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关键词： 科研潜力   热点内容   拓展延伸   科学探究   基因工程   生物学课程   考题   科学思维  

摘要： 基因工程是生物学课程中的重要内容,也是历年来等级性考试热点内容。涉及基因工程内容的考题往往与新的科研事实结合,考查学生科学思维和科学探究。基因工程的考题在很大程度上可反映出学生的科研潜力,笔者以2023年天津等级性考试题为例进行分析。

关键词： 大肠杆菌   肌醇-1-磷酸合酶   基因工程   肌醇   正交试验   发酵条件  

摘要： 该研究以酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)SC288基因组为模版,利用基因工程技术克隆肌醇合成途径关键酶肌醇-1-磷酸合酶(IPS)的表达基因INO1,以质粒pETDuet-1为载体,构建重组质粒pETDuet-INO1,导入大肠杆菌(Escherichia coli)BL21,构建重组菌株*** BL21/pETDuet-INO1,实现IPS在大肠杆菌高效表达,并采用单因素试验及正交试验对其产肌醇的发酵条件进行优化。结果表明,成功构建重组大肠杆菌*** BL21/pETDuet-INO1,其发酵产肌醇的最佳工艺条件为:初始葡萄糖添加量12 g/L,诱导温度28℃,接种量3%。在此条件下进行诱导发酵24 h,肌醇产量高达(0.81±0.007)g/L,比优化前提高60.39%。

关键词： 氨同化菌群   污泥   堆肥   氮素转化   基因工程  

摘要： 污泥堆肥过程中氨气(NH_(3))和氧化亚氮(N_(2)O)大量排放导致的氮素损失及环境污染是其在实际应用中未能有效解决的现实问题。含氮气体的形成与释放机理是控制堆肥氮素损失的关键。氨同化菌群可将铵态氮合成谷氨酸,将无机氮转化为有机氮并固定于污泥堆肥中,从而提高堆肥氮转化率,防止氮素损失。为提高污泥堆肥肥效,促进农业绿色可持续发展提供参考,综述氨同化菌群的基本特性、氮素转化机制、基因工程优化及其在污泥堆肥中的影响作用等方面的研究现状,从氨同化菌群的应用潜力、氨氧化抑制作用、竞争与适应性及污泥特性与氮素转化过程的系统运行与管理等方面展望其研究方向。

关键词： 基因测序   DNA序列   DNA测序   二代测序   短序列   双脱氧链终止法   高通量  

摘要： “读长”(reads)是指基因测序中能测得DNA序列的长度。如果目标DNA序列长度大于“读长”,就必须把DNA序列分割为长度在“读长”以内的短序列才能测序。一代测序技术使用双脱氧链终止法(Sanger法)进行测序,是经典的DNA测序方法,其读长为600~1000 bp。二代测序技术是采用大规模平行测序的方法,与一代测序技术相比,具有高通量、高速度、高灵敏度和低成本的特点。但二代测序读长短,为50~600 bp,通常小于150 bp。

关键词： 极端微生物   嗜盐菌   下一代工业生物技术   生物制造   聚羟基丁酸   基因工程   代谢工程   合成生物学   无灭菌发酵   非粮生物原料  

摘要： 以微生物或酶为基础的生物制造,正以其绿色、环保、可持续等优势逐渐替代以化石燃料为原料的传统化工生产模式。然而,传统工业生物技术存在易染菌、设备复杂、难以连续发酵等劣势。相较而言,“下一代工业生物技术”(NGIB)利用以嗜盐菌、嗜热菌和嗜酸碱菌等极端微生物作为底盘细胞,使用廉价底物生产多种高附加值产品,具有开放、无需灭菌、连续发酵等优点。本文介绍了嗜盐菌、嗜热菌和嗜酸碱菌极端微生物的定义以及在高盐、高温、极度酸碱等极端环境下快速生长的特性。随后总结了目前极端微生物的基因工程手段例如启动子工程、以CRISPR为代表的基因编辑技术、命运共同体策略、稳定质粒载体等,代谢工程手段例如增加碳源前体、敲除旁路代谢、减少副产物、提高转运等,以及极端微生物生产的多种产品例如PHA、蛋白质、氨基酸及小分子衍生物等。同时概括了目前在极端微生物底盘细胞改造过程中仍存在的问题,如缺乏多种优秀的质粒载体、质粒转化效率低、缺乏高效基因编辑技术以及其他非嗜盐菌生长发酵周期较长等,并提出了相应的解决策略。最后展望了如何充分利用不同类型极端微生物的特性生产优势产品,推动下一代工业生物技术的发展与完善,实现绿色、环保、可持续的生物制造。

