生物职称论文范文
前言：我们精心挑选了数篇优质生物职称论文文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。
第1篇
【关键词】泡桐属;化学成分;生物活性
玄参科泡桐属Paulownia植物,全属共有7种,分别是白花泡桐[P.fortunei(Seem.)Hemsl.],毛泡桐[P.tomentosa(Thunb.)Steud.],兰考泡桐(P.elongataS.Y.Hu),椒叶泡桐(P.catalpifoliaGongTong),台湾泡桐(P.kawakamiiIto),川泡桐(P.fargesiiFranch.)和南方泡桐(P.australisGongTong),光泡桐[P.tomentosavar.tsinlingensis(Pai)GongTong]是毛泡桐的变种。除东北北部、内蒙古、新疆北部、等地区外全国均有分布,栽培或野生。白花泡桐在越南、老挝也有分布,有些种类已在世界许多国家引种栽培。作为一种优质木材,它不仅在工农业方面有广泛用途,同时它还是一种常用的中草药,其花、叶、皮、根、果古时就有其药用记载。如《本草纲目》记述:“桐叶……主恶蚀疮着阴,皮主五痔,杀三虫。花主傅猪疮,消肿生发[1]。”《药性论》也言:“治五淋,沐发去头风,生发滋润。”近年来医学研究发现其主要作用有:抗菌消炎,止咳利尿,降压止血,同时还具有杀虫作用。
1化学成分
夜上海论坛 泡桐属植物的化学成分研究始于20世纪30年代初。日本学者最先对泡桐属植物的化学成分进行了研究,1931年MascoKazi等从泡桐叶的树皮和树叶中分离得到糖苷类化合物[2,3]。1959年,KazutoruYoneichi研究了桐木中的木脂素成分,分离得到了丁香苷。随着科学技术的发展,各种色谱分离方法和现代波谱技术应用于天然产物的研究,从泡桐属植物中不断发现新化合物。该属植物中所含化学成分类型主要有环烯醚萜苷、苯丙素、木脂素苷、黄酮、倍半萜、三萜等。其中许多化合物被证明具有一定的生物活性。
夜上海论坛 1.1苯丙素类化合物苯丙素类化合物在泡桐属植物中分布较为广泛。主要有:(1)木脂素(四氢呋喃骈四氢呋喃类):细辛素(d-Asarinin)[4],芝麻素(d-Sesamin)[5],泡桐素(Paulownin)[6],异泡桐素(Isopaulownin)、(+)-Piperitol[7]等。(2)苯丙素酚类:Verbascoside[8],Isoverbascoside[9]。
1.2环烯醚萜类富含环烯醚萜类成分是泡桐属植物的一大特征,在该属植物中多以成苷的形式出现,广泛分布于桐木、桐皮、桐叶中,花中还未见文献报道。泡桐属中的环烯醚萜成分具有九碳骨架(即C-4去甲基)的环戊烷型、环戊烯型和7,8环氧戊烷型,显示了其在植物分类学上的意义。其取代基位置比较固定,一般1位羟基与1分子葡萄糖成苷,8位为甲基或羟甲基。另外,Soern等从成年毛泡桐的叶部获得两个5,6位为双键的环烯醚萜苷,同时,他还发现成年和幼年的毛泡桐中环烯醚萜苷成分有所不同[10~14]。
1.3倍半萜类李志刚等[15]从毛泡桐的花中分到7个落叶酸型的倍半萜,为首次从该属植物中分到倍半萜类化合物,可能与该类激素促进开花,抑制种子发芽有关,其他部分未发现。
1.4甘油酯类杜欣等[16]从毛泡桐的花中还分到了甘油酯类的化合物及其苷。
1.5其他成分从该属植物中还分离出黄酮类、二氢黄酮类、三萜(主要为熊果酸及其苷[17])、生物碱、多酚、单糖、鞣酸、脂肪酸等多种成分。另外,栗原滕三郎和宋永芳等[18]对泡桐花的精油成分作了色谱、质谱分析,研究了其中的蛋白质、氨基酸、微量元素等营养成分,利用GC/MS技术鉴定出许多长链及芳香族化合物。
1.6植物激素王文芝等[19]对河南兰考泡桐的根、茎、叶中的植物激素进行了研究,利用HPLC技术分离鉴定出了激动素、反式玉米素、激动素核酸等8种激素。
2生物活性
2.1抗菌作用芝麻素对结核杆菌有抑制作用[20],而泡桐花及其果实的注射液(醇提取后用醋酸铅沉淀去杂质制成),体外实验时对金黄色葡萄球菌及伤寒杆菌、痢疾杆菌、大肠杆菌、绿脓杆菌、布氏杆菌、革兰菌、酵母菌等均有一定的抑制作用[4]。从泡桐属植物中分到的紫葳新苷Ⅰ对金黄色葡萄球菌和乳链球菌均有抑制作用,最小浓度为150μg/ml,并认为其角甲基是抗菌必要基团[21]。魏希颖等将泡桐花的黄酮提取物作了体外抑菌实验,发现其对金黄色葡萄球菌作用最强,而对黑曲霉、啤酒酵母、产黄青霉无明显的抑制作用[22]。
夜上海论坛 2.2治疗气管炎泡桐果及花治疗慢性气管炎有一定疗效,临床治疗1341例,有效率为81%,其中临床控制率7%,显效25%[23]。
