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农杆菌转化法研究进展论文

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农杆菌转化法研究进展论文

Ti质粒与T-DNA几乎所有双子叶植物都容易受到土壤农杆菌感染,而产生根瘤。它是一种革兰氏阴性土壤杆菌(A. tumefaciens)。其致瘤特性是由Ti(tumor-inducing)质粒介导的。农杆根瘤菌之所以会感染植物根部是因为植物根部损伤部位分泌出酚类物质乙酰丁香酮和羟基乙酰丁香酮,这些酚类物质可以诱导Vir(Virulence region)基因的启动表达,Vir基因的产物将Ti质粒上的一段T-DNA单链切下,而位于根瘤染色体上的操纵子基因产物则与单链T-DNA结合,形成复合物,转化植物根部细胞。T-DNA上有三套基因,其中两套基因分别控制合成植物生长素与分裂素,促使植物创伤组织无限制地生长与分裂,形成冠瘿瘤。第三套基因合成冠瘿碱,冠瘿碱有四种类型:章鱼碱(octopine)、胭脂碱(nopaline)、农杆碱(agropine)、琥珀碱(succinamopine),是农杆菌生长必需的物质。1. Ti质粒的结构 在发现根瘤农杆菌诱发冠瘿瘤的本质是Ti质粒后,Ti质粒便成为冠瘿瘤形成基因鉴定与分析的主要研究对象。Ti质粒大约在160~240kB之间。其中T-DNA大约在15kb-30kb。Vir基因区在36kb左右。除此之外,Ti质粒上还存在Con区(region encoding conjugation)和Ori区(origin of replication)。T-DNA上共有三套基因和左右两个边界,LB和RB是长为25bp的末端反复重复顺序,在切除及整合过程具有重要意义。tms由两个基因组成:tms1(iaaM)和tms2(iaaH)tmr由一个基因组成iptz:tmt由若干基因构成,合成稀有氨基酸衍生物,称为opines。它有三个成员:octopine=精氨酸与丙酮酸的缩合物Napaline=精氨酸与-酮戊二酸的缩合物Agropine=谷氨酸与二环糖的缩合物据此可将Ti质粒分为三大类,感染的植物诱导合成这些有机碱,但不能利用它们,其分解酶基因在Ti质粒上,分解产物为氨基酸和糖类,供根癌农杆菌使用作为氮源及碳源。的整合机制:T-DNA的详细整合机制尚不清楚,但有几个环节是明确的:T-DNA切除由Vir区编码的特异性内切酶完成,分别在LB和RB的第三个碱基和第四个碱基之间产生缺口,并形成单链T-DNA。T-DNA的LB和RB在整合中的作用是不对称的,RB顺序与整合有关,而LB无关。T-DNA的整合可以是单拷贝的,也可以是多拷贝的,成串联形式排列,但整合位点的特异性尚未确定。Ti质粒转化植物细胞1 . Ti质粒的改造有以下理由使天然的Ti质粒不能作为表达载体使用:a. 生长在培养基上的植物转化细胞产生大量的生长素和分裂素阻止了细胞再生长为整株植物,因此,必须除去生长素和分裂素基因。b. 有机碱的合成与T-DNA的转化无关,而且可能会影响植物细胞生长,因为有机碱合成大量消耗精氨酸和谷氨酸,因此必须去除有机碱合成基因(tmt)c. Ti质粒约为200kb,重组操作非常苦难,也很难找到单一的酶切位点。d. Ti质粒不能在大肠杆菌中复制,为了使重组质粒DNA的大量扩增,须添加入大肠杆菌复制子。 加入植物细胞的筛选标记,如neor基因,使用植物细胞启动子及末端polyA化信号,加入多聚人工接头以利于外源基因的克隆。植物中一般不存在质粒,为利用农杆菌的Ti质粒,发展了共整合系统和双元载体系统,避免了在大的Ti质粒上进行分子重组操作的困难。2. 植物细胞转化的共整合系统T-DNA克隆在大肠杆菌质粒上,含有的选择标记和植物选择标记Kmr。首先在中筛选重组分子,然后将重组质粒转化到农杆菌中,质粒与Ti质粒上的同源序列发生同源重组,将外源基因整合到Ti质粒上,用于侵染植物细胞。T-DNA重组分子整合到植物细胞染色体DNA上,Kmr筛选转化细胞。3 . 植物细胞转化的双元系统T-DNA转化植物细胞的标准方法是双元系统,即穿梭质粒。插入外源基因的重组穿梭质粒直接转化含有Ti质粒的根瘤农杆菌,经筛选后直接感染植物细胞。与共整合系统所不同的是,含外源基因的质粒可在农杆菌内自主复制并保留下来。农杆菌侵染植物细胞后,植物的创伤信号启动Ti质粒上的Vir基因,随后将穿梭质粒的T-DNA切割下来,转移到植物细胞中。改良植物性状基因克隆技术提供了一种新的改良植物的方法,它可以直接的改变植物的基因型。有两种策略可以应用。1) 基因附加:通过添加1个或多个基因改变植物的性状。2) 基因扣除:利用基因工程技术使一个或多个植物已经存在的基因失活。灭活植物基因是通过反义技术来实现的。将外源基因反向的连接到载体中,当基因转录成mRNA后,与正常的mRNA是反向互补的。我们称这种反向互补为反义RNA,缩写为asRNA。反义RNA阻止原有基因表达的机理尚不明了,但可以肯定,正义和反义RNA之间的杂交与这一事件有关,可能双链的RNA很快被核酸酶降解 ,或者反义RNA阻止了核糖体与正义RNA的结合。

​Agrobacterium -mediated transformation as a tool for functional genomics in fungi Abstract 农杆菌 Agrobacterium tumefaciens 可以将自己的部分DNA(transferred DNA;T-DNA)转移到很多种真菌中,这些可以用农杆菌介导转化( Agrobacterium -mediated-transformation;AMT)的真菌数量仍在上涨。AMT为一些用传统方法难以对基因进行操作的真菌打开了一扇大门。文章讨论了农杆菌DNA转化系统在真菌诱变中的作用。 Introduction 酿酒酵母( Saccharomyces cerevisiae )是第一个测定了全基因组的真菌,其研究和工具发展的很多很快,比如基因功能注释,转录情况分析,蛋白质二维凝胶分析,质谱等。然而对于丝状真菌,对于每一个预测基因的系统的突变分析,无论是定向诱变还是随机诱变都很困难。 与酵母菌不同的是,丝状真菌定向诱变需要构建基因互换盒(gene disruptioncassettes),且两侧有较长的同源区域(>1,000bp)才行。目前构建所需基因盒的方法有很多,各有优缺点。1995年,Bundock等人将应用于植物细胞的农杆菌使用在了真菌上,后来很多研究证明AMT可以用在很多不同的真菌上,与传统的真菌原生质体转化法相比,AMT可以利用孢子,菌丝体等作为开始材料,不需要制备原生质体,且更加高效。 Basics of AMT 农杆菌是植物病原菌,造成植物冠瘿瘤。致病机理是将200kbp的Ti质粒上上一段T-DNA转移到植物,T-DNA整合到植物基因组,指导合成一些酶,调节植物生长代谢。 Ti质粒上还包含一些segment,叫做virulence region,这个区域由许多致瘤性 vir 基因组成。Virulence region编码的蛋白质也参与了T-DNA的形成,转运和整合。 T-DNA两侧有24bp的重复序列,它是DNA运输到植物细胞体系的顺式作用信号。然而T-DNA的其他部分可以被删除或被替代,而不影响片段的转运能力。 农杆菌的这些特质发展出了现在用于转化植物和真菌的二元载体系统(binary vectorsystem)。在这个系统中T-DNA和virulence region分别存在于两个质粒里,含有virulence region的质粒叫做helper plasmid或disarmed plasmid,保留在农杆菌里。含有T-DNA的质粒在中,便于研究人员操纵。构建好带有T-DNA的质粒后,可由电击法等方法将质粒送入农杆菌中。 自然条件下,植物分泌的酚化物质或糖诱导农杆菌启动致病途径,诱导 vir 基因编码T-DNA转运机器,其双组分调节系统(two-component regulatorysystem)包括virulence proteins VirA和VirG,这两个蛋白激活对丁香酮(acetosyringone,AS)的识别并开始一系列反应。研究发现,农杆菌对真菌进行转化时,需要丁香酮存在才可成功,所以对真菌转化依然依赖农杆菌的virulence region。不过针对植物,酵母,丝状真菌的农杆菌转化的关键蛋白有一些差异。 当然寄主中的蛋白也会对农杆菌介导效率产生影响,所以不同真菌株系的转化效率也不一样。 Factors influencing AMT efficiency infungi 初始真菌材料 前面虽然提高农杆菌转化的一个好处是避免使用原生质体,然而对于一些真菌,仍然是原生质体的效率更高。不同真菌不一样,有的是分生孢子,有的是营养菌丝效率更高。而且越年轻的菌丝体,越有活力,转化效率越高。 农杆菌和寄主 不同农杆菌与不同寄主株系的组合都可能产生不同的转化效率。 AS使用 真菌与农杆菌共培养时,添加AS是必需的,AS可以诱发 vir 基因工作。AS在500μM浓度时效率很好,有时在单独培养农杆菌时也加入AS对转化效率提高有帮助,但是农杆菌用AS预处理对有些菌的转化甚至有反作用,比如 Beauveria bassiana ,  Fusariumoxysporum , 和  Magnaporthe grisea 。 共培养条件 包括温度(22-25℃最好),pH(),两者加入的比例,滤纸类型。有研究表明,不同真菌与农杆菌的浓度配比,应与真菌生长速率与对农杆菌的敏感度有关。 顽强的真菌 由于人类对T-DNA转运机制理解仍然有限,有一些顽强的真菌不可以用农杆菌转化的方法操控。目前还没有解决的方法。综述在后面举了一些真菌应用农杆菌转化法成功产生突变体的成功案例。并且讨论了与传统CaCl2/PEG原生质体转化方法的效率比较,农杆菌介导的普遍比原生质体转化法效率高,基因位置对转化率也有影响。参考文献 Michielse, , ., van den Hondel, ., and Ram, . (2005)Agrobacterium-mediated transformation as a tool for functional genomics infungi.  Current genetics   48 : 1-17.

幽门螺旋杆菌的研究进展论文

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医学微生物学论文题目参考

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预防医学毕业论文选题

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27、中国破伤风免疫预防的现状、问题与展望

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31、芬吗通在临床中预防术后宫腔粘连的应用效果

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33、职业性急性钡及其化合物中毒的预防

医学检验免疫毕业论文题目

1、基于纳米颗粒的分子展示应用于超灵敏检测

2、SLE患者中几种新型自身抗体的检测及其临床诊断价值的探讨

3、多肽酶检测和细胞表面荧光标记的新方法研究

4、区域检验服务协同平台的设计与实现

5、胶体金喷膜仪的设计与开发

6、重庆市乡镇卫生院医疗资源的调查研究

7、基于氧化石墨烯和硫化铅纳米颗粒的荧光生物传感器研究

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10、现代医院检验科模块化设计研究

11、酶免工作站监控系统的设计与实现

12、乙型肝炎表面抗原胶体金免疫层析法血清快速测定的性能评估

13、基于微型压电与光谱生化分析系统的POCT新技术研究

14、长江三角洲地区犬猫皮肤真菌病调查及体外药敏试验

15、我国医学检验本科专业人才培养的问题与对策研究

16、基于电化学分子信标基因传感技术的HIV-1核酸检测新方法研究

17、Free β-hCG和PAPPA光激化学发光免疫分析试剂的研制

18、乙肝快速分析仪的研究与开发

19、阿托伐他汀对动脉粥样硬化患者外周血中PPAR γ的作用研究及相关炎症因子与动脉粥样硬化关系的建模分析

20、综合性医院医学检验资源优化管理研究

21、全自动多功能免疫检验过程关键问题的优化研究

22、HMGB1通过NF-κB激活TGF-β1诱导特发性肺纤维化发病机制的研究

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26、高血压病证型与血清褪黑色素水平的相关性研究

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28、网织血小板在系统性红斑狼疮患者的临床应用

29、G公司第三方独立医学实验室服务营销策略研究

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31、基于光电检测与信息处理技术的纳米金免疫层析试条定量测试的研究

32、贫铀长期作用后的吸收分布特点及其主要蓄积器官的损伤效应研究

33、基于磁性微球的PMMA微流控免疫分析芯片系统的研究

34、hr HPV、L1壳蛋白、p16蛋白与宫颈病变的关系及诊断价值研究

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36、国产化学发光法诊断系统检测乙肝表面抗原的评价

37、蛋白A-藻蓝蛋白β亚基双功能蛋白的性质及其在免疫检测中的应用

38、上海市社区卫生服务中心检验开展现状及检验项目合理化设置研究

39、__医学检验集团发展战略研究

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幽门螺旋杆菌,因为和胃癌的发生有关又被称为癌症细菌,同时它也是跟胃溃疡、胃炎、十二指肠溃疡等消化道疾病密切相关。在我国,幽门螺旋杆菌的平均感染率已超过50%。因此,国内外专家都建议大部分情况下幽门螺杆菌感染者最好根除它。

一直以来,幽门螺旋杆菌一线的治疗需要吃4种药物,也就是传统的四联根治疗法:2种抗生素+质子泵抑制剂+胃粘膜保护药。四联疗法总体疗效不错,但也有一些患者由于吃的药物过多或者存在药物不良反应就没有坚持吃够疗程造成根除效果不佳。

在2020年12月的第二届上海陆家嘴国际消化内镜高峰论坛上,有专家分享了根除幽门螺杆菌的高剂量二联疗法,认为2个药物高剂量服用就同样能达到根除幽门螺杆菌的效果,那么这个高剂量二联疗法到底是什么?

什么是根除幽门螺杆菌的高剂量二联疗法?

