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生物质的应用(6篇)

栏目:实用范文

生物质的应用篇1

【关键词】微生物检验;临床应用;质量控制;策略近

几年来,因患有感染疾病而就诊的患儿逐渐增加,而对患儿给予一定的微生物检验有助于患儿的临床诊断和治疗,可有效提高质量控制情况[1,2]。本文对微生物检验在临床应用中的质量控制策略进行相关的研究及探讨,所研究的相关结果报告如下。

1资料与方法

1.1一般资料

选取2013年4月~2015年4月本院所收治的60例腹泻患儿作为研究对象,按照随机的原则分为对照组和研究组,每组30例。住院时间8~30d,平均住院时间(15.78±10.84)d。对照组中男16例,女14例,年龄3~10岁,平均年龄(5.6±3.3)岁;研究组中男17例,女13例,年龄2~11岁,平均年龄(5.5±3.2)岁。两组患儿年龄、性别、住院时间等一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。

1.2方法

对照组腹泻患儿的菌株不进行微生物检验,医生对本组的腹泻患儿进行大致的观察之后,结合自身的临床工作经验,对患儿进行诊断和常规的治疗;对研究组腹泻患儿的菌株先进行微生物检验,方法为,检验工作人员进行纯菌种的提取,使用ID32E肠道菌鉴定试条实施菌株的细菌测试实验,将测试得到的结果和标准菌株进行一定的对比分析,使用ATBG-5肠杆菌药敏条分析实施药敏检验,并进行一定的对比分析,使用微生物分析仪进行详细的检测等,然后根据微生物检验的结果对本组的腹泻患儿实施临床的相应治疗。

1.3疗效判定标准

显效:治疗后,患儿的临床表现症状均已经消失,患儿的身体机能逐渐恢复至正常;有效:治疗后,患儿的临床表现症状得到有效的改善,但仍需进行一段时间的持续治疗;无效:治疗后,患儿的临床表现症状没有得到明显的缓解,或进一步加重。总有效率=(显效+有效)/总例数×100%。1.4统计学方法采用SPSS19.0统计学软件对数据进行统计分析。计量资料以均数±标准差(x-±s)表示,采用t检验;计数资料以率(%)表示,采用χ2检验。P<0.05为差异具有统计学意义。

2结果

研究组腹泻患儿的治疗总有效率93.33%(显效16例,有效12例,无效2例)明显高于对照组76.67%(显效13例,有效10例,无效7例),差异具有统计学意义(P<0.05)。

3讨论

使用微生物检验法能及时的找出感染的原因,以便做好医院手术室及病房的相关消毒工作,并对医院产生的垃圾及废弃物进行有效处理,切断病原菌的传播途径,有效控制细菌的传播,而且,使用微生物检验法还能对相关的病原菌的耐药性进行了解和掌握,有效检测所得到患者的肠道及呼吸道的菌群状况,对易感人群进行有效的预防,减少感染的发生率。微生物检验对于临床感染的质量控制策略主要有:①医院需定期对隔离及消毒的技术给予及时更新,使用较新的技术实施消毒处理,在进行医院的相关检验工作时,需要严格的根据病学的相关资料和原则进行工作,在完成相关的检验工作之后需要及时的将检验所得到的细菌的耐药性给予公布,将相关病原菌的记录和统计等工作做好,对其耐药性的变化进行详细的掌握。②医务工作人员实施微生物的检验工作时,检验工作人员应先对感染源的相关资料进行搜集,对医院中的传染源相关信息进行全面的掌握,并有效保持医院内部环境的卫生等,减少因环境的原因所引起的细菌滋生情况,临床检验、诊断、治疗等所应用一次性的用品和医护工作人员的双手均需进行细菌的检测,并给予有效的消毒和灭菌,避免发生细菌感染。③检验工作人员需要和患者及患者家属增强沟通与交流,及时掌握患者的病情变化和发展,对患者进行及时的微生物检验,并对具有传染性疾病患者进行隔离,避免细菌在院内患者、家属、医务人员之间的传播和感染等[3-5]。

本研究中,研究组腹泻患儿的治疗总有效率高达93.33%,要比对照组腹泻患儿的76.67%明显更高(P<0.05),可以看出,对腹泻患儿实施微生物检验确定病菌类型后实施针对性的治疗护理效果较好,可明显改善患儿的病症,提高患儿的临床治疗效果,存在重要临床应用价值。总之,微生物检验在临床应用中具有重要的质量控制作用,需引起充分的重视和关注。

作者:袁惠云单位:辽宁省盘锦市中心医院检验科

参考文献

[1]王治国.微生物检验在临床应用中的质量控制.当代医学,2014,11(7):147-148.

[2]贡树基,周伟,计惠民,等.微生物检验在临床应用中的质量控制要点探析.中国保健营养(下旬刊),2013,23(7):4120-4121.

[3]贾萍.微生物检验的临床应用与质量控制.现代妇女(理论版),2015,5(1):313.

生物质的应用篇2

关键词:透明质酸;微生物发酵法;育种

中图分类号:Q538;TQ920文献标识码:A文章编号:0439-8114(2013)13-2980-04

透明质酸(Hyaluronicacid,HA)是1934年Meyer等从牛眼玻璃体中提取分离得到的一种大分子多糖,故又名玻璃酸[1]。透明质酸是由2000~25000个通过β-1,3糖苷键和β-1,4糖苷键交替地结合在一起的葡萄糖醛酸和N-乙酰葡萄糖胺的二糖组成的均匀重复的线性葡糖胺聚糖[2]。

透明质酸是胞外基质(Extracellularmatrix,ECM)的重要组成部分[1]。近来的研究表明,透明质酸不仅广泛存在于细胞间的胞外基质中,还存在于细胞内,主要集中分布在新生细胞的胞浆和细胞核中[2]。除了在玻璃体中外,透明质酸在关节滑液和表皮细胞间隙中的含量也十分丰富,从数量上看,50%以上的透明质酸存在于皮肤的真皮和表皮中,约35%存在于肌肉和骨骼中。目前认为透明质酸主要是存在于软结缔组织中的惰性空间填料中,在组建蛋白多糖复合物的过程中起着重要的作用[2]。

1透明质酸的性质

在电子显微镜下,观察到透明质酸分子呈线性单链结构,并在水溶液中扩展成随机的线圈状结构,线圈的直径约为500nm。透明质酸分子中每一双糖单位均含有一个羧基,在生理条件下均可解离,形成阴离子,等空间距离阴离子之间的相互排斥使其分子在水溶液中处于松散的扩展状态,占据了大量空间,故可结合多于本身1000倍的水[3]。

根据透明质酸的来源和提取方法的不同,其相对分子质量(Mr)为8×105~5×106[4]。透明质酸的结构及生物活性具有相对分子质量依赖性,其中低相对分子质量透明质酸在低浓度时仅生成碎片状网状结构,而高相对分子质量透明质酸却能生成整体的网状结构[3]。

