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关键词： 饮用水安全   外源有机物   DNA测序   结构方程模型   致病风险  

摘要： 饮用水安全关系到城镇居民的身体健康。室内管道是饮用水分配系统的重要环节,保障室内管道饮用水的水质安全已成为研究热点。饮用水通常会在室内管道中长时间滞留,这为饮用水中微生物的生长与繁殖创造了条件。管道饮用水中微生物的大量生长会造成饮用水水质恶化以及致病风险增加。因此,维护室内管道饮用水的微生物生态稳定性对确保饮用水安全至关重要。影响管道饮用水中细菌增殖的因素众多,包括了管材、氯、温度和有机物等。然而,关于室内饮用水管道滞留水体细菌增殖特征需要进一步研究。另外,水源水中生物类有机物的增加会对下游水质产生影响。然而,关于外源有机物对管道水体细菌增殖的影响机制尚不明确。本研究以室内饮用水管道滞留水体为研究对象,探明在室内饮用水管道中过夜滞留对饮用水中水质以及细菌生态的特征;进一步揭示在突发藻类有机物污染和菌源有机物污染情况下水质、细菌数、细菌活性以及种群结构之间的偶联机制。本研究的结果将为管道饮用水安全保障提供科学依据。研究结论包括:（1）探究了在人工供暖和夏季高温的影响下室内饮用水管道过夜滞留水体的微生物生态演替特征。研究结果表明:（1）过夜滞留水水质恶化,余氯下降至0.02 mg/L之下,总氮（TN）、硝氮（NO3--N）、总有机碳（TOC）浓度均降低,而Fe浓度显著增加。（2）冬季与夏季滞留后平均总细胞数分别增加2.89倍和1.88倍,冬季LNA细菌增加1.90倍,而夏季高核酸与低核酸细胞区分并不明显。冬季滞留水中总ATP和细胞内ATP浓度分别增加1.65倍和1.52倍,而夏季分别增长了2.61倍和1.70倍。（3）细菌种群结构在滞留之后丰富度增加,但是变形菌门（Proteobacteria）在新鲜水和滞留水中均处于优势地位。另外假单胞菌属（Pseudomonas sp.）丰度增加了1.2倍,分支杆菌属（Mycobacterium sp.）丰度增加了5.8倍,滞留后的饮用水具有潜在微生物致病风险。研究结果为明确过夜滞留水体水质动态特征提供理论基础。（2）进一步研究了外源藻类有机物污染下室内管道滞留水体水质与细菌数量、活性以及种群结构的变化特征。结果表明:（1）藻类有机物（TOC=5.0 mg/L）的作用导致了余氯衰减速度增加,空白组、铜绿组（MG）与栅藻组（SG）在滞留120 h的NO2--N浓度分别为0.30、0.59和3.71 mg/L。Fe浓度随滞留时间持续增加,滞留120 h浓度分别为0.16、0.21和0.18 mg/L。滞留之后,有机物种类由色氨酸和酪氨酸类转化为腐殖质类。（2）细菌总细胞数及ATP含量均有显著增加,MG与SG中细菌总数在滞留过程中达到48.39×10～5和67.27×10～5cells/m L。藻类有机物的加入促进了细菌的碳源代谢能力,MG中肝糖、D,L-a-甘油、苯乙基胺和D-半乳糖醛酸不易被利用;SG中丙酮酸甲酯、D-半乳糖酸γ内酯、D-氨基葡萄糖酸、衣康酸和α-丁酮酸不易被利用。（3）在饮用水中变形菌门（Proteobacteria）物种相对丰度在AOM增加之后显著下降。相反的,拟杆菌门（Bacteroidetes）物种相对丰度在AOM增加之后显著增加。采用冗余分析（RDA）与网络分析（network）等多元统计分析方法表明空白组中自由氯浓度对细菌种群结构的调节作用最为明显,而SG、MG中细菌种群结构与TOC浓度具有更强的相关性。研究结果为研究突发藻源污染下的饮用水水质演变规律提供科学依据。（3）基于以上的研究,探讨了菌源有机物诱导管道饮用水体水质与微生物指标随滞留时间增加的变化规律。结果表明:（1）在放线菌有机物刺激下（TOC=5.0mg/L）,链霉菌属组（SG）和拟无枝酸菌属组（AG）中滞留120 h后饮用水中NH4+-N浓度达到0.23 mg/L和0.38 mg/L。空白组、SG和AG中滞留120 h后NO2--N浓度增加至0.33、0.69和1.67 mg/L。SG中由腐殖质类转化为类蛋白及类富里酸,AG中类蛋白及类富里酸转化为腐殖质类。（2）细菌浓度在滞留过程中先增加后减少,SG与AG中细菌总细胞数峰值为28.55×10～5和31.38×10～5cells/m L。两种不同放线菌有机物对饮用水中微生物代谢活性影响不同,SG中细菌碳源代谢活性降低而AG中增加。（3）SG中新鞘脂菌属（Novosphingobium sp.）和固氮弧菌属（Azonexus sp.）成为丰富度最高的种群,AG中新鞘脂菌属（Novosphingobium sp.）和噬几丁质菌（Paracnuella sp.）成为最丰富的种群。结构方程模型结果表明放线菌有机物增加之后细菌数量对细菌活性的相关性增强,相关性分析表明SG与AG与总氯、TP、NO2--N、TOC和Fe均呈正相关。研究结果为突发菌源有机物污染下管道饮用

