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。

新工科背景下生物工程专业实践教学多元协同模式探索——以浙江万里学院为例

针对生物工程专业实践教学存在的问题和现状,该文提出了改革方向并设计了一套实践教学体系,涵盖实习、实训、毕业论文和就业等环节。该体系将企业实习、专业研修和创新创业等实践有机结合,兼顾不同学习层次学生的需求,旨在培养学生的应用和创新能力。实践教学体系的实施有利于促进产学研融合、校企合作,提高教师工程能力,提高学生应用性能力和创新能力,推动新工科背景下生物工程专业应用型人才的培养。该实践教学体系对于其他相关工科专业实践教学也有一定的参考价值。

高校课程思政模块化教学路径探索--以环境学课程为例

在立德树人工作中,将价值塑造有机地融入能力培养和知识传授之中是目前高等教育工作的第一要务。课程思政是一项系统工程,也是一个循序渐进的过程,需要打破传统教学模式和教学理念,对教学形式和教学内容进行改革和创新,不断探索和挖掘思政元素,并对思政元素进行整合和凝练,由微观到宏观两个层面升华理解和认知,形成大的思政理念。环境学作为环境类专业第一门专业基础课,该课程中蕴含着大量的思政元素,需结合专业教学内容,深入挖掘思政元素,使微观思政元素与教学内容无缝衔接,将理论教学内容与宏观思政理念有机融合,将微观思政元素与宏观思政理念有机统一,提升学生的专业素质和政治素养,实现全方位育人目标。

生物转鼓去除苯乙烯废气的工艺优化及微生物群落分析

在活性污泥中筛出高效复合菌剂用于生物转鼓去除苯乙烯废气。通过单因素实验考察NaCl质量分数、pH、温度、转速和气体流量对生物转鼓去除苯乙烯废气的影响,发现前3者才有显著影响(P<0.05)。进一步对这3种因素进行响应面优化实验,发现温度影响最小,pH影响最大。当pH为7.0、温度为33.46℃、NaCl质量分数为0.97%时,苯乙烯去除率最大,达到96.49%。微生物群落分析表明,生物转鼓中的优势菌门为变形菌门(Proteobacteria),相对丰度约72%;优势菌属为假单胞菌属(Pseudomonas)和罗河杆菌属(Rhodanobacter),相对丰度分别为34.86%、7.69%。

抑制副溶血性弧菌的乳酸菌筛选鉴定及其生物学特性研究

目的:丰富功能性乳酸菌资源库,寻找具有副溶血性弧菌拮抗能力的优良乳酸菌出发菌株。方法:采用牛津杯抑菌试验筛选具有广谱抑菌潜力的乳酸菌菌株,通过生长代谢性能、胃肠液耐受性能、耐盐性、抗生素敏感性、抑菌谱等指标探讨其生物学特性。结果:以副溶血性弧菌为指示菌,筛选得到6株乳酸菌,经形态学、生理生化、分子生物学鉴定,分别归类于类干酪乳酪杆菌、发酵黏液乳杆菌和植物乳植物杆菌。其中,类干酪乳酪杆菌A1抑菌活性最佳,24 h内菌落总数超过1×10~9 CFU/mL,发酵液pH值稳定在4.1左右,经人工模拟胃液处理2 h后,存活率为54.61%,再经人工模拟肠液处理8 h后,存活率仍可达45.46%,经10%NaCl胁迫处理24 h后,活菌总数>1×10~5 CFU/mL。同时,类干酪乳酪杆菌A1细菌素粗提物对13种致病菌呈良好抑菌活性,具有广谱抑菌潜力,且对8种常见抗生素未见耐药性。结论:筛选得到了能够抑制副溶血性弧菌且生物学特性优良的类干酪乳酪杆菌A1。

复方中草药对中华鳖肠道微生物菌群及非特异性免疫功能的影响

研制一种可提高中华鳖(Pelodiscus sinensis)免疫力的复方中草药,探究其对肠道微生物菌群的调节作用,以为中华鳖病害防治提供参考。将平均体质量为(44.59±9.23)g的100只中华鳖分为两组,对照组投喂基础饲料,实验组投喂含2%(质量分数)复方中草药的饲料,连续投喂42 d。结果显示,两组优势菌门相同,但其所占比例存在差异:实验组中华鳖肠道中软壁菌门、浮霉菌门和乳杆菌属(Lactobacillus)等有益菌群丰度分别是对照组的32、2.25和4.12倍。利用107 CFU·mL^(−1)浓度的嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)攻毒,测定中华鳖血清内的溶菌酶(LZM)、总超氧化物歧化酶(T-SOD)、碱性磷酸酶(AKP)和酸性磷酸酶(ACP)的活性。结果显示,对照组和实验组的T-SOD、LZM、ACP及AKP活性均在第72小时达到峰值,且实验组中华鳖血清中的4种酶在正常状态下及攻毒后的活性几乎均显著高于对照组,除LZM在攻毒12 h后两组差异不显著外。研究表明,复方中草药可有效优化中华鳖肠道微生物菌群结构,具有一定的免疫增强效果,应用前景良好。