由于分子内存在氢键,透明质酸分子在水溶液中呈现单螺旋结构[5]。当透明质酸在溶液中达到一定的浓度时,透明质酸分子间便会产生相互作用,从而形成双螺旋结构,浓度更高时则会形成网状结构[3]。目前公认的透明质酸结构理论是三级结构理论,即透明质酸分子中每个三糖单位具有一个疏水区域,当溶液浓度较高时,透明质酸分子间的疏水区域相互作用,形成双螺旋结构,这是透明质酸分子间相互聚集的基础[6]。

透明质酸的特性是黏度非常高[2],在低浓度或低相对分子质量时,溶液的黏度随浓度或Mr的增加变化较小;当Mr和浓度增高使黏度达10mPa·s以后,透明质酸分子便开始缠绕,此时黏度随Mr和浓度的提高而迅速提高[3]。

2透明质酸的生产技术

已经报道的透明质酸的生产技术有3种,即提取法、微生物发酵法和人工合成法[1]。

提取法是指从人或动物的组织中提取透明质酸[1]。提取法是最早采用的透明质酸的生产方法,目前用于生产的原料主要为鸡冠、人脐带和动物眼球,主要的工艺过程包括提取、除杂、酶解、沉淀和分离,不同组织透明质酸的提取纯化过程有一定的差别[3]。但是由于提取法的原料来源局限性大,产品提取率极低(仅为1%左右),并且工艺程序复杂,因此生产成本很难降低。此外,由于在动物组织中,透明质酸与其他高分子物质相结合,导致其分离纯化的难度更大,并且利用动物组织提取的透明质酸产品可能会导致感染,这些因素限制了提取法在医药和化妆品等工业中的广泛应用[2,3]。

人工合成法是指先利用生物高分子合成“玻璃酸氧氮杂环戊烯衍生物”,然后添加水和羊或牛的精巢透明质酸酶,制备出衍生物和酶的复合体,最后除去酶,纯化出透明质酸[1]。人工合成法尚处于实验室研究阶段,还未应用到工业化生产中[1]。

微生物发酵法是指利用经过筛选的菌种进行发酵培养,并从发酵液中分离纯化得到透明质酸产品[1]。由于提取法存在上述缺点,而人工合成法又尚未成熟,故微生物发酵法成为目前生产透明质酸最主要的方法。下面对透明质酸生产的微生物发酵法进行较系统的概述。

2.1产透明质酸菌的育种

最早发现的微生物产生透明质酸是在1937年,当时发现链球菌属(Streptococcus)中具有β溶血性的酿脓链球菌(S.pyogenes)可产生透明质酸[7]。随后于1939年又发现链球菌属中的马链球菌(S.equisimilis)和兽疫链球菌(S.zooepidemicus)也能产生透明质酸[7]。

由于野生型链球菌有能产生透明质酸解聚酶、表达其他胞外蛋白、透明质酸产率低等缺点[2],故实际生产中要通过各种手段对野生型菌种进行改良,以满足工业化生产的需要。

2.1.1诱变育种诱变剂主要包括物理诱变剂、化学诱变剂和生物诱变剂。目前应用于产生透明质酸菌种育种的诱变剂主要有紫外线、60Coγ射线和亚硝基胍(NTG)[7]。许多研究报道表明,通过上述各种诱变处理方法处理一些能够产生透明质酸的原始菌种,如兽疫链球菌、马链球菌等,能够获得透明质酸产量较高的、或者产生的透明质酸相对分子质量较大的、或者预先用透明质酸酶处理呈阴性反应的、或者是非溶血的、或者兼有以上几种特点的优良菌株[7]。

2.1.2原生质体育种由于原生质体与一般的细胞相比去除了细胞壁,故原生质体对外界环境条件变化比一般细胞更为敏感,对诱变处理的反应也更为强烈[7]。目前已有成功的试验,利用NTG等化学诱变剂或利用激光等物理诱变方法处理原始菌种的原生质体,从而获得高产的菌株[7]。

2.1.3基因工程育种链球菌中编码参与透明质酸合成途径的酶的基因位于一个单顺反子上,名为has操纵子。在酿脓链球菌中,has操纵子由3种基因组成,分别为hasA(1248bp)编码透明质酸合酶(42.0u),hasB(1204bp)编码UDP葡萄糖脱氢酶(47.0u),hasC(915bp)编码UDP葡萄糖焦磷酸化酶(33.7u)[2]。虽然目前尚不清楚透明质酸链是如何穿过细胞膜进行转运的,但在粪肠球菌(Enterococcusfaecalis)、大肠杆菌(Escherichiacoli)和枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)中,透明质酸合酶和UDP葡萄糖脱氢酶的表达足以指导透明质酸的生成和转运[2]。故只需将hasA和hasB基因转入宿主细胞内并使其在宿主细胞内表达,即可生产透明质酸[7]。

A组链球菌的黏液样GAS菌株S43/192/4的HA合成基因于1993年被首次克隆并构建大肠杆菌质粒,在大肠杆菌中成功表达,合成HA[8]。随后C组链球菌的HA合成基因于1997年被克隆并在大肠杆菌中表达[8]。

凌敏等[9]从马链球菌总DNA中扩增出sqhas基因,构建表达质粒并转化大肠杆菌DH5α,成功表达出sqHAS蛋白,并在加入底物的情况下合成了HA。张晋宇等[10]克隆了兽疫链球菌的hasB基因,并在大肠杆菌中表达,得到了相应的蛋白。

中国台湾省Chien课题组将兽疫链球菌hasA和hasB基因通过NICE诱导表达系统引入乳酸乳球菌(Lactococcuslactis),成功得到产生透明质酸的工程菌株[11]。

生举正[12]将兽疫链球菌透明质酸合酶基因通过NICE(Thenisin-controlledgeneexpressionsystem)诱导表达系统引入乳酸乳球菌,并得以成功表达,合成了HA。

2.2发酵条件的优化

链球菌是营养条件苛刻的细菌,需要在营养丰富的培养基上生长。链球菌通常在含有酵母或者动物提取物、蛋白胨和血清的混合物的复杂培养基上生长,这些培养基的配方总是包括葡萄糖(10~60g/L)、氨基酸、核苷酸、大量的盐、痕量的矿质元素和维生素[2]。

pH和温度对兽疫链球菌的生长和透明质酸产量非常重要,有研究表明,pH6.7±0.2,温度37℃的条件对兽疫链球菌的生长和提高透明质酸的产量最为适合[13]。搅拌速率对透明质酸产量也有影响。研究表明,在搅拌速率低的条件下,乳酸产量高而透明质酸产量低[13]。高速率搅拌虽然会减弱乳酸合成的影响,提高透明质酸产量,但会破坏透明质酸多聚体,使其相对分子质量减小[13]。葡萄糖的初始浓度对透明质酸相对分子质量有很大的影响,研究表明当葡萄糖的初始浓度由20g/L增加到40g/L时,透明质酸相对分子质量也会由(2.1±0.1)×106增加到(3.1±0.1)×106[13]。

