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.     

菠萝LEAFY基因克隆与表达模式研究

植物LEAFY(LFY)基因可以调控花分生组织和花器官的形成。根据菠萝基因组数据库信息,本研究从菠萝(Ananas comosus(Linn.)Merr.)顶芽中成功克隆了菠萝LFY基因c DNA全长序列。分析结果表明,Ac LFY编码366个氨基酸,含有5'-N端脯氨酸富集区、亮氨酸重复区以及碱性及酸性结构域,具有FLO/LEAFY家族的典型结构特征。利用实时荧光定量PCR技术分析了Ac LFY基因在菠萝自然成花和乙炔处理成花不同发育阶段的表达情况。结果显示,乙炔处理可以诱导Ac LFY基因表达,处理后40 d即菠萝花序形成时期表达量最高,随后逐渐下降;自然成花过程中,Ac LFY基因的表达在50 d时达到最高峰,此时为花原基发育、花序形成时期。Ac LFY基因在不组织器官中的表达存在明显差异,顶芽中表达量最高,根系中表达量最低。     

不同胁迫博落回根中生物碱含量变化及相关基因表达量分析

本研究通过对PEG6000模拟干旱以及机械受损等方法胁迫博落回,采用HPLC方法检测博其根中原阿片碱、别隐品碱、血根碱、白屈菜红碱的含量,结果 30%PEG6000模拟干旱以及机械受损均可使博落回根中终产物生物碱血根碱、白屈菜红碱含量上升,中间产物原阿片碱、别隐品碱含量下降;且血根碱、白屈菜红碱合成基因DBOX、P6H表达量上调;用实时荧光定量RT-PCR检测生物碱合成相关基因的表达量,血根碱、白屈菜红碱合成基因DBOX、P6H表达量上调。适当干旱以及机械受损有利于博落回根中血根碱、白屈菜红碱积累,为其在干旱、石漠化地区种植以及在种植过程中结合家畜喂养提供理论依据。     

水曲柳松散愈伤组织的悬浮培养和超低温保存

以成熟水曲柳胚的三个不同部位作为外植体,利用四种不同类型培养基研究对水曲柳松散愈伤组织诱导产生的不同影响,选出适合诱导松散型和胚性愈伤组织的外植体与培养基组合,进一步探讨悬浮培养以及超低温保存的适宜条件,为水曲柳高效微繁打下基础。主要结果如下:(1)选出较为适宜诱导松散型愈伤组织培养基是WPM+1 mg/L NAA+0.8 mg/L 6-BA+1 g/L CH+20 g/L蔗糖+5.3 g/L琼脂。(2)水曲柳悬浮培养体系的建立确定悬浮培养的培养条件为:接种量为25 mL液体培养基中加入1.5 g愈伤组织,转速120 r/min、蔗糖浓度2%,细胞15 d后增殖1.41倍;悬浮组织直径在约2 mm时易于保持松散型细胞悬浮状态。(3)超低温冷冻保存,在-196℃条件下进行愈伤组织冷冻保存,保护剂采用30%甘油+15%乙二醇+15%DMSO+0.4 mol/L蔗糖时,解冻条件为40℃、暗培养,细胞生命力最高保持在83.3%,其中愈伤组织恢复生长率为3.0%。     

我国森林培育质量提升对策探究

林业在改善生态环境、促进人与自然和谐发展、提高生态效益等方面发挥着越来越重要的作用。由于我国很多地区在森林育植工作过程中,对其森林培育经营管理的重视度不高且经营的观念也比较落后,大大降低了在实践工作过程中的效率,这些都暴露出了现今不完善的森林育植制度和不健全的监督管理机制。这些问题滞后了我国的森林培育经营管理工作,严重影响了我国林业整体发展的进程,使得林业中森林培育的经济效益和社会效益难以满足人类的需求。在本文重点阐述了我国森林培育经营工作的重要性,在森林培育经营过程中出现的问题和在提升森林质量效益方面提出的相关有效措施。     

基于STC89C52的函数信号发生器设计

针对实验室低频信号源精度的不足,本文设计了一种基于STC89C52单片机的低频函数信号发生器。函数信号发生器包括人机交互模块、处理器模块、电源模块和波形产生模块。由MATLAB计算各种信号的采样点,获得采样点后,通过处理器模块输出数字量,再经过D/A转换电路进行数字量到模拟量的转换,然后经过放大电路对输出信号进行放大得到最终的输出波形。该函数信号发生器具有简单、实用、成本低、可靠性强的特点。     