食品级微生物发酵中药研究进展

食品级微生物发酵中药是对传统中药炮制的传承和发展。中药经食品级微生物发酵后有效成分提取率提高、药效增强、毒副作用降低,还具有改善口感、节约资源等优势,在养殖、医疗保健、化妆品等领域拥有广阔的研究和应用前景。本文综述食品级微生物发酵中药相关研究进展,主要从发酵技术、菌种选育和药食同源性中药的角度分析发酵对其协同效应、口感等产生的影响,并总结在不同领域的应用,为后续中药的研发提供参考。

缢蛏生物钟基因Tim的鉴定、昼夜表达模式及对性激素分泌的影响

Tim(Timeless)是继Per基因发现后的第2个核心生物钟基因,在动物繁殖调控中发挥重要作用。为探讨生物钟基因Tim对缢蛏夜间产卵的调控作用,本研究克隆了缢蛏Tim基因的cDNA全长序列并进行序列分析,利用qRT-PCR和免疫荧光技术研究了Tim基因/蛋白在不同组织中的昼夜表达模式,并用siRNA干扰技术初步研究了Tim基因对性激素分泌的影响。结果显示,缢蛏Tim基因开放阅读框序列为3 090 bp,编码1 029个氨基酸,具备3个保守结构域(TIMELESS superfamily、TIMELESS_C和FIil);Tim基因在缢蛏各个组织中均有表达,其中在肝胰腺、水管、卵巢、精巢中的表达水平较高;Tim基因在卵巢和精巢中呈现昼夜规律性表达,均在白天12:00–18:00较高,夜间00:00–06:00较低;Tim蛋白主要定位在肝胰腺的肝细胞、水管末端的上皮细胞、卵巢的成熟卵母细胞及精巢的精子细胞中,且在卵巢和精巢中的阳性信号均是白天12:00稍强于夜间00:00;siRNA干扰后,Tim基因在精巢、卵巢中的表达量均在干扰后第3-7天显著下降(P <0.05),而精巢中睾酮和卵巢中雌二醇含量均在干扰后第1-9天极显著下降(P <0.01)。由此可见,Tim基因/蛋白在精巢和卵巢中的表达均呈昼夜规律性变化,并且其被干扰后性激素含量显著降低,推测Tim基因可能通过介导性激素的分泌进而调控缢蛏夜间产卵过程。本研究初步探讨了缢蛏生物钟基因Tim的昼夜表达模式及其对性激素分泌的影响,将对深入解析贝类产卵机制和优化工厂化育苗技术具有重要应用价值。

穿刺协同乙醇预处理对胡萝卜片热风干燥特性的影响

干燥效率低导致的能耗高、品质劣变是果蔬热风干燥加工面临的严峻挑战。为改善胡萝卜热风干燥特性,该研究以横切和纵切方式获得的胡萝卜片为研究材料,对其进行穿刺(perforation pretreatment,PT)、乙醇浸渍(alcohol pretreatment,AT)和穿刺协同乙醇浸渍预处理(perforation synergistic alcohol pretreatment,PAT)。研究发现:同未预处理的胡萝卜片相比,PT、AT和PAT预处理技术的应用均显著提高了胡萝卜有效水分扩散系数及热风干燥速率,并将干燥时间缩短10.61%~50.00%,其中PAT样品干燥时间最短。相同预处理方式下,纵切的胡萝卜片相比于横切表现出较高的有效水分扩散系数、较快的干燥速率及较短的干燥时间。进一步,提出了PAT预处理具有较高干燥效率的“三重奏机制”:预脱水降低干燥负荷、毛细管流促进水分传质、细胞通透性的增强降低水分传质阻力。在品质方面,PAT预处理显著(P<0.05)改善了纵切胡萝卜片的体积收缩、复水性、色泽、总类胡萝卜素和抗坏血酸含量、抗氧化活性及风味等品质特性。因此,为高效获得品质相对较优的脱水胡萝卜,可在其纵向切片后进行PAT预处理。该研究为改善胡萝卜热风干燥提供了一种简单有效的预处理技术,同时也为其他果蔬提质、增效、节能干燥提供参考。

