“思、教、研”一体的翻转课堂在分子生药学课程教学改革中的探索

坚持“立德树人”的根本任务,将课堂思政融入到专业课教学的每一个环节。以“微事例”为出发点,见微知著,以小见大,将大道理化作小案例,与课程中的知识点相融合,润物于无声,结合基于翻转课堂的“稷下学宫”式的教学模式和教学理念,从而实现“传道、授业、解惑”的教学目标,发挥高校课堂育人主阵地的战斗堡垒作用。

普通小麦×八倍体小黑麦杂种F_1代与亲本的形态学、细胞学和超微形态比较分析

以普通小麦京冬8号为母本,八倍体小黑麦劲松5号为父本,杂交获得杂种F1代。在对杂种F1代和亲本进行形态学和细胞学鉴定的基础上利用扫描电子显微镜对亲本和杂种F1代的叶表皮及气孔亚显微形态进行比较,得知3种供试材料叶表皮亚显微形态共同的特征是有气孔器、长细胞和毛细胞,细胞排列与叶脉平行,但母本普通小麦的叶表皮细胞轮廓清晰,排列较为整齐、光滑,气孔排列呈直线,哑铃状的保卫细胞有长短不一的刺毛;父本八倍体小黑麦的气孔周围有横向和纵向排列的嵴状凸起,气孔呈长方形、较大,排列方式总体也呈直线型,保卫细胞非常明显,但刺毛极少且短;杂种F1代无论是叶表面还是气孔的亚显微形态都与父本更相似,所不同的是叶表皮有刺毛,气孔大小介于两亲本之间。杂种F1代与双亲在形态学、叶表皮及气孔超显微形态特征上均有明显差异;超显微形态学指标也可以作为区分、鉴定远缘杂种和亲本的一项依据。

新疆沙冬青基因组调查测序与基因组大小预测

新疆沙冬青是中国荒漠地区代表性常绿阔叶植物,属于第三纪孑遗植物。其极强的逆境耐受性受到了研究者的广泛关注,但由于缺乏基因组序列,分子生物学研究水平进展缓慢。本研究对新疆沙冬青进行了基因组调查测序,共得到65 Gb大小的双端测序数据。结合基于K-mer分析和流式细胞分析的方法,预测基因组大小、杂合率和GC含量等特征,估计基因组大小为770~787 Mb。测序数据拼接构建得到contigs的N50为684 bp,总读长为0.538 Gb;进一步组装后scaffolds的N50为12.09 kb,总读长为0.602 Gb。对拼接数据进行SSR分子标记预测,共得到151858个SSR,其中二核苷酸重复单元比例最高为56.39%,在二核苷酸重复单元中,AT/TA组成形式占多数。本研究首次报道了荒漠植物新疆沙冬青的基因组特征,为后续基因组学研究提供参考。

24份忍冬属材料叶绿体基因组密码子使用偏好性分析

使用CodonW1.4.2和SPSS 22.0等软件对24份忍冬属(Lonicera Linn.)材料叶绿体基因组进行密码子偏好性分析,并基于叶绿体基因组序列构建了系统发育树。结果显示:24份忍冬属材料叶绿体基因组中1314个蛋白质编码基因的GC含量为38.7%,密码子第3碱基位置的GC含量(GC_(3))最低,仅为31.4%,表明其密码子偏好以A或U结尾;根据基因功能将1314个基因分为5类,每类显示出特定的密码子特征;24份忍冬属材料叶绿体基因组的有效密码子数(ENC)为50.2,表明密码子使用偏好性较低。密码子适应指数(CAI)、密码子偏好指数(CBI)和最优密码子使用频率(FOP)与GC_(3)值、总GC含量(GC_(all))和同义密码子第3碱基位置的GC含量(GC_(3s))呈显著或极显著相关,说明密码子第3碱基位置的碱基组成对基因表达有很大影响。中性绘图、PR2-plot和ENC-plot以及对应性分析结果表明影响密码子使用模式的因子并不单一,自然选择起主要作用,突变压力起次要作用。基于相对同义密码子使用度(RSCU)和高、低表达组的RSCU差值(ΔRSCU),共鉴定出29个高频密码子和18个最优密码子,且大部分以A或U结尾。系统发育分析结果显示:24份忍冬属材料聚为一支,各物种间的进化相似且亲缘关系较近。综合分析结果表明:忍冬属植物叶绿体基因组密码子使用偏好性低且富含A或U,受到自然选择和突变压力的双重影响,其中自然选择占主导地位。

