马铃薯块茎颗粒结合型淀粉合酶基因的克隆及其RNAi载体的构建

GBSSI是马铃薯块茎中控制直链淀粉合成的关键酶, 为培育高支链淀粉含量或纯支链淀粉含量的转基因马铃薯材料, 根据GenBank登录号X58453设计特异引物, 采用RT-PCR技术获得马铃薯块茎GBSSI相似基因, 利用生物信息学相关软件分析, 预测GBSSI相似基因cDNA序列编码的蛋白质结构和功能。结果表明, 克隆的GBSSI相似基因与报道的GBSSI基因序列相似性达到99.78%, 其开放阅读框长1 824 bp, 编码607个氨基酸, 具有许多重要功能位点;三级结构预测结果表明该蛋白具有淀粉合成功能, 基因序列已注册到GenBank, 序列登录号为EU403426。以此基因CDS内542 bp的靶标序列作为干扰区段, 扩增GBSSI的正反向基因片段, 并引入237 bp的内含子序列, 构建由Patatin启动子驱动的具有“正义基因片段gbss A-内含子VP1-ABI3-like protein-反义基因片段gbss B”的植物干扰表达载体pBI121g-PgABI, 将为淀粉合成的进一步研究和高支链淀粉含量或纯支链淀粉含量的马铃薯品种的培育奠定基础。     

毛竹中黄酮-C-糖基转移酶基因的克隆和生物信息学分析

糖基转移酶是催化黄酮糖苷形成的关键酶。黄酮糖苷类化合物具有抗氧化、清除自由基、调节血脂和血糖等生理作用。基于毛竹基因库测序的完成,本研究通过RT-PCR技术首次获得一条完整的毛竹黄酮-C-糖基转移酶基因开放阅读框,将其命名为PeCGT,其基因的序列长度是1342 bp。对其编码蛋白的理化性质、保守结构域以及二级结构和空间结构等进行了生物信息学分析。结果表明:PeCGT基因编码的蛋白含有447个氨基酸,分子量是47.76 kD,理论等电点为4.91,酸性氨基酸(Asp+Glu)个数为54,碱性氨基酸(Arg+Lys)个数为35。PeCGT蛋白是疏水型蛋白,不存在信号肽,存在于线粒体中。结构域预测分析结果表明,PeCGT编码的氨基酸序列具有明显的糖基转移酶特征的保守域结构PSPG。通过同源性分析,其与乌拉图小麦(Triticum urartu)、节节麦(Aegilops tauschii subsp.Tauschii)和二穗短柄草(Brachypodium distachyonhiihii)具有较高的同源性。实时荧光定量PCR结果表明:PeCGT基因在叶中的表达量最高,在根中几乎不表达,在茎中有部分表达。此研究结果为以后毛竹黄酮-C-糖基转移酶的表达和功能鉴定提供了一定的帮助。     

一个潜在催化莱鲍迪D苷合成的新型糖基转移酶

尿苷二磷酸糖基转移酶(uridine diphosphate glycosyltransferases,UGTs)催化糖基转移反应,与植物次生代谢密切相关。本研究根据甜叶菊(Stevia rebaudiana)转录组数据库,克隆到一个催化莱鲍迪D苷(rebaudioside D,RD)合成的新型糖基转移酶候选基因,对其开展生物信息学分析。结果表明,该基因开放阅读框长1380 bp,编码459个氨基酸,等电点(pI)预测为5.54,理论分子量约49.66 kD,系统发育分析表明该基因与向日葵中的UGT89A2同源,故将其命名为SrUGT89A2。构建pET28a-SrUGT89A2原核表达载体,并在大肠杆菌(BL21(DE3))中诱导表达得到重组蛋白,HPLC检测表明粗酶液能催化甜叶菊提取液形成一个新的色谱峰,该峰保留时间与莱鲍迪D苷一致。经进一步纯化UGT89A2蛋白,添加不同甜菊糖苷标准品为催化底物,但未鉴定出该蛋白催化的具体糖苷。该潜在催化甜菊糖RD苷合成的新型糖基转移酶基因SrUGT89A2的发现,为RD苷的生物合成和甜菊糖苷的生物途径研究提供新的理论依据。     

