基于格网的GCM数据修订分析未来海南岛农业水热资源的变化特征

以海南岛为研究区域，选用5个大气环流模式（GCMs）1970−1999年的逐日输出数据和同期地面气象观测数据，使用空间插值降尺度到0.5°×0.5°格网。以格网单元为基础，应用系统误差修订（修正值法或比值法）和多模式集合平均方法（贝叶斯模型平均法BMA或等权重平均法EW），训练与验证GCMs输出值并进行综合修订。在此基础上，分析RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下，未来海南岛近期（2020−2059年）和远期（2060−2099年）农业水热资源，包括年平均气温、1月平均气温、≥10℃积温、≥20℃积温、年降水量、1月降水量和≥20℃界限温度生长期间降水量的变化特征。结果表明：GCMs输出值的系统误差和BMA权重系数在格网间存在较大的空间差异，且GCMs输出值低估逐日最高气温约3.55℃，高估逐日最低气温约1.19℃，逐日降水量仅为观测值的54.35%。基于格网的综合修订，可有效降低GCMs输出值在空间上的不确定性，BMA与EW的修订结果相似，均优于单一GCM模式。通过格网BMA综合修订后，最高气温、最低气温和降水量在验证期的相关系数r分别约提升0.10、0.07和0.06；均方根误差RMSE分别约降低2.38℃、1.01℃和1.01mm；较单一GCM相对观测值的偏差平均约减少3.25℃、1.13℃和25.67mm。未来海南岛农业热量资源在空间上主要表现为从中部向外围逐渐升高，高温主要分布在南部至西部沿海地区，年平均气温的增幅全岛较为接近，1月平均气温、≥10℃积温和≥20℃积温的增幅分别表现为由东向西、由北向南和由中部向外围递减。在时间上，RCP8.5情景下所有农业热量资源均为极显著增加且增温最快，RCP4.5情景为先增加后平缓，RCP2.6情景较为平缓，远期无显著增温。未来海南岛降水资源在空间上转为由东向西逐步递减的格局，南部和北部沿海地区降水变率增加，西部和中部降水变率减少，在时间上无显著变化趋势。随着未来海南岛气候变暖和降水格局的改变，农作物适宜种植面积扩大，会对农业生产带来巨大挑战，应提前布局，做好趋利避害。     

夏季热应激对奶牛的影响及预防措施

夏季热应激会降低奶牛的生产性能,影响养殖行业的经济效益,严重制约畜牧业的发展。因此牧场热应激的防控工作显得尤为重要。本文就热应激对奶牛的行为、采食量、繁殖性能的影响等进行综述,探讨缓解热应激的措施,以期帮助牧场管理人员制定预防热应激的策略。     

大白菜TPS基因家族鉴定及其在高温胁迫下的表达分析

为明确大白菜TPS(BrTPS)家族成员信息及对高温胁迫信号的响应,本研究利用生物信息学方法,在大白菜基因组数据库中鉴定了BrTPS基因家族成员,并对其理化性质、进化特征、蛋白结构及在高温胁迫下的表达模式进行分析。结果表明,大白菜全基因组含有15个TPS基因家族成员,分布于8条染色体上。除BrTPS14和BrTPS15外,其余成员各含有1个TPS和1个TPP结构域,并且所含motif的排列顺序也完全一致。理化性质分析发现,15个成员的氨基酸长度介于129~1459 aa之间,分子量大小在14.73~165.83 kD之间,大部分BrTPS蛋白为酸性蛋白和亲水蛋白,以无规则卷曲作为二级结构主要构成元件。进化分析表明,大白菜TPS基因家族成员可分为2类,其中ClassⅠ包含5个成员,ClassⅡ包含10个成员。本研究对高温胁迫前后不同组织和持续高温胁迫下叶片中的表达分析,发现大部分的BrTPS基因可对高温胁迫产生响应,但在表达规律上存在差异。这些研究结果为后续研究大白菜TPS基因提供一定参考。     

