生物与医药专业学位研究生实践教学模式改革

实践教学是全面提升生物与医药硕士专业学位研究生培养质量的重要路径,但目前实践教学模式存在培养目标与内容不明确、实施载体与管理机制不清晰、实践教学条件与保障体系未落实等问题。浙江万里学院生物与医药硕士专业学位点积极探索研究生实践教学模式改革,通过构建多模块实践教学体系,明确了实践教学实施路径,并建设实践平台与“双导师组”保障了实践教学条件,构建多元化实践考核模式保障了实践教学效果。

水稻泛素连接酶D3与抗病相关蛋白VOZ2的互作分析

多蘖矮秆基因dwarf-3(D3)是水稻独脚金内酯信号转导过程中的重要节点基因,拟南芥中的MAX2基因与D3同源,且MAX2参与拟南芥的抗病防卫反应。本研究以水稻泛素连接酶D3为诱饵进行酵母双杂筛库,发现水稻抗病相关蛋白维管植物单锌指蛋白VOZ2与D3存在潜在的相互作用。通过酵母双杂交试验证实,D3与VOZ2存在互作。通过荧光定量PCR证实,接种水稻白叶枯病菌后,VOZ2基因在转录水平上的表达受到显著诱导。利用水稻原生质体开展的亚细胞共定位实验发现,D3与VOZ2共定位于细胞核。双分子荧光互补实验发现,D3与VOZ2在烟草叶肉细胞的细胞核和细胞质均产生较强的荧光,进一步证实了D3与VOZ2的相互作用。研究结果为进一步探究D3和VOZ2在水稻抗病防卫反应中的功能与分子机理奠定了基础。

比利时杜鹃花类黄酮3'-羟化酶(F3'H)基因克隆及功能分析

【目的】类黄酮3’-羟化酶(flavanone 3’-hydroxylase,F3’H)是植物花青素合成过程中的关键酶,探究比利时杜鹃花(Rhododendron hybridum Hort)F3’H基因的功能及表达特性。【方法】以比利时杜鹃花不同发育时期的花瓣及盛花期的根、茎、叶为实验材料,从比利时杜鹃花转录本数据库中筛选类黄酮生物合成通路关键酶类黄酮3’-羟化酶基因序列信息并进行生物信息学分析,利用反转录(RT-PCR)技术克隆RhF3’H基因;利用紫外分光光度计测定了比利时杜鹃花花瓣不同时期的花青素含量,利用RT-qPCR技术对不同发育时期花瓣和成熟期的不同组织进行RhF3’H基因表达量分析;采用Gateway技术构建过表达载体35S:RhF3’H-GFP重组载体进行亚细胞定位验证;构建p1302-RhF3’H过表达载体对比利时杜鹃花花瓣进行侵染。【结果】成功获得比利时杜鹃花RhF3’H基因长度为1557 bp,编码518个氨基酸,具有保守的F3’H结构域,属于P450超家族;系统进化树分析显示,比利时杜鹃花RhF3’H与龙眼和荔枝F3’H蛋白亲缘关系最近;RT-qPCR结果显示,RhF3’H在比利时杜鹃花不同花瓣时期和根、茎、叶组织中均有表达,在不同花瓣发育时期中,盛开期和衰败期中RhF3’H基因的表达量较高,与花青素含量结果相一致;亚细胞定位分析显示,RhF3’H主要存在于细胞膜上;成功构建P1302-RhF3’H瞬时过表达载体,相较于CK和p1302,p1302-RhF3’H在杜鹃花花瓣中显著高表达,其花青素含量也显著增加。【结论】RhF3’H基因在花瓣细胞膜中表达,表达模式与花青素积累趋势一致;过表达RhF3’H基因促进了花青素的合成。

