芋头挥发性代谢物分析及其品质综合评价

芋头是一种重要的蔬菜兼粮食作物,其营养丰富且药用价值高,然而对于芋头品质性状的评价及分子机理的研究较少。以来源于我国不同地区的18个芋头品种为例,运用生物信息学方法系统评价其外观和营养物质指标,并利用GC-MS气质联用法对挥发性代谢物进行定性和定量分析。结果表明,魁芋芋头的单芋重、干物质和淀粉含量相对高于多子芋。不同芋头品种的品质指标存在明显差异,主成分分析降维方法分析到了4个独立的综合指标,其累计贡献率达82.31%,解释了芋头品质的大部分变异信息。综合得分排名前5名的全部是魁芋。以炭步香芋和花都红芽芋为例的代谢组学分析,共鉴定到76种挥发性代谢物,其中香型中显著上调的代谢物包括1-甲基乙基-萘和4-甲基-6-庚烯-4油化物,说明这2种代谢物很可能与香味生物学功能有关。     

芋种质资源研究进展与展望

芋作为一种重要的粮菜兼用作物,是世界上分布最广的作物之一,被称为第五大根茎作物,具有重要的食疗和医疗价值,近年来芋产业的发展对促进市县农业发展和农民增收起到重要作用,对芋种质资源保护和利用的研究也越来越受到重视。从芋的起源与分布,芋种质资源的收集、保存与分类,芋种质资源的遗传多样性研究,芋种质资源创新与新品种选育,芋的病害研究,以及芋头的利用及功效研究等方面进行了综述,分析了目前芋种质资源研究存在的问题并提出展望。芋头的种植面积、产量和产值保持总体上升的趋势,但是优异种质鉴评技术与基础研究较薄弱,芋种质创新工作不够深入,芋生产上病害严重的问题尚未得到解决,生产上缺乏抗病品种,杂交育种尚处于起步阶段。提出应进一步加强芋种质资源的收集保存和创新利用研究、大力推广芋脱毒种苗的生产应用、加快开展芋连作障碍研究和芋杂交新品种选育等对策。     

粉葛资源营养品质综合分析

【目的】收集省内外粉葛种质资源,测定和综合评价品质指标,筛选品质优良的育种材料。【方法】采用2,6-二氯靛酚滴定法、比色法、酶水解法、紫外吸收法和酸碱洗涤法分别对20个粉葛种质资源的维生素C、还原糖、淀粉、蛋白质和膳食纤维5个品质指标进行测定和综合评价。【结果】20个粉葛种质资源的营养成分含量均存在显著差异,变异系数介于18.2%～45.0%之间。采用平均隶属函数法和主成分分析法综合评分,居前3位的品种均为钟落潭粉葛、韶关火山粉葛和佛山合水粉葛,其中钟落潭粉葛维生素C含量21.45 mg/100g、还原糖0.45 g/100g、淀粉30.78 g/100g、蛋白质2.73 g/100g,膳食纤维占比1.24%;两种分析方法排名较后的均为惠州龙门麻榨粉葛和郁南都城粉葛,而得分居中等的粉葛排名相对不一致暂不具备可比性。利用系统聚类分析方法,20个粉葛资源按照综合品质优劣可分为4个类群,其类群优劣依次为ⅠⅢⅡⅣ。【结论】研究结果可为粉葛营养品质评价提供一定的数据支持和参考,为粉葛良种创新利用开发和深加工提供一定的基础。     

芥菜育种研究进展与展望

芥菜（Brassica juncea L.）是我国重要的蔬菜作物,栽培区域广泛,种植历史悠久,随着人民生活水平的日益提高与环境条件的变化,对芥菜品质和品种抗性提出了新要求。广大科研工作者完成了大量芥菜种质资源收集、保存和基因功能挖掘工作,并且进行了育种和分子生物学研究,为芥菜品种改良作出诸多贡献。中国芥菜种质资源丰富、地方品种繁多,而这些地方品种经过多年自留种,往往面临种性退化、存在品质缺陷的问题。如何对这些地方品种进行改良,成为亟待解决的问题。本文阐述了芥菜先进育种技术及其原理和取得的研究成果,先进育种技术主要包括诱变育种技术、远缘杂交育种技术、转基因育种技术、基因编辑育种技术和分子标记辅助育种技术,利用先进育种技术不仅在改变芥菜品种抗性、品质和适应性方面取得了诸多成果,还帮助构建了不育系服务于芥菜杂交育种;同时,对未来芥菜育种的研究方向进行了展望,以期为地方特色芥菜品种的育种提供理论基础和实践依据。     