春小麦抗旱耐热性QTL分析

为发掘控制小麦抗旱耐热基因位点,以小麦重组自交系(RILs)群体为材料,于2015-2017年小麦灌浆期进行干旱胁迫、热胁迫、旱热胁迫处理,并对抗旱耐热相关性状QTL进行分析。结果表明,在干旱胁迫、热胁迫、旱热胁迫下分别检测到22、36和30个QTL,其中控制旗叶叶绿素含量、旗叶含水量、穗粒重、千粒重的QTL数分别为26、21、22和19个。抗旱相关性状QTL位于2A、3B、4B、7B、3D、4D和7D染色体上,表型贡献率为9.38%～30.81%;耐热相关性状QTL位于2A、2B、3A、3B、4B、4D、5D、6D、7A和7B染色体上,表型贡献率为9.03%～34.97%。抗旱性共定位区间2个,分别位于2A(gwm294-wmc644)和7B(barc140-gwm297)染色体上;耐热性共定位区间2个,分别位于5D(cfd67-cfd40)和6D(barc196-barc54)染色体上;抗旱耐热性共定位区间3个,分别位于2A(gwm294-wmc644)、2B(wmc441-wmc317)和7B(wmc83-wmc276)染色体上,其中共定位区间gwm294-wmc644( Qcc-2A.2、 Qgw-2A.1)的贡献率超过10%,遗传距离较小(6.49 cM)。     

热处理对肉类蛋白质构的影响

加热作为最传统的肉熟化和杀菌手段，在今后的水产及畜禽肉加工产业中将依旧占主导地位。作者简述了肌肉蛋白的组成和结构，讨论了不同来源肌肉蛋白在加热过程中的变性行为。水生及陆生来源的肌肉中，大部分肌浆蛋白在40℃~60℃之间聚集，但对一些肌浆蛋白来说，加热到90℃才凝固。溶液中肌原纤维蛋白在30℃~32℃开始展开，在36℃~40℃蛋白质—蛋白质开始结合，在45℃~50℃产生凝胶化(conc.>0.5重量%)。在53℃~63℃的温度下，胶原蛋白开始变性，随后胶原纤维发生收缩。如果胶原纤维不能通过耐热分子间键稳定，则它在进一步加热时溶解并形成胶状。此外，作者还概述了不同种类肌肉蛋白在加热过程中的结构变化及其对质地品质的影响。对于一般完整肌肉的肉块，一定温度的热处理后，显微组织收缩，肌节长度缩短，持水性降低，韧性发生1次或者2次的跃升。鱼糜制品、汉堡肉饼及乳化香肠等碎肉产品，因加工工艺影响，肌肉系统的结构大幅改变。鱼糜制品形成过程较畜禽肌肉复杂；鱼类肌肉中盐溶性蛋白在加热作用下通过分子间二硫键、疏水作用力、氢键等等的作用，包裹水分重新形成立体网状结构，成为具有凝胶特性的鱼糜制品。通常畜禽类肌肉没有鱼糜凝胶形成的能力强。与乳化香肠相比，汉堡肉整体纤维和纤维碎片的出现率更高，其含量高达50%~70%，导致受热后收缩程度更大。乳化香肠中，因肌肉彻底粉碎搅拌因而肌原纤维蛋白被抽提出，在加热时产生密集的蛋白质网络—凝胶，通过毛细管作用力可有效地保持水分。了解不同种类肉蛋白质在烹饪过程中的结构变化以及质构品质变化机理，可为制定更合理的肉类加工方式提供理论依据。     

不同氮肥处理下高温胁迫对夏玉米产量及叶片超微构造的影响

以郑单958为材料,研究高温胁迫对夏玉米产量及叶片超微构造的影响。结果表明,高温处理缩短夏玉米的生育天数,降低夏玉米产量及叶绿素含量。随氮肥增加,高温处理对玉米产量的影响先降低后升高(在310.5 kg/hm^2氮肥下,高温处理玉米产量的降低达到27.2%、31.1%)。高温处理较对照维管束鞘细胞变大,高温处理维管束鞘细胞内的叶绿体出现淀粉粒,对照处理维管束鞘细胞内的叶绿体没有出现淀粉粒。高温线粒体及细胞核(被)膜开始解离,对照处理线粒体及细胞核(被)膜完整,说明高温条件下,玉米对氮的耐受力降低。高温处理叶绿体数、叶绿体基粒数减少及基粒片层数减少,叶绿体面积及叶绿体长/宽比值变小,高温处理较对照线粒体数先增加后减少。高温处理与对照叶肉细胞叶绿体内均未发现淀粉粒。     

