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关键词： L-阿拉伯糖异构酶   D-塔格糖   密码子优化  

摘要： L-阿拉伯糖异构酶(L-AI)可专一性的作用于底物D-半乳糖,生成D-塔格糖。为获得高产L-AI的菌株,将来源于短乳杆菌*** sp. D-tag 1的L-AI编码基因araA基因连接到pET-30a(+)表达质粒中构建重组质粒,并将重组质粒通过热激法转入*** BL21(DE3),构建得到基因工程菌*** BL21(DE3)/pET-30a(+)-araA。根据宿主大肠杆菌的密码子偏好性,对araA基因进行密码子优化,并将优化的araA_o基因连接到pET-30a(+)表达质粒中构建重组质粒,采用相同的方法构建得到基因工程菌*** BL21(DE3)/pET-30a(+)-araA_(o)。结果表明,在相同培养条件下,优化后的菌株较未优化的表达量有明显提高,酶活提高了79.2%。

关键词： 粮食安全   现代育种技术   转基因作物   基因编辑   合成生物学  

摘要： 现代农业的持续发展面临着粮食安全的重大挑战。在生命科学时代,粮食安全问题在很大程度上取决于现代育种技术和其产业化进展。近年来,生物技术迅速发展,育种技术已经从传统育种逐步跨入现代育种时代。如今,转基因、基因编辑、合成生物等技术为世界粮食安全带来了新的希望。尽管现代育种技术取得了显著进步,但其在全球范围内的产业化进程仍存在一些挑战。首先,传统育种技术在面对农作物产量、品质、抗病虫性等问题时已难有突破。其次,在转基因育种、基因编辑、合成生物技术等领域,新技术如何与产业化相结合,提升农业生产的产量与效益,也是值得探讨的问题。本文系统介绍转基因、基因编辑、合成生物等主流育种技术,并对这些作物的优势、前景以及对农业格局的影响做概括性介绍,进而分析当前中国的优势和差距;结合国内外的典型案例,通过大量统计数据综合介绍中国的应用现状,并对未来的发展提出对策建议。

关键词： 生物育种技术   国际法律法规   转基因作物   基因编辑   农业政策  

摘要： 随着全球人口的增长和气候变化的挑战,提高农作物的产量和质量成为当务之急。生物育种技术,包括基因编辑和转基因技术,为解决这一问题提供了前所未有的机遇。尽管生物育种技术在全球范围内有着广泛的应用潜力,但各国在法律制定、技术接受度和市场准入等方面存在显著差异。这些差异不仅影响了技术的研发和商业化过程,也体现了不同国家在维护食品安全、保护知识产权和促进农业可持续发展方面的不同策略。然而,这些技术的发展和应用受到各国不同的种业法律法规的影响。本研究通过对美国、中国和印度的案例分析,探讨了不同国家在生物育种技术方面的法律法规差异及其背后的经济、社会和政治因素,对于理解全球生物育种技术的发展格局、制定有效的国际政策以及推动国际合作具有重要意义。

关键词： 光呼吸   基因工程   相对浓度   Rubisco   叶肉细胞   虚线部分   光合作用   竞争性结合  

摘要： 一、题目情境光照充足时,叶肉细胞中Rubisco催化O_2与CO_2竞争性结合C_5.O_2和CO_2的相对浓度影响Rubisco与其的亲和力,相对浓度高则与酶的亲和力高.O_2与C_5结合后经一系列的反应,最终释放CO_2过程称为光呼吸.图1中实线部分表示植物叶肉细胞的光合作用和光呼吸等正常的生命活动过程,虚线部分表示为科学家通过基因工程所构建的新的光呼吸代谢支路.下列叙述错误是(D).

关键词： 课程思政元素   教学设计   实施案例   评价机制  

摘要： 当前,全国各高等院校均把课程思政建设作为提升人才培养质量的重要抓手.因此,如何在课堂思政背景下充分挖掘各门课程的课程思政资源并与专业知识自然融合已成为高校课程改革的关键任务.文章在充分分析、讨论《基因工程》课程教学现状的基础上,针对课程知识点提出了以培养学生"三观三感三精神"为教学目标的德育教学内容,并总结梳理了与之相匹配的一系列课程思政元素.通过对课程授课组织模式、实施案例及方法、评估机制等关键环节进行分析,相对系统地建立起了适合开展《基因工程》课程思政的教学体系,为其他兄弟院校开展相关课程思政改革提供参考依据.

