立德树人,润物无声——课程思政在《细胞工程》教学中的探索与实践

专业课程思政建设是当前高等教育改革的重要方向之一,构建课程思政教学体系是实现高校立德树人的重大创新举措。作为生物类主干课程,细胞工程是我校最早进行课程思政教学改革的专业课程之一。细胞工程是一门理工交叉学科,具有科学探索和社会责任的双重特点。因此,我们应该以培养学生的科学精神和社会责任感为目标,通过教学内容和方式的改革,促进学生的全面发展。该团队利用课堂主渠道,充分挖掘其教学内容中蕴含的思政元素,与专业知识技能传授进行有机融合,在教学实践过程中取得了良好的效果。本文重点从五个方面详述了细胞工程课程思政的触点结合策略:教书育人与言传身教相结合、专业内容与思政元素相结合、前辈故事与爱国主义相结合、历史回顾与前沿展望相结合、思政方式与专业特点相结合,努力实现立德树人,润物无声。通过将思政元素有机融入细胞工程专业课程,在传授专业知识的同时,引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观,可以促进学生的思想品质和社会责任感的培养,使他们成为具有科学精神、伦理意识和社会担当的细胞工程人才。以上策略也为其他同行或其他课程的思政建设提供一定的参考和借鉴。

苜蓿体内H_(2)S信号与Ca^(2+)调节气孔运动的作用机制

为探究H_(2)S信号在苜蓿(Medicago sativa)体内调节气孔运动的作用,及在此过程中H_(2)S与Ca^(2+)的关系,以蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)的野生型和钙离子转运体突变体为试验材料,分别从转录水平、细胞水平和生理水平开展研究。采用qRT-PCR比较相关基因的表达量变化、荧光探针显示体内Ca^(2+)含量、电极法测定H_(2)S含量、光学显微镜观察和测量气孔孔径等。结果表明:蒺藜苜蓿突变体NF3011和NF2734体内H_(2)S的含量与野生型相比极显著降低(P<0.01);H_(2)S信号在一定程度上抑制钙离子转运体编码基因MTR_6g027580的表达;外源生理浓度H_(2)S熏蒸可诱导蒺藜苜蓿气孔关闭,与Ca^(2+)通道阻断剂LaCl_(3)联合处理对野生型气孔运动未产生影响,而在突变体中的结果截然相反;利用荧光探针测定保卫细胞内的Ca^(2+)含量,所得结果与气孔孔径的变化规律完全一致。综上所述,H_(2)S信号促进叶片保卫细胞内Ca^(2+)的含量增加,最终表现为植物气孔孔径变小,在此过程中胞内Ca^(2+)含量变化主要通过Ca^(2+)转运体进行,少部分依赖Ca^(2+)离子通道。该研究结果不仅在理论上丰富了H_(2)S信号的作用机制,更具应用于苜蓿生产实践并推广于其他作物的潜力。

硫化氢信号对大白菜FLCs时空表达模式的调控作用

硫化氢(H_(2)S)是一种气体信号分子,可以促进植物的开花,且这一过程与开花的关键因子FLOWERING LOCUS C(FLC)有关。大白菜中已报道的FLC同源基因有4种。本研究对这4种FLC同源基因进行了时空表达模式和功能分化研究,以及H_(2)S对BrFLCs的表达模式的调控作用进行了探讨。结果表明:4种BrFLCs同源基因的表达表现出不同的时空特异性。其中,BrFLC 1、2和3的发育时期表达模式与拟南芥AtFLC相似,而BrFLC 5未表现出发育时期特异性。BrFLC 1只在叶中表达,而BrFLC 2在不同组织中均有表达,BrFLC 3在各组织中的表达量最高,但组织特异性差异不明显,BrFLC 5表达量不高且不具有组织特异性。经外源H_(2)S处理,BrFLCs表达略有下调,叶片中的BrFLC 2表达量最低。H_(2)S还能够不同程度地调节BrFLCs下游基因的表达,这可能和BrFLCs的表达模式改变有关。综上所述,H_(2)S可能通过调节大白菜中4个BrFLCs基因的表达模式影响其植株的开花时间。

