农药学重点实验室开放实验教学与创新人才培养探索实践

重点实验室是国家科技创新体系的重要组成部分,是高等院校进行科研活动的主力军。贵州大学绿色农药与农业生物工程国家重点实验室培育基地和教育部重点实验室充分利用我国西南山区特色资源,在绿色农药设计与合成、靶标发现与作用机制研究、有机合成方法学研究、有害生物持续控制研究等研究方向上形成了自己的特色和优势,取得了一批重要的研究成果,已成为我国新农药创制、农作物重大病虫害防控技术研究与人才培养的重要基地。围绕国家和地方经济建设对创新人才的迫切需求,充分利用实验室的项目优势、平台优势和技术力量,面向省内本科生和研究生开放,取得了良好的效果。本文通过对近几年实验室开放实验教学工作的总结,探讨了重点实验室开放实验教学在创新人才培养所起的作用。

N-(苯基)噻唑酰胺类衍生物的合成及杀菌活性

为了寻求以天然产物为先导结构的绿色、高效新型杀菌剂,以苯甲腈、3-溴丙酮酸乙酯和不同取代苯胺为原料,通过活性亚结构拼接合成了12个N-(苯基)噻唑酰胺类衍生物(6a~6l)。产物结构均经过^(1)H NMR、^(13)C NMR和HR-MS(MSI)表征。杀菌活性结果显示:该类化合物对水稻纹枯病菌、白芨白绢病菌和水稻稻瘟病菌有良好的抑制作用。化合物6c和6l对水稻稻瘟病菌的EC_(50)值分别为0.015 mmol/L和0.020 mmol/L,优于对照药剂申嗪霉素(EC_(50)=0.031 mmol/L),其作为以天然产物为先导结构的新型杀菌剂,值得进一步探索研究。

硫酸铵与鸡粪配比在含生物质炭育苗基质中的应用效果

研究了基质中添加生物质炭(5%)及在含生物质炭基质中进行硫酸铵(0.5 g/L,0.75 g/L,1 g/L)与鸡粪(5%,10%,15%)配比对基质理化性质和番茄幼苗生长发育的影响。研究结果表明,(1)基质中添加生物质炭后除pH值升高外其他理化性质明显改善,而且0.5 g/L的硫酸铵添加量可以显著降低基质pH值(P<0.05);(2)硫酸铵与鸡粪配比,硫酸铵可以降低基质pH值、增加EC值,而鸡粪使基质的理化特性指标均呈增加趋势;(3)从番茄幼苗健壮状况看,首先,生物质炭可以明显促进番茄幼苗的生长发育。其次,硫酸铵和鸡粪配比后番茄幼苗的健壮程度与基质养分含量及EC值变化规律呈负相关。研究结果说明,基质中添加生物质炭后,硫酸铵和鸡粪含量同时最低的配比处理对番茄幼苗的生长发育促进效果最明显,叶面积、株高、茎粗、地上生物量、地下生物量及壮苗指数等值均最大,可以满足番茄育苗要求。

卟啉类化合物对生物分子的光敏化氧化

本文就光敏化氧化反应、光敏剂、生物小分子的光敏化氧化机制以及生物大分子的光敏氧化与切割进行了系统的介绍与评述。同时，介绍了国内外有关生命分子的光敏化氧化反应的最新研究成果以及它们潜在的应用前景。

蒙古扁桃的开花生物学研究

对分布于宁夏的蒙古扁桃居群进行开花动态、繁育系统、花粉与柱头活性、生殖器官解剖结构与花粉管的生长观察以及人工授粉实验,分析其传粉生物学特性,以探讨影响蒙古扁桃结实率低下的原因。结果显示:蒙古扁桃为专性异交植物;花具有花柱多型性现象,同一个体中存在长花柱花、中花柱花、短花柱花3种花柱型花,在不同个体中三型花所占比例不同且差异显著;短花柱花不可育,中花柱花与长花柱花为可育花。研究表明,大量不育花的存在、早春稀少的传粉昆虫以及荒漠地区恶劣的气候环境和破碎化的生境是导致蒙古扁桃结实率低下的主要因素。