Liu等[14]报道在兽疫链球菌的分批发酵培养过程中,分别在8h和12h时添加了过氧化氢(1.0mmol/gHA)和抗坏血酸(0.5mmol/gHA),使透明质酸发生氧化还原解聚,相对分子质量下降,产量由5.0g/L增加到6.5g/L。

3透明质酸的应用

由于透明质酸具有上述的诸多性质,使其在许多领域都得到了广泛的应用。下面主要就透明质酸在化妆品、保健品和医疗医药领域的应用进行综述。

3.1透明质酸在化妆品中的应用

透明质酸主要存在于细胞间的胞外基质中,具有维持组织细胞胞外空间、加速营养成分流动以及保持组织的作用。首先,与传统的保湿剂相比,透明质酸具有更好的保湿效果,并且还具有无油腻感、不堵塞毛孔的优点。其次,透明质酸水溶液具有较强的黏弹性和性,有助于在皮肤表面形成透气的保湿膜,从而保持皮肤滋润。再次,小分子的透明质酸能够进入真皮层,促进血液微循环,有利于皮肤吸收营养,可以起到美容和保健作用。最后,透明质酸可以清除皮肤中因紫外线照射而产生的活性氧自由基,起到防晒和修复的作用[15]。

由于透明质酸具有以上诸多优点,故其被当作最理想的天然保湿因子而广泛地应用于化妆品中,以达到保湿润肤、抗皱防晒的作用。添加量一般为0.05%~0.50%[15]。

3.2透明质酸在保健品中的应用

由于透明质酸具有保水、、促进伤口愈合和保护细胞等多种特性,故人体内透明质酸的减少会导致关节炎、皮肤老化、皱纹增多等诸多问题,因此,目前口服透明质酸补充内源性透明质酸被认为是美容保健、延年益寿的有效途径之一[16]。

口服透明质酸的理论依据是:透明质酸经口服消化后能够增加人体内合成透明质酸的前体,从而使体内透明质酸合成量提高,并定位到皮肤等组织中,发挥其作用。目前,已有多种形式的口服透明质酸产品问世,如片剂、胶囊剂和口服液等[16]。

3.3透明质酸在医疗医药中的应用

透明质酸由于其具有独特的黏弹性、生物相容性以及非免疫原性而广泛地应用于眼科、骨科等多种医学领域中[17]。

对于眼部疾病,首选的治疗途径是眼局部用药。对眼药而言,在一定范围内药物的生物利用度与药液的黏度呈正相关,增加黏度可以延长药物在眼部的停留时间,进而提高药效。但有些增黏剂会导致眼部不适等副作用。透明质酸由于其具有非牛顿流体的特性和良好的生物相容性,克服了这一缺点,作为一种良好的眼药增黏剂,值得开发和应用[18]。除用于滴眼液外,透明质酸还可以用来治疗眼干燥症状。目前,透明质酸已经与其他多种高分子聚合物一同用于改善眼干燥症状[19]。

除了在玻璃体中存在之外,透明质酸也是构成关节软骨和滑液的主要成分,当人体发生骨关节炎、类风湿关节炎及其他关节疾病时,透明质酸在关节内的产生和代谢情况异常,滑液中的透明质酸浓度和相对分子质量明显降低,软骨降解受到破坏。由此产生了黏弹性补充疗法,即通过补充外源性透明质酸来治疗关节疾病。由于该疗法具有疗效持久、毒副作用小等优点,日渐受到医生和患者的青睐和重视[20]。

此外,透明质酸还在药物传递系统中作为各种载体(如抗肿瘤靶向药物载体、基因治疗非病毒载体、多肽和蛋白质类药物载体等),在手术中作为植入材料,在复发性口腔溃疡的治疗等方面得到广泛应用[17]。

4展望

由于透明质酸逐渐应用于各个领域,故透明质酸的微生物发酵法生产将逐步取代提取法,成为透明质酸工业化生产的主要方法,而在异源宿主中生产透明质酸的开始则标志着透明质酸的生产已经步入应用现代生物技术的阶段。未来将会筛选出能够分别生产不同相对分子质量的透明质酸的菌种,并通过发酵条件的不断优化,以更好地为不同的领域提供可以利用的透明质酸产品。而透明质酸也将会在诸多领域得到越来越广泛的应用。

参考文献:

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[9]凌敏,黄日波,黄鲲,等.马链球菌透明质酸合成酶基因的分子克隆及表达[J].工业微生物,2003,33(2):4-8.

[10]张晋宇,吴小明,郝宁,等.兽疫链球菌透明质酸合成相关基因hasB的克隆以及性质研究[J].中国生物工程杂志,2005,25(7):86-91.

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[12]生举正.透明质酸合成途径在乳酸乳球菌中的建立及微生物合成透明质酸相对分子质量调控机制的初步研究[D].济南:山东大学,2009.

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[15]郭风仙,凌沛学,郭学平,等.透明质酸的生理功能及其在化妆品和美容保健食品中的应用[J].中国商办工业,2002(9):45-46.

[16]宋永民,郭学平,栾贻宏,等.新资源食品——透明质酸[J].食品与药品,2009,11(5):56-59.

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[18]凌沛学,管华诗,荣晓花,等.眼科药物传递系统的研究进展[J].中国药学杂志,2006,41(1):7-9.

生物质的应用篇3

【关键词】微生物检验;临床应用;质量控制;策略

DOI:10.14163/ki.11-5547/r.2016.04.020

近几年来,因患有感染疾病而就诊的患儿逐渐增加,而对患儿给予一定的微生物检验有助于患儿的临床诊断和治疗,可有效提高质量控制情况[1,2]。本文对微生物检验在临床应用中的质量控制策略进行相关的研究及探讨,所研究的相关结果报告如下。

1资料与方法

1.1一般资料选取2013年4月~2015年4月本院所收治的60例腹泻患儿作为研究对象,按照随机的原则分为对照组和研究组,每组30例。住院时间8~30d,平均住院时间(15.78±10.84)d。对照组中男16例,女14例,年龄3~10岁,平均年龄(5.6±3.3)岁;研究组中男17例,女13例,年龄2~11岁,平均年龄(5.5±3.2)岁。两组患儿年龄、性别、住院时间等一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。