关键词： 胃癌   高原   全基因组   DNA甲基化   转录组   生物标志物  

摘要： 目的:本实验通过对高原地区胃癌患者的癌和癌旁组织的全基因甲基化测序、转录组测序和靶向测序,得到高原地区胃癌DNA甲基化图谱和作用机制,并筛选出潜在的DNA甲基化胃癌诊疗标志物。方法:1.使用RRBS技术对5对高原地区胃癌组织和癌旁组织进行全基因组甲基化测序,筛选出其中的甲基化差异区域和甲基化差异基因,并了解其分布。2.使用转录组测序检测相同组织,筛选出差异表达基因。3.综合甲基化和转录组结果,分析DNA甲基化调控的基因影响高原地区胃癌的通路,筛选甲基化差异大且对转录有影响的候选基因。4.通过TBS技术对候选基因进行验证,寻找可作为胃癌标志物的甲基化位点。结果:1.通过全基因组甲基化测序,筛选出甲基化上调的差异区域196991个,下调差异区域43584个,对应11122个差异甲基化基因,这些差异区域主要分布在启动子区域,在1号、2号和19号染色体上最多。2.通过转录测序分析共筛选出1005个高表达基因,324个低表达基因。3.综合分析发现,DNA甲基化调控基因主要通过G蛋白藕联受体、PI3K-Akt和IL-17介导的信号通路影响着肿瘤的转移和细胞生长,氨基酸代谢可能是DNA甲基化调控胃癌进程的中介媒介,筛选出候选基因14个。***检测确证CNR1基因和FOXP2基因两个基因为差异甲基化基因,它们的相关甲基化位点是潜在的胃癌诊断标志物。结论:本研究通过全基因组甲基化测序和转录组分析,揭示了高原地区胃癌的甲基化部分特征,找到很多差异甲基化基因和差异表达基因,通过对这些基因的功能分析,初步探讨了DNA甲基化在高原地区胃癌的发病的作用机制。通过TBS检测,确认了基因cnr1和foxp2是差异甲基化基因,它们的相关甲基化位点是潜在的胃癌诊断标志物。

关键词： 论辩型式   基因增强   基因编辑   种系治疗  

摘要： 本文运用论辩理论的工具，分析当前基因编辑的伦理辩论中用到的滑坡论证。这些工具包括论辩型式、基于价值的论辩、批判性问题和举证责任。本文主张，诸如社会接受度、技术的快速发展等驱动因素也是重要的，需要和论辩型式放到一起考虑。本文表明滑坡论证基本上是一种合理（但可废止）的论证形式，不过，如果不能满足自身型式的要求，它在用于伦理辩论时常常会有缺陷。