葡萄TST基因家族鉴定及表达分析

【目的】液泡膜糖转运蛋白(TST或者TMT)是植物发育过程中发挥重要作用的一种糖转运蛋白。研究旨为探究TST基因家族在葡萄生长发育中的作用,并进一步为阐明TST基因功能提供坚实的基础。【方法】通过同源分析法从葡萄基因组中鉴定出13个TST基因,对基因的结构和编码蛋白质进行生物信息学分析;用qRT-PCR技术分析‘鄞红’葡萄发育过程中不同组织的TST表达水平,并对不同时期葡萄果肉中可溶性糖含量进行相关性分析。【结果】TST基因家族分布在6条染色体上,存在3对片段重复和3对串联重复基因;根据系统发育将其分为3个亚家族,各亚家族成员结构相似;TST基因含有大量与激素、光和胁迫响应相关的顺式作用元件;TST家族蛋白质由α-螺旋和无规则卷曲组成,各亚族蛋白模型相似;VvTST在不同组织中均有表达,并存在时空表达特异性;相关性分析发现,葡萄果肉中4个VvTST基因(VIT_18s0001g12560、VIT_18s0122g00850、VIT_04s0023g01860和VIT_03s0038g03940)的表达水平与其中可溶性糖的积累呈现相似变化趋势。【结论】VvTST可能对葡萄果肉中可溶性糖积累起到至关重要的作用。

葡萄UBP基因家族对非生物胁迫的响应及VvUBP基因功能研究

泛素特异蛋白酶是一个广泛存在于真核生物中且高度保守的基因家族,通过去泛素化作用调节细胞蛋白的各种生理活动。为了系统探究葡萄UBP基因家族功能,本研究运用生物信息学方法对葡萄UBP基因家族成员进行鉴定与分析,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析VvUBPs基因在不同非生物胁迫下的表达模式。结果表明,VvUBP基因家族包括27个成员,编码序列(CDS)长度为594~4 812 bp,编码氨基酸序列长度为197~1 603 aa。系统进化分析结果显示,UBP基因家族可分为8个亚组(GⅠ~GⅧ)。VvUBPs在茎中的表达水平相对较低,VvUBP27、VvUBP10和VvUBP23分别在卷须、花和叶中表达水平较高。外源茉莉酸甲酯(MeJA)处理可显著诱导VvUBP5、VvUBP12、VvUBP18和VvUBP27等4个基因高表达,外源水杨酸(SA)处理可显著诱导VvUBP5和VvUBP19基因高表达。VvUBP15在盐胁迫浓度0.6%时的表达量增加最明显,VvUBP6在弱光胁迫下表达显著下降以及VvUBP25在高温胁迫6 h时增幅最大。综上,VvUBP基因家族成员能够响应不同的非生物胁迫,进而提高葡萄的抗逆性。本研究结果为揭示UBP调控葡萄生长发育和抗逆胁迫机理等提供了科学依据。

葡萄CYP707A基因家族的鉴定及对果实成熟的功能验证

【目的】CYP707A是细胞色素P450家族的亚家族成员,所编码的ABA8'-羟化酶是ABA分解代谢的关键酶,对植物生长发育起着重要作用。鉴定葡萄CYP707A基因家族,可为进一步研究葡萄果实成熟机理和生物育种技术提供理论依据。【方法】利用生物学信息方法分析葡萄中CYP707A家族基因的基因结构、蛋白基序、染色体定位、共线性、系统进化关系及启动子区顺式作用元件等,并利用RT-q PCR分析VvCYP707A基因在葡萄不同品种(早熟和中熟)的时空表达模式、组织表达模式以及对外源ABA处理的响应模式,并利用果实瞬时表达技术对Vitvi07g01751进行功能验证。【结果】葡萄基因组鉴定出5个VvCYP707As基因,分布于5条染色体,其中Vitvi02g01269、Vitvi07g01751和Vitvi18g00792为片段复制基因。CYP707A基因家族高度保守,其中,基因结构和蛋白基序相似,亚细胞定位均位于内质网;VvCYP707A启动子区域富含与生长发育和激素响应相关的顺式作用元件,均含有ABA激素响应元件;通过RT-qPCR检测基因的表达模式发现,VvCYP707A基因具有时空特异性和组织特异性,主要在果实的幼果期与膨大期和茎、叶组织中高表达,其中Vitvi07g01751基因在早熟品种‘甬早红’膨大期果实中特异性高表达,且在两个品种间的表达模式一致,随着果实的成熟其表达先升高后降低。外源ABA处理下VvCYP707A分为两种表达模式,在浆果肉中外源ABA可诱导5个VvCYP707A基因高表达,在浆果皮中会显著抑制VvCYP707A基因的表达;在葡萄果实中瞬时表达Vitvi07g01751,葡萄的糖度积累缓慢,显著增加编码ABA的受体VvPYL4基因表达量,推测了Vitvi07g01751介导ABA调控葡萄果实成熟的机制。【结论】研究结果揭示了葡萄Vitvi07g01751在果实成熟中起着重要作用。