目前指南[1]推荐的经验性根除幽门螺旋杆菌的治疗方案就是四联方案,包括两种抗生素、一种质子泵抑制剂(如艾司奥美拉唑、兰索拉唑、奥美拉唑、泮托拉唑等)和一种铋剂。

这种方案比三联疗法耐药率低,根除率高,但是成本较高,而且抗生素相关不良反应更高。所以科学家们一直在摸索更好的治疗方案,也一直在尝试二联疗法(亦称双联疗法)最佳剂量和配比。目前主要研究的就是质子泵抑制剂联合阿莫西林的二联疗法。所谓的高剂量二联疗法主要有以下两个特点:

1)大剂量阿莫西林

阿莫西林是治疗幽门螺旋杆菌的首选抗生素,它的耐药性低,杀菌效果好,而且口服吸收迅速,起效快,安全范围高,即使增加剂量,不良反应也比较少。

所以阿莫西林作为高剂量疗法的抗生素是大多数研究的选择,目前研究证明可以提高阿莫西林每日剂量到2克到3克,或者增加阿莫西林的给药频次到每天3次到4次。

2)大剂量质子泵抑制剂

由于幽门螺旋杆菌在胃内pH 6时是处于非复制但存活的状态,而阿莫西林需要依靠微生物复制机制来杀死细菌。

所以增加质子泵抑制剂的剂量或者增加用药频率都可以使胃内pH值维持在中性状态,让阿莫西林更能发挥杀菌的效果。目前,大部分的专家认为,二联疗法中的质子泵抑制剂 首推艾司奥美拉唑 (40毫克,一天2次)。

总结

医学是一个不断发展的学科,目前大部分研究都认为高剂量二联疗法的安全性和根除率高,不良反应低,但是青霉素过敏的患者不能使用。

值得提醒的是,目前这个2联疗法还未正式推广临床应用 ,只是一个新的学术研究成果,还需要进一步的大规模临床研究证明。希望未来能够研究出耐药率更少,不良反应更少,根除率更高的方案。

参考文献

[1] 中华医学会全科医学分会, 中华医学会消化病学分会幽门螺杆菌学组. 幽门螺杆菌感染基层诊疗指南(2019年)[J]. 中华全科医师杂志,2020,05:397-402.

[2] 冯心怡,张云,邓彬.高剂量双联疗法作为幽门螺杆菌感染根除方案的研究进展.世界华人消化杂志.2020;28(17):847-851.

研究大肠杆菌论文

学术堂整理了十个关于大肠杆菌的论文题目,供大家参考:1、大肠杆菌表达系统的研究进展2、重组大肠杆菌高密度发酵研究进展3、山东省鸡大肠杆菌的分离鉴定4、大肠杆菌mtID基因和gutD基因的克隆,全序列测定和高效表达5、我国部分地区禽病原性大肠杆菌的分离与鉴定6、中国不同地区家禽大肠杆菌血清型分布和耐药性比较研究7、大肠杆菌毒力因子研究概况8、致病性大肠杆菌的耐药性监测9、动物大肠杆菌耐药性的变化趋势10、纳米银对大肠杆菌的抗菌作用及其机制

生物医药产业近年来引起世界各国的高度重视,我国也把生物医药产业作为重点发展的支柱性产业,从政策和规划上积极进行扶持。下面是我为大家整理的生物医药论文,供大家参考。

合成生物学在医药中的应用

生物医药论文摘要

摘 要:合成生物学是在项目学理论的带领下,对天然生物体系从头开展策划以及整改。并且策划同时制造新的生物部件、模式以及体系的全新科目。合成生物学是自然科目前进到一定程度形成的新学科,同时在医药方面已获取了明显的成就。 文章 综合讲述了在项目细胞使用合成生物科目方式研究出了能够抵抗疟病的治理药物的前身青蒿二烯,抵抗癌症的药物前身紫杉二烯,还有脂肪醇、酸以及高级醇的生成方式等探索进步。除此之外,有的关键的合成生物学有关 措施 ,在很大程度上加快了项目细胞的重新组合以及演化,为建筑运用于制造范畴的新效用细胞供应便利适用的东西。

生物医药论文内容

关键词:合成生物学;基因模块;医药

引言

最近几年,合成生物学发展的速度有了很大程度的提升,慢慢的造就了特征明显的探索实质以及运用范畴。其探索实施关键包含:(1)新生物原件、构件以及体系的策划和建筑。(2)对现在拥有的、自然的生物体系开展从新策划。二零零九年美国医学部门的带领下组建了一支由十二支社会各界学士构成的IDR小组,研究合成生物科目的前进朝向以及多科目交叉状况。认为合成生物科目是集电脑、物理、工程以及生物等科目一起进行研究交叉的科目,能够经过重组生物运用在环境、药物、民众健康、资源等部分。

合成生物科目是项目学以及生物科目一起前进到一定程度形成的。人类基因体和很多形式的生物基因体测定未知序列的完成,还有很多的后基因体作业,促进累计的生物学资料出现了天文级。但是,现在拥有的资料挖掘当时依旧限制于对生命特征的深层探索,很难对生命的内在工作样式开展探索分析。合成生物科目就在这种环境下形成,经过从下到上的建筑生命行为,按照其独具的角度解释生命,为理性策划以及革新生命供应了基础。最近几年,基因体测定未知序列以及合成单位已经在全球范畴内普遍建立,供应品质优、价格低的服务。优异的基因体测定未知序列以及合成措施推动合成生物科目策划新生命组合以及建筑功效细胞更简单。

最关键的是,人类身体健康情况、资源、条件等范畴的巨大需要也推动着合成生物科目的快速前进。把基因部件按照项目的需求,有机从新组建整合在一起,就出现了效用基因模式。在加上对现在已经拥有的生物网络的使用,并且引进新的效用基因模式,表明天然细胞不可以合成的物品,在合成部分已经有了很大程度的前进。现在我们解析一下在药物范畴内使用的合成生物科目

1 青蒿二烯的生物合成

杰伊?科斯林在项目细胞中制造出抵抗疟疾的前身青蒿二烯的探索作业实在经典。在产生青蒿二烯合成方式的重要新基因资料后,科斯林团队在二零零三年在大肠杆菌中胜利的研究出了制造青蒿二烯的另一种方式。这种合成方式划分为两种形式。第一种形式是在Acetyl-CoA为出发点,通过甲瓦龙酸来制造IPP。这就摆脱了大肠杆菌本来的G3P以及乙酰甲酸为前身制造的异戊二烯焦磷酸方式,能够使细胞代谢经过新方式形成异戊二烯焦磷酸分子,为下游制造方式供应足够多的底物分子。第二个形式就是从C5的异戊二烯焦磷酸为出发点,通过异戊二烯链拉长方式形成C15的FPP,最后在ADS酶的功用下制造青蒿二烯,最高形成量能够达到一百二十二毫克每升。上下游模式都是来源于真核生物中的代谢方式,把其密码改善同时从新构筑在原核生物大肠杆菌内,同时胜利制造想要得到的物品,开拓了制造生物的新方式。

2006年,Keasling小组又以酵母菌为宿主,通过对内源的乙酰辅酶A到FPP途径的关键基因进行上调或下调,同时引入基因优化过的外源模块,成功实现了产物青蒿二烯产量的稳步提高。对内源基因上调的方式有两种,其一是增加基因拷贝数,如tHMGR酶的基因,其二是通过转录因子来上调基因表达量,如ERG系列的基因。对内源基因的下调则是采用基因敲除的 方法 。通过对合成路径涉及基因的一系列微调,使产量达到153mg?L-1,是以往报道的二烯类分子产量的500倍。

在此基础上,研究小组又设计了人工蛋白支架(synthetic protein scaffolds),对大肠杆菌内已构建的上游模块:从乙酰辅酶A到甲羟戊酸的合成途径进行了优化。三个反应酶AtoB,HMGS,tHMGR通过蛋白支架以不同分子数比例捆绑在一起发挥作用,解决了中间代谢物积累造成的合成效率降低以及对宿主的毒副作用问题。具体机理是将高等动物细胞中的配体受体作用关系引入到大肠杆菌中,将配体分子的基因序列与模块中的反应酶基因融合表达,从而将受体分子以不同分子数连成一串,构成柔性支架。由于脚手架内各个受体分子间由一定长度的多肽连接,就避免了因多个配体受体结合造成的空间位阻问题。在反复实验与调试后,研究小组发现三个酶分子以1:2:2的比例连在一起作用效果最强,产量达初始值的77倍,约5mmol?I-1(740mg?L-1)。

随着后期工业化发酵,研究小组又发现来自酵母的外源基因HMGS和tHMGR表达的酶不足以平衡外源代谢流,成为瓶颈反应。他们以金黄葡萄菌中的相关酶基因进行替换后,青蒿二烯产量立刻增加一倍。通过与工业发酵过程优化的结合,作为工业产品的青蒿二烯最终产量高达。合成生物学成功用于重要药物的合成,引起了广泛关注。

2 紫杉二烯的生物合成

Gregory Stephanopoulos的科研组织在二零一零年时在大肠杆菌中胜利完成了抵抗癌症药物的前身紫杉二烯物质的合成。这是在这个科研小组在萜类生物代谢方法和大肠杆菌细胞细微调节的长时间探索中获取的成效。科学组织把内在的过氧化二碳酸二异丙酯合成方式定位上游模式,把之后合成紫杉二烯的方式定位成下游模式,其作业也关键聚合在怎样对上下游模式开展微调。因为假如只顾上游,肯定会导致中间代谢物的消耗,并且形成中间障碍;但是如果下游经过量太多就会浪费很多的酶分子,增加了细胞表述负荷。

研究小组采用改变质粒拷贝数和启动子强度的方法对上下游通量的比例进行了微调。通过对已有文献的整合以及自己的测试工作,研究小组确定了三种质粒pSCl01,p15A,pBR322的拷贝数分别urNorphadicnc为5,10,20,而整合入基因组中的基因拷贝数相当于1。三种启动子Trc,T5,T7的相对强度分别为1,2,5。通过这几种质粒和启动子的组合,使上下游模块的通量比例发生变化,再检铡含有不同通量比例的细胞内的产物产量。在此过程中,模块内部基因是单顺反子还是多顺反子表达形式也影响产量变化,即多个基因是在一个启动子后表达还是在各自的启动子后表达。经过一系列微调与组合后,具有最优性状的菌株目标产物的产量高达(1020±80)mg?L-1,实现了对碳代谢流的高效利用和协调。同时,通过蛋白质工程的手段对细胞色素P450氧化还原酶进行改造,在工程菌中首次成功异源表达。

3 展望

合成生物科目根据项目学原理为指引,对现在拥有的、天然具备的生物体系从头策划以及整改,并且全力对策划合成出新的生物部件、模式以及体系努力。特别在使用部分,合成生物科目建筑的人工生物体系能够在制成关键生物品种、呵护人类身体等部分有主要的前进空间。现在合成生物科目的探索成就主要使用在医学方面,将来在别的行业范畴内也肯定会有引人注目的成就出现。总而言之,合成生物科目拥有普遍的运用前提以及强有力的措施撑持。

我国生物医药产业发展研究

生物医药论文摘要

【摘要】生物医药产业是由生物技术产业与医药产业共同组成。本文分析了当前国内外生物医药产业发展状况,分析医药产业发展中存在的问题,并且着重调查生物医药产业发展的基础及发展中存在的不足,寻找对策,在生物医药产业发展的过程中实现“四个化”,促进生物医药产业快速稳步地发展。

生物医药论文内容

【关键词】生物医药发展对策

一、国内生物医药产业发展现状

1986 年我国正式实施“863 计划”,生物技术被列为包括航空航天、信息技术等7 个高技术领域之首。政府在生物技术的研发和产业化发展的过程中给予了一定的优惠和扶持;国内各大企业为生物技术产业投入了大量资金;我国金融界也积极参与生物技术产业的发展,许多有实力的公司进行了生物技术开发,并且从金融市场融资从事生物技术研究和产业化。目前全球正处于生物医药技术大规模产业化的开始阶段,预计2020年后将进入快速发展期,并逐步成为世界经济的主导产业之一。

1、产业政策倾力扶持,高度重视生物医药产业发展

我国政府把生物医药产业作为21世纪优先发展的战略性产业,加大对生物医药产业的政策扶持与资金投入。“十五”规划明确提出“十五” 期间医药的发展重点在于生物制药、中药现代化等。国家对生物医药产品的开发、生产和销售制订了一系列扶持政策,包括对生物制药企业实行多方面税收优惠、延长产品保护期和提供研发资金支持等。同时, 国家为加强行业管理,对生物医药产品的研制和生产采取严格的审批程序,并针对重复建设严重这一情况,对部分生物医药产品的项目审批采取了限制家数的措施,以确保新药的市场独占权和合理的利润回报,鼓励新药的研制。2007年国家发改委公布了《生物产业发展“十一五” 规划》,该《规划》在组织领导、产业技术创新体系、人才队伍、投入、税收优惠政策、市场环境等方面制定了相关政策措施保障生物产业的快速发展, 因而对生物医药产业的发展意义重大。

2、生物医药产业化进程明显加快,投资规模与市场规模迅速扩张

自20世纪80年代中期以来,在国家以及地方各级政府政策的大力支持下,生物医药产业在我国蓬勃发展,国家经贸委的有关资料显示:1998年以前,我国对生物医药技术开发的总投资累计约为40亿元,自1999年开始,国家明显加大了对生物医药的投入力度,平均每年达20亿元左右,2003年这一投入达到60亿元,极大地促进了生物医药产业的发展。在生物医药产业相关优惠政策的作用下,国内一些生物医药企业通过自有资金和银行贷款两种 渠道 获得了大量的资金,用于研发新产品。目前我国从事生物技术产业和相关产品研发的公司、大学和科研院所达600余家,其中注册的生物医药公司有200余家,具备生产能力的有60余家(其中的48家已取得生产基因工程药物试产或生产批文)。