麦洼牦牛乳腺上皮细胞系的建立及其生物学特性

为建立麦洼牦牛乳腺上皮细胞的体外培养方法,采用组织块贴壁法及Ⅰ型胶原酶消化法,从麦洼牦牛乳腺组织中成功分离并获得纯化的乳腺上皮细胞,并利用细胞角蛋白18的免疫荧光染色对乳腺上皮细胞进行鉴定。通过细胞生长曲线、群体倍增时间、细胞接种存活率、细胞活力等生物学特性的检测,建立并鉴定麦洼牦牛乳腺上皮细胞系。结果显示,乳腺细胞形态良好,细胞接种存活率达91%,群体倍增时间26.97h,细胞生长曲线呈典型"S"型,细胞传至25代以上仍保持旺盛的增殖活力。可见,通过对细胞传代及反复冻存和复苏已成功建立麦洼牦牛乳腺上皮细胞系,获得大量的乳腺上皮细胞,使麦洼牦牛物种在细胞水平上得以保存,为建立牦牛乳腺生物反应器及泌乳调控机制研究提供基础。     

牦牛β-防御素5基因的原核表达及表达产物的抑菌活性

【目的】克隆与表达牦牛β-防御素5(BNBD5)基因,检测其重组蛋白的体外抗菌活性。【方法】采用RT-PCR方法从牦牛肺组织中扩增BNBD5基因成熟肽编码区,根据已发现的哺乳动物β-防御素5和部分禽β-防御素5的序列构建遗传进化树。将BNBD5基因亚克隆到原核表达载体pET-32a(+)的BamHⅠ和XhoⅠ双酶切位点上,构建重组表达质粒pET32a-BNBD5。将重组表达质粒转化大肠杆菌BL21,用IPTG于37℃进行诱导表达,SDSPAGE检测融合蛋白的表达情况,并对该重组蛋白进行纯化,测定其体外抑菌活性。【结果】克隆得到了BNBD5基因成熟肽编码片段,其长度为138bp,编码45个氨基酸残基,内含6个位置保守的半胱氨酸残基。经遗传进化分析发现,该基因序列与黄牛的mRNA同源性最高,可达到86.2%。经IPTG诱导,获得了分子质量为25ku的牦牛β防御素-5成熟肽融合蛋白。琼脂糖扩散结果表明,0.08mg/mL的纯化蛋白对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌均有抗菌作用。【结论】牦牛BNBD5成熟肽在大肠杆菌中得到了成功表达,其产物对革兰氏阴性菌(大肠杆菌)和革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌)均有抗性。     

基施富硒肥对菜薹生长和营养元素的影响

为研究在基肥中施用不同浓度的硒肥对菜薹生长的影响,筛选合适的施肥量,以“农科”富硒肥为材料,设置5个硒肥处理组（硒肥用量0(CK)、225.0、337.5、450.0、562.5 kg/hm²）,测定不同处理的菜薹相关的生理指标。结果显示,基肥中施用不同质量的硒肥,对菜薹的植株生长性状没有显著影响;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性随着施肥量的增加呈显著上升趋势,丙二醛(MDA)含量随着施肥量的增加呈显著下降趋势;随着施肥量的增加,葡萄糖和蔗糖的含量降低,而果糖含量呈显著上升趋势;低浓度时硒促进了菜薹对氮、磷、钾吸收,高浓度时硒抑制了菜薹对氮、磷、钾的吸收;随着施肥量的增加菜薹硒的含量呈上升趋势,4个处理菜薹鲜样中硒含量分别达到0.059、0.096、0.107、0.133 mg/kg,是对照的19.66~44.33倍。研究结果可为指导大田生产富硒菜薹提供试验依据。     

Scriptaid处理牦牛成纤维细胞对组蛋白乙酰化及重编程的影响

供体细胞的不完全重编程是克隆动物成功率低的主要原因。本研究旨在探讨组蛋白去乙酰化酶抑制剂Scriptaid对牦牛(Bos grunniens)成纤维细胞重编程的影响,以及Scriptaid处理供体细胞对牦牛-黄牛(Bos taurus)异种核移植(interspecies somatic cell nuclear transfer,iSCNT)胚胎体外发育的影响。分别利用0、500、1000、1500和3000nmol/LScriptaid处理牦牛胎儿成纤维细胞,观察细胞形态、统计细胞活率、测定细胞周期、检测组蛋白乙酰化水平,并以处理后的成纤维细胞进行体细胞核移植,检测重构胚体外发育水平。结果显示,经Scriptaid处理