关键词： 萝卜硫苷(GRA)   萝卜硫素(SFN)   癌症   基因工程   十字花科作物  

摘要： 植物次级代谢物萝卜硫苷（Glucoraphanin,GRA）是一种由蛋氨酸衍生的硫代葡萄糖苷（Glucosinolate,GSL），性质相对稳定，其本身及水解后活性产物萝卜硫素（Sulforaphane,SFN）在抵抗癌症、神经保护等方面发挥重要作用，在食品营养和科学研究中受到广泛关注。在本文中，我们将综述GRA的理化性质、来源、生物学功能、合成途径以及当前生产现状，并进一步探讨未来GRA高效生物合成的潜力策略。GRA合成路径复杂，包括侧链延伸、核心结构形成以及侧链修饰三个阶段，可经植物内源黑芥子酶（Myrosinase, MYR）或肠道微生物转化为具有生物活性的SFN等物质。西兰花等十字花科作物中GRA含量较高，是当前GRA的主要来源作物，但其存在种植周期较长、产量不稳，提取率低等问题，开发经济且可再生的GRA新资源将极大的推进GRA开发应用。随着GRA生物合成及调控路径的明晰，基因工程辅助GRA的高效生物合成展现出巨大的潜力，也提示突破主流的单基因调控策略，聚合多基因多维度协同提高GRA合成的潜力。本文聚焦基因工程辅助十字花科作物高效生产GRA这一目标，系统的梳理了GRA合成各阶段的潜在候选基因并从富集部位角度指出了具高应用价值的底盘作物，以期为将来通过基因工程和分子育种技术调控植物中GRA的生物合成，实现GRA大规模可持续生产提供一定的思路和策略。

关键词： 电工材料   材料基因工程   机器学习   高通量计算   高通量实验  

摘要： 电工材料是电气装备的基础,其材料特性直接决定电气装备的极限电磁参数。随着科学技术的进步,生产、生活水平的不断提高,人们对电气装备具有的功能和性能的需求日益增加。理论研究和工程实践表明,以传统电工材料为基础生产的电气装备在功能和性能方面不能完全满足人类社会对先进电气装备快速增长的需求。电工新材料及其应用研究应使未来的电工装备具有挑战更高电磁参数极限的能力。材料基因工程为电工材料设计筛选提供了新的技术手段,通过利用高通量的方式设计与筛选材料,大幅缩短了材料的研发周期,显著降低了研发成本。本文综述了近几年材料基因工程先进理念与前沿技术在电工材料开发中的应用案例,这些案例表明了材料基因工程技术在电工材料研发中的适用性。本文还重点分析了以机器学习为代表的大数据技术在电工材料研发中的应用现状。

关键词： 重金属   植物修复   微生物   基因工程  

摘要： 重金属对自然生态系统的污染严重影响人类及其他生物的健康和生存。许多国家采用了不同的化学和物理处理方法,然而,市面上对于低浓度的重金属污染相应处理技术依然效果不显著,从而这些处理方法的接受度低。生物修复是利用潜在的微生物和植物物种,通过生物对重金属污染土壤和水体进行修复的一种生态友好、高效的方法。无论是天然的还是基因工程的形式,生物修复为重金属生物修复的潜在机制提供了很好的思路。

关键词： 茎尖   再生   遗传转化   细胞分化   基因工程  

摘要： 植物茎尖的分裂和分化能力强,是良好的植物再生和遗传转化外植体。建立简单高效的茎尖再生体系和遗传转化体系,在植物基因功能验证、性状改良、新品种培育等方面发挥重要作用,从而促进基因工程发展。本文介绍了茎尖分生组织的形态结构,并简述了影响茎尖干细胞分化的调节因子及其在茎尖中的调控机制,以期加深人们对植物茎尖发育调控的认识,为植物茎尖再生体系和遗传转化体系的建立提供理论基础。在此基础上,本文综述了外植体苗龄、茎尖处理方式、培养基、植物生长调节剂、温度等因素对植物茎尖再生体系的影响,并重点讨论和概述了当前影响植物茎尖遗传转化效率的主要原因,包括预培养、茎尖处理方式、侵染方式、菌液浓度及侵染时间、乙酰丁香酮(AS)浓度、共培养时间、筛选剂等因素。结果表明,对茎尖外植体进行适当预培养和处理、在侵染过程中辅助AS或超声波、选择合适的侵染菌液浓度和共培养时间有利于提高植物茎尖的遗传转化效率。在此基础上,本文进一步探讨了选择合适的基因转化方法、载体类型和优化载体元件提高遗传转化效率的可行性,发现在转化载体上添加发育调节因子是促进植物再生的一种有效策略,推测该方法在植物茎尖研究中具有应用潜力。此外,本文简述了基因编辑发展现状,总结了目前发育调节因子在基因编辑中的应用,并对目前遗传转化技术优化和应用的研究热点进行了讨论,对未来茎尖遗传转化技术的优化和应用进行了展望。