新医科背景下生物安全融入医学微生物学本科实验课程路径研究——以湖南师范大学为例

近年来,生物安全问题尤其是病原微生物的安全问题被社会广泛关注。由于医疗工作面临不同层级的生物安全风险,因此相关工作者必须具备相应的生物安全知识及应急处理能力。医学微生物学是检验专业学生的必修基础课程,实验课程内容以病原微生物为主,由于病原微生物具有一定的不可控性,所以相关操作必须在生物安全实验室内进行。实践中,以往课程以符号知识为教学途径,无法培养学生的安全实验意识及具身体验。因此,湖南师范大学依据相关法律法规条例建设本科教学的生物安全二级(biosafety level 2,BSL-2)实验室,并通过将培养学生生物安全意识、完善实验室生物安全制度、加强实验室生物安全管理以及生物安全考核等融入实验教学的日常工作,提高学生生物安全意识,确保医学微生物学本科实验教学活动安全,实现课程育人的新图景。

湖南省两栖类新记录——桂北琴蛙及其系统发育分析

2023年4月21日,在湖南南山国家公园开展野生动物多样性调查过程中,于白云湖(26°18′36.23″N,110°20′05.43″E;海拔606 m)采集到2号蛙类标本(1雌1雄),经初步形态鉴定,其与桂北琴蛙(Nidirana guibeiensis)特征相似。对采集标本的线粒体16S r RNA进行PCR扩增测序后,构建琴蛙属(Nidirana)部分物种贝叶斯系统发育树,结果显示该蛙类标本与桂北琴蛙聚为一支,且具有较高的支持率(1.00);基于Kimura双参数模型估算,该标本与广西兴安县采集的桂北琴蛙标本间的遗传距离为0,远小于琴蛙属不同种间的遗传距离(3.2%~8.7%)。经形态特征鉴定和系统发育分析,确定该蛙类标本为无尾目(Anura)蛙科(Ranidae)琴蛙属(Nidirana)桂北琴蛙,为湖南省两栖动物新记录种。

湖南省爬行动物新纪录——华西腹链蛇及其系统发育分析

2023年5月24日于湖南省高望界国家级自然保护区(28°41′36″N,110°09′30″E;212 m)采集到东亚腹链蛇属(Hebius)一雌性物种标本,经形态特征比较,符合华西腹链蛇(Hebius maximus)形态描述;基于线粒体cytb基因构建的东亚腹链蛇属部分物种的贝叶斯系统发育树显示,该标本与华西腹链蛇(H.maximus)聚为一支,其遗传距离为1.7%~2.2%。综合形态数据与系统发育分析,确定此次采集到的标本为华西腹链蛇。同时,根据已有研究对华西腹链蛇在中国分布情况的报道,确定该标本系湖南省分布新纪录。本研究将湖南省东亚腹链蛇属种类提升至8种。

中国园蛛属两新种记述(蜘蛛目:园蛛科)

记述了采自云南高黎贡山的园蛛科园蛛属两新种——二室园蛛Araneus biloculatus sp.nov.和蝶形园蛛Araneus papilioformis sp.nov.,并且提供了两个新种的外部形态以及外生殖器结构照片。标本保存于湖南师范大学生命科学学院。

基于Maxent模型的湖南省白颈长尾雉适宜栖息地预测

湖南省是白颈长尾雉(Syrmaticus ellioti)的主要栖息地之一,分析其潜在适生区对该物种保护具有现实指导意义。本研究综合考虑地形、水源、气候、植被、土地类型以及人为干扰等多项因子,结合有效的白颈长尾雉分布点,利用最大熵(maximum entropy, Maxent)模型预测湖南省白颈长尾雉的适宜栖息地。结果显示, Maxent模型10次重复运行训练集的平均曲线下面积(area under the curve, AUC)值为0.964,预测结果优秀;到县道距离(dis_x)、最暖季度降水量(bio18)、到混交林距离(dis_mxf)和平均气温日较差(bio2)是影响白颈长尾雉适宜栖息地分布的主要因子,到稀树草原距离(dis_sav)、海拔(altitude)和到荒地距离(dis_bar)对其分布的影响也较大,其余因子具有一定影响但并不显著;白颈长尾雉适生区面积为4.76×10^(4)km^(2),主要位于湘西、湘南的山地,但适宜栖息地破碎化程度较高,整体较为分散。

