基于问题导向的生物信息学综合实验教学设计

针对生物信息学相关课程的实验教学需求,结合前沿科研问题和成果,设计了基于问题导向的生物信息学综合实验。实验以宏基因组中基因资源挖掘以及蛋白质结构和功能研究为主线,将生物信息学多种学科背景、多个知识点、多类分析技术交叉融合为围绕科学问题开展的综合性实验。通过该实验,激发学生学习兴趣,加深学生对专业知识的理解和掌握,提高学生生物信息学实验操作技能,培养学生科学思维和创新能力。     

中国斑胸蚜蝇属一新种和一新记录种记述(双翅目:食蚜蝇科)

记述采自陕西省秦岭山区斑胸蚜蝇属1新种及1新记录种,即楯斑斑胸蚜蝇Spilomyiascutimaculata,sp.nov.和连斑斑胸蚜蝇SpilomyiapanfiloviZimina1952。模式标本保存于陕西理工学院陕西省资源生物重点实验室。     

酸枣保护酶活性和膜脂过氧化产物对干旱胁迫的响应

以3年生酸枣为试材,通过盆栽控水试验法研究干旱胁迫条件下酸枣生理生化特性的响应规律。结果表明:随着干旱胁迫梯度的加大、干旱时间的延长,保护酶SOD、POD和CAT在酸枣体内积累,表现出先增后降的变化趋势;在中度干旱下SOD活性达到608.36 U/g·FW,高于CK组52.14%且差异极显著(P0.01),POD活性达到190.97μg/min·g·FW,高于CK组113.59%(P0.01)。而CAT活性变化与SOD、POD略有不同,随胁迫程度的加重,其活性逐渐降低,仅高于CK组1.40倍(P0.05)。电导率、NR活性以及丙二醛(MDA)含量表现出增加的趋势;电导率持续升高,高于CK组11.14倍(P0.01),对膜的结构和功能破坏越严重。NR活性达到14.60μg/(g·h)比CK增加了94.66%(P0.01),MDA含量达到26.82μmoL/g·FW,是CK组的2.71倍(P0.05),膜脂过氧化反应加强,对膜的伤害增加。     

甲醇/山梨醇共混流加诱导改变毕赤酵母生产猪α干扰素过程的代谢产能途径强化发酵性能

旨在探讨毕赤酵母生产猪α干扰素过程的代谢产能规律及其对发酵性能的影响。在10 L罐下,开展了不同诱导条件下的毕赤酵母高效发酵生产猪α干扰素过程的代谢酶学和能量再生分析研究。结果表明:甲醇单独诱导条件下、将诱导温度从30℃降低到20℃,胞内醇氧化酶(AOX)、甲醛脱氢酶(FLD)和甲酸脱氢酶(FDH)的比活性增加显著,细胞的甲醇代谢和甲醛异化产能能力、猪α干扰素抗病毒活性大幅提高,最高抗病毒活性达到1.4×106IU/mL,约为30℃诱导条件下的10倍。30℃、甲醇/山梨醇共混流加下,主要供能途径由甲醇单独诱导时的甲醛异化代谢转向TCA循环,甲醛异化供能途径被弱化、毒副产物甲醛的生成积累得到抑制,走向目标蛋白合成途径的甲醇分配比例得到提高。此时,最高抗病毒活性达到1.8×107IU/mL,是30℃甲醇单独诱导下最高活性的100倍以上。更加重要的是,共混流加诱导可以在常温、使用空气供氧的条件下进行,发酵成本明显下降、整体发酵性能改善显著。     

前列腺基质细胞的原代培养方法

目的:建立一种操作简单、成功率高、重复性好的前列腺增生组织原代基质细胞(PSC)培养方法。方法:采用胶原酶消化法、组织块贴壁法和胰酶消化组织块贴壁法,从70岁及以上男性的良性前列腺增生组织中分离培养PSC,通过显微镜观察比较PSC的数量、形态、培养周期,用免疫荧光染色法鉴定PSC的纯度。结果:胶原酶消化法得到的贴壁细胞少,细胞体积较小且形态无法铺展,增殖能力较弱;组织块贴壁法培养72h后细胞会从组织边缘缓慢爬出,生长周期长;胰酶消化组织块贴壁法,细胞培养7d后基本融合,折光性强,细胞多呈长梭形,通过免疫荧光染色鉴定,基质细胞纯度在95%以上。结论:利用胰酶消化组织块贴壁法建立了一种易行、高效且重复性好的前列腺增生组织基质细胞培养方法。     