3、初步形成了以上海张江,北京中关村等为代表的医药产业集群

在生物技术产业迅猛发展的浪潮推动下,经过多年的发展和市场竞争,加上政府不失时机地加以引导,我国生物技术、人才、资金密集的区域,已逐步形成了生物医药产业聚集区,由此形成了比较完善的生物医药产业链和产业集群。如由罗氏、葛兰素一史克、先锋药业等40多个国内外一流药厂组成的侧重于基因研究,化合物筛选和新药开发的张江药谷产业集群;拥有诺和诺德制药公司和8个生物科技国家863项目的北京中关村生命科学园区;侧重于生物制药、特别是遗传工程药学的深圳生命科学园区等。这些产业集群聚集了包括生物公司、研究、技术转移中心、银行、投资、服务等在内的大量机构,初步形成了产业群体(药厂),研究开发、孵化创新、 教育 培训、专业服务、风险投资6个模块组成的良好的创新创业环境,对扩大生物医药产业规模、增强产业竞争力作出了重要贡献。

二、国内生物医药产业存在问题

1、投资模式不利于生物制药产业的发展

国际医药产业巨大的经济效益来源于创新,发达国家现代生物医药产业都拥有自己实力雄厚的研究机构,通常每年投入的经费占全部销售额的10%一20%,而美国每年用于研究开发生物药品的投人占总投资额的 60%~70%。每个大型医药公司都有自己“拳头产品”,单个产品的年销售额就可达十亿至几十亿多元。公司拥有这些产品的知识产权,国家给予专利保护,产占可以在10 年或更长时间内独占市场,一个产品就可赢得丰厚的利润,再从利润中拿出巨额资金投入研究开发新的具有知识产权的创新药物,周而复始形成良性循环。

从美国生物制药发展模式来看,技术力量雄厚的专家型小生物技术公司进行技术开发与创新,大制药公司通过战略联盟实现生物技术的产业化,风险投资为生物技术开发提供资金支持,这三种力量的有机结合是生物制药产业良性发展的关键。而从目前我国生物制药产业模式来看,主要通过购买技术实现生产,风险投资机制不足且资金太少,另外技术创新力量薄弱。因此,生物技术产业很难形成气候。

我国的医药企业规模小而分散,大多不具备技术开发与创新能力,生产的产品基本是引起仿制产品,重复开发投资现象也非常严重,恶性性竟争必然带来效益低下的状况。我国药品进口额呈逐年上升趋势,三资企业产品销售额也在逐年增长,一份国外研究 报告 中指出:“如果政府不干预,中国的医药市场将在5 年内完全被国际医药大公司操纵。”

2、低水平重复研究、重复建设严重,市场竞争非常激烈

生物技术产品的广阔前景和丰厚收益吸引了国内众多企业加人开发,但其中多数是仿制国外的,品种少,厂家多,在同一水平上重复建设投资。例如,研制rhuG—CSF 的就有18 家公司。据统计,仅1996-1998年,获卫生部新药批准文号的厂家,重组人白介素一2(l—2)的有10 家,重组人促红细胞生成素(EPO)的有10 多家。如此势必造成资源浪费、竟相压价、市场混乱的局面。更由于一些企业缺少产品 市场调查 分析,造成大量产品堆积,以致投资价格很高的成套流水线设备利用率很低,有的年使用率低于一个月。价格战反过来造成产品质量下降,假劣产品充斥市场。消费者对国产生物技术产品信任度低,而宁愿使用昂贵的国外进口制品。

3、科研和产业脱节现象仍较为严重

在我国科研单位研究目的是为跟进国际先进科技的发展,研究方向过多集中于对几个热门品种上游技术的开发,而能够实现产业化的项目很少,在国外,科研成果完成后,落到企业的研发中心进行进一步孵化,形成技术工艺后再规模化生产,在我国两者严重脱节。缺少有科学头脑的企业家和有技术开发能力的企业将研究成果转变为生产,大大阻碍了产业化发展。

4、开拓市场能力低

由于产品生产工艺水平和经营手段落后,国内市场将面临进口药品的冲击。具体表现为:一是对国外市场开拓不够,许多企业的市场定位不准;二是开发市场的投入量不足;三是生物药品良好的临床效果虽得到医务人员和患者的肯定,但其售价相对偏高,消费能力不足。因此,我国需要进一步加大对生物制药产业的资金与投术投人,并深化科研成果产业化的机制改革,在这一过程中,尤其要发挥资本市场和凤险投资公司的积极作用。

三、加快我国生物医药产业发展的对策建议

我国生物技术药物的研究和开发起步较晚,直到20世纪70年代初才开始将DNA重组技术应用到医学上,但国家高度重视生物产业发展把生物技术产业作为21世纪优先发展的战略性产业,加大对生物医药产业的政策扶持与资金投入。2006年国务院出台的《国家中长期科学和技术发展纲要(2006一2020年)》指出,未来15年,中国要在生物技术领域部署一批前沿技术,包括靶标发现技术、动植物品种与药物分子设计、基因操作和蛋白质工程、基于干细胞的人体组织工程和新一代工业生物技术等。这一部署无疑为中国生物制药的发展指明了方向。一位参与“十二五”医药产业专项规划的专家组成员透露:在正在制定的专项规划中,生物医药产业和产业升级将成为未来3年发展的重点方向。专项规划把生物医药产业发展和产业升级作为“十二五”医药产业的重点,要求追踪生物医药前沿技术,占领生物医药产业制高点。

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0引言脆性X综合征(fragile X syndrome, FXS)是一种最常见的遗传性智力发育不全综合征,有超过99%的FXS是由脆性X智障基因1(fragile X mental retardation, FMR1)中5′端非编码区CGG三核苷酸重复序列不稳定扩增及其CpG岛异常甲基化导致. FMR1基因的表达产物FMRP的缺乏导致FXS的发生[1-2]. 本实验对编码基因存在于3号染色体[3],能与FMR1 基因5′ d (CGG)n3′重复序列特异性结合的蛋白CGGBP1进行原核表达,并对其DNA结合活性进行研究.1材料和方法材料大肠杆菌DH5α, BL21( DE3)和表达载体pRSET A均为本实验室保存. 质粒提取试剂盒购自Sigma公司; 限制性内切酶BamH I和KpnI购自宝生物工程公司;T4 DNA连接酶购自Promega公司; Ni2+NTA金属螯合蛋白质纯化系统购自Qiagen公司;链酶亲和素磁珠购自Dynal公司;低分子质量蛋白标准购自上海西巴斯生物技术有限公司. 方法 表达载体的构建根据CGGBP1基因起始密码子和终止子邻近序列设计PCR引物:CGGBP1F CGC GGA TCC GAG CGA TTG TAG TAA CAG CA,CGGBP1R GGG GTA CCT CAA CAA TCT TGT GAG TTG AG. 其上游及下游引物分别加入BamHI和KpnI酶切识别位点序列(引物序列下划线部分). PCR反应以人淋巴细胞cDNA文库为模板,扩增编码CGGBP1的基因序列. 设计PCR扩增体系25 μL,灭菌去离子水10 μL,10×反应缓冲液 μL,25 mmol/L MgCl2 μL,DMSO μL,4× dNTP混合物(每种 mmol/L)2 μL,CGGBP1F和CGGBP1R各10 pmol,模板 μL(50 ng/μL), Taq DNA(5 μ/μL)聚合酶 μL. 扩增条件:95℃预变性5 min,再94℃ 30 s, 53℃ 1 min,72℃ 1 min循环40次,最后72℃终末延伸产物10 min. PCR产物经琼脂糖电泳分离,用胶回试剂盒回收目的基因. 用BamHI和KpnI酶切PCR产物和pRSET A,酶切产物电泳后回收,在T4连接酶作用下,目的片段定向克隆至pRSET A的BamHI和KpnI克隆位点. 将重组质粒转入大肠杆菌DH5α,接种到含氨苄青霉素的LB培养基平板并挑取单菌落.融合蛋白的诱导表达将测序正确的重组质粒转入BL21( DE3). 挑取携带目标质粒的单菌落接种于含100 mg/L氨苄青霉素的LB培养基中, 37℃振荡培养12 h, 按10 mL/L比例转接于新鲜培养基,37℃振荡培养至对数生长期时,加入IPTG至终浓度1 mmol/L,32℃诱导振荡培养4 h,离心收集菌体,SDSPAGE分析重组蛋白的表达.蛋白表达形式的分析取5 mL菌液离心,用500 μL的裂解液(10 mmol/L 咪唑,300 mmol/L NaCl及50 mmol/L磷酸二氢钠 pH )重悬,加溶菌酶至终浓度为1 mg/mL,冰浴30 min,超声波裂菌,离心后分别将上清和沉淀进行SDSPAGE分析.融合蛋白的纯化将1 mL 500 mL/L Ni2+NTA悬液和4 mL细菌裂解上清液轻轻混匀4℃放置60 min,直接过柱. 过柱结束后,用4 mL漂洗液(20 mmol/L 咪唑,300 mmol/L NaCl及50 mmol/L 磷酸二氢钠 pH ),洗脱未和Ni珠结合的杂蛋白. 经过2次漂洗后再用 mL洗脱液(250 mmol/L 咪唑,300 mmol/L NaCl及50 mmol/L 磷酸二氢钠 pH ) 3次洗脱特异结合的目的蛋白,分步收集. 取收集液,进行SDSPAGE分析.与(CGG)29重复序列双链DNA结合实验取10 μL磁珠用1 mL的无RNA酶的三蒸水清洗磁珠2次,除去防腐剂. 1×生物素亲和素结合缓冲液(10 mmol/L TrisHCl,2 mol/L NaCl,1 mmol/L EDTA,1 g/L Tween 20)15 μL重悬磁珠,各5 μL分3组实验. 其中一组加入25 μL(100 ng/μL)生物素化的(CGG)29重复序列双链DNA,另外两组分别加入25 μL(100 ng/μL)非生物素化的(CGG)29重复序列双链DNA和25 μL三蒸水做对照;三组分别再加入2×生物素亲和素结合缓冲液30 μL,25℃轻摇1 h. 经磁力吸附后,弃上清. 重复上述步骤3次;加入纯化后CGGBP1(500 μg/mL)15 μL 和2×核酸蛋白结合缓冲液(20 mmol/L HEPES,100 mmol/L NaCl, mmol/L DTT,100 g/L甘油)20 μL,室温下静置30 min;经磁力吸附后,弃上清;用1×核酸蛋白结合缓冲液清洗磁珠2次;加三蒸水10 μL,沸水煮10 min,进行SDSPAGE分析.2结果原核表达载体的构建及鉴定扩增产物在15 g/L的琼脂糖凝胶电泳,可观察到一条约504 bp的条带(图1); 重组质粒pRSET A/CGGBP1及质粒pRSET A分别用BamHI和KpnI酶切,pRSET A/CGGBP1分为两个片段,分别为 ku和504 bp(图2),均与预计结果相同.的表达用BamHI和KpnI双酶切pRSET A/CGGBP1表达质粒,筛选阳性重组质粒. 携带有pRSET A/CGGBP1质粒的 BL21(DE3)菌株,经IPTG诱导后,在Mr 约25 000处出现1条表达条带;而未经IPTG诱导的菌体则无此条带. 诱导后的菌体经溶菌酶及超声波裂解,离心后分为上清和沉淀两部分. 经SDSPAGE分析表明,CGGBP1部分存在于细菌裂解液的上清中,为可溶性蛋白,上清液中的目标蛋白相对较少(图3). 蛋白纯化在表达质粒pRSET A多克隆酶切位点的上游, 插入有连续6个组氨酸的序列 —(His )6 tag. 重组质粒经诱导表达后,(His )6 tag可以和外源插入片段共同表达. 利用(His )6 tag 和金属Ni2+的螯合所设计的固定化金属配体亲和柱层析方法,是纯化目的蛋白的一种高效而简单的方法. SDSPAGE显示,CGGBP1得到较高程度的纯化(图4).与5′d(CGG)293′重复序列双链DNA结合实验生物素化的5′d(CGG)29 3′重复序列双链DNA被固定到链酶亲和素磁珠上,非生物素化的5′d(CGG)293′重复序列双链DNA因无法固定到链酶亲和素磁珠上而被洗脱掉. 同理,加入CGGBP1后,未和5′d (CGG)293′重复序列双链DNA结合的蛋白也被洗脱(图5).3讨论关于微卫星的产生机制,普遍认为是DNA复制过程中DNA聚合酶的滑动[4],或DNA复制和修复时滑动链与互补链碱基错配,导致一个或几个重复单位的插入或缺失. 已发现微卫星可能是一种非常活跃的碱基序列,通常各种简单的重复序列成簇地聚集在一个染色体区域,这个染色体区形成特异染色体结构的能力将会增强. 这些区域在核糖体RNA基因中非常复杂,同时这些重复序列所折叠形成的结构还能与特异的蛋白质相结合,成为“染色质折叠密码”[5-6],参与遗传物质的结构改变,基因调控及细胞分化等过程. 脆性X综合征是Igarashi等[7]研究报道的与三核苷酸重复片段扩增突变有关的7种神经变性疾病其中的一种. 该蛋白只和(CGG)n重复序列发生特异性结合,而与其它类型的三核苷酸重复序列不结合[8]. 因此,对该蛋白功能的研究具有重要的理论研究意义. 本实验成功地构建了含CGGBP1的重组质粒,以可溶性蛋白形式获得较高表达. 通过Ni2+NTA柱纯化,获得纯化的目标融合蛋白质,同时证明了该蛋白能和人FMR1基因5′d (CGG)293′重复序列双链DNA特异性结合. 这将为进一步开展真核生物蛋白CGGBP1功能的研究和阐释CGG三核苷酸动态突变的致病机理奠定基础.