基于流式细胞术和K-mer分析的好好芭基因组大小估测

好好芭是一种重要的特种油料植物,具有极高的经济价值.由于好好芭基因组数据缺乏,导致其分子生物学研究进展相对缓慢.本研究以黄瓜和大豆作为内标,用流式细胞仪测定经碘化丙啶(PI)染色的内标细胞核和好好芭细胞核混合样品的PI荧光强度,通过比较好好芭与内标细胞DNA含量峰值的倍数关系,计算好好芭的基因组大小.同时使用基于生物信息学的K-mer分析来估测好好芭的基因组大小.采用流式细胞术测得好好芭基因组大小约为774 Mb.Kmer分析表明,当K值分别为17、19、21时,相应的DNA峰值出现在128、125和123,因此估测jojoba基因组大小为777～794Mb.K-mer分布曲线有明显的杂合峰,说明jojoba基因组杂合度较高.本研究完成了对好好芭基因组大小的估测,可为好好芭基因组学研究提供参考.

普通小麦-长穗偃麦草杂种衍生后代SNTE0923形态学、细胞学和白粉病抗性鉴定

对长穗偃麦草(Thinopurum ponticum,2n=70)与普通小麦品种烟农15的杂种衍生后代SNTE0923进行形态学、细胞学和白粉病抗性鉴定,初步筛选出抗白粉病普通小麦-长穗偃麦草育种新材料,为抗白粉病基因遗传学研究和小麦抗白粉病品种改良提供新的种质资源。对杂种衍生后代材料SNTE0923进行考种,形态学观察,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ和根尖染色体有丝分裂中期观察并进行白粉病抗性鉴定,结果表明:杂种后代材料SNTE0923的株高介于亲本长穗偃麦草和普通小麦之间,穗较长,有芒,群体整齐度较好;体细胞染色体数目鉴定为2n=42,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体配对情况表明,大部分单株染色体构型为21Ⅱ,极个别在后期Ⅰ发现一定数量的染色体桥和落后染色体;白粉病抗性鉴定表明SNTE0923对白粉病有较高的抗性。杂种衍生后代材料SNTE0923绝大部分单株在遗传上趋于稳定,并且高抗白粉病,通过选育,可以做为抗小麦白粉病育种新的种质资源。

沙藏对北沙参种子萌发的影响

以未沙藏、沙藏后萌发与未萌发的北沙参种子为实验材料,运用数字基因表达谱(DGE)技术,对种子的转录本进行功能注释和差异分析。通过分析沙藏和未沙藏以及沙藏后萌发与未萌发的北沙参种子基因表达差异,探究沙藏打破北沙参种子休眠的机理和种子萌发的分子机制。结果表明,测序后共得到218387701条原始序列,有7.85%的Unigene注释到7个数据库中。差异基因的通路分析中,沙藏与未沙藏的种子基因差别在核糖体,萌发与未萌发的种子主要区别在苯丙烷生物合成途径。北沙参种子沙藏后可以引起核糖体基因的表达,打破种子休眠。香豆素作为苯丙烷合成的重要产物,其基因的差异表达,可能与种子的萌发有密切关系。

小麦品种汶农14抗白粉病基因的染色体定位

汶农14是近年山东省和国家审定的一个半冬性小麦品种。采用来自不同地区的52个小麦白粉菌菌株对汶农14进行抗性鉴定,并利用分子标记定位了其抗白粉病基因。汶农14对43个菌株(82.7%)表现抗病反应型,对9个菌株表现感病反应型。这些菌株对汶农14的毒力谱与已知抗白粉病基因Pm2相似,但汶农14对11个菌株的反应型与携带Pm2的Ulka/8*Cc不同。此外,利用26个菌株的鉴定结果表明,汶农14与携带Pm46的Tabasco相比,对3个菌株的反应型不同。汶农14在成株期对白粉菌混合菌株表现高抗反应型。利用汶农14×邯4564的F2和F2:3群体进行遗传分析,发现汶农14对E09菌株的抗性受1对显性基因控制,暂命名为PmW14。分子标记分析显示,PmW14与Xcfd8、Xcfd81和SCAR203连锁,遗传距离分别为7.5、1.8和7.7 cM。由于这些分子标记被定位于小麦5DS染色体的5DS-1-0-0.63区间,且与Pm2基因紧密连锁,因此推测,PmW14可能与Pm2位于相同的基因座。

八倍体小偃麦与普通小麦杂种衍生后代HBOT 09035形态学、细胞学和白粉病抗性鉴定

八倍体小偃麦是由偃麦草与普通小麦远缘杂交后人工选育的新物种,它保留了偃麦草的许多优良性状,是小麦遗传改良和染色体工程研究的重要材料。本研究对八倍体小偃麦与普通小麦远缘杂种的衍生后代HBOT09035进行了形态学、细胞学和白粉病抗性鉴定。结果表明:种质材料HBOT09035整齐度好,株型紧凑,植株较矮,穗长较短,结实性稍低,分蘖能力较好;细胞学鉴定表明,根尖体细胞染色体数目为2 n=42,花粉母细胞减数分裂中期I(PMCM I)不存在单价体或多价体,基本为环状二价体,染色体构型为2 n=21Ⅱ,减数分裂后期I(PMCA I)不存在落后染色体、染色体桥等现象,分离正常;白粉病抗性鉴定表明,HBOT 09035对白粉病有较高的抗性。种质材料HBOT09035在遗传上已经稳定,并且高抗白粉病,可以作为抗小麦白粉病育种新的种质资源。

