植物生长期根部病害生防菌筛选方法改进及其装置研制

为克服室内筛选生防菌的方法往往忽略植物基础作用的弊端,本文比较双重培养法、液体介质筛选法和种苗基质筛选法的优劣,并在改进种苗基质筛选法的基础上研制新装置。该装置由耐高温(135℃)、高压(0.15 MPa)的500 mL PP组培瓶改装而成。组培瓶的柱状空间分为植物种植区、植物病原菌培养区和候选生防菌培养区,各区间以0.45μm硝酸纤维滤膜隔阻。植物种植区敞口、植物病原菌培养区和候选生防菌培养区以盖子密闭。本文装置以近似自然条件的植物根系分泌物和土壤渗出物作为基质筛选候选生防菌,获得的结果更可信;以菌体密度的变化反映病原菌和候选生防菌的拮抗效果,容易检测。该装置构造简单、成本低廉、使用方便,可用于各种植物根部病原菌生防菌的批量筛选,但不适用于植物叶片、茎秆病害的生防菌筛选。

巴夫杜氏藻1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶小亚基基因的克隆和分析

1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)是光合作用中的一个关键酶,其小亚基rbcS具有调控羧化反应催化效率和影响该酶对二氧化碳/氧气底物特异性的功能。从巴夫杜氏藻中克隆rbcS基因及其5′-上游序列,并对基因及5′-上游序列进行了分析。根据已知rbcS基因保守核苷酸序列设计引物,分别克隆到1 841 bp的DNA和380 bp的cDNA序列。以此为基础,使用染色体步移(Genome walking)和cDNA末端快速扩增(RACE)技术,获得了799bp的5′端DNA序列和500 bp的3′端cDNA序列。序列分析发现,巴夫杜氏藻rbcS DNA全长为2 031 bp(不包括476 bp 5′-上游序列),cDNA全长包括570 bp开放读码框(GenBank登录号:HQ315783)和294 bp 3′端非翻译区。5′-上游序列区域存在一系列预测的顺式作用元件。该研究旨在为后继的rbcS基因的功能和表达研究、Rubisco的遗传改造奠定基础。同时,rbcS启动子因其可驱动基因高效表达而引起广泛关注,因此获得的rbcS 5′-上游序列经验证和优化后,可用于在嗜盐微藻中驱动转基因的高效表达以及完善微藻转化系统。

氮限制对产油杜氏藻转录组的影响

为通过改良产油杜氏藻制备生物柴油,利用Illumina Hiseq 2000平台对氮限制和氮源充足条件下的产油杜氏藻进行了转录组测序,筛选到1 529个差异表达基因。对这些差异表达基因进行分析,结果表明众多基因涉及内吞作用、甘油磷脂代谢、醚脂代谢,遗传物质的合成、传递和加工,次级代谢产物合成及氮代谢。

微藻培养方法研究进展

微藻是一种有前景的生物柴油原料。微藻培养是微藻生物柴油生产过程的重要环节。本文就微藻培养方法的研究进展进行了阐述。对自养、异养及兼养三种培养方法进行了比较,并对微藻培养提出了建议。

巴夫杜氏藻GAPDH基因部分序列的克隆

3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)是糖酵解途径中的一个关键酶,由于其基因表达量相对恒定,因此在定量和半定量PCR试验中常被用作内源参照基因来确定目标基因的相对表达量。从巴夫杜氏藻(Dunaliella parva)中克隆GAPDH基因,并对基因序列进行了分析。以巴夫杜氏藻cDNA为模板,根据GAPDH的保守序列设计引物,PCR扩增获得了673 bp的cDNA序列。在此基础上,采用cDNA末端快速扩增(RACE)技术,获得了913 bp的3′-cDNA序列,进而获得了cDNA部分序列1 393 bp。序列分析结果表明:巴夫杜氏藻GAPDH cDNA部分序列包括1 055 bp的编码区和338 bp的3′非翻译区。该基因的克隆为半定量和定量PCR等技术在巴夫杜氏藻分子生物学研究中的应用提供了内源参照基因。