夜上海论坛 2.3消炎作用泡桐花可用于治疗炎症感染,临床报道用其治疗16种疾病计244例,均有一定疗效,其中对上感、支气管肺炎、急性扁桃体炎、菌痢、急性肠炎、急性结膜炎的疗效较好,治疗中未发现不良反应和副作用[4]。实验中通过观察泡桐花浸膏对哮喘豚鼠肺病理组织学的影响发现泡桐花浸膏能明显延长豚鼠诱喘潜伏期,优于地塞米松(P<0.001);对肺组织炎性细胞浸润有明显的抑制作用。能减轻炎症反应对哮喘豚鼠肺组织结构的破坏[24]。李寅超等通过实验发现泡桐果总黄酮及挥发油可通过抑制支气管肺泡灌洗液(BALF)中的血嗜酸粒细胞(EOS)聚集而具有一定的抗哮喘气道变应性炎症的作用[25]。
2.4止血作用泡桐属植物中所含丁香苷有明显止血作用。本品注射液用于手术70例,良效(明显止血)30例,占42.9%,有效(出血减少)26例,占37.1%,无效14例[26]。
夜上海论坛 2.5毒性研究小鼠口服泡桐果乙醇提取物半数致死量为21.4g生药/kg。大鼠口服2g/(kg·d),共21天,一般情况及体重均无异常,内脏病理检查未见中毒性病理形态改变。家兔急性、亚急性毒理实验中,泡桐果煎剂对心、肝、肾、脾、胃均无毒性病理改变。家兔灌服泡桐花浸膏或静脉注射,一般情况及食欲、体重、白细胞等均无明显变化,成人口服上述浸膏或肌肉注射,自觉症状、体温、脉搏及白细胞数等均无明显改变,但有轻度血压下降[4]。已有报道苯丙素苷具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤、清除自由基、延缓骨骼肌疲劳、DNA碱基修复、抗凝血、抗血小板凝聚等多种生理活性。从泡桐属植物的树皮和茎部分离得到一个新的呋喃醌酮(methyl-5-hydroxy-dinaphtho[1,2-2′,3′]furan-7,12-dione-6-carboxylate),对hela癌细胞有抑制作用,对polio病毒的brunhildeⅠ型EC50为0.1μg/ml对leonⅢ型EC50为0.1μg/ml[27]。另外,咖啡酸的糖酯类化合物被认为与该植物的颜色改变有关[28]。
2.6杀虫作用泡桐素、芝麻素可增强杀虫剂除虫菊酯的杀虫作用,可有效杀灭蚊蝇及其幼体[29]。
2.7其他作用泡桐属植物还具有止咳、平喘、祛痰、治手足癣与烧伤、消肿、生发等功效[4]。
夜上海论坛 从以上可知,泡桐属植物化学成分疗效显着且具多样化,但对该属植物的成分研究多集中于毛泡桐种,其他种涉及较少,而对部位的研究则多为桐叶,皮、根,茎次之,花研究的最少。对生物活性的研究则不够深入,其有效部位及有效成分有待进一步确定。
【参考文献】
1中国科学院.中国植物志.北京:科学出版社,1979,67(2):28.
2MasaoKazi,TokitiSimabayasi.AglucosidefromPaulownia.Japan,1931,93;735;27.
夜上海论坛 3KoitiIwadare.Lignin.Ⅱ.LiginofPaulowniaimperialis.JChemSocJapan,1941,62:186-189.
4江苏新医学院编.中药大词典.上海:上海科学技术出版社,1977.
夜上海论坛 5KijjoaA,KitirattrakarnT,AnantachokeC.PreliminarystudyofchemicalconstituentsofPaulowniaTaiwaniana.KasetsartJ,1991,25(4):430-433.
6KotaroTakagawa.ConstituentsofmedicalplantsⅣstructureofpaulownin,acomponentofwoodofPaulowniatomentosa.YakugakuZasshi,1963,83:1101-1105.
夜上海论坛 7Hiroji,MayumiO,YutakaS,etal.(+)-PiperitolfromPaulowniatomentosa.PlantaMedica,1987,53(5):504.
夜上海论坛 8SchillingG,HugelM,MayerW.VerbascosideandisoverbascosidefromPaulowniatomentosaSteud.Z.,Naturforsch,B:AnorgChemOrg.Chem,1982,37B(12):1633-1635.
9SticherI,LahloubMF.PhenolicglycosidesofPaulowniatomentosabark.PlantaMedica,1987,46(3):145-148.
