生物学实验教学与动物福利的探讨研究

本文对生物学实验教学过程中的动物福利问题作简要概述,并简述了培养学生动物福利观念的意义及保障实验动物福利的具体措施。

淡竹叶有效成分提取及生物活性研究

【目的】提取淡竹叶有效成分,研究其抑菌效果及对黑腹果蝇、槐蚜的毒杀活性,为淡竹叶提取物应用于植物源生物农药提供理论基础。【方法】采用索氏提取法,用80%乙醇配合加热的方法提取淡竹叶有效成分,用10%二甲基亚枫(DMSO)稀释有效成分提取物,配制成质量浓度分别为10、20、30、40、50和60 mg/m L的药液,对细菌、黑腹果蝇、槐蚜分别进行抑菌及毒杀活性测定。【结果】淡竹叶提取物对大肠杆菌等革兰氏阴性菌有明显的抑菌效果,最大抑菌圈直径为1.4 cm;对黑腹果蝇有明显的毒杀作用,且随着淡竹叶提取物质量浓度的提高,其对黑腹果蝇的毒杀作用随之增大,半致死率(LC50)为50.21 mg/m L;对槐蚜有较强的触杀作用,当提取物质量浓度为60 mg/m L时,槐蚜死亡率达96.70%,其LC50为15.11 mg/m L。【结论】淡竹叶提取物具有杀虫和抑菌作用,可作为杀虫抑菌成分添加到植物源生物农药中,具有广阔的应用潜力。

三叶鬼针草的化学成分研究

以产自海南的药用植物三叶鬼针草的地上部分为实验研究对象,通过乙醇常温浸泡提取,不同极性溶剂萃取,结合硅胶柱色谱、葡聚糖凝胶Sephadex LH-20柱色谱、重结晶等方法进行化学成分的分离纯化研究,并通过现代波谱方法结合文献数据对比鉴定化合物的结构。结果显示,从三叶鬼针草的地上部分中共分离得到12个化合物,分别为没药烯(1),7α-羟基-β-谷甾醇(2),豆甾-4-烯-3β,6α-二醇(3),豆甾醇-7-酮(4),7-甲氧基-6-羟基香豆素(5),1-棕榈酸甘油酯(6),3β-O-(6'-十六烷酰氧基-β-吡喃葡萄糖基)-豆甾-5-烯(7),1-O-β-D-吡喃葡萄糖-(2S,3R,8E)-2-[(2'R)-2-羟基棕榈酰胺]-8-十八碳烯-1,3-二醇(8),葱木脑苷(9),(3S,5R,6S,7E)-5,6-环氧-3-羟基-7-巨豆烯-9-酮(10),3-羟基二氢猕猴桃内酯(11),2β,3β-二羟基-2α-甲基-γ-内酯(12)。其中,化合物(7)^(12)为首次从该植物中分离得到,对该药用植物资源的合理开发利用具有一定指导意义。

外源钙和硫化氢对镉胁迫下平邑甜茶幼苗根系活性氧代谢和线粒体特性的影响

为探究外源硫化氢(Hydrogen sulfide,H_2S)对Cd胁迫下平邑甜茶幼苗根系损伤的影响,及Ca^(2+)在H_2S介导重金属胁迫信号传导中的作用,采用营养液培养法,利用外源Ca^(2+)以及Ca^(2+)螯合剂EGTA、质膜Ca^(2+)通道阻断剂La3+和钙调素拮抗剂CPZ,研究了平邑甜茶幼苗生长、根系细胞死亡、根系活性氧代谢和线粒体特性的变化。结果表明:与单独Cd胁迫处理相比,添加外源Ca^(2+)或H_2S供体硫氢化钠(Na SH)均显著缓解了Cd胁迫对平邑甜茶幼苗生长的抑制,根系细胞死亡数量减少,根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性显著提高,超氧阴离子产生速率(O2-·)、过氧化氢(H_2O_2)和丙二醛(MDA)含量明显下降,根系线粒体膜透性(MPT)减小,膜电位(Δψm)提高、细胞色素c(Cyt c)含量增加;添加Na SH的同时添加钙离子专一螯合剂EGTA,钙离子通道阻断剂La Cl3或钙调素拮抗剂CPZ抑制了H_2S以上的调节作用。可见,外源Ca^(2+)或H_2S可稳定线粒体功能,增强活性氧清除能力,减轻Cd对平邑甜茶的伤害,并且在这个过程中H_2S缓解Cd胁迫的作用可能依赖于Ca^(2+)。

