创新实践教学模式对大学生素质教育的作用

大学生素质教育要求新时代的大学生不仅要学习理论知识,更重要的是培养科学思维并掌握应用技能。我校微生物学课程教学中探索了以创新实践为主要内容的模式改革,其中"理论—技能—创新实践"同步训练的创新模式,是以将参与创新实践计入期末成绩的形式"强迫"学生进入实验室参与科研项目。实施中我们以"教师—研究生—创新小组"交互学习的方式,任课教师制定规则与目标,研究生帮助创新项目的选题、研究方案设计及实施指导,创新小组依照目标参与研究生的科研课题,最后完成创新实践并获得一定比例的成绩。实践证实创新实践教学对促进学生的理论课程学习、科学思维培养以及创新意识训练等方面都有积极的促进作用,是大学生素质教育的一种实用且高效的教学模式。     

濒危植物羽叶丁香种子休眠与萌发特性研究

以濒危植物羽叶丁香(Syringa pinnatifolia)种子为材料,通过形态观察、种子吸水规律测定及其种子水浸液对白菜种子发芽率的影响等几个方面探究了羽叶丁香种子的基本休眠机制。通过室内发芽试验探究了不同浸种温度和赤霉素(GA3)浓度对羽叶丁香种子萌发特性的影响,并且模拟了不同温度和光照条件对种子萌发特性的影响。结果显示,羽叶丁香种子随温度升高吸水速率加快,最终吸水率在96%~121%之间,表明种子吸水性良好,不具有物理休眠特性;种子内部含有水溶性萌发抑制物,具有化学休眠特性,可通过控制浸种时间解除萌发抑制物的限制;30°C是羽叶丁香种子最好的浸种温度,发芽率和发芽势分别达到了86.00%±4.00%和54.00%±8.71%,发芽指数为5.44±0.44;浸种处理后的种子放在15和25°C恒温无光照条件下测试所得的发芽指标最好,发芽起始时间最短,回归分析结果显示光照是影响发芽率最显著的生态因子;GA3处理并没有显著提高种子发芽率和发芽势,但高浓度(400~800 mg·L-1)GA3处理能够加快胚的生长速率,缩短萌发持续时间,说明羽叶丁香种子具有部分形态休眠特性。     

绿僵菌及其与dsRNA混合使用对褐飞虱的防治效果

褐飞虱Nilaparvata lugens Stl是我国重要的迁飞性水稻害虫,本文研究了金龟子绿僵菌Metarhizium anisopliae及其与dsRNA混合使用对褐飞虱的防治效果。绿僵菌悬浮液1.6×108孢子/m L至8×106孢子/m L对褐飞虱2龄、4龄和成虫进行喷药,发现1.6×107孢子/m L对各个虫态虫龄均有良好致死效果,并且成虫和4龄若虫均好于2龄若虫。在交配行为上来看,绿僵菌处理过的褐飞虱成虫活跃度非常低,从配对开始一直到交配结束的各个阶段都受到明显影响,处理组3 h的交配率只有3.70%,而对照组的交配率为24.44%。还把褐飞虱几丁质合成酶基因A的dsRNA与绿僵菌混合使用防治褐飞虱2龄和4龄若虫,结果表明0.5μg/μL ds CHSA与绿僵菌混合使用的防治效果最好,2龄若虫的死亡率为89.63%,4龄若虫的死亡率达到93.94%。而0.2μg/μL ds CHSA与绿僵菌的混合,对2龄和4龄若虫的致死率为65.56%-76.52%。研究结果为褐飞虱的生物防治提供了新的思路。     