1.2方法对照组腹泻患儿的菌株不进行微生物检验,医生对本组的腹泻患儿进行大致的观察之后,结合自身的临床工作经验,对患儿进行诊断和常规的治疗;对研究组腹泻患儿的菌株先进行微生物检验,方法为,检验工作人员进行纯菌种的提取,使用ID32E肠道菌鉴定试条实施菌株的细菌测试实验,将测试得到的结果和标准菌株进行一定的对比分析,使用ATBG-5肠杆菌药敏条分析实施药敏检验,并进行一定的对比分析,使用微生物分析仪进行详细的检测等,然后根据微生物检验的结果对本组的腹泻患儿实施临床的相应治疗。

1.3疗效判定标准显效:治疗后,患儿的临床表现症状均已经消失,患儿的身体机能逐渐恢复至正常;有效:治疗后,患儿的临床表现症状得到有效的改善,但仍需进行一段时间的持续治疗;无效:治疗后,患儿的临床表现症状没有得到明显的缓解,或进一步加重。总有效率=(显效+有效)/总例数×100%。

1.4统计学方法采用SPSS19.0统计学软件对数据进行统计分析。计量资料以均数±标准差(x-±s)表示,采用t检验;计数资料以率(%)表示,采用χ2检验。P

2结果

研究组腹泻患儿的治疗总有效率93.33%(显效16例,有效12例,无效2例)明显高于对照组76.67%(显效13例,有效10例,无效7例),差异具有统计学意义(P

3讨论

使用微生物检验法能及时的找出感染的原因,以便做好医院手术室及病房的相关消毒工作,并对医院产生的垃圾及废弃物进行有效处理,切断病原菌的传播途径,有效控制细菌的传播,而且,使用微生物检验法还能对相关的病原菌的耐药性进行了解和掌握,有效检测所得到患者的肠道及呼吸道的菌群状况,对易感人群进行有效的预防,减少感染的发生率。

微生物检验对于临床感染的质量控制策略主要有:①医院需定期对隔离及消毒的技术给予及时更新,使用较新的技术实施消毒处理,在进行医院的相关检验工作时,需要严格的根据病学的相关资料和原则进行工作,在完成相关的检验工作之后需要及时的将检验所得到的细菌的耐药性给予公布,将相关病原菌的记录和统计等工作做好,对其耐药性的变化进行详细的掌握。②医务工作人员实施微生物的检验工作时,检验工作人员应先对感染源的相关资料进行搜集,对医院中的传染源相关信息进行全面的掌握,并有效保持医院内部环境的卫生等,减少因环境的原因所引起的细菌滋生情况,临床检验、诊断、治疗等所应用一次性的用品和医护工作人员的双手均需进行细菌的检测,并给予有效的消毒和灭菌,避免发生细菌感染。③检验工作人员需要和患者及患者家属增强沟通与交流,及时掌握患者的病情变化和发展,对患者进行及时的微生物检验,并对具有传染性疾病患者进行隔离,避免细菌在院内患者、家属、医务人员之间的传播和感染等[3-5]。

本研究中,研究组腹泻患儿的治疗总有效率高达93.33%,要比对照组腹泻患儿的76.67%明显更高(P

总之,微生物检验在临床应用中具有重要的质量控制作用,需引起充分的重视和关注。

参考文献

[1]王治国.微生物检验在临床应用中的质量控制.当代医学,2014,11(7):147-148.

[2]贡树基,周伟,计惠民,等.微生物检验在临床应用中的质量控制要点探析.中国保健营养(下旬刊),2013,23(7):4120-4121.

[3]贾萍.微生物检验的临床应用与质量控制.现代妇女(理论版),2015,5(1):313.

[4]刘瑜.临床应用中微生物检验的质量控制.医药前沿,2013,18(21):187.

生物质的应用篇4

关键词:素质教育;思想道德素质;科学文化素质;身体心理素质;能力素质

素质教育是一种全新的教育思想和教育观念,它以提高全民族整体素质为目标,以激发学生学习的主体意识,充分发挥学生的学习积极性和主动精神为切入点,挖掘学生的内在潜能,发展学生的个性特长。其最大特点是面向全体学生,使其思想道德素质、科学文化素质、身体心理素质和能力素质得以全面提高。如何把宏观的素质教育思想转化为微观的具体教学过程,使素质教育真正落到实处,是全面实施素质教育的关键,本文就此谈谈自己的看法和体会。

一、教学中加强思想道德素质教育

1辩证唯物主义的世界观教育。通过生物教材中物种的起源、进化的证据和学说的学习,使学生树立唯物主义的进化论观点、事物是普遍联系的观点,批判唯心主义的神创论,事物是孤立、静止的观点;通过生物与环境关系的学习,使学生树立生物具有多样性、适应性,以及生物与环境是相互联系的,又是相互对立、统一的观点。

2爱国主义思想教育。通过学习我国拥有大量动植物的特有种,以及我国在防治人类疾病上取得的重大成就和一些生物科学方面的重大突破,培养学生的爱国主义思想;通过动物行为的学习,使学生认识到互爱、爱护自己的群体、爱护自己的生存环境是低等动物都具有的天性,而作为最高等的生物――人类,热爱自己的家乡、民族、国家更是义不容辞的责任。

3法制教育。通过动物行为的学习,教育学生应自尊、自重、自爱,履行公民的责任和义务;通过《森林法》、《环境法》、《野生动物保护法》的学习,教育学生遵纪守法,树立法制观念。

二、加强实验课教学,培养学生的创造性思维能力

生物实验课不仅可以吸引学生的注意力和学习兴趣,而且有助于知识的理解和掌握。因此在生物学教学中,一定要重视实验课,尽量多开实验课或演示实验。在实验课中,除必要的实验方法和步骤外,尽量减少束缚性条件,鼓励学生大胆思考和尝试,并对自己的实验结果作出推测和解释。如在光合作用中安排的“叶绿体中色素的提取及分离”实验,毛细吸管划滤液细线不是太粗就是不齐,要不就是把纸划破,直接影响实验效果。后来学生自己想办法,不用毛细吸管,而是把滤纸在铅笔线处折叠,直接在滤液上划。这样的滤液细线不仅细齐,而且沾上的色素多,在滤纸上析出的色素带明显,学生利用色素的提取分离实验,了解了叶绿体中色素的种类及含量,巩固强化了课本知识,更重要的是培养了动手能力、观察能力和思维能力,发展了他们爱科学、学科学、用科学的志趣,提高了他们探索未知世界的勇气,使教学质量明显提高。