夜上海论坛 10DamtoftSoren.Biosynthesesofcatalpol.Phytochemistry,1994,35(5):1187-1189.
夜上海论坛 11HegnauerR,KooimanP.Thetaxonomicsignificanceofiridoidsoftubifloraesensuwettstein.PlantaMedica,1978,33(1):1-33.
12AdrianiC,BoniniC,IavaroneC,etal.Isolationandcharacterizationofpaulownioside,anewhighlyoxygenatediridoidglucosidefromPaulowniatomentosa.JNatProd,1981,44(6):739-744.
13SorenD,SorenRJ.Tomentosideand7-hydroxytomentoside,twoiridoidglucosidesfromPaulowniatomentosa.Phytochemistry,1993,34(6):1636-1638.
14SoerenD.Biosynthesisofcatalpol.Phytochemistry,1994,35(5):1187-1189.
夜上海论坛 15李志刚.毛泡桐花化学成分.兰州大学硕士学位论文.2001.
夜上海论坛 16杜欣.毛泡桐花的化学成分研究.兰州大学硕士学位论文,2003.
17YoshihisaT,SadaoK,KotaroT,etal.ConstituentsofmedicalplantsⅢConstituentsofleavesofPaulowniatomentosaandRhododendronkaempferi.KauazwaDaigakuYakugakubuKeukguNempo,1962,12:7-14.
18宋永芳,罗嘉梁,倪善庆,等.泡桐花的化学成分研究.林产化学与工业,1990,10(4):269.
19王文芝.反向高效液相色谱分离泡桐中的植物激素.分析化学,1984,12(6):531.
夜上海论坛 20国家医药管理局中草药情报中心.植物药有效成分分离手册.北京:人民卫生出版社,1980.
21WhitePJ.SeparationofK+-andCl--selectiveionchannelsfromryerootsonacontinuoussucrosedensitygradient.JExpBot,1995,46(285):361-376.
夜上海论坛 22魏希颖,何悦,蒋立锋,等.泡桐花体外抑菌作用及黄酮含量的测定.天然产物研究与开发,2006,18:401-404.
23河南医学院,等.泡桐果及花治疗慢性气管炎的临床疗效和实验研究.河南医学院学报,1975,1:26-28.
24张永辉,刘宗花,杜红丽,等.中药泡桐花浸膏对哮喘豚鼠肺组织作用的病理学研究.新乡医学院学报,2002,19(6):473-475.
夜上海论坛 25李寅超,赵宜红,李寅丽,等.泡桐花总黄酮抗BALB/c小鼠哮喘气道炎症的实验研究.中原医刊,2006,33(19):16-17.
26谢培山,杨赞熹.救必应化学成分的研究—止血成分救必应乙素的分离、鉴定.药学学报,1980,15(5):3-7.
27KangKH,HuhHK,BakK.AnantiviralfuranoquininefromPaulowniatomentosaSteud.Phytother,1999,13(7):624-646.
第2篇
TALE只在β-和γ-变形细菌中被发现，大部分已知的TALE集中分布在植物病原细菌的黄单胞菌属Xantomonasspp.中，每个细菌中含有1至多个TALE不等()。AvrBs3和AvrBs4两侧分布反向重复序列，推测它们是基因水平转移获得(Bonasetal.,1993)。另外，水稻白叶枯黄单胞菌(X.oryzaepv.oryzae,Xoo)中利用AvrBs3作为探针鉴定了一系列TALE的T3SEs，如avrXa5、avrXa和avrXa10(Hopkinsetal.,1992)。其它菌属中也发现了同源的TALE，如茄科雷尔氏菌R.solanacearum中也有TALE(RipTALs)的报道，Brg11较黄单胞菌属中的TAL有偏好的RVDS，激活寄主含有EBE(effector-bindingelement)的基因转录促进致病(deLangeetal.,2013;deLangeetal.,2014)。伯克霍尔德菌属(Burkholderiarhizoxinica)中同源效应物(bats)E5A-W45、E5AV36被报道含有T3S分泌信号，但是缺少可识别的NLSS和转录激活区，它们的重复区和黄单胞菌属中的TALEs有差异(Schornacketal.,2013;Bochetal.,2014)。