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。

枇杷花黄酮纳米颗粒的制备工艺优化及其稳定性研究

为提高枇杷花黄酮的稳定性,本文采用反溶剂沉淀法制备枇杷花黄酮/玉米醇溶蛋白/果胶复合纳米颗粒(Loquat flower flavonoids/Zein/Pectin Nanoparticles,LF/Z/P Nps)。以包埋率、粒径和Zeta电位为指标,探究多糖种类、黄酮浓度、玉米醇溶蛋白浓度、醇水比及果胶浓度对纳米颗粒制备的影响,通过响应面试验优化纳米颗粒制备工艺,并对纳米颗粒的特性进行研究。结果表明,纳米颗粒最佳制备工艺为:枇杷花黄酮浓度0.135 mg/mL,玉米醇溶蛋白浓度2.2 mg/mL,醇水比1:4,果胶浓度0.78 mg/mL。此条件下纳米颗粒包埋率为86.20%±0.91%,平均粒径为132.13±1.31 nm,多分散指数(PDI)为0.16±0.01,Zeta电位为-33.97±1.46 mV。该纳米颗粒对pH和Na+较为敏感,但可有效保持枇杷花黄酮抗氧化性及稳定性。本研究通过反溶剂沉淀法制备了稳定性较好的LF/Z/P Nps,为枇杷花黄酮类物质的加工适应性提升奠定了一定理论基础。

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。

枇杷花抗炎活性物质的制备及成分分析

该文以NO生成抑制率为指标,优化了枇杷花抗炎活性物质的提取工艺,在此基础上,对比了白沙、大红袍2个品种不同采收期枇杷花提取物抗炎活性,并进行成分分析。结果表明,以40%(体积分数)乙醇为提取溶剂,料液比1∶40(g∶mL),50℃下提取60 min条件下,所得提取物抗炎活性最佳。HPLC分析表明,提取物中主要含有金丝桃苷、芦丁、槲皮苷、白麻苷和阿福豆苷等黄酮类物质,且11月白沙枇杷花抗炎提取物中黄酮类物质含量最高,达8135.7μg/g,以金丝桃苷和芦丁为主,二者含量分别为3780.3、2378.7μg/g;抗炎活性分析显示11月白沙枇杷花抗炎活性亦最高。该文为枇杷花精深加工及其抗炎健康产品的开发提供了一定的理论依据,同时有助于枇杷花高值化利用及高抗炎活性物质的制备。

常见食源性病原菌的快速检测技术研究进展

食源性病原菌广泛存在于自然环境中,可通过肉类、海产品、奶制品等多种媒介传播,引起食源性疾病的发生。目前检测食源性病原菌的方法主要以平板培养辅以生化鉴定和血清型鉴定为主,检测的周期较长,效率较低,因此建立快速、精准的食源性病原菌检测方法对常见病原菌的现场检测及疾病的快速诊断尤为重要。本文对近年来常见食源性病原菌的快速检测方法进行了概述,主要包括免疫学检测手段、分子生物学检测方法和生物传感器检测技术,比较其优缺点,着重介绍了可以实现现场检测与实时检测的新兴技术:核酸-微流控检测技术,以期为常见食源性病原菌的预防与检测提供相关理论参考。

Sox8基因过表达诱导中华鳖ZW性腺的雄性分化

为了研究Sox8基因在中华鳖性别分化中的功能,研究利用慢病毒介导的过表达载体,在性别分化前的雌性中华鳖中过表达Sox8。通过组织学分析和生殖细胞标记蛋白VASA的免疫荧光染色发现在Sox8过表达后,50%的ZW性腺髓质区发育出睾丸特有的、含有生殖细胞的性索结构;qRT-PCR和免疫荧光结果显示雌性特异性基因Foxl2和Cyp19a1表达量显著降低,而调控睾丸发育的Dmrt1、Sox9和Amh基因表达上调。实验结果表明Sox8的过表达诱导ZW胚胎性腺往雄性方向分化,揭示了Sox8在中华鳖睾丸分化过程中的作用。