野鸦椿种子内源抑制物活性初探

以野鸦椿(Euscaphis japonica)种壳和胚为材料,甲醇浸提得到种壳浸提液和胚浸提液,配制浸提液浓度梯度为原浸提液浓度的10%、20%、30%、40%,研究不同浓度的种壳和胚浸提液对白菜、小麦、绿豆种子底物酶活性、发芽率、幼苗根长和苗高的影响,萃取和分离种壳和胚甲醇浸提液中的内源抑制物质,探讨野鸦椿种子内源抑制物质的活性与成分。结果表明:随着种壳和胚浸提液浓度的增加,白菜种子酸性磷酸酶活性和发芽率均显著降低(P0.05),表现为抑制作用递增,种壳的抑制作用小于胚,而幼苗的根长和苗高则表现为低促高抑,在10%浸提液处理下根长和苗高达最大值,种壳的促进效果弱于胚;小麦种子淀粉酶活性及幼苗的根长和苗高递减(P0.05),表现为抑制作用递增,而发芽率则在浓度≤20%时差异不明显(P0.05),浓度为30%时显著降低(P0.05),40%时发芽率为0,种壳的抑制作用大于胚;绿豆种子蛋白酶活性、发芽率、幼苗根长和苗高均在浸提液浓度≥20%时显著下降(P0.05),且种壳的作用效果小于胚。种子内源抑制物萃取及分离表明,外壳中含酚酸类较胚多,含碱类较胚少。综上认为,野鸦椿种壳和胚中均含有较高活性的内源抑制物,但性质、成分及含量存在差异,外壳内源抑制物主要作用对象为淀粉类物质,胚乳内源抑制物主要作用于油脂类和蛋白类物质。     

氧化鱼油对草鱼肠道黏膜抗氧化应激通路基因表达水平的影响

为了探讨氧化鱼油对草鱼肠道黏膜损伤后, 参与抗氧化应激的基因通路及其通路基因表达活性的变化,以草鱼为试验对象, 灌喂氧化鱼油7d后, 采集肠道黏膜组织并提取总RNA, 采用RNA-seq方法, 进行了氧化鱼油组和正常鱼油组草鱼肠道黏膜基因注释、IPA基因通路分析和基因表达活性差异分析。结果显示, 组织切片观察发现氧化鱼油导致草鱼肠道黏膜出现严重的损伤; 肠道黏膜中具有较为完整的Keap1-Nrf2-ARE基因调控通路。肠道黏膜在受到氧化鱼油的氧化损伤作用后, 激活了细胞的抗氧化损伤保护机制, 使NRF2介导的氧化应激反应通路基因差异表达显著性地上调, 并导致了下游的GSH/GSTs通路基因差异表达显著性上调, 促进了GSH的生物合成和GSTs的抗氧化作用; 导致Keap1-Nrf2-ARE信号通路下游的热休克蛋白和泛素-蛋白酶体通路基因差异表达显著性上调, 清除受损伤蛋白质, 保护细胞结构完整性。研究表明, 上述三类抗氧化应激通路构成了对肠道黏膜损伤细胞、损伤蛋白质的降解系统和清除系统, 显示其对肠道黏膜组织和黏膜细胞的保护、修复发挥了重要的作用。     

饲料氧化鱼油对草鱼肝胰脏结构和功能的损伤

为了探讨饲料氧化鱼油对草鱼(Ctenopharyngodon idellus)肝胰脏组织结构及其功能的影响, 研究以豆油、鱼油及氧化鱼油作为饲料脂肪源, 分别设计鱼油组(6F)、豆油组(6S)、2%氧化鱼油(4S2OF)、4%氧化鱼油(2S4OF)及6%氧化鱼油(6OF)5组等氮、等能的半纯化饲料, 在池塘网箱中养殖72d。结果显示: 氧化鱼油显著增加草鱼血清ALB、GLB、MDA和GSH含量(P0.05), 显著降低肝胰脏GSH和SOD含量(P0.05); 氧化鱼油会显著增加草鱼肝胰脏指数及肝胰脏脂肪含量(P0.05), 且草鱼血清TG含量显著上升(P0.05), HDL/LDL显著下降(P0.05); 氧化鱼油使血清及肝胰脏TC含量显著增加(P0.05), 血清TBA显著下降(P0.05), 肝胰脏TBA显著上升(P0.05); 氧化鱼油会引起草鱼脂肪肝, 损伤肝胰脏细胞线粒体, 并导致肝胰脏细胞纤维化和组织萎缩。结果表明: 饲料添加氧化鱼油会引起草鱼氧化应激, 并降低草鱼肝胰脏抗氧化能力; 扰乱草鱼肝胰脏脂肪代谢, 引起脂肪肝; 影响胆汁酸肝肠循环, 使胆汁酸在肝胰脏中堆积, 并损伤肝胰脏细胞线粒体, 最终增加草鱼肝胰脏脂肪性肝炎发生率。     