4种沉水植物对富营养化水体氮磷的去除能力

沉水植物常用于水质净化与生态修复工程.本实验通过室内模拟与测定,分析比较4种常见沉水植物在6个种植密度梯度(0.5g·L^-1～3g·L^-1)下对世博后滩公园生态水系氮、磷污染物的去除率.30d模拟实验结果表明,4种沉水植物对水体中过量氮、磷均有较高的去除率,在种植密度为3g·L^-1时,轮叶黑藻(HydriHa verticillata)对TN去除率最高达到6%,马来眼子菜(Potamogeton malaianus)对TP的去除率最高为88%.在种植密度为0.5g·L^-1～3g·L^-1的范围内时,各沉水植物实验组随种植密度的增大,对氮、磷的去除率升高.     

宁夏长角蚜蝇属二新种记述(双翅目,食蚜蝇科)

记述宁夏长角蚜蝇属8种,包括2新种和3种宁夏新纪录种.瘤颜长角蚜蝇Chrysotoxum faciotuberculatum sp.nov.近似Chrysotoxum chinense Shannon,六盘山长角蚜蝇Chrysotoxum liupanshanense sp.nov.近似突额长角蚜蝇Chrysotoxum projicienfrontoides Huo et Zheng.模式标本保存于陕西理工学院动植物标本馆.丽纹长角蚜蝇Chrysotoxum elegans Loew、西伯利亚长角蚜蝇Chrysotoxum sibiricum Loew和紫柏长角蚜蝇Chrysotoxum zibaiensis Huo,Zhang et Zheng为宁夏回族自治区首次记录.     

中国简管蓟马族昆虫物种多样性及区系初步分析(缨翅目:管蓟马科)

通过对中国简管蓟马族Haplothripini物种的模式标本和定名标本及地理分布文献资料的整理,分析了该族13属53种在中国的物种组成及区系分布特点。结果发现,简管蓟马属物种丰富度最高;中国简管蓟马族在东洋界和古北界均有分布,无特有属,特有种比例低,具有广布种;该族物种在中国动物地理区划中有22个分布型,以华南区为主。最后,初步分析和讨论了该族昆虫的区系特点。     

新型生长快速需钠弧菌基因组无痕编辑体系构建

需钠弧菌Vibrio natriegens作为近几年发展起来的一种新型生长快速底盘细胞,在合成生物学领域展现出良好的应用前景。基因组编辑是合成生物学研究中不可或缺的遗传操作手段。但是,开展需钠弧菌的合成生物学研究仍然有待进一步发展精准、高效的基因组编辑系统。针对这个问题,首先对6株需钠弧菌的生理表型进行检测,选取生长快速、表型稳定的CICC 10908菌株作为基因组编辑研究的宿主细胞。其次,建立并优化需钠弧菌自然转化系统。优化后的系统将筛选标记基因cat-sacB或KanR整合到需钠弧菌染色体上的同源重组效率分别达到4×10–5和4×10–4。再次,在优化的自然转化系统基础上,利用双向选择性筛选方法,建立了精准、高效的需钠弧菌基因组无痕编辑体系。通过测试,基因敲除、回补、插入和替换这4种不同类型基因编辑的阳性率分别为93.8%、100%、95.7%和100%。最后,需钠弧菌可以实现质粒的高效转化和消除。该工作为需钠弧菌合成生物学研究提供精准、高效的基因组无痕编辑手段。     

秦巴山区食蚜蝇亚科昆虫的初步调查(I)(双翅目:食蚜蝇科)

通过2001~2003年对秦巴山区食蚜蝇亚科昆虫的调查,结合整理陕西师范大学生命科学院及陕西理工学院生物系馆藏标本,初步鉴定出该地区食蚜蝇亚科昆虫5族24属56种,包括2新种、1中国新记录种、37陕西省新记录种及2个末定种。文中给出种类分布、新种描述及新记录种的主要特征,模式标本保存于陕西师范大学动物研究所。