三、培养学生科学的学习方法和思想方法

生物科学是一门实践性极强的学科,观察、分析、试验是生物学科的基本研究方法,重多的知识都是前人在观察思考及反复试验的基础上获得的,其中有不少经典实例。在这些知识的教学中不妨用精练的语言、简明的图表及一个精彩的小故事“探本溯源”,简述知识的获得过程,引导学生沿着科学家的研究历程,循着科学家的思维方式和研究方法去接受、理解和掌握知识。以此激发学生的求知欲望,培养学生的思考力、判断力、表现力等。例如,在介绍1880年德国科学家恩吉尔曼用水绵做实验材料进行光合作用的实验时,笔者简要介绍了水绵的生理特征之后,先请学生自己阅读“实验过程”,然后提出问题:此实验设计的巧妙之处何在?大部分学生都是从实验操作过程上找答案,惟独忽略了“选择实验材料的重要性”这个问题。笔者就引导学生结合水绵的结构特点――具有细而长的带状叶绿体,叶绿体在细胞中又呈螺旋状分布。想到这样的叶绿体不仅受光面积大,也便于观察、分析和研究,并且强调科学实验材料的选择是实验成败的关键因素之一。如在学习达尔文自然选择学说和人类进化发展内容时,可先在教师的指导下组织学生观看有关录相资料、参观动植物园,了解自然界生物间的有趣联系,之后简要介绍达尔文的环球旅行及其通过旅途的所见所闻产生生物进化思想的过程。这样通过“活动一体验一评价”的教学模式,既可激发学生的学习兴趣,活跃课堂气氛,又培养了学生的观察、思考、判断能力,使学生掌握了学习和研究生物学的科学方法。

四、组建生物科技活动小组,培养劳动技能,发展特长

我国是农业大国,在未来社会里将需要大量的高素质的生物技术人才和具有一定劳动技能的劳动者。因此,劳动技能素质的培养教育更具有现实的和深远的意义。通过生物学的学习,可以使学生了解科学施肥、浇水、保温、增光、补氧的原理;认识到良种的重要性,药物防治的不良后果和生物防治的优点;掌握一些花卉、水果、蔬菜的栽培方法,鱼类、鸟类、兔等动物的养殖技术。

积极的思维活动始于对问题的探究,并在问题的解决中得以发展和提高,而问题的提出又离不开社会实践。根据学科特点充分利用校园和家庭,开辟实验基地,让学生动手设计实验,发现问题,解决问题一方面可以培养学生的动手能力,获得劳动技能;另一方面可发现和培养特长生,拓宽他们的基础知识,培养其自学能力,为未来生物高科技人才的培养打下坚实的基础。学校是实施素质教育的主渠道,教师是实施素质教育的排头兵。只有在教学中认真思考、研究,大胆探索推进素质教育的新思路、新方法,才能使素质教育落到实处,才能培养出跨世纪的高素质人才。

五、利用生物知识培养学生良好的生活习惯

在讲细胞癌变时,重点讲原癌基因被激活的条件,其中有化学因素,引出吸烟人患肺癌的几率大大提高,警示学生吸烟的危害,要养成良好的生活饮食习惯;自觉锻炼身体,增强体质,促进身体的健康和发育;提高预防疾病的意识,养成良好的卫生习惯,避免和减少传染病的发生。通过遗传、生殖、发育和生态学知识的学习,使学生真正理解“计划生育”、“禁止近亲结婚”、“优生优育”的意义,促进基本国策的实施,推动全民族身体素质水平的提高。

生物质的应用篇5

【关键词】肺表面活性物质;NCPAP;新生儿呼吸窘迫综合症;护理

中图分类号R722.1文献标识码B文章编号1674-6805(2014)16-0151-02

新生儿呼吸窘迫综合征(NRDS)又称新生儿肺透明膜病,一般由于肺表面活性物质(PS)的缺乏所致,最多见于早产儿,而且胎龄越小发病率越高,是造成早产儿死亡的重要原因之一。其临床表现为紫绀、进行性呼吸困难、三凹征、呼吸衰竭等症状[1]。早期采用机械通气等方式治疗新生儿呼吸窘迫综合征已经成为临床共识,但近年来采用肺表面活性物质治疗新生儿呼吸窘迫综合征取得较为显著的临床效果[2]。就笔者所在医院2012年5月-2013年4月收治的新生儿呼吸窘迫综合征患儿联合应用肺表面活性物质和NCPAP治疗的临床疗效、治疗经验等进行总结分析,以期为临床医务工作者在新生儿呼吸窘迫综合征的治疗方面提供理论参考依据,现报告如下。

1资料与方法

1.1一般资料

选取2012年5月-2013年4月笔者所在医院收治的48例新生儿呼吸窘迫综合征患儿为研究对象,其中男27例,女21例,胎龄28~35周,平均(31.3±2.2)周。体重960~2200g,平均体重(1510±290)g。入院时龄0~5h,平均(2.5±1.0)h。48例患儿按照随机数字表法分为观察组和对照组,各24例。两组患儿出生体重、胎龄、性别、入院时龄、分娩方式及RDS分级情况比较差异均无统计学意义(P>0.05),具有可比性。

1.2诊断依据

根据金汉珍等主编的《实用新生儿学》第3版的诊断标准将胸片改变分为4级:Ⅰ级,双肺见颗粒状阴影;Ⅱ级,双肺见网状阴影;Ⅲ级,双肺见颗粒或网状阴影,并见支气管充气征;Ⅳ级,双肺呈白肺[3]。

1.3方法

观察组早期给予肺表面活性物质固尔苏联合NCPAP处理,对照组除不予以肺表面活性物质处理外,其他治疗与观察组相同。患儿确诊后立即气管插管,准备给予固尔苏,提前吸净气管内的分泌物,并使用无菌针管抽吸固尔苏悬浊液。待其均匀后通过插入的导液管沿气管插管将药物注入,剂量240mg/ml。此时应注意导液管末端不能伸出气管插管外,注射过程中应注意变换。注射完后再用球囊加压给氧2~3min,使药物在患儿肺内均匀分布,然后拔出气管插管。

待患儿注射完固尔苏并拔出气管插管后用鼻塞连接NCPAP机持续正压通气,选择合适大小的鼻塞,护理人员应该注意保持鼻塞固定并观察排气管中是否有气泡产生,给予相应的对症措施。注意在使用NCPAP时,要规律检查血气分析并根据其结果调整呼吸机参数,发现患儿的血氧饱和度65mmHg,pH

1.4护理

1.4.1呼吸管理到位必须保持患儿呼气道通畅,及时清除口、鼻腔分泌物。

1.4.2监测生命体征使用监护仪连续监测患儿的生命体征并实时进行记录,同时注意观察患儿的呼吸频率、呼吸深浅、是否紫绀、是否、是否有三凹征、哭声是否异常等情况。如发现异常应及时报告床位医生。另外,NCPAP可能会增加患儿胸腔内负压,从而降低静脉回流血量使得心搏出量下降,因此也需密切观察患儿的心率和血压变化,并进行记录[4]。

