响应面法优化黑曲霉固态发酵冬凌草的研究

实验以冬凌草为原料,采用黑曲霉进行固态发酵。在单因素实验的基础上,选取冬凌草与麸皮比、固液比和接种量为影响因素,以纤维素酶活力作为响应值进行响应面实验,优化固态发酵条件。获得的最佳发酵条件为:冬凌草与麸皮比为13.9(gg),固液比为11.7(gml),接种量为1.6%,基础营养盐液pH值为7,发酵温度为31℃。在此条件下,发酵72 h后纤维素酶活力达到16.49 U/g,粗纤维降解了10.56%,粗脂肪提高了16.72%,粗蛋白质提高了21.94%,营养价值得到提高。本实验为冬凌草在畜禽生产中的应用提供有益的参考。     

屎肠球菌CCTCCM2017191发酵培养基的优化

为了实现屎肠球菌CCTCCM2017191的高密度工业化生产,必须提高该屎肠球菌的发酵活菌量,因此对其发酵培养基进行了优化筛选。首先在MRS培养基的基础上进行单因素试验以确定适合该屎肠球菌生长的最优pH值和培养温度以及该菌的最适发酵碳源和氮源;再利用Plackett-Bur-man试验设计分析筛选培养基成分中影响屎肠球菌发酵活菌数的显著影响因子,设计最陡爬坡试验逼近显著因子的最大活菌数响应区域,最后采用中心复合序贯试验设计(central composite circum-scribed design,CCC)和响应面分析法得到显著影响因子的最优配比浓度。获得发酵优化培养基配方为:麦芽糊精20 g/l、酵母浸粉77.22 g/l、结晶乙酸钠6.42 g/l、柠檬酸二铵2.0 g/l、磷酸氢二钾2.0 g/l、无水硫酸镁0.2 g/l、硫酸锰0.04 g/l、吐温-80 0.99 g/l。培养基pH值为8.0,培养温度为37℃。经验证,优化后培养基的发酵菌液活菌数可达6.136×109CFU/ml是相同条件下MRS培养基发酵菌液活菌数的4.63倍,优化方案及所得回归模型切实可靠,成功实现了该屎肠球菌CCTCCM2017191的高密度发酵培养。     

三种常见边坡植物对模拟干旱环境抗旱性能的研究

香根草、紫花苜蓿和高羊茅是工程边坡常见绿化植被,通过探究干旱胁迫对3种植物种子萌发、光合及生理生化指标的影响,评价分析其抗旱性,为水电边坡生态修复中的物种筛选、植物群落的重建给予参考。采用聚乙二醇(PEG)模拟干旱胁迫对植物种子进行4个PEG浓度水平的胁迫处理(5%、10%、15%、20%),研究3种植物种子在PEG干旱胁迫下的萌发特性;采用盆栽控水法分别对3种植物的幼苗进行4组土壤水分处理:正常供水(土壤含水量为最大田间持水量的75%~80%)、轻度土壤干旱胁迫(65%~70%)、中度土壤干旱胁迫(50%~55%)和重度土壤干旱胁迫(35%~40%),分别测定不同土壤干旱胁迫下3种植物光合、生理生化指标,运用隶属函数法对3种植物的抗旱性综合评价。结果表明由于干旱胁迫导致3种植物种子萌发数量减少、种子萌发活力下降,且随着干旱程度的加剧,影响程度逐渐加大,低浓度PEG胁迫对香根草种子的萌发具有引发作用。干旱程度导致3种植物净光合速率、蒸腾速率、胞间CO₂浓度、气孔导度和水分利用效率有不同程度的下降,香根草的净光合速率、蒸腾速率和胞间CO₂浓度下降最为显著,高羊茅的气孔导度和水分利用效率下降最为显著。随着干旱程度的增加,3种植物的丙二醛、脯氨酸和可溶性糖均显著增加。综合分析3种植物种子萌发率、萌发指数、光合及生理生化等多个单项指标,运用隶属函数平均值法鉴定出3种边坡植物的抗旱性,比较得出紫花苜蓿的抗旱性最强,高羊茅次之,香根草的抗旱性相对较差。     

盐胁迫对菘蓝幼苗生长和抗性生理的影响

以“定蓝1号”为试验材料,采用不同浓度NaCl溶液(0,30,60,90,120和150 mmol·L^-1)对菘蓝幼苗进行处理,胁迫14 d后测定了其生长指标、生物量积累、叶片相对含水量、根系活力、根质膜透性、渗透调节物质含量以及抗氧化酶活性等指标,分析不同程度盐胁迫对菘蓝幼苗生长和抗性生理的影响。结果表明:NaCl胁迫对菘蓝幼苗株高和根长都有抑制作用,对根和叶的物质积累也有显著影响,并随浓度的递增呈降低的趋势;菘蓝幼苗叶片相对含水量和根系活力均随NaCl浓度的增加呈现下降趋势,而根质膜透性、叶片脯氨酸含量则呈升高趋势;丙二醛(MDA)含量、组织自动氧化速率(RAD)、过氧化物酶(POD)活性和超氧化物歧化酶(SOD)活性都随NaCl浓度的增加呈先升高后降低的趋势。但当NaCl浓度低于90 mmol·L^-1时,菘蓝幼苗的生长没有受到盐胁迫的明显抑制,根系活力降低不明显,脯氨酸、丙二醛含量和保护酶活性也未显著升高,说明菘蓝幼苗对低浓度盐环境具有一定的耐受性。     