植物内生菌研究进展论文

苜蓿种子内生菌的分离开题报告应该包括以下内容:1.研究的背景和意义:介绍苜蓿种子和内生菌的相关背景和意义,包括苜蓿在农业生产中广泛应用以及内生菌的生态作用等。同时概述国内外对苜蓿种子内生菌的研究进展和不足之处,引出本研究的研究目的。2.研究目的:明确本研究的具体研究目的和需解决的问题,即分离、鉴定苜蓿种子内生菌的多样性和数量,并分析其生态功能及其与苜蓿生长发育的关系。3.研究方法:介绍本研究所采用的实验设计、样本采集、实验室操作等详细的研究方法和步骤,并阐述其科学、可靠和有效性。4.预期研究结果和意义:阐述分离、鉴定苜蓿种子内生菌的多样性和数量的预期结果,以及对苜蓿生长发育和生态作用的影响,同时指出研究的理论价值和实际意义。5.研究的进展和计划:对研究进展情况进行概括,并列出接下来的研究计划和工作安排,包括实验进度、数据分析、研究结果的检验与验证、论文的撰写和发表等。6.参考文献:引用在开题报告中涉及到的相关文献和资料。总之,苜蓿种子内生菌的分离开题报告应该全面、具体和条理清晰,让读者能够清晰地了解该研究的研究目的、方法和预期结果,并发现其中的科学价值和意义,有助于顺利进行后续的实验研究和论文撰写。

关于植物内生菌的研究作者:李金旭来源:《中国电子商情》2014年第09期引言:近年来,有关植物内生菌的研究已经成为我国微生物学领域研究的热点,由于植物内生菌具有较高的潜在可开发利用价值,使得其越来越受到人们的重视。植物内生菌作为植物微生态系统中的重要组成部分,在其长时间的协同进化中,和植物等进化为了相互依赖的关系,其具有产生活性物质的功能,因此可以用来作为生物的防治资源和外源基因的载体及新药的原料。本文针对植物内生菌进行了分析,重点突出了植物内生菌的概况、作用和应用。一、植物内生菌概述(一)有关植物内生菌的概念及其种类对于植物内生菌的概念有许多不同的定义,其中被公认的定义是指那些在其生活过程中的一定阶段或者全部阶段生活于活体植物的组织内部的微生物,这些微生物并不会对宿主植物产生显著的病害。植物内生菌普遍存在于低等植物和高等植物中。该定义是一个生态学上的概念,而非分类学单位。植物内生菌主要分为内生真菌、内生放线菌和内生细菌等,其主要寄宿在植物的表皮下的组织之中。植物内生真菌是指那些寄宿在植物的茎和叶之中度过生命周期的一种真菌。该种真菌对其宿主植物的害处非常少,甚至没有害处,它们和宿主植物之间形成共生关系。内生放线菌是一类新的生防微生物资源,其主要生活在健康的植物体内,产生系列活性物质并和宿主植物共同生活,是土壤中重要的一种原核生。内生细菌通常是指能生活在活体的植物组织中,和植物形成和谐关系的一类微生物,该类内生菌能进行生物防治、植物促生和内共生固氮作。内生细菌对于改善农业生态系统,保持植物微生态系统的生物多样性和保护农田的生态平衡等研究中具有重要意义。(二)植物内生菌研究发展概述对于植物内生菌的研究要追溯到19世纪中期,在1876年Pasteur从无菌的葡萄果汁中分离出来了植物内生细菌,开创了研究植物内生菌的先河,1886年De Bary首先提出植物内生菌的概念,他将植物内生菌定义为一类在其部分或者是全部生活史中存活于活体植物中,并不会使宿主表现出显著感染症状的微生物。内生菌的概念从1886年Bary提出来之后,距离今天有100余年的时间,在这100余年的时间里并没引起足够的重视,相关研究的进展较慢。到了20世纪末期,植物内生菌的研究才得到微生物学家、植物学家和微生态学家以及作物学家的重视。今天,对于内生细菌的研究已经成为植物微生态学和微生物学学科交叉的新的生长点,同时其也成为我国目前微生物研究领域的热点。目前,有关植物内生菌的研究不仅从深度上还从广度上都有非常大的进展,尤其是对于植物内生细菌的作用研究更是突出。近年来,有一些研究显示,植物内生菌可以作为外源基因的载体,拥有促进植物生长、增强植物抗逆境、增强植物抗病害、增加宿主植物的他感和对病虫害的防治作用等等。二、植物内生菌的作用(一)能够促进宿主生长经过研究发现,一些被感染内生菌的植物拥有比未经感染植株生长速度快的现象,某些内生菌通过人工接种的方式还能够提高植物的存活率,并促使植物发芽。张集慧等人经研究从兰科药用植物之中提取出了五种植物激素,它们分别是吲哚乙酸、玉米素、脱落酸、赤霉素和玉米核苷,这些激素能促进兰花的生长。沈德龙等人研究出水稻的内生成团泛菌YS19可以产生四种植物激素,它们可以调节水稻的生长情况,可以影响水稻的光合作用。(二)生物固氮作用很多植物在生长过程中其内生菌会从空气中吸取氮气,并将氮气转变为化合态氮,化合态的内生菌可以通过植株产生的能量产生固氮功能并且不形成特化的组织结构,差不多能够在宿主植物的各个器官之中进行固氮。通过对内生菌的不断研究,有人发现在甘蔗的根、叶和茎之中有许多的新型内生固氮菌,该种内生菌拥有较强的抗酸能力,它是重氮营养醋杆菌,其可以在高糖的环境中成长并维持高效的固氮活性,从而与甘蔗形成一种联合固氮的关系,其特征为严格的寄主唯一性。(三)抗逆境和抗病虫害作用内生菌可以增强宿主植物的抗逆性,如:通过用棉花的内生细菌回接棉花的方式,能够减轻人工接种感染的棉花枯萎情况。内生菌还可以提高宿主植物对各种其他生物如线虫、昆虫等害虫的抗性。三、植物内生菌的应用分析(一)内生菌在医药中的应用经过相关研究表明,从植物中提取出来的内生菌可以产生许多活性物质,这些活性物质拥有较大的药用价值。从一些植物中提取出的内生菌可以代谢产生抗肿瘤活性物质,这物质是抗癌物或者是其前体的重要来源,例如紫杉醇是一种提取于短叶红豆杉的二萜类生物碱,可以抑制微管解聚和稳定微管,是从植物之中发现的抗癌药物质之一;植物内生菌微生物类群可以产生许多拥有不同抗菌活性的物质,植物内生菌产生的抗微生物物质可以作为抗生素,例如肽、有机酸等抗生素。(二)内生菌在农业中的应用相关研究显示,植物内的内生菌和病原菌拥有同样的生态位,通过在植物体内的争夺空间和营养,迫使病原菌没有正常的营养而死亡,进而提高宿主植物的抵制病虫害的能力。同时,内生菌能够产生抗生素、毒素等激素,这些激素可以诱导植物产生系统抗性,来提高植物的抗逆性和抗害虫性等能力,例如:有机胺类、吲哚双萜、双吡咯烷类和吡咯里西啶类等生物碱可以对线虫等产生毒性,达到生物防治的作用。内生菌能够发生次生代谢产物,这些产物也能够消灭害虫。总之,植物内生菌的特性决定了其具有非常广泛的研究前景,拥有巨大的应用潜力,是一个潜力巨大的微生物新资源。伴随着我国生物化学、分子生物学和微生态学相关学科的发展,植物内生菌的研究将会更加广泛,其在医药和农业等领域的应用也会更加深入。参考文献[1]姜怡,杨颖,陈华红,等.植物内生细菌资源[J].微生物学通报,2005.[2]赫荣乔.植物内生细菌成为我国当前微生物研究领域的热点[J].微生物学通报,2009.[3]孔庆科,丁爱云.内生细菌作为生防因子的研究进展[J].山东农业大学学报:自然科学版,2001.(作者单位:哈尔滨师范大学)¥百度文库VIP限时优惠现在开通,立享6亿+VIP内容立即获取关于植物内生菌的研究龙源期刊网关于植物内生菌的研究作者:李金旭来源:《中国电子商情》2014年第09期引言:近年来,有关植物内生菌的研究已经成为我国微生物学领域研究的热点,由于植物内生菌具有较高的潜在可开发利用价值,使得其越来越受到人们的重视。植物内生菌作为植物微生态系统中的重要组成部分,在其长时间的协同进化中,和植物等进化为了相互依赖的关系,其具有产生活性物质的功能,因此可以用来作为生物的防治资源和外源基因的载体及新药的原料。本文针对植物内生菌进行了分析,重点突出了植物内生菌的概况、作用和应用。第 1 页一、植物内生菌概述(一)有关植物内生菌的概念及其种类对于植物内生菌的概念有许多不同的定义,其中被公认的定义是指那些在其生活过程中的一定阶段或者全部阶段生活于活体植物的组织内部的微生物,这些微生物并不会对宿主植物产生显著的病害。植物内生菌普遍存在于低等植物和高等植物中。该定义是一个生态学上的概念,而非分类学单位。植物内生菌主要分为内生真菌、内生放线菌和内生细菌等,其主要寄宿在植物的表皮下的组织之中。植物内生真菌是指那些寄宿在植物的茎和叶之中度过生命周期的一种真菌。该种真菌对其宿主植物的害处非常少,甚至没有害处,它们和宿主植物之间形成共生关系。内生放线菌是一类新的生防微生物资源,其主要生活在健康的植物体内,产生系列活性物质并和宿主植物共同生活,是土壤中重要的一种原核生。内生细菌通常是指能生活在活体的植物组织中,和植物形成和谐关系的一类微生物,该类内生菌能进行生物防治、植物促生和内共生固氮作。内生细菌对于改善农业生态系统,保持植物微生态系统的生物多样性和保护农田的生态平衡等研究中具有重要意义。第 2 页(二)植物内生菌研究发展概述对于植物内生菌的研究要追溯到19世纪中期,在1876年Pasteur从无菌的葡萄果汁中分离出来了植物内生细菌,开创了研究植物内生菌的先河,1886年De Bary首先提出植物内生菌的概念,他将植物内生菌定义为一类在其部分或者是全部生活史中存活于活体植物中,并不会使宿主表现出显著感染症状的微生物。内生菌的概念从1886年Bary提出来之后,距离今天有100余年的时间,在这100余年的时间里并没引起足够的重视,相关研究的进展较慢。到了20世纪末期,植物内生菌的研究才得到微生物学家、植物学家和微生态学家以及作物学家的重视。今天,对于内生细菌的研究已经成为植物微生态学和微生物学学科交叉的新的生长点,同时其也成为我国目前微生物研究领域的热点。目前,有关植物内生菌的研究不仅从深度上还从广度上都有非常大的进展,尤其是对于植物内生细菌的作用研究更是突出。近年来,有一些研究显示,植物内生菌可以作为外源基因的载体,拥有促进植物生长、增强植物抗逆境、增强植物抗病害、增加宿主植物的他感和对病虫害的防治作用等等

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如何加强食品微生物实践教学的组织指导,如何调动学生的积极性,提高实验教学效果一直是我们关注和探索的问题。下面简单谈一下我们在食品微生物实验教学中遇到的问题,解决的方法和对一些问题的思考。

1 精心选择实验内容,调动学习积极性

随着食品工业和微生物检测技术的迅速发展,食品微生物学及其实验课的内容也不断扩展,而实验课既受理论课内容进度的限制,又受课时及实验室等客观条件的限制。要在有限的课时内,系统、科学地完成食品微生物所有的实验项目是绝对不可能的,这就要求我们实验教师在掌握微生物学教学大纲的前提下,结合现代科技的发展和食品微生物的研究动态,精心设计实验课教学体系,合理选择实验项目。

选择实验内容,我们由浅入深,由感性到理性。首先要求学生对食品中常见细菌、酵母菌、霉菌、乳酸菌进行观察,掌握其性状特征和培养生长条件。学会识别哪些是有益菌,哪些是有害菌,利用有益菌的代谢活动制造更多的发酵产品,提高食品的质量,同时防止有害菌引起食品腐败变质以及食物中毒。其次选择有代表性的发酵食品作为实验内容,使学生了解利用微生物生产发酵食品的整个过程,通过这些实验使同学们对食品发酵有一个总体印象,并能举一反三。最后对不同的食品和发酵食品设计实验,让学生掌握食品微生物学检测技术、分离纯化技术、鉴定技术。并在课堂上结合自己的科研成果和食品研究 热点 介绍食品工业发展的前沿动态。

实验设计过程中,不仅有验证性实验,更多地引进了综合性和设计性实验,学生分成几人一组,让学生从实验设计,自己选择原材料,准备实验材料,试剂的配置,培养基的制备和灭菌等都由学生自己完成,最后写成规范的实验 报告 。学生对此积极性很高,甜酒酿、酸奶、腐乳等都是同学们喜欢并制作的发酵食品。在这个过程中学生将所学内容贯通,并熟悉掌握各个环节的操作步骤,这对学生将来步入社会,在工作岗位上独立开展工作都会有很大的帮助。

2 强化基础技能的训练,有效组织管理实验教学

食品微生物学是在掌握微生物的基本实验技能的基础上开展的,学生无菌操作观念的培养、正确使用、掌握微生物的实验仪器,如光学显微镜、灭菌消毒器械等都非常重要。但基于很多原因,学生的这些基础技能还是很薄弱,所以我们在进行食品微生物的每一个实验的每一个步骤中只要涉及这些基础性的知识,都会给予强调,亲自演示。

学生微生物基础技能培养和形成,不是一两堂课能完成,也不是单单有老师演示后学生就可以掌握,必须让学生每人亲自动手。但在实际教学过程中,由于学生人数的增加,硬件等条件限制,人手一套实验器材不现实,那么在有限人力、有限资源情况下,使每一位同学都能动手操作并熟悉实验过程,有效组织和管理实验教学过程就尤为重要。