H_(2)S信号参与SDH调控能量和活性氧代谢过程的作用机制

作为新兴的气体信号分子,硫化氢(hydrogen sulfide,H_(2)S)能够调节植物生长发育,广泛参与植物抵御生物及非生物胁迫的过程。琥珀酸脱氢酶(succinate dehydrogenase,SDH)结合于线粒体内膜,既是参与三羧酸循环的关键酶,也是氧化磷酸化过程的重要电子载体,在植物响应各类胁迫中发挥着重要作用。鉴于H_(2)S与SDH参与调控的生理过程有很大相关性,本文以模式植物拟南芥为实验材料,对H_(2)S与SDH之间的关系进行了探索。结果表明,在AtSDH1-1-OE中,H_(2)S的关键生成酶编码基因LCD和DES 1大量表达,且H_(2)S产率和含量较WT显著升高。SDH抑制剂TTFA处理导致活性氧(ROS)大量产生,幼苗根的伸长受到极显著抑制,根发育生长基因RHD2、TRH和SCN 1表达下调,而同时进行生理浓度的NaHS(H_(2)S供体)熏蒸,能够清除过量ROS,幼苗生长有所恢复。但在AtSDH1-1-OE中,施加HT(H_(2)S清除剂)后的结果与TTFA单独处理WT类似,ROS大量产生,幼苗根长变短。H_(2)S特异性荧光探针和非损伤微测技术NMT检测结果也显示,TTFA和HT诱导保卫细胞中H_(2)O_(2)增加,H_(2)S则可以促使其排出。此外,H_(2)S影响ATP合成相关基因表达,促使ATP大量产生,相应地,在AtSDH1-1-OE中施加HT处理,ATP含量显著降低。综上所述,SDH诱导植物H_(2)S的内源产生,进而参与SDH调控植物体内能量代谢和ROS的产生过程,最终影响植株根的伸长。

六月鲜枣的幼胚培养

本实验以自然受粉的六月鲜枣为材料,培养枣的幼胚发育成为正常完整植株。通过正交实验筛选获得的优化组合为Nitsch基本培养基+3%蔗糖+1.0mg/L ZT+0.6mg/L IAA+DJ+PVP。

超临界二氧化碳萃取红花籽油的研究

以红花籽为原料、超临界CO2为溶剂,采用半连续流程萃取红花籽油,在操作压力为20～28 MPa、温度为308～323 K、萃取时间为0～4 h的条件下,考察了各因素对红花籽油萃取的影响。结果表明,当压力从20 MPa提高到28 MPa时,萃取量提高近一倍;随着萃取温度的升高,萃取量出现最高值;在合适的萃取压力和温度下,萃取2 h接近完全。气相色谱分析表明,红花籽油的主要成分得到有效富集,亚油酸、不饱和脂肪酸的含量分别为79.16%和91.37%。

超临界流体萃取技术的应用及研究进展

超临界流体萃取技术近年来被广泛应用于中草药、食品、香料、化工及环境保护等领域。介绍了超临界流体萃取技术与传统的萃取方法相比所具备的优势及其发展前景。

H_2S对镉胁迫下白菜幼苗根系渗透胁迫的调节作用

以水培白菜幼苗为材料,研究了气体信号分子H_2S对重金属镉胁迫下白菜幼苗根系细胞膜透性和渗透调节物质的影响。结果表明,在2.5 mmol·L^(-1)和5 mmol·L^(-1)CdCl_2胁迫下,随处理时间的增加,白菜根系的膜脂过氧化产物丙二醛含量增加,白菜幼苗根细胞的相对电导率增大,细胞膜透性增大;H_2S的外源供体NaHS(1、5、10μmol·L^(-1))预处理,均使镉胁迫引起的白菜根细胞相对电导率显著下降并提高根部的相对含水量;5μmol·L^(-1)NaHS预处理可增加镉胁迫下白菜幼苗根部可溶性糖和脯氨酸的含量,可溶性蛋白和甜菜碱含量则无明显变化,1μmol·L^(-1)羟胺(H_2S生成抑制剂)处理降低了镉胁迫下可溶性糖和脯氨酸含量。因此,H_2S可以通过调节白菜幼苗根的渗透调节物质可溶性糖和脯氨酸的合成来降低镉对根系的伤害。