关键词： 生物修复   六价铬   工程菌   生物安全性评价  

摘要： [目的]铬(Chromium)被广泛应用于工业生产中,其在自然界主要以三价铬[Trivalent chromium,Cr(Ⅲ)]和六价铬[Hexavalent chromium,Cr(Ⅵ)]的形存在。Cr(Ⅵ)已被国际癌症研究机构和联合国世界卫生组织列为Ⅰ类致癌物,威胁公众健康。因此,处理含Cr(Ⅵ)污水成为环境科学领域亟待解决的问题。生物修复技术因经济、无二次污染、修复效率高、过程安全等优点,成为当下的研究热点,但对其安全性评价的探究相对较少。本研究基于课题组前期构建的高效除铬工程菌3458,通过经口急性毒性实验、亚急性毒性实验对其生物安全性进行评价,并通过肠道微生物群落分析预测其长期毒性效应,探索不同消毒方法对其杀菌效果,以期为实际应用时处理含菌水体提供参考。[方法]本研究选取课题组前期利用载体菌株Escherichia coli(*** BL21 pET-28a携带M52除铬基因orf3458制备的除铬工程菌3458,对ICR小鼠开展经口急性毒性实验,测定除铬工程菌3458的LD50,并确定亚急性毒性实验的染毒剂量;开展亚急性毒性实验,判定其NOAEL和LOAEL。在急性毒性和亚急性毒性实验中,通过观察小鼠生长发育情况,测量主要脏器系数、血液生化指标等,判断除铬工程菌3458所致健康效应及其毒作用的靶器官;通过HE染色、氧化应激酶测定、TUNEL染色、Western Blot等实验,研究其对靶器官的损伤原因。并在亚急性毒性实验中,开展16S rDNA测序分析肠道微生物群落变化,预测其影响健康的长期效应。通过平板计数实验判断二氧化氯消毒、氯化消毒和紫外消毒等3种不同消毒方式对除铬工程菌3458的消毒效果。[结果]经口急性毒性实验结果表明,除铬工程菌3458及其还原体系的LD50远大于]1.0×109CFU/mL,主要靶器官为肝脏,可通过促进细胞凋亡和诱导氧化应激反应损伤肝脏,存在诱发肝炎的风险,该毒性主要来源于其载体菌株pET-28a。但除铬工程菌3458对脂代谢和电解质平衡的影响原因尚不清楚,需延长实验周期进一步观察。经口亚急性毒性实验结果表明,除铬工程菌3458的NOAEL为1.0×109CFU/mL,LOAEL为1.0×1010 CFU/mL,可通过促进细胞凋亡和诱导氧化应激反应对肝脏造成损伤,有诱发肝炎的可能,且存在剂量反应关系。在除铬工程菌3458浓度为1.0×1011 CFU/mL的实验条件下,其还可影响小鼠肾脏功能、脂代谢和电解质平衡,且上述毒性均由其载体菌株pET-28a导致。肠道微生物群落分析发现,除铬工程菌3458使小鼠肠道中与胆固醇代谢和免疫调节相关的菌群丰度发生变化,并使机会致病菌增多。对不同消毒方式的杀菌效果测定发现,除铬工程菌3458对含氯消毒剂和二氧化氯消毒剂敏感,其最适应用剂量分别为500 mg/L和250 mg/L,作用30 min杀菌率可达99.9%以上。[结论]除铬工程菌3458及其还原体系会通过促进细胞凋亡和诱导氧化应激反应损伤小鼠肝脏,并在大剂量长期暴露中影响肾脏功能、脂代谢和电解质平衡,存在诱导肥胖、影响肠道免疫调节能力和增加机会致病的风险。因此,除铬工程菌3458在实际应用时不可直排入水,需对含菌水体进行消毒,推荐氯化消毒法。本研究提示在开展生物修复水体污染前,应注重修复菌剂的生物安全性评价,*** BL21 pET-28a作为Cr(Ⅵ)污水生物修复载体可能存在健康风险,实际使用中应注意回收、消毒,并进一步探究其他合适的载体菌株。

