CRISPR/Cas9技术敲除酿酒酵母gpd2基因对产2,3-丁二醇的影响

旨在利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除酿酒酵母甘油-3-磷酸脱氢酶基因(gpd2),探究其对2,3-丁二醇产量的影响。根据酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)W5甘油-3-磷酸脱氢酶基因(gpd2)设计供体片段及gRNA片段,将gRNA片段与可表达Cas9蛋白的敲除载体相连,之后将重组质粒及供体DNA片段转化到S. cerevisiae W5细胞中,根据表型筛选及PCR验证获得gpd2基因缺失菌株。结果表明目的基因gpd2敲除成功,基因缺失菌株与原始菌株经发酵实验相比,甘油产量下降22.01%,乙醇产量提高24.65%,2,3-丁二醇产量下降10.60%。gpd2基因的敲除并没有提高2,3-丁二醇的产量,原因可能是逐渐积累的NADH会优先被细胞内大量的乙醇脱氢酶所氧化,作用于乙醇的产生,而不是优先作用于2,3-丁二醇的合成。本实验构建了适用于酿酒酵母的基因敲除系统,该系统对进一步探究酿酒酵母其他代谢产物与2,3-丁二醇合成之间的关系具有实际的借鉴意义。     

桔小实蝇在云南蒙自地区的发生规律研究

桔小实蝇寄主范围广、繁殖量大、危害重,是世界性的重要检疫害虫。本文通过调查分析,研究了云南蒙自市的海拔、防治措施、果树种类三因素对桔小实蝇种群动态的影响。结果表明,桔小实蝇在1412 m低海拔地区的种群数量大于1608 m和1700 m高海拔地区的,这说明海拔越高,桔小实蝇种群数量越小,危害也越小。根据在相似海拔地区相同果园桔小实蝇种群数量的比较,发现严格按照本课题组探索的防治措施做好桔小实蝇防治能收到良好的效果。蒙自市的水果成熟期不同,随着各种水果的成熟,桔小实蝇种群动态会出现多个峰值,3~5月桔小实蝇种群高峰期主要出现在枇杷园,7~10月主要出现在石榴园、小红枣园和水蜜桃园。对桔小实蝇在蒙自种群动态的调查,能够为下一步防治措施的制定做好准备。     

兜兰花粉活力及柱头可授性探究

本研究以‘绿肉饼’兜兰为试验材料,用扫描电子显微镜对其花粉块进行研究分析。结果显示,花粉块可分为两半,表面光滑呈现紧密网状结构。为获得‘绿肉饼’人工授粉最佳时间,采用TTC (氯化三苯基四氮唑)染色和联苯胺-过氧化氢法进行花粉活力及柱头可授性的研究。TTC染色法结果表明,‘绿肉饼’的花粉活力呈现从弱到强再到弱的趋势,其中开花15~20 d的花粉活力最大,授粉率较高;联苯胺-过氧化氢法结果表明,‘绿肉饼’的柱头可授性随开花时间先弱后强再变弱,其中开花10~20 d的柱头可授性最高。     

油菜覆膜打孔穴播机打孔装置设计与试验

为实现油菜等小粒径作物覆膜种植中膜上均匀打孔的功能,针对传统膜上成穴装置结构庞大复杂、工作时易黏土挑种及撕挑地膜等问题,设计了一种法兰式滚轮与螺纹式圆锥型锥钉组合式结构的打孔装置,确定了其主要结构参数范围;构建了打孔装置运动学模型,分析了打孔锥钉关键点的运动轨迹,确定了膜上打孔过程,并基于轨迹方程分析了膜孔尺寸参数;运用ADAMS运动学仿真,采用四因素三水平正交试验方法,以打孔锥钉顶角、打孔锥钉直径、打孔滚轮半径、机组前进速度为试验因素,以膜孔长度、膜孔间距偏差为试验考核指标,进行了打孔装置结构和运动参数的仿真试验。仿真结果表明:影响膜孔长度的因素主次顺序为打孔滚轮半径、打孔锥钉顶角、打孔锥钉直径、机组前进速度;影响膜孔间距偏差的因素主次顺序为打孔滚轮半径、机组前进速度、打孔锥钉顶角、打孔锥钉直径;基于参数优化,获得较优参数组合为:打孔锥钉顶角53°、打孔锥钉直径16 mm、打孔滚轮半径65 mm、机组前进速度4 km/h。以打孔装置较优结构参数组合进行了田间验证试验,结果表明:打孔装置所打膜孔形状较规则,普遍呈类圆形状,膜孔长度均在18 mm以上,膜孔间距较为均匀,与仿真结果基本一致;各行膜孔长度一致性变异系数为4.98%,各行膜孔间距均匀性变异系数为3.44%。结果表明试验参数组合选取合理,打孔装置符合设计要求。     

液电混合直线驱动系统位置控制特性研究

提出了一种采用电-机械直线执行器和液压缸的液电混合直线驱动系统。为消除电-机械直线执行器和液压缸之间的耦合影响,液压泵和比例阀协同控制液压缸输出力和运行方向,满足系统负载力需求,电-机械直线执行器用于运动控制,并补偿液压缸输出力波动和外部干扰力。为实现上述目标,设计了基于扩张状态观测器的电-机械直线执行器自适应滑模控制方法,以估计的负载力调节泵压力和比例阀开度,对液压缸输出力进行调控。比例阀在系统运行中主要用于控制液压缸运动方向,阀开度较大,可显著降低节流损失。通过仿真和试验分析了系统的运行特性和能效特性。结果表明,该系统具有良好的位置控制特性,能量效率高,较传统阀控系统能耗减少51%。     