中国湖南某县城污水厂提标改造工程设计

湖南某县城污水处理厂设计规模为3.0万吨/日,原有工艺采用改良氧化沟+二沉池+转盘滤池+接触消毒,出水水质执行GB18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准。按照当地环保要求,需要将出水水质提升至GB18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准,基于工程现状,对改良型氧化沟曝气、推流、回流形式改造,提高水力停留时间,优化二沉池的不均匀沉降进行找平,改造滤布滤池,新增高效沉淀池和接触消毒池,总投资约3000万元,改造后电费降低约85万/年,药剂增加87.6万/年,提标后直接运营成本提高了2.6万/年。

湖南省南岳衡山国家级自然保护区鸟兽多样性

2022年8月—2023年9月对湖南南岳衡山国家级自然保护区的鸟类和兽类进行调查,基于国家鸟兽多样性调查指南,鸟类采用样带法,兽类采用红外相机调查法,共完成30条样带调查并布设红外相机15台。根据野外调查数据及相关参考文献,此次共记录鸟类148种,隶属于14目48科;兽类24种,隶属于5目14科。其中,国家Ⅰ级重点保护野生动物3种、国家Ⅱ级重点保护野生动物32种。鸟类中,广布种14种(9.46%)、东洋界物种85种(57.43%)、古北界物种49种(33.11%);夏候鸟36种(24.32%)、留鸟80种(54.05%)、冬候鸟29种(19.59%)、旅鸟19种(12.84%)。兽类中,东洋界物种16种(66.67%)、古北界物种3种(12.50%)、广布种5种(20.83%)。根据G-F指数分析结果,鸟类在科、属水平上的多样性较为丰富(DF=21.37, DG=3.80, DG-F=0.822),而兽类在科、属水平上的多样性较低(DF=5.87, DG=2.65, DG-F=0.549)。本研究对保护区及其周边区域鸟兽资源进行本底调查,旨在补充基础数据,为物种多样性的保护提供指导建议。

湖南浏阳大围山繁殖期鸟类物种多样性的动态分析

繁殖期是鸟类生活史的重要阶段,掌握繁殖期鸟类的物种多样性及其种群动态对鸟类保护具有重要意义。2016—2020年,采用样线法在湖南浏阳大围山于每年5月和7月分别开展1次系统的鸟类物种多样性调查。期间共记录到鸟类100种,隶属于10目38科。其中,留鸟73种、夏候鸟22种、冬候鸟2种、旅鸟3种;国家一级重点保护鸟类有1种,即白颈长尾雉(Syrmaticus ellioti),国家二级重点保护鸟类有白鹇(Lophura nycthemera)、黑冠鹃隼(Aviceda leuphotes)、红嘴相思鸟(Leiothrix lutea)等12种。2016—2020年依次记录到鸟类64种、68种、63种、56种和57种。鸟类群落的Shannon-Wiener指数在2018年最高(3.421),在2020年最低(3.062)。年际间鸟类物种组成周转率呈逐年上升趋势,依次为77.27%、81.68%、84.87%和94.69%。调查期内5月的鸟类群落各项多样性指数均值略高于7月。常绿-落叶阔叶混交林、针阔混交林、常绿阔叶林和灌丛是大围山繁殖鸟类最主要的生境,其中常绿-落叶阔叶混交林鸟类群落的Shannon-Wiener指数(2.943±0.146)和Pielou指数(0.850±0.020)均最高。结果表明,大围山繁殖鸟类资源丰富且物种多样性较高,但鸟类群落物种组成周转率较高,鸟类物种多样性的动态变化波动较大,并表现出一定的下降趋势,需引起当地野生动物管理部门的重视。