基于GIMMS NDVI 3g.v1的近34年青海省植被生长季NDVI时空变化特征

在气候变化和人类活动的综合影响下,青海省生态环境发生了明显变化。在此背景下,以GIMMS NDVI 3g.v1为数据源,采用Sen+Mann-Kendal方法研究青海省1982-2015年植被覆盖区域NDVI时空变化,将趋势分析和R/S(rescaled range analysis)分析叠加,研究植被生长季NDVI变化的持续性特征,并揭示植被对气候变化及人类活动的响应规律。结果表明:1)近34年青海省植被NDVI整体呈从西北到东南的增加趋势;且变异系数显示,波动性较大地区集中在柴达木盆地周边和青南牧区西北部等植被NDVI较低的区域,波动性较小地区集中在祁连山东部、东部农业区和青南牧区东南部等植被NDVI较高的区域。2)近34年青海省植被NDVI整体呈增加趋势,增长率为0.38%·10a~(-1);且NDVI变化具有明显的阶段性,存在1994年和2000年两个突变点。3)近34年青海省植被改善区域(75.4%)远大于退化区域(24.6%),其中显著改善面积占植被覆盖区域面积的40.9%,退化区随时间变化在空间上表现出明显的转移现象。4)Hurst指数表明,青海省植被变化反持续性较强,趋势分析与Hurst指数叠加得出,由退化转为改善的区域占植被覆盖区面积的13.7%,由改善转为退化的区域占植被覆盖区面积的44.3%,另41.5%的区域无法确定未来变化趋势。5)青海省植被生长季NDVI受气候变化和人类活动的双重影响,且不同植被类型对气候变化的响应存在较大差异。     

过量表达甘菊CBF1基因提高拟南芥抗旱耐盐能力

CBF是一类植物特异性、具有多种功能的转录因子。本研究将从甘菊(Chrysanthemum lavandulifolium)中分离的ClCBF1基因构建到植物表达载体pBI121上,并采用农杆菌介导的花序浸染法对拟南芥(Arabidopsis thaliana)进行遗传转化,共获得4个转基因株系经过抗性筛选和RT-PCR验证,对其中表达量较高的3个转基因株系进行研究,结果表明:在150mmol·L~(-1)甘露醇培养基中转基因拟南芥的种子萌发率和根长平均为野生型的2.0倍和1.2倍,在150mmol·L~(-1) NaCl培养基中转基因拟南芥种子萌发率和根长平均为野生型的1.1倍和1.4倍;在干旱和盐胁迫条件下,转基因拟南芥幼苗的成活率高于野生型,并且超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性显著高于野生型(P0.05),丙二醛(MDA)含量及相对电导率显著低于野生型植株(P0.05)。说明ClCBF1基因在拟南芥受到干旱和盐胁迫过程中发挥一定作用。     

紫花苜蓿9个盐响应相关基因表达模式

紫花苜蓿(Medicago sativa)是世界上种植面积最大、应用最广泛的豆科牧草。由于其耐盐性中等,其在我国北方地区的产量和种植受到土壤盐渍化的限制。因此提高紫花苜蓿的耐盐性具有重要的科学和生产意义。为此,以龙牧801紫花苜蓿(M.sativa‘Longmu 801’)为试验材料,采用实时荧光定量PCR技术分析了不同浓度NaCl胁迫下9个盐胁迫蛋白质组筛选出的盐响应相关基因的表达模式。结果显示,处理时间和处理浓度对9个基因的相对表达量均有显著性影响,表明这9个基因均在紫花苜蓿盐胁迫应答中发挥着一定作用。处理1h时,G6PI、ABP19a、Trx-h1、PR bet 1、FBPA、6PGDH和ALDH这7个基因的相对表达量在不同NaCl胁迫浓度处理的紫花苜蓿中均显著上调,RRM和GDPD在NaCl处理2h后开始上调。除G6PI基因,其他8个基因在0.4%NaCl处理下相对表达量显著高于0.2%和0.8%NaCl处理。这些基因参与糖代谢、信号转导和胁迫响应。以上结果表明,紫花苜蓿的耐盐性极其复杂,涉及到多基因的表达和代谢通路的调控。研究结果有助于全面研究并了解紫花苜蓿的盐响应相关基因的表达模式,促进紫花苜蓿耐盐分子育种。     

温度和水分对赖草种子萌发的影响

利用聚乙二醇(PEG)试剂室内模拟不同干旱(0、-0.10、-0.20、-0.40、-0.80、-1.60 MPa)和温度(10、15、20、25、30℃)环境条件,对西藏班戈县野生型赖草(Leymus secalinus)种子萌发特性进行研究。结果表明,赖草种子在恒温10~30℃和变温10~30℃均能萌发.恒温25℃处理下,种子萌发达到了最佳响应;恒温15℃和变温20/30℃处理对赖草种子发芽率具有显著影响(P0.05),而恒温10和30℃对赖草种子发芽率具有极显著影响(P0.05);随着PEG渗透势的增加,赖草种子发芽率、发芽指数、活力指数和胚芽长均出现了不同程度的下降现象,而胚根则表现为先升后降的变化现象。25℃和蒸馏水处理下,野生赖草种子萌发效果最佳;而在25℃和-0.10~0 MPa渗透势处理下,赖草种子胚根优于胚芽生长。     

21份引进BMR饲草高粱萌发期苗期耐旱耐盐性评价

采用PEG-6000、NaCl胁迫对21份引进BMR饲草高粱种质材料进行萌发期和苗期耐旱、耐盐性综合评价,结果表明,一定浓度的旱、盐胁迫可促进萌发期耐性较强的材料发芽率、根长、芽长、活力指数,苗期PEG、NaCl胁迫下几乎所有材料的CAT活性都呈上升趋势,而SOD、POD活性大体表现为先上升后下降。萌发期、苗期耐旱性均强的材料分别为BMP12、BMP456、BMP448,萌发期、苗期耐盐性均强的材料分别为BMP16、BMP12、BMP453。