盐度胁迫对缢蛏渗透压、游离氨基酸及肌肽合成酶基因的影响

缢蛏(Sinonovacula constricta)为广盐性贝类,自身存在抵抗外界盐度胁迫的渗透调节机制。为探究缢蛏在适应盐度胁迫过程中发挥渗透调节作用的主要游离氨基酸(freeaminoacids,FAA)及其降解途径,本研究测定了不同盐度(5、20和35)胁迫下缢蛏组织的渗透压、FAA含量,并结合其肌肽合成酶基因(carnosine synthase, Sc-CARNS)的表达及相关生理指标的变化研究了Sc-CARNS基因的功能。结果显示,缢蛏鳃、足和血淋巴中渗透压和总游离氨基酸含量随着盐度的升高而升高,且各组织渗透压都在盐度胁迫24h后达到稳态。此时,缢蛏鳃、足和血淋巴中随盐度变化含量变化最明显的FAA分别为Ala、Gly、Glu、Pro,Ala、Gly、Arg、Tua和Ala、Ser、Thr、Gly。前期研究结果显示,在缢蛏盐度胁迫转录组中,Sc-CARNS表达上调,与盐度调节相关。Sc-CARNS在缢蛏肌肉型组织中表达量最高。低盐胁迫下,Sc-CARNS m RNA表达量和肌肽含量显著升高(P<0.05),丙氨酸(Ala)含量变化趋势与肌肽相反。受RNA干扰后,正常盐度和低盐胁迫下,Sc-CARNS基因在足中m RNA表达量和肌肽含量先下降后升高,丙氨酸含量变化则相反,48h干扰效率和含量变化最高,且肌肽与丙氨酸是1∶1的转化。结果表明,缢蛏属于渗透压随变者,体内FAA中的丙氨酸在渗透调节方面的贡献率最大,肌肽合成酶(CARNS)是丙氨酸代谢为肌肽的关键酶,参与渗透压调节过程。本研究揭示了低盐胁迫下缢蛏渗透压调节的关键机理,为揭示竹蛏科(Solenida)贝类独特的盐度耐受性机制提供了依据。

采用SDS研究泥蚶血红蛋白(Tg-Hb)Ⅱ具有过氧化物酶及抗菌活性的结构基础

泥蚶血红蛋白(Tg-Hb)Ⅱ除了具有携氧功能外,还具有过氧化物酶活性和抗菌活性。本文采用分光光度法、光谱法和分子对接等技术研究了十二烷基硫酸钠(SDS)对Tg-HbⅡ的结构、过氧化物酶活性及抗菌活性的影响,以探讨Tg-HbⅡ具有过氧化物酶活性及抗菌活性的结构基础。研究结果显示,SDS的疏水烷基长链可嵌入到Tg-HbⅡ血红素口袋内部,与近端His104形成氢键,断裂血红素铁与His104的配位键,使Tg-HbⅡ的Soret带吸收峰降低并发生位移;此外,SDS还可与血红素口袋中的氨基酸形成疏水相互作用,改变血红素口袋原有结构,使得部分疏水氨基酸暴露,导致外源荧光强度增强,最大发射波长红移。SDS可以抑制Tg-HbⅡ的过氧化物酶活性,当SDS浓度为2 mmol·L^(-1)时,Tg-HbⅡ的酶活性仅为原来的20%,在琼脂扩散实验中失去对枯草芽孢杆菌的抗菌活性。以上结果表明,SDS通过破坏血红素口袋的内部结构抑制Tg-HbⅡ的过氧化物酶活性,使其失去抗菌活性,血红素疏水口袋是Tg-HbⅡ具有过氧化物酶活性和抗菌活性的关键结构。本研究为进一步研究Tg-HbⅡ的抗菌机理奠定基础。

浙江饮用水源地浮游动物群落特征及环境响应

2010年1月至2011年10月,对浙江省16个饮用水源地(H1—H8为河网型,K1—K8为水库型)的浮游动物群落进行季节调查。共记录浮游动物优势种(属)21种(轮虫8种、枝角类5种、剑水蚤5种和哲水蚤3种),各类群第一优势种分别为针簇多肢轮虫(Polyarthra trigla)、长额象鼻溞(Bosmina longirostris)、粗壮温剑水蚤(Thermocyclops dybowskii)和汤匙华哲水蚤(Sinocalanus dorrii)。2年间,河网和水库浮游动物平均密度分别为345.2 L-1和199.4 L-1,生物量分别为0.667 mg/L和0.421mg/L。各类群密度百分比例均以轮虫和桡足类无节幼体为主,甲壳动物以剑水蚤为主。经逐步回归分析表明,浮游动物群落密度(生物量)与河网水质因子(P<0.01)之间相关性比水库(P<0.05)更密切,总磷和氨氮分别入选了河网和水库所有有效的回归方程中。通径分析和决策系统分析表明,河网的总磷和叶绿素a含量对浮游动物群落变动具有正效应,溶解氧具有负效应;总磷含量是影响河网群落变动的最重要因子,叶绿素a含量则是影响群落增长最主要的限制因子。河网剑水蚤、无节幼体和轮虫群落的密度(生物量)与水体综合营养指数TLIc密度(TLIc生物量)之间有显著的线性回归关系(P<0.001),无节幼体密度构成了TLIc密度变动的限制因子,轮虫生物量成为TLIc生物量变动的限制因子,而剑水蚤是一类最重要、稳定的水质指示群落,这对于筛选浮游动物群落的一些拓展性监测指标具有重要的参考作用。

生物技术实验教学体系的改革与实践

阐述了以人才培养目标确定实验训练内容,实现实验教学内容的合理整合,增设综合性、自选性、设计性、研究性实验;探索新型实验教学模式,真正体现学生在实践课中的主动性、创新性的生物技术实验教学体系的构建。

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。