高效降解棉酚菌株的筛选鉴定及毒性试验

为了筛选一株能高效降解棉籽饼中棉酚毒素的菌株,以棉酚为唯一碳源,从棉田土壤中分离筛选对棉酚具有降解作用的菌株,得到具有较高降解活性的菌株M-9,其降解率达到94.74%,对其进行了菌株形态观察和生理生化鉴定并结合其16S rDNA序列,初步确定其为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。通过对M-9菌株的脱毒效果研究表明,其具有降解棉籽饼中游离棉酚的能力,脱毒后棉籽饼中游离棉酚的含量降至33.18 mg/kg,符合中国国家标准饲料卫生标准规定(GB13078-2001)：饲料原料棉籽饼中游离棉酚含量≤1200 mg/kg。并进行毒性饲喂试验,从而确定菌株M-9处理后的棉籽饼粉对小白鼠无毒性。     

高效液相色谱法测定食用调和油中的游离棉酚

采用反相高效液相色谱法测定食用调和油中游离棉酚,流动相为甲醇∶2%的磷酸水溶液:四氢呋喃=88∶10∶2,C18(ODS)柱分离,紫外235nm处测定。相对于国标GB/T 5009.148-2003植物性食品中游离棉酚的测定缩短了分析时间。本方法的重复性(相对标准偏差)优于5%,回收率为94%～98%,最低检测限度为1μg/g。本方法简单、易行,可用于食用调和油中游离棉酚的定性定量分析。     

我国棉粕和棉籽蛋白营养成分和棉酚含量调研

本试验旨在调查研究我国不同产地的棉粕和棉籽蛋白的营养成分和棉酚含量。采集全国不同主产区的5个棉粕样品和5个棉籽蛋白样品测定其常规营养成分和棉酚含量。结果表明,棉粕的粗蛋白、粗脂肪、酸性洗涤纤维营养成分含量分别为39.28%,0.28%,21.60%,棉籽蛋白的粗蛋白、粗脂肪、酸性洗涤纤维营养成分含量分别为51.96%,0.75%,13.29%,其中,在棉粕和棉籽蛋白所有营养成分中粗脂肪和钙两项变异系数最大,粗蛋白变异系数最小。棉粕和棉籽蛋白的游离棉酚含量分别为1021.14mg/kg和687.75mg/kg。不同主产区棉粕和棉籽蛋白的粗蛋白含量稳定,而粗脂肪和钙含量差异较大;棉粕游离棉酚含量较高。     

陆地棉色素腺体与不同棉酚旋光体含量之间的相关性研究

【目的】研究不同基因型棉花不同器官的色素腺体与棉酚旋光体含量之间的相关性。【方法】以6个陆地棉材料中棉所12、中棉所12(无)、珂字棉312、珂字棉312(无)、IF11和冀棉14为对象,精确测定主要器官的色素腺体密度和大小,并采用柱前衍生拆旋方法进行高效液相色谱分析,测定其相应的棉酚旋光体含量,然后对色素腺体和棉酚旋光体含量进行相关性分析。【结果】低酚棉全株无色素腺体,但在各器官中仍能检测到低于0.02%(质量分数)的少量游离棉酚存在。有酚棉各器官均具有典型的色素腺体,其中棉仁的色素腺体最密,苞叶最稀;色素腺体大小(直径)以铃壳最大,花瓣和棉仁最小。不同器官中,总棉酚含量以棉仁最高,苞叶最小;棉仁和花瓣的右旋棉酚含量大于左旋棉酚,而萼片、铃壳、上部叶、中部叶和下部叶的左旋棉酚含量大于右旋棉酚。有酚棉的色素腺体密度与大小之间呈极显著负相关;而总棉酚含量与不同棉酚旋光体含量之间,以及左右旋棉酚含量之间呈极显著正相关。色素腺体密度与总棉酚含量以及不同棉酚旋光体含量之间呈极显著的正相关,而色素腺体大小与右旋棉酚含量之间呈显著的负相关。【结论】棉仁与花瓣的总棉酚含量存在高度的相关性,因此,可以通过花瓣的棉酚含量来判断棉仁的棉酚含量。     

