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虚拟仿真实验教学一流课程持续改进

实验室研究与探索 2024年第1期43卷 125-129页

作者：张金菊孙士国龚思颖胡原田志夕李兵华中师范大学生命科学学院武汉430079 华中师范大学生物学国家级虚拟仿真实验教学中心武汉430079 华中师范大学湖北省生物学实验教学示范中心武汉430079

以国家级虚拟仿真实验课程兰科植物传粉与保护虚拟仿真实验项目为对象,从知识内涵、评价体系、信息技术3个方面对项目内容进行优化和改进。从兰科植物形态结构、生境选择和传粉策略3个方面对原项目内容进行补充和完善;通过细化虚拟操作... 详细信息

以国家级虚拟仿真实验课程兰科植物传粉与保护虚拟仿真实验项目为对象,从知识内涵、评价体系、信息技术3个方面对项目内容进行优化和改进。从兰科植物形态结构、生境选择和传粉策略3个方面对原项目内容进行补充和完善;通过细化虚拟操作、线上考核和线下考核相结合的方式,对学生学习效果进行全过程评价;采用新的信息技术,通过实景展示和交互操作,实时与空中点全景生境切换、身临其境体验兰科植物的生境特征,增强了教学效果,可为其他相关虚拟仿真实验课程教学改革提供参考。

关键词：兰科传粉保护虚拟仿真实验教学

江汉平原人口稠密区地表水和地下水细菌群落的时间动态变化

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微生物学报 2024年

作者：田家林楚栋良张皓鸿宁康华中科技大学生命科学与技术学院分子生物物理教育部重点实验室生物信息与分子成像湖北省重点实验室人工智能生物学研究中心生物信息与系统生物学系

【目的】揭示江汉平原人口稠密区地表水和地下水细菌群落在旱季和雨季之间的动态变化，探究产生时间动态差异的原因。【方法】于江汉平原人口稠密区的地表水、地下水采集水样，利用宏基因组测序技术，分析地表水和地下水细菌群落在环境... 详细信息

【目的】揭示江汉平原人口稠密区地表水和地下水细菌群落在旱季和雨季之间的动态变化，探究产生时间动态差异的原因。【方法】于江汉平原人口稠密区的地表水、地下水采集水样，利用宏基因组测序技术，分析地表水和地下水细菌群落在环境条件、群落结构、群落构建过程的季节间变化差异。【结果】地表水的盐度(P<0.01)、电导率(P<0.01)在雨季显著低于旱季，地下水的浊度(P<0.05)在雨季显著高于旱季，反之则季节间差异不显著。地表水群落Shannon多样性指数在雨季显著高于旱季(P<0.01)，地下水群落差异不显著；主坐标分析(principle coordinates analysis， PCoA)和置换多元方差分析(P=0.001)表明，不同季节间，地表水和地下水的细菌群落间差异显著。Mantel test相关性分析表明，旱季地下水群落与环境因素的相关性不显著，其余群落均与至少一种环境因素显著相关。中性群落模型(neutral community model， NCM)、修正随机性比率(modified stochasticity ratio， MST)与β最近分类单元指数(β nearest taxon index， βNTI)均表明，地表水群落在雨季受到随机性过程的影响明显高于旱季，地下水存在相似但不明显的趋势；地表水的迁移率在雨季高于旱季，而地下水的变化趋势相反。地表水群落中，季节间抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes， ARGs)多样性变化值与MST值负相关(ρ=-0.164， P=4.942E-2)；地下水群落则呈现正相关关系(ρ=0.393， P=1.452E-6)。【结论】江汉平原人口稠密区地表水和地下水细菌群落的时间动态变化存在差异。地表水和地下水基本性质的差异、雨季频繁的环境扰动以及地表水、地下水之间的水体交换过程可能是导致上述差异的原因。

关键词：微生物群落地表水地下水宏基因组抗生素抗性基因江汉平原

分枝菌酸小杆菌不同生长周期磷酸化蛋白质定量表达比较研究

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生物工程学报 2024年

作者：徐丹洋高媛施佳辉姜松昊薛宇张瑶华中科技大学生命科学与技术学院南京农业大学园艺学院中心实验室军事科学院军事医学研究院中国医学科学院蛋白质组学与药物研发新技术创新单元国家蛋白质科学中心(北京)北京蛋白质组研究中心医学蛋白质组全国重点实验室

蛋白质磷酸化修饰在结核病致病菌—结核分枝杆菌中扮演重要角色，有望成为抗结核药的新靶点。本研究以结核分枝杆菌近源菌—分枝菌酸小杆菌为研究对象，分析其在不同生长时期的磷酸化蛋白质。从分枝菌酸小杆菌对数期和平台期样品中共鉴... 详细信息