利用皮状丝孢酵母对甘蔗渣酶解液产油脂的研究

本试验旨在研究碱和高温液态水2种预处理方式对发酵的影响。甘蔗渣分别利用碱和高温液态水(LHW)预处理,然后使用纤维素酶进行酶解。在LHW和碱预处理后的酶解液中,分别含22.06和39.28 g/L总糖。不经过浓缩,也不需要添加任何营养物质,酶解液被用于皮状丝孢酵母的油脂发酵试验。经过3 d的培养,在LHW预处理的酶解液中,皮状丝孢酵母的生物量达到了8.08 g/L,油脂质量分数为52.00%,油脂系数高达19.03%。在碱预处理的酶解液中,经过8 d的培养,皮状丝孢酵母的生物量为13.67 g/L,油脂质量分数为43.20%,油脂系数为15.03%。脂肪酸组成分析表明所产油脂与棕榈油的组成相似。试验结果表明,甘蔗渣是一种有前景的产油脂原料,LHW是一种良好的预处理方式。该研究为利用甘蔗渣发酵产油脂提供了新思路。

培养基成分含量对巴夫杜氏藻生长的影响

通过固定培养基中其它成分的含量,考察变化的成分含量对巴夫杜氏藻生长的影响,以期获得适宜生长的最佳单一养分浓度。结果表明,硝酸钠和氯化钠在实验浓度范围内(0.042 g/L^1.68 g/L和14.615 g/L^175.38 g/L)对巴夫杜氏藻的生长有显著影响,碳酸氢钠、氯化钾、硫酸镁、氯化钙、柠檬酸铁、A5溶液和pH值对藻生长影响较小。可以通过调控硝酸钠和氯化钠的浓度来促进巴夫杜氏藻的生长。

巴夫杜氏藻β-肌动蛋白基因的克隆和分析

[目的]获得巴夫杜氏藻β-肌动蛋白基因cDNA全长序列。[方法]以巴夫杜氏藻cDNA为模板,采用简并引物进行PCR扩增,获得533bp特异cDNA片段。在此基础上,设计特异引物,采用5'-Genome Walking和3'-RACE的方法,获得基因的5'-端DNA序列和3'-端cDNA序列,进而获得β-肌动蛋白基因cDNA全长序列。[结果]获得了巴夫杜氏藻β-肌动蛋白基因的特异cDNA片段、5'-端DNA和3'-端cDNA片段。经拼接后,扩增出全长cDNA。β-肌动蛋白基因cDNA全长1754bp,包括1137bp的开放读码框和617bp的3'-非翻译区序列。氨基酸序列相似性分析发现,巴夫杜氏藻β-肌动蛋白氨基酸序列与杜氏盐藻、莱茵衣藻等的同源性较高。系统发育分析表明,巴夫杜氏藻β-肌动蛋白与杜氏盐藻的相似性最高。[结论]首次获得了巴夫杜氏藻β-肌动蛋白基因cDNA全长序列,并发现巴夫杜氏藻β-肌动蛋白基因非常保守。

普通小球藻细胞色素b559α亚基编码基因的克隆及序列分析

细胞色素b559是由α和β两个亚基组成的一种血红蛋白,是光系统Ⅱ的必需组分,可以保护光系统Ⅱ免受光抑制的危害。为了从分子水平深入了解细胞色素b559的功能,从普通小球藻(Chlorella vugaris)中克隆了编码细胞色素b559α亚基的基因序列及其5′-侧翼序列。结果表明,DNA全长包括1个252 bp的开放读码框,442 bp的5′-侧翼序列和195 bp的3′-侧翼序列,5′-侧翼序列区域存在一系列预测的顺式作用元件。

巴夫杜氏藻β-肌动蛋白基因的克隆和分析(英文)