(1)首先任课教师和实验技术人员充分做好预实验,对实验的关键步骤和关键操作点都做到心中有数,在授课过程中有重点地强调,并分析某步骤出现问题可能会出现的结果。

(2)每次实验之前任课教师和实验技术人员就实验进行积极的沟通,不仅对实验准备的物品和材料沟通,更要对实验的组织过程协商。

(3)在实验过程中则需要任课教师和实验技术人员相互协作,并充分发挥学生班干部和小组长的作用。课堂理论教学课和实验课最大的区别在于,实验课更注重学生的动手参与,以及实验过程出现问题发现问题的及时解决。 (4)教师要严于律已,教师要严格要求自己,实验过程中耐心指导,热情帮助,回答好学生提出的每个问题,并随时纠正不正确或不规范操作。

3 加强实验课考核,引进综合实验考评

实验课的成绩给定,往往包括实验课出勤率和实验报告成绩两方面综合。所以首先就要求教师认真考勤,只有学生的出勤率有保证才能有效地组织教学活动。其次,要求实验报告书写规范,详细完成实验报告,对实验结果进行讨论,实验失败要分析原因。同时教师也对实验报告认真批改,实验报告是对实验的总结,也是对实验课质量高低的检验。通过对实验报告的批改,可以发现学生的实验操作能力和观察分析问题的能力。

实际教学中,实验报告雷同和抄袭的现象比较多见,为综合考评学生实际动手能力和对实验技能的掌握,建议今后引进期末的综合实验考评:即将各个试验项目设计成不同的实验题目,让每个学生随机抽取并在有限的时间内独立完成操作,视完成的情况给予评分。比如:“食品中常见菌类的平板培养”考察了无菌操作、培养基的制备,对食品中常见菌类平板接菌技术;“食品中常见菌类的形态观察”考察了革兰氏染色,各真菌形态辨别等。在进行具体考核过程中,可把每个考核的内容进行量化定出详细的评分标准,根据学生的每一个操作环节现场打分,并对同学进行现场提问,让学生进行答辩。

4 有计划推进实验室的开放 加强实验室开放管理

微生物实验室的开放是对食品微生物实验课的有益补充,能强化、巩固、提升对食品微生物课程内容的理解,我们鼓励学生设计和开发自己的科研项目,而且学校有很优厚的资金加以支持。但是开放实验室不是无条件的,有时因实验操作不当引起的安全隐患是很严重和难以预料。因此实验室开放时管理须给予加强。

建立科学的管理机制,利用校园网建设实验网站,公布开放实验项目的题目、时间和地点,供学生选择和预约。

专人负责学生的科研队伍,对菌种、标准品、和学生用到的有毒有害物质要有专人负责,注意保管,不随意丢弃,做好无害化处理。对使用仪器学生做好使用登记,实验物品注意清洗、归还、交接。

总之,食品微生物实验课,只有提高对实验教学活动的认识,精心选择实验内容,合理有效组织和管理实验过程,并加强实验课的考核,在此基础上,推进实验室对学生的开放,加强开放实验室的管理,就能确保实验课安全、有序、成功的完成,达到教学目的,也使学生真正有所收获。

参考文献

[1] 赖建平.从培养学生创新能力入手加强化学院食品微生物学实验教学改革[J].广东化工,2007,2:77~79.

[2] 潘蕾.实验室开放管理的研究与实践[J].实验技术与管理,2007,9:131~133.

[3] 陶思源,食品微生物实验课教学改革的初探[J].辽宁行政学院学报,2005,4:211~212.

[论文关键词]:食品微生物 教学改革 多媒体课件

[论文摘要]:针对食品微生物学课程教学, 文章 从教学内容、教学手段、 教学方法 和成绩考核标准等几个方面进行了探讨,为食品微生物教学改革提供了新的思路。

食品微生物学是一门研究与食品有关的微生物的科学,通过对微生物的基本知识、基础理论和基本实验技能的教学,使学生能辨别有益的、腐败的和病原的微生物,从而在食品制造、保藏过程中,充分利用有益微生物,控制有害微生物的活动,以防止食品的变质[1]。该课程内容多,涉及面广,技术性实用性强,是食品专业的专业基础课程。在教学中,除重视基础理论知识、基本操作技能的传授外,也注重了培养学生分析问题、解决问题的能力,做法和体会如下:

一、变学生被动为主动,变换教学立场

教师的备课不是简单的“背课”[2],是在对教学内容熟悉的基础上,优化内容,根据食品微生物学知识体系的要求合理分配教学时间,增加学生在课堂上的参与和主动,启发引导学生完成学习任务,充分发挥教为主导,学为主体的作用。要改以往课堂以教师讲为主,学生被强迫坐于课堂,不能也不敢出声的传统教学模式,做到让学生“动”起来,让学生自身主动地进入到学习状态,增加学习兴趣,提高学习效果。

如“食品微生物学”与“生物化学”等课程相互渗透、相互联系,在授课时间上有前有后,为了避免相近课程某些内容重复,我们进行了授课内容的优化。对于先修课程生物化学,已讲过“物质代谢”内容,则以学生为主角,让学生课下查阅资料丰富相关知识尤其是一些科研论文(这样可以启发学生发现更多问题),然后课堂向教师提问的方式来完成这部分教学内容。教师要根据学生提问的难易做到由浅及深地回答,帮助学生回顾已忘或还未掌握的内容。学生在提问时,允许学生充分发挥想象;老师答疑时要尽可能多联系一些日常生活的实例和本学科当前研究的最新进展,用简练、幽默、易懂的语言回答相关问题,这样既丰富了学生知识,又调动了学生积极性和趣味性,让学生在课堂上能够感觉到自己是课堂主角,要发挥主角作用。

二、善于利用多媒体教学资源

传统的板书加挂图的食品微生物教学模式已远远不能满足当今学生的信息量。计算机辅助教学成为当今教育科学及教学手段的重要组成部分[3]。多媒体技术应用于食品微生物教学中,使教学效果前所未有的提高。首先,多媒体技术使直观教学成为可能。将微观世界在课堂上生动再现,其效果胜过任何语言的描述。其次,多媒体提供的信息量远远大于传统教学模式。课堂上学生可以观看多幅图片,阅读多篇教学材料,这个数量可以是传统教学的几倍。第三,多媒体将多种教学资源进行了整合,提供了多种教学方法,如课件、动画、相关网络声像资料及新闻报道等。

食品微生物学,不仅内容丰富,涉及面广,发展迅速,而且个体微小,学生对它的认识远不如对宏观事物,再加上其营养方式、遗传类型多种多样、代谢机制错综复杂,学生往往感觉其知识繁琐、抽象和难以理解。针对这种情况,将多媒体技术应用到微生物学课程的教学,受到了学生的普遍欢迎。通过flash动画、PPT课件、高清晰显微照片、动态显微录像等CAI教学软件,使微观世界宏观化、教学内容形象化[4]。例如,把细菌、真菌、病毒的显微世界以色彩丰富、直观清晰、生动形象的三维画面或科教电影形式展示给学生,以动画的形式表现出细菌鞭毛的运动、T偶噬菌体的增殖、主动吸收的方式、细胞的分裂过程等内容。不仅激发了学生的学习兴趣,有助于学生的理解与接受,而且可突破教学中的难点,加大教学的信息量,提高讲课的效率。

三、采取形象化教学形式

在实际教学过程中要注重知识的逻辑性和系统性,强化抽象理论与具体实例结合,增加学生对抽象理论的感性认识和接受能力。食品微生物学主要讲解了微生物在食品生产、贮运及销售过程的利害影响,但由于微生物的自身特性,我们很难就只有显微条件下才能观察到的细小生物让其形象化,宏观化。虽然多媒体已经在此方面有了很大改善,但要做到与具体实例联系更加紧密,更加强化学生的感性认识,我们必须借助实际生产、生活中的例子来实现形象化教学。如,上课时我们将一些常见的白酒、红酒、酸乳、面包、酱类等发酵食品带入课堂来讲授微生物在发酵食品中的应用,并且通过与实验紧密结合,开展发酵酸乳来增强学生对微生物利用的认知,让学生自已亲自动手制作酸乳,品评自已的劳动成果,便于理解和掌握教学内容重点。再如讲到微生物对食品的危害时,我们选用了一些发霉的粮食、发霉的马铃薯以及发臭的肉和罐头等进入课堂,这样在理论讲解时有现实的例子,无论从教师的讲授还是学生掌握都因有了宏观感性认识而变得轻松容易。

四、调动学生兴趣,培养创新能力

兴趣是学习的动力,也是创新的动力,创新的过程需要兴趣来维持。教育学家乌申斯基说:“没有丝毫兴趣的强制学习,将会扼杀学生探求真理的欲望。”[5]食品微生物课堂教学中要注重培养学生的学习兴趣,养成学生良好的学习习惯,为学生创造性学习奠定基础。那么如何在微生物教学过程中做到调动学生兴趣,培养创新能力呢?我们主要从三方面来做起。第一,因材施教。学生的个性差异和智力发展情况各不相同,因材施教,对不同层次的学生实施不同程度的思维能力和创造能力,对不同层次的学生要有不同的评价标准和不同的目标要求。第二,以“新”为轴,调动学生学习兴趣。教学中突出“新”的理念(即运用新思想,联系新理论,列举新课题等),在激发学生的学习热情,培养提出问题,解决问题的能力,积极参加各种学术讨论会,大胆提问等方面都无疑会起重要作用,同时还赋予学生宝贵的 创新思维 。第三,多样化传授知识。改传统课堂教学模式,引入食品中微生物变化的课外观察,自行了解微生物的生长变化;鼓励学生课堂提问,学生课外查阅资料课堂以报告会形式进行教学内容讨论;积极开展相关实验,引入校园河水中微生物检测实验,培养学生自行设计安排和完成实验的能力。

五、强化实验教学,重视动手能力

食品微生物学是一门实验性、技能性很强的专业基础课,这一学科的在校大学生踏上工作岗位前,普遍存在动手能力较差、实验技能欠缺的问题。充分利用现有的力所能及的各种条件,加强实验技能培训,是最快捷有效的弥补方法。

(一)课堂实验

食品微生物实验课开始时,讲明实验目的、要求、步骤和注意事项,努力使实验成功的要求变成学生头脑中的指令,使每位同学都全神贯注地投入到实验当中去。从最基本的操作技术做起,抓住实验课上一切可以利用的机会,采取多种形式强化基本技能。具体如下:

最初,教师进行实验目的、要求、步骤和注意事项的详细讲解。

其次,以多媒体的形式将预先录制的实验过程向学生播放。这样既可以回顾理论教学内容加深实验印象,又可使学生初步了解实验过程、实验步骤及实验中的关键操作,帮助掌握实验技能。

再次,教师与学生同时进行实验操作。这样进行实验,学生在观看了录像后对部分仍不明白或是记忆不清楚的地方可以通过教师演示与他们实验的同步,进行实验信息交换,从而让学生能够最短最及时最迅速地掌握正确的实验技能。

最后,进行实验总结,认真完成实验报告的写作和批阅,从中找出问题并进行集中答疑,进一步修正学生实验中的错误。

(二)课外实验

不定期安排学生在课外做些简单实验或集中安排学生课外进行实验技能训练。如在讲微生物腐败变质时安排学生课外取一空矿泉水瓶内装入校园河流中比较清澈的水,然后进行封口存放,直至水质变化产生腥臭。让学生通过这种现象来强化课堂所学内容,起到了良好教学效果。再如集中学生利用课余时间进行校园河水中微生物检测实验,让学生以小组为单位独立完成从实验设计到完成检测报告一系列工作,并且最后进行结果评比。这样不但丰富了学生课余生活,而且还调动了学生的学习积极性,提高了学生的实际动手和综合运用知识的能力。

六、建立适合当代大学生的考核机制[6],正确评定学生成绩

实行理论和实验考试分离,突出实验,综合评定的考试模式。改以往教师授课内容为蓝本,学生考前背,考后忘的非正常态考试模式。将理论考查内容面放宽加大,强调与实际食品生产的联系,将知识点以命题形式溶入现实生活,做到“学以致用”。实验考试采用笔试和操作各占一半的命题形式,做到实验理论和实验操作并行,要求学生在规定时间内完成两部分命题,达到理论、操作都掌握的目的。实验笔试以实验基本原理和关键操作步骤为主要命题范围,实验操作以抽签形式定,内容均为食品微生物必须掌握的实验内容,如显微镜观察、细菌染色、细菌计数等。最后学生成绩由理论和实验两部成绩再结合平时的课堂提问及实验情况进行综合评定,给出学生一个公平公正科学的考核成绩。通过这种模式考试既要求学生掌握了食品微生物的相关理论知识,又培养了学生的实验操作技能,为以后的实际工作打下了坚实基础。

实践证明,我们进行的食品微生物课程教学改革的大胆尝试是成功的。教学内容的丰富更新、教学手段的现代化,考核机制的客观化,不仅提高了教学质量和教学效果,而且激发了学生的学习兴趣,拓宽了学生的知识面,增强了学生的动手能力,适应了现代社会对人才培养的要求。

参考文献

[1]贾英民,食品微生物学[M],北京,中国轻工业出版社,2001,1~243

[2]朱宏飞,微生物教学中激发学生兴趣的几点探索[J],微生物学通报,2007,34(1)173~175

[3]梁峙,微生物教学中的CAI[J],彭城职业大学学报,2001,3(16),76~79

[4]李平、杜先锋、蒋军,运用多媒体课件好食品微生物学的尝试[J],高等农业教育,2002,10,42~44

[5]叶丹玲,如何在微生物教学中培养学生的创新意识[J],宁波工程学院学报

摘要: 随着人类社会的进步,食品安全已经成为世界性的公共卫生问题,不仅影响到人类的健康,而且关系到国家的安全及稳定,大力发展科学技术,研究新检验方法,快速推广普及有效检测技术越显重要。本文介绍了免疫检测技术、分子生物学方法、快速测试片法、电阻电导测定法四方面的检测方法,并评述了他们的特点。随着生物等新技术新方法在食品微生物检验领域应用,文章对近几年食品微生物检测技术和方法进行介绍,这样做有效的提高了检测效率和检验速度。

