微生物学模块式自设计研究性实验的构建与教学实践

为了以低成本、低课时、高个性化方式让低年级学生既能学习基本实验技术,又都有机会参与研究性实验,构思了以基本实验技术为依托的微生物学模块式自设计研究性实验,即教师以模块式专题形式提出系列实验项目,学生自主选择题目、思考和设计、实施操作、分析结果而教师恰当指导的实验教学方式,并将其在3年4轮的微生物学实验教学中应用。详细叙述了模块式自设计研究性实验设计思路和实施方法及实施中学生和教师的行为与表现,并分析了从3个班级收回的包含34个问题的实验教学效果调查问卷,深入探讨了该方法存在的不足和改进方法。教学实践表明,这种教学方法不会导致教师数量、实验成本、学时数的显著增加,对于较大规模学生的研究性实验具有较强的实用性和可行性;144份学生反馈问卷中每个问题平均得分均在4分以上(满分5分),表明有利于提高学生的多方面素质,使学生受到基本的科学研究素质和能力的初步训练;88%-96%的学生认为它是有效的教学方式;研究性实验的形式、学生主动性、实验方案设计的科学性、实验结果分析和讨论等方面还有待完善。     

基于地表温度-植被指数特征空间的区域土壤干湿状况

土壤干湿状况是监测土地状况的重要指标之一,在水文、气候和生态等多个领域有广泛应用.地表温度-植被指数特征空间(Ts/VI)综合了传感器从可见光到近红外波段的信息,能较好地反映区域土壤干湿状况.以华北平原作为研究区,选择了研究区的云量较少的16幅MODIS产品,包括每日500m地表反射率产品(MOD09GA),每日1km地表温度产品(MOD11A1),建立温度-植被指数特征空间.首先利用线性方程拟合了特征空间的上下边界,改进了计算特征空间的干湿边的方法,并分析了干湿边参数随时间变化的趋势,比较了归一化植被指数(NDVI)和增强型植被指数(EVI)构建的地表温度-植被指数特征空间形状的差异.基于研究区107个土壤湿度站点的数据,讨论分别由Ts/NDVI和Ts/EVI特征空间计算得到的温度植被干旱指数(temperature vegetation dryness index,简称TVDI,分别为TVDIN与TVDIE)和土壤湿度的相关性,以此验证TVDI反映区域土壤干湿状况的能力.利用Ts/EVI空间计算得到的TVDI分析了研究区4个时期土壤湿度的5空间分布规律.同时在气象站点尺度上,讨论了TVDI与降水变化的相关性.研究结果表明,TVDI能够反映土壤表层的干湿状况;Ts/EVI空间计算得到的TVDI与土壤湿度的相关性比Ts/NDVI空间计算得到的TVDI与土壤湿度的相关性要高.降水随时间变化的规律和TVDI也有明显的相关性,即:每次连续降水以后TVDI值下降,表明土壤湿度升高;经过一段无降水的时间之后,TVDI值上升,土壤湿度降低.研究区不同时期的TVDIE图表明,TVDIE能够有效的反映土壤湿度的时空差异,是一种有效的实时监测土壤干湿状况的手段.     

抑郁症易感基因和抗抑郁药物靶点相关[]神经细胞类型及相互作用网络分析

基于抑郁症的全基因组关联分析研究(GWAS),对于获得的单核苷酸多态性位点(SNP)使用Haploreg软件进行基因注释,得到SNP注释的102个易感基因.。使用MAGMA软件对GWAS的汇总统计数据做基因水平的分析,获得了270个校正之后显著的基因,两者合并共得到320个抑郁症易感基因。通过药物数据库Drugbank获取133个抗抑郁药物靶点基因。使用EWCE包对抑郁症易感基因和抗抑郁药物靶点在三套脑组织单细胞测序数据中,分别进行神经细胞类型富集分析。结果发现大脑皮质的GABA神经元(抑制性神经元)和谷氨酸能神经元(兴奋性神经元)是抑郁症易感基因和抗抑郁药物靶点共同的神经元。这两种类型的神经细胞可能是抗抑郁药物与抑郁症易感基因相互作用的神经细胞,另外少突胶质前体细胞可能是抑郁症特有的易感神经细胞。使用Network Calculator软件构建网络并进行进行网络拓扑学参数分析。结果表明抑郁症易感基因与抗抑郁药物靶点组成了一个具有显著的相互连接的网络。本研究从单细胞层面揭示抑郁症的遗传机制,在网络层面为寻找新的抗抑郁药物靶点提供了一定的启示。     

