新工科背景下生物工程五层次实践教学体系的构建

强化实践教学，提升创新能力是新工科建设的关键任务之一。文中结合天津大学化工学院生物工程专业培养方案的修订内容，不断改进实践教学体系和课程内容，建立了基础实验、综合实验、课程设计、科研实践、实习实训等五层次的教学改革体系，为培养具有实践能力和创新精神的卓越创新人才，提出了创新的教学改革模式，为新工科建设提出了新的设想和新的方案。     

珠江口伶仃洋中华白海豚栖息地利用对海岸线等变迁的响应

沿岸鲸豚类栖息地易受人类活动的干扰，导致其分布和核心栖息地发生变化。珠江口-漠阳江口中华白海豚种群是目前所知全球范围内最大的种群，其中伶仃洋水域是其重要的栖息地。近年来，珠江口伶仃洋周边城市发展带来的人类活动增加，白海豚的生存压力日益增大，分析伶仃洋中华白海豚对栖息地环境变化的响应，研究对应的保护策略显得非常迫切。以多源陆地资源卫星Landsat为数据源，通过影像分析近43年珠江口伶仃洋围填海造成的海域流失，结合近20年来采用截线抽样法收集的海豚观测数据，运用含障碍核插值（Kernel interpolation with barriers）方法，分析白海豚的分布及核心栖息地的变化。结果显示：1986-2015年期间，研究区域内流失的海域面积为344.08km²；目击分布离人工海岸线的平均距离大于自然海岸线的平均距离，目击分布到自然海岸线和人工海岸线的平均距离均在减小，表明过去20年白海豚的栖息地使用选择发生了一些变化，被迫适应人类活动的干扰；1997-2016年白海豚的分布范围呈现先增加后减小，白海豚栖息地使用的重心偏向伶仃洋东部水域，核心栖息地趋向主航道和无人海岛附近水域萎缩，可能是海豚因海域食物资源减少而迫不得已的选择。不同时期，珠江口中华白海豚国家级自然保护区所覆盖的核心栖息地比例呈递减趋势，占比由79.9%下降到49.4%，当前有必要对保护区范围和功能区作出一些优化调整，以适应栖息地使用的变化格局。     

三种植物源药剂对红火蚁的防治效果评估及其对本地蚂蚁群落影响

红火蚁Solenopsis invicta Buren是一种危险性入侵害虫,可对人类健康、农林业生产、公共安全和生态系统产生严重的负面影响。目前,化学农药是防治红火蚁的主要方法。然而,大多数化学农药并不适用于有机农场、水产养殖区等生态敏感区。为筛选出用于生态敏感区红火蚁防治的药剂,本文结合室内和田间试验评估了植物源杀虫剂苦参碱Matrine、鱼藤酮Rotenone和除虫菊素Pyrethrin对红火蚁的防治效果。室内试验结果表明,苦参碱、鱼藤酮和除虫菊素对红火蚁均具有较高的毒性。田间试验表明,25.00 mg/L和12.50 mg/L苦参碱、250.00 mg/L 和125 mg/L鱼藤酮、75.00 mg/L和37.50 mg/L除虫菊素灌巢处理,红火蚁蚁巢减退率分别达到100%、81.25%、87.50%、79.17%、71.73%和66.67%。然而,除25.00 mg/L苦参碱外,其他处理均导致在被灌巢的蚁巢周围短期内出现新蚁巢。灌巢处理后,处理区的蚂蚁多样性指数和均匀度指数升高,优势度指数下降。综上所述,苦参碱、鱼藤酮和除虫菊素适合灌巢处理防治红火蚁,其中0.5%苦参碱可溶性液剂能有效降低红火蚁种群数量,使得蚁巢减退率达100%,同时对本地蚂蚁群落没有负面影响,因此该商品制剂在红火蚁防治方面具有较好的开发潜力。     

圆果黄麻雌性不育突变体鉴定及其生理生化特性初步研究

为研究圆果黄麻（Corchorus capsularis L．）粤圆6号不育突变体的类型及不育机理,以粤圆6号及其不育突变体为实验材料,对其花器官及花粉粒进行了形态观察、碘染实验、体外萌发实验及田间授粉实验,结果表明,粤圆6号突变体为雌性不育。对两个材料发育不同时期功能叶和花蕾中的可溶性糖和可溶性蛋白含量进行了测定,结果表明,可溶性糖和可溶性蛋白在不同时期均表现出动态变化。雌性不育突变体功能叶中的可溶性糖在现蕾前期的含量略低于正常可育材料,进入现蕾期和结果期,其可溶性糖却比可育材料分别高出16．0％、33．3％,而花蕾组织中的可溶性糖比可育材料降低了15．5％;可育材料3个时期的功能叶及花蕾组织中可溶性蛋白的表达量分别比不育突变体高出3．9％、29．2％、79．1％、11．9％。上述代谢表达差异可能与雌性不育有关。     

黄麻两个栽培种及其野生类型与三个近缘种的核型分析

本研究选取黄麻属（Corchorus）2个栽培品种及其4个野生类型和3个野生近缘种为材料,采用常规根尖压片法对黄麻属供试材料的染色体数目和核型进行研究。结果表明：染色体数目均为2n=14。核型公式分别为：宽叶长果（长果黄麻栽培种）2n=2x=14=14m(4SAT);南阳野生长果（长果黄麻野生类型）2n=2x=14=14m(2SAT);坦桑尼亚野生长果（长果黄麻野生类型）2n=2x=14=2M+12m;闽麻5号（圆果黄麻栽培种）2n=2x=14=12m+2sm;爱店野生圆果（圆果黄麻野生类型）2n=2x=14=14m ;廉江野生圆果（圆果黄麻野生类型） 2n=2x=14=4M+10m;假黄麻（黄麻属野生近缘种）2n=2x=14=2M+12m;假长果（黄麻属野生近缘种）2n=2x=14=2M+12m;甜麻（黄麻属野生近缘种）2n=2x=14=14m。其中除了宽叶长果核型分类为1B外,其他的都为1A型。本文还讨论了黄麻野生近缘种甜麻的分类学地位。     