中国湖南人群GSTM1和GSTT1基因多态性与肺癌易感性关系的研究

应用病例-对照分析研究(对照组205例,肺癌病例组104例),抽提静脉血基因组DNA,采用PCR及多重PCR方法,检测谷胱甘肽转移酶GSTM1和GSTT1单独及联合缺失基因型的遗传多态性在中国湖南人群中肺癌患者和正常人群体中的分布,探讨这些多态性基因型与肺癌易感性的关系.结果显示GSTM1-/-基因型在湖南地区居民肺癌群体和正常对照人群中的频率分别为62.5%和46.3%(P<0.05);肺癌患者组GSTT1-/-基因型的频率(66.3%)显著高于正常对照组(42.4%)(P<0.05).GSTM1-/-和GSTT1-/-联合基因型在肺癌组和正常对照组中的频率分别为41.3%和22.4%(P<0.05).SPSS11.5软件统计学分析表明,这些基因型在肺癌患者组和正常对照组人群中的发生频率具有显著性差异.由此可知GSTM1基因缺失和GSTT1基因缺失分别与肺癌的易感性相关;GSTM1和GSTT1基因联合缺失与肺癌的发生和发展呈现显著正相关.

湖南通道县两栖爬行动物物种多样性调查及区系分析

为了解通道县两栖、爬行动物资源状况,于2022年5月、7月、9月在该县域内共设置80条样线开展实地调查。调查共记录到两栖纲动物1目6科24种,爬行纲动物2目12科40种,分别占湖南省记录的27.59%和38.10%。通道县两栖、爬行动物的区系特征明显,以东洋界种类为主(67.19%),广布种次之(32.81%),无古北界种。生物多样性计算表明,通道县两栖爬行动物的Shannon-Wiener指数和Simpson指数分别为3.3146和0.9441,Pielou指数为0.7970。区系相似性结果显示,该县区系划分与湖南省动物地理区系划分相一致。本次调查更进一步掌握了该县域两栖、爬行动物的资源现状,为开展两栖、爬行动物资源保护与研究提供了科学依据。

中国跳蛛一新种及玉溪莎茵蛛雌蛛新发现记述(蜘蛛目:跳蛛科)

本文记述了采自湖南省的中国跳蛛科一新种——亚壮拟蝇虎Plexippoides subvalidus sp.nov.,以及玉溪莎茵蛛Thyene yuxiensis Xie&Peng,1995的雌蛛,提供了两个物种的外形及外生殖器显微照片。标本保存于湖南师范大学生命科学学院。

果蝇心脏发育研究三十年进展

果蝇(Drosophila melanogaster)作为最早用于研究心脏发育基因调控的模式生物,已经走过三十年的历程。果蝇心脏发育过程经历了胚胎期、幼虫期和成虫期三大阶段。在胚胎早期,Tinman、Dorsocross和Pannier等基因是关键的调控因子。Tinman参与最早的心脏前体细胞分化和心脏细胞形成,而Dorsocross和Pannier则影响心脏前体细胞的定向分化和心脏管腔的形成。进入胚胎晚期和幼虫期,果蝇的心管经历进一步的发展和重塑,该过程主要受到转录因子Hand、Mef2以及Hox基因家族的调控。在成虫期,Hox基因家族和Tinman依旧发挥重要作用。虽然果蝇心脏与脊椎动物成熟心脏存在形态上的差异,但两者心脏的早期发育过程以及调控基因和信号通路都有保守性。本文综述了果蝇心脏发育基因调控研究的三十年进展以及利用果蝇模型研究人类心脏相关疾病的潜在希望。