鲜食葡萄新品种——甬早红

“甬早红”是由“鄞红”葡萄经辐射诱变后得到的早熟葡萄品种。2017年3月获得农业农村部颁发的植物新品种权证书。该品种果穗重600~750 g,单粒重12~16 g,果实近球形,果皮紫红至紫黑,中厚且与果肉易分离,果粉厚,种子以2粒为主,偶有1粒。果实果汁多,水分足,果肉呈黄绿色.

植物生长调节剂对阳光玫瑰葡萄果实品质的影响

以5年生阳光玫瑰葡萄为试材,探讨赤霉素(GA 3)、氯吡脲(CPPU)、噻苯隆(TDZ)、6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)等植物生长调节剂不同浓度配比组合处理对阳光玫瑰葡萄果实品质的影响,为阳光玫瑰葡萄高效优质栽培技术提供一定的参考依据。结果表明:不同组合处理均能提高阳光玫瑰葡萄的坐果率、单穗质量、单粒质量、果梗粗度,可改变果形指数和果实色彩鲜艳度,GA 3、CPPU、TDZ等植物生长调节剂组合加链霉素(SM)处理果实无核化100%,5 mg·L^(-1)以上CPPU或TDZ使果实空心率提高,降低了可溶性固形物含量。根据试验结果,较好的植物生长调节剂处理为:第一次处理在花满开后1~2 d,12.5 mg·L^(-1)GA 3+2 mg·L^(-1)CPPU+4 mg·L^(-1)6-BA+200 mg·L^(-1)SM花序浸蘸;第二次处理在花满开后12~15 d,25 mg·L^(-1)GA 3+5 mg·L^(-1)CPPU浸果穗。

海南茄砧类型樱桃番茄嫁接苗防气生根培育技术

与传统樱桃番茄嫁接育苗技术相比,防气生根培育技术可大大降低嫁接苗气生根的发生率,并实现全程机械化精量播种育苗,能减少60%~70%用工,缩短育苗期15~30 d(天),且茄砧类型砧木高抗青枯病,保障了嫁接苗的质量。

海南地方豇豆种质资源表型多样性分析

以收集的64份海南地方豇豆种质资源为研究对象,采用相关性分析、主成分分析和聚类分析,对22个主要表型性状进行多样性分析。结果表明,海南地方豇豆种质资源具有丰富的遗传多样性,各性状的变异系数为10.26%~66.71%,遗传多样性指数为0.31~3.28。22个表型性状间存在复杂的相关关系,其中,嫩荚重与嫩荚长、嫩荚宽的相关系数最高,分别为0.934和0.832。8个主成分的累积贡献率为78.6141%。聚类结果表明,在欧氏距离为6.49时,可将64份海南地方豇豆种质资源划分为七个类群,其中第Ⅰ类群综合性状最好,主要表现为嫩荚较长、较宽、嫩荚较重、豆粒较长,可用于高产品种的选育。

人工智能指导对消费者长期目标追求的多阶段影响机制

人工智能产业在教育、健康等领域爆发增长,涌现出诸如人工智能教师、人工智能教练等新型服务形式。然而,相比于人类指导,人工智能指导(简称AI-coach)能否更有效地帮助消费者完成学习、健身等长期目标尚不清楚。本文基于目标管理的动态视角,结合AI-coach在操作性、反馈性和情感性方面的特点,深入探究并讨论AI-coach对消费者长期目标追求的影响及其机制。研究围绕消费者目标追求的三个阶段展开:第一,在教练挑选阶段,探究目标设置(近期目标vs.远期目标)对消费者选择AI-coach(vs.人类教练)的影响。第二,在目标推进阶段,探究AI-coach(vs.人类教练)对不同技能水平(低vs.高)消费者的能力提升差异及其机制。第三,在业绩评价阶段,探究消费者对AI-coach(vs.人类教练)口碑评价的不对称性效应及其机制。本文将为优化AI-coach设计、促进消费者长期目标追求、实现AI赋能消费者福祉做出理论和实践贡献。

