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。     

谷氨酸棒状杆菌异源合成萜类化合物的研究进展

萜类化合物具有可观的商业价值,但生产过程复杂,产量低,利用微生物异源合成萜类化合物已成为热点。谷氨酸棒状杆菌内含合成萜类色素的途径,具有异源合成萜类化合物的天然优势和研究前景。首次对谷氨酸棒状杆菌合成萜类化合物进行了综述,从萜类合成途径、关键酶和全局调控机制三个方面进行了途经介绍。概述了谷氨酸棒状杆菌中单萜、倍半萜、四萜类化合物的异源合成,并对利用谷氨酸棒状杆菌高效合成萜类化合物所需解决的问题进行讨论,为谷氨酸棒状杆菌高效合成萜类化合物提供建议。     

3种杓兰属植物菌根真菌系统发育和多样性分析

兰科植物菌根真菌(Orchid mycorrhizal fungi, OrMF)在兰科植物种子萌发和后续生长发育过程中具有重要作用。该研究采用培养(菌丝团分离)和非培养(克隆文库)2种方法获得同一栖息地3种不同杓兰属植物根中菌根真菌ITS序列并划分可操作分类单元(Operational taxonomic units, OTUs),分析其系统发育关系和多样性。结果表明:(1)所有根段中都有菌丝团定植,共分离出菌根真菌64株,其中63株为胶膜菌科(Tulasnellaceae)真菌,1株为角担菌科(Ceratobasidiaceae)真菌;可划分为7个OUT,每个OTU代表菌株的菌丝都能形成OrMF典型的近球形或椭球形链状排列的念珠状细胞;分离出来的菌根真菌均为无性型菌丝且不产生无性孢子。(2) 非培养法得到的3种杓兰属植物的根中OrMF分别隶属于胶膜菌科(Tulasnellaceae),腊壳菌科(Sebacinaceae)、角担菌科(Ceratobasidiaceae)和革菌科(Thelephoraceae),其中胶膜菌科OTU在种类和数量上占有绝对优势,培养和非培养2种方法得到的OrMF OTU类型和数量均为西藏杓兰(Cypripedium tibeticum)>无苞杓兰(C. flavum)>黄花杓兰(C. bardolphianum),但培养法少于非培养法。(3)对胶膜菌进行系统发育分析显示,优势和非优势OTU均分布在系统发育树的3个不同分支上,这种与多种亲缘关系较远的OrMF共生的现象可能与杓兰属植物对环境的适应性有关,且不同杓兰的OrMF物种丰富度没有显著差异,但群落结构存在差异。     

污泥与园林废弃物混合堆肥对波斯菊生长及重金属积累的影响

随着城镇人口增加和城市化的快速发展,每天产生大量的污泥和园林废弃物,而厌氧消化的污泥与园林废弃物的混合堆肥产品应用于林地土壤改良,是城市废弃物循环利用的一种经济有效的方式。本研究在北京平原造林区开展试验,探讨混合堆肥对波斯菊的生长及对重金属元素吸收的影响。结果表明:施用堆肥对土壤全氮和有机质含量无显著影响; Cu、Zn、Cd三种重金属元素在土壤中主要以残渣态的形态存在;施用堆肥提高了土壤Cu、Zn含量,但Zn总量未超过土壤环境质量标准(GB 15618—2018)中的土壤污染风险筛选值300 mg·kg-1,Cu在施肥量较高时超过土壤污染风险筛选值100 mg·kg-1;土壤背景值中Cd含量已经高于土壤污染风险管制值4.0 mg·kg-1,施用堆肥对Cd含量的影响无明显规律;波斯菊株高、生物量和花数均随着堆肥施用量的增加而增加;波斯菊对重金属元素的富集性表现为CuCdZn。本研究表明,北京平原造林区的人工林生态系统可以忍受一定浓度的污泥和园林废弃物混合堆肥,并利用其中的营养物质,提高土壤肥力,促进植物生长。     

火烧高温对泥炭藓孢子萌发力影响的模拟实验

作为生态系统稳定性维持的一个重要因素,火对泥炭地优势植物泥炭藓(Sphagnum)孢子库的影响尚不清楚.以采自长白山区泥炭地的泥炭土和3种泥炭藓的成熟孢子为实验材料,室内模拟火烧,以此设置不同温度水平(20、40、60或100℃,持续0.5、1、2、4或10 min),对泥炭藓孢子进行热激处理,经萌发实验后,研究火烧高温对孢子萌发率的影响.结果显示,火烧期间各层土温随深度而递减,表层泥炭可达300℃的极端高温,而1 cm深温度仅为70℃,体现出泥炭土良好的热缓冲性;40℃的热激可使锈色泥炭藓(S.fuscum)与中位泥炭藓(S.magellanicum)孢子萌发率提高20%与50%;60℃的热激使尖叶泥炭藓(S.capillifolium)孢子的萌发率提高1倍;100℃热激对3种泥炭藓孢子萌发则有强烈的抑制作用.研究表明,泥炭藓孢子耐受高温的能力有限,但土壤中的孢子凭借泥炭的良好热缓冲性,可以躲避火烧高温造成的致命伤害,适度的热激甚至能提高其萌发力,对其在火后的建植及种群的长存可能有重要意义.     