二次翻耕起垄与稻草还田对土壤养分和烟叶产质量的影响

为探讨二次翻耕起垄与稻草还田两种栽培措施及其相互作用对土壤养分和烟叶产质量的影响,以烤烟品种K326为试验材料,按照两种不同翻耕起垄方式(一次性翻耕起垄和先翻耕晒垡再二次翻耕起垄)与是否稻草还田进行随机区组设计,在湖南宜章县烤烟种植区进行田间试验,分析比较各处理间的土壤养分和烟叶产质量差异。结果表明,与一次性翻耕起垄(T1+T2)和无稻草还田(T1+T3)相比,二次翻耕起垄(T3+T4)和稻草还田(T2+T4)能显著增加土壤有机质含量,提高烟叶糖碱比、氮碱比以及烟叶产量、产值和生产效益,并且两者表现出显著的相互作用;此外,二次翻耕起垄还能显著提高烟叶总糖和还原糖含量,并显著降低烟碱含量,使得糖碱比和氮碱比更趋合理。在感官评吸方面,稻草还田能显著提高烟叶感官评吸质量。从生产效益上分析,由于二次翻耕增加了生产成本,对于基础地力较好的砂质土壤,开展一次性翻耕起垄结合稻草还田可获得更好的经济效益。研究结果为湖南烟稻轮作区烤烟种植提供了科学参考依据。

细话裸子植物——植物学教材质疑(十三)

裸子植物在植物学教材中所占篇幅不大,但各教材却有不少问题困扰着师生们。本文指出了各教材在许多知识方面的矛盾之处,并提出了改进意见。首先,裸子植物具有真中柱,而不是网状中柱。其次,根据一些裸子植物发育的异形叶性,本文推测出几类植物叶的起源。然后,文章仔细分析了苏铁属植物的生殖结构及其发育,澄清了一系列混乱;探讨了松属生活史的一些细节,纠正了一些不准确的说法;此外,还讨论了胚珠叶生还是茎生这个重要问题。最后,文章建议,将麻黄属和买麻藤属出现的一个花粉管里的两个精子参与受精的现象称为双融合而不是双受精。

利用CRISPR/Cas9技术构建斑马鱼prkd1基因敲除品系

蛋白激酶D1 (protein kinase D1, PKD1;也称作PRKD1)是蛋白激酶家族成员之一,该家族由3种结构相关的应激激活酶组成,可调节机体多种生物学功能,主要涉及细胞增殖、分化、凋亡、免疫调节、心脏收缩、血管生成和癌症等,其中PRKD1与心脏肥大、收缩和缺血再灌注损伤的底物磷酸化有关。相关研究报道,先天性心脏病患者存在PRKD1基因突变,但其在心脏中的特异性功能和分子机制并未阐明。为了便于后期研究PRKD1基因在人类早期心脏发育的作用机制,本文拟利用CRISPR/Cas9技术构建斑马鱼prkd1基因敲除品系。首先,通过生物信息学网站筛选出两个最佳的基因敲除靶位点,合成相应靶位点的单链向导RNA (single guide RNA,sg RNA)和引物;然后,将两个靶位点的sg RNA进行体外转录,并将其与Cas9蛋白混合后共同注射到斑马鱼的1-细胞期;最后,对基因敲除后的F0、F1、F2及F3代斑马鱼的胚胎和成鱼进行有效性鉴定及表型观察。结果显示,靶位点附近出现了不同程度的碱基缺失;成功构建了F1代能够稳定遗传的prkd1基因敲除的3个亚系;与野生型相比, F3代纯合子胚胎表现出不同程度的心腔膨大、环化异常及心管线性化等畸形现象。综上可知,本研究利用CRISPR/Cas9技术成功构建了斑马鱼prkd1基因敲除品系,为进一步研究该基因在人类心脏发育中的特异性功能提供了有益参考,并为后期的先天性心脏病筛查和精准医疗提供了重要依据。