比利时杜鹃花 RhDFR 基因克隆及分析

二氢黄酮醇-4-还原酶(DFR)是植物花青素合成过程中的关键酶,能够催化二氢黄酮醇生成无色花青素。该试验以红色和白色比利时杜鹃花(Rhododendron hybridum Hort.)不同器官和不同发育时期的花瓣为实验材料,利用反转录(RT-PCR)和RACE技术克隆RhDFR基因,利用植物酶联免疫试剂盒(ELISA)测定不同发育时期的花瓣RhDFR酶活性,利用qRT-PCR技术定量分析不同器官和不同发育时期的花瓣RhDFR基因,构建pET-28a-RhDFR原核表达载体对RhDFR蛋白进行制备和纯化,为进一步探究杜鹃花DFR基因功能以及花色的分子机理奠定基础。结果表明:(1)成功获得比利时杜鹃花RhDFR基因全长1253 bp,其开放阅读框1035 bp,编码344个氨基酸,含有1个NADPH结合保守基序和1个底物结合区域,具有高度保守性;系统进化分析显示,比利时杜鹃花RhDFR蛋白与越橘(Vaccinium corymbosum)DFR蛋白亲缘关系最近。(2)ELISA试剂盒分析显示,比利时杜鹃花不同发育时期的花瓣DFR酶活性呈先上升后下降的趋势,并于红花初开期和白花盛开期的DFR酶活性最高。(3)qRT-PCR分析显示,不同器官中RhDFR基因的表达量为花瓣最高,雄蕊最低;不同发育时期的花瓣中,红色花的RhDFR基因表达量高于白色花。(4)成功构建原核表达载体pET-28a-RhDFR并诱导表达出大小约为38 kD的蛋白,与理论值相近。研究认为,杜鹃花中DFR酶活性的功能多样化,DFR基因与比利时杜鹃花花瓣的颜色有关。

比利时杜鹃花花青素合成酶基因(RhANS)克隆及其功能分析

花青素合成酶(ANS)是植物花青素合成途径中的关键酶。为探究比利时杜鹃花(Rhododendron hybridum Hort.)ANS基因的功能及表达特性,本研究以比利时杜鹃花不同发育时期花瓣及盛花期的根、茎、叶为试验材料,利用反转录(RT-PCR)和RACE技术克隆RhANS基因cDNA序列;利用超高效液相色谱质谱(Waters UPLC-Qtof)技术分析比利时杜鹃花不同发育阶段花瓣中花青素含量;利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析比利时杜鹃花不同发育阶段花瓣和不同器官中ANS基因相对表达量;将RhANS基因重组到原核表达载体(pET-28a)上,并在大肠杆菌(BL21)中进行表达纯化出目的蛋白,并利用高效液相色谱(HPLC)检测目的蛋白RhANS的酶活性。结果表明,从比利时杜鹃花克隆得到RhANS基因cDNA全长序列1350 bp,开放阅读框(ORF)序列1074 bp,编码357个氨基酸,含有2-酮戊二酸双加氧酶家族基因结构域2OG-FeⅡ-Oxy;比利时杜鹃花花青素含量随着花的开放呈逐渐上升的变化趋势;RhANS基因表达量在比利时杜鹃花4个花期的花瓣和不同器官(根、茎和叶)中均表达。不同花发育时期RhANS表达量与花青素含量呈上升趋势;通过大肠杆菌原核表达载体诱导表达出大小约为40 kDa的蛋白,与理论值相近。高效液相色谱仪(HPLC)检测表明,目的蛋白具有ANS酶活性。本研究为杜鹃花中花青素生物合成的分子调控机理提供了理论依据。