镉/铬胁迫对谷子幼苗生长和NADPH氧化酶及抗氧化酶体系的影响

为了探讨重金属镉(Cd)、铬(Cr)胁迫对谷子幼苗生长和生理的影响,采用营养液培养法,检测不同浓度的Cd、Cr胁迫对谷子幼苗生长以及过氧化氢(H_2O_2)含量、叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量、NADPH氧化酶和抗氧化酶活性的影响。结果表明:不同浓度(50/1000μmol·L^(-1))两种金属(Cd、Cr)胁迫下,谷子幼苗株高、根长显著减小(P<0.05),H_2O_2和MDA含量升高,叶绿素含量降低;随Cd、Cr的浓度升高,根和叶片中NADPH氧化酶活性显著增强,高浓度Cd、Cr可导致过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性显著升高;同时Cd、Cr诱导编码NADPH氧化酶基因Sirboh D和Sirboh F的表达,而超氧化物歧化酶(SOD)活性呈低浓度增加高浓度下降的趋势。由此可知,Cd、Cr对谷子幼苗的胁迫使其发生一系列生理指标变化,造成植株不同程度损伤,植株自身则通过增强抗氧化酶活性对机体起到保护作用。

枣合子胚和体细胞胚发育过程的观察与比较

本实验对临猗梨枣、壶瓶枣、晋矮1号等13个品种的枣胚的发育过程进行了观察,并诱导晋矮1号成熟胚的愈伤组织通过体细胞胚发生途径形成再生植株。结果表明:体细胞胚产生于愈伤组织的表层细胞或内部细胞。在鱼雷胚期已有导管的分化,子叶期的维管组织呈“Y”形。枣合子胚及体细胞胚的发育均经历了原胚、球形胚、心形胚、鱼雷胚和子叶胚五个时期。大多数品种的枣胚从球形胚期或心形胚期即开始败育,只有极少数品种可发育到成熟胚,而且合子胚形成的能力、胚败育时发育的程度等均存在着大的品种间差异,同一品种甚至同一子房内胚的发育进程也不同步。

分子生物学教学中若干问题的思考

分子生物学是高等院校生物类专业本科生的专业基础课,也是渗透到生物学各个领域的研究工具。这一课程的学习对于学生其他专业课的理解和掌握有重要影响。本文就这一课程的教学理念、教学内容、梯队建设和教学经验等进行讨论,旨在推动教学改革,改善教学效果和提高教学质量。

镍钛螺旋弹簧与弹力橡皮链远中移动尖牙的比较研究

以１２例年龄１２岁～２５岁的ＡｎｇｌｅⅡ＇类和ＡｎｇｌｅⅠ类拥挤的患者为研究对象，拔除第一双尖牙，排齐整平牙列后，在上颌的右侧放置镍钛螺旋弹簧，在左侧放置弹力橡皮链，两侧用１８０ｇ力同时远中牵引尖牙，每四周复诊一次，平均牵引４个月，并对牵引前后阶段模型进行测量分析。发现右侧尖牙远中移动距离平均为３．８６ｍｍ，左侧为２．９４ｍｍ。而右侧牙弓长度缩短１．１２ｍｍ，左侧为２．７８ｍｍ。患者镍钛螺旋弹簧侧感到不适发生的频率及牙龈炎率大于弹力橡皮链侧。