[目的]获得巴夫杜氏藻β-肌动蛋白基因cDNA全长序列。[方法]以巴夫杜氏藻cDNA为模板,采用简并引物进行PCR扩增,获得533 bp特异cDNA片段。在此基础上,设计特异引物,采用5′-GenomeWalking和3′-RACE的方法,获得基因的5′-端DNA序列和3′-端cDNA序列,进而获得β-肌动蛋白基因cDNA全长序列。[结果]获得了巴夫杜氏藻β-肌动蛋白基因的特异cDNA片段、5′-端DNA和3′-端cDNA片段。经拼接后,扩增出全长cDNA。β-肌动蛋白基因cDNA全长1 754 bp,包括1 137 bp的开放读码框和617 bp的3′-非翻译区序列。氨基酸序列相似性分析发现,巴夫杜氏藻β-肌动蛋白氨基酸序列与杜氏盐藻、莱茵衣藻等的同源性较高。系统发育分析表明,巴夫杜氏藻β-肌动蛋白与杜氏盐藻的相似性最高。[结论]首次获得了巴夫杜氏藻β-肌动蛋白基因cDNA全长序列并发现巴夫杜氏藻β-肌动蛋白基因非常保守。

皮状丝孢酵母脂肪酸CoA连接酶(Facl)基因的克隆与分析

从皮状丝孢酵母(Trichosporon cutaneum)中克隆了Facl基因及其5'-上游序列,并对Facl基因及其5'-上游序列进行了分析。根据前期的基因组文库测序结果,获得了898 bp DNA序列。以此为基础,2次使用染色体步移(Genome walking)方法,分别获得了854 bp和1 236 bp 5'-DNA序列。根据获得的5'和3'端序列,合成引物用于扩增Facl基因的全长DNA和c DNA序列。分析发现,皮状丝孢酵母Facl基因c DNA包含一个1 662 bp的开放读码框,DNA不含内含子序列。同时获得了482 bp的5'-上游序列。在5'-上游序列区域存在一系列预测的顺式作用元件。相似性分析的结果表明T.cutaneum和Rhodococcus erythropolis的Facl氨基酸序列相似性最高。该研究旨在为后继的Facl基因的功能和表达的研究、油脂代谢的遗传改造奠定基础。

藻类转基因研究进展

从藻类遗传背景、选择标记基因、报告基因、启动子和转化方法等方面对藻类基因工程的研究进展进行了综述。

微藻固定化技术及其在资源化中应用

固定化技术是微藻资源化利用的重要手段。文章综述了微藻固定化的常用方法;分析了固定化过程对微藻细胞生长和代谢的影响;介绍了微藻固定化技术在能源化利用(产油、产氢)、水产养殖、微藻固定化保种等方面的应用;最后对微藻固定化技术的发展趋势进行了展望。针对微藻的特殊性开发无毒、透光性好、传质好、对微藻细胞压力小的固定化载体将进一步推动微藻固定化技术的发展,而固定化微藻也将会有更广阔的应用前景。

小球藻在蔗渣酶解液中的异养生长及其脂肪酸生成

在高温液态水处理的甘蔗渣酶解过程中添加Tween80可使聚糖转化率提高11.4%。根据蔗渣酶解液中糖的种类及含量,用葡萄糖、木糖和纤维二糖标准品模拟蔗渣酶解液组成配制成相应的混合糖培养基,同时配制仅含葡萄糖的培养基,在有、无Tween80和BG11(Blue-Green 11)的条件下,考察小球藻在不同培养基中的异养生长及脂肪酸生成。结果显示Tween80对小球藻的生长具有抑制作用,纤维二糖也会影响小球藻的生长;小球藻在添加BG11的葡萄糖培养基中的生物量最高,为1.97 g·L^(-1),在添加BG11的蔗渣酶解液中的生物量高出未添加BG11的2倍,在含有Tween80和BG11的蔗渣酶解液中的总脂肪酸含量最高,达到6.90%,在所有培养基中产生的脂肪酸以C_(16:0)、C_(18:1)、C_(18:3)、C_(20:1)和C_(20:4)为主;培养基组成优化可进一步提高微藻生物量和油脂产量。

利用ITS和SRAP分子标记对中国白灵菇和欧洲侧耳属菌株进行亲缘关系鉴定

为了评价白灵菇的分类地位,采用内转录间隔区(ITS)序列分析和相关序列扩增多态性(SRAP)两种分子标记技术,系统分析了包括中国白灵菇商业菌株和欧洲Pleurotus nebrodensis菌株在内的34株侧耳属菌株的DNA多态性。ITS序列分析结果显示:供试菌株的ITS序列变异不仅表现在碱基的变异,也表现在区域长度的变异。利用7对扩增条带清晰、多态性较丰富、稳定性较好的引物对34个供试菌株进行SRAP扩增,共得到420条条带,且均为多态性条带。ITS序列分析和SRAP分析结果均显示:白灵菇和Pleurotus nebrodensis具有很近的遗传关系。将ITS和SRAP两种标记联合使用能得到更好的结果。