黄瓜芽黄突变相关基因ClpP克隆及植物表达载体构建

为了获得黄瓜中ClpP基因的cDNA全序列,研究其与黄瓜芽黄突变现象的关系,本研究采用TRNzol法提取芽黄突变的黄瓜叶片总RNA,并以其为模板反转录合成cDNA第一链。根据NCBI预测的黄瓜ClpP基因序列设计并合成1对特异引物,通过PCR扩增得到目的条带后测序,并构建植物表达载体;成功获得黄瓜中ClpP基因的cDNA全序列,并提交到NCBI。该基因编码区全长495 bp,共编码氨基酸158个。预测其理论等电点为5.22,理论蛋白质分子量为41.00356 KDa,编码的蛋白包含S14_ClpP_2保守结构域,无信号肽。通过与其他植物Clp蛋白酶的氨基酸序列比对发现与毛茛属植物的Clp蛋白酶同源性较高。并成功构建了以CaMV35S为启动子的植物表达载体pBI121-ClpP。黄瓜中ClpP基因的cDNA全序列的获得说明该基因在黄瓜中确实存在,这是首次克隆得到了黄瓜中的ClpP基因的cDNA全序列。     

薏苡Waxy基因的克隆与生物信息学分析

薏苡Waxy基因是控制薏苡直链淀粉合成的关键基因,对其进行生物信息学分析,为深入研究该基因的作用奠定基础并为进一步改良糯性新材料提供理论支撑,以薏苡的嫩茎为实验材料,采用RT-PCR方法克隆薏苡Waxy基因,使用NCBI、DNAMAN及ExPYSy等一系列在线软件及工具,对薏苡Waxy基因的编码区,氨基酸序列及蛋白质的结构和功能进行生物信息学分析,研究表明薏苡Waxy基因有13个内含子,全长1 845 bp,编码由614个氨基酸,属于糖基转移酶超家族,薏苡与高粱亲缘关系较近,同源性达93%;该蛋白其中α螺旋占35.18%,无规则卷曲所占比例33.22%,保守性较强,通过对该蛋白保守性分析发现:糖基转移酶、糖原/淀粉合成酶和淀粉合成酶催化区3个保守性结构域。     

苎麻COMT基因的克隆及序列分析

利用RT-PCR法结合cDNA末端快速扩增（RACE）法从苎麻中克隆了与木质素合成相关的COMT基因的全长cDNA序列。所获得的COMT基因全长1318bp,包含一个开放阅读框1098bp,编码365个氨基酸。序列相似性检索结果表明,苎麻COMT全长cDNA与杨树COMT基因的序列同源性达82%,其编码的氨基酸序列与杏的COMT氨基酸序列同源性最高,达93%。同时还检索到该氨基酸序列包含一个O-甲基转移酶的保守结构。     

金银花糖基转移酶基因LjUGT71E1的克隆及原核表达

糖基化广泛存在于生物体中,具有非常重要的作用,而糖基转移酶则是催化糖基化反应的关键酶。本研究根据转录组数据库,设计引物从金银花(Lonicera japonica Thunb.)中克隆得到一个糖基转移酶编码基因LjUGT71E1,序列分析表明该基因的CDS为1 503 bp,理论可编码氨基酸数目为501,等电点(p I)预测为5.09,理论分子量为55 579.71 Da。多重序列比对表明LjUGT71E1与其它植物UGT71家族成员在序列上保守性很高,并且其C端具有催化植物次生代谢产物糖基化的糖基转移酶所具有的保守的PSPG-box基序。系统发生分析表明LjUGT71E1与人参(Panax ginseng)和甜叶菊(Stevia rebaudiana)的UGT71E亚家族成员聚为一支。荧光定量PCR分析表明,该基因在金银花的五个花期均有表达,在幼蕾时期相对表达量达到峰值。进一步构建了LjUGT71E1基因的原核表达载体并且在大肠杆菌中诱导表达得到重组蛋白,为后续的功能研究提供了基础。     

