超声波-酶法提取玉竹多糖及其抗疲劳泡腾片研制

本试验采用超声波-酶法提取玉竹多糖,将提取的多糖制备具有抗疲劳功能的泡腾片.进行单因素试验和正交试验确定最佳提取条件,结果表明:当超声时间30 min,超声温度30℃,液料比30∶1,纤维素酶添加量2.2％时提取的粗多糖最多,提取率达6.13％.利用提取的多糖搭配安赛蜜、泡腾剂和其他辅料等,研制玉竹多糖抗疲劳泡腾片.最优配方为玉竹多糖添加量25％,柠檬酸与碳酸氢钠的比例1.0∶1,安赛蜜添加量6％,所制成的泡腾片经试验表明具有一定的抗疲劳效果,能明显降低小鼠机体血清尿素氮含量.     

水稻3-磷脂酰肌醇激酶FAB1/PIKfyve基因家族的鉴定及功能分析

FAB1/PIKfyve是催化3-磷酸磷脂酰肌醇(PtdIns3P)形成3,5-二磷酸磷脂酰肌醇(PtdIns(3,5)P2)过程的关键酶,其产物PtdIns(3,5)P2在真核细胞发育中发挥重要功能.为探寻PtdIns(3,5)P2在水稻生殖发育过程中的功能,本研究结合生物信息学和遗传学方法,对水稻FAB1/PIKfyve基因进行鉴定,分析其理化性质、基因结构、保守结构域、系统进化、顺式作用元件和组织表达模式并利用CRISPR/Cas9基因编辑技术获得osfab1b突变体.生物信息学分析结果显示,水稻基因组中共鉴定到9个FAB1基因家族成员;基因结构分析显示FAB1家族基因结构存在差异,外显子数量为8～12个;保守结构域分析表明仅OsFAB1A和OsFAB1B含有N端FYVE结构域,其余成员具有Cpn60_TCP1结构域和PIPKc激酶结构域;系统进化分析提示FAB1家族功能在单双子叶植物中具有高度保守性;FAB1基因上游调控区域顺式元件预测发现多种生长发育相关、光响应以及激素和胁迫响应顺式元件;组织表达模式分析显示大多数FAB1基因为泛表达,其中FAB1C亚类基因在内外稃中的高表达提示其可能参与花器官发育.最后通过CRISPR/Cas9系统得到osfab1b突变体,经碘染观察花粉活力无明显异常,暗示FAB1家族在水稻生殖发育调控中存在功能冗余.本研究结果为单子叶模式植物水稻中磷脂酰肌醇调控网络及其生物学功能的研究提供了理论参考.     

硅藻土吸附固定化Bacillus sp.DL-2胞内蛋白酶拆分制备(S)-乙酸苏合香酯

[目的](S)-乙酸苏合香酯是手性药物合成的关键手性砌块,其在多种手性化合物的合成及医药、香料的工业生产中具有重要的作用.传统的化学合成手性化合物的方法需要有毒有机溶剂及重金属的参与,对环境及人类具有严重的危害,同时得到的手性化合物的光学纯度较低.与传统的化学合成相比,酶法选择性拆分消旋体化合物,具有高立体专一性和区域选择性、副反应少、产率高、产物光学纯度好以及反应条件温和的优点,是一种被广泛认可的拆分方法.实验表明,Bacillus sp.DL-2胞内蛋白游离酶可拆分制备(S)-乙酸苏合香酯,然而游离酶不易回收且稳定性差,将Bacillus sp.DL-2胞内蛋白游离酶制备成固定化制剂,克服了游离酶对环境敏感,稳定性不高的缺点,为工业化生产(S)-乙酸苏合香酯奠定了基础.[方法]酶的固定化方法主要有物理吸附法、离子结合法、共价结合法、交联法和包埋法.以吸附法固定酶,酶的构象很少改变,因此,酶的催化活力损失较少;且吸附法固定化操作过程简单,因此吸附法在经济上是最具吸引力的固定化方法.硅藻土由硅藻的细胞壁沉积而成,硅藻土表面的多孔性与负电性使其呈现明显表面吸附性,因而被常用做吸附载体.以硅藻土作为固定化载体,对Bacillus sp.DL-2胞内蛋白酶进行固定化,用以拆分制备高光学纯的(S)-乙酸苏合香酯.利用单因素实验优化,确定制备固定化酶的最佳固定化条件及制备(S)-乙酸苏合香酯的最佳拆分条件,并测定了制备的固定化酶对金属离子的敏感度及储存稳定性.[结果]最佳固定化条件为:温度40℃,pH为7,固定化时间10 h,载体添加量100 g/L.在最佳固定化条件下制备了固定化酶,优化确定了制备(S)-乙酸苏合香酯的最佳拆分条件为:固定化酶用量为160 mg/mL,拆分时间7 h,拆分温度30℃,缓冲液pH为7.[结论]在最佳固定化及拆分条件下,制备的(S)-乙酸苏合香酯e.e.值可达到96.8％,转化率为73.9％,且固定化酶对金属离子敏感度较低,对反应环境要求较低,适用于工业化生产.固定化酶在4℃条件下储存,随保存周数的增加,e.e.值及转化率均逐渐降低,但4周后e.e.值仍能达到90.1％,转化率保持在66.6％左右,具备较高的储存稳定性,为工业化生产(S)-乙酸苏合香酯提供了参考.     

