融和蛋白GST-SUMO-MT在大肠杆菌中的表达、纯化及其活性研究

将编码融合蛋白GST-SUMO-MT的DNA片段连接到大肠杆菌表达载体pET-28a中,构建重组表达质粒pET-GS-MT并转化到大肠杆菌Origami（DE3）中。20℃,1mM的IPTG诱导20h后,获得分子量约为43Kd的融合蛋白,表达量占菌体上清总蛋白的38.4％。利用谷胱甘肽交联琼脂糖（Glutathione Sepharose 4B）凝胶柱和Sephardex G-25分子筛联用可以得到纯度为95%以上的融合蛋白,得率约为70mg/L。该融合蛋白可与GST抗体产生阳性反应。融合蛋白GST-SUMO-MT可以显著提高宿主对Cd2+、Zn2+和Cu2+离子聚积的能力,其耐受能力比对照组分别提高4.2倍、4倍及1.6倍。此外,原子吸收光谱法测定,每分子GST-SUMO-MT可以结合2-3个Cd2+离子。     

牛分枝杆菌单基因及双价融合基因DNA疫苗免疫效果的研究

利用PCR技术和SOE技术扩增牛分枝杆菌ag85b、esat-6、hsp65、mpb64基因和ag85b-esat-6、hsp65-esat-6和mpb64-esat-6融合基因,连接真核表达载体pCDNA3.1(+),构建重组质粒pCA、pCE6、pCH、pCM、pCAE、pCHE和pCME。转染SP2/0细胞,检测目的基因的表达。以各重组质粒和pCDNA3.1(+)及PBS免疫BALB/c小鼠后检测血清特异性抗体水平、脾淋巴细胞增殖情况和IFN~γ分泌情况。结果表明,七种重组质粒免疫后小鼠血清抗体水平持续上升,与 pCDNA3.1(+)对照组和PBS对照组相比差异显著 （P<0.05）,其中pCA组血清抗体水平明显高于其他六种DNA疫苗免疫组 （P<0.05）;三免两周后,融合基因免疫组的刺激值（SI值）与单基因免疫组相比差异显著（P<0.05）,其中以pCME组的SI值最高;PPD刺激后融合基因DNA疫苗免疫组小鼠脾细胞分泌的IFN~γ高于单基因DNA疫苗组（P<0.05）,而两对照组则未检测到IFN~γ的产生。本试验成功构建了牛分枝杆菌ag85b、esat-6、hsp65、mpb64单基因和ag85b-esat-6、hsp65-esat-6、mpb64-esat-6双价融合基因DNA疫苗,从而为牛结核病新型疫苗的研制奠定了基础。     

黄河上游兰州-西宁城市群资源环境承载力时空分异及障碍因子诊断

基于PSR模型构建资源环境承载力评价体系,利用熵权法、综合指数模型和GIS的空间分析功能对兰州-西宁(兰西)城市群资源环境承载力进行时空动态剖析,并运用障碍度模型识别其障碍因子。结果表明: 2005—2018年,兰西城市群资源环境承载力呈波动上升态势,资源环境承载力状况较好;资源环境承载力变异系数亦有波动上升趋势,区域差异逐步扩大。资源环境承载力空间上总体呈现以兰州与西宁主城区为中心的“双核”结构特征,高水平区主要集中于以兰州市和西宁市为中心的河湟谷地及其周边部分县区,低水平区集中于城市群中部、南部地区。其中,资源环境承载力子系统指数的时空分异特征显著,压力指数呈波动下降态势,空间上呈现以兰州与西宁市区为中心向外围地区递减的分布特征;状态指数呈波动上升态势,呈东西两翼高、中部低的空间演化特征;响应指数整体呈上升态势,空间上呈东高西低、中高外低的格局特征。城镇化率、人均工业废水排放量、生活垃圾无害化处理率、水耗指数和环保投资占GDP比重是制约兰西城市群资源环境承载能力提升的主要障碍因子。     

近20年内蒙古鄂托克旗草地降水利用效率时空演变的驱动力量化

降水利用效率(PUE)是评价干旱半干旱地区草地生产力与降水关系的有效指标。为进一步探究气候变化和人类活动对草地PUE的驱动机理,本研究采用改进的CASA模型估算了2001—2020年鄂托克旗草地净初级生产力(NPP),结合同期降水量的空间插值数据获取了研究区草地PUE,利用简单线性回归和分段线性回归分析了PUE的时空演变特征及其空间格局对6类气候因子的响应,并引入基于偏导数的量化分析方法定量评估了气候变化和人类活动对PUE动态的相对贡献。结果表明: 鄂托克旗草地PUE多年均值为0.748 g C·m^-2·mm^-1,年际波动呈显著下降趋势,下降速率为0.014 g C·m^-2·mm^-1·a^-1;PUE在空间上西低东高,沿气温、降水、相对湿度、日照时数和ET₀的增长梯度呈显著的单峰分段线性模式,而沿风速梯度表现为先快后慢的持续显著增长模式;研究区94.3%的草地表现为PUE衰减态势,且有43.6%为严重衰减,这一突出问题是气候变化和人类活动共同作用导致的,二者的贡献分别为-1.162×10^-2和-0.240×10^-2 g C·m^-2·mm^-1·a^-1,而气候变化是首要驱动力,其中降水是关键气候驱动因子。     