1.4.3监测血氧饱和度血氧饱和度能最直接地显示患儿病情的变化,因此根据其结果来调节吸入FiO2是非常科学的方法,使新生儿血氧饱和度保持在90%~95%。定时进行血气分析检验,了解PaCO2的情况进而调整NCPAP压力和FiO2[5]。

1.5统计学处理

应用SPSS17.0软件对数据进行统计学分析,计量资料以均数±标准差(x±s)表示,采用t检验,P

2结果

2.1两组治疗前后有效率和动脉血气的变化情况

对照组总有效率为75.0%,观察组为95.8%,两组比较差异有统计学意义(P>0.05),详见表1。观察组患儿治疗后6、12、24h的PaO2、PaCO2值以及PaO2/FiO2值与对照组比较差异均有统计学意义(P

2.2两组住院情况和治疗效果比较

观察组吸氧天数、NCPAP治疗天数、住院天数明显少于对照组,两组比较差异有统计学意义(P

3讨论

新生儿呼吸窘迫综合征(NRDS)又称新生儿肺透明膜病,一般由于肺表面活性物质(PS)缺乏所致,最多见于早产儿,而且胎龄越小发病率越高,是造成早产儿死亡的重要原因之一。其临床表现为紫绀、进行性呼吸困难、三凹征、呼吸衰竭等症状。早期采用机械通气等方式治疗新生儿呼吸窘迫综合征已经成为临床共识,但近年来采用肺表面活性物质治疗新生儿呼吸窘迫综合征取得较为显著的临床效果[6]。对于患有呼吸窘迫综合症的新生儿早期予以肺表面活性物质治疗,可使其死亡率明显下降且相应的并发症也显著降低。美国FDA已批准肺表面活性物质是治疗新生儿呼吸窘迫综合征的常规治疗手段[7]。但是,单独使用肺表面活性物质有时不能将新生儿呼吸窘迫综合征彻底治愈,都需要联合机械通气。但机械通气常会造成患儿很多并发症,如呼吸机相关性肺炎、支气管肺发育不良、脑室内出血、脑室周围白质软化等。近年来相关研究表明,通过气管插管滴入肺表面活性物质后拔管并立即给予NCPAP是治疗的新生儿呼吸窘迫综合征有效方式,即“气管插管-使用肺表面活性物质-拔管-NCPAP”,可以明显减少由常规机械通气所引起的肺损伤和相关性肺炎等并发症的发生[8]。

本研究结果表明,采用肺表面活性物质联合NCPAP治疗新生儿呼吸窘迫综合征的疗效显著,治疗时先给予肺表面活性物质(固尔苏)使肺泡膨胀,注射完后再用球囊加压给氧2~3min,使药物在患儿肺内均匀分布,然后拔出气管插管用鼻塞连接NCPAP机持续正压通气,促使固尔苏更好的发挥作用。两种方法的联合能使肺泡在吸气相及呼气相维持充足的氧气交换,从而更有效地提高患儿肺的氧合能力,改善肺的顺应性,更有利于病情的恢复。当然,护理人员密切注意患儿病情的变化,注意保暖,房间湿度的适宜,并加强营养支持维持其内环境的稳定,加强基础护理也是让患儿早日康复的必要条件之一。

综上所述,早期联合应用肺表面活性物质和NCPAP是治疗新生儿呼吸窘迫综合征的有效方法,能迅速缓解患儿的呼吸窘迫症状,并减少机械通气时间从而降低肺炎发生率,减少并发症的产生。同时,早期使用NCPAP可减少呼吸机的使用,患儿氧疗时间和住院时间的明显减少,因而降低了医疗费,减轻了家人的经济负担。最后,认真细微的观察和护理也为治疗的成功奠定了基础。

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生物质的应用篇6

关键词:果树;生殖;蛋白质组学

植物生殖生物学(PlantReproductiveBiology)是指运用植物解剖学、细胞生物学和分子生物学的手段和方法,研究植物生殖器官和生殖细胞的发生和发育、传粉和受精作用、胚胎发育的问题,探讨植物生殖的机理和植物生殖器官发育的规律[1]。果树植物的生活周期包括了营养生长、开花、授粉受精、胚发育及果实成熟等过程,生殖生物学就是对其生活周期中的生殖行为进行研究的科学,它涉及到除营养生长外的其他过程,具体说主要指对花芽分化、大小孢子的形成及雌雄配子体的发育、果实的发育、种子的成熟等方面的研究[2]。受精作用始终是植物生殖生物学的核心热点问题,而果实作为果树植物最有经济价值的生殖器官,其发育、成熟、品质和代谢途径一直受到果树研究者的重视。

果树生殖生物学是果树生理学的重要组成部分,对其深入研究有助于生产者在栽培过程中进行科学管理,更有助于育种者正确选择与选配杂交亲本,开展果树遗传研究与品种改良[3]。然而近年来世界果树产业的发展态势,暴露出育种环节许多新问题,例如品种的品质性状难以取得突破;病虫害也严重影响了果实的产量和品质;极端恶劣天气如干旱、严寒的发生,对砧木抗性的要求也越来越高。这些问题的出现,导致单纯通过植物解剖学或细胞生物学等手段和方法,已不能使生殖生物学研究为现代果树育种工作提供更广泛的机理性信息,迫切要求人们从基因水平上解析控制果树重要农艺性状的分子机制。全基因组测序数据,为世界果树基因组学的研究奠定了重要的信息基础。但是果树的基因组相对庞大,测序任务进展缓慢,目前所有果树中,仅有葡萄[4]、番木瓜[5]、林丛野草莓[6]、桃[7]、柑橘[8]、苹果[9]和甜橙[10]等完成了测序。桃近年来被认为是蔷薇科果树的模式树种,我国于2010年10月启动了基因组的重测序工作。利用生物信息学方法对全基因组测序结果进行基因注释,开展其重要性状相关基因的发现、克隆、功能验证和进化分析,将有助于从基因水平上分析果实包括色、香、味、成熟期等重要性状,培育更多优良的果树新品种。至此果树学研究跨入了新的功能基因组研究时代,即后基因组时代。蛋白质组学作为功能基因组学的一个重要研究手段,近年来逐渐成为果树生殖生物学研究新的热点。

1蛋白质组学概念的提出及蛋白质组学的主要研究技术

“蛋白质组(proteome)”的概念最早由澳大利亚科学家Wilkins等于1994年提出,并于1995年7月在《Electrophoresis》杂志上发表[11]。它指的是一个基因、一个细胞或一个组织所表达的全部蛋白质,与基因组相对应,是一个整体的概念。由于从基因到蛋白质存在着转录水平、翻译水平及翻译后修饰等作用的调控,仅从mRNA角度考虑,实际上只包括了转录水平的变化,并不能完全代表蛋白质表达的真实水平[12]。虽然植物mRNA与表达的蛋白质存在相关性,但其相关程度并不高,相关系数常低于0.5[13],因此,要精确的研究各种基因的功能,还是要回到执行生命功能的蛋白质本身上来,由此产生了一门新的学科——蛋白质组学(proteomics)。蛋白质组学是以蛋白质组为研究对象,从蛋白质水平入手,整体、动态、定量地去研究正在工作的基因组,是后基因组时代的一个重要组成部分[14-15]。