重组人内皮抑素对肺鳞癌细胞抑制作用的体外实验

目的探讨重组人内皮抑素(恩度)对肺鳞状细胞癌细胞系H-520细胞生长的影响及其机制。方法应用四甲基偶氮唑盐(MTT)法检测恩度不同浓度和作用时间对H-520细胞的生长抑制作用;Hoechst33258染色观察恩度处理后细胞凋亡形态并通过流式细胞术对凋亡细胞进行定量及检测细胞周期分布。采用划痕修复实验检测内皮抑素处理后H-520细胞的迁移能力。结果恩度可以抑制H-520细胞的生长,且呈时间-剂量依赖性;恩度可以促进H-520细胞的凋亡,随时间延长,凋亡率显著增加,与对照组相比,差异具有统计学意义(P<0.01);恩度可以引起H-520细胞周期分布变化,细胞发生G0/G1期阻滞。划痕实验表明,恩度可以使H-520细胞体外迁移能力显著下降,与对照组相比,24h划痕修复率差异具有显著意义。结论恩度对H-520细胞增殖具有明显抑制作用;其主要机制为促进细胞凋亡,调整细胞周期分布和减弱细胞迁移能力。

添加硫酸铵的生物质炭型育苗基质使用效果研究

以生理酸性肥料硫酸铵为芦苇炭化物的碱性改良材料,研究二者配比使用对番茄育苗基质的改良作用和促进番茄幼苗生长发育的效果。研究结果表明,基质中添加硫酸铵可以显著降低基质中由于含芦苇炭化物而偏碱性特点(P<0.05),而且基质的电导率亦随着硫酸铵添加量的增加而增大,但对基质容重的影响不大。在含芦苇炭化物的育苗基质中添加0.5g/L的硫酸铵,番茄幼苗的叶片叶绿素相对含量(SPAD)、叶长、叶宽、株高、茎粗、地上生物量、地下生物量和壮苗指数比不加硫酸铵但加芦苇炭化物的基质分别高出5.74%、13.31%、22.42%、44.06%、16.75%、42.99%、26.92%和23.19%;比既不加芦苇炭化物也不加硫酸铵的基质分别高出11.56%、28.22%、31.42%、71.85%、50.46%、64.81%、81.65%和77.63%。

急性运动中线粒体能量转换调节的生物力能学分析:ROS和UCP3的作用

目的:研究1次耐力性运动过程中,骨骼肌线粒体ROS生成与UCP3表达与线粒体生物力能学改变的关系,及其在线粒体能量转换调控中的作用。方法:建立SD大鼠3级递增负荷跑台运动实验模型,分别以安静态、运动45min、90min、120min和150min时为实验观察点(time course),测定骨骼肌线粒体ROS生成,膜电位水平,态4呼吸速率,ATP合成速率,线粒体解偶联蛋白3(UCP-3)mRNA及其蛋白表达。结果:运动过程中ROS生成呈先升高后下降的变化趋势,运动120min时达峰值,其中运动45min、90min、120min和150min时ROS生成均较安静时显著升高(P<0·05,P<0·001,P<0·001和P<0·01),运动150min时ROS生成较120min时显著下降(P<0·001)。态4呼吸速率亦呈先升高后下降的并行性变化趋势,其中运动90和120min时较安静时显著增加(P<0·01和P<0·001),并于120min时达到峰值,150min时较120min时显著降低(P<0·001)。各实验观察点大鼠线粒体膜电位无显著差异(P>0·05)。ATP合成速率于运动45min时增加随后减小,150min时较45min时显著减小。UCP3mRNA和蛋白表达水平总体呈升高趋势,其中UCP3mRNA表达在运动至90min、120min及150min时均较安静时显著升高(P<0·001,P<0·01和P<0·01),其蛋白表达水平升高相对滞后一个时间段,在运动至120min及150min时较安静时显著升高(均P<0·001)。结论:一次性耐力运动初期ROS大量产生这一过程使线粒体膜维持适宜的跨膜电位,线粒体ATP合成速率降低是ROS线粒体能量转换过程调节线粒体功能的初始环节。随着ROS大量生成,其可能通过“ROS-质子漏”和“ROS-UCP3-质子漏”两条途径在运动中线粒体能量转换的精确调控中起“分子开关”作用,并作为始动因素参与了呼吸链电子传递与能量转换的能量分配的反馈调节,调控ATP生成。

