国际基因工程机器大赛对本科生科研教育的启示

近年来,国际基因工程机器大赛(International genetically engineered machine,iGEM,简称iGEM大赛)在全球迅猛发展。仅2017年iGEM大赛全球注册队伍就达到了史无前例的313支,中国地区有98支iGEM团队报名参赛并取得了优异成绩。与国内已有的诸多大学生创新项目、科研培养项目不同,iGEM的组织模式是以学生为主体的研究型学习。该模式取得了丰富的教育效果,体现了新的教育理念,对于我国高校组织本科生课外科研训练有较大的借鉴意义。文中以北京大学参加iGEM大赛为线索,介绍国际基因工程机器大赛(iGEM)的背景和基本情况并以一个参赛周期为序再现北京大学iGEM团队组织和参赛的主要过程。通过与其他本科生科研训练的组织模式进行比较,探讨iGEM对本科生科研训练意义,并总结iGEM的组织经验和对本科生科研能力培养以及组织本科生科研学术竞赛的启示,希望能为国内高校的iGEM活动组织以及本科教育改革提供借鉴。     

单穗升麻的柱头和雌配子体发育及胚胎发生

单穗升麻的雌蕊群由1～5枚离生心皮组成。子房单室,4～9枚倒生胚珠,双珠被,厚珠心;大孢子四分体呈线形或T形排列,合点端一个具功能。胚囊发育为蓼型。成熟胚囊中3个单核反足细胞,胞质浓密,在球形胚时期尚能观察到其退化痕迹。极核融合早,次生核位于合点端。胚胎发生为柳叶菜型;核型胚乳。雄蕊凋谢后1～2天花柱顶端腹缝线周围出现乳突细胞,雄蕊凋谢后3～5天延长成柱头毛。讨论了单穗升麻与南川升麻柱头可授期与花粉生活力的差异对传粉效果和结籽率的显著影响。     

EMBOSS和EMBnet

笔者撰写的“EMBOSS软件包序列分析程序实例”一文,已经在《生物信息学》期刊2021年第19卷第1期发表。此文介绍欧洲分子生物学开放软件包(European Molecular Biology Open Software Suite, EMBOSS)。EMBOSS是欧洲分子生物学网络组织(European Molecular Biology Network, EMBnet)于上世纪九十年代末启动的以欧洲国家为主的国际合作项目,是生物信息学领域中较早投入使用的大型开源软件包。本文基于笔者亲身经历,回顾EMBOSS项目的来龙去脉,讲述EMBnet三十多年来的发展历程,及其对生物信息开发、服务和教育培训等方面的贡献,从某个侧面为读者特别是年轻读者展示生物信息学发展早期的一段历史。     

ACC合酶基因（ACSG）可能是黄瓜雌性系的分子标记

利用本实验室根据已知序列分离得到的ＡＣＣ合酶基因（ＡＣＳＧ）为探针对不同黄瓜（Ｃｕｃｕｍｉｓ ｓａｔｉｖｕｓ Ｌ．）品种（系）的基因组ＤＮＡ进行Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交,初步分析了该基因与黄瓜性别表型之间的相关性。发现在所检测的１０个不同品系中,ＡＣＳＧ与雌性系表型之间存在明显的相关关系,而且这种相关关系在不同的实验中具有良好的重复怀。ＡＣＳＧ基因可能是鉴定黄瓜雌性系的一个分子标记。     

全球200:确定大尺度生物多样性优先保护的一种方法

生物多样性保护的优先性研究成为保护生物学研究的焦点之一,“全球２００”是世界自然基金会确立的旨在拯救地球上急剧损失的生物多样性优先保护区域的清单,是确定大尺度生物多样性优先保护的一种方法。本文介绍了“全球２００”的研究方法,分析了在应用中存在中存在的问题,着重讨论了“全球２００”中涉及到中国的部分以及它们与中国目前的生物多样性保护关键地区的异同。     

三江源地区雪豹保护优先区规划

为了将有限资源合理投放到关键区域, 实现物种保护成效的最大化, 找出质量最好的栖息地及它们之间的迁徙通道是制定保护规划的第一步。本研究以三江源的雪豹(Panthera uncia)栖息地为对象, 基于野外调查数据和高分辨率卫星遥感数据, 利用物种分布模型、保护规划模型和连通度分析工具, 找出了三江源地区雪豹的核心栖息地分布和潜在迁徙通道位置, 分析了目前保护中的潜在威胁, 并提出了针对三江源西、中、东三块区域的不同保护对策。结果表明: (1)三江源西部核心栖息地比较小而破碎, 但迁徙通道较多且没有明显窄点, 未来应关注青藏线的潜在阻碍作用, 同时应防范道路沿线的野生动物盗猎; (2)中部区域横跨玉树-杂多-囊谦的雪豹栖息地是三江源最大的核心雪豹栖息地, 在连通其他种群中也处于中心地位, 应通过种群监测确定其健康稳定, 对开发、偷猎等威胁防微杜渐, 保持其源种群的作用; (3)东部区域人口密度高, 受人类活动的影响最大, 需保证阿尼玛卿、年保玉则两块核心栖息地的质量, 并重点监测甘德县境内的省道处雪豹的迁徙通道是否畅通。三江源地区雪豹栖息地总体质量较好, 建议将维持核心源种群的稳定性, 保持种群间迁徙通道的畅通作为三江源的雪豹景观保护工作的整体目标。未来应充分利用天地一体化监测手段, 开展重要保护物种栖息地状况的评估和预警, 尤其是非保护地区域物种核心栖息地的开发建设活动。     

拟南芥MelAA抗性突变体的筛选和初步图位克隆分析

生长素是最重要的植物激素之一,参与了植物生长发育的各个方面。植物体内游离的IAA是生长素的主要活性形式,在IAA甲基转移酶1（IAMT1）的作用下,IAA可以转变为IAA甲酯（MelAA）。MelAA本身没有活性,在植物体内的MelAA酯解酶作用下可以重新转变为IAA。MelAA是非极性分子,能够在植物体内自由扩散。利用MelAA的这种特殊性质筛选突变体,可以分离到MelAA代谢途径或者IAA途径中新的成分。我们对拟南芥种子进行EMS诱变,通过观察黑暗下下胚轴的生长情况,筛选MelAA的抗性突变体。我们成功分离到了8株可能的抗性突变体,并对其中的一个Methyl-JAAresistant1（mir1）突变体进行了深入分析。MelAA抗性突变体的筛选将为进一步了解MelAA的代谢、IAA稳态调控和响应机理提供新的材料。     

木质部细胞分化的研究进展

本文主要从研究木质部细胞分化常用的实验系统、木质部分化的诱导、木质部细胞的编程性死亡以及次生壁的构建4个方面阐述了木质部细胞分化的研究进展。并对目前研究的热点也是难点问题进行了展望,希望引起同行的兴趣。     

转人小肠三叶因子侧耳中hITF的表达及在大鼠体内生物活性研究

将人小肠三叶因子(hITF) 用原生质体法导入糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)中,检测表明,hITF在侧耳新鲜菌丝体中的表达量约为1 000～2 000 ng/g,最高约达2 250 ng/g.体内生物学活性研究证实,口服转hITF侧耳可有效地防止乙醇诱导的大鼠胃溃疡,其中的两种主要活性成分侧耳多糖和hITF均有预防治疗的功效.