蛋白质组学主要以分离技术和生物质谱技术为支撑平台,生物信息学为桥梁,对蛋白质表达进行研究分析[16]。近年来,蛋白质组学技术有了长足的发展,其核心三大技术也获得了较大突破:固相化pH梯度胶条即IPG胶条的发明和完善;2种软电离质谱技术的出现;蛋白质双向凝胶电泳图谱数字化和一系列分析软件的问世,极大地促进了蛋白质组学的发展及其在其他学科中的应用。

2蛋白质组学在果树生殖生物学中的应用

蛋白质组学研究技术具有高通量、全面性和整体性等特点,随着蛋白质组学研究数据的不断积累,方法学的不断创新和突破及各种方法间的整合和互补,给果树生殖生物学分子机理研究带来了新的机遇。

2.1花发育

花是果树重要的生殖器官。利用蛋白质组学技术研究表明在果树花芽分化、完全花与不完全花的发育及正常成花与成花逆转不同发育时期,蛋白质均存在差异表达,而这些差异表达的蛋白正是导致不同形态花发育的直接原因。

在荔枝雌花发育的大孢子成熟期,蛋白质含量最高[17]。富士苹果树短枝停长后的21~42d叶芽和花芽的图谱相同,从短枝停长后的第7周开始花芽图谱检测到蛋白点数量有所增加,而叶芽的图谱没有变化,表明花芽分化前后蛋白质代谢复杂,伴随一些蛋白质的消失以及花芽分化的特异蛋白质的出现[18]。果梅完全花与不完全花的蛋白分布相似,在完全花中发现了1个特异蛋白、1个上调蛋白、21个下调蛋白,在不完全花中发现2个特异蛋白,这些蛋白差异点可能与雌蕊的败育有关,对3个特异点及5个差异大的蛋白点进行分析,得到的肽段数据与蛋白质数据库比对发现其中一个蛋白与光敏色素B有关[19]。另外,物质和能量代谢相关蛋白、转录和翻译相关蛋白、次生代谢相关蛋白、调控相关蛋白、抗逆相关蛋白和细胞骨架蛋白可能影响了龙眼花芽的正常发育,进而导致了成花逆转[20]。

2.2果实发育

果实是被子植物(显花植物)特有的生殖器官,通常在开花授粉之后,以受精的子房为主体而形成。一般果实的发育需要经历从授粉、受精以及相对漫长的果实膨大期直到最后的着色和成熟过程。果实最终成熟是一系列与发育成熟相关基因时空表达以及相互作用的结果,蛋白质组学作为一种技术可以使我们更深入了解果实发育成熟的分子机理[21]。

2.2.1果树授粉、受精机制授粉是一般果实发育的第一步,它需要正常发育的花柱和花粉相互作用,同时需要多种物质的参与和多重基因的调控。受精通常是果实发育的基础,是一个高度复杂的生理生化和形态变化的过程,涉及细胞的识别和一系列基因活性的变化,因此它必然会引起子房组织内一系列复杂的生理和代谢变化[22]。笔者应用差异凝胶电泳(DIGE)、质谱(MALDI-TOF/TOF)和生物信息学技术,对猕猴桃授粉前和授粉后10h的花柱蛋白质组变化进行了分析,以差异点的相对丰度比率>2.5为标准,发现有24个蛋白质点的丰度在两个样品间存在显著差异,成功鉴定了18个差异蛋白质点,它们主要是蛋白质水解、细胞壁代谢以及与逆境胁迫响应、糖类和能量代谢等有关的蛋白质;另外,我们对猕猴桃受精前后子房蛋白质组变化进行了分析,在授粉前(未受精)及授粉后120h(通过石蜡切片观察证明已完成双受精)的子房中共检测到约1500个蛋白质点,其中有55个差异表达的蛋白点,质谱鉴定了差异2.0倍以上的蛋白质点13个,主要是次生代谢、氧化还原、水解等有关的蛋白质。

2.2.2果实发育机制果树完成受精作用以后,参与形成果实的各部分结构经过复杂的代谢途径,最终发育成果实。桃果实中果皮由子房壁的中层发育而来,并由多层营养丰富的薄壁细胞构成,为可食部分;子房壁的内表皮发育成内果皮,含多层细胞,呈厚壁化、石细胞化,形成硬核[23]。在桃果实发育早期(花后28~59d),内果皮和中果皮中差异表达的蛋白主要参与各种代谢活动,其中丙酮酸脱氢酶可能在内果皮的木质化中发挥重要作用[24]。在硬核期(盛花后56d),差异表达的蛋白可能会进一步解释内果皮与中果皮不同的代谢方向提供理论依据[25]。

果皮可以保护果实免受物理损伤和微生物侵染,果皮颜色的变化有助于了解果实所处的不同成熟阶段,是了解果实成熟的标尺。葡萄果皮和果肉的蛋白质组差异,主要存在于苯丙烷代谢途径、氨基酸代谢、能量代谢、生物和非生物胁迫反应相关蛋白等,果皮和果肉在胁迫条件下(新梢水势-0.86MPavs-0.58MPa)的蛋白质组差异变化也存在不同[26]。在转色期前后,与葡萄果实表面蜡质和萜类化合物合成相关的乙酰CoA转乙酰酶、柠檬酸裂解酶以及与氨基酸代谢有关的甲硫氨酸合酶、谷氨酸脱氢酶等大量表达;在果实成熟过程中,糖酵解能力下降,细胞骨架进行了重新排列[27]。与葡萄着色后期相比,有11个蛋白在着色初期出现上调表达,分别参与光合作用、碳水化合物代谢、胁迫反应和传导途径;而在着色后期,有20个蛋白出现上调表达,多数是花青素合成的关键酶,另外还有参与碳代谢和有机酸代谢的酶类,这些酶类的变化导致了葡萄成熟后期色泽和风味的变化[28]。葡萄成熟过程中,与基础代谢的成熟相关蛋白(包括糖酵解最后五步的蛋白)在果皮中被诱导表达[29]。另外,柠檬果实外皮含有大量的微生物糖类蛋白Cits1(人类的一种抗原)异构体,分子量在20~120ku[30]。