重组人锰超氧化物歧化酶工程菌高效表达培养工艺的研究

目的 确定重组人锰超氧化物歧化酶 (rhMn SOD)工程菌高效表达的最适培养工艺条件。方法 通过摇瓶培养研究了包括接种量、诱导时机、Mn2 + 浓度、诱导后培养时间、发酵过程中 pH变化以及初始 pH值对发酵的影响。 结果 该工程菌的最佳接种量为 3%,最佳诱导时机为接种后 3h ,确定Mn2 + 浓度为 6 0 0 0 μmol·L-1,诱导后培养 5h ,在培养过程中当pH为6 .83时外源蛋白可获得高效表达 ,初始 pH确定为 8.0。 结论 :诱导和培养基的 pH是影响工程菌发酵的主要因素 ,尤其是Mn2 + 的加入表达有活性的rhMn SOD是必需的。

聚羟基丁酸己酸酯/聚碳酸亚丙酯共混材料作为血管组织工程支架的性能特征

目的:为改善生物材料聚羟基丁酸己酸酯(PHBHHx)的力学性能和聚碳酸亚丙酯(PPC)的可加工性,将两者共混,制备不同比例的共混材料,并对共混膜上血管平滑肌细胞的黏附和共混材料制成的管形支架的力学性能进行评价,以选出合适比例的共混材料作为血管组织工程支架。方法:实验于2006-08/2007-04在清华大学生物科学与技术系生物膜与膜生物工程国家重点实验室完成。①制备5种不同比例(PHBHHx∶PPC分别为0∶10,3∶7,5∶5,7∶3,10∶0)的共混材料,利用CCK-8试剂测定兔主动脉平滑肌细胞在共混膜上培养24h后的黏附数量。②采用热致相分离和冷冻干燥法制备管形支架,通过反复浸渍和晾干,在多孔支架外层形成一层晾干的膜层。利用扫描电镜观察支架形貌、压汞仪测量孔隙率和孔径分布,利用自制装置以6.65kPa/s的加压速度测定管形支架的破裂强度,万能材料试验机测定支架的缝合强度,以羊颈动脉为对照。结果:①兔主动脉平滑肌细胞在各种膜上培养24h后,在5∶5比例PHBHHXx/PPC共混膜和PPC膜上相对黏附量高于PHBHHXx膜(P<0.05)。②PHBHHx和共混材料均可制备成管形支架,而单纯PPC支架在制备晾干层时溶化,无法维持原形。管形支架的孔径随PPC含量的增加而增大,孔隙率提高。③支架的破裂强度与羊颈动脉相似(P>0.05);缝合强度均强于羊颈动脉,以5∶5和3∶7PHBHHx/PPC共混材料制备的管形支架的缝合强度高于PHBHHx支架。结论:①与PHBHHx相比,5∶5PHBHHx/PPC共混膜和PPC膜上兔主动脉平滑肌细胞的黏附更好。②共混材料均可以制备成管形支架,并且力学强度符合移植的要求,缝合强度以5∶5和3∶7的PHBHHx/PPC共混材料最佳。

含酰腙结构的新型吡唑酰胺衍生物对小菜蛾的生物活性

采用浸虫法、夹毒叶片法和叶碟法分别测定了13个含酰腙结构的新型吡唑酰胺衍生物对小菜蛾3龄幼虫的触杀、胃毒和拒食活性。结果表明:该类化合物对小菜蛾3龄幼虫具有较高的胃毒和拒食活性,其中苯环上含有氯原子、且酰腙一端的取代基含有杂原子且体积较小的化合物H7的胃毒和拒食活性最好,明显高于对照药剂毒死蜱。H7 72 h胃毒作用LC50值为0.6 mg/L(毒死蜱的LC50值为7.4 mg/L);有10个化合物的拒食活性高于毒死蜱,其中H7 48 h的拒食中浓度(AFC50)最低,为0.6 mg/L,明显低于毒死蜱(AFC50=6.5 mg/L)。供试化合物对小菜蛾3龄幼虫均无触杀活性。

含肟酯类姜黄素衍生物的合成及其抗病毒活性

采用生物活性因子拼接法将肟酯引入单羰基姜黄素衍生物1,5-二取代芳基-1,4-戊二烯-3-酮中,合成了11个新型不对称1,5-二取代-1,4-戊二烯-3-酮肟酯类姜黄素衍生物,其结构经1H NMR,IR和元素分析表征。初步生物活性测试结果表明,部分化合物具有一定的抗黄瓜花叶病毒(CMV)活性。