XeCl（308nm）准分子紫外激光对生物大分子酵母甘露聚糖分子结构的辐照效应

激光在农业和医疗等方面已有广泛应用,并且取得增产和一定疗效,但也有费介现象(暂称后继效应或潜在效应).激光辐照生物体虽然是局部的有限时间,但对由多种生物大分子组成的牛物体的影响可能是综合的.为了探索激光生物学效应的分子机理,以便进一步认识和掌握激光的生物学效应,对激光直接辐照有生物活性的生物大分子一酵母甘露聚糖产生的效应进行电镜扫描观察和紫外及红外光谱法分析研究.实验结果表明:308 nm 激光(单脉冲25 mJ,33.3 ml-34.4 ml,脉冲频率2次/s)无论是固定辐照时间(45 s)变化样晶所置距离,或反之固定样品所置距离(290 mm)改变辐照时广开J为15 s、30 s、45 s或60 s,都能引起受照样品的结构(构象)变化,特别足糖分子结构中富含的-OH、-CH-OH、-C-O-c-、-N-C=0、-C=0等结构部件处的IR谱线对激光能最变化影响敏感.它们既是糖分子内或分子间形成氧键和糖苷键的结构基础部件,又是甘露聚糖(Man-nan)糖基化其他生物大分子进而影响它们在生物信息流中作用的重要结构部件.结果显示糖在激光牛物效应中起了不可忽视的作用,这为综合探索激光生物效应分子机理和糖在生物信息传递中的作用提供了重要线索,为选择甘露聚糖作为生物导弹载体提供了参考依据.     

代谢工程发展30年

代谢工程学科建立30年以来先后与分子生物学、系统生物学和合成生物学发生深度的交叉融合,并在此基础上获得了飞速发展,极大地促进了生物技术产业的进步和升级。文中首先基于SCI论文发表情况对30年来代谢工程学术研究现状和我国在该领域的地位和影响力进行了分析,随后总结了近10年来系统生物学方法和合成生物学的主要使能技术在代谢工程中的应用。最后讨论了目前代谢工程发展中存在的主要问题和今后的发展趋势。     

普通烟草NtODB基因的电子克隆、表达及生物信息学分析

ODB基因在植物同源重组依赖性的DNA双键断裂修复过程中起重要作用,对植物诱变育种具有潜在的应用价值。克隆烟草NtODB基因并分析其表达特征为丰富ODB基因在同源重组DNA修复过程中的作用提供证据。为得到烟草NtODB基因序列,采用电子克隆技术获得该基因cDNA序列并克隆验证。进一步使用生物信息学方法分析该基因表达特征,对预测蛋白的理化性质、信号肽、高级结构等进行预测。生物信息学分析结果表明,NtODB基因开放阅读框包含579个碱基,蛋白含192个氨基酸残基,NtODB蛋白具有碱性和亲水性,主要定位于细胞质内;实时荧光定量PCR检测结果显示NtODB基因在不同组织中呈现组成型表达特征;亚细胞定位检测提示NtODB主要表达于细胞膜和叶绿体。NtODB基因的克隆与表达分析及其蛋白高级结构和理化性质的预测,可为进一步丰富ODB基因在同源重组依赖的DNA修复系统中的作用机制提供证据。     

脱硫弧菌SRB7对重金属铬Cr(VI)还原特性

利用化工厂污泥废水中分离到的一株耐酸脱硫弧菌(Desulfovibrio SRB7),对不同pH,温度、碳源、菌废比等条件下SRB7还原Cr(VI)能力进行研究.并从H2S还原途径、电子传递途径以及胞外聚合物(EPS)吸附途径研究SRB7菌体整体去除Cr(VI)的特性.结果表明:当Cr(VI)起始浓度为50 mg/L时,pH 7.5,培养温度36℃,碳源为乳酸钠,混合菌液和Cr(VI)溶液的菌废比为1:5(V/V)能获得很好的还原效果.在SRB7去除Cr(VI)的特性中,吸附途径对Cr(VI)的去除几乎不起作用;电子传递途径在Cr(VI)的还原过程中不占优势,24 h去除率为51.42%;而H2S途径在Cr(VI)的还原过程中占主导地位,24 h去除率为78.02%.     

基于CSSL的水稻穗颈长度QTL的代换作图

水稻穗颈长度是影响杂交水稻制种产量提高的重要农艺性状之一。文章利用94个以籼稻品种9311为遗传背景、粳稻品种日本晴为染色体片段供体的覆盖全基因组的染色体片段置换系(Chromosome segment substi-tution lines, CSSL)为材料, 调查和分析CSSL群体及双亲的穗颈长度。结果表明: 在17个置换系中检测到8个控制水稻穗颈长度的数量性状位点(Quantitative trait loci, QTL), 分别位于第2、3、7、8、9和第11染色体; 利用代换作图法, 定位了其中的7个穗颈长度QTL; 其加性效应值介于0.10~3.20之间, 其中qPE-9和qPE-11的加性效应值较大, 平均效应值分别为3.15和2.95, 表现为主效基因特征; qPE-2-2、qPE-3-1、qPE-3-2、qPE-7和qPE-8等5个QTL被定位在小于10.0 cM的区段内。利用CSSL可以有效地鉴定水稻穗颈长度QTL, 这些QTL为分子标记辅助选育穗颈长度适中的水稻品系及其进一步的精细定位奠定了基础。