黄单胞菌属(Xanthomonas)亦称黄单胞杆菌属，是由W.J.Dowson于1939年建立的模式病原细菌，代表种有：(1)十字花科黑腐病菌(X.campestrispv.campestris,Xcc)，维管束寄生菌，引起十字花科植物的黑腐病(blackrot)，叶缘叶脉变黑，相邻的叶肉组织枯死，呈黄褐色“V”型坏死；(2)水稻白叶枯黄单胞菌(X.oryzaepv.oryzae,Xoo)，叶肉寄生菌，引起水稻白叶枯病(bacterialleafblight)；(3)辣椒斑点致病变种(X.campestrispv.vesicatoria,Xcv)，叶肉寄生菌，引起辣椒斑点病(bacterialspeckofpepper)。已报道的10大植物病原菌排行版上，黄单胞菌黑腐病致病变种占据3大席位(Mansfieldetal.,2012)，分别为：(1)丁香假单胞菌(Pseudomonassyringaepathovars)；(2)茄科罗尔斯通氏菌(Ralstoniasolanacearum)；(3)根癌农杆菌(Agrobac-teriumtumefaciens)；(4)黄单胞菌水稻白叶枯致病变种(Xanthomonasoryzaepv.oryzae)；(5)黄单胞菌十字花科黑腐病致病变种(Xanthomonascampestrispathovars)；(6)黄单胞菌地毯草致病变种(Xanthomonasaxonopodispathovars)；(7)解淀粉欧文氏菌(Erwiniaamylovora)；(8)苛养木杆菌(Xylellafastidiosa)；(9)马铃薯黑胫病菌Dickeya(dadantiiandsolani)；(10)果胶杆菌胡萝卜软腐病(Pectobacteriumcarotovorum)/黑胫病菌(Pecto-bacteriumatrosepticum)。
夜上海论坛 2.寄主抗性识别机制及TALE致病性
2.1寄主和病原菌相互作用
寄主和病原菌相互作用被认为是从PAMPs/M-AMPs(pathogenormicrobe-associatedmolecularpatt-erns)的识别开始的。病原菌的PAMPs/MAMPs相当保守，不同的PAMPs/MAMPs被定位在寄主细胞膜上的形态识别受体PRRs(patternrecognitionrecep-tors)特异性识别从而激活寄主的基础防御反应，这对植物免疫致病菌或非致病菌相当重要(JonesandDa-ngl,2006)。研究比较清楚的PAMPs包括微生物的鞭毛组分Flg22、Harpins、冷休克蛋白、脂多糖、肽聚糖和延伸因子Tu(EF-Tu)等(Kunzeetal.,2004;Nürnbe-rgeretal.,2004;Zipfeletal.,2004)。PAMPs被PRRs识别触发一个叫做PTI(PAMP-triggeredimmunity)的基础防御反应，该基础防御反应参与诱导MAPK信号通路、钙通量、产生一氧化氮和活性氧分子和激活WRKY转录因子(Nürnbergeretal.,2004;Heetal.,2006)。PTI介导的基础免疫有效地限制了绝大多数潜在的病原体的生长，是在大多数植物中广泛存在的基础防御反应(JonesandDangl,2006)。随着寄主PTI的加强，病原细菌相应地进化出了效应物激活的寄主感病性ETS(effector-triggeredsusceptibility)，即利用T3SEs抑制寄主的PTI信号达到致病的目的(JonesandDangl,2006)。与病原细菌ETS(effector-triggeredsusceptibility)相对应地，寄主则又进化出了特异识别T3SEs的抗性(resistance)基因激活免疫反应，效应物激活的寄主免疫反应称为ETI(effector-triggeredimmunity)(JonesandDangl,2006)。效应物作用和修改寄主蛋白或效应物自身被寄主抗性R蛋白(resistanceprotein)识别即诱导ETI，ETI是植物的第二级防御策略，通过胼胝质沉积加厚细胞壁、阻断维管束的运输、抗病相关蛋白的表达、氧自由基的释放和细胞程序性死亡等。植物通过不断进化的R基因响应植物致病菌的挑战，提供了监测植物病原效应物的又一途径(Chisholmetal.,2006;MaandGuttman,2008)。由于R基因的存在，ETI改变相互作用的结果从感病回到抗病。总之，病原菌和寄主互作概括起来就是三种情况：(1)微生物引发植物的PTI，植物启动防御系统，激活抗病基因的表达，如转录调控因子WRKY表达激活下游抗病基因表达，微生物不能引起致病，植物表现为抗性寄主；(2)微生物引发植物的PTI，但是微生物利用Ⅲ型效应物抑制寄主的PTI引起致病，植物表现为感病寄主；(3)微生物引发植物的PTI，微生物利用Ⅲ型效应物抑制寄主的PTI，寄主进化出一系列的监守R基因抑制效应物的作用，植物表现为抗性寄主(Chisholmetal.,2006;MaandGuttman,2008)。