关键词: 检测方法;微生物

0 引言

随着人们现代科学技术的发展,“细菌门”、“福寿螺”、“毒饺子”等名词的出现,食品安全问题越来越受到人们的重视,根据WHO统计,全球每年有近15亿人感染食源性疾病,其中70%是食品中致病微生物污染引起的。各个环节中都有污染微生物的可能,包括食品生产、加工、储存、运输、销售等,目前,微生物对食品的污染问题成为人们关注领域。

1 食品微生物分类及命名

微生物并不是生物学分类学上的专门名词,而是对所有形体微小,单细胞的或个体结构较为简单的多细胞的、甚至没有细胞结构的低等生物的统称。其群体非常庞杂,种类繁多,包括细胞型和非细胞型两类。凡具有细胞形态的微生物称为细胞型微生物。细胞型微生物按细胞结构又分为原核微生物和真核微生物。

2 食品微生物检测技术及方法

免疫检测技术———酶联免疫吸附剂测定法 (ELIsA)[1]

免疫学是研究生物体对抗原物质免疫应答性及其方法的生物-医学科学。免疫应答是机体对抗原刺激的反应,也是对抗原物质进行识别和排除的一种生物学过程。现代免疫学将“免疫”定义为:机体对“自己”和“异己”识别、应答过程中所产生的生物学效应的总和,正常情况下是维持内环境稳定的一种生理性功能。

酶联免疫分析法(ELIsA)是食品检验中应用的主要免疫检测技术。它的中心就是让抗体与酶复合物结合,然后通过显色来检测。具体说就是使抗原或抗体结合到某种固相载体表面,即与某种酶连接成酶标抗原或抗体,这种酶标抗原或抗体既保留其免疫活性,又保留酶的活性。在测定时,把受检标本(测定其中的抗体或抗原)和酶标抗原或抗体按不同的步骤与固相载体表面的抗原或抗体起反应。用洗涤的方法使固相载体上形成的抗原抗体复合物与其他物质分开,最后结合在固相载体上的酶量与标本中受检物质的量成一定比例。加入酶反应底物,底物被酶催化变为有色产物,产物的量与标本中受检物质的量直接相关,可根据颜色反应的深浅来进行定性或定量分析。

分子生物学方法

核酸探针法[2] 核酸探针是将已知核苷酸序列

DNA片段用同位素或其他方法标记,加入已变性的被检DNA中,在一定条件下即可与该样品中有同源序列的DNA区段形成杂交双链,从而达到鉴定样品中DNA的目的,这种能认识到特异性核苷酸序列有标记的单链DNA分子就称为核酸探针或基因探针。与免疫学方法相似,探针也需要附加适当标记。以往研究的探针技术要使用放射性同位素,只在专门的实验室使用,而现在较热门的技术是以核酸杂交为基础的第二代技术一—比色计。该方法依赖核糖体RNA(tRNA)发育中储存的核酸成分进行检测。这种天然富含rRNA标靶序列的使用使得无辐射检测成为可能,同时又保持了与放射性同位素方法相当或者更高的灵敏度。总体说,核酸探针技术是一种较为理想的技术,特点是敏感、特异、简便、快速,缺点是一种菌就需要一种探针,目前尚未建立所有菌种探针,该技术还有待进一步发展,再者就是检验费用比较昂贵。

聚合酶链反应法(PcR方法)[2] 聚合酶链反应 (PCR)PCR是美国科学家Mllllis于1983年发明的体外快速扩增特定基因或DNA序列的方法。又称为基因体外扩增法,是一种体外选择性扩增DNA或RNA的技术。该方法通过对人工难以培养的微生物相应RNA或DNA片段扩增,检测扩增的产物含量,从而快速对饲料中致病菌的含量进行检测。PCR技术可直接检测样品中痢疾杆菌,大肠杆菌、乳酸杆菌、肉毒梭菌等。

快速测试片法 快速测试片法是利用无毒的纸膜、纸片、胶片为培养基载体,快速、定性和定量检测试纸和胶片的食品微生物检测方法,它是一种集现代化学、高分子科学、微生物学于一体的检测方法。对有些项目的测定,其准确度和精确度高,几乎与标准方法相媲美。其优点:第一,常规法需要时间较长,而且温度要求严格,而测试片操作简单,大大缩短了测试时间,以往许多实验室不能实施,不能达到及时检测的目的。第二,快速测试片可以在取样时同时接种,防止延长接种时间时由于细菌繁殖造成的数量增多,结果更能反映当时样本中真实的细菌数。第三,测定少量样品,不需配试剂,价格低廉,可随时进行,便于运输,携带方便,易于消毒保存,操作简便快速。

电阻电导测定法 电阻电导测定法原理是:在细菌生长繁殖期间,将大分子物质(蛋白质、糖类等)分解成有机酸、氨基酸等带电荷的小分子物质,改变其培养液的导电度。这样,通过电阻和导电度的数值变化,就可推算出样品含菌数。目前已开发出来的电阻电导检测器有:美国Vitek公司生产的Bactometer可适用于检测肉品、乳制品等含菌量;英国推出的Mathus系统,可用来检测牛乳、酿造液、鱼及海产品的含菌量[3]。

3 结束语

随着人们生活质量的不断提高,食品安全问题已逐渐成为世界性公共卫生问题,直接关系到人类的健康。本文中罗列了几个方面的食品中微生物的检测技术,虽然很多技术依然存在一定的问题,有的属于世界前沿,有的还处于发展阶段,但其应用价值日显突出。

参考文献:

[1]王兰兰.临床免疫学和免疫检验[M].北京:人民卫生出版社,2003:91-93.

[2]杨向荣,江志毅等.快速方法在食品微生物检测中的应用[J].学术论坛,2006,5.

[3]周向华,王衍彬,叶兴乾等.电阻抗法在食品微生物快速检测中的应用[J].粮油加工与食品机械,2003(10):73-75.

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0引言脆性X综合征(fragile X syndrome, FXS)是一种最常见的遗传性智力发育不全综合征,有超过99%的FXS是由脆性X智障基因1(fragile X mental retardation, FMR1)中5′端非编码区CGG三核苷酸重复序列不稳定扩增及其CpG岛异常甲基化导致. FMR1基因的表达产物FMRP的缺乏导致FXS的发生[1-2]. 本实验对编码基因存在于3号染色体[3],能与FMR1 基因5′ d (CGG)n3′重复序列特异性结合的蛋白CGGBP1进行原核表达,并对其DNA结合活性进行研究.1材料和方法材料大肠杆菌DH5α, BL21( DE3)和表达载体pRSET A均为本实验室保存. 质粒提取试剂盒购自Sigma公司; 限制性内切酶BamH I和KpnI购自宝生物工程公司;T4 DNA连接酶购自Promega公司; Ni2+NTA金属螯合蛋白质纯化系统购自Qiagen公司;链酶亲和素磁珠购自Dynal公司;低分子质量蛋白标准购自上海西巴斯生物技术有限公司. 方法 表达载体的构建根据CGGBP1基因起始密码子和终止子邻近序列设计PCR引物:CGGBP1F CGC GGA TCC GAG CGA TTG TAG TAA CAG CA,CGGBP1R GGG GTA CCT CAA CAA TCT TGT GAG TTG AG. 其上游及下游引物分别加入BamHI和KpnI酶切识别位点序列(引物序列下划线部分). PCR反应以人淋巴细胞cDNA文库为模板,扩增编码CGGBP1的基因序列. 设计PCR扩增体系25 μL,灭菌去离子水10 μL,10×反应缓冲液 μL,25 mmol/L MgCl2 μL,DMSO μL,4× dNTP混合物(每种 mmol/L)2 μL,CGGBP1F和CGGBP1R各10 pmol,模板 μL(50 ng/μL), Taq DNA(5 μ/μL)聚合酶 μL. 扩增条件:95℃预变性5 min,再94℃ 30 s, 53℃ 1 min,72℃ 1 min循环40次,最后72℃终末延伸产物10 min. PCR产物经琼脂糖电泳分离,用胶回试剂盒回收目的基因. 用BamHI和KpnI酶切PCR产物和pRSET A,酶切产物电泳后回收,在T4连接酶作用下,目的片段定向克隆至pRSET A的BamHI和KpnI克隆位点. 将重组质粒转入大肠杆菌DH5α,接种到含氨苄青霉素的LB培养基平板并挑取单菌落.融合蛋白的诱导表达将测序正确的重组质粒转入BL21( DE3). 挑取携带目标质粒的单菌落接种于含100 mg/L氨苄青霉素的LB培养基中, 37℃振荡培养12 h, 按10 mL/L比例转接于新鲜培养基,37℃振荡培养至对数生长期时,加入IPTG至终浓度1 mmol/L,32℃诱导振荡培养4 h,离心收集菌体,SDSPAGE分析重组蛋白的表达.蛋白表达形式的分析取5 mL菌液离心,用500 μL的裂解液(10 mmol/L 咪唑,300 mmol/L NaCl及50 mmol/L磷酸二氢钠 pH )重悬,加溶菌酶至终浓度为1 mg/mL,冰浴30 min,超声波裂菌,离心后分别将上清和沉淀进行SDSPAGE分析.融合蛋白的纯化将1 mL 500 mL/L Ni2+NTA悬液和4 mL细菌裂解上清液轻轻混匀4℃放置60 min,直接过柱. 过柱结束后,用4 mL漂洗液(20 mmol/L 咪唑,300 mmol/L NaCl及50 mmol/L 磷酸二氢钠 pH ),洗脱未和Ni珠结合的杂蛋白. 经过2次漂洗后再用 mL洗脱液(250 mmol/L 咪唑,300 mmol/L NaCl及50 mmol/L 磷酸二氢钠 pH ) 3次洗脱特异结合的目的蛋白,分步收集. 取收集液,进行SDSPAGE分析.与(CGG)29重复序列双链DNA结合实验取10 μL磁珠用1 mL的无RNA酶的三蒸水清洗磁珠2次,除去防腐剂. 1×生物素亲和素结合缓冲液(10 mmol/L TrisHCl,2 mol/L NaCl,1 mmol/L EDTA,1 g/L Tween 20)15 μL重悬磁珠,各5 μL分3组实验. 其中一组加入25 μL(100 ng/μL)生物素化的(CGG)29重复序列双链DNA,另外两组分别加入25 μL(100 ng/μL)非生物素化的(CGG)29重复序列双链DNA和25 μL三蒸水做对照;三组分别再加入2×生物素亲和素结合缓冲液30 μL,25℃轻摇1 h. 经磁力吸附后,弃上清. 重复上述步骤3次;加入纯化后CGGBP1(500 μg/mL)15 μL 和2×核酸蛋白结合缓冲液(20 mmol/L HEPES,100 mmol/L NaCl, mmol/L DTT,100 g/L甘油)20 μL,室温下静置30 min;经磁力吸附后,弃上清;用1×核酸蛋白结合缓冲液清洗磁珠2次;加三蒸水10 μL,沸水煮10 min,进行SDSPAGE分析.2结果原核表达载体的构建及鉴定扩增产物在15 g/L的琼脂糖凝胶电泳,可观察到一条约504 bp的条带(图1); 重组质粒pRSET A/CGGBP1及质粒pRSET A分别用BamHI和KpnI酶切,pRSET A/CGGBP1分为两个片段,分别为 ku和504 bp(图2),均与预计结果相同.的表达用BamHI和KpnI双酶切pRSET A/CGGBP1表达质粒,筛选阳性重组质粒. 携带有pRSET A/CGGBP1质粒的 BL21(DE3)菌株,经IPTG诱导后,在Mr 约25 000处出现1条表达条带;而未经IPTG诱导的菌体则无此条带. 诱导后的菌体经溶菌酶及超声波裂解,离心后分为上清和沉淀两部分. 经SDSPAGE分析表明,CGGBP1部分存在于细菌裂解液的上清中,为可溶性蛋白,上清液中的目标蛋白相对较少(图3). 蛋白纯化在表达质粒pRSET A多克隆酶切位点的上游, 插入有连续6个组氨酸的序列 —(His )6 tag. 重组质粒经诱导表达后,(His )6 tag可以和外源插入片段共同表达. 利用(His )6 tag 和金属Ni2+的螯合所设计的固定化金属配体亲和柱层析方法,是纯化目的蛋白的一种高效而简单的方法. SDSPAGE显示,CGGBP1得到较高程度的纯化(图4).与5′d(CGG)293′重复序列双链DNA结合实验生物素化的5′d(CGG)29 3′重复序列双链DNA被固定到链酶亲和素磁珠上,非生物素化的5′d(CGG)293′重复序列双链DNA因无法固定到链酶亲和素磁珠上而被洗脱掉. 同理,加入CGGBP1后,未和5′d (CGG)293′重复序列双链DNA结合的蛋白也被洗脱(图5).3讨论关于微卫星的产生机制,普遍认为是DNA复制过程中DNA聚合酶的滑动[4],或DNA复制和修复时滑动链与互补链碱基错配,导致一个或几个重复单位的插入或缺失. 已发现微卫星可能是一种非常活跃的碱基序列,通常各种简单的重复序列成簇地聚集在一个染色体区域,这个染色体区形成特异染色体结构的能力将会增强. 这些区域在核糖体RNA基因中非常复杂,同时这些重复序列所折叠形成的结构还能与特异的蛋白质相结合,成为“染色质折叠密码”[5-6],参与遗传物质的结构改变,基因调控及细胞分化等过程. 脆性X综合征是Igarashi等[7]研究报道的与三核苷酸重复片段扩增突变有关的7种神经变性疾病其中的一种. 该蛋白只和(CGG)n重复序列发生特异性结合,而与其它类型的三核苷酸重复序列不结合[8]. 因此,对该蛋白功能的研究具有重要的理论研究意义. 本实验成功地构建了含CGGBP1的重组质粒,以可溶性蛋白形式获得较高表达. 通过Ni2+NTA柱纯化,获得纯化的目标融合蛋白质,同时证明了该蛋白能和人FMR1基因5′d (CGG)293′重复序列双链DNA特异性结合. 这将为进一步开展真核生物蛋白CGGBP1功能的研究和阐释CGG三核苷酸动态突变的致病机理奠定基础.