湖南省耕地压力现状分析及趋势预测

人口的增长,城市建设和工业化进程的推进,使有限的耕地资源日趋紧张。从湖南省人均耕地现状出发,用更新后的人均耕地警戒值和实际人均耕地的比值对湖南耕地压力现状进行了分析,并运用回归模型预测耕地压力的变化趋势,为缓解耕地压力、合理利用耕地资源提供依据。

湖南产业发展动态分析与结构调整策略

开放条件下的国际产业结构以及产业布局正在发生深刻的变化,各国争先实施产业结构调整,以期实现国家产业结构的优化与提升。立足于湖南产业发展现状分析湖南产业结构调整存在的问题,进而探讨湖南产业结构调整与升级的实现途径,具有重要的理论与实践意义。

湖南信息化带动工业化机制研究

人类社会已进入 2 1世纪 ,对处于工业化中期初级阶段的湖南而言 ,继续完成工业化无疑是现代化过程中艰巨的历史任务 ,与此同时 ,大力推进国民经济和社会信息化 ,也是覆盖湖南现代化建设全局的战略措施。为此 ,正确处理工业化与信息化的关系 ,以信息化带动工业化 ,是关系湖南现代化建设的一个极为重要的问题。本文首先分析了湖南信息化和工业化的现状 ,然后对 80年代中期以来的湖南信息化水平和工业化水平进行相关分析 ,在此基础上对他们相互影响的机制进行分析 。

向川安瘿蜂寄生白栎虫瘿和成瘿枝的代谢组比较

虫瘿是植物受致瘿昆虫产卵和取食等刺激而异常生长形成的不正常组织。营养假说认为虫瘿组织营养物质的含量高于寄主植物的成瘿部位,而次生代谢产物的含量低于寄主植物的成瘿部位。向川安瘿蜂(Andricus mukaigawae)属膜翅目(Hymenoptera)瘿蜂科(Cynipidae),在白栎(Quercus fabri)枝条上形成虫瘿。本文基于非靶向代谢组,使用高效液相色谱-质谱检测、鉴定和比较向川安瘿蜂幼虫期虫瘿与寄主植物成瘿枝的代谢物。研究结果表明,向川安瘿蜂虫瘿和成瘿枝的代谢物组成存在差异;虫瘿的脂肪含量均高于成瘿枝,虫瘿的4种单宁和4种黄酮物质的含量均低于成瘿枝,这支持营养假说;虫瘿的氨基酸含量均低于成瘿枝,部分酚类物质的含量高于成瘿枝,这不支持营养假说。

人C-反应蛋白磁微粒化学发光酶免疫测定法的建立

人C-反应蛋白(C-reactive protein,CRP)是炎症以及各种相关疾病如病毒感染、心血管疾病等诊断、治疗和预后的临床检测指标。为了建立一种快速、准确的CRP定量免疫测定方法,将表达纯化的重组CRP作为抗原免疫小鼠,获得了5株稳定分泌抗体的单克隆抗体细胞株,采用双抗体夹心酶联免疫吸附测定法(double antibody sandwich enzyme-linked immunosorbent assay,DAS-ELISA)初步鉴定筛选的抗人CRP单克隆抗体,并分别选择mAb 9D6和mAb 9G4作为捕获抗体与检测抗体,建立用于人CRP检测的化学发光酶免疫测定法(chemiluminescence enzyme immunoassay,CLEIA),最后通过测定分析临床血清CRP样本,评价CLEIA的性能。结果显示,基于9D6/9G4-AP单克隆抗体对的CLEIA测定范围为0.1767~500μg/L(可扩展至100 mg/L);所建立的CLEIA与医院采用的免疫散射比浊法(R^(2):0.9496,P<0.0001)表现出良好的相关性,且Bland-Altman分析中96.36%(106/110)的点在95%一致性界限范围内显示两种检测方法具有较好的一致性。结果初步表明,建立的分析方法在临床诊断中具有较好的应用前景。