含肟酯类姜黄素衍生物的合成及其抑菌活性研究

将肟酯引入单羰基姜黄素衍生物1,5-二取代芳基-1,4-戊二烯-3-酮化合物中,通过醚化、肟化、酰化,最后酯化合成11个不对称1,5-二取代-1,4-戊二烯-3-酮肟酯类姜黄素衍生物,其结构经IR、1HNMR、13CNMR和元素分析确证。初步生物活性测试结果表明,部分化合物具有一定的抑菌活性。

有氧耐力训练对增龄大鼠骨骼肌线粒体生物合成的影响

目的:观察增龄大鼠骨骼肌线粒体生物合成的变化特点,探讨有氧耐力训练诱导增龄大鼠骨骼肌线粒体生物合成的分子机理。方法:中等强度跑台运动(64%VO2max,5°,15m/min,45min,每周5天)施加于2、12和17月龄雄性大鼠共12周,对照组正常饲养。12周后取大鼠比目鱼肌和股外侧深层肌进行分子生物学指标检测。结果:(1)增龄过程中,PGC-1α和NRF-1 mRNA表达、mtTFA蛋白表达随增龄显著增加,而mtTFA和COXIV mRNA表达、PGC-1α和COXIV蛋白表达随增龄无显著变化。(2)耐力训练后,5MT组PGC-1α mRNA和蛋白表达、15MT组PGC-1α mRNA表达显著高于各自对照组,5MT和15MT组NRF-1 mRNA表达分别显著高于各自对照组,20MT组PGC-1α mRNA和蛋白表达、NRF-1 mRNA表达相对于20MC组无显著变化,各月龄训练组mtTFA mRNA表达、COXIV mRNA和蛋白表达均显著高于各自对照组。结论:(1)增龄过程中PGC-1α、NRF-1、mtTFA和COXIV mRNA和蛋白水平的变化呈现非同步趋势,提示增龄过程中线粒体生物合成受复杂的多条途径调控;(2)耐力训练能够诱导PGC-1α、NRF-1、mtTFA和COXIV表达显著增加,促进骨骼肌线粒体生物合成;(3)耐力训练诱导骨骼肌线粒体生物合成的适应性积累效应随着大鼠年龄递增逐渐递减。

海藻糖对生物活性物质的保护作用机理研究进展

海藻糖是一种非还原性双糖,它具有更显著的生物活性物质保护效果,在生物学领域具有极重要的应用价值。目前对它这种保护作用的机理研究主要集中在研究其物理化学性质以及它与蛋白质和细胞生物膜的相互作用。由此,人们提出了一些假说。诸如“水替代学说”“玻璃态学说”“优先排阻学说”等。文章对此进行了综述。

生物芯片技术及其在生命科学研究中的应用

:生物芯片技术是国际上近年来发展起来的一门高新技术。本文对生物芯片技术的发展及其在生命科学研究中的应用进行了简要的讨论和评述。内容包括生物芯片的研究背景、基本概念、制作原理及其在生命科学研究中的应用、国内外发展状况。

运动促进慢性心衰大鼠心肌线粒体生物合成与心肌重构

目的:观察心衰及心衰后进行有氧运动对大鼠心肌线粒体生物力能学、线粒体生物合成以及心功能的影响,探讨心衰的运动康复过程中的心肌线粒体适应机制。方法:雄性Wistar大鼠,心梗组(16只)开胸后结扎左冠状动脉前降支,造成心梗模型,假手术组(16只)开胸但不结扎冠状动脉,其余处理与心梗组相同。术后4周,心梗组和假手术组再随机分为心梗安静组(MI)、心梗运动组(MI+E)和假手术安静组(Sham)、假手术运动组(Sham+E),每组8只。运动组进行跑台训练,运动强度14米/分钟,每天40分钟,每周训练5天,共训练8周。术后12周,超声心动图检查各组大鼠心率(HR),心室收缩末期内径(LVIDs),舒张末期内径(LVIDd)和心功能指标射血分数(EF),缩短分数(FS),每搏输出量(SV),心输出量(CO)。提取心肌线粒体测定态3、态4呼吸和呼吸控制比(RCR),ATP生成活力。Western blot检查心肌线粒体生物合成调控因子PGC-1α,线粒体蛋白COXⅣ、COXⅠ蛋白表达。透射电镜观察各组心肌线粒体形态数量。结果:术后12周,假手术运动组LVIDs、LVIDd、EF、FS、SV、CO与假手术安静组比较无明显变化,态3呼吸、RCR、ATP生成活力高于假手术安静组,PGC-1α、COXⅣ、COXⅠ蛋白表达无明显变化。心梗安静组与假手术安静组比较,LVIDs、LVIDd增加,EF、FS、CO降低,SV无明显差异,态4呼吸增加,RCR、ATP生成活力降低,PGC-1α、COXⅣ、COXⅠ蛋白表达增加。心梗运动组与心梗安静组比较LVIDs、LVIDd增加,EF、FS降低,CO增加,HR增加,SV无明显差异,态3呼吸、RCR、ATP生成活力增加,PGC-1α、COX IV、COX I蛋白表达增加。结论:(1)心衰后心肌线粒体生物合成增加,可能是对心衰后心肌线粒体功能下降的一种代偿性反应。(2)心衰后进行运动训练能促进心肌线粒体生物合成,但线粒体生物合成增加并不能代偿心衰后心功能的下降,并有可能加重心肌重构。