光强与氮源对绿球藻GN38生长和油脂积累的影响

光强与氮源是影响微藻生长与物质积累的重要因子,文章研究了光强、氮源、氮源浓度对一株自然条件下分离的绿球藻GN38的生长和油脂积累的影响。实验通过在不同光照强度(179μmol/m2·s-1和84μmol/m2·s-1)条件下,分别以具浓度梯度(1N,1/3N,1/5N)的NaNO3和CO(NH2)2为氮源培养绿球藻,获得了GN38生长与产油的较佳条件。结果表明,较高光强能促进GN38生长和总脂积累;CO(NH2)2有利于GN38积累油脂;不同氮源均表现出氮源浓度与生物量成正比,无氮组除外;179μmol/m2·s-1光强、1/5N时GN38的总脂含量最高。综合考虑,产油微藻GN38的最佳培养条件为179μmol/m2·s-1光强和0.528 g/L CO(NH2)2,在此条件下干重达到6.7g/L,总脂含量为38%,总脂产量为2.54 g/L,脂肪酸成分中C16和C18含量高达95.15%。实验为该藻的后续深入研究及产业化培养奠定了基础。

微藻类胡萝卜素合成与代谢调控研究进展

能源消耗与环境污染使得微藻生物柴油生产成为研究焦点。通过同时提取类胡萝卜素和油脂,对微藻进行综合利用,可以有效降低微藻生物柴油生产成本。类胡萝卜素是一类重要的活性物质,但是,目前对于微藻类胡萝卜素的合成和代谢调控还缺乏了解。为了更好地理解和操纵微藻类胡萝卜素代谢以增强类胡萝卜素积累,本文综述了微藻类胡萝卜素合成与代谢调控的研究进展,包括类胡萝卜素生物合成途径,提高类胡萝卜素积累的生化调控方式、诱变方式和基因工程方式,阐述环境因素对类胡萝卜素积累的影响,总结了增强类胡萝卜素合成途径关键酶基因的表达、增强调控类胡萝卜素合成途径的转录因子基因的表达等基因工程策略,同时也对微藻类胡萝卜素代谢研究的发展进行了展望。

PBL教学法在生物化学实验教学中的实践

对生物技术本科学生在生物化学实验教学中引入PBL教学法。实践证明,能够有效地提高学生的学习主动性及学习兴趣,同时又培养了学生的科研素质和动手操作方面的能力,有效地提高了教学质量,值得推广和实施。

引入综合实验,优化“分子生物学实验”课程体系

"分子生物学实验"作为专业必修课的教学内容需要保持相对稳定,以利于教学活动的正常开展。但是,随着社会对本科毕业生科研能力日益提高的要求及分子生物学日新月异的进展,对当前实验内容的改进显得非常必要。广西师范大学生命科学学院在专业必修课"分子生物学实验"原有的9个基本实验基础上,增加了综合实验"灵芝羊毛甾醇合酶的原核表达及纯化",并尝试采用"自由报名和组合、教师指导、自主探究"的方式开展实验教学。经过一学期的教学实践,取得了良好的教学效果。学生不仅熟练掌握了相关的分子生物学实验操作技能,还提高了实验设计能力、团队合作能力和自主创新能力,为将来从事相关科研工作奠定了良好的基础。

MOOC背景下混合式教学在生物化学“蛋白质”中的应用探索

“蛋白质”是生物化学课程教学内容中继绪论后的开篇章节,既是该课程的基础内容,也是难点内容。对这一章知识的掌握,不仅有利于学生学好后续章节,也有利于激发学生学习生物化学的兴趣。但该章节的知识点繁多、概念抽象、内容枯燥,学生容易产生厌学情绪,传统的教学方法效果不太理想。为提高教学效果,本文基于MOOC背景下,结合“蛋白质”的章节内容和特点,初步探索了线上线下混合式教学模式在该章节中的应用,旨在为提高生物化学教学质量提供策略。