Angle Ⅱ~1 类错拔牙矫治后唇红缘的变化

<正> Angle Ⅱ~1 类错(牙保)畸形是临床上常见的错(牙合)类型,其特点为上颌前牙和上唇前突的以及上唇的短缩和外翻。国外许多学者都曾经报道过,上前牙经过矫治内收后,上唇的长度随之伸长,唇红缘高度降低,而国内尚未见此报道,本研究目的是对照Angle Ⅱ~1类错(牙合)患者的矫治前后唇红缘变化,研究拔牙矫治对软组织侧貌的变化。

外源硫化氢对冷胁迫下白菜幼苗生长和光合作用的影响

硫化氢(H2S)是调节植物生长发育和响应胁迫的重要气体信号分子,为了增加对白菜(Brassica rapavar.pekinensis)应答冷胁迫生理机制的理解,该研究分析了4℃冷胁迫条件下外源H2S(5μmol·L-1硫氢化钠水溶液熏蒸24h)预处理对白菜幼苗生长、光合作用以及相关基因表达水平的影响。结果发现:(1)冷胁迫诱导后白菜内源H2S主要生成酶编码基因LCD、DCD、DES的表达水平极显著上调,并伴随H2S产率的显著增加,暗示二者之间存在着潜在紧密联系。(2)在冷胁迫条件下,外源H2S预处理的白菜幼苗地上部分高度、叶宽和相对含水量等指标均比对照表现出明显优势;其体内脯氨酸、可溶性糖以及光合色素含量大幅升高,光合速率显著提升,光合作用中部分捕光蛋白、铁氧还蛋白和硫氧还蛋白编码基因表达量同时显著上调。研究表明,生理浓度H2S预处理可通过诱导上调白菜幼苗光合作用的相关基因表达量和提升净光合速率,提高其光合作用强度,促进渗透调节物质积累,有效缓解冷胁迫对其造成的损伤,维持冷胁迫下白菜幼苗的生长。

H_2S和NO在大白菜抵抗高温胁迫中的作用

结合药理学和植物生理生化的方法,通过外源施加供体或清除剂,并观察幼苗生长的变化,意在研究H_2S和NO两种气体信号分子在大白菜抵抗高温胁迫中的生理作用及相互影响。实验结果表明:高温胁迫明显抑制大白菜幼苗的生长,导致植株叶片明显萎蔫卷曲。胁迫条件下,植株可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量以及相对电导率均显著升高,内源H_2S和NO含量明显上升,外源生理浓度H_2S和NO处理可明显缓解高温胁迫对幼苗生长的影响,并且两种信号分子存在相互作用,外源H_2S缓解内源NO含量的上升,而外源NO对内源H_2S含量变化并没有显著影响。综上,气体信号分子H_2S和NO交叉互作参与大白菜抵御高温胁迫。

硫化氢对镉胁迫下大白菜幼苗光合生理的影响

为了研究H2S对镉(Cd)胁迫下大白菜[Brassica pekinensis(Lour.)Rupr.]幼苗光合生理的调节作用,通过生理生化实验检测Cd胁迫和H2S对幼苗光合特性指标和Rubp羧化酶(Ribulose-1,5-hisphpsphate carboxylase)活性的影响,利用荧光定量-PCR检测Rubp小亚基编码基因RBCS表达水平的变化。结果表明:5 mmol·L^(-1)Cd胁迫会显著抑制大白菜幼苗的生长,降低叶片叶绿素含量、叶绿素荧光参数(F_v/F_0、F_v/F_m、PI_(abs))和净光合速率(Pn);5μmol·L^(-1)NaHS预处理可以明显缓解Cd胁迫对上述指标的抑制作用,增加Cd胁迫下RBCS的表达量,促进非Cd胁迫下Rubp羧化酶的活性;0.1 mmol·L^(-1)次牛磺酸(H_2S清除剂)与Cd共同处理对幼苗的损伤比单独Cd胁迫更强。以上结果表明,H_2S预处理可以提高大白菜幼苗的光合作用强度,有效缓解Cd胁迫对其造成的损伤,维持Cd胁迫下大白菜幼苗的生长。