2.2植物富含LRR结构域蛋白
植物的抗性R蛋白因含有核酸结合区和富含亮氨酸重复区常归为NB-LRR(nucleotidebinding-leuc-inerichrepeat)蛋白家族。这些特别的免疫蛋白介导不同的抗性蛋白-效应物蛋白识别过程和激活寄主潜在的防御反应NB-LRRs呈现多功能域结构，每个功能域依据NB-LRR信号行使不同的功能。NB-LRR的功能和相关信号的复杂度是和植物-微生物互作相对应的(Elmoreetal.,2011)。亮氨酸重复区LRRs广泛存在于真白质中，参与蛋白-蛋白互作。一般情况下，LRR功能域包括20~29个氨基酸，其保守的11个残基片段序列为LxxLxLxxN/cxL(x代表任意一个氨基酸,L代表缬氨酸,异亮氨酸或苯丙氨酸)(KobeandKajava,2001)。如拟南芥PRRs鞭毛识别蛋白FLS2，延伸因子识别蛋白EFR，及水稻中的R蛋白Xa21都分别包含一个胞外28LRRs、21LRRs和23LRRs的结构域(Songetal.,1995;Gómez-GómezandBoller,2000;Zipfeletal.,2006)。LRR蛋白的保守的β折叠和邻近的松散区域是一个11个残基的片段，其序列为LxxLxLxxN/CxL，剩下的区域可能高度不同，目前的分子模型认为20个或30个残基长的LRR区域其核心的LxxLxL序列足以构成马蹄形结构的蛋白质。目前，包括LRRs的蛋白至少有7个不同亚族，在许多重要的生理过程提供了形成蛋白质相互作用的一个通用的结构框架(KobeandKajava,2001)。PRRs激活的寄主免疫反应在植物和微生物的互作中发挥了重要的作用。随着对PRRs研究的深入，值得一提的是，关于动物免疫相关的形态识别受体PRRs的发现赢得了2011年诺贝尔奖。许多植物抗性R蛋白及形态识别受体PRRs富含LRR(KobeandKajava,2001;Elmoreetal.,2011)。PRRs富含亮氨酸重复区LRRs(leucine-richrepeats)或细胞溶酶结构域(lysin-motif,LysM)。PRRs包含受体类激酶(re-ceptor-likekinases,RLKs)和受体类蛋白(receptor-likeproteins,RLPs)，通常RLKs为跨膜蛋白，包含胞质外受体域LRRs和胞质内激酶域2部分，RLPs没有胞质内激酶域(Albrechtetal.,2012)。效应物的识别被认为是改变了NB-LRRs的构象，因而NB-LRR蛋白被释放激活下游的免疫反应的信号(TakkenandTameling,2009)。研究表明，一些核定位的NBS-LRRs的积累和激活对于植物免疫反应是必需的，如大麦(Barley)的CC-NB-LRRMLA10、拟南芥(Arabidopsis)的TIR(toll-interleukin1recep-tor)-NB-LRRs/RRS1-R、RPS4和SNC1蛋白的累积和激活都是免疫反应所必需的(Deslandesetal.,2003;Burch-Smithetal.,2007;Wirthmuelleretal.,2007;Chengetal.,2009)。
2.3TALE与R基因识别
夜上海论坛 在植物-病原菌互作过程中，存在基因-基因的识别现象，当植物中有抗性(Resistance,R)基因与病原菌无毒(Avirulence,Avr)基因相对应识别时，植物表现出非亲和互作的抗性；反之，植物-病原菌缺乏这种基因-基因识别时，寄主表现出感病症状。病原菌的致病性和无毒性取决于Avr蛋白的这种两性分子(bi-functionaleffector)的特征。许多报道表明，抗性寄主利用R基因监测TALE至少有3种策略(Schornacketal.,2013)：(1)R基因编码蛋白作为诱饵陷阱直接与TALE结合，寄主产生过敏反应，如AvrBs3与Bs3之间的识别；(2)突变TALE靶基因需要的通用转录因子，阻止转录，如水稻中含有xa5隐性基因的抗性机制(Schornacketal.,2006)；(3)突变TALE靶基因的启动子区阻止TALE的结合；(4)监控TALE基因启动子区模仿TALE靶基因的EBE序列，激活监控基因，启动植物抗性。植物监控病原菌的效应物主要通过富含核苷酸结合位点的亮氨酸重复区(NBS-LRR)的蛋白来识别。然而对于TALE的识别机制较少，目前仅有关于番茄中的富含NBS-LRR的Bs4蛋白是通过该机制来识别AvrBs4。