饲料丙二醛对草鱼生长、肝胰脏及肠道结构和功能的影响

为了探讨丙二醛(MDA)对草鱼Ctenopharyngodon idellus(74.821.49) g生长、肝胰脏及肠道结构和功能的影响并初步对比MDA与其他油脂氧化产物的毒副作用, 本试验以新鲜豆油、低氧化程度的鱼油为饲料脂肪源, 制成豆油组(S组)、鱼油组(F组), 并在豆油组中喷涂不同浓度的MDA, 制成MDA水平为61.59 (M1组)、123.92 (M2组)、185.04 (M3组) mg/kg的5种等氮等能的试验饲料。经72d池塘网箱养殖后, 试验结果显示:(1)饲料中MDA及油脂其他氧化产物均可显著增加草鱼饲料系数(FCR) (P0.05), 显著降低特定生长率(SGR)、蛋白质沉积率(PRR)(P0.05), MDA还可显著降低草鱼脂肪沉积率(LRR) (P0.05); (2)饲料中MDA及油脂其他氧化产物均可显著降低血清总胆汁酸(TBA)含量(P0.05), 并使血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、MDA含量及超氧化物歧化酶(SOD)酶活性显著上升(P0.05), 饲料中MDA还可显著增加血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)含量(P0.05), 显著降低血清高密度脂蛋白与低密度脂蛋白之比(HDL/LDL)、白蛋白与球蛋白之比(A/G)比值(P0.05); (3)饲料中MDA及油脂及其他氧化产物会显著增加肝胰脏脂肪(P0.05), 且MDA还会显著增加肝胰脏SOD含量(P0.05), 导致草鱼肝胰脏氧化应激; (4)饲料中MDA会损伤肝胰脏细胞线粒体, 降低细胞核数量, 使肝胰脏细胞有明显纤维化趋势; (5)饲料MDA及鱼油其他氧化产物均会引起草鱼肠道黏膜杯状细胞数量增加, 损伤肠道微绒毛, 并会损伤肠道紧密连接结构, 增加肠道通透性, 导致血清内毒素及D-乳酸含量显著增加(P0.05)。上述结果表明: (1)饲料MDA会引起草鱼鱼体应激, 并通过干扰正常胆汁酸循环来干扰草鱼对脂肪的消化吸收, 最终导致草鱼生长性能下降; (2)MDA会引起肝胰脏氧化应激, 并可通过损伤肝胰脏细胞线粒体内部结构来损伤草鱼肝胰脏, 增加其发生脂肪性肝炎机率, 而鱼油其他氧化产物则是通过影响线粒体膜结构改变线粒体形态来损伤肝胰脏; (3)饲料MDA及鱼油其他氧化产物均会损伤草鱼肠道绒毛和微绒毛来降低其消化吸收能力, 还可损伤肠道紧密连接结构, 增加肠道通透性。     