绵羊棉酚中毒对生殖力的影响及其防治

新疆是产棉大区,棉杆、棉壳、棉桃、棉叶常常被当地的农民用来饲喂家畜,但由于其中含有有毒物质“棉酚”,若长期大量的饲喂,则可引起有毒棉酚在体内特别是在肝脏中蓄积而引发中毒性疾病。临床上牛羊发病较多,棉酚毒素对神经、血管及实质脏器均有明显的毒害作用;游离棉酚在畜体内和肝脏中有蓄积作用,可损害肝细胞,破坏红细胞,损伤血管膜,最后导致贫血;棉酚还可引起妊娠母畜流产和死胎、破坏雄性动物睾丸生精上皮,导致精子畸形、死亡。伊犁某大型羊场所饲养的绵羊近年来生殖力持续下降和死亡数逐年增加,经调查分析确诊为绵羊棉酚中毒。     

棉花幼苗和离体根无性系中棉酚的动态变化研究

以陆地棉三对色素腺体近等基因系以及海岛棉不同色素腺体基因型为材料 ,对种子萌发后的子叶、根系和离体根系无性系的棉酚及其旋光体含量进行了系统的分析 ,结果表明 ,有色素腺体棉种子萌发后的子叶棉酚含量呈下降趋势 ,而无色素腺体棉则呈积累趋势 ;棉花根系中的棉酚含量与子叶有相同趋势 ,但变幅显著小于子叶。有色素腺体棉和无色素腺体棉的离体根系无性系中的棉酚含量均随着培养时间而持续增加 ,培养 2 5d的棉花根系无性系中的棉酚含量可达到 0 .8%～0 .9% ,说明棉酚主要由棉花根系合成。棉酚旋光体含量测定结果表明 ,棉花种子萌发初期的子叶左旋棉酚和右旋棉酚含量与其种仁相一致 ,但种子萌发 1 4d后 ,二者的含量几乎相等 ;离体根系无性系 ,以及无色素腺体棉的子叶和根系中的棉酚均为消旋棉酚 ,表明棉花生长过程中合成的棉酚为消旋棉酚。此外 ,本文还就棉酚及其旋光体的合成和代谢进行了讨论。     

高效降解棉酚菌种的筛选及棉饼脱毒参数的研究

通过对6个微生物菌种利用棉酚能力的比较分析,筛选出对棉子饼中棉酚具有较强脱毒能力的酵母菌菌株JM-3,该菌株可降解棉子饼中80%以上的游离棉酚。研究表明JM-3的发酵适宜温度为25C,加水量与发酵底物的适宜比值为0．81(含水量45％),适宜发酵时间为36 h。该菌种的最大优点是抗杂菌污染能力强,生长速度快,仅需36 h的发酵,就可使棉子饼粕中的棉酚含量降至0．03％以下,蛋白含量提高3个百分点以上。     

棉籽壳、饼粕生物脱毒与饲喂技术

传统的棉酚脱毒主要采用物理或化学的方法,成本高、操作繁琐,并且有一定的毒物残留。近年来,利用微生物发酵技术,可使棉酚含量降低,使棉饼中游离酚含量降至0.02%～0.04%以下至饲用水平,使可溶性蛋白含量提高3～11倍。这项技术充分利用新疆盛产的棉花副产品资源,降低了养殖成本,提高了养殖生产经济效益。     

棉酚旋光体柱前衍生化-HPLC分析与4个栽培棉种之间棉酚含量比较

采用2%D-氨基丙醇+10%冰醋酸+88%乙腈作为棉酚提取和衍生化试剂对消旋棉酚和棉花样品进行热衍生化处理,用C18色谱柱和乙腈流动相进行高效液相色谱分析。该方法色谱结果表现为主峰清晰而杂峰少,左右旋棉酚出峰时间相差7 min,实验精度良好。用该方法对4个栽培种的25份材料的种仁和幼苗的根、茎、叶的左右旋棉酚含量进行了系统的检测。结果表明,海岛棉的种子和根系的总棉酚含量最高,其次是陆地棉;2个二倍体栽培棉种的种子和根系的总棉酚显著低于四倍体棉种,而2个二倍体栽培棉种的叶片总棉酚含量显著高于四倍体棉种。大多参试材料的种子和幼苗各部位的左右旋棉酚含量均有差异,其中海岛棉的左旋棉酚含量略高于右旋棉酚,陆地棉的右旋棉酚含量略高于左旋棉酚,而2个二倍体棉种的左旋棉酚只占总棉酚的1/3。无色素腺体棉的种仁和叶片中总棉酚含量极低,并以左旋棉酚为主,其种仁中只有左旋棉酚而无右旋棉酚;茎秆中总棉酚含量以及左右旋棉酚比例与一般有色素腺体常规棉相似,但根系中的总棉酚含量显著高于对应的有色素腺体棉,却以右旋棉酚为主。     