由于Bs4蛋白N端含有TIR结构域，还能识别Hax3和Hax4这类的TALE(Kayetal.,2005)。Bs4蛋白识别的具体机制还不清楚，但有研究发现，在植物体内过量表达AvrBs3也能激发Bs4蛋白依赖的过敏反应(Schornacketal.,2005)。另一个识别TALE的例子是水稻抗白叶枯病菌Xoo基因xa13，xa13编码一个蔗糖转运家族蛋白(SWEET)，其抗性表现在启动子区一个小区域的多态性，导致TALEPthXo1不能与其启动子区结合，进而影响水稻白叶枯病菌Xoo生长所需碳源(Chenetal.,2010)和铜的再分配(Yuanetal.,2010)。水稻Xa27编码113个氨基酸的蛋白，启动子区有TALE结合位点，赋予水稻对具有AvrXa27水稻白叶枯病菌Xoo及非维管束致病菌水稻细菌性条斑病菌Xanthomonasoryzaepv.oryzicola(Xoc)的抗性(Hummeletal.,2012)。最近有报道称，Xoc中的TALEsTAL6和TAL11a可抑制水稻R基因Xa7对Xoo中TALEAvrXa7的识别，这是首次关于TALEs可作为植物防御反应的抑制子，而缺失C端则无抑制作用，表明TAL6和TAL11a的转录激活寄主基因需要抑制作用(Jietal.,2014)。另一个TALE靶标是植物转录因子。在Xcv85-10感染辣椒后研究依赖AvrBs3的转录谱时发现超过20个靶基因，命名为UPA(upregulatedbyAvrBs3)。upa20其编码产物是一个bHLH(basichelix-loop-he-lix)家族的转录激活子，该转录激活子是AvrBs3诱导的植物细胞过度生长的关键调控蛋白。AvrBs3导致叶肉细胞的肥大，在感染后期阶段也可能会支持细菌释放到植物表面(Maroisetal.,2002;Kayetal.,2007)。在柑橘溃疡病X.citri中也有类似报道，溃疡是由几个各异的XcTALEs诱导转录因子CsLOB1形成(Huetal.,2014)。Xoc中首次发现TALETal2g诱导寄主水稻中一个硫酸盐转运子(Cernadasetal.,2014)，硫酸盐是否限制Xoc的生长或是其它机制仍不清楚。该研究还指出，Tal2g诱导多个寄主基因表达，但是对病原菌致病关键的基因只有1个直接的S基因，其它被诱导的基因可能是附带的效应(Cer-nadasetal.,2014)。有趣的是，Xoo和Xoc中的TALEs寄主靶标没有重合的，Xoo中多个TALEs靶标都是SWEET家族基因，而Xoc中26个TALEs没有一个靶标是SWEET家族基因(Cernadasetal.,2014)。
3.TAL在植物抗病上的生物工程应用
夜上海论坛 鉴于以上的植物识别TALEs的机制，及TALE的生物学特性，科学家们开始设计新的植物抗性策略，从各方面击破病原菌的攻击，赋予植物新的抗性。TALE通过启动子模块识别激活R或者S基因，启动下游基因，引起非寄主过敏反应或促进病原菌致病。启动子的模块易于被基因工程所利用，目的在于使植物获得新的抗性。
夜上海论坛 3.1改造抗性R基因监控
夜上海论坛 TALEs富含亮氨酸重复区的抗性蛋白Bs4能识别多个TALEs，可以通过特异性高表达Bs4等抗性基因，增强植物的抗性。另外，研究表明体外突变抗性基因Rx的LRR区，会增强植物对效应物的识别特异性(FarnhamandBaulcombe,2006)。利用这一特性，基因工程改造Bs4基因LRR区可能增强其识别TALE的特异性和亲和力。
夜上海论坛 3.2突变易感S基因的启动子区
TALEs通过RVDs识别特定的植物靶基因启动子区，水稻抗性基因xa13，其对水稻白叶枯病菌Xoo的抗性表现在启动子区一个小区域的多态性，导致Xoo中TALEPthXo1不能与xa13启动子区结合，进而影响Xoo生长所需碳源(Chenetal.,2010)。利用基因工程将不敏感的基因xa13启动子区整合至易感S基因启动子区，使植物获得新抗性。这一方法在易感S基因Os11N3基因上应用成功，获得了水稻白叶枯病菌Xoo的抗性。另一个例子是，增加一个易感S基因的等位基因，这个等位基因的启动子区对于TALEs不敏感(Lietal.,2012)。这一方法需注意：植物中的靶基因无其它未知功能且没有冗余的拷贝；启动子区的改变不能影响看家基因的功能；该靶基因对病原菌的致病性至关重要，最好能抗多个TALEs(Schornacketal.,2013)。S基因的激活对于促进病原菌的致病至关重要，突变S基因的启动子区是对大多数的TALEs比较有效的方法。
3.3增加抗性基因启动子区