关键词： 高海拔   口岸   蚊虫   DNA条形码  

摘要： 目的利用DNA条形码技术对高海拔地区口岸蚊虫种类进行鉴定,为蚊虫分类及虫媒病毒病的防控提供科学依据。方法2023年7-9月,在西宁曹家堡机场和格尔木机场的草坪、污水处理厂、宿舍等3个区域,采用紫外线诱蚊灯法和双层叠帐法捕蚊,利用形态学鉴定和DNA条形码测序鉴定蚊种。结果共捕获蚊类110只,其中曹家堡机场口岸76只,格尔木机场口岸34只,形态学鉴定均为淡色库蚊。随机选择其中15只进行DNA条形码分子测序,序列比对证实14只为尖音库蚊,1只为致倦库蚊。结论利用DNA条形码基因测序初步了解了高海拔地区口岸蚊种构成,更加精准地为口岸虫媒防控提供科学依据。

关键词： 酵母益生菌   布拉氏酵母   基因工程   合成生物学   生物治疗  

摘要： 益生菌应用于疾病的治疗已有一个多世纪的历史。近年来,酵母益生菌,特别是布拉氏酵母,因其在免疫调节、肠道黏膜保护和肠道微生物群调节等方面的潜在健康益处,受到了广泛关注。随着基因工程和合成生物学技术的进步,酵母益生菌已能够将治疗性分子和代谢物精确输送到肠道黏膜部位,从而显著提高其疗效并扩展其临床应用范围。这些经过基因工程改造的酵母益生菌有望成为新一代治疗药物。本综述总结了工程化酵母益生菌在治疗胃肠道疾病(如炎症性肠病和细菌感染)以及肠道外疾病(如代谢紊乱)方面的最新进展。同时,本文还讨论了该领域当前的局限性以及未来的发展方向。对工程化酵母益生菌的深入研究可能为一系列疾病的有效治疗提供新的思路。

关键词： Bt毒素   杀虫蛋白质   蛋白质表达   转基因作物   农药残留   免疫检测  

摘要： Bt毒素是苏云金芽孢杆菌产生的一类生物大分子蛋白质,对多种常见的农林害虫甚至卫生媒介蚊虫都有特异性毒杀活性,是具备重大经济价值和生态环境效益的绿色抗虫材料。然而,随着Bt毒素制剂和转基因抗虫作物长期应用,致使靶标害虫抗药性进化加快,并对非靶标生物的交互毒性等潜在风险加大,因此对其残留监测成了农业食品和环境安全风险评估的重要内容。本研究梳理了Bt毒素传统的依托微生物表达体系的制剂和植物表达体系的转基因抗虫作物应用及其对靶标害虫抗药性和非靶标生物交互毒性潜在风险的研究现状,概述了针对Bt毒素残留分析的免疫检测研究进展;并结合本研究团队近年来依托热门的噬菌体展示抗体库技术,在Bt毒素特异性基因工程抗体创制以及Bt毒素抗虫模拟物靶向设计等方面的最新研究成果,探讨了基于Bt毒素的新型安全杀虫蛋白质创新研发与应用策略及其毒素蛋白质残留检测技术创新等未来潜在发展动向和可行捷径,为进一步围绕Bt毒素的相关研究提供有价值的文献资料和新的思路。

关键词： 草铵膦   农药登记   大豆作物   生物科技   转基因作物   评审委员会   转化体   农药产品  

摘要： 2024年10月31日第十届全国农药登记评审委员会第15次执行委员会议,审议通过了申请登记的196个农药产品、101个登记变更农药产品,这是2024年第11批拟批准登记农药产品公示。在101个拟批准登记变更农药产品名单中江苏苏州佳辉化工有限公司的200克/升草铵膦可溶液剂取得了大北农生物DBN9004转化体大豆作物的登记公示、东部韩农(黑龙江)生物科技有限公司的41%草甘膦异丙胺盐水剂同时取得了DBN9004大豆、DBN9936玉米、DBN9858玉米共3个转化体登记。

关键词： 气候变化   园艺育种   基因工程  

摘要： 气候变化对全球农业产生了深刻的影响,尤其是在温度升高、降水模式变化和极端天气事件增多的背景下,园艺育种面临着新的挑战与机遇。从长远角度出发,园艺育种研究在应对气候变化方面具有重要的意义,尤其在提升作物的耐旱性、抗逆性和病虫害抵抗力方面具有深远影响。通过分析气候变化对园艺育种的具体影响,探讨了温度升高、降水变化、光照变化和极端天气事件对作物生长与育种方向的干扰,进而提出了相应的应对策略,包括选择耐旱和抗逆的品种、改进灌溉系统、强化病虫害防控措施,以及利用基因编辑和遗传改良技术来提高作物的气候适应性。总结了研究成果,并对园艺育种未来的研究方向提出了展望,以期为园艺育种领域提供科学指导,也为应对全球气候变化提供实践参考。