黑曲霉木聚糖酶结构基因和5'调控区基因克隆及其分析

以黑曲霉(Aspergillus niger)A3的基因组DNA为模板,根据已报道的xynB基因序列设计简并引物,在合适的PCR反应条件下有效地扩增出了xynB的结构基因及其5＇调控区序列片段,并克隆到pBS-T载体上,序列测定表明,该目的片段全长1 611 bp.通过序列分析:结构基因部分长744 bp,其中含有一个66 bp的内含子和18个氨基酸的信号肽序列;xynB基因的cDNA序列大小为678 bp,编码225个氨基酸,与GenBank上检索的木聚糖酶基因的核苷酸序列同源性最高达98%,氨基酸序列同源性达99%.在翻译起始点上游92 bp和118 bp处找到转录起始位点和类"TATA"box的核心启动子区特征元件以及"CAAT"box,表明所克隆的调控区序列具有真核生物启动子特点,这为构建木聚糖酶高效表达载体,用于工业育种奠定了基础.     

铁皮石斛DoSAMDC-like基因的克隆及原核表达

本研究从药用植物铁皮石斛中克隆得到S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(S-adenosyl-L-methionine decarboxylase)基因(DoSAMDC-like)并进行序列分析和原核表达。SAMDC基因家族具有多个成员,本研究采用同源克隆的方法对铁皮石斛中尚未报道的新成员DoSAMDC-like基因进行克隆,并与拟南芥SAMDC基因家族成员和铁皮石斛基因组注释序列进行比对分析、蛋白质特征及原核表达等分析。基因序列分析表明,DoSAMDC-like基因编码区全长1104 bp,推测编码368个氨基酸,氨基酸序列具有SAM_decarbox超家族共同的保守结构域。多序列比对及进化树结果表明,克隆获得的DoSAMDC-like基因序列对应于基因组测序注释的XM_020825443.2序列,一致性为99.55%,与铁皮石斛SAMDC1基因一致性为80.16%。异源表达结果表明,DoSAMDC-like基因受IPTG诱导,蛋白分子量约为47 kD。DoSAMDC-like基因的克隆和原核表达,可为参与铁皮石斛多胺代谢、生物碱合成相关基因的蛋白质生化活性等研究提供了帮助。     

马铃薯StBAG3基因cDNA的克隆及晚疫菌对其诱导表达

为了研究马铃薯内源BAG基因在晚疫病抗性建立中的作用,利用拟南芥和水稻的BAG基因保守序列,在马铃薯基因库中比对获得马铃薯内源StBAG3的基因序列。以StBAG3基因序列为模板设计引物,通过RT-PCR克隆得到了StBAG3基因cDNA序列。序列分析的结果表明,该基因开放阅读框为1026bp,编码341个氨基酸。蛋白二级结构预测结果表明,StBAG3具有UBQ和BAG2个保守功能域。StBAG3基因的表达谱分析结果显示,不同马铃薯品种中StBAG3基因表达水平存在差异,其中在冀张薯12号中表达量最高,而夏坡蒂中表达量最低。该基因在马铃薯不同组织中表达量测定结果表明,马铃薯茎中的表达水平最高,老叶中表达水平最低。接种晚疫菌后,StBAG3能够被显著上调并在接种48h后达到最高值,预示着StBAG3基因在马铃薯晚疫病抗性建立过程中具有一定的调控作用。     