酰胺类杨梅素衍生物的合成及抑菌活性

以杨梅素为先导化合物,设计合成了12个酰胺类杨梅素衍生物;利用核磁共振波谱(~1H NMR和^(13)C NMR)和高分辨质谱仪(HRMS)对其结构进行了确证.初步抑菌活性测定结果表明,该类化合物对水稻白叶枯病菌、柑橘溃疡病菌和烟草青枯病菌均具有一定的抑制活性,化合物3a,3e,3f,3h和3k对3种植物病菌表现出较好的抑制活性,其中200μg/mL化合物3e对水稻白叶枯病菌和烟草青枯病菌的抑制活性均为100%,超过对照药叶枯唑(抑菌活性分别为72.85%和75.86%).

用SPR生物传感器研究纤维蛋白原在生物医用材料表面的吸附

材料表面对血浆蛋白的吸附特性 ,是研究和评价生物医用材料血液相容性的重要依据。本文用自制的表面等离激元 (SPR)传感器 ,测量了金膜、磷脂DSPC膜、成都科大Ⅱ型聚氨酯、Pellethane2 36 3 55D聚氨酯及有机玻璃膜表面对纤维蛋白原的动态吸附特性 ,在纤维蛋白原溶液浓度为5mg/ml的相同条件下 ,磷脂DSPC膜表面吸附纤维蛋白原的速度最低 ,饱和吸附浓度也最小 (表面浓度为 1ng/mm2 )。其次是裸金膜 (表面浓度为 3.5ng/mm2 ) ,再其次是成都科大Ⅱ型聚氨酯膜 (表面浓度为 3.8ng/mm2 )和Pellethane 2 36 3 55D聚氨酯 (表面浓度为 4 .3ng/mm2 ) ,吸附速度和吸附量最高的是有机玻璃膜 (表面浓度为 4 .5ng/mm2 )。结果表明 ,材料表面对纤维蛋白原的吸附动力学特性 ,与材料的血液相容性密切相关。表面等离激元技术与本文采用的在金膜上铺展高分子材料的离心铺膜法和LB技术等样品制备技术相结合 ,为生物材料表面对蛋白质吸附特性的实时、动态、原位研究提供了一种新的高灵敏度的方法 ,并可能发展成为一种材料生物相容性的测试和评价的新方法。

新型含哌嗪1,3,4-噻二唑酰胺衍生物的合成及其生物活性

以氨基硫脲和二硫化碳为起始原料,合成了15个新型的1,3,4-噻二唑衍生物(6a^6o),其结构经1H NMR,13C NMR,IR,ESI-MS和元素分析表征。生物活性测试结果表明:大部分化合物对水稻白叶枯细菌有良好的抑制活性,其中,N-[5-(2,4-二氯苄基)硫醚]-1,3,4-噻二唑-2-(2-N-甲基哌嗪)-乙酰胺(6b)和N-[5-(4-三氟甲氧基苄基)硫醚]-1,3,4-噻二唑-2-(2-N-甲基哌嗪)-乙酰胺(6e)的EC50分别为17.5μg·m L-1和19.8μg·m L-1;N-[5-(3-甲基苄基)硫醚)-1,3,4-噻二唑-2-(2-哌嗪)-乙酰胺(6k)在浓度为500μg·m L-1时,对烟草花叶病毒有一定的抑制活性。