任务教学法在细胞生物学综合实验教学中的实践与探索

细胞生物学是生物类专业的一门基础课程,实验课尤为重要。根据细胞生物学实验在传统教学中存在的问题,为培养学生自主实验的能力,提高实验课的教学效果,在细胞生物学综合实验中尝试任务教学法,并全程指导任务。研究表明,通过任务教学法在细胞生物学综合实验中的实践和应用效果评价,可以培养学生的自主学习能力,发挥学生学习课程的积极性,提高学生分析问题和解决问题的综合能力,提高教学质量。     

银杏GbERF1转录因子基因的克隆及亚细胞定位分析

ERF是植物中一类重要的转录因子,广泛参与植物对生物和非生物胁迫的响应。以3年生银杏苗为试材,采用RT-PCR与RACE-PCR方法,研究了银杏ERF基因序列,以期深入了解银杏药用成分合成代谢的分子机理。结果表明:GbERF1含有长度为1 314bp的完整开放阅读框,编码437个氨基酸。蛋白序列分析显示,GbERF1蛋白含有2段ERF家族的特殊位点。GbERF1蛋白序列与北美云杉(ADE75663.1)序列的相似性为97%。系统进化树分析,GbERF1与北美云杉、狭叶羽扇豆的序列可划归为同一分支。实时荧光定量PCR结果显示,GbERF1主要在银杏根和叶中表达,逆境胁迫处理后显示,该基因在乙烯、紫外诱导处理下,表达量大幅度提升,随后下降,但仍高于对照组,干旱诱导处理下表达量先升高后降低,矮壮素(CCC)诱导下表达量变化不太明显。烟草叶片下表皮细胞亚细胞定位结果表明GbERF1定位于细胞核。     

内生菌与雷公藤细胞悬浮共培养的生理生化特性

将2株雷公藤内生真菌Fusarium oxysporum NS33与Penicillium steckii NS6、2株内生细菌Enterobacter cloacae sub sp LG3与Serratia marcescens LY1及其组合分别与雷公藤细胞悬浮共培养,对不同培养体系内雷公藤细胞的生长及其生理生化特征进行研究。结果显示,在共培养前期,与对照相比,接种单一内生菌株提高了细胞的干重,其中菌株NS6的促生效果最明显;而在共培养后期,无论是单一内生菌还是混合内生菌均对细胞生长具有抑制作用。内生真菌和菌株组合处理的培养液p H值有明显的升高,而内生细菌LY1则明显降低了培养液的p H值,其具有产酸性。另外,当雷公藤细胞同混合菌株共培养时,培养基中总糖消耗量是最大的,而接种单独菌株时则对细胞可溶性蛋白含量具有一定的提高作用。接种内生菌会影响雷公藤细胞的POD、CAT及SOD活性,与对照相比,接种单独菌株会更加提升POD与CAT的活性,而细胞MDA含量则明显下降。     

矿物种类对微生物利用木质素形成细胞代谢产物及矿物-菌体残留物的特性影响

微生物驱动下的木质素降解与腐殖质形成关系密切,然而在真实土壤环境中腐殖化进程无法摆脱矿物的参与,为探索矿物对于木质素参与腐殖化进程的影响机制,文章采用液体摇瓶培养法,通过向添加高岭石、蒙脱石、针铁矿、δ-MnO_2或三羟铝石的木质素培养液中接种复合菌剂,试图在110 d培养期间动态考察其细胞代谢产物的总有机碳(TOC)含量、光密度值(E4/E6)以及矿物-菌体残留物的回收率,进而明确5种土壤常见矿物对于微生物利用木质素所得产物的特性影响。结果表明:(1)培养10 d后,针铁矿、δ-MnO_2和三羟铝石对于矿物-菌体残留物回收率的促进作用要大于高岭石和蒙脱石,110 d培养结束后,针铁矿对于矿物-菌体残留物回收率的提升效果最大,而蒙脱石影响下的回收率最小。与未添加矿物的条件(CK1)相比,δ-MnO_2、三羟铝石、高岭石和蒙脱石的参与均有利于持续稳定培养期间沉淀物质的回收率;(2)在整个培养期间,高岭石参与下细胞代谢产物的TOC含量均为最大,而δ-MnO_2参与下的TOC含量皆为最小;(3)在5种矿物的添加条件下,微生物利用木质素所形成的细胞代谢产物,其有机碳分子结构先有所复杂而后再趋于简单,尽管如此,在培养结束后,其分子复杂程度均高于CK1处理,与各自培养10 d的结果相比,高岭石、蒙脱石和三羟铝石均有利于细胞代谢产物中有机碳分子结构的复杂化,而针铁矿和δ-MnO_2却使其结构更加简单。     