蒺藜苜蓿赤霉素氧化酶基因MtGA20ox的功能解析

GA20-氧化酶(GA20-oxidase,GA20ox)是赤霉素(gibberellic acid,GA)合成过程中的关键限速酶。为了对蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)中GA20ox基因的功能进行研究,利用生物信息学的方法对蒺藜苜蓿和拟南芥(Arabidopsis thaliana)的GA20ox家族成员进行氨基酸序列比对并构建系统进化树。结果表明,与拟南芥AtGA20ox高度同源的蒺藜苜蓿MtGA20ox有3个,分别为MtGA20ox1、MtGA20ox7和MtGA20ox8,均含有保守的2OG-FeⅡ_Oxy结构域。进一步通过RT-PCR检测MtGA20ox1、MtGA20ox7和MtGA20ox8在不同组织中的表达,结果显示它们的表达都具有组织特异性。同时,亚细胞定位结果表明MtGA20ox1、MtGA20ox7和MtGA20ox8蛋白定位于细胞核和细胞质。为了对MtGA20ox的功能进行深入解析,筛选获得了逆转座子Tnt1插入MtGA20ox7的2个突变体和插入MtGA20ox8的1个突变体,并分别对3个插入突变体进行表型观察和数据统计,发现其与野生型相比株高无明显变化,这可能是由于这3个MtGA20ox基因存在功能冗余。研究结果对深入研究苜蓿中GA20ox的功能以及进一步研究赤霉素对株高的调控具有一定的参考价值。

下颌定向运动检查对颞颌关节紊乱综合征早期诊断和治疗的意义

颞颌关节紊乱综合征(TMJDS)病因复杂,症状繁多,诊断有一定困难,临床上常被误诊为脑震荡后遗症、神经官能症、神经性耳鸣等。因此从1979年始,我们根据多年的临床资料积累,进行总结与分析,提出咀嚼肌扪诊与下颌定向运动相结合的检查手法。

硫化氢通过抑制镉离子内流降低拟南芥体内的镉毒性（英文）

硫化氢(H2S)作为一种新兴的气体信号分子,在植物体内主要由半胱氨酸脱巯基酶(CDes)降解半胱氨酸产生。已有报道表明,H2S信号与植物激素共同作用增强植物的镉(Cd)耐受。然而,H2S信号响应重金属Cd胁迫的作用机制尚缺乏系统研究。本文以拟南芥为实验材料,从不同水平探究H2S分子对Cd胁迫诱导氧化应激的保护作用。结果表明,CDes基因表达量和H2S的产率随CdCl2浓度升高而逐渐增加。重金属Cd胁迫导致幼苗干重降低约33%、体内过氧化氢显著增加、丙二醛含量升高约110%、超氧化物歧化酶活性增加约100%、谷胱甘肽还原酶活性和过氧化氢酶活性分别下降27%和21%,还原性谷胱甘肽含量随之显著降低。生理浓度NaHS(H2S供体)预处理显著缓解以上Cd胁迫产生的影响,使恢复到对照水平。同时,H2S处理可显著下调质膜中Cd转运蛋白(HMA4和IRT1)的表达,同时上调液泡膜中MRP3和CAX2的表达。利用非损伤微测技术测定植物根系Cd2+的流动速度和流动方向。结果显示,生理浓度的H2S显著抑制Cd2+内流,最终表现为植物叶片和根中的Cd含量显著降低,分别下降了15%和38.4%。总之,在Cd胁迫条件下,H2S信号可激活植物体内的抗氧化酶促和非酶促系统,以清除细胞内H2O2。H2S对Cd2+转运和液泡区式化的调节,降低了体内Cd2+的浓度,减小Cd毒性对植物生长的影响。为理解农作物应对重金属胁迫的机制提供了新的思路。