关键词： 维A酸   脑源性神经营养因子   小鼠胚胎干细胞   神经分化  

摘要： 目的 探讨维A酸对小鼠胚胎干细胞发生神经分化的影响及机制。方法 用1μmol·L-1维A酸对小鼠胚胎干细胞E14Tg2A.4处理0和5 d,分别标记为对照组和实验组。用脂质体法将si-NC、si-BDNF、pcDNA、pcDNA-BDNF、si-BDNF+NS（转染si-BDNF并用0.9%NaCl处理5 d）、si-BDNF+RA(转染si-BDNF并用1μmol·L-1维A酸处理5 d)转染至E14Tg2A.4细胞，转染成功后分别标记为si-NC组、si-BDNF组、pcDNA组、pcDNA-BDNF组、si-BDNF+NS组、si-BDNF+RA组。用实时荧光定量聚合酶链反应法检测sox2、nestin和tuj1 mRNA的表达水平，用Western blot法检测脑源性神经营养因子（BDNF）蛋白的表达水平。结果 对照组、实验组、si-NC组、si-BDNF组、pcDNA组、pcDNA-BDNF组、si-BDNF+NS组和si-BDNF+RA组的sox2 mRNA相对表达量分别为1.00±0.06,0.16±0.01,1.00±0.08,0.32±0.03,1.00±0.07,0.32±0.03,1.01±0.07和0.72±0.06,nestin mRNA相对表达量分别为1.00±0.08,1.94±0.14,1.01±0.06,1.98±0.16,1.01±0.06,1.98±0.16,1.02±0.08和1.32±0.09,tuj1 mRNA相对表达量分别为1.01±0.08,2.64±0.23,1.01±0.09,1.98±0.14,0.99±0.09,1.98±0.14,1.02±0.07和1.61±0.12,BDNF蛋白相对表达量分别为1.00±0.09,3.16±0.28,1.00±0.07,0.35±0.03,1.01±0.06,3.86±0.34,1.02±0.09和1.81±0.13。实验组的上述指标与对照组比较，si-BDNF组的上述指标与si-NC组比较，pcDNA-BDNF组的上述指标与pcDNA组比较，si-BDNF+RA组的上述指标与si-BDNF+NS组比较，差异均有统计学意义（均P<0.05）。结论 维A酸可通过上调BDNF表达，促进小鼠胚胎干细胞发生神经分化。

摘要： 结合党史学习教育,深化五老讲故事活动,组织五老讲好党史、新中国史、改革开放史和社会主义发展史,拓展宣传展示平台,提高青少年参与度,引导青少年树立正确党史观,大力弘扬伟大建党精神,传承中国共产党人的精神谱系。积极引导青少年培育和践行社会主义核心价值观,落实新时代公民道德建设实施纲要分工方案。

