长类动物而言,低温以及食物资源相对匮乏的冬季是其生存和生长发育的瓶颈期。本研究以安徽黄山的野生藏酋猴（Macaca thibetana）天湖山群为对象,于2019年11月至2020年1月采用瞬时扫描取样法（Instantaneous scan sampling）采集猴群觅食行为数据,并分析其冬季食物组成及食物中各化学成分含量对取食的影响。结果显示,野生藏酋猴在冬季共取食23科31属34种植物,主要包括壳斗科（Fagaceae,21.62%）、樟科（Lauraceae,17.57%）、蔷薇科（Rosaceae,8.11%）的植物,取食部位以叶片（66.22%）和果实（种子）（24.32%）为主。不同取食部位的水分、总糖、淀粉、脂肪、单宁等成分存在显著差异。其中,叶片的水分含量高于果实（种子）、茎和芽,茎和果实（种子）含有较高的总糖,果实（种子）的淀粉和脂肪含量最高,芽的单宁含量最高。此外,取食植物中的总糖含量高于非取食植物。结果表明,野生藏酋猴适应寒冷冬季与食物匮乏的觅食策略是对植物种类、植物部位及其主要营养成分的综合结果。     

酿酒酵母INO80染色质重塑复合物调控基因表达的研究进展

表观遗传调控是真核生物基因表达精细调控的重要组成部分,主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰和染色质重塑。其中,染色质重塑因子可影响组蛋白修饰酶和转录因子与特定位点的结合,在基因表达调控中占有重要地位。INO80复合物是进化上保守的染色质重塑复合物,能利用ATP水解获得的能量促进核小体的滑动和驱逐。INO80复合物除了在DNA复制、修复中发挥重要功能外,还通过改变DNA可及性调控酿酒酵母的基因表达。本文综述了染色质重塑复合物的分类及组成,重点介绍了酿酒酵母多亚基复合物INO80在基因表达调控中的重要功能,包括驱逐RNA聚合酶Ⅱ、响应信号转导途径和改变基因表达水平等,并着重总结了其在酿酒酵母环境胁迫响应机理中的研究进展。深入研究INO80染色质重塑复合物的功能,可为理解真核生物精细代谢调控的机制,并进一步开发基于染色质重塑等表观调控水平的微生物代谢工程和合成生物学改造策略,提高菌株的环境胁迫耐受性和发酵性能提供基础。     

科学史视角下的“基因工程”课程思政探索与实践

课程思政是新时期高校思想政治教育的重要途径之一。科学史记载了科学知识从产生到持续发展的过程,蕴含着丰富的育人价值,能够为专业课的课程思政教学提供新的视角和思路。本文从科学史丰富的育人价值中选择科学精神、科学思维、科学兴趣和科学伦理4个方面的素材;依托"基因工程"课程内容,对有关诺贝尔奖的科学史进行梳理;然后,以4个方面的素材为育人载体,深挖其中蕴含的思政元素,通过实施课程思政教学,帮助学生达成课程思政目标;最后,综合运用问卷和深度访谈相结合的方式评价教学效果。借此引领学生树立正确的价值观,提高思想政治水平,以期为生物学专业的课程思政体系建设提供参考。     

L929细胞条件培养基诱导培养的小鼠原代巨噬细胞生物学特性对比

本研究旨在对比分析小鼠骨髓源巨噬细胞 (BMDM) 和腹腔巨噬细胞 (PM) 原代培养及巨噬细胞生物学特性差异,为合理选择原代巨噬细胞培养方法提供参考依据。原代培养小鼠BMDM和PM,细胞计数仪测定细胞数量,倒置显微镜观察形态学变化,流式细胞仪检测细胞纯度,CCK-8法测定细胞增殖,中性红吞噬实验测定细胞吞噬功能,实时荧光定量PCR分析巨噬细胞表型变化。结果显示,BMDM原代培养获取的细胞数量显著高于PM (P<0.01),PM贴壁及伸展时间早于BMDM。BMDM中F4/80+CD11b+百分比 (98.30%±0.53%) 高于PM (94.83%±1.42%),但无统计学差异 (P>0.05)。在L929细胞条件培养基培养体系中,BMDM增殖能力显著高于PM (P<0.001)。吞噬实验发现,基础状态下BMDM吞噬能力显著高于PM (P<0.01),经LPS刺激24 h后,除低剂量LPS (0.1 μg/mL) 外,BMDM吞噬能力均显著高于PM (P<0.01或P<0.001),提示BMDM吞噬能力在基础和激活状态下均强于PM。巨噬细胞极化实验发现,基础状态下Tnfα在BMDM中表达显著高于PM (P<0.001),Arg1和Ym1在BMDM中表达显著低于PM (P<0.001),这一差异在极化诱导剂 (LPS+IFN-γ或IL-4) 处理后依然存在。上述结果表明,原代培养BMDM较PM可获取更多细胞,且两种细胞在吞噬功能和极化状态上存在一定生物学差异,应谨慎合理选择巨噬细胞原代培养方法。     

黄山野生短尾猴理毛发生部位的差异

理毛行为是指动物个体用双手或单手从自身或其他个体的毛发中检出颗粒物并放入嘴里咀嚼或直接用嘴进行清理的过程,在灵长类动物社会中普遍存在且频繁发生。本研究以栖息于安徽黄山的野生短尾猴（Macaca thibetana）为研究对象,于2019年7-12月采用目标动物取样法采集行为数据,通过比较自我理毛和社会理毛的发生部位和发生过程,期望揭示该物种理毛行为发生部位的差异性。结果显示,短尾猴的社会理毛发生频率及平均持续时间均显著高于自我理毛。自我理毛多采用双手或单手的方式,而社会理毛则更倾向于使用双手。自我理毛大多分布于后肢前部、后肢后部以及手臂前部等部位,而社会理毛则更多的分布于背部、脸部、躯干侧部、手臂后部等部位。就理毛过程而言,自我理毛选择身体部位的随机性较强,而社会理毛则呈现明显的差异性,短尾猴社会理毛行为开始偏好在背部和脸部,结束部位则更多集中于背部。结果表明,野生短尾猴自我理毛和社会理毛在行为方式、发生过程以及部位选择上均呈现显著差异,很大程度上取决于动物个体自身所能接触的部位。同时,结果提示,两个个体参与的社会理毛行为发生过程中可能体现出参与理毛个体的社会关系的变化特征,为认识和理解理毛行为的社会功能提供更多的基础依据。