外源硫化氢对康乃馨切花叶绿素荧光参数和抗氧化酶活性的影响

以康乃馨(Dianthus caryophyllus L.)切花为试材,瓶插液中加入不同浓度的硫化氢(H_2S)供体硫氢化钠(NaHS),以蒸馏水处理为对照,研究H2S对康乃馨叶片叶绿素荧光参数和抗氧化酶活性的影响,以期探讨外源硫化氢(H_2S)对康乃馨切花保鲜的调控机理。结果表明:在康乃馨切花衰老过程中,叶片叶绿素含量、可溶性糖含量降低,暗下光系统Ⅱ最大光化学效率(Fv/Fm)、潜在活性(Fv/Fo)、光下实际光化学效率ΦPSⅡ降低。与对照相比,适宜浓度的NaHS溶液能延长切花寿命,增大花径,增加叶片可溶性糖、叶绿素含量,Fv/Fm、Fv/Fo、ΦPSⅡ明显升高。其中,以600μmol·L^(-1) NaHS溶液处理的效果最好。瓶插第4天600μmol·L^(-1) NaHS溶液处理的丙二醛(MDA)含量显著低于对照,而超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著高于对照。可见,外源H2S可增强康乃馨切花衰老时活性氧清除能力,减轻叶片光合结构的伤害,延长花期,提升观赏价值。

大白菜FAD8基因的克隆

脂肪酸去饱和酶基因FAD8是控制亚油酸向亚麻酸转换的关键酶,对植物的膜脂不饱和度有重要影响,关系到植物的抗寒能力,在拟南芥中是低温诱导表达的。根据已发表的FAD8序列,设计简并引物,从低温处理条件下大白菜叶片cDNA中克隆到一段200 bp的中间序列,进一步利用cDNA末端快速扩增技术(Rapid Amplification of cD-NA ends,RACE),获得大白菜FAD8基因的5'和3'末端序列,经测序拼接获得1 509 bp的目的序列,编码432个氨基酸。与已经报导的油菜FAD8基因氨基酸序列同源性较高,达98%。杂交结果显示,该基因是单拷贝序列。这项工作为进一步研究叶绿体脂肪酸去饱和酶奠定了一定的基础。

多胺对镉胁迫下平邑甜茶根系损伤和NO生成的影响

以一年生平邑甜茶幼苗为试材,在水培条件下,通过根施硫酸镉、精胺、亚精胺,研究48 h后平邑甜茶根系内源游离态多胺含量、多胺氧化酶活性、过氧化氢含量、细胞损伤和线粒体特性的变化,并结合多胺合成抑制剂,测定一氧化氮生成量、一氧化氮合酶和硝酸还原酶活性的变化,以期揭示外源精胺和亚精胺缓解平邑甜茶根系镉损伤的生理机制,探讨多胺对一氧化氮生成的调控。结果表明:镉胁迫导致过氧化氢含量增加,线粒体膜透性增大、膜电位降低、细胞色素c/a降低,一氧化氮生成量增加,根系细胞损伤严重。镉胁迫下多胺代谢异常,精胺和亚精胺含量明显降低,腐胺含量显著增加,(亚精胺+精胺)/腐胺显著降低,多胺氧化酶活性显著升高。外源添加精胺和亚精胺可降低镉胁迫下多胺氧化酶活性、过氧化氢含量和一氧化氮合酶活性、硝酸还原酶活性、一氧化氮生成量,稳定线粒体膜透性、提高膜电位和细胞色素c/a,恢复(亚精胺+精胺)/腐胺比值。而外施多胺合成抑制剂明显提高了一氧化氮合酶活性、硝酸还原酶活性和一氧化氮生成量。综上所述,外源添加精胺或亚精胺通过抑制一氧化氮生成,维护根系线粒体功能稳定,明显减弱了镉胁迫下根系细胞损伤程度,提高了植株的耐镉性。

基于超星学习通平台的《植物生理学》在线课程建设及混合式教学模式实践研究

该文在分析《植物生理学》课程特点和混合式教学模式优势的基础上,基于超星学习通平台进行了在线课程的建设和混合式教学的实践,总结其实践过程、特点效果和教学体会,为进一步完善在线课程的建设和教学模式的改革提供借鉴。

