Prolonging hypothermic storage (4 C) of bovine embryos with fish antifreeze protein

Embryos obtained via superovulation are necessary for mammalian artificial reproduction, and viability is a key determinant of success. Nonfreezing storage at 4 C is possible, but currently used storage solutions can maintain embryo viability for only 24–48 h. Here we found that 10 mg/ml antifreeze protein (AFP) dissolved in culture medium 199 with 20% (v/v) fetal bovine serum and 25 mM HEPES could keep bovine embryos alive for 10 days at 4 C. We used a recombinant AFP isolated from the notched-fin eelpout (Zoarces elongatus Kner). Photomicroscopy indicated that the AFP–embryo interaction was enhanced at 37 C. Embryos pre-warmed with the AFP solution at 37 C for 60 min maintained high viability, whereas those that were not pre-warmed could live no longer than 7 days. Thus, short-term storage of bovine embryos was achieved by a combination of AFP-containing medium and controlled pre-warming.     

热激处理对甜柿外植体总酚含量和PAL、PPO、POD活性的影响

甜柿在组织培养过程中极易褐化,为了防止褐变,在培养之前应对外植体进行热激处理。文中研究了热激处理后的宝华甜柿叶片在培养过程中其酚类物质含量和苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)活性的变化情况,并对热激处理抑制组培褐变的生理机制进行了初步探讨。结果表明:热激处理后,宝华甜柿叶片的褐变程度比没有处理的明显减轻,其总酚含量与苯丙氨酸解氨酶(PAL)及多酚氧化酶(PPO)活性均有所降低,但热激处理对其过氧化物酶(POD)活性的抑制效果并不明显,说明热激处理通过降低外植体的PAL及PPO活性,抑制酚类物质的合成及氧化,减少了褐变产物——醌类物质的形成,从而有效抑制了褐变现象的发生。     

电场强化基面液滴蒸发的研究进展

为深入研究静电场对基面液滴蒸发的作用,结合有关国内外研究现状,通过分析电场对基面液滴的变形作用和对液滴内部流动模式和速率的影响,以及电场对液滴在上述两方面的影响与液滴蒸发的关系,分析了电场对基面上液滴蒸发过程的强化作用,对有关基面液滴在电场下蒸发的研究进展进行了介绍,根据前人的理论和试验研究结果探讨了电场对基面液滴蒸发强化作用的基本机制:电场能够使基面液滴的表面电荷分布和形貌特征发生变化,发生电润湿现象,同时改变液滴的内部流动形态,提高液滴的内部流动速率,从而从两方面强化液滴界面处的热交换,促进液滴的蒸发传质.同时,简要评析了目前的研究进展情况,并指出关于电场强化基面液滴蒸发值得进一步研究的方向.研究结果为高热流密度表面的静电雾化冷却技术研究提供了思路.     

高温期喷施外源钙对甜瓜幼苗叶片生理特性的影响

【目的】研究不同浓度CaCl₂对秋季大田高温强光下甜瓜苗期的形态变化和生理特性的影响,为秋季大田甜瓜生产苗期管理确定CaCl₂最佳施用浓度、提高甜瓜幼苗的抗逆性和甜瓜全苗、壮苗率提供参考。【方法】以大田主栽品种西州密17号甜瓜为试材,设4个处理,以喷施清水为对照(CK),喷施20、10、5 mmol/L 3个浓度的CaCl₂,测定甜瓜苗期的生理特性指标,分析不同CaCl₂浓度处理对甜瓜幼苗生理特性的影响。【结果】在外界高温条件下,随着幼苗的生长和锻炼,甜瓜叶片可溶性蛋白含量总体呈“缓慢下降-迅速上升-缓慢上升”的三段式“S”曲线变化,叶绿素相对含量始终上升,抗氧化酶活性(SOD、POD、CAT)和MDA含量呈先升后降的趋势;从甜瓜幼苗1叶期至3叶期间可溶蛋白含量、抗氧化酶活性(SOD、POD、CAT)和MDA含量显著升高,在3叶期至5叶期之间均迅速下降,5叶期至9叶期之间缓慢下降或一定范围波动。【结论】高温环境下,喷施5 mmol/L CaCl₂,叶绿素相对含量和可溶蛋白含量分别比对照处理高17.70%和23.61%,SOD、POD、CAT活性分别比对照提高115.79%、57.42%、53.52%,MDA含量比对照降低22.13%,提高甜瓜幼苗耐热性效果显著。     