旱盐胁迫下激素对荆芥种子萌发的影响

本研究探究了不同浓度赤霉素(GA)、萘乙酸(NAA)和吲哚乙酸(IAA)对旱盐胁迫下荆芥种子萌发的影响。通过不同浓度的PEG-6000和盐溶液(NaCl)模拟干旱及盐胁迫得出萌发阈值为10%的PEG-6000溶液和150μmol/L的NaCl溶液。结果表明:除盐胁迫下的赤霉素处理外,3种激素处理对荆芥种子发芽率影响均表现为先升高后降低,促进萌发效果最好的激素为赤霉素,旱、盐胁迫下GA最佳浓度分别为0.1 mg/L和1 mg/L,发芽率分别为73.00%和58.67%。干旱胁迫下,NAA处理后效果强于IAA,但高浓度抑制作用严重;盐胁迫下,3种激素对发芽率的影响差距不大,但GA处理后种子的发芽势与发芽指数远高于NAA和IAA。

小麦-八倍体小黑麦杂种衍生的抗条锈病品系HB20121023选育与鉴定

小麦条锈病是我国重要的小麦病害。发掘和培育新的抗条锈病的小麦种质资源一直是我国小麦育种中重要的工作。本研究对八倍体小黑麦劲松5号与普通小麦品种京东8号远缘杂种的衍生后代进行了选育,并且对选育出的种质材料HB 20121023株系进行了形态学、细胞学和条锈病鉴定。结果表明,HB 20121023植株较矮,株型紧凑。细胞学鉴定表明,根尖体细胞染色体数目为2n=42,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ、减数分裂后期Ⅰ染色体配对、分离正常。利用CYR 29、CYR 30、CYR 31和水源46号条锈菌的混合小种田间接种鉴定表明,HB 20121023对条锈病表现为高抗。HB 20121023可作为小麦抗条锈病育种新的种质资源加以利用。

蒙古沙冬青AmMYB4-like基因的克隆与表达分析

基于已有研究工作基础,从蒙古沙冬青[Ammopiptanthus mongolicus(Maxim)Cheng.f]中分离到1个编码MYB类转录因子基因,命名为Am MYB4-like。该序列长度为1 145 bp,含有一个由960 bp组成的开放阅读框,编码319个氨基酸,具有R2和R3保守结构域,属于R2R3-MYB转录因子。荧光定量PCR分析结果表明,Am MYB4-like在叶片中参与低温和干旱胁迫应答,在根中主要参与干旱胁迫应答。构建了p PZP212-Am MYB4-like植物表达载体,旨为进一步研究Am MYB4-like的功能奠定基础。

课程思政融入药用植物遗传育种学课程教学的研究与实践

药用植物遗传育种学是一门新兴的交叉性边缘学科,利用该课程作为自然科学课程的求真务实、科学规范的特点以及作为交叉学科包罗万象的特点,在课堂讲授过程中,向学生传播社会主义核心价值观,做到专业课程的讲授和思政教育同向同行,形成协同效应,为学生形成正确的人生观、世界观、价值观助力。

基于PBL的翻转课堂模式在生物信息学教学中的应用

《生物信息学》是一门新兴的交叉学科,广泛应用于生命领域科学研究。本文通过对当前该课程教学的问题分析研究,提出基于翻转课堂的PBL教学模式。该教学模式能充分发挥混合式教学在时间与空间上的优势,全面提升应用类课程的教学质量和水平。

连作对北沙参土壤养分、酶活性及微生物群落多样性的影响

目的:检测未连作(初茬)与连作(重茬)北沙参土壤中养分、pH值、酶活性和微生物群落变化,并对上述因素的相关性进行分析,探究北沙参发生连作障碍的原因。方法:以对照、初茬、重茬北沙参土壤为材料,测定土壤中的养分、pH值及酶活力,结合高通量测序技术,分析土壤中微生物群落的变化。结果:重茬土壤中全氮、有机质含量不断升高,全磷和全钾变化较小,pH值呈上升趋势。重茬土壤中微生物群落发生明显变化,变形菌门数量增加,酸杆菌门和放线菌门数量则呈减少趋势;而真菌中无法区分的群落明显增多。重茬土壤中土壤脲酶、硝酸还原酶、多酚氧化酶、蔗糖酶与酸性磷酸酶的活性较初茬增高明显。RDA分析表明土壤的养分、pH值及酶活性对土壤中真菌和细菌群落的变化有显著影响,相关性分析表明土壤全氮与有机质之间,全磷与全钾之间,全氮、有机质与部分土壤酶之间有着显著的相关性。结论:重茬导致北沙参土壤中的养分、pH值和酶活力发生了变化,而上述变化又导致土壤中微生物群落发生改变,这些因素之间的相互作用和相互影响,可能是导致北沙参连作障碍的主要原因。