植物体铅的亚细胞分布与化学形态特征测定方法改进

为了提高植物体铅的亚细胞分布和化学结合形态特征的测定精度,以铺地黍为研究对象,利用不同提取方法测定其根部铅的分布特征,对重金属提取过程中植物取材质量与提取液体积之间的比例关系进行量化研究,改进重金属提取流程方法。结果显示,在确定植物取材重量时,其研磨后的植物材料体积与提取液总体积之间的比例为1:5时,各化学结合态提取效果比较理想,铅的回收率高达97.69%。铺地黍根部铅亚细胞分布的F2组分电热板消解的最适消煮温度和时间为：在250℃下消煮0.5 h,之后在145℃下消煮2 h的提取效果最佳,其残渣态铅含量约为0 μg/g,整体回收率高达98.38%。改进后的方法提高了测定的精度,节省测定时间,为植物体其他重金属的亚细胞分布和化学结合态测定方法改进提供参考。     

木尔坦棉花曲叶病毒编码蛋白的亚细胞定位分析

 木尔坦棉花曲叶病毒(Cotton leaf curl Multan virus,CLCuMV)是典型的单组分双生病毒,并伴随β卫星分子,是棉花曲叶病的主要病原之一。本研究利用农杆菌介导的瞬时表达系统,将CLCuMV及其卫星分子编码的7个病毒蛋白在本氏烟表皮细胞中表达。通过激光共聚焦显微镜观察发现:V1、C2和C3定位于细胞核;C1和βC1定位在细胞核以及细胞质或细胞膜上,并且在细胞质中形成丝状结构;V2和C4主要定位在细胞质或细胞膜上,细胞核也有微量表达,V2可形成大小不一的颗粒状聚集体结构,C4在细胞膜上可见点状聚集体结构。同时,利用RT-PCR和Western blot对病毒各基因的转录和表达水平进行了分析。CLCuMV编码蛋白的亚细胞定位为蛋白功能的进一步研究提供重要理论依据。     

小麦耐冷相关基因TaCTR的克隆及其表达特性分析

低温冷害是小麦生长发育过程中面临的重要非生物逆境因素。为了挖掘小麦耐冷功能基因，本研究采用同源克隆的方法从普通小麦品种小偃22中分离到一个耐冷相关基因TaCTR，该基因序列全长2 192 bp，含有12个外显子、11个内含子，编码区全长为1 407 bp，编码468个氨基酸，分子量约为53.43 kDa；系统进化树分析表明，该基因在进化关系上与山羊草最近；亚细胞定位结果显示，该基因编码的蛋白为膜蛋白；实时荧光定量PCR（RT-PCR）结果表明，TaCTR在不同品种、不同组织和不同发育阶段低温特异表达；在干旱、高盐及GA处理下，TaCTR的表达量显著上升，说明该基因可能参与调控小麦的抗逆反应。     

连续施用有机肥对黄瓜体内Zn的积累及其在亚细胞分布的影响

以黄瓜品种'津优35号'为试材,采用田间随机区组试验设计,研究了不同用量(0、15、30、45 t·hm-2和60 t·hm-2)鸡粪源有机肥中Zn在土壤中的积累,以及Zn在黄瓜体内的吸收转运及其在亚细胞各组分中的分布情况,以期为指导黄瓜的安全生产以及鸡粪有机肥合理施用提供参考依据.结果 表明:低用量鸡粪有机肥施用就能显著提高土壤Zn含量(P＜0.05),土壤Zn含量最高为140.40 mg·kg-1,均未超出国家安全标准.施用60 t·hm-2鸡粪有机肥显著提高了黄瓜根部和果实Zn含量,黄瓜果实Zn含量变化范围为19.27～23.59 mg·kg-1,但Zn含量均未超过100 mg·kg-1,可以安全食用.无论鸡粪施用量的高低,Zn在黄瓜根、茎、叶和果实各亚细胞组分中均表现为可溶性组分＜细胞器(叶绿体和线粒体)＜细胞壁.60 t·hm-2鸡粪有机肥可以显著提高黄瓜根部细胞壁Zn含量,且根部细胞壁中Zn含量及所占比例随着鸡粪有机肥施用量的增加而增加.细胞壁中Zn在根中所占比例最高,达到了54.67％～58.77％.     

α-亚麻酸对TM3细胞活性及相关基因表达的影响

α-亚麻酸(ALA)是哺乳动物必需脂肪酸的重要成员,在机体生长和发育过程中起着重要作用。在雄性动物生殖系统,ALA通过代谢生成二十二碳六烯酸(DHA)和二十碳五烯酸(EPA),进而对生殖系统发挥调控功能。采用WST-1、JC-1以及RT-PCR等方法研究ALA对体外培养的小鼠睾丸间质细胞TM3细胞的活力及相关基因表达的影响。结果表明:培养体系中添加10,50,100,200,400μmol/L的ALA,处理24 h可以显著提高TM3细胞活力(P0.05),并且呈剂量依赖性。与对照组相比,50μmol/L的ALA处理24 h可以促进TM3细胞增殖,提高线粒体膜电位,抑制凋亡相关基因Caspase-3表达(P0.05),促进类固醇代谢相关基因StAR表达(P0.05)。这说明在体外培养体系中添加ALA可以增加TM3细胞活性,促进细胞增殖和StAR基因表达,抑制Caspase-3基因表达。