关键词： 转基因作物   CRISPR/Cas系统   快速扫描伏安法   电化学发光   表面增强拉曼  

摘要： 转基因作物近年来越来越多的走进人们的视野,同时我国转基因农作物的产业化进程也在加速推进。因此,实现对其准确而高灵敏的检测尤为重要。生物传感器由于其速度快、操作方便、成本低廉等优点,在生物检测分析领域被广泛应用。本论文基于CRISPR/Cas系统结合电化学发光（ECL）、快速扫描伏安法（FSV）、表面增强拉曼（SERS）测试方法,构建了两种可以高灵敏检测转基因作物的生物传感器。具体研究内容如下:1、基于CRISPR/Cas12a的双模式电化学生物传感器检测转基因大豆设计了一种无需聚合酶链式反应（PCR）扩增的簇状规则间隔短回文重复序列（CRISPR）/Cas12a介导的双模式电化学生物传感器,用于检测转基因大豆SHZD32-1。合成了功能化的复合生物纳米材料FeO@Au NPs/DNA-Fc&Ru作为信号单元,选择SHZD32-1的特征基因片段作为靶DNA（t DNA）。当Cas12a、cr RNA和t DNA同时存在时,形成了三元复合物Cas12a-cr RNA-t DNA,并且激活了CRISPR/Cas12a系统对单链DNA的非特异性切割活性。因此,信号单元中的单链DNA-Fc被切割,导致二茂铁（Fc）的快速扫描伏安（FSV）信号的降低和被Fc抑制的钌络合物（Ru）的电化学发光（ECL）信号的增加。ECL和FSV的线性范围分别为1～10～7 f M和10～10～8 f M,ECL和FSV的检测限分别为0.3 f M和3 f M。准确度、精密度、稳定性、选择性和可靠性均令人满意。此外,无需PCR的检测可在室温下一小时内完成,无需复杂的操作和样品处理,在转基因作物的田间检测中显示出巨大的潜力。2、基于CRISPR/Cas9的SERS生物传感器检测转基因玉米由于其特异性强灵敏度高,CRISPR/Cas9介导的生物传感器在小分子检测方面展现出很好的潜力。在此,基于CRISPR/Cas9系统构建了一种表面增强拉曼生物传感器,用于转基因玉米瑞丰125的超灵敏检测。选择瑞丰125的特征基因片段作为靶DNA（t DNA）,并据此设计一对cr RNA,当t DNA出现时CRISPR/Cas9双链切割能力激活,t DNA被切割下来。然后,合成了一种具有拉曼增强的复合生物纳米材料Au RNNPs-p DNA作为信号单元,4-MBA作为SERS信号标签装载其中,以及FeO-c DNA作为捕获单元。从而形成信号单元-t DNA-捕获单元的夹心复合物实现SERS检测。得益于CRISPR/Cas9的出色的特异性和Au RNNPs结构对拉曼信号的增强,可以构建高检测灵敏度的生物传感器。在最优的条件下,线性范围为1～10～8 f M,检测限（LOD）为0.5 f M,并且该传感器具有良好的选择性、稳定性和重现性。

关键词： 异倍体   人胚胎干细胞   增殖   分化   畸胎瘤  

摘要： 异倍体(aneuploidy),即细胞内染色体(臂)数目不是单倍体的整数倍,是一种染色体组不平衡的状态。异倍体与人类许多重大疾病有关,它是自发性流产和智力低下最常见的原因,也是肿瘤细胞的重要特征。一百多年前,德国细胞生物学家Theodor Boveri提出肿瘤发生的异倍体假说,认为是异倍体驱动了肿瘤细胞的快速增殖。基于大量癌症基因组图谱数据的研究表明:近90%的实体肿瘤在整条染色体或染色体臂水平都表现为一定程度的异倍体。然而由于研究模型的局限性,异倍体在肿瘤发生发展中的作用目前仍存有较大争议。基于不同异倍体细胞模型的研究表明,异倍体对肿瘤形成的作用不尽相同,甚至是相反的表型。构建准确可靠的异倍体细胞模型就成了解析异倍体在肿瘤发生发展中作用的重要前提。近十几年来,研究人员构建了多种异倍体的细胞和动物模型,以便在相同的遗传背景下系统研究异倍体对肿瘤发生的影响。异倍体在肿瘤发生发展中的作用与特定的异倍体研究模型、肿瘤类型以及环境因素有关,这一领域亟需深入研究。为了更好地模拟临床疾病,探究异倍体与人类肿瘤发生发展和个体发育的关系,我们拟建立异倍体人胚胎干细胞(hESCs)模型。我们在克隆化培养广泛使用的人胚胎干细胞株(H1和H9)的过程中分离得到了三株染色体拷贝数异常的克隆,并对他们进行了核型鉴定和全基因组测序分析。明确了这三株异倍体细胞分别为:1号染色体长臂发生两个拷贝扩增(形成等臂染色体)(Ts1)、8号染色体三体(Ts8)和12号染色体三体(Ts12)的人异倍体胚胎干细胞株系。进一步研究发现,上述异倍体细胞中基因表达的改变与基因拷贝数变异成正相关,异倍体hESCs仍然高表达胚胎干细胞标志物,具有自我更新的能力。其中Ts1和Ts8细胞的细胞增殖和克隆形成能力相较于野生型hESCs有所下降,而Ts12细胞的增殖能力则较野生型hESCs显著升高。异倍体会影响hESC形成成熟的拟胚体(embryoidbody,EB),并削弱其向外胚层和中胚层分化。Ts12细胞的畸胎瘤形成能力显著增加,且明显存在Ki67染色阳性的区域。转录组分析显示:三株异倍体细胞的共有差异基因与细胞外基质和紧密连接等生物过程相关,并富集了多种癌症相关的信号通路。此外,Ts1细胞可能存在神经元分化提前从而影响神经祖细胞的形成,导致GABAergic神经元的产生失衡等问题。综上所述,异倍体会导致hESC产生一定的分化缺陷。而在影响肿瘤发生发展的过程中,不同的异倍体细胞可能呈现出染色体特异性的表型,表现为促进肿瘤或抑制肿瘤的形成。进一步深入研究将为临床上以异倍体为特征的疾病治疗提供新的思路。