科教融合栏目征稿启事

科教融合是当前我国高等教育发展的趋势,较多的高校和研究机构已经在科教融合的模式和教学实践方面进行了探索。提倡高水平科学家参与教学活动,教学方法和教学内容的创新,是科教融合推进中的重要内容之一。为此,我刊开辟了"科教融合"栏目,该栏目将主要刊登以下各类论文:生命科学教学中新课程的开设与探索;包含生命科学新思想或前沿知识的优秀教学案例;生命科学教学方法的探索希望通过科教融合栏目的开辟和建设,积极探索高水平科学家参与教学活动的途径和方法,为从事生命科学教学工作的教师提供交流的园地。     

四种鳞翅目害虫精氨酸激酶基因的表达谱及基于RNAi的功能分析

【目的】精氨酸激酶(arginine kinase, AK)(EC 2.7.3.3)是昆虫体内重要的磷酸原激酶(能量代谢调节因子),也是唯一能够形成有效ATP的磷酰基供体,起着与脊椎动物中肌酸激酶相同的作用。本研究旨在了解鳞翅目害虫AK基因的表达和功能。【方法】利用qRT-PCR方法测定AK基因在大螟Sesamia inferens、二化螟Chilo suppressalis、甜菜夜蛾Spodoptera exigua和斜纹夜蛾Spodoptera litura 这4种鳞翅目害虫不同发育阶段和3龄幼虫不同组织中的表达谱;通过终点法检测了这4种害虫不同发育阶段和幼虫不同组织中的AK酶活性;采用RNAi技术抑制该基因的表达并分析其功能。【结果】AK基因在大螟、二化螟、甜菜夜蛾和斜纹夜蛾这4种鳞翅目昆虫的不同发育阶段和3龄幼虫不同组织中均有表达,说明该基因的表达不具有发育时期和组织特异性。不同发育时期和3龄幼虫不同组织中AK酶活性与基因表达量变化趋势大体一致。注射以AK基因为靶标的dsRNA 6 d后,4种害虫体内AK基因的mRNA表达下降30%~50%,AK酶活性降低30%左右;14 d后幼虫的死亡率达50%左右,显著高于对照组幼虫的死亡率。【结论】AK基因在上述4种鳞翅目害虫中为组成型表达,RNAi抑制AK基因的表达可导致4种害虫的幼虫死亡,研究结果为开发以AK基因为靶标的鳞翅目害虫防治新技术提供了理论依据。     

高效合成葡萄糖二酸酿酒酵母工程菌的构建

葡萄糖二酸是天然存在的一种重要二元酸,其在医疗保健和化工工业等领域具有很高的实际应用价值,因此被称为"最具价值的生物炼制产品之一".以酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)为底盘微生物,文中考察了过量表达肌醇转运蛋白Itr1、融合表达肌醇加氧酶和葡萄糖醛酸脱氢酶以及弱化表达葡萄糖6-磷酸脱氢酶基因...     

LB克隆系统的构建及在鞘氨醇单胞菌基因融合表达中的应用

为摆脱限制性酶切位点不足的限制,构建可灵活改变多基因融合方向的表达载体,基于ⅡS型和ⅡT型限制性内切酶LguⅠ和BbvC Ⅰ设计开发了 LB克隆系统.该克隆系统是以广宿主质粒pBBR1MCS-3为初始载体,利用 PCR的方法,在其多克隆位点区插入LB片段(GCTCTTCCTCAGC)构建得到的.LB片段含Lgu Ⅰ和B...     

专创融合课程体系建设探索与实践——以植物保护专业为例

科技创新人才是创新型国家建设和增强国家竞争力的决定性因素,而培养建设创新型科技人才队伍正是人才优先发展战略布局的关键.当前新形势下需要大量创新创业型人才推动我国经济转型升级,作为创新型人才培养的重要阵地,高校要顺应时代,与时俱进,以实现教学专创融合为目标,不断推进教学改革.本文重点分析了我国植物保护专业“专创融合”体系建设背景及建设现状,具体阐述了植物保护专业“专创融合”课程体系的课程设计框架,分析了高校植物保护专业实现“专创融合”取得的成效,揭示了当前高校植物保护专业在实施“专创融合”教育过程中存在的问题,深刻剖析了问题成因,提出了加强政府协调引导、加强产学研合作等多项对策与建议.这些举措有助于进一步推动我国高校植物保护专业的发展,提升人才培养质量,为我国经济转型升级提供有力支撑.     

基于DPSIR-物元的吉林省旅游生态安全时空格局测度及障碍诊断

科学评价旅游地生态安全对实现区域旅游业可持续发展意义重大。基于旅游活动对生态环境系统的影响,针对吉林省旅游生态安全面临的问题,构建DPSIR旅游生态安全评价指标体系,运用物元模型、障碍因子诊断模型,分析吉林省各市(州)2010—2019年旅游生态安全时空格局变化特征及其影响因素,并诊断其障碍因子。结果表明：(1)2019年大部分市(州)旅游生态安全为向Ⅴ级安全转化等级,主要集中在中东部地区,2010—2019年空间差异逐渐缩小;(2)响应系统旅游生态安全等级明显提升,状态系统旅游生态安全等级小幅提升但等级仍较低水平,说明各地政府管理效能有所提升,但生态环境较为脆弱;(3)森林覆盖率、城市日供水能力等为各市(州)旅游生态安全水平提升的主要障碍因子;受地形、气候等原因的影响,各地区前5位的障碍因子有明显差异;从DPSIR角度分析,状态系统已成为制约吉林省旅游生态安全水平提升的主要障碍因素。对吉林省而言,旅游生态安全整体水平较为一致,根据不同地区限制性因素,针对性制定发展策略,缩小地区差异,保证吉林省旅游生态安全协调稳定发展。