夜上海论坛 EBEs陷阱利用抗性基因xa27和Bs3的启动子区陷阱，即用生用工程的方法体外合成一个或者多个TALEs结合的EBEs位点至监控基因的启动子区，使得转基因植物在病原菌感染过程中注入TALEs时，迅速识别启动抗性反应。这一方法成功的例子是在Bs3基因上，通过在启动子区增加2个EBEs位点，一个是辣椒斑点病致病变种X.euvesicatoria中TALEAvrBs3Δrep16的RVDs部分突变识别区EBEs位点，另一个是水稻白叶枯病菌Xoo中的TALEAvrX-a27的EBEs位点。结果表明，融合启动子区的Bs3表达构建在烟草Nicotianabenthamiana上瞬时表达能够增强寄主的识别能力(R觟meretal.,2009)。还有在启动子区增加6个EBEs的成功报道，通过在Xa27基因上分别增加3个水稻白叶枯病菌Xoo和3个水稻细条病致病变种X.oryzicola中的TALEs的EBEs，转基因植株具有这2种病原细菌的抗性(Hummeletal.,2012)。
夜上海论坛 3.4筛选新的监控基因
与已知的NBS-LRR抗性基因对比，在不同植物中存在上千个这样的抗性监控基因(Lietal.,2010)。利用深度测序RNA-Seq从辣椒Capsicumpubescens中鉴定并克隆TALEs激活的Bs4C的方法为鉴定更多新的监控基因提供了基础。对于某些情况下，需要减慢或加速过敏反应，可以从调整监控基因的数量或者类型方面进行生物工程改造(Strau覻etal.,2012;Schornacketal.,2013)。目前，有4个R基因被克隆：辣椒CapsicumannuumBs3(R觟meretal.,2007)，辣椒C.pubescensBs4C(Strau覻etal.,2012)，水稻OryzasativaXa10(Tianetal.,2014)和Xa27(Guetal.,2005)。筛选和克隆更多的植物NBS-LRR抗性基因，可以为生物工程改造提供更多的抗性资源。3.5生物工程改造获得新抗性利用TALEs识别位点和限制性内切酶融合表达，定点改造基因组，将会是成本低廉、特异性识别更强的手段(Schornacketal.,2013)。植物的利用富含NBS-LRR的抗性R基因监控病原菌的效应物，监控的有效应性依赖于效应物的保守性，对于病原菌越重要的效应物，R基因的识别越容易因该效应物的突变或丢失而失效，开发更多R基因对于增强和持续的识别是关键。许多植物病毒是DNA单链病毒，极少数是双链的。而单链病毒在复制增殖过程中形成DNA双链，利用TALEs特异的DNA双链识别特性，体外合成特异识别的模块，可用来防治植物病毒病。植物-病原菌互作是一个持续的进化过程，当病原菌一方通过消除或改变特定的效应物进化避开寄主的监控，意味着寄主的R基因系统被打败。寄主通过R基因互补的改变等才能恢复其抗性。如马铃薯NBS-LRRR3a介导识别致病疫霉菌Phytophthorainfestans的AVR3a效应物，AVR3a通过变异逃过R3a的识别(Vleeshouwersetal.,2011)，而R3a被Se-gretin&Kamoun发现通过单个氨基酸的变异重新恢复识别变异的AVR3a(Schornacketal.,2013)。利用点突变的R基因获得高抗性的寄主植物。
4.结论
第3篇
夜上海论坛 积极实践启发式教学，调动学生思维活跃性
在前期精心设计教学内容的基础上，教学中我们对生物技术中基因工程、细胞工程、发酵工程、蛋白质工程中的重点知识、原理和操作过程和日常生活中常见的事物联系起来，并辅以形象的比喻。这样做既能把复杂的操作步骤和枯燥、抽象的原理变得形象生动易于学生理解和掌握，同时又能活跃课堂氛围。例如，在生物遗传物质DNA重组过程中，DNA分子的切割与连接是最基本的操作，所有这些操作均由一系列功能各异的工具酶来完成。限制性核酸内切酶能够把大的长的双链DNA分子切割成单个的基因片断;而DNA连接酶能够把DN断重新连接在一起。课堂中我们非常形象地将限制性核酸内切酶称为“剪刀”，而把DNA连接酶比喻为“缝纫针线”，生物学科学家则是手艺高超的“时装设计大师”，从而奉献给世界一个又一个新的DNA分子。这样就让学生在轻松愉快的氛围中理解和掌握了工具酶及其在基因操作中的重要作用。
巧用多媒体和视频，丰富教学内容
现代生物技术作为一门综合性学科和前沿技术，涵盖内容广，新的生物技术层出不穷，新的科研成果不断出现。在课堂教学中，除要适时选择和引入精美的图片外，还应灵活运用多媒体教学工具，对于一些较为抽象和难理解的教学内容引入相关的FLASH动画和视频来加强教学效果。例如，基因工程中利用聚合酶链式反应(PCR)获得目的基因时，只有当PCR反应进行到第三个循环时才能真正获得第一个靶基因双链DNA;该反应还涉及聚合酶酶促作用、特异性引物引导以及其他多种反应组成成分。课堂中单纯用语言讲解较复杂和困难，也很难让学生彻底理解和掌握。针对这种情况，我们精心制作了相关内容的FLASH，模拟生物体内DNA复制过程，结合PCR反应的三个典型步骤:高温变性、低温退火、适温延伸，生动地演示了脱氧核糖核苷酸按照碱基配对原则在引物引导下和DNA聚合酶酶促作用下以母链为模板延伸的过程。该FLASH内容时长8分钟，引物与模板链结合的位置、新链延伸的方向和终点等都得以清晰的说明，有效地阐明了PCR体外扩增目的基因的基本原理以及各种组成成分在反应中的作用。FLASH中动画形象生动、简洁精彩，极大的加强了教学效果。此外，在讲到现代生物技术制药发展方向和最新进展时，我们通过搜索现有教学资源，充分利用了近年国家“863”、“973”计划项目成果展览会等视频资料，让学生们在课堂上对我国生物技术领域前沿的专家学者们的研究课题及研究思路得以接触和了解，从而搭起书本理论通向现实科研的桥梁。
