农业类高校植物基因工程课程教学改革探索与实践

进入21世纪,随着基因工程的快速发展,很多农业类高等院校开设了植物基因工程本科生课程。文章从不断更新和调整教学内容、采用多种教学方式、建立完善考核制度三个方面进行教学改革探索和实践,以提高课堂教学效果。

楤木属FAD2基因家族的鉴定及生物信息学分析

聚炔类化合物(PAs)是一类主要由桔梗类植物产生、具生物活性的植物特异性防御物质。其上游合成步骤由脂肪酸去饱和酶2(FAD2)催化。本文以PA的主要来源植物之一,桔梗类的五加科楤木属(Aralia)为研究对象,对楤木(A.elata(Miq.)Seem.)和龙眼独活(A.fargesii Franch.)的FAD2基因家族进行鉴定,并对其保守基序、结构域、染色体分布、基因共线性、进化关系、分子演化速率以及表达情况进行分析。结果显示,楤木属的FAD2基因家族经历了广泛扩张,这可能是通过全基因组加倍/片段重复实现的;不同功能的FAD2保守基序完全一致,但楤木属不同生活型(草本vs.木本)代表物种FAD2的保守基序却产生了分化;楤木中可能有4个不同功能的FAD2基因,其在不同组织中的表达情况不同。本研究可为后续楤木属的物种鉴定、聚炔类物质合成新基因的挖掘以及桔梗类植物具高度多样化PAs分子机制的揭示提供参考。

以问题为导向的互动式教学法的应用与探讨——以“植物基因工程”实验课为例

本科生实验课是培养学生理论结合实践能力的重要环节,以问题为导向的互动式教学法强调学生在教学活动中的主体作用,注重培养学生独立自主与探索未知的能力,广泛应用于国内外高校的实践教学。以“植物基因工程”实验课为例,探讨以问题为导向的互动式教学法在本科实验教学中应用途径,通过师生联动优化教学方案与实验细节,学生分组培养团队合作意识,以及课后反馈保障良性循环等措施,引导学生带着问题去学习,调动其学习的积极性和主动性,培养学生独立自主与探索未知的能力,改善课堂教学效果。

甘蓝型油菜CIPK22基因的特性分析与互作蛋白CBL的鉴定

甘蓝型油菜(Brassica napus)作为重要的油料作物之一,其产量与品质常受到环境因素的影响。钙离子是生物体内重要的应答内外刺激的第二信使。作为植物特有的钙信号解码蛋白,类钙调磷酸蛋白B(calcineurin B-like protein,CBL)以及与之互作的CIPK(CBL-interacting protein kinase)家族部分成员的功能与调控机制已经在模式植物拟南芥中被广泛报道,但是在甘蓝型油菜中却报道寥寥。本研究从甘蓝型油菜中克隆到一个CIPK家族的基因序列,分析表明它与拟南芥中CIPK22基因序列高度相似,故命名为BnaCIPK22。亚细胞定位结果显示BnaCIPK22定位在细胞质与细胞核。实时荧光定量(qRT-PCR)技术检测BnaCIPK22对多种非生物逆境和激素处理后的响应,发现BnaCIPK22的表达受脱落酸(abscisic acid,ABA)、水杨酸(salicylic acid,SA)、冷害、渗透胁迫和盐害处理诱导。同时,利用酵母双杂交体系,筛选到可能与BnaCIPK22互作的BnaCBL蛋白,并通过双分子荧光互补(BiFC)技术进行了验证。本研究结论为深入了解CIPK22的功能与调控机制提供参考。