硫化氢和一氧化氮在平邑甜茶幼苗抵抗镉胁迫中的作用

【目的】探究气体信号分子H2S和NO在平邑甜茶幼苗抵抗镉胁迫中的调节作用和相互影响,为果树抗逆应用研究提供参考。【方法】以平邑甜茶幼苗为供试材料,采用营养液培养法,以正常Hoagland营养液为对照(CK),在Cd胁迫条件下,分别通过外源施加H2S供体硫氢化钠(NaHS)或清除剂亚牛磺酸(HT)和外源NO供体硝普钠(SNP)或清除剂Carboxy-PTIO盐(c-PTIO),共计8个处理,分别为CK、Cd、Cd+NaHS、Cd+NaHS+HT、Cd+NaHS+c-PTIO、Cd+SNP、Cd+SNP+c-PTIO和Cd+SNP+HT,观测幼苗生长情况的变化,分析幼苗叶片叶绿素含量、叶绿素荧光参数和根系细胞死亡数量、呼吸速率、呼吸代谢关键酶活性、■产生速率、H2O2含量以及抗氧化酶活性等的变化。【结果】与CK相比,单独Cd胁迫明显抑制平邑甜茶幼苗的生长,导致叶片光合能力下降;根系细胞大量死亡,活性氧积累,SOD、POD、CAT活性增加,呼吸速率下降,呼吸代谢关键酶PFK、MDH活性降低,而G-6-PDH活性升高。与单独Cd胁迫处理相比,Cd+NaHS和Cd+SNP处理平邑甜茶叶片叶绿素a、叶绿素b含量分别提高了22.84%,29.66%和16.29%,29.52%;潜在光化学活性(Fv/Fo)、最大光化学效率(Fv/Fm)和实际光化学效率(ΦPSⅡ)均显著升高;根系呼吸速率增加了46.33%和44.93%,PFK、MDH活性提高了11.29%,27.17%和13.70%,17.48%,G-6-PDH活性降低了13.82%和16.98%;根系■产生速率降低了37.75%和35.74%,H2O2含量降低了27.49%和26.66%,SOD、POD和CAT活性显著提高了41.52%,82.22%,49.29%和34.87%,98.90%,78.72%。Cd胁迫条件下,外源H2S和NO均能抑制根系细胞死亡,促进幼苗生长。而添加NO清除剂c-PTIO抑制了外源H2S和NO对平邑甜茶幼苗镉损伤的缓解,添加H2S清除剂HT仅能抑制外源H2S的保护效应,对外源NO的作用基本无影响。【结论】平邑甜茶幼苗遭受镉胁迫时H2S和NO有交互作用,推测H2S的产生先于NO。

CsFAD7基因转化烟草的研究

以"革新一号"烟草种子为试材,采用根癌农杆菌介导的烟草叶盘转化法将来源于黄瓜的脂肪酸去饱和酶基因(FAD7)转入烟草,并在附加300mg/L氨苄青霉素(Amp)的MS+0.1mg/L NAA+1.0mg/L 6-BA的培养基上诱导植株分化,再生芽在附加300mg/L Amp和100mg/L卡那霉素(Kan)的MS培养基上生根,获得再生植株。结果表明:Kan阳性植株经PCR检测筛选,得到转基因阳性植株,证明异源FAD基因已转入烟草基因组中。T1代经PCR-South-ern检测证明转化基因可以遗传;转基因烟草在低温胁迫下生长较好,叶绿素荧光参数F0值下降不大,Fv/Fm值保持较高,表现了对低温的耐受能力,脂肪酸分析表明,该基因可以使烟草叶片的亚麻酸含量比例升高。

高活性降解羽毛角蛋白菌株鉴定及发酵条件优化

通过对已筛选到的产生角蛋白酶的H菌株形态观察、生理生化试验分析最终确定该菌为枯草芽孢杆菌（bacillus subtilis）,对该菌的发酵条件进行优化,同时将显著影响条件进行正交试验。试验结果表明,最佳发酵培养基：玉米粉10g,豆粕10g,MgCl20.1g,CaCl20.06g,NaCl 0.5g,K2HPO41.4g,KH2PO40.7g,羽毛粉10g,水1 000mL,培养基pH 7.5~8.0;最适培养条件：接种量为2%,培养温度37℃,180r/min摇床培养96h,其产角蛋白酶活性最高为2.56×10-3kat/L（153.7U/mL）。