施用不同营养液对葡萄果实糖异生途径相关基因表达的影响

为探究营养液施用对葡萄果实糖类物质合成的影响,本研究以鄞红为试验材料,在葡萄果实第二次膨大期根系浇灌3种营养液,以浇灌蒸馏水为对照,测定葡萄果实中葡萄糖、果糖含量以及糖异生途径相关基因的表达量。结果表明,施用3种营养液都不同程度地上调了糖异生途径相关基因的表达量,同时促进了葡萄糖、果糖的生成。不同营养液处理组间存在差异,其中施用营养液C的效果最优,该营养液处理后25 d,果实中葡萄糖含量与CK相比差异显著;处理后35 d,糖含量达最高,其中葡萄糖126.477 mg·g^(-1),果糖108.966 mg·g^(-1),与CK相比分别提高了29.85%和15.44%。施用营养液对果实中PEPCK、FBP基因表达的促进作用最为显著,但对PPDK和G6P的影响并不显著。相关性分析结果表明,葡萄糖、果糖含量与PEPCK、FBP的表达量呈显著正相关,说明葡萄果实中PEPCK、FBP的表达上调有助于糖的形成。本研究结果为提高鲜食葡萄的糖含量以及进一步探究果实中糖的形成与调控机制提供了理论依据。

D3基因在抗病防卫反应中的转录调控研究

水稻白叶枯病(bacterial leaf blight,BLB)是由水稻黄单胞菌属水稻致病变种(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)引起的细菌性病害,严重影响水稻产量。随着基因技术的发展,编辑抗病基因是提高水稻抗病性降低该病害的发生的一种行之有效的方法。本研究首先对D3基因编辑株系和野生型进行白叶枯病菌接种实验来确定D3基因对于白叶枯病菌的抗性,其次利用高通量测序技术对已筛选出的遗传纯合D3基因编辑株系进行转录组分析,同时结合基因差异表达分析、基因家族分析和富集分析挖掘其在抗病相关通路上的潜在作用,并通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术对部分差异表达基因(differential expressed genes,DEGs)进行验证。结果表明:接种白叶枯病菌后D3基因被显著诱导,同时D3基因编辑株系均表现出不同程度的白叶枯病抗性。转录组数据显示,与野生型相比,在转录组水平共鉴定到8184个差异表达基因,包含4201个上调基因和3983个下调基因,3组均呈现差异表达的相关基因共有359个。GO功能富集分析表明,D3基因编辑株系与野生型在生物学途径、细胞组分和分子功能上的相关基因均呈显著差异表达。KEGG代谢途径富集分析发现,DEGs显著富集于植物与病原菌互作、植物激素信号转导以及苯丙烷生物合成途径。本研究丰富了水稻D3基因在抗病相关基因转录调控方面的信息,为D3基因抗病功能研究拓展了思路。

重金属胁迫对5个常绿阔叶树种生理生化特性的影响

研究了不同浓度Cu-Zn-Pb-Cd复合重金属污染对木荷(Schima superba Gardn.)、香樟(Cinnamomum camphora Presl.)、青枫(Acer palmatum Thunb.)、苦槠(Castanopsis sclerophylla Schott.)和舟山新木姜子(Neolitsea sericea Koidz.)5个浙江地区常见种植的园林常绿阔叶树种抗氧化酶活性的影响。结果表明,高浓度复合污染显著抑制植物的生长,植物受害现象严重,中浓度次之,低浓度下大部分植物危害较轻。随着土壤中复合重金属浓度的增加,5种植物不同处理的叶绿素含量都降低,中、高浓度处理与对照相比均达显著水平(P<0.05)和极显著水平(P<0.01);其中在高浓度处理条件下,木荷下降最为显著,舟山新木姜子下降最小。5种植物不同处理的可溶性蛋白质含量与对照相比均不显著,但是丙二醛含量与对照相比均达显著水平(P<0.05)和极显著水平(P<0.01)。不同浓度处理下,SOD、POD和CAT的活性均呈现出先升后降的趋势,表明5种植物都具有一定的抗逆能力。在高浓度处理条件下,舟山新木姜子CAT、POD和SOD活性比对照下降最少,木荷下降最为显著。5种常绿阔叶树种对复合重金属胁迫的耐受能力依次为:舟山新木姜子>香樟>苦槠>青枫>木荷。