二倍体矮牵牛花粉母细胞异常减数分裂的观察与核型分析

以夏季高温时期二倍体矮牵牛花蕾为材料,采用常规制片法,对花粉母细胞异常减数分裂进行观察并选取终变期进行染色体核型分析。结果发现:异常减数分裂主要表现为具有多核仁、二价体提前分离成单价体、赤道板外的染色体,姊妹染色单体提前分离、不均等分离,落后和丢失染色体,具有微核的三分体和四分体,中期Ⅱ纺锤体定位发生异常出现融合纺锤体和八字形纺锤体可导致2n花粉产生;矮牵牛终变期核型公式为K(2n)=2x=14=10m+4sm(2SAT),其中第1、4、5、6、7号为中部着丝粒染色体,第2号(具有随体)、3号为亚中部着丝粒染色体,染色体相对长度组成为2n=14=4M_1+10M_2,核型分类为2A型。研究表明,矮牵牛异常减数分裂可导致2n花粉和不育花粉的产生,利用终变期进行核型分析具有材料丰富、二价体形态清晰不需人为配对分析等优点,为矮牵牛细胞学研究提供了新方法。     

籼粳稻杂交衍生RIL系的苗期抗旱性评价

为鉴定籼粳稻杂交衍生系的苗期抗旱性,以课题组自育的高代抗逆品系ZD15为母本、籼稻品种IR29为父本,以及杂交衍生的重组自交系群体120份为试验材料,利用PEG-6000对各材料苗期进行干旱胁迫处理,测定根长、根冠比、地上部鲜重、地下部鲜重、地上部干重和地下部干重;利用PEG-6000对各材料芽期进行干旱胁迫处理,测定芽鞘长和芽长。采用主成分分析和隶属函数法对各材料的抗旱性进行综合评价,根据综合抗旱D值可将122份材料分成3类,D值在0.201～0.400之间的有33份,属于不抗旱材料;D值在0.401～0.600之间的有79份,属于中等抗旱材料;D值在0.601～0.800之间的有10份,属于抗旱材料。利用D值进行逐步回归分析,结果表明根长、根冠比、地上部鲜重、地下部鲜重、地上部干重、地下部干重、芽鞘长和芽长8个性状均可作为水稻苗期抗旱性的评价指标。本研究筛选出的抗旱材料,可作为育种中间材料进一步培育,或作为育种资源加以利用,以丰富本区水稻育种的资源库。     

梯棱羊肚菌单孢及杂交群体的栽培出菇试验和极性分析

羊肚菌的极性和单孢出菇至今未有确切的实证,这限制了对羊肚菌生活史的深入理解和遗传育种工作的开展。本研究选用梯棱羊肚菌(Morchella importuna)栽培菌株(F0),采取显微操作从其正常出菇的子囊果获得F1单孢群体;随机选取其中的7个F1单孢菌株和10对单孢杂交(F1两两混合,记为F2)进行栽培试验,记录和分析了栽培出菇时间、采收期、产量和其他生产性状。此外,分析了F0亲本菌株、F1单孢群体、F2子囊果以及2个F1单孢菌株出菇的F2子囊果的F3单孢群体的交配型基因型。结果表明:除了F1单孢菌株MM32未出菇以外,其他供试菌株均正常出菇。各菌株的出菇潜能不同,3个F1单孢菌株的平均单产高于出发菌株,其中MM34菌株平均单产最高,达1.01 kg/m^2,是F0亲本菌株(0.68 kg/m^2)的1.49倍; 10个单孢杂交的F2平均单产在0.21～0.97 kg/m^2之间。F0亲本菌株和所有的F2出菇子囊果中均含有2种交配型基因,F1和F3单孢群体仅含有2种交配型基因中的1种。虽然F1单孢群体大部分菌株均正常出菇,然而F2子囊果和F3单孢群体的交配型基因型分析结果表明,单孢菌株在栽培生产中自然引入了具有相反交配型基因的细胞核,这种自然引入可能是由无性孢子传播引起。出菇试验和交配型基因分析确证梯棱羊肚菌为异宗结合真菌。本研究有利于深入理解羊肚菌生活史,促进羊肚菌育种工作的开展。