OPA柱前衍生法测定小鼠股四头肌中牛磺酸的含量

建立了高效液相色谱（HPLC）邻二甲醛（OPA）柱前衍生法检测小鼠股四头肌中牛磺酸（Tau）含量的检测方法。肌肉组织经前处理,过强酸阳离子交换树脂柱,与OPA衍生反应3 min,采用甲醇/磷酸盐（体积分数1∶1,p H4.9）为流动相,L-谷氨酰胺（Glu）为内标,反向C18色谱柱（Waters,4.6 mm×150 mm,5μm）,紫外检测波长340 nm,柱温25℃,流速0.6 m L/min,进样量20μL分析检测牛磺酸含量。结果表明,牛磺酸在6.25-187.7 ng/m L有良好的线性关系,相关系数R2=0.999 4,回收率范围91.8%-101.8%,RSD=3.2%,其相对标准偏差均小于5%,牛磺酸的保留时间7.32 min,其含量3.18 mg/g。该方法能很好地将组织中的蛋白质和其他氨基酸等干扰物去除,减少色谱过程中杂峰的干扰,分离度好、精确度高、操作简便,可用于快速检测哺乳动物组织中牛磺酸的含量。

八棱海棠类Caspase基因cDNA的克隆及序列分析

以八棱海棠cDNA为模板,采用RT-PCR、巢式PCR、3’RACE、5’RACE技术,获得了类天冬氨酸特异性的半胱氨酸蛋白水解酶(Caspase)基因cDNA 1429bp的全长序列。序列分析表明,Caspase基因cDNA序列编码358个氨基酸,N端含有1个23个氨基酸的信号肽。进化树分析显示八棱海棠与山杏在该基因座位上亲缘关系最近,属于一个分支。

植物细胞程序性死亡中的半胱氨酸蛋白酶的研究进展

半胱氨酸蛋白酶是含有半胱氨酸的一组蛋白酶系列。它不但介入植物中的有关生理活动,而且最新研究表明它与植物发生程序性死亡(PCD)有关。对Caspase的基本结构、分类以及Caspase参与植物程序性死亡过程等方面进行综述,以期为半胱氨酸蛋白酶在植物细胞程序性死亡中的机理研究提供理论参考。

刃天青-酵母混合试剂快速鉴定小麦种子活力研究

为探索小麦简便、快速的活力检测方法,采用刃天青-酵母混合试剂对单粒小麦种子进行浸泡,通过浸泡液颜色的变化判断种子活力高低。对小麦种子进行人工老化3d、6d以获得活力不同的种子,将人工老化后的3种不同活力种子平均分布于96孔板中,在35℃条件下反应后进行颜色观察,并用酶标仪在570nm下进行吸光度检测。结果显示:160μL是适宜的反应体积,5.5h是适宜的保温时间。相关分析表明,小麦种子活力、浸泡后种子的发芽率与5.5h刃天青浸泡液的吸光度值呈显著正相关,且蓝色部分的百分比与种子活力具有高度相关性。可以采用刃天青试剂颜色变化或570nm平均吸光度值来快速、准确地预测小麦种子活力。

SOE-PCR二步法构建shRNA干扰质粒

通过拼接重叠延伸PCR(SOE-PCR)二步法成功地建立了一种方便的shRNA干扰质粒的构建方法。将目的基因———半胱亚磺酸脱羧酶(CSD)特异性的shRNA序列用SOE-PCR二步法插入到pEGFP-H1-shRNA质粒中,经菌液PCR、酶切、测序鉴定,证明pEGFP-H1-CSD shRNA干扰质粒与预期结果一致,可以用于细胞转染和RNA干扰实验。采用本方法能快速、高效构建RNA干扰质粒,为研究基因功能提供帮助。