四川省不同地域的核盘菌遗传多样性分析

 核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)属于世界性分布的植物病原真菌,可以危害油菜等多种经济作物。研究不同地域核盘菌的遗传多样性对了解核盘菌的遗传演化过程和指导病害防控具有重要意义。实验采用序列相关扩增多态性(sequence-related amplified polymorphism,SRAP)标记对四川省17个不同地理来源的66株核盘菌菌株的遗传多样性进行了分析。10对检测引物共获得129个位点,其中123个为多态位点,占95.35%。UPGMA聚类结果显示,在相似性系数为0.7时,66个核盘菌菌株分为5类(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ),分别包含60、2、2、1和1个菌株。在相似性系数为0.74时,第Ⅰ类又可分为3个亚类(Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3),分别包含21、37和2个菌株。聚类及组成分分析结果显示,四川省各地区的核盘菌菌株具有较高的遗传多样性,但其遗传变异与菌株地理来源无明显相关性。     

利用酵母双杂交系统筛选与草莓镶脉病毒移动蛋白P1互作的寄主因子

 构建感染草莓镶脉病毒(SVBV)森林草莓的酵母cDNA文库,利用酵母双杂交系统,筛选出与SVBV P1蛋白互作的15种寄主因子。生物信息学分析发现,这15种寄主因子参与茉莉酸途径、泛素化、光合作用、抗病抗逆、蛋白修饰、蛋白运输和氧化还原等多种生物过程。另外,这些寄主因子还具有其他分子功能,包括氧化还原酶活性、蛋白二硫化物异构酶活性和金属离子结合活性等。本研究初步探讨了P1与寄主因子的互作机理,为揭示SVBV侵染森林草莓以及SVBV在寄主中扩展的分子机制提供理论依据。     

草地贪夜蛾寄生蜂资源及其调控寄主免疫反应的研究

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda（J.E.Smith）原产于美洲，自2019年初入侵我国以来迅速向北蔓延，对农业造成了巨大损失。其寄生蜂作为重要的天敌资源之一，在害虫防治中具有不可替代的作用。本文对目前已鉴定到的9个科170种草地贪夜蛾寄生蜂天敌等进行了分类总结，而后讨论了其在害虫生物防治方面的应用前景，并围绕草地贪夜蛾寄生蜂寄生因子调控寄主免疫反应的分子机理展开详细论述。该研究旨在丰富草地贪夜蛾的生物防治资源素材，并为该害虫的绿色防控提供重要的理论与实践指导意义。     

花生清蛋白的分离纯化及抗氧化、DNA酶活性研究

为了解花生清蛋白的生物学活性,本试验采用硫酸铵沉淀法初步分离花生种子中的花生清蛋白,并用DEAE-52柱纯化得到花生清蛋白,分析其体外抗氧化性及DNA酶活性。结果表明,65%硫酸铵分离花生清蛋白效果最好;纯化后的花生清蛋白由3个亚基组成,其相对分子质量分别为14.5、15.5、17.2 kDa。花生清蛋白体外抗氧化活性较高,对DPPH自由基和羟基自由基的清除率与花生清蛋白浓度呈正相关,清蛋白浓度从0.02 mg·mL^-1升至0.10 mg·mL^-1时,DPPH自由基清除率从26.3%增加到45.0%,羟基自由基清除率从10.8%增加到93.5%。DNA酶活性也与花生清蛋白浓度呈正相关,清蛋白浓度从0.1 mg·mL^-1提高到0.6 mg·mL^-1,清蛋白和质粒混合液的电泳条带逐渐变暗;当花生清蛋白浓度为0.8 mg·mL^-1时,电泳条带消失,质粒被完全降解;Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、Na⁺4种金属离子都有增强清蛋白DNA酶活性的作用,增强能力由大到小依次是Mg²⁺>Ca²⁺>Na⁺>K⁺。本研究结果为花生清蛋白功能性质研究及开发利用提供了一定的理论基础。     

Long-term fertilization leads to specific PLFA finger-prints in Chinese Hapludults soil

Soil microbes play essential roles in the biogeochemical processes of organic carbon and nutrient cycling. Many studies have reported various short-term effects of fertilization on soil microbes. However, less is known about the effects of longterm fertilization regimes on the rhizosphere. Therefore, the objective of this study was to explore how the soil microbial communities in the rhizosphere respond to different long-term fertilization strategies. Based on a 21-year field treatment experiment in Guizhou, China, we extracted phospholipid fatty acids(PLFAs) to determine the microbial community structure in both the non-rhizosphere(NR) and rhizosphere(R). Six treatments were included: no fertilizer(CK), mineral nitrogen fertilizer(N), N with potassium(NK), phosphorus with K(PK), NPK, and NPK combined with manure(MNPK). The results showed that total PLFAs under unbalanced mineral fertilization(N, NK and PK) were decreased by 45% on average in the NR compared with CK, whereas MNPK increased fungi and G~– bacteria abundance significantly in both the NR(by 33 and 23%) and R(by 15 and 20%), respectively. In addition, all microbial groups in the R under these treatments(N, NK and PK) were significantly increased relative to those in the NR, except for the ratio of F/B and G~+/G~–, which might be due to the high nutrient availability in the R. Soil pH and SOC significantly regulated the soil microbial community and structure, explaining 51 and 20% of the variation in the NR, respectively. However, the rhizosphere microbial community structure was only significantly affected by soil pH(31%). We concluded that the soil microbial community in the NR was more strongly affected by long-term fertilization than that in the R due to the rhizosphere effect in the agricultural ecosystem. Rhizosphere nutrient conditions and buffering capacity could help microbial communities resist the change from the long-term fertilization.