玉米pTAC2影响苗期叶片叶绿素合成的转录组分析

【目的】叶绿素是参与光合途径最为重要的光合色素。叶绿体的发育及叶绿素的合成在很大程度上依赖于质体基因组与核基因组之间的双向信号传导来精确协调基因表达。通过对白化表型的CRISPR/Cas9-ZmpTAC2转基因阳性纯合突变材料进行RNA-seq研究,筛选和鉴定参与叶绿素合成的相关基因,为明确叶绿素的合成途径奠定基础。【方法】以CRISPR/Cas9-ZmpTAC2玉米转基因编辑纯合突变株系为研究材料,使用透射电镜观察叶绿体超微结构和分光光度法测定叶片叶绿素含量,确定叶绿体发育状态及叶绿素合成情况。对转基因阴性材料（CK）和CRISPR/Cas9-ZmpTAC2转基因纯合编辑材料（zmptac2）苗期叶片取样进行转录组测序。通过生物信息学分析,寻找CK与zmptac2间差异表达的基因;qRT-PCR对差异表达基因进行验证。通过酵母双杂交筛选与玉米pTAC2互作的蛋白质。【结果】共获得15株T₀转基因植株,包括绿色植株（7株）和白色植株（8株）。绿色幼苗中3株为转基因阴性材料,4株为转基因阳性（2株为未编辑,2株为杂合编辑突变）,白色植株(8株)均为转基因阳性纯合编辑。与CK相比,突变体（zmptac2）叶绿体发异常,叶绿素含量显著降低。RNA-seq的结果显示,CK与zmptac2之间共检测到1 367个基因差异表达,其中618个基因上调表达（zmptac2/CK）,749个基因下调表达（zmptac2/CK）。GO富集分析显示,下调基因显著富集到叶绿体和质体中。KEGG分析表明下调表达基因显著富集在苯丙氨酸代谢、酪氨酸代谢和异喹啉生物碱生物合成等途径。选取的15个差异基因表达模式均与测序数据相一致,表明测序结果是可靠的。与CK相比,zmptac2中依赖PEP（plastid-encoded RNA polymerase）转录的基因表达量显著降低,而依赖NEP（nuclear gene-encoded RNA polymerase）转录的基因表达量则显著上升。通过对玉米cDNA文库筛选和互作验证,鉴定出ZmpTAC3与ZmpTAC2存在互作。【结论】ZmpTAC2突变会导致叶绿体早期生物合成受阻,该基因参与叶绿体发育及叶绿素合成,且该种作用是由ZmpTAC2调控PEP相关基因表达而实现的。     

不同厂家阿胶及动物皮胶中四种阴离子含量的测定

通过离子交换色谱法,建立不同厂家阿胶及动物皮胶中Cl~-、SO_4~(2-)、NO_3~-、PO_4~(3-)4种阴离子的测定方法。结果表明,4种阴离子分离效果良好,Cl~-、SO_4~(2-)、NO_3~-、PO_4~(3-)分别在0.000 922～0.023 1、0.001 09～0.027 3、0.000 167～0.004 18、0.000 314～0.007 86 mg/mL浓度范围内线性关系良好,平均加样回收率在98.7%～101.0%。该测定方法结果准确、灵敏、可靠,重现性较好,可用于阿胶及动物皮胶中4种阴离子含量的测定。     

Minimally invasive evaluation of the anaesthetic efficacy of MS‐222 for ornamental discus fish using skin mucus biomarkers

Skin mucus has been demonstrated to provide stress biomarkers for evaluating the physiological status, providing new convenient and non‐invasive methods to detect stress response in fish. Here, we investigated the anaesthetic efficacy of tricaine methanesulphonate (MS‐222; 75–115 mg/L) for discus Symphysodon aequifasciata (34.27 ± 4.46 g; 8.10 ± 0.59 cm) using skin mucus stress biomarkers. The induction time, recovery time and respiratory frequency were also determined. According to the criteria for anaesthesia and recovery, discus fish to reach stage A3 (deep anaesthesia) within 3 min and to reach stage R4 (full recovery of normal behaviour) within 5 min were observed at 95–105 mg/L MS‐222. Respiratory frequency increased first and then decreased during MS‐222 exposure and increased after recovery. At 10 min after deep anaesthesia, a lower mucus glucose was only observed at 115 mg/L MS‐222. No change in mucus cortisol and increased lactate were observed in all treatments. Increased mucus protein was observed at 75, 85 and 95 mg/L MS‐222. At 10 min after recovery, increased mucus glucose and decreased mucus protein were observed at 85, 95 and 115 mg/L MS‐222, but increased mucus cortisol only at 115 mg/L and lactate only at 75 and 105 mg/L MS‐222. At 24 hr after recovery, mucus glucose returned to the initial level only at 75, 95 and 105 mg/L MS‐222, while cortisol at 75 and 85 mg/L and protein and lactate at 75 mg/L respectively. Overall, the effective dose of MS‐222 for discus fish has been suggested to be 95–105 mg/L.     