基于云服务的棚室蔬菜智能终端系统设计与实现——以黑龙江省为研究案例

棚室蔬菜产业在黑龙江省农业转方式、调结构和供给侧改革中占有重要的战略地位。黑龙江省棚室蔬菜生产规模近年来发展较快,技术支撑需求也与日俱增。本研究针对黑龙江省棚室蔬菜发展规模与技术服务支撑能力不匹配的现状,提出了基于云服务的棚室蔬菜智能终端系统及关键技术的实现方法。本研究以专家服务为主、数据挖掘技术为辅,以物联网设备为感知手段、以智能手机为用户终端,利用云服务对知识、资源、物联网数据的整合配置能力,提供蔬菜专家及棚室蔬菜用户对信息获取、存储、分析和决策的高效解决方案。本研究的部分内容已在黑龙江省农业科研部门、企业、蔬菜合作社、农户等不同用户群体中实验应用,能够为专家提供棚室蔬菜生产环境的远程问诊手段,适用于各类棚室蔬菜应用场景。本研究还提出了对大规模应用场景下的技术解决方案建议,可在全国的棚室蔬菜生产中推广应用,实现更广泛高效的专家技术服务支撑。     

色氨酰-tRNA合成酶基因WRS1调控水稻种子发育

【目的】氨酰-tRNA合成酶（aminoacyl-tRNA synthetases, aaRSs）与遗传信息传递密切相关,已发现植物中aaRSs家族蛋白在维持翻译功能之余,还参与配子发生与胚发育、质体的早期发育以及免疫信号的感知与病害防御等生物学过程。本研究利用水稻胚乳发育缺陷突变体,分析水稻色氨酰-tRNA合成酶（WRS1）在胚乳发育中的作用,证明WRS1基因编码一个影响水稻胚乳发育的关键因子。【方法】本研究通过甲烷磺酸乙酯（ethyl methane sulfonate, EMS）诱变籼稻（Oryza sativa subsp. indica）品种N22,筛选到一个稳定遗传的水稻粉质胚乳突变体（wrs1）,图位克隆获得目标基因。对wrs1成熟种子进行形态学观察以及淀粉相关理化性质测定,利用细胞学切片分析wrs1发育中胚乳的结构,利用实时荧光定量PCR（quantitative real-time PCR, qRT-PCR）和GUS活性染色分析基因表达模式,通过qRT-PCR比较野生型与突变体花后12 d胚乳中淀粉合成相关基因表达情况,免疫印迹检测野生型与突变体成熟种子中淀粉合成酶蛋白积累情况,使用全自动氨基酸分析仪测定游离氨基酸含量。【结果】 wrs1突变体幼苗表现出明显的发育滞后且逐渐蔫萎死亡,从杂合突变体（WRS1wrs1）中分离到的粉质籽粒呈现明显的腹部皱缩,粒厚、千粒重下降,同时总淀粉含量下降,糊化淀粉的峰值黏度和崩解值均低于野生型。wrs1突变体发育胚乳中复合淀粉颗粒变小,排列疏松。WRS1定位于第12染色体长臂约183 kb的区间内,测序发现编码色氨酰-tRNA合成酶（tryptophanyl-tRNA synthetase, WRS）基因的第6外显子上发生单碱基替换,导致一个保守位置上的甲硫氨酸被替换。wrs1突变体中大部分淀粉合成相关基因表达量下调,且野生型与突变体间基因表达的变化与相应蛋白积累的差异存在不一致的趋势。wrs1突变体籽粒中蛋白质积累降低,而游离氨基酸含量显著升高。【结论】 WRS1编码色氨酰-tRNA合成酶,该基因突变后通过影响氨基酸稳态和蛋白质合成,造成淀粉合成相关基因异常表达从而影响淀粉的合成与积累,导致种子发育缺陷。     

不同母本和栽插密度对两系杂交籼稻制种产量的影响

以盐恢888为父本,盐161S、盐220S、盐221S为母本,采用裂区设计,研究不同母本和栽插密度对两系杂交水稻制种产量及其构成因素的影响.结果 表明,栽插密度、母本以及两者的互作效应都对制种产量有显著影响.随着栽插密度的提高,制种产量、有效穗数、总颖花数表现为增加趋势.栽插密度对不同母本制种产量的影响存在差异,盐161S、盐221S在中密度处理下制种产量最高,盐220S在高密度处理下制种产量最高.相关分析表明,有效穗数、结实率与制种产量呈显著正相关.