应用XAFS研究十二指肠中锌的相对浓度和状态

试验采用外翻肠囊方法,以不同锌源(ZnO、ZnSO_4、ZnMet、ZnLys、ZnSO_4+Met、ZnSO_4+Lys)为处理因素,体外密闭培养绵羊十二指肠40 min,应用XAFS技术分析十二指肠肠囊中锌浓度和状态。试验结果表明:就提高十二指肠肠囊中锌浓度而言,有机锌明显优于无机锌,十二指肠肠囊中有机锌的吸收机理与无机锌的相同,通过不依赖于载体调节的非饱和扩散被吸收的,解离成离子后通过无机锌的吸收途径被吸收。此外,本试验条件下,无机锌与配体蛋氨酸及赖氨酸的结合反而抑制了锌元素的吸收。本研究开创了应用同步辐射研究锌动物营养先河,并且确定了有机锌在绵羊十二指肠肠道中的吸收机理,为有机锌和无机锌的合理应用提供了依据。

大白菜FAD8基因的转录调控研究

对大白菜低温诱导过程中的细胞膜透性和叶绿素荧光参数进行了分析,发现低温条件下相对电导率较低,随着温度升高电导率升高,而叶绿素荧光参数未受影响,暗示叶绿体的膜系统未受低温损伤。为探索BcFAD8基因对大白菜适应低温的作用及其表达特点,对不同温度处理下的BcFAD8基因进行了低温诱导,通过RT-PCR半定量分析得出BcFAD8在绿色组织表达。荧光定量分析BcFAD8基因的转录水平发现,叶片BcFAD8并不受低温诱导,常温下也保持较高的转录水平,暗示其适应温度变化可能与转录后降解水平调控有关。克隆和分析了BcFAD8的启动子元件,发现启动子调控区没有低温响应元件,FAD8的转录调控受光照、水杨酸(SA)和脱落酸(ABA)等因素诱导,这些与启动子元件分析结果是一致的。

郁金香小孢子发育与花粉萌发特性研究

【目的】探究郁金香(Tulipa gesneriana)小孢子发育过程及液体培养基组分对花粉萌发和生长的影响,明确花粉发育过程中的细胞学变化及花粉萌发的适宜培养基组分,为郁金香杂交育种及胚胎学研究奠定基础。【方法】以郁金香品种“阿帕尔顿”种球为材料,用体积分数0.05%高锰酸钾溶液消毒处理后,剥出种球内大小不同的花芽,利用4′,6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)进行荧光染色,确定小孢子发育时期;将郁金香种球定植于花盆内,按常规方法培养8周后取新鲜花粉进行离体培养,以200 mg/L磷酸二氢钾+200 mg/L硫酸镁为基础培养基,分别添加蔗糖(0,50,100,150,200,250 g/L)、硼酸(0,60,80,100,120,140 mg/L)、氯化钙(0,100,300,500,700,900 mg/L),在1,3,5,7 h取花粉镜检确定各组分最合适的质量浓度;再在筛选的最佳培养基组分下培养1,3,5,7 h,确定花粉萌发的最佳培养时间。【结果】郁金香小孢子发育历经四分体时期、单核早中期、单核靠边期和二胞花粉时期,其中以四面体型四分体居多,偶见左右对称型;花粉发育过程中存在发育不同步、异常花粉等现象;蔗糖、硼酸和钙对郁金香花粉萌发和花粉管生长影响显著,最适液体培养基组分为基础培养基(200 mg/L磷酸二氢钾+200 mg/L硫酸镁)+150 g/L蔗糖+100 mg/L硼酸+500 mg/L氯化钙,在此条件下培养5 h,花粉萌发率高达69.60%,花粉管长度为439.12μm。【结论】郁金香小孢子发育过程中以四面体型四分体居多,偶见左右对称型。在最佳培养条件下,郁金香花粉萌发情况及花粉管生长状态最好。

产学研合作下设施农业科学与工程专业实践教学模式的探索研究

为了适应社会对高水平应用型人才的需求,本文对基于产学研科研合作项目的实践教学模式进行探索,包括实践教学模式的建立、项目的具体实施及科学客观考评方法的选用等。教学模式中实行校内和企业"双导师",学生与导师双向选择组建研究小组;项目实施过程要求学生根据企业需求与自身兴趣确定研究计划,按照研究计划开展项目研究并在规定的时间讨论总结;考评方式与学生申报科研项目和毕业设计等相结合,并设立薪酬奖励机制。本文旨在通过基于产学研合作项目的实践教学模式,提高实践教学效果,培养更多高水平应用创新人才。