鲸类远距离活体采样技术发展概述及其在中国鲸类研究中的应用前景

鲸类位于海洋生态系统食物链的顶端,在国际海洋环境保护研究中备受关注。鲸类的生活环境使得科研人员难以接近它们,为了在保证动物生命安全的前提下进行采样研究,科研人员发明了鲸类远距离活体采样技术。鲸类远距离活体采样工具出现于1973年,由捕鲸鱼叉改制而来,其后40余年,鲸类活体采样工具先后经历了捕鲸鱼叉、十字弓、复合弓、气枪、手持杆等多种不同动力的采样系统交替出现的发展历程。活体采样技术对动物的影响是科研人员关注的核心问题,为此,科研人员开展了大量研究对活体采样技术的风险性进行评价,并最终认可了这一技术的无损伤性。现今,鲸类远距离活体采样技术已成为国际鲸类研究的重要手段。我国是鲸类资源相对丰富的国家,但该技术在我国鲸类研究中的应用仍处于起步阶段,仅在香港海域的中华白海豚（Sousa chinensis）研究中进行过尝试,鲸类远距离活体采样技术在我国有着广泛的应用前景和发展空间。本文详细介绍了鲸类远距离活体采样技术的发展历程和科研应用,并从遗传学、毒理学、细胞生物学和内分泌学方面对该技术在我国鲸类研究中的应用前景做了展望。     

芽孢杆菌dhs-330-021菌粉的制备及稳定性研究

目的:利用喷雾干燥工艺制备芽孢杆菌dhs-330-021菌粉,并研究菌粉的活性及稳定性。方法:以脱脂乳、海藻糖、β-环糊精和谷氨酸钠为保护剂,采用喷雾干燥(条件为:进口温度100℃,出口温度50～60℃,进样速度2～4mL/min)制备芽孢杆菌菌粉,以喷干存活率和菌粉活菌数为指标,选择最佳制备条件。结果:获得喷干保护剂配方为脱脂乳10.0%、海藻糖6.0%、β-环糊精13.0%、谷氨酸钠15.0%,喷干存活率为65.9%,菌粉活菌数为1.38×109CFU/g,存放180 d后菌粉活菌数为1.03×10~9CFU/g。结论:喷雾干燥工艺可以用于芽孢杆菌dhs-330-021菌粉的制备,获得的菌粉稳定性较好。     

内蒙古大兴安岭南麓东北马鹿种群现状调查北大核心CSCD

我国东北地区的马鹿(Cervus elaphus)在内蒙古大兴安岭南麓的生态系统中占有重要位置,栖息地环境恶化以及人类活动干扰等因素严重影响了马鹿种群的生存状态。本文于2019至2020年采用样线法和粪堆计数法对内蒙古大兴安岭南麓野生马鹿种群恢复现状开展调查,估算其种群密度及数量。结果显示,与10年前相比,黄岗梁、白音敖包、大冷山、赛罕乌拉、乌兰坝和高格斯台的马鹿种群密度均有显著增长(P<0.05),研究区域现有马鹿总数量约为(9644.2±1378.6)头,种群密度(2.5±0.9)头/km^(2)。本次调查从种群密度、数量及增长率等方面探讨了进一步促进马鹿种群恢复的措施,为改进大兴安岭南麓马鹿保护工作提供科学指导。     

肿瘤表达谱基因芯片数据的混合效应模型分析

目的:研究混合效应模型(Mixed Effects Model)在肿瘤表达谱基因芯片数据分析中的检验效能,并探讨其分析效果。方法:采用混合效应模型分析肿瘤实例基因芯片数据,并以基因集富集分析方法(GSEA)作为参照比较分析结果的有效性和科学性,探讨其检验效果。结果:通过混合效应模型和基因集富集分析(GSEA)两种方法对肿瘤基因芯片数据的分析和比较,两种方法筛选出共同的差异表达通路外,混合效应模型额外地筛选出来GSEA未能检验到的8条差异表达通路,且得到文献支持;混和效应模型筛选出的前10个差异表达通路中有6个已有生物学证明而基因集富集分析方法(GSEA)筛选出的前10个差异表达通路中仅有4个已有生物学证明。结论:混合效应模型作为top-down方法中的典型代表,其优势在于通过构建潜变量达到降维目的,可有效地减少多个复杂的变异来源从而保证了结果的准确性和科学性,其检验效能优于基因集富集分析方法(GSEA),是一种行之有效的筛选肿瘤基因芯片数据的分析方法。     

NH_4~+-N、TN、TP和DO对泥鳅的氧化损伤作用研究

目的:水体富营养化给渔业的发展造成严重的负面影响,成为全球瞩目的环境问题之一。方法:本研究利用泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus)作为实验生物,选择氨氮(NH4+-N)、总氮(TN)、总磷(TP)和溶解氧(DO)含量作为富营养化水体的影响因素。研究富营养化水体中NH4+-N、TN、TP和DO含量对泥鳅抗氧化酶活性和脂质过氧化水平的影响,旨在阐明富营养化水体对鱼类的氧化损伤作用。结果:随着水体中NH4+-N、TN、TP和DO含量的增加,泥鳅的SOD活性显著降低(P0.05),MDA含量显著增加(P0.05)。与正常的DO水平相比,水中高浓度和低浓度的氧含量都会造成SOD活性的显著下降(P0.05)和MDA含量的显著上升(P0.05)。其中NH4+-N和DO的影响最大。结论:富营养化水体对鱼类的危害与其造成的鱼类氧化损伤有直接关系,实验的开展为富营养化水体的生物监测与评价具有一定指导作用。