利用细菌冰核基因构建促冻杀虫基因工程菌

冰核细菌是自然界中冰核活性最强的异源冰核(-1~-5℃), 已成为一种重要的生物资源. 大量研究证明, 利用冰核细菌促冻杀虫在理论上已确凿无疑, 但难以应用野生型冰核细菌冻杀田间和仓储越冬害虫, 其因有二: 其一, 野生型冰核细菌不能在昆虫肠道内长期稳定增生定殖, 易被排泄体外而丧失冻杀效果; 其二, 这些冰核细菌在植物体上附生定殖能力强, 田间施用后易诱发霜冻害. 为解决这些阻碍促冻杀虫应用中的难题, 利用自行分离的细菌冰核基因iceA, 构建了携带该基因、能进行接合转移和Tn5转座作用的工程质粒mob-Tn5-iceA, 又利用该工程质粒将冰核基因iceA整合到阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)染色体DNA上, 成功地构建了在无选择压力下冰核基因仍稳定存在并有效表达冰核活性的促冻杀虫基因工程菌. 经应用实验证明, 解决了阻碍促冻杀虫应用中的难题, 为防治我国三北地区农林果树和仓储主要越冬害虫, 开辟了一条生防新途径.     

冰核细菌应用研究

自1974年，Maki首次报道了冰核细菌（INA细菌）以来，生物冰核现象引起了多个学科研究者的广泛兴趣。研究证明，细菌冰核是自然界活性最强的冰核物质（－1～－5℃），已成为一种重要的生物资源，被应用到人工造雪制冰、海水淡化、食品冷藏保鲜和冷冻浓缩、促冻希虫、高效检测、报告基因和细菌细胞表面展示等领域。本文主要对冰核细菌在这些方面的应用作以综述。     

降温过程中组织工程用真皮成纤维细胞膜水分渗透特性的实验研究

在优化组织工程化真皮的低温保存程序时, 有必要了解体外培养的真皮成纤维细胞的低温保存特性, 如细胞膜的水分渗透系数和相应的表观活化能等. 以组织工程用真皮成纤维细胞为实验材料, 通过添加少量冰核细菌诱导形成胞外冰, 应用DSC对在降温速率为5℃·min^-1的条件下细胞悬液样品在相变过程中释放的热流量进行了测量. 对所测得的热流曲线计算得出了降温过程中成纤维细胞体积随温度的变化趋势, 并以Karlsson提出的细胞水分渗透模型为理论基础, 对获得的细胞体积变化数据进行了非线性回归的最小二乘优化, 得出了细胞膜的水分渗透率: 参照温度下(0℃)细胞膜对水分的渗透系数L_pg = 5.87×10⁴ μm·min^-1·Pa^-1, 表观活化能E_LP = 308.8 kJ·mol^-1. 将上述参数代入水分渗透模 型, 对在不同的降温速率下(0.01~50℃·min^-1), 冻存过程中成纤维细胞的水分渗透情况进行了模拟, 预测水分渗透过程结束后细胞内未渗透水的数量及保存成纤维细胞时应采取的最佳降温速率.     

冰核细菌防治技术初步研究

通过 Vali法和抑菌圈法测定了化学药剂和生防拮抗菌对冰核活性细菌的杀灭、抑制效果和对冰核活性的破坏作用 ,并用生测方法测定了药剂对活体植株上的冰核活性细菌的杀灭作用 ,又应用人工模拟霜冻法试验检测了药剂和生防菌的实际防御霜冻的效果。结果表明药剂和生防菌对冰核细菌都有一定作用。其中药剂作用快 ,对冰蛋白有破坏作用 ,生防菌作用持久 ,但对冰蛋白无明显破坏作用