2.2.3果实成熟、衰老机制通常判断果实采收成熟度的依据主要是根据果色、硬度和可溶性固形物等,这些指标容易受品种、生长条件和季节的影响,因此有必要寻找不受外界环境因素影响的指标来判断果实的成熟度。在果实成熟衰老的研究中将蛋白质组学与上游的基因组学、转录组学和下游的代谢组学、表型组学相结合,可以更加系统地阐述果实的生理代谢过程[31]。研究发现,在日本李、欧洲李、桃和油桃4种核果类果实的最佳采收期均有4个特异蛋白合成(Z1、Z2、Y和X),它们属于一系列参与防御的抗原物质,可以作为判断桃、李和油桃果实最佳成熟度的一种新方法[32]。

不同类型果实的成熟过程在生理生化、物质组成和结构方面有着较大的差异。根据成熟过程的特征,果实可以分为呼吸跃变型和非跃变型2种类型。桃是典型的呼吸跃变型果实。软溶质和硬溶质两个品种的桃果实在跃变前后有53个蛋白差异表达,这些蛋白分别参与了基础代谢、次级代谢、乙烯合成以及胁迫反应,其中ACC氧化酶在桃果实跃变前后变化最为显著,其次是腺苷甲硫氨酸合成酶和β-氰丙氨酸合成酶,这3种酶都参与了乙烯的生物合成和代谢,在果实成熟过程中发挥着重要作用;蔗糖合成酶和α-淀粉酶在软溶质和硬溶质的桃果实中存在差异表达,这2种酶与果实的品质变化密切相关,并且软溶质桃果实中的活性氧含量要高于硬溶质,由此推测呼吸跃变型果实在成熟过程中承受的氧化胁迫较大,更容易腐烂变质[33]。

在苹果[34]、桑椹[35]、荔枝[36]、草莓[37]、柑橘[38]等果实成熟机理的研究中发现,都存在能量代谢蛋白及与胁迫和防御相关的蛋白,表明在果实成熟过程中,经历了复杂的物质、能量代谢和信号的转导。另外,通过在柑橘[38]和草莓[39]上的研究表明,鲜艳果实比普通果实类黄酮合成的酶类表达较多,在成熟过程中合成较多的花色苷,起到抗胁迫的作用;普通果实比鲜艳果实合成较多的自身防御相关的蛋白进行自我防御。

2.3胚胎发育

植物胚胎分化发育的过程是基因在机体内外因素的作用下,在时间和空间上顺序表达的过程,其表达的方式是以合成某种蛋白质为主。由于这些蛋白质很可能是胚胎发育时期特异基因表达的产物,与该时期细胞的功能或组织的形态建成及机体的生理生化变化密切相关,因此作为一种重要的分子标记,特异蛋白为研究胚胎分化过程的基因表达调控提供了物质基础,对认识胚胎分化发育的分子本质具有重要的意义[36]。

为研究焦核龙眼焦核率的不稳定性原因,在‘白核’龙眼种子败育4个不同时期,共鉴定出了12个差异蛋白,这些差异蛋白质与能量和物质代谢、分子伴侣功能、自由基清除和抗氧化作用、细胞凋亡等生理过程密切相关,可能参与了龙眼种子败育过程[40]。从荔枝[41]、龙眼[42]2种水果胚胎发育研究表明,胚胎发育不同时期,具有发育阶段特异性蛋白出现,这些特异蛋白与组织或细胞在该时期的特定生理功能有关,为研究胚胎发育的基因调控及分子机理研究提供了有价值的参考资料;而且,胚胎发育前期蛋白质旺盛合成与积累,表明胚胎基因在前期表达活跃,与胚胎所处的生理状态相一致。

2.4体胚发育

体细胞在适宜的环境和激素诱导条件下脱分化形成胚性愈伤组织,胚性愈伤组织在适宜的光照、温度和激素浓度等条件下形成体细胞胚,并进一步发育成完整的植株,这个过程是果树基因工程的重要途径,用于新品种的培育与改良、基因功能的验证等。在植物体胚发生蛋白质组学研究方面,早在蛋白质组学术语正式提出前就已有相关的研究,但前期的研究主要是对拟南芥、胡萝卜、棉花、云杉等体胚发生模式植物特异分子量等电点的蛋白以及蛋白表达谱进行研究[43]。

随着蛋白质组学的提出和支持其研究的三大技术的发展,近几年来果树植物体胚发生蛋白组学研究也不断深入,如甜橙[44]、葡萄[45]、枣椰子[46]、龙眼[47-49]等果树植物已开展了体胚发生蛋白质组学研究。这些研究的共同特点是,发现了大量有阶段差异表达的蛋白,对这些差异表达蛋白进一步质谱分析鉴定,在成功鉴定的蛋白质中,以糖和能量代谢调控相关的蛋白、氧化胁迫反应相关的蛋白比例较大,未知蛋白的比例也比较高。这种现象说明了植物体细胞胚胎发生过程中,氧化胁迫可能是体胚发生的首要条件,而这种状况的维持需要源源不断的能量供应,这是植物体胚发生的物质基础。另外,在植物体胚发生过程中,一些未知功能蛋白可能是调控体胚发生、发育的关键因子,值得进一步研究,最终了解其在植物体胚发生过程的功能。

3讨论和展望

植物细胞中包含许多次生代谢物质,可能会干扰蛋白的提取、分离及纯化[50]。而从果实组织中提取蛋白质更加困难,可能是由于果实中蛋白质含量相对较低,并且含有大量干扰性物质,如色素、淀粉、多酚、多聚糖、单宁和有机酸类等,对高纯度蛋白质的提取也有一定的难度[51]。需要进一步探讨与优化果树蛋白质组学的分离与鉴定研究技术。同时,蛋白质组学技术尚存在一些不足,如:双向电泳的分辨率有限、低丰度蛋白质点难以检测等,随着蛋白质组学技术的发展,液相色谱与质谱联用技术的应用在一定程度上可以弥补这些不足。另外,蛋白质组学的研究需要借助基因组数据库,目前已完成测序工作的果树资源不是很多,限制了在果树学领域进行广泛的蛋白质组学研究,所以非测序植物的蛋白质谱鉴定率不理想,果树表达序列标签(EST)数据库的飞速增长可能有助于缓解这一问题。

果树生殖发育是一个复杂的生理过程,由多种基因控制。发育过程中启动特异的基因表达从而出现特异的蛋白质。通过研究其特异蛋白质的出现、结构与功能、基因的表达与调控,对揭示果树繁殖、发育机理具有重大的理论和现实意义。目前,蛋白质组学应用于果实生殖生物学的研究处于起步阶段,重点在于对发育和成熟过程的差异表达蛋白进行鉴定和功能分析。越来越多的新技术、新方法将会随着现代分子生物学实验技术的不断完善、发展而涌现,这些新技术应用于与果树生殖发育相关的研究系统中,将为该领域研究的发展起到重要推动作用。分析技术手段的多样化、分析层次的多元化及与其他学科的紧密融合是果树生殖发育蛋白质组学的主要发展趋势。

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