雪胆多酚的稳定性及其对α-淀粉酶的抑制作用

采用Folin-Ciocalte法测定雪胆中的多酚含量,研究金属离子和温度对多酚稳定性的影响,并分析多酚对α-淀粉酶活性的抑制作用和抑制类型.结果表明,Mn2+、Fe2+、Fe3+和Cu2+对多酚具有破坏作用,其中Mn2+对多酚的破坏作用最显著;温度过高或者过低不利于多酚的保存,温度在25～45℃多酚保存效果最佳;酶促动力学研究表明,雪胆多酚对α-淀粉酶具有抑制作用,其抑制作用类型为可逆竞争性抑制,表明雪胆具有开发为辅助降糖保健食品或药品的价值.     

单季稻-兰溪小萝卜模式下机插密度对中浙优8号产量和主要性状的影响

以中浙优8号为材料,研究单季稻-兰溪小萝卜种植模式下3个机插密度30 cm×17 cm、30 cm×21 cm、30 cm×25 cm对水稻生育期、产量及其他主要性状的影响。结果表明,随着密度增加,生育期缩短,有效穗、每穗粒数增多,产量增加,较高的机插密度有利于中浙优8号的高产。     

近自然经营对马尾松林不同发展阶段竞争关系的影响

以实施近自然经营措施8a后的幼龄林、中龄林、近熟林3个不同发展阶段的马尾松(Pinus massoni-ana Lamb.)林为研究对象,根据Hegyi竞争指数,探讨近自然经营对马尾松林竞争关系的影响.结果表明:调查林分中马尾松是数量最多的树种且占据绝对优势地位;实施近自然经营措施的林分中马尾松的优势度较对应的对照林分明显降低,主要伴生树种杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook)、枫香(Liquidambar formosana Hance)、白栎(Quercus fabri Hance)、麻栎(Quercus acutissima Carruth)等优势度明显提升.随着径级的增大,马尾松林分整体竞争强度逐渐减小,经营林分更为明显.林木的竞争强度与胸径均符合幂函数关系,竞争强度随着个体的增大而减小;经营林分的趋势线比相应对照林分更平缓,更易达到稳定状态.不同发展阶段各树种的竞争强度均表现为经营林分马尾松的竞争强度与相应对照林分相比明显降低;伴生树种的竞争强度明显提升.综上,近自然经营能够有效改善马尾松林竞争关系,加速林分达到稳定状态.     

粮食的粮食遇冷眼,“全域无化肥”引争议

一年之计在于春,春耕由南至北全面展开,全国各地农资保供成为头等大事。然而,近期甘肃省甘南藏族自治州启动"五无甘南"创建行动(无垃圾、无化肥、无塑料、无污染、无公害)的消息引起了农资行业的广泛关注。甘南州政府拒绝化学肥料、农药入境,并组织执法部门严格排查,查封农资店留存的化肥,这一系列举动引起了部分农资人的强烈不满。为此,《中国农资》记者对甘南的情况进行了深入了解,并对业内专家进行了采访。     