蛋白质磷酸化修饰在结核病致病菌—结核分枝杆菌中扮演重要角色，有望成为抗结核药的新靶点。本研究以结核分枝杆菌近源菌—分枝菌酸小杆菌为研究对象，分析其在不同生长时期的磷酸化蛋白质。从分枝菌酸小杆菌对数期和平台期样品中共鉴定并定量来自385个蛋白质的573磷酸化肽段和816个磷酸化位点，构建了分枝菌酸小杆菌不同生长期的磷酸化蛋白质组数据集。之后定量比较了该菌在对数期和平台期显著差异表达的磷酸化蛋白质，经选择性离子检测（selected ion monitor， SIM）验证了68个上调磷酸化蛋白质，主要参与细胞增殖和蛋白质翻译等通路；69个下调磷酸化蛋白质，主要参与三羧酸循环的通路。差异磷酸化蛋白质在细菌生长、增殖等重要生命活动过程显著富集，为分枝菌酸小杆菌和结核分枝杆菌蛋白质磷酸化功能的揭示提供了蛋白质组学数据支撑。

关键词：分枝菌酸小杆菌定量磷酸化蛋白质组细胞延长细胞分裂

杜仲泛应激蛋白基因EuUSP1的克隆和功能分析

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植物生理学报 2024年第1期60卷 130-140页

作者：胡盼赵德刚贵州大学生命科学学院农业生物工程研究院山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室贵阳550025 贵州省农业科学院贵州省农业生物技术重点实验室植物保育技术应用工程研究中心贵阳550006

泛应激蛋白(universal stress protein,USP)是植物抵抗胁迫的保护蛋白。为探究杜仲泛应激蛋白基因EuUSP1的分子结构和功能,本研究以杜仲组培苗为材料,通过RT-PCR和RACE克隆EuUSP1 cDNA,进行生物信息学分析,构建了过表达载体遗传转化三... 详细信息

泛应激蛋白(universal stress protein,USP)是植物抵抗胁迫的保护蛋白。为探究杜仲泛应激蛋白基因EuUSP1的分子结构和功能,本研究以杜仲组培苗为材料,通过RT-PCR和RACE克隆EuUSP1 cDNA,进行生物信息学分析,构建了过表达载体遗传转化三星烟草进行功能分析,并利用qPCR技术进行时空表达特征分析。结果表明,该基因转录cDNA全长782 bp,ORF长495 bp,5′UTR 149 bp,3′UTR 138 bp,编码蛋白164个氨基酸残基。EuUSP1在杜仲幼茎的表达量高于幼叶和幼根,且在7月表达显著高于其他时期。过表达EuUSP1对烟草植株形态没有明显影响,但在干旱胁迫下,转EuUSP1基因植株缓解干旱引起的萎蔫。在干旱胁迫10 d时转基因烟草植株叶片的CAT、SOD和POD活性显著高于野生型,分别为237.3、533.65和8800 U·g^(-1)。干旱胁迫前转基因植株MDA含量显著低于野生型,为6.99 nmol·g^(-1)。综上说明EuUSP1有助于增强抗旱性。

关键词：杜仲 EuUSP1基因抗逆性

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三色堇VwF3H基因启动子克隆及其功能分析

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南方农业学报 2024年

作者：许晓兰黎洁许慧娴周扬赵莹彭婷王健海南大学热带农林学院/海南省热带特色花木资源生物学重点实验室/热带特色林木花卉遗传与种质创新教育部重点实验室华中农业大学生命科学技术学院

【目的】F3H基因是花青素合成代谢途径中的关键酶之一，研究其启动子功能，验证其与花青素相关MYB转录因子互作关系，可以为深入理解F3H在植物花青素合成过程中的调控机制提供参考。【方法】以三色堇为材料，通过FPNI-PCR克隆三色堇VwF3... 详细信息