棉酚腺体与棉酚生物合成及低酚棉分子育种

棉酚是一种存在于棉酚腺体中的倍半萜烯类化合物。由于它的抗虫性及毒性,在棉花育种中颇受重视。近年来,对棉酚腺体、棉酚的研究较多,已经发现和克隆了与棉酚生物合成相关的基因,初步阐明了棉酚合成代谢的分子调控机制。有关棉酚的深入研究将有助于育种家培育种子低酚而植株高酚的棉花新品种。     

亚临界萃取棉酚工艺研究

试验利用亚临界萃取技术探究棉籽仁中游离棉酚萃取的合适提取工艺条件,为棉酚的工业化生产提供依据。以高酚棉籽为提取原料,分析前处理方式和萃取过程中温度、时间、料液比、次数等因素对提取率的影响,并采取正交试验优化提取工艺条件。结果表明,预处理试验中,粉碎过40目筛轧胚提取率最高,为57.6%;单因素试验中,棉酚提取率随着温度的升高先升高后降低,20℃时达到最高58.2%,随着时间的增加逐渐升高,30 min后增长趋于平缓,随着次数的增加逐渐升高,4次后增长趋于平缓,随着料液比的增加逐渐变大,在1:12后增长趋于平缓。正交试验结果得到亚临界萃取棉酚的最佳工艺为：温度20℃,时间40 min,次数4次,料液比1:14,此时提取率为68.9%。     

Genetics of Gossypol Content and Its Racemic Forms

Our goal is to develop elite lines with low total gossypol levels in the seed using conventional genetic techniques.There are a number of ways to reduce seed gossypol,including mechanical processes to remove gossypol from cottonseed products.However,these treatments add cost to the products and reduce the nutritional value of the resulting cottonseed meal.     

澳洲野生棉种的子叶棉酚动态及与色素腺体形态的关系

对斯特提棉、南岱华棉、澳洲棉、纳尔逊氏棉和比克氏棉五个澳洲野生棉种在种子萌发过程中的子叶棉酚含量进行了测定和分析。结果表明，五个澳洲野生棉种子叶中的棉酚积累过程与无色素腺体陆地棉品种基本相似，其休眠种子和萌发２４ｈ以内的子叶均检测不到棉酚，为典型的低酚棉类型。当种子萌发４８ｈ以后，其子叶开始出现棉酚，但含量极低；在子叶开始出现棉酚１～２ｄ后，棉酚含量开始迅速增加，到种子萌发第９ｄ达到最大值。此外，讨论了澳洲野生棉种的子叶色素腺体延缓形成的组织结构与棉酚积累的关系，以及该性状的遗传调控机理等。     

陆地棉无色素腺体遗传资源棉子蛋白和棉酚含量研究

对２２０个国内外不同来源的陆地棉无色素腺体品种（系）种子粗蛋白、可溶性蛋白和棉酚含量的研究表明，三个性状的总体平均值分别为４１．４６％、１１．８２％和０．０１７４％。该遗传资源群体具有蛋白质含量较高但变异程度较小、绝大多数品种棉酚含量符合国际卫生标准（＜０．０４％）且变异程度很大的特点，４０％的品种其粗蛋白含量在４２％以上，棉酚含量在０．０４％和０．０２％以下的品种分别占９１．８７％和７５．４５％。国内育成品种的粗蛋白含量显著高于国外引进品种，春播品种显著高于夏播品种；而可溶性蛋白和棉酚含量在这些品种类和相互之间无显著差异。中无１０９８、浙棉９号、冀棉１９号、绵阳４１７６等１６个品种被鉴定筛选为粗蛋白含量较高（＞４５％）的种质材料。     

Morphogenesis of Pigment Glands and Metabolic Characteristics of Gossypol in Gossypium bickii