盐胁迫对杜鹃生理生化与叶绿体亚显微结构的影响

以皋月杜鹃(Rhododendron indicum)为材料,采用盆栽试验研究不同浓度盐胁迫对杜鹃花生理生化特征和叶绿体亚显微结构的影响.结果表明:在低盐胁迫下,植株生长健壮,可溶性蛋白质含量、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性均显著高于对照,叶绿素和丙二醛(MDA)含量增加不显著,叶绿体亚显微结构完好,基粒片层排列整齐,与对照无差异,表明杜鹃可在低NaCl含量的土壤中正常生长;在120 mmol·L-1NaCl溶液处理下,植株叶片开始出现较轻的受害症状,随着盐浓度升高,植株受害症状加重,可溶性蛋白质和叶绿素含量显著下降,而MDA含量显著上升,POD、CAT和SOD活性先升后降,叶绿体结构逐渐膨胀成圆形,空洞化程度渐渐变大,膜慢慢解体,表明杜鹃在一定程度上具有抗盐胁迫的能力;在高盐胁迫下,叶绿体结构和功能被破坏,叶片黄化衰老.

鄞红葡萄及其8个优良单株主要性状差异分析

为筛选出具有潜在研究价值的优良性状葡萄植株,以鄞红葡萄及其8个优良单株5-1、5-2、10-1、10-2、20-1、20-2、40-1和40-2为研究材料,观测实生后代叶片、枝条和果实等主要形态特征和性状差异,并以其幼叶为材料,采用SSR分子标记技术分析8个优良单株与亲本鄞红之间的遗传差异。形态观测结果表明,5-2、10-2、20-1和20-2与亲本在果实成熟期、叶片形态和果皮色泽方面皆存在较大差异。分子标记结果表明,使用筛选出的24条带型清晰、多态性较高的引物,共扩增出237条带,多态性条带219条,平均多态性位点百分率为92.5%。聚类结果显示,实生后代和亲本遗传相似系数变化范围为0.60-0.79,在遗传相似系数0.65处,9份葡萄材料分为两大类群,第1类包括10-2和20-1,第2类包括5-2、20-2、5-1、10-1、40-1、40-2和鄞红;其中,5-2、10-2、20-1和20-2与亲本遗传相似系数较低,遗传差异较大,是早熟、外观品质优良的株系。本研究结果对丰富我国南方葡萄品种多样性具有重要意义。

乐昌含笑组织培养过程中根的诱导

以乐昌含笑为材料,采用6-苄氨基嘌呤(6-BA)、萘乙酸(NAA)、吲哚丁酸(IBA)三因素二次正交旋转组合设计,对组织培养过程中根的诱导进行了3种生长调节剂不同配比的对比试验。结果表明:在23个组合中,较低6-BA、NAA和IBA的浓度能促进乐昌含笑根的诱导和生长;外植体在1/2MS+6-BA0.40mg·L-1+IBA0.60mg·L-1+NAA0.80mg·L-1培养基上出根率和生根数分别达到50%和1.5条以上,高于其它处理,而且根系生长良好。

不同光湿环境对葡萄花芽分化和叶绿体类囊体膜磷酸酯酶活性的影响

以欧亚种葡萄美人指(Vitisviniferacv.ManicureFinger)为试材,正常光湿为对照,采用正常光偏高湿、偏弱光正常湿度、偏弱光高湿、偏弱光临界高湿、临界弱光偏高湿和临界弱光临界高湿6种处理。试验表明:单一偏弱光处理,葡萄叶片叶绿素含量上升,其余处理叶绿素含量下降;6种处理叶绿体类囊体膜磷酸酯酶活性都低于对照,叶绿体类囊体膜磷酸酯酶活性与光照和湿度有关;正常光偏高湿和偏弱光正常湿度部分芽能分化花原基,但在偏弱光高湿或偏弱光临界高湿花芽分化质量严重下降,临界弱光偏高湿和临界弱光临界高湿几乎未发现花原基;单一的弱光因子比单一的高湿因子对叶绿体类囊体膜磷酸酯酶活性和花芽形态分化影响更大,但弱光与高湿同时存在比单一弱光或高湿因子作用于葡萄时,叶绿体类囊体膜磷酸酯酶活性下降更为显著,花芽更难以形成。