基于人工掩蔽物法的若尔盖湿地中华蟾蜍种群生态研究

近几十年来,全球两栖动物种群衰减显著,两栖动物的生存现状引起了越来越多的生态学家和保护生物学家的关注。若尔盖湿地不仅是世界上最大的一块高原泥炭沼泽湿地,也是我国生物多样性保护的热点地区之一。该地区分布有3种两栖类:高原林蛙(Rana kukunoris)、倭蛙(Narorana pleskei)和中华蟾蜍岷山亚种(Bufo gargarizans minshanica)。已有研究发现该3种两栖动物种群数量均有不同程度的下降。采用人工掩蔽物法,在2011—2014年对该地区中华蟾蜍种群生态做了连续追踪。结果表明:该区域中华蟾蜍种群数量逐年波动较大,年龄结构数据显示该种群处于增长期;中华蟾蜍为聚集分布,且发现率与水体距离呈显著的线形关系(P0.01),在样地范围内离水体越远,发现的个体越多;线形样方比方形样方捕获动物的效率更高(P=0.018);中华蟾蜍亚成体的肥满度季节间无明显差异;中华蟾蜍具有较强的迁徙能力,可能沿着固定的线路周而复始的迁徙。对于家域范围大,迁徙距离远的中华蟾蜍这类物种,应加强最适栖息地的保护并防止栖息地破碎化。     

土壤不同水分条件对长春花(Catharanthus roseus)生活史型的影响

为了研究土壤中不同水分条件对长春花生活史型形成及生理代谢的影响,设置对照、轻度干旱、中度干旱和重度干旱等土壤水分梯度,对长春花(Catharanthus roseus(L.)G.Don)幼苗进行处理。对长春花形态指标进行聚类分析发现选择的20个聚类实体被分为2组,第1组为对照(CK)和轻度干旱(LD)处理的植株,第2组为中度干旱(MD)和重度干旱(HD)处理的植株。运用主成分分析(Principal component analysis,PCA)方法对不同土壤水分条件下长春花营养生长(Vegetative growth,V)、有性生殖(Sexual reproduction,S)和无性繁殖(Clone reproduction,C)等3类15种性状进行统计。结果显示,长春花在对照条件下生活史型为V0.39S0.54C0.07,轻度干旱为V0.36S0.50C0.14,中度干旱为V0.53S0.27C0.20,重度干旱为V0.45S0.09C0.46,干旱程度加强显著提高了无性繁殖的比重,降低了有性生殖的比例。同时,对长春花中文朵灵、长春质碱和脱水长春碱等生物碱的含量进行了动态测定,发现重度干旱下的文朵灵、长春质碱和脱水长春碱的含量在16d时分别是对照水平的1.5倍、2.3倍和3.1倍,表明干旱胁迫诱导生物碱积累,为长春花高效栽培提供了理论依据。     

中国丙型肝炎病毒基因型研究新进展

为了进一步了解中国丙型肝炎病毒基因型感染状态 ,我们建立了 5′ ＮＣＲＡＢＣ程序酶切分型法 :首先采用ＲＴＰＣＲ技术 5′ ＮＣＲ扩增ＨＣＶＲＮＡ阳性样品中的ｃＤＮＡ ,然后按照ＡＢＣ程序进行分型 ,Ａ应用ＢＨＨ(ＢｓｒＢⅠ ,ＨａｅⅡ ,ＨｉｎｆⅠ )复合内切酶消化 5′ ＮＣＲｃＤＮＡ ,Ｂ应用ＢｓｔＵⅠ消化 ,Ｃ应用ＨａｅⅢ消化 ,电泳检测片段大小。应用该方法对临床采集的ＨＣＶＲＮＡ阳性血清进行分型 ,在国内首次发...     

成熟促进因子对克隆重构胚核重编程的调控

成熟促进因子(maturation promoting factor,MPF)由催化亚单位P34cdc2和调节亚单位cyclin组成,对细胞周期的调控起着重要作用。目前,在核移植研究中发现：供体核在MPF的作用下发生核膜破裂(nuclear envelop breakdown．NEBD)和早熟染色体凝集(premature chromosome condensation,PCC),促进了核、质蛋白质因子的交换,有利于核重编程的进行。PCC还会对供体核的倍性及形态产生影响。     

Noggin and bFGF cooperate to maintain the pluripotency of human embryonic stem cells in the absence of feeder layers

Human embryonic stem (hES) cells are typically maintained on mouse embryonic fibroblast (MEF) feeders or with MEF-conditioned medium. However, these xenosupport systems greatly limit the therapeutic applications of hES cells because of the risk of cross-transfer of animal pathogens. Here we showed that the bone morphogenetic protein antagonist noggin is critical in preventing differentiation of hES cells in culture. Furthermore, we found that the combination of noggin and basic fibroblast growth factor (bFGF) was sufficient to maintain the prolonged growth of hES cells while retaining all hES cell features. Since both noggin and bFGF are expressed in MEF, our findings suggest that they may be important factors secreted by MEF for maintaining undifferentiated pluripotent hES cells. Our data provide new insight into the mechanism how hES cell self-renewal is regulated. The newly developed feeder-free culture system will provide a more reliable alternative for future therapeutic applications of hES cells.