生殖激素产品的应用和发展趋势

生殖激素是调控动物体内复杂生殖过程并影响繁殖性能的一系列的重要激素。近年来，利用生殖激素的批次化生产繁殖技术被广泛使用，提高了母猪的繁殖效率，促进了养猪业向集约化和规模化方向的发展。目前在批次化生产过程中主要采用孕马血清促性腺激素（PMSG）和人绒毛膜促性腺激素（HCG）以及化学类激素进行繁殖调控。但是这些产品的应用仍存在一些问题，因此需要开发出成本低、活性好的高品质蛋白类生殖激素产品，应用于猪场批次化生产中，提高生猪养殖效率和降低生产成本，为提升我国乃至全球畜牧业的动物繁殖效率做出贡献，为动物和人类的健康提供重要保证。     

采摘机器人深度视觉伺服手-眼协调规划研究

针对现有采摘机器人的识别-采摘精度与效率偏低等问题，开展了采摘机器人深度视觉伺服手-眼协调规划研究。开发了在手RealSense深度伺服的小型升降式采摘机器人，进行了采放果的工作空间与姿态分析，针对“眼在手上”模式建立了手-眼协调的坐标变换模型。对采摘机器人提出了基于在手RealSense深度伺服的由远及近手眼协调策略，并根据RealSense与机械臂参数完成了基于深度视觉的远近景协调关键点间分段动作规划。手眼协调采摘试验表明，末端在X、Y、Z方向的平均定位精度为3.51、2.79、3.35mm，平均耗时为19.24s，其中机械臂从初始位开始采果的平均耗时为12.04s，中间识别与运算的平均耗时为3.82s，放果动作平均耗时为7.2s，机械臂动作耗时占整个环节的80.2%。该机器人结构和在手RealSense深度伺服的手眼协调策略可满足采摘作业需求。     

利用CRISPR/Cas9技术编辑BADH2-1/BADH2-2创制香米味道玉米新种质

【目的】香味是作物的重要食味品质之一。2-乙酰-1-吡咯啉（2-acetyl-1-pyrroline,2-AP）是主要香味物。BADH2是控制水稻等作物香味性状的关键基因,敲除该基因可以产生香味稻米。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术在北京市农林科学院自育的玉米骨干亲本京724上敲除BADH2同源基因,以期获得有香米味道的玉米新种质材料。【方法】利用Ensembl数据库在线BLAST工具,将水稻OsBADH2蛋白序列在拟南芥、水稻和玉米蛋白序列数据库中进行序列比对,获得上述3个物种的BADH基因家族成员,并利用UniProt蛋白数据库中的结构域信息进行验证。进一步使用MEGA软件进行系统进化分析,获得玉米BADH2同源基因作为候选编辑靶标。基于CRISPR/Cas9基因编辑技术的原理,在候选基因的外显子处设计特异性靶点,并构建入CRISPR/Cas9基因编辑载体。再以玉米自交系京724为受体,利用农杆菌介导的遗传转化方法,通过磷酸甘露糖异构酶基因（phosphomannose isomerase,PMI）抗性筛选获得阳性转基因植株。转基因株系经测序明确其在靶基因中产生的突变类型。利用气相色谱质谱联用仪（gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS）检测基因编辑株系T₁籽粒中香米主要香味物质2-AP的含量,以确认京724在基因编辑前后2-AP含量的变化。【结果】系统进化分析发现,玉米中存在2个BADH2同源基因,分别命名为ZmBADH2-1和ZmBADH2-2。ZmBADH2-1位于第4染色体,ZmBADH2-2位于第1染色体。2个基因均包含15个外显子和14个内含子,第4外显子间的核苷酸序列高度同源。在2个基因的第4外显子区域设计靶点并构建入CRISPR/Cas9基因编辑载体,通过遗传转化获得28株转基因株系。PCR扩增及测序分析结果显示,其中10株材料的2个ZmBADH2s在靶点区域均发生突变,突变基因型包括双等位突变和多等位突变,突变类型为不同数量的碱基缺失和插入。质谱检测结果显示玉米ZmBADH2双基因突变体籽粒中存在与香稻同样成分的2-AP。随机选取的4个T₁代基因编辑株系籽粒中,2-AP平均含量分别为438.29、404.63、348.65和161.82 μg·kg^-1,而未经过编辑的京724中未检测到2-AP。【结论】利用CRISPR/Cas9技术对玉米ZmBADH2-1和ZmBADH2-2同时进行定点敲除,创制出籽粒中具有香米味道的玉米骨干亲本新种质材料。