光质与马铃薯块茎细胞信号分子和糖苷生物碱积累的关系

马铃薯块茎糖苷生物碱(SGAs)含量如果超过20mg100g-1FW,人畜食用即可引起中毒。而马铃薯块茎中SGAs的积累受多种因素的影响,其中受温度与光照影响较大。为减少马铃薯块茎中SGAs的积累,了解SGAs在马铃薯块茎中的积累机制,研究了同一温度下不同光质对马铃薯块茎SGAs的积累的影响。结果表明红光照射后各品种SGAs平均含量比蓝光、白光、黑暗处理分别提高26.02%、55.50%和100.79%,且在α=0.01水平上差异极显著,说明不同光质对马铃薯块茎SGAs含量影响不同,红光影响最大,蓝光次之。同时,马铃薯块茎经不同光质处理后作为第二信使的G蛋白含量在红光下较蓝光、黑暗、白光下分别上升0.95%、2.01%、3.86%,钙调蛋白含量分别增加7.94%、37.41%和87.24%。由此可知,红光是SGAs积累的重要信号分子,其信号作用启动了红光受体PHYB,与第二信使G蛋白和CaM等共同参与马铃薯块茎SGAs的代谢积累。     

2001-2016年以来马铃薯生产成本结构及其变化趋势研究

马铃薯作为主粮推广,关键是提高产量,增加其对主粮结构的贡献,这需要降低马铃薯的生产成本,提高种植收益,刺激农民的种植积极性。分析21世纪以来马铃薯生产成本的变化路径发现：马铃薯生产总成本增长迅速,在生产成本中,化肥和租赁作业费用的增长对物质与服务费用的增长贡献最大；人工成本中工价增长迅速,但外部雇工天数有减少的趋势。在分析的基础上提出,马铃薯生产的间接成本下降空间有限,须依托技术创新,推进机械化作业,扩大良种补贴等惠农政策覆盖马铃薯等方面,控制马铃薯生产成本,真正提高农民收益从而扩大种植,推动马铃薯主粮化发展进程。同时应鼓励使用农家肥,健全农业生态环境补偿制度,促进农业生产可持续发展。     

世界马铃薯生产发展基本态势及特点

马铃薯是世界第四大粮食作物,在世界范围内有着广泛的种植,关注世界马铃薯生产的发展情况对发展中国马铃薯产业有着重要的指导意义。从世界马铃薯生产角度出发,分析了世界及各区域马铃薯生产的状况和历史变迁,对世界马铃薯生产状况做出基本判断。研究结果表明：（1）世界马铃薯生产集中在“三区两带”,即高山地区、低地热带区、温带区三大主产区,23°—34°N、44°—58°N两个纬度带,占世界种植面积70%以上;（2）马铃薯在世界有着广泛的种植,但生产水平和农业生产地位差异较大;（3）世界马铃薯生产重心正在由西向东、由发达国家向发展中国家转移;（4）世界马铃薯生产格局正在发生重大变化。     

不同覆盖方式对冬闲稻田马铃薯生长及产量的影响

在冬闲稻田里以中薯3号为试验材料，进行了稻草覆盖、摆播稻草+地膜覆盖、沟播稻草+地膜覆盖、地膜覆盖、敞土等不同覆盖方式栽培马铃薯的田间比较试验。结果表明：冬闲稻田地膜覆盖栽培的马铃薯出苗最早，地膜覆盖和沟播稻草+地膜覆盖栽培的马铃薯出苗率最高；敞土栽培的马铃薯植株的株高显著低于覆盖栽培；摆播或沟播稻草+地膜覆盖栽培马铃薯的产量和商品薯率最高，稻草覆盖栽培和地膜覆盖栽培次之，产量和商品薯率显著高于敞土栽培；摆播或沟播稻草+地膜覆盖栽培马铃薯的效益最高，地膜覆盖和稻草覆盖栽培马铃薯的效益次之，敞土栽培马铃薯的效益最低。     

动物性食品安全HACCP管理探讨

关注动物性食品安全就是关注人类健康和自然社会的和谐发展。基于影响动物性食品安全的生产、环境、运输、屠宰等领域的因素分析,提出利用HACCP管理体系对动物性食品安全4个关键控制点进行管理,以保证动物性食品的质量和安全。     