[Objective]We studied the process of pigment gland formation and the dynamic change of gossypol synthesis, the dynamic relationship and molecular mechanism between the pigment glands and gossypol during the process of embryo formation and seed germination in G. bickii Prokh. [Method] We chose G. bickii as meterial and studied the tissue section observation, determination of gossypol contents and gene expression profile analysis of pigment gland formation and gossypol synthesis genes. [Result] The results showed that a large number of pigment protoglands formed on the cotyledons during embryo development process in G. bickii. The pigment protoglands formed to cavity structure at 12 hours after seed germination, and then converted into mature pigment glands. Analysis of gene expression profiles related to the pigment gland formation and gossypol synthesis during seed germination showing that GoPGF gene was highly expressed on the cotyledons of seed germination of 12 hours, which may be related to pigment protoglands forming to cavity structure of G.bickii. Farnesyl pyrophosphate synthase gene (FPS) was highly expressed on the cotyledons of seed germination of 24 hours showing it may be associated with the gossypol transported into the cotyledon pigment glands. CYP706B1 gene was highly expressed on the cotyledons of seed germination of 0 hours and HMG1 were highly expressed on the cotyledons of seed germination of 0 hours, 36 hours and 48 hours showing these genes may be associated with the formation of pigmented cavities and the storage and transport of gossypol; Cadinene synthase genes(CAD1-A) and HMG2 genes were not closely related to the pigment gland formation. [Conclusion] The 12 hours after seed germination is the key period of the morphogenesis of the pigment glands, and the morphogenesis of the pigment glands is synchrony with the time of the occurrence of gossypol in G.bickii. GoPGF, FPS, CYP706B1 and HMG1 are associated with the formation of pigmented cavities and the storage and transport of gossypol.     

棉酚合成及棉花腺体形成相关基因的研究进展

棉酚是限制棉籽开发利用的重要因子。培育低酚棉,特别是采用基因工程方法创制低酚棉是解决棉籽开发利用难题的关键。棉酚合成以及棉酚储存场所棉花腺体形成相关基因的研究,是基因工程创制低酚棉的基础。综述了国内外对于棉酚合成途径、棉花腺体形成相关基因的研究进展以及利用基因工程手段创制低酚棉的相关实例,以期为相关研究者提供参考。     

显性低酚棉新品系种仁营养品质与利用评价

 以自主选育的7个显性无腺体新品系为材料,通过种子性状考察,种仁游离棉酚、脂肪酸和氨基酸含量测定,研究了低酚棉种仁具有重要的油用、食用价值和保健功能。结果表明：4个新品系种仁棉酚含量低于国家食用标准,其中苏显无154、苏显无156棉酚占种仁质量低于3 mg·kg^-1,成为名副其实的无酚棉新种质。低酚新品系种仁粗脂肪含量高于有酚品种,不饱和脂肪酸总含量超过70%,油酸相对含量略低于有酚品种,亚油酸、亚麻酸、棕榈油酸相对含量以及不饱和脂肪酸总含量与有酚品种相同。低酚新品系种仁色氨酸含量高于常规有酚品种,其它必需氨基酸含量以及氨基酸总含量与有酚品种相近。低酚基因Gl₂^e对棉花种仁脂肪酸、氨基酸组成及其含量未产生负效应。     

棉酚腺体的遗传分析及低酚棉分子育种研究进展

棉酚是一种存在于棉酚腺体的倍半萜烯类化合物。由于它的抗虫性和毒害性,在棉花育种中颇受重视。从低酚棉腺体的质量性状、数量性状、经济性状等方面的遗传特性进行了综述,分析了低酚棉的分子育种研究进展,并对低酚棉今后的进一步研究进行了展望。     

司笃克氏棉（G.stockii）色素腺体的形态建成与棉酚动态研究

对司笃克氏棉幼胚发育过程和种子萌发过程中的色素腺体形态建成进行连续的切片观察和棉酚含量分析。结果表明，司笃克氏棉的种仁中含有肉眼可见的色素腺体，为典型的有色素腺体类型；然而种仁中的棉酚含量仅为0.0058%，为典型的低酚棉类型。司笃克氏棉种子成熟过程中的色素腺体形态建成有两种情况：（1）色素腺体细胞直接形成