咖啡酸苯乙酯通过AMPK/FOXO3a信号通路缓解猪精液常温保存氧化应激的作用机制

【目的】探究咖啡酸苯乙酯（caffeic acid phenethyl ester,CAPE）通过AMPK/FOXO3a信号通路缓解氧化应激对猪精液的影响及其分子机制。【方法】选取8头成年（1—2岁）、健康状况良好长白种公猪进行鲜精采集,将质检合格的样品混池待用。试验设计如下：首先,在常温基础稀释液中分别添加0、0.02、0.04、0.06、0.08和0.10 g·L^-1浓度的CAPE,将精液样品与各个浓度组依次混合后放置室温平衡,随即转入17 ℃电子恒温冰箱进行常温保存。全自动精子分析仪（CASA）测定1—5 d精子运动学参数（总活率与渐进性活力）,筛选出最佳适宜浓度为0.06 g·L^-1。其次,将0.06 g·L^-1 CAPE与400 μmol·L^-1的H₂O₂建立氧化胁迫模型,在第1、3、5天分别采用CASA测定精子总活率与渐进性活力,荧光探针技术评估质膜完整性与顶体完整性,抗氧化试剂盒检测过氧化氢酶（catalase,CAT）与超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）活性,在第5 天利用实时荧光定量 PCR技术测定AMPK/FOXO3a信号通路下游靶向基因（AMPK、FOXO3a、SOD1、SOD2、CAT）及凋亡基因BAX的mRNA表达水平,蛋白免疫印记技术测定AMPK、p-AMPK蛋白表达。【结果】（1）浓度筛选试验中,0.06 g·L^-1的CAPE在保存第3 天显著提高精子的总活率并维持至第5天（P<0.05）,不仅如此,精子的渐进性活力在第1 天显著高于其他处理组（P<0.05）。（2）氧化胁迫试验中,H₂O₂处理组的精子质膜完整性、顶体完整性、总活率、渐进性活力、SOD与CAT活性在保存的第5天均极限显著低于空白组与CAPE+H₂O₂混合组（P<0.001）,而空白组与CAPE+H₂O₂混合组的总活率、顶体完整性、CAT与SOD活性不存在显著差异（P>0.05）。与CAPE+H₂O₂混合组相比,H₂O₂处理组AMPK、FOXO3a、SOD1、SOD2、CAT的mRNA表达水平显著降低（P<0.05）,BAX的表达水平显著升高（P<0.05）,而空白组与CAPE+H₂O₂混合组的AMPK、SOD1、CAT与BAX不存在显著差异（P>0.05）。在蛋白表达水平中,CAPE+H₂O₂混合组与H₂O₂组相比,AMPK、p-AMPK 与p-AMPK/AMPK比率显著提升（P <0.05）。【结论】在常温基础稀释液中添加0.06 g·L^-1CAPE可通过促进磷酸化AMPK的表达,诱导AMPK/FOXO3a信号下游抗氧化分子的转录,继而缓解H₂O₂介导的氧化危害对精液品质产生的影响,延长精液的保存时间,但CAPE保护精子氧化损伤更为深入的分子机制仍需作进一步探究。     