修改:相关网站:我给你提供一些大肠杆菌的资料,比较乱,自己去整理.三凉食品这个术语没有听说过,如果可以解释一下,或许我会知道.大肠杆菌O157: H7实验诊断研究进展 大肠杆菌O157: H7感染临床表现出血性肠炎:鲜血样便,腹部痉挛性疼痛,低热或不发热。 溶血性尿毒综合征(HUS):主要发生在儿童,常出现在腹泻后数天或1-2周。病死率一般在10%,各别可高达50%。血栓性血小板减少性紫癜(TTP):主要发生在成年人,尤其老年人。病人主要表现为发热、血小板减少、溶血性贫血、肾功能异常等症状,病情发展迅速,病死率高,有时可出现70%的病人死亡。大肠杆菌O157: H7传染源和传播途经大肠杆菌O157: H7基本上是一种食源性病原菌,可通过食用大肠杆菌O157: H7污染的牛肉、牛奶、牛肉或制品、鸡肉、蔬菜、水果、饮料、水等感染,也可通过人与人、人与动物密切接触传播。在实验室,大肠杆菌O157: H7可以感染小鼠、鸡、兔、猪、牛等动物。大肠杆菌O157: H7的感染已成为世界性的问题我国情况也不容乐观一、细菌培养与鉴定 1.分离培养早期培养对确定病原有重要意义。 培养的对象首先是急性血性腹泻患者,其次是HUS、TTP等住院病人,再其次是高危接触者。培养基:山梨醇麦康凯琼脂、胰胨大豆琼脂改良的伊红美兰 、改良的SD-39(MSD)琼脂 添加了头孢克肟 和 亚碲酸钾的山梨醇麦康凯琼脂(TC-SMAC)添加了头孢克肟和鼠李糖()的山梨醇麦康凯琼脂(CR-SMAC)“科玛嘉”大肠杆菌O157: H7显色培养基四溴荧光亚甲基兰琼脂H7抗血清—山梨醇发酵培养基 增菌液:含10mg/L 新生霉素的EB肉汤或肠道增菌液含10mg/L 新生霉素或10mg/L盐酸-吖啶黄的胰蛋白胨大豆肉汤新生霉素MEC肉汤月桂基胰蛋白胨肉汤加入下例任何一种抑制剂均可增加培养基的选择性头孢克肟 亚碲酸钾 新生霉素10mg/L 万古霉素40mg/L2.免疫磁珠分离法免疫磁珠分离法是将特异性抗体吸附于一种能被吸附的磁性珠子上,然后利用抗原抗体反应特性将样品中的大肠杆菌O157: H7富集起来。方法:1.增菌;2.取样品1ml加大肠杆菌O157: H7免疫磁珠20ul;3.轻轻混合10分钟;4.将试管插入磁架上;5.吸取上清;6.加PBS,重复3-5过程;7.取管壁沉淀物,划线接种于CT-山梨醇麦康凯琼脂(C-头孢克肟,T-亚碲酸钾)等选择性培养基。37℃培养6-24小时,挑取可疑菌落进行鉴定。Chapman等 共检测大便标本690份, 免疫磁珠分离法检出25 。用免疫磁珠分离法分离的l2株大肠杆菌O157: H7中,直接培养阳性仅5株。Wright等将接种大肠杆菌O157: H7的碎牛肉标本置加有万古霉素和头孢克肟的缓冲蛋白胨水培养,然后直接或用大肠杆菌O157抗体包被的磁珠分离细菌后,接种于CT-SMAC,结果直接次培养检出量为200cfu/g,而免疫磁珠分离法仅需 2cfu/g 。Chapman等先用EC肉汤增菌,然后用免疫磁珠分离法富集牛粪便大肠杆菌O157: H7菌株,再用选择性培养基分离,并与CR-SMAC和CT-MAC直接培养作比较。用前者检测接种12株不同大肠杆菌O157: H7菌株的牛粪便悬液,其敏感性比在两种培养基上直接培养高100倍。 Cubbon等用免疫磁分离法(IMS)检测牛粪便和食品标本的大肠杆菌O157: H7。在一起经牛奶传播的大肠杆菌O157: H7爆发中,用IMS、粪便培养和多聚酶链反应(PCR)检测Vero毒素基因的携带,用三种方法对粪便大肠杆菌O157: H7的分离率作比较结果,在受检的142份粪便标本中,直接培养和IMS均阳性20 份,另13份仅IMS阳性。因此,IMS提高了大肠杆菌O157: H7感染病例的检出率,与PCR符合率高。目前,污染的肉、家畜,甚至饮用水均面临大肠杆菌O157: H7的卫生威胁。检测食品和水源中肠道病原体使用传统的培养法,结果不理想。IMS和其它检测的研究表明,对快速检测食品和环境标本似乎前景良好,Yu检等以IMS结合电化学发光检测法(ECL)检测食品和污染物中的大肠杆菌。结果显示,在原缓冲液检出大肠肠菌的范固为100-1000 cfu/lm,在食品检出的范围为1000-2000cfu/lm ,检测时间十分快,一般不到1小时。菌O157: H7菌株的牛粪便悬液,其敏感性比在两种培养基上直接培养高100倍。在监测牛群的4个月间,从牛采集1024份直肠标本,其中检出大肠杆菌O157: H784份()84份中有23份()由直接培养和IMS分离。23份中15份由两种培养基、5份仅由CT-SMAC、3份仅由CR-SMAC分离,其余61份()仅IMS分离。用含吐温-20 的PBS洗涤磁珠可减少其它微生物与磁珠的非特异性结合。用无关的抗体包被磁,则大肠杆菌O157: H7不结合。IMS具有快速、操作简单、特异性高,在流行病学调查中有价值。 3.生化反应 目前许多国家使用的O157和 H7特异性抗体与极少数细菌具有不同程度交叉反应。因此用生化试验确定为大肠杆菌是必须的。典型大肠杆菌的主要生化反应结果如下:动力试验(+) 葡萄糖(+) 麦芽糖(+)甘露醇(+) 蔗糖(-/+) 硫化氢(-) 尿素(-) 靛基质(+) 甲基红(+) V-P试验(-)枸橼酸盐(-)苯丙氨酸脱羧酶(-)赖氨酸脱羧酶(+/-)鸟氨酸脱羧酶( +/ -)氧化酶(-)氰化钾(-)与O157有鉴别意义的生化反应见表1。MUG即4-甲基伞形化内酯-β-葡萄糖醛酸苷。大多数大肠杆菌具有葡萄糖醛酸酶,可水解MUG产生荧光, 但O157: H7中大多数菌株则不水解MUG。Thompson等建立了一种快速MUG试验,取 MUG试剂置试管中,以无菌棉签挑取待检菌纯培养物混匀于其中,℃置20min,暗室内高强度光源下观察结果,产生蓝色荧光者为阳性。 二.血清学检测1.玻片凝集试验2. 胶体金免疫技术3. ELISA 4.免疫荧光技术5.胶乳凝集 6. 间接血凝分析(IEHA)7. 全自动抗原抗体检测系统8. 免疫印记法1.玻片凝集试验玻片凝集试验是鉴定O抗原最经典的方法,实验中如果凝集反应不明确,但根据临床表现和生化反应等菌株高度可疑时,可100℃加热菌液30min再行玻片凝集试验。这样可去除K抗原的影响。为排除交叉反应引起的凝集造成假阳性,应继而做试管凝集反应,所测得的效价不应低于诊断血清原标定效价的一半。鉴定H抗原也应同时做玻片和试管凝集试验,并应先对待检菌做动力试验,在动力活泼时取培养物做H抗原鉴定。2. 胶体金免疫技术胶体金免疫技术特点是以胶体金作为标记物进行的抗原抗体反应。这一技术最初用于免疫电镜技术。至今,在免疫测定中,金标记常与膜载体配合,形成特定模式,典型的如斑点免疫渗滤试验和斑点免疫层析试验等,已是目前应用广泛的一种简便、快速的血清学检验方法。胶体金的制备多采用还原法,氯金酸是主要还原材料。金颗粒的大小取决于制备时加入的柠檬酸三钠的量。胶体金免疫层析试验时以硝酸纤维膜为载体,利用了微孔膜的毛细管作用,滴加在膜条一端的液体慢慢向另一端渗移,犹如层析一样。中国预防医学科学院微生物研究所利用胶体金技术、双抗体夹心法和显色反应等特点,研制了大肠杆菌O157: H7病原体快检金卡,通用于定性检测粪便、食品、水等样品中的O157: H7大肠杆菌。显色程度与样品中细菌含量成正比,最低测菌量为少于100个菌细胞,主要特点是敏感性高,可用于待检样品初筛,阳性样品可进行细菌分离,减少工作量。3. ELISA 大肠杆菌O157: H7的常用检测方法是粪便培养后作细菌分离,然后用生物化学和免疫学方法鉴定,一般需72 小时。Dylla等用一种快速ELISA直接检测粪便中大肠杆菌O157: H7,并与标准培养方法加以对照。结果显示,ELISA检测183份粪便标本,检出大肠杆菌O157: H7 9份。常规培养法阴性176份,而ELISA阴性174份。总特异性为。该法与其它非O157: H7大肠杆菌无交叉反应,是一种准确、敏感、特异、易观察结果的筛选方法,尤其适用于中、小实验室及大量粪便标本的流行病学调查。Padhye等用单克隆抗体进行直接ELISA反应检测O157: H7,除O26 :H11外,未发现与沙门氏菌、结肠炎耶氏森菌、志贺氏菌和肺炎克雷伯民菌等有交叉反应。单克隆抗体用于检测大肠杆菌O157: H7有明显特异性,可作为一种免疫试剂用于临床和食物标本的快速检测。Clark 等近一步对单克隆抗体的研究发现,此种单克隆抗体识别的物质是LPS,这种LPS抗原决定簇用全细胞ELISA同样可以在其它血清型大肠杆菌和产生或不产生Vero毒素的大肠杆菌中检测到, 而且易受到胆盐、吖啶黄和温度的影响,但可以通过结合免疫捕获的修饰方案来提高ELISA的特异性。4.免疫荧光技术 DEFT 与Ab-DEFT: 直接荧光技术(DEFT)与抗体定位荧光技术(Ab-DEFT)的主要特点是,显微镜下直接计数样品菌细胞。由于无需培养或分离过程,因此检测非常快速。DEFT的基本原理为:对样品进行过滤,用荧光染料(如吖啶橙)对留在滤膜上的菌细胞染色后,用荧光显微镜观察计数。但由于荧光染料的非特异染色,不但被检菌被染色,本底杂菌也可染色,从而影响了结果的精确性。Ab-DEFT则克服了这一缺点,过滤后的菌细胞与荧光标记的特异抗体作用,然后用荧光显微镜观察计数。 固相荧光毛细管免疫分析此方法高度敏感,具有快速、试剂用量少、易于操作等优点。Czajlu等用热杀死的O157: H7菌包被玻璃毛细管作固形支持物。 样品中加入结合了生物素的O157: H7多克隆抗体,作用一段时间,然后将此样品/抗体混合物与标记了Cy5 (一种荧光花青染料)的亲和素加入到毛细管,孵育2min,冲洗、吹干,由激光传感器系统发射650nm波长激发光激发花青染料,之后用光学传感器系统测定荧光发射密度。直接免疫荧光抗体染色 Park等对粪便样品进行离心后,用免疫荧光抗体对粪便涂片进行标记,可检测到所有培养法证实的菌株,检测时间<2h。5.胶乳凝集 该方法是以胶乳颗粒作载体,以O157: H7特异性抗体致敏,制成特异的胶乳试剂,将标本乳化于玻片或有色烧盘上,滴加胶乳试剂,呈明显凝集而对照胶乳不凝集时即为阳性。 6.间接血凝分析(IEHA)该法多用于对LPS、可溶性本体抗原、未加热抗原的抗体检测,对检测H抗原的抗体效果不佳。Morooka等检测了溶血性尿毒综合征(HUS)病人血清LPS抗体,虽然甲醛化羊红细胞(SRBC)有低水平非特异性吸附,但不影响该方法作为一种有效、快速(<3h)的诊断方法。因为感染病人血清的滴度明显高于非特异性吸附。7. 全自动抗原抗体检测系统VIDAS是一种全自动抗原抗体检测系统。可直接从感染性疾病患者标本中检测细菌、病毒、弓形虫、衣原体和螺旋体等微生物的抗原、抗体或毒素。基本原理:采用酶联免疫(夹心法)原理,并在底物中掺入荧光物质,最终产生荧光产物4-甲基-7-羟刀豆素,荧光强弱与标本中被测物浓度相关,经扫描样本读数与标准比较计算出标准值,并根据阴性和阳性临界值判定结果。 8.免疫印记法目的是检测大肠杆菌O157: H7感染者血清中的O157脂多糖和溶血素特异性 抗体。基本原理是将提纯的脂多糖或溶血素用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分离后,通过转移电泳转移到硝酸纤维膜上,然后用抗原抗体进行免疫检测。包括SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳、转移电泳、免疫检测三部分。特点是具有比较高的特异性和敏感性 。免疫检测 将封闭好的硝酸纤维素膜按梳子齿的宽度剪成每一个泳道一条,依次编号。1) 每条加入1毫升用PBS稀释的病人血清,室温震荡2小时,同时设阳性对照和阴性对照;2) 用毫升/条PBST震荡洗涤3次,每次5分钟;3) 加入用1毫升用PBS稀释的II抗,室温震荡1小时;4) 用毫升/条PBST震荡洗涤2次,每次5分钟,再用PBS洗涤一次; 5) 将膜放入12毫升显色液中显色,室温震荡15-30分钟,至阳性对照出现满意的蓝紫色 ;6) 将膜放入蒸馏水中终止显色反应,照相;7) 当显色的条带和溶血素的分子量或0157脂多糖的条谱一致时,结果判断为阳性。二.分子生物学检测 分子生物学的出现,为更快诊断微生物提供了许多分子学工具。 这一新的研究是用基因型而不是表型因子来鉴定特异性病原体。因此其特异性更好。加之 操作程序自动化使得DNA分析在实验室应用中已成为常规操作。