长江下游农区金花菜叶蛋白提取工艺优化及关键参数特征

为改进和优化金花菜(Medicago polymorpha)叶蛋白提取的工艺环节,并提高叶蛋白提取率及提取物纯度等参数指标,本研究选择长江下游农区广泛种植的金花菜为原料,通过设置较为合理科学的料液比、提取温度、加热时间、pH以及提取剂(酸)种类进行叶蛋白提取单因素试验。结果表明:各单因素试验最佳参数分别为料液比1∶3、提取温度70℃、加热时间15 min、pH 4、提取剂(酸)为盐酸。基于清洁安全生产角度,选择了单因素试验中提取指标同样较高的柠檬酸作为提取剂,设置了料液比、pH及提取温度的3因素3水平响应面试验,发现影响叶蛋白提取率的因素依次为pH、提取温度、料液比。得到最佳提取工艺:料液比1∶3、pH 4.1、提取温度72℃,相应的叶蛋白提取率为49.63%,提取物纯度为56.87%。本研究优化的技术工艺及相关参数指标可为农区豆科草类植物多元化利用及叶蛋白工业化生产提供一定的技术支撑和相关借鉴。     

桓仁水库初级生产力和限制性营养盐研究

2018年4月10日、6月11日、8月14日在桓仁水库的上游(江南九队)、中游(砬砬岗子)和下游(泗河大地)3个站位用500 mL具塞磨口瓶盛装采水器采集的水库水样,进行限制性营养盐原位试验,同时测定水中溶解氧和初级生产力,并检测分析水体理化指标,以查明辽宁桓仁水库氮磷分布、营养盐限制和初级生产力状况,保护桓仁水库生态系统的结构和功能完整性。试验结果显示,营养盐加富试验中,0.5 mg/mL氮+0.3 mg/mL磷的添加组可显著提高水体中的溶解氧水平(P<0.05);上游和中游氮磷比为2∶1、下游氮磷比为4∶1可显著提高水体中的溶解氧水平(P<0.05);初级生产力随季节变化特征明显,原始P/R系数均小于试验组。根据试验结果分析得知,桓仁水库营养盐限制因素受季节变化的影响显著,具有氮、磷双限制等特征;根据初级生产力判断桓仁水库为自养代谢型水体。     

基于高光谱和参数优化支持向量机的水稻施氮水平分类研究

为探索水稻氮素营养的快速、无损诊断方法以及构建基于高光谱技术的水稻氮素营养状况分类识别模型。本研究以 4种不同施氮水平的“中嘉早 17”水稻分蘖期顶部第三完全展开叶叶片(简称顶三叶)为研究对象，测定各叶片的可见光到近红外波段(350～ 2500 nm)内的光谱数据，对所获取的光谱数据进行平滑处理和归一化处理，以消除噪声及量纲的影响，并采用主成分分析(PCA)的方法进行数据降维至 22维，同时分别选用基于网格搜索算法、粒子群算法和遗传算法优化参数的支持向量机进行水稻氮素营养状况分类识别模型的建立。研究结果表明:1)不同施氮水平下的水稻叶片光谱反射率曲线走势大致相同，但不同施氮水平下 780～ 1 300、1 400～ 1 850及 1 900～ 2500 nm波段光谱反射率存在一定的差别；2)优化参数后的 SVM模型与默认参数下的 SVM模型相比，其训练集与测试集分类识别效果都要优于默认参数下的 SVM模型。其中，以遗传算法优化参数的 SVM模型识别分类效果最佳，训练集和测试集识别准确率分别为 99.375%、98.750%，测试集的4种施氮水平(施氮量从低到高)识别准确率分别为 100%、95%、100%和 100%。结果表明利用高光谱技术能够很好地进行水稻氮素营养状况的定性诊断研究。为快速水稻氮素营养诊断提供了一种新途径，为精确施氮提供了技术支撑和理论依据。     

商品化猪丹毒疫苗分类及特点

文章介绍了5种商品化猪丹毒疫苗的种类、毒株组成、抗原含量及相应免疫程序,为了解各种类型的猪丹毒商品化疫苗提供参考。     

基于FCN的无人机玉米遥感图像垄中心线提取

为解决农业机器人在玉米田行间行走的全局路径规划问题,该研究提出一种基于全卷积神经网络(Fully ConvolutionalNetworks,FCN)的无人机玉米遥感图像垄中心线提取方法。基于无人机获取的高精度可见光遥感图像,设计了针对农田垄中心线提取的数据集标注方法,采用滑动窗口法进行图像分块,利用深度学习语义分割网络FCN对垄中心线附近7～17像素宽度范围的垄线区域进行提取,模型在测试田块上精确率达66.1%～83.4%,召回率达51.1%～73.9%,调和平均值为57.6%～78.4%;对拼接后的图像使用影像分割投影法提取中心线,探究了垄线区域宽度对垄中心线提取精度的影响,训练采用9像素的垄区域宽度,可得到垄中心线在77 mm左右偏差范围准确率为91.2%,在31.5 mm左右偏差范围内为61.5%。结果表明,基于FCN对无人机玉米遥感图像进行处理,可得到整片田地的垄中心线栅格地图,方便农业机器人进行全局路径规划。