关键词： 基因工程原理   课程思政   教学改革   自主学习  

摘要： "三全育人"是落实立德树人的中心环节和培养高校学生德智体美劳全面发展的有效途径。在"大思政"教育环境下,许多高校围绕学生和教师,构筑多位一体的育人格局,形成多层次的育人体系。"基因工程原理"课程是面向生物学相关专业的一门专业核心课,以生物化学、分子生物学、遗传学等作为基础学科,课程内容本身就蕴含着丰富的哲学思想和爱国主义精神等课程思政教育元素,而如何有效挖掘这些内容并有机融入教学中,是课程思政能否引领学生培养科学精神,树立正确理想信念的关键,也是本文论述的主要内容。开展《基因工程原理》课程思政首先制定具有思政内涵的课程教学目标,在此基础上,从丰富教学模式、营造课堂环境及科学评价教学效果的角度,融入教学思政内容,紧紧围绕"价值塑造""能力培养"和"知识传授""三位一体"的教学要求展开讨论。

关键词： 课程教学   《遗传学基础》   活动单导学   案例研究   教学设计  

摘要： 中职教育要作为高等职业教育的基础性地位,为高等职业教育输送具有基础技能和合格文化的生源,不断更新中职教育的教学理念与方法是职业教育的时代要求和现实需要,“活动单导学”是指在课堂教学中教师根据学情设计“活动单”,并引导学生以“活动单”为载体、以“合作学习小组”为基本活动单元完成活动达成教学目标的一种教学模式。在新时代要求和“职教高考”政策推动的双重背景下,本研究尝试以《遗传学基础》课程教学为载体进行“活动单导学”教学模式的设计与应用。本文通过问卷调查了解学生对《遗传学基础》课程的学习现状,结果显示,学生对《遗传学基础》课程的学习兴趣不高,学习习惯不良,学习效果不佳。针对调研结果,围绕“活动单导学”教学模式的基本要素,开发了符合《遗传学基础》课程特点的“活动单”结构,设计了符合学情的活动单具体教学流程,并对该教学模式应用于定西市某职业学校18级园林技术专业《遗传学基础》课程的教学效果进行了反思与评价。应用研究表明:“活动单导学”能有效融入中职《遗传学基础》课程教学,并有助于提高中职生的学习兴趣、培养中职学生良好的学习习惯、提升学生的学习效果,可以成为解决中职学生学习兴趣不高、学习习惯较差和学习效果不佳等问题的有效教学策略。