【目的】F3H基因是花青素合成代谢途径中的关键酶之一，研究其启动子功能，验证其与花青素相关MYB转录因子互作关系，可以为深入理解F3H在植物花青素合成过程中的调控机制提供参考。【方法】以三色堇为材料，通过FPNI-PCR克隆三色堇VwF3H基因上游启动子序列，并对其进行生物信息学分析，通过5’端缺失、瞬时转化、荧光定量，确定其表达是否存在组织特异性，通过酵母单杂实验验证其与已验证功能的MYB转录因子是否存在互作。【结果】通过克隆获得1277 bp VwF3H启动子序列，生物信息学分析显示其含有较多与激素响应及抗逆相关的元件，推测其可能与抗逆相关。荧光定量结果显示，VwF3H基因在三色堇花瓣中表达量最高，因此后续进行瞬时转化时选择三色堇花瓣作为材料。三色堇花瓣GUS染色结果表明，随着5’端缺失片段增加，启动子活性减弱，根据结果确定启动子高活性片段位于-2017 bp至-1353 bp区段；瞬时转化结果显示在烟草（Nicotiana tabacum）花瓣及叶片中VwF3H启动子活性均低于CaMV35S，而在三色堇花瓣中VwF3H启动子活性高于CaMV35S，说明VwF3H启动子可能存在一定物种特异性，并且VwF3H启动子更适合作为三色堇花瓣转化载体的启动子。酵母单杂交结果显示，VwF3H启动子能够与VwMYB27互作。【结论】VwF3H启动子具有物种特异性，能够与VwMYB27转录因子结合，进而调控三色堇花青素的形成。

关键词：三色堇 F3H基因启动子 MYB转录因子

枳PtrPP2C51基因克隆与非生物胁迫表达分析

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江苏农业科学 2024年第10期52卷 49-54页

作者：佟晓楠胡文娟杨杰陈凯董小筠钟奕恬张晓媛李兴涛赣南师范大学生命科学学院/国家脐橙工程技术研究中心江西赣州341000

克隆枳PP2C基因家族的PtrPP2C51基因,分析其在低温、高温和干旱等胁迫下的表达规律,探究其在非生物胁迫中的功能。以1年生枳苗为试材,从嫩叶克隆到PtrPP2C51基因cDNA序列,采用生物信息学方法对其进行分析,利用实时荧光定量PCR仪(qRT-PCR... 详细信息

克隆枳PP2C基因家族的PtrPP2C51基因,分析其在低温、高温和干旱等胁迫下的表达规律,探究其在非生物胁迫中的功能。以1年生枳苗为试材,从嫩叶克隆到PtrPP2C51基因cDNA序列,采用生物信息学方法对其进行分析,利用实时荧光定量PCR仪(qRT-PCR)检测枳苗在低温、高温和干旱(15%PEG-6000)处理下的PtrPP2C51基因表达模式。克隆获得PtrPP2C51基因编码区CDS序列长度为879 bp,编码292个氨基酸,其蛋白分子量为31.36 ku,理论等电点4.9,脂肪系数79.52,不稳定系数39.57,亲水性平均值-0.279。PtrPP2C51蛋白的二级结构中α-螺旋、β-转角、延伸链和无规则卷曲占比分别为40.07%、7.88%、18.15%和33.90%。PtrPP2C51蛋白与克里曼丁橘的PP2C蛋白在同一小分支上,亲缘关系最近。经低温(0℃)、高温(38℃)和干旱(15%PEG-6000)3种不同胁迫处理,PtrPP2C51基因的相对表达量均表现持续上调趋势,并且均在处理12 h时表达量达到最高值。PtrPP2C51基因可能参与枳的抗逆胁迫调控机制。

关键词：枳 PP2C基因基因克隆非生物胁迫

基于高通量测序技术分析菌草酒发酵过程中的真菌群落变化

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广东农业科学 2024年第1期51卷 116-126页

作者：范锦琳王诗宇易超林冬梅林占熺国家菌草工程技术研究中心福建福州350002 福建农林大学生命科学学院福建福州350002

【目的】菌草酒是采用菌草为原料酿造的白酒,了解菌草酒不同发酵时期的真菌群落演变规律和优势真菌群落,为建立菌草酒微生物信息数据库、探究菌草酒的发酵机理、提升菌草酒的品质提供理论基础和科学依据。【方法】采用Illumina MiSeq高... 详细信息

【目的】菌草酒是采用菌草为原料酿造的白酒,了解菌草酒不同发酵时期的真菌群落演变规律和优势真菌群落,为建立菌草酒微生物信息数据库、探究菌草酒的发酵机理、提升菌草酒的品质提供理论基础和科学依据。【方法】采用Illumina MiSeq高通量测序技术对菌草酒酿造过程中不同发酵时期的酒醅样本进行测序分析,揭示菌草酒发酵过程中真菌群落的分布和演替规律。【结果】在菌草酒发酵过程中,真菌群落的分布在不同发酵时期不断调整和平衡,共注释到8个门、22个纲、50个目、110个科、243个属。在门水平上分析,优势真菌门包括子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)和接合菌门(Zygomycota),平均相对丰度分别为92.32%、4.88%和1.34%,其中子囊菌门是整个发酵过程中的核心优势菌门。在属水平上分析,优势真菌属包括未分类属、酵母属(Saccharomyces)、曲霉属(Aspergillus)、青霉属(Penicillium)、木耳属(Auricularia)、被孢霉属(Mortierella)和镰刀菌属(Fusarium),平均相对丰度分别为45.53%、35.11%、2.72%、2.06%、1.60%、1.25%和1.00%,其中未分类属和酵母属在发酵过程中发挥重要作用。主成分分析(Principal component analysis,PCA)结果显示,发酵前和发酵后样本真菌群落的遗传距离均较远。【结论】菌草酒酿造过程不同发酵时期的酒醅中真菌群落的组成和多样性存在较大差异,而发酵前和发酵后的群落结构差异最为显著。