基于网络药理学探讨北沙参干预糖尿病的分子机制

目的利用网络药理学研究北沙参干预糖尿病的分子机制。方法通过TCMSP中药系统药理学数据库分析平台筛选北沙参的活性成分及其作用靶点。GEO数据库筛选糖尿病疾病靶点,对靶点取交集,得到北沙参治疗糖尿病的预测靶点。String数据库和Cytoscape软件建立蛋白相互作用网络,从中提取Degree>81的点,再提取Betweenness≥400的节点,构建新的子网络,获得PPI中的关键节点基因。clusterProfiler软件对靶点进行GO功能和KEGG通路分析,得到主要的基因功能和信号通路。“AutoDock”和“PyMOL”进行北沙参药物活性成分与关键基因靶点的分子对接。结果筛选出8种活性成分、58个预测靶点,核心靶点主要有丝裂原活化蛋白MAPK、血管细胞黏附分子VCAM1、血清高迁移率蛋白IL1B、紧密连接蛋白CLDN4等,所涉及的主要信号通路有内分泌抵抗、NF⁃Kappa B信号通路、HIF⁃1信号通路、Ras信号通路、MAPK信号通路、FoxO信号通路、P53信号通路等。结论北沙参可能通过多靶点、多通路发挥清热养阴、祛湿化痰、益气健脾等作用来参与糖尿病的治疗。

现代信息技术与分子生药学课程融合的实践和探索

现代信息技术辅助课堂教学已经成为当前教学改革的研究热点,分子生药学课程与现代信息技术的有机结合,使得学生的主体地位得以确定,实现自主学习,创设适宜学习氛围、拓宽学生学习视野、注重学生学习的综合效果,在提升学生的学科素养的同时,以期提高分子生药学教学质量。

思政教育融入中药分析课程建设的探索

中药分析课程是中药类专业的核心专业课程,对学生的综合能力培养至关重要。中医药文化作为我国传统文化的瑰宝,将其“思政元素”有机融入中药分析课程建设中,实现立德树人的教育目标。文章介绍了中药分析课程建设中“思政元素”挖掘与实现形式,发现课程思政融入中药分析教学全过程有助于学生的专业能力提升和对专业的认同感,树立正确的社会主义核心价值观。

《生物化学》教学思考与体会

生物化学是生命科学、农林、医药等领域人才培养体系中一门重要的专业基础课。长期以来的应试教育,束缚了学生的创造力及自主学习的能力,且本课程内容较为抽象枯燥,因此需要教师在授课过程中采用多种教学手段及方法,与各学科联系,激发学生的学习兴趣和热情,提高学生分析问题和解决问题的能力,最终达到提高教学效果和学生综合素质的目的。

基于分子对接探讨黄芪治疗肝炎的作用机制

目的:基于网络药理学,利用生物信息学分析方法,对黄芪治疗肝炎的作用机制进行探讨。方法:运用中药系统药理分析平台(TCMSP)筛选黄芪相关活性成分及靶点,通过GeneCards、CoolGeN数据库筛选出肝炎靶点,进而获得两者潜在的作用靶点,构建蛋白互作模型、基因本体(GO)分析及富集通路(KEGG)分析,构建“成分-靶点-途径”网络模型,最后进行分子对接验证。结果:筛选得到黄芪20个有效成分,42个潜在靶点,关键活性成分包括毛蕊异黄酮、刺芒柄花素、异鼠李素等,关键靶点包括白细胞介素-6(IL-6)、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(AKT1)、氨基末端蛋白激酶(JUN)、重组人超化因子-8(CXCL8)。生物过程主要涉及细菌分子来源反应、有毒物质反应、氧化应激过程的反应、金属离子应答等。KEGG通路分析主要有小分子核糖核酸在癌症、非酒精性脂肪性肝病、破骨细胞分化、乙型肝炎等通路。分子对接结果显示毛蕊异黄酮、刺芒柄花素和山奈酚等核心化合物与IL-6、AKT1、JUN、CXCL8等靶点亲和力较高。结论:运用网络药理学方法探究黄芪治疗肝炎的作用机制,为后续研究肝炎机制提供了思路。