热应激对肉鸡回肠菌群的影响因素研究

【目的】 探究热应激如何影响肉鸡的肠道微生物组成和结构,为研究缓解热应激的不利影响提供依据。【方法】 将144羽体重接近（1 771±40）g的35日龄AA雄性肉鸡随机分为3个处理组。3个处理组分别为适温对照组（TC）、高温组（HT）和适温采食配对组（PF）。TC组舱内温度维持（21±1）℃,肉鸡自由采食;HT组舱内温度维持（31±1）℃,自由采食;PF组舱内温度维持（21±1）℃,根据HT肉鸡的采食量饲喂。温度及限饲处理共持续7 d。【结果】 研究发现,与TC组相比,HT组肉鸡的采食量和日增重显著降低（P<0.01）,料重比显著提高（P<0.01）,PF组肉鸡采食量和日增重显著降低（P<0.01）。HT组的采食量与PF组相似,但日增重显著低于PF组（P<0.05）,料重比高于PF组（P<0.05）。表明即使采食量相同,高温仍显著降低肉鸡体增重,这与高温降低饲料转化效率有关。与TC组相比,HT组肉鸡的体核温度（P=0.079）和血清皮质酮水平（P=0.071）有升高趋势,PF组肉鸡体核温度和血清皮质酮水平与TC组相似（P>0.05）。与TC组相比,HT组和PF组肉鸡回肠前段菌群sobs、Chao1和Shannon指数均显著升高（P<0.05）,而HT组和PF组的α多样性指数无显著性差异。主坐标分析（PCoA）显示,HT组和PF组基本聚集在一起,与TC组有明显的分离。相似性分析也证实了这一趋势。相关分析发现,肉鸡的采食量和PCoA的主坐标1之间存在显著相关（R = 0.786, P<0.001）,而肉鸡体核温度或血清皮质酮和主坐标1之间无显著相关（P>0.05）。LEfSe分析发现（Score ≥3）,HT组和TC组之间存在18个特异属。PF组肉鸡回肠中这18个属的相对丰度与HT组接近,与TC组同样存在显著差异。另外,回肠前段优势菌属中（TOP50）,采食量与其中30个属的相对丰度显著相关,而体核温度和血清皮质酮仅与其中个别属的相对丰度相关。【结论】 HT组与PF组肉鸡的体核温度和血清皮质酮存在明显差异,但采食量相同,结果回肠菌群的结构和组成相似;TC组与PF组肉鸡的体核温度和血清皮质酮相似,仅采食量显著不同,结果回肠菌群的结构和组成明显不同。表明持续热应激对肉鸡回肠前段菌群的影响主要与采食量降低有关,与体温或血清皮质酮升高无显著关系。相关分析的结果也证明了这一结论。     

辣椒CaHsfA2上游转录因子的筛选及耐热功能分析

【背景】辣椒作为一种在世界范围内普遍栽培的蔬菜,具有喜温不耐热的特性。随着近些年极端高温天气出现日渐频繁,热胁迫已经成为影响辣椒生产的主要环境因素之一,明确辣椒的耐热机制进而培育耐热品种对辣椒生产具有重要的意义。【目的】热激转录因子HsfA2在植物耐热性中发挥重要作用,筛选辣椒CaHsfA2上游的转录因子,并分析后者在辣椒耐热性形成中的作用,为进一步阐明辣椒耐热分子机制提供理论依据。【方法】以CaHsfA2起始密码子上游的955 bp启动子序列为诱饵,利用酵母单杂交（Y1H）技术,筛选CaHsfA2的上游转录因子,并通过Y1H点对点杂交、双荧光素酶报告系统（Dual-Luciferase）与萤火素酶互补技术（LCA）进一步验证二者之间的互作关系。利用qRT-PCR技术分析热胁迫下CaHsfA2上游转录因子在辣椒耐热品系‘R9’中的动态表达模式;利用基因瞬时表达技术分析上游转录因子的亚细胞定位;利用病毒诱导的基因沉默技术（VIGS）分析CaHsfA2上游转录因子的耐热功能。【结果】筛选获得了CaHsfA2上游转录因子CaBES1,验证了二者的互作关系,通过分析双荧光素酶报告系统的结果及CaBES1沉默辣椒植株中CaHsfA2的表达量发现,转录因子CaBES1对CaHsfA2具有转录抑制作用。亚细胞定位结果表明,CaBES1在细胞膜和细胞核上均有表达,热胁迫处理后细胞核内的荧光信号增强,符合其发挥生物学功能时由细胞质向细胞核转移的特性;动态表达模式分析表明,热胁迫下,CaBES1表达水平呈现先降低后升高的变化趋势,这也说明CaBES1可以响应热信号,为下一步对其耐热功能研究提供了支撑。辣椒CaBES1被沉默后,通过对比分析沉默植株和对照植株的表型、相对电导率、叶绿素含量等指标发现,CaBES1的沉默表达提高了CaHsfA2表达量并增强了辣椒的耐热性。【结论】CaBES1通过负调控CaHsfA2表达而抑制辣椒的耐热性。     