关键词：菌草酒高通量测序发酵酒醅真菌群落结构主成分分析

球形赖氨酸芽孢杆菌WH07对潜育化水稻土的改良效果和土壤微生态的影响

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华中农业大学学报 2024年第4期43卷 169-181页

作者：王麒李奎彭成林罗治华陈涛易菊平龚艳胡洪涛湖北省生物农药工程研究中心武汉430064 长江大学生命科学学院荆州434025 湖北省农业科学院植保土肥研究所武汉430064 武昌首义学院城建学院武汉430064

为建立潜育化稻田微生物改良技术,采用MWMM(modified wolfe’s mineral medium)培养基富集微好氧FeOB,结合16S rRNA测序等技术鉴定菌株种类,分别采用100 mL 10^(6)(T1)、10^(7)(T2)、10^(8)(T3)CFU/mL菌株发酵液处理潜育化水稻土,评价... 详细信息

为建立潜育化稻田微生物改良技术,采用MWMM(modified wolfe’s mineral medium)培养基富集微好氧FeOB,结合16S rRNA测序等技术鉴定菌株种类,分别采用100 mL 10^(6)(T1)、10^(7)(T2)、10^(8)(T3)CFU/mL菌株发酵液处理潜育化水稻土,评价菌株对潜育化水稻土壤的还原性物质、土壤养分、氮循环功能基因丰度和水稻秧苗生长的影响,并利用16S rRNA高通量测序技术评价该菌株对土壤微生态的影响。结果显示:筛选到的对Fe^(2+)具有较强氧化作用的FeOB为球形赖氨酸芽孢杆菌WH07(Lysinibacillus sphaericus WH07);相比于CK,土壤氧化还原电位(Eh)显著提高(P生物多样性指数Chao1和Shannon指数相比于CK均显著降低(P生物活性,最终促进了秧苗生长。结果表明,应用菌株WH07显著改善了潜育化水稻土壤理化性质,改变了土壤微生物群落结构和功能。

关键词：潜育化稻田土壤改良球形赖氨酸芽孢杆菌还原性物质氧化还原电位氮循环功能基因土壤微生态

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红火蚁觅食行为及其在防治中的应用

环境昆虫学报 2024年第4期46卷 873-885页

作者：杨欣亚汪岚峰毛磊王国红杜澄举陈洁王磊王偲华南农业大学林学与风景园林学院广州510642 广州广检建设工程检测中心有限公司广州510699 福建师范大学生命科学学院福州350117 广东省农业科学院植物保护研究所广州510640 华南农业大学植物保护学院广州510642

红火蚁Solenopsis invicta Buren是极具危害性的入侵生物,已在我国多个省份地区扩散成灾。近年来,国内外在红火蚁觅食行为领域取得了一系列研究进展,为红火蚁防控提供了新的思路与方法。本文回顾了红火蚁觅食行为的相关研究,综述了红火... 详细信息

红火蚁Solenopsis invicta Buren是极具危害性的入侵生物,已在我国多个省份地区扩散成灾。近年来,国内外在红火蚁觅食行为领域取得了一系列研究进展,为红火蚁防控提供了新的思路与方法。本文回顾了红火蚁觅食行为的相关研究,综述了红火蚁觅食的过程、行为机制及影响因素,并分析了觅食行为与防治的联系。红火蚁可广泛地采集和利用不同类型、大小和成分的食物。其觅食过程分为食物搜寻、搬运与处理等阶段,在这一过程中也可能伴随着食物埋藏、铺路越障和工具利用等行为。目前已报道多种跟踪信息素和关键基因可以调控红火蚁的觅食行为。此外,多种生物和非生物因素也会影响红火蚁的觅食行为和策略。基于红火蚁特殊的觅食行为模式,有望开发出专一性更强、对非靶标生物安全的监测和防控技术。建议在今后的研究中进一步探索红火蚁觅食行为的模式及其分子和化学机制,更好地将理论研究与防治实践相结合,控制红火蚁疫情蔓延危害。

关键词：红火蚁入侵生物觅食行为食物搬运诱饵监测技术

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