浅析食品安全风险评估和农业标准化的关系

食品安全风险评估是近年来国际上出现的保证食品安全的一种新模式,农业标准化是提高农产品质量的技术保障,实施农业标准化是保障粮食和食品安全的必要手段。阐述了食品安全风险评估和农业标准化的基本情况,论述两者的关系,以HACCP体系为例剖析两者结合是未来食品安全管理体系的方向。     

Shelf life of minimally processed potatoes: Part 1. Effects of high oxygen partial pressures in combination with ascorbic and citric acids on enzymatic browning

The shelf life of minimally processed potatoes is limited by enzyme-catalysed browning reactions. Generally, this phenomenon is controlled by the use of chemical reagents such as ascorbic acid, citric acid, or 4-hexyl resorcinol, but it seems that “oxygen shock” treatments are also particularly effective in inhibiting enzymatic browning. The aim of this work was to study the effects of high oxygen partial pressures in combination with ascorbic and citric acid on the development of the enzymatic browning of peeled and cut potatoes (‘Primura’ variety) that were packaged in flexible pouches and stored at 5 °C for 10 days. Different treatments, chosen in according to a central composite design, were applied to the sliced potatoes. The browning development during storage was measured by a tristimulus colorimeter. Second-order polynomial models were computed for three periods of storage (3, 7 and 10 days) to relate the independent variables (oxygen partial pressure, ascorbic and citric acid concentrations) to the colour function attributes.The effectiveness of the statistical approach offered the possibility to investigate the effects of several processing conditions involved in the enzymatic browning of minimally processed potatoes, while the response surface methodology allowed the identification of the optimum range of the independent variables which prevented browning.     

HACCP原理在高校食堂食品卫生安全监管中的应用

为了保证高校食堂的良性运行,确保高校稳定,将HACCP应用于高校食堂食品卫生安全监管中,通过对其每个环节可能造成的潜在危害进行分析,以确定影响食品卫生安全的关键控制点(CCP),并针对每一个CCP点制定出相应的预防措施,建立食品卫生安全监控体系。从高校食堂建立HACCP体系的适用性以及HACCP在高校食堂的管理方式等方面,浅析了HACCP原理在高校食堂品卫生安全监管中的应用。     

长江中游地区粮食生产的战略研究

长江中游地区(湖南、江西和湖北)是我国粮食生产主产区之一,该区的粮食安全与否直接影响到我国的粮食安全。本文首先从绝对和相对的角度分析了该区粮食生产的现状。结果表明：近10年来,一方面,区内的粮食生产总量一直在以增加种植面积而获得了稳步增长,其增长难以持续。同时区内的种植结构也在逐渐发生变化,主粮(水稻)的种植面积增幅要远大于杂粮小麦和薯类的增幅,尤其是大于豆类的增长幅度。另一方面,从全国范围来看,长江中游地区的主粮(水稻)的生产占全国比重呈下降趋势,而杂粮生产占全国比重反而有较大幅度的提高。其次,深层剖析了该区粮食生产发展所面临的困境,认为主要有农民(户)种粮积极性不高、农田水利基础设施薄弱、耕地质量退化严重、产业化水平不高、农业科技整体水平较低和粮食生产的结构性弊端初现等六大方面问题。最后,针对该区域所面临的困境依次提出了粮食生产发展的战略对策,为确保该区粮食安全提供参考。     

食品原料的安全控制课程体系建设

食品原料是食品供应链的源头,它的安全是保障食品安全的起点。对食品原料进行安全控制,可有效减少食品安全事件的发生,因此,食品原料的安全控制是食品质量与安全专业非常重要的一门核心课程。从课程建设的必要性、课程简介、课程目标、课程内容及与其他课程的联系等方面,详细介绍了食品原料的安全控制课程的建设。