高温胁迫下不同耐热性水稻品种的差异表达基因分析

以耐热水稻品种996和热敏感水稻品种4628为材料,提取2个水稻品种在40 ℃高温处理0、10、20、60 min和2 h的5～6期幼穗中的RNA进行微阵列分析。结果表明：高温胁迫下2个不同耐热性品种的差异表达基因显著富集在苯丙烷生物合成、热休克蛋白、四肽重复以及一些与非生物胁迫相关的过程;耐热型水稻品种996的差异表达基因还显著富集于细胞色素P450,而热敏感水稻品种4628的差异表达基因显著富集到五肽重复;对高温胁迫下具有品种特异性表达的基因进行分析,推测可能是细胞色素P450家族基因的差异表达提高了耐热水稻996的耐热能力,PPR基因的存在影响了热敏感水稻4628的抗逆性。     

外源水杨酸对2个绣球品种耐热性影响的研究

选择2个绣球品种‘含羞叶’和‘银边’为试验材料,采用叶片喷施不同浓度水杨酸（SA）溶液（0.25、0.50、0.75 mmol·L^-1和1.00 mmol·L^-1）并结合人工气候室模拟高温胁迫43℃/33℃（昼/夜）的处理方法,从形态表现、光合色素、膜脂过氧化酶、抗氧化酶活性、渗透调节物质等方面研究外源SA在提升绣球耐热性过程中的生理功能及其作用机理。结果表明,施用SA浓度为0.50 mmol·L^-1和0.75 mmol·L^-1后,2个绣球品种叶片受热害影响程度较轻,且施用适当浓度的SA能有效抑制高温胁迫下光合色素的分解,减缓细胞膜的氧化损伤,抑制丙二醛的积累,提升超氧化物歧化酶、过氧化物酶及过氧化氢酶的活性,增加细胞内的可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸等细胞渗透调节物质的含量,进而减轻高温胁迫对绣球造成的伤害,诱导绣球耐热性提升,以0.75 mmol·L^-1浓度的SA处理对绣球耐热性提升效果最佳。     

氮气介质环境中热处理樟子松木材主要性能的变化

以氮气为介质,采用160℃、180℃、200℃ 3种不同温度,2、4、6 h 3种不同时间分别对樟子松木材进行热处理改性,分析热处理前后樟子松材色、尺寸稳定性及力学性能的变化规律,并采用FTIR及XRD手段分析了其变化机理。结果表明,樟子松木材色差随热处理温度和时间增大而增大,而明度随热处理温度和时间增大逐渐降低,处理材红绿色品指数a^*值和黄蓝色品指数b^*值均大于未处理材。樟子松木材平衡含水率随热处理温度和时间的增大逐渐减小,ASE和吸湿滞后现象随温度的增大逐渐增大。樟子松木材的顺纹抗压强度、抗弯弹性模量及抗弯强度随热处理强度的增加呈现先增大后降低的趋势,但在200℃下对这3个力学性能指标影响均不显著。热处理温度对樟子松材色及尺寸稳定性影响均极显著,热处理时间对樟子松木材明度、黄蓝色品指数b^*、色差、平衡含水率和体积湿胀率影响均极显著。研究结果为高品质樟子松热处理木材的生产提供科学依据。