自动化DNA提取仪,聚合酶链式反应仪(PCR仪),DNA序列分析仪,脉冲凝胶电泳仪(用于分离DNA大片段,如完整的染色体) 在疾病诊断中都是很有用的。 1.DNA探针探针(probe)标记:放射性核素 、非放射性物质标记 。探针的来源 :①克隆的基因组DNA探针;②cDNA探针;⑧RNA探针;④寡核苷酸探针。标本处理:根据标本来源和量的不同而处理不同 。杂交方法:斑点杂交 、southern印迹 、原位杂交 、Northern印迹 等。杂交信号检测 : (1)测量放射性核素射线脉冲数 (2)放射自显影 (3)显色法 (4)发光法。 O157: H7特异噬菌体上的sltⅠ、Ⅱ基因、大质粒溶血素基因及染色体上eae基因等都已制成了可杂交检测的特异探针。Beutin等曾用VT1(750bp,)、VT2(850bp)、溶血素()等探针进行流行病学调查。Thomas等用地高辛标记的VT2B亚单位基因、VT2C基因探针检测不同噬菌体型O157: H7菌。Huck等筛选了O157: H7大质粒上限制性片段,发展了一种的Sma I片段探针,认为此探针对O157: H7血清型最为特异,可与所有O157: H7试验菌杂交。2. PCR技术 聚合酶链式反应技术(PCR)是一种选择性体外扩增DNA或RNA片段的方法。具有特异性强、敏感性高、快速、简便、可扩增RNA或cDNA、对起始材料质量要求低等优点。PCR技术扩增体系的基本成分引物: PCR产物的特异性主要取决于引物链的特异性。由于存在同源序列,随意设计的引物链,其PCR产物在电泳分析时可能出现多条链,因此在设计引物链时应充分考虑引物特异性。引物长度一般为15-30个碱基,G+C含量为40- 60%,浓度 。TaqDNA聚合酶:浓度为1-4ul/100ul。TaqDNA聚合酶单位用量增长可能导致非特异DNA扩增 。模板DNA:应避免混有任何蛋白酶、核酸酶、DNA聚合酶抑制剂及能结合DNA的蛋白酶。DNA摸板的制备方法有加热法、冻溶法、超声波粉碎法、碱变性法、SDS裂解法等多种。 4×dNTPs : dNTP储存液pH应为,在反应体系中,4种dNTP的浓度应相同,每种dNTP的浓度以50-200 umol/L为宜。缓冲液及其他成份:PCR反应体系中,一般采用Tris-HCl缓冲液。适宜的Mg2+浓度为高于dNTP总浓度 mmol/L。 PCR技术循环参数PCR扩增是由变性、退火和延伸三个步骤反复循环而实现的。确定正确的循环参数是PCR成功的保证。循环参数1.变性温度和时间 模板DNA和PCR产物的变性不完全,是PCR反应失败最常见的一个原因,在变性步骤,使温度达到双链DNA完全分离的变性条件是95 ℃ ,30s。对GC含量高的靶DNA序列,宜用较高的变性温度。在解链温度下,DNA的变性仅需几秒。但是,使反应管内达到解链温度需要一定的时间。原则上变性步骤应高温、短时,即要保证变性充分,又要保持聚合酶在整个反应中的活性。循环参数2.引物退火 引物退火的温度和时间取决于引物的长度、碱基组成及其在反应体系中的浓度 。对GC含量约50%,长20个碱基的典型寡核苷酸引物而言,最佳的退火温度为55 ℃ 。在温度较高的条件下退火,可提高PCR的特异性。 循环参数3.引物延伸 :引物延伸是DNA聚合酶将脱氧单核苷酸逐一地加到引物的3’一OH末端,引物延伸温度取决于DNA聚合酶的最适温度。如用TaqDNA聚合酶,一般取70-75 ℃ ,常用72 ℃ 。 延伸步骤的时间则取决于目标序列的长度、浓度和延伸温度。目标序列越长、浓度越低、延伸温度越低,则所需的延伸时间越长;反之,目标序列越短、浓度越高、延伸温度越高,所需的延伸时间则越短 一般而言,每1000个碱基的序列,延伸时间1分钟便足够了。对于扩增100—300个碱基的短序列片段,可省去延伸温度这一步骤,而采用快速简便的变性、退火双温循环。这是因为TaqDNA聚合酶即使在退火温度下仍保持很强的活性,而延伸过程可在退火温度转变为变性温度的过程中完成。 循环参数扩增产物长度 100bp 500bp 1000bp 2000bp94℃变性时间(秒) 30 30 60 6055℃复性时间(秒) 30 30 60 6072℃延伸时间(秒) 30 38 120 180一般作25-30个循环即可,进行最后一次循环时间、延伸时间增加5分钟。PCR扩增产物的检测方法PCR反应混合物经过循环扩增后,所需做的工作就是检测反应液中是否存在预期扩增产物及产物的特异性。目前已经发展了许多检测分析PCR扩增产物的方法。包括凝胶电泳、高压液相色谱、核酸探针杂交、探针捕获酶免疫分析、酶切图谱分析、单链构型多态性分析、核酸序列分析。PCR技术类型 免疫PCR技术 原位PCR技术 不对称PCR技术 巢式PCR技术 反向PCR技术 逆转录PCR技术 复合PCR技术 彩色PCR技术 抗原捕获PCR技术增敏PCR技术 酶标PCR技术 二温式PCR技术 锚定PCR技术 定量PCR技术 毛细管PCR技术 多重PCR技术 巢式或套式PCR技术PCR技术在大肠杆菌O157: H7检测中的应用(1)简单PCR: Meng等以eae基因5′末端附近一段688bp DNA片段为基础设计了一对引物,扩增产物为633bp的DNA片段。其退火温度为60℃-63℃, 应用煮沸法与基因释放法,大肠杆菌O157: H7检出限分别为25与38CFU/ml,检测时间为3h。Thomas等用PCR扩增了slt基因片段。引物:正链5′-(TTTACGATAGACTTCTCGAC)-3',反链5′-(CACATATAAATTATTTCGCTC)-3’ 其PCR产物由凝胶电泳测定,检测时间为ld 。徐建国等根据O157: H7 特有的hlyA、B基因序列设计了PCR引物,产物为338bp。PCR技术在大肠杆菌O157: H7检测中的应用(2)多重PCR:由于鉴定O157: H7血清型不能仅仅依靠简单PCR,近年来国外学者对多重PCR方法在大肠杆菌O157: H7的诊断价值方面进行了研究。Meng等同时扩增了eae 上游基因片段、sitⅠ基因片段、sit Ⅱ基因片段,其长度分别为633、210、484bp。此引物设计可有效区别O157: H7血清型与O55: H7、O55: NM。Fratamico等在一个单一反应中同时扩增了eae基因、slt Ⅰ、Ⅱ的保守序列及60MDa质粒保守序列,其产物分别为1087、227、224、166bp。严笠选用针对大肠杆菌O157: H7志贺样毒素Ⅰ、Ⅱ(SLT-Ⅰ、SLT-Ⅱ)和溶血素(Hly)基因的三对引物,在同一扩增体系中进行PCR,检测12株不同来源的O157: H7大肠杆菌及其它致病性大肠杆菌及沙门菌、志贺菌15株。结果复合PCR方法较单一PCR方法具有较高的特异性,12株O157: H7取得了稳定、可靠的阳性结果。能迅速、有效地与其它致病性大肠杆菌及沙门氏菌、志贺菌相鉴别。PCR技术在大肠杆菌O157: H7检测中的应用(3)原位PCR:kurokawa等不用培养过程,直接用原位PCR技术结合落射显微镜,在单细胞水平快速检测O157: H7 。在大肠杆菌O157: H7分型、检测中的应用传统的细菌分类方法主要依赖于细菌的形态学、代谢产物、酶活性和表面抗原等特征。随着现代分子生物学理论和技术的迅速发展,微生物检测进入了基因时代,以核糖体核糖核酸序列为基础的分类方法为微生物的鉴别提供了新的分子生物学方法。如16srRNA、 23srRNA、 16-23srRNA区间序列分析等等,它完全不同于传统方法,具有快速、简便、敏感和特异等优点。23SrRNA基因特征:原核生物的核糖体有三种大小(分别为23S、16S、 5S)的rRNA。目前已知23SrRNA基因全长序列的菌种数目已达250种。长度大约为3000pb。对许多细菌的23SrRNA基因序列分析发现,其序列的可变性比16SrRNA基因要明显,特别是亲源关系近的种系。利用这些可变区序列的差异可对相同菌种不同菌株进行分类鉴定。同时对已知23SrRNA基因序列分析也发现,在最初的520pb中有6个保守区域(5-10区域),并发现,这6个保守区域中6区段和10区段最保守,该序列在14个菌种中完全一致。应用:检测临床感染性疾病的病原菌 首先,将两条引物设计在保守区,成为通用引物,而在变异区中选择序列作为特异性探针,先用通用引物作PCR扩增,可筛选出含有病原菌的样本,再用特异性探针与扩增产物进行杂交,对目的细菌作出鉴定,达到诊断病原体及分型的目的。鉴定特定细菌种属 目前认为,已发现的23SrRNA基因的IVSs具有种属特异性,可利用IVSs(插入序列)进行PCR扩增达到对某一种属细菌的诊断。在流行病学方面的应用利用可变区序列的差异可对相同菌种不同菌株进行分析。为流行病提供依据。除以上介绍的各方法外,常用的有效检测方法还有脉冲场电泳、随机扩增多态性DNA指纹分析、细胞毒试验等,在此不一一赘述。 大肠杆菌O157: H7的检验程序 样品 增菌6小时 磁珠浓缩 可疑菌落 山梨醇麦康凯琼脂G染色 生化反应 血清学 毒力基因 大肠杆菌O157: H7实验室诊断依据 有下列情况之一具有实验室确诊意义: 1) 从腹泻病患者的粪便标本中分离出大肠杆菌O157: H7 ;2) 经PCR或DNA杂交试验证实具有溶血素基因 及志贺样毒素基因;3) 腹泻病患者恢复期血清抗O157LPS IgG抗体呈4倍升高;4) 具有血性便的腹泻患者的急性期血清或恢复期血清,蛋白印记试验证实含有和O157LPS、EHEC溶血素或志贺毒素的特异性抗体.小结自从O157: H7被认识以来,对其基因的研究越来越细,已经探明了许多结构与功能基因,对其病因学、病理学及临床治疗方面均有很大促进作用。由于引起感染所需的O157: H7剂量很低,有必要发展一些灵敏度高的方法,用于快速有效地检测。另外,现已发现存在许多变异株,单用一种方法来检测往往是不够的。如发酵山梨醇的变异株用SMAC即不能检测到;由于许多非EHEC(EPEC、霍乱弧菌、志贺菌等)也可产生SLT,故单纯检测SLT也会产生假阳性结果。因此对一个样品的检测需结合使用多种方法才能获得准确的结果。 第三章 大肠菌群测定 一、大肠菌群检验(一)检验方法(二)培养基 (三)检验时应注意事二、大肠菌群的卫生学意义 大肠菌群是评价食品卫生质量的重要指标之一,目前已被国内外广泛应用于食品卫生工作中。该菌群主要来源于人及温血动物粪便,一般多用来作为食品中的粪便污染指标。过去我国在大肠菌群的检验方面经验不多,对该菌群的认识也不够充分。1974年全国修订食品卫生细菌检验方法座谈会和1976年全国食品卫生标准会议建议以大肠菌群作为粪便污染指标菌,并提出进行有关大肠菌群方面的科研工作。为此,我们成立了大肠菌群科研协作组,对犬肠菌群的检验方法(包括快速检验方法)及其卫生学意义进行了广泛的科学研究和实践,取得了一定成绩,为制订大肠菌群检验方法提供了科学依据。 在这次修订l976年版食品卫生检验方法的过程中,大肠菌群科研协作组又于1983~1985年对大肠菌群检验方法进行了实验研究,并作了对比观察,同时对国内常用的大肠菌群快速检测方法也进行了研讨,为这次修订国家标准食品卫生检验方法微生物学部分中的大肠菌群测定提供了科学依据。 大肠菌群不是细菌学上的分类命名,而是根据卫生学方面的要求,提出来的一组与粪便污染有关的细菌,这些细菌在生化及血清学方面并非完全一致。其定义为:系指一群需氧及兼性厌氧、在37℃能分解乳糖产酸产气的革兰氏阴性无芽胞杆菌。有些科学工作者又用靛基质、甲基红、V~P、柠檬酸盐、硫化氢、明胶、动力和44.5℃乳糖分解等试验,将这群细菌再分为大肠艾希氏菌、柠檬酸杆菌、产气克雷白氏菌和阴沟肠杆菌等。不论分法如何,对大肠菌群的判定,均应以上述定义为基础。一、大肠茵群检验(一)检验方法 1.乳糖发酵试验。以无菌操作采取样品,采取量及稀释倍数,依据国家或当地卫生标准要求及样品污染情况而定。将待检样品接种于乳糖胆盐发酵管内,接种量在l m J以上者,用双料乳糖胆盐发酵管,lm1及1mI以下者,用单料乳糖胆盐发酵管。每一稀释度接种3管,置36±l℃温箱内,培养24±2小时,如所有乳糖胆盐发酵管都不产气,则可报告为大肠菌群阴性;如有产气者,则按下列程序进行。 2.分离培养。将产气的发酵管分别转种在伊红美蓝琼脂平板上,置36±l℃温箱内,培养18~24小时,然后取出,观察菌落形态,并作革兰氏染色和证实试验。 3.证实试验。在上述平板上,挑取可疑大肠菌群菌落l~2个进行革兰氏染色,同时

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