发挥互动式教学优势，倡导课堂讨论，培养学生主动获取知识能力
夜上海论坛 在制药工程专业生物技术教学过程中，我们主要采取了课堂提问、预留小问题、及课堂讨论等多种互动教学方式。其中，我们尤其注重在教学中组织和开展课堂讨论。具体形式为在完成基因工程、细胞工程、发酵工程、蛋白质/酶工程教学内容后，把学生分成小组(每小组2－4人)，各小组自主选择主题，利用课外时间到图书馆查阅生物技术制药方面的专业著作，或利用网络资源查阅学术期刊。在此基础上经小组内部讨论分析后，整理撰写成课堂讨论书面作业和制作成多媒体(PPT)课件，并且在课堂上要面向全班同学和老师进行汇报和讲解，汇报时间8－10分钟，之后还有3－5分钟的讨论和质疑阶段。为了有效开展课堂讨论，通常我们会提前1－2周把课堂讨论活动布置和安排下去，以留给学生们充足的时间去查阅资料和准备作业。在此期间任课教师会对各小组准备中遇到的各类具体问题进行解疑，还会专门在课堂讨论进行前的2－3天，逐一检查各个小组的多媒体制作和完成情况，并就其PPT中存在的问题和不足给予指导和修改。在上述教学活动中，虽然任课教师未亲自讲课，但为了充分利用好课堂讨论这个教学环节，不能让其流于形式，任课教师往往要付出很大的心血和时间去组织和协助学生。正所谓“功夫不负有心人”，近几届的教学实践表明:这种教学方式一方面能够有效地提高学生参与教学的积极性，极大地激发学生对生物技术的好奇心和求知欲;同时，通过课外查阅文献资料、小组讨论、分析问题、整理报告一系列过程也切实培养了学生积极思考、自己动手、归纳问题、总结问题、主动获取知识的系统能力。教学中课堂气氛活跃，学生的自学能力、独立思考问题能力、演讲口才和反应能力等方面均得到了锻炼和提高，因此在教学中适时采用课堂讨论的教学方式值得继续加强!
结合实践、强化实验教学
夜上海论坛 实验部分教学是该门课程体系的重要组成部分，是对理论教学的重要补充。在课堂理论教学的基础上，实验教学中主要通过强化基础实验部分和选择综合设计实验，来培养学生动手能力、实践能力和创新能力。实验教学在促进和加强学生对理论教学中的重要原理、方法的理解和掌握方面有着重要作用，但实验室内完成的多是验证性实验，要让教学和生物制药实际相结合，还应该让学生走出实验室、走出校门，到生物制药企业中去亲自感受和了解生物技术制药的发展现状。因此，在完成实验室的实验教学之外，结合制药工程专业总体实践环节，学院通过多方沟通和联系，与渭南美邦生物制药、绿盾生物制药等几家公司建立了良好的教学合作关系，让学生深入厂区和生产车间去参观和学习。教学实践表明:实验室内设计实验和校外参观相结合的教学方式，既能培养学生扎实的基本生物技术操作技能，同时又让学生充分了解了当前社会生物制药企业的规模化生产模式，这对于开阔学生的视野，学生毕业后的就业选择都有极大帮助。
夜上海论坛 建立有效反馈机制、保障畅通的信息沟通渠道
上述，我们从教学内容和教学方式上进行了探索和改革，并身体力行。但学生对具体教学效果的反响如何，教师真正理解学生期望的教学方式吗?理解是提高教育质量的有效途径［3］。在实际教学过程中，许多教师往往因为教学任务重、课时有限，仅限于努力提高自己教学效果，而无意中忽略了去征求或收集学生对这门课的建议和意见。这就不利于授课教师在长期教学生涯中切实有效地改进和提高教学效果。我们在教学过程中，尝试并建立了以下沟通渠道:①教学伊始就将授课教师的具体联系方式(包括电子邮箱信息)提供给全班同学，鼓励大家在课内或课外就遇到的问题和老师积极沟通和交流;②每一大节课第二小节课的最后5－10分钟留给学生，便于部分学生就某具体问题和老师进行交流和讨论;③完成全书主要章节教学内容一半及授课即将结束时，由学生以匿名的形式对教学环节中不足之处或值得发扬的地方写出书面意见和建议，由班干部于课后统一收齐后交给任课老师，便于教师进一步改进该门课程的教学。通过以上教学实践表明:学生在教学中的主体地位和意识得到明显加强，学生感觉到自己的意见和建议得到及时响应，因而参与教学的积极性也大大加强。由于及时采纳了学生的建议，老师和同学建立了良好的互信关系，该门课程也取得了良好的教学效果，同时还提升了学生对制药工程专业整体的满意度。