小麦热激蛋白转录因子C家族基因的结构及其在干旱胁迫中的表达

小麦热激蛋白转录因子在热胁迫和耐热性产生的过程中发挥重要作用。为进一步了解小麦热激蛋白转录因子C亚家族,本研究采用全基因组信息保守结构域比对和进化聚类分析,共鉴定了24个小麦TaHsfC基因,并对TaHsfC亚家族成员染色体定位、基因结构、亚细胞定位、对应蛋白质的氨基酸特点、基因表达进行了分析。结果表明,24个TaHsfCs主要分布在5条染色体上,其中A基因组中有7个,B基因组中9个,D基因组中有6个,另外两个所在染色体位置不清楚。TaHsfCs含有0～2个内含子,其中 TaHsfC1亚族基因含有1～2个内含子, TaHsfC2亚族基因则含有0～1个内含子。聚类分析表明,小麦TaHsfC成员共分为 TaHsfC1和 TaHsfC2两个亚族。24个TaHsfCs成员全部定位于细胞核。在15%PEG模拟干旱条件下,干旱敏感品种矮抗58和耐旱品种晋麦47中有10个TaHsfC基因显著上调表达,其中 TaHsfC2亚族基因的表达量上调倍数均高于 TaHsfC1亚族基因(其中 TaHsfC2j和 TaHsfC2k未在晋麦47中检测到表达量)。本研究可为探索小麦热激蛋白转录因子C家族基因在小麦抗旱中的分子机制提供一定的理论支撑。     

草鱼TAB1蛋白的原核重组表达及其抗体制备

为了制备草鱼重组TAB1蛋白(rCiTAB1)及其特异性抗体,首先以草鱼头肾组织c DNA为模板,PCR扩增Ci TAB1基因全长序列,并依次构建重组克隆质粒p MD19-T-Ci TAB1与重组表达质粒pET-32a-Ci TAB1。该重组表达质粒经0.5 mmol·L~(-1) IPTG,37℃诱导表达12 h后获得以包涵体形式表达的重组CiTAB1蛋白(rCiTAB1)。然后,采用3种不同方法对包涵体蛋白进行变性,发现与高浓度尿素直接变性法和洗涤后尿素变性法相比,洗涤后梯度尿素变性法处理后的蛋白纯度最好,经透析复性后得到浓度为2 mg·mL~(-1)的r Ci TAB1。最后,将rCiTAB1蛋白与白油佐剂及免疫增强剂混合,室温下混合1.5h乳化成免疫原,3次免疫新西兰大白兔制备兔抗CiTAB1抗体,经间接ELISA方法和免疫琼脂双向扩散试验测得免疫后第33天血清中特异性抗体的效价分别为1∶1 048 576和1∶16。Western blot检测到一条分子量约为72 kDa的特异性条带,表明该抗体能特异性识别r Ci TAB1蛋白。研究结果为后续深入研究CiTAB1蛋白功能提供了物质基础。     

玉米热激蛋白ZmHSP70-12基因的克隆及表达分析

热激蛋白70(HSP70)是原核和真核细胞中普遍存在的一种高度保守的分子伴侣。从玉米中克隆1个HSP70家族成员。该基因cDNA序列全长为1 992 bp,开放阅读框为2 352 bp,编码663个氨基酸,蛋白质分子量约75.0 kD。蛋白结构预测及同源比对分析表明,该基因编码蛋白含ATPase位点和HSP70保守结构域,与拟南芥AtHSP70-12序列高度相似,命名为ZmHSP70-12。蛋白亚细胞定位显示,ZmHSP70-12蛋白在内质网中表达。实时荧光定量PCR分析表明,ZmHSP70-12对非生物胁迫高温、干旱均具有明显的应答反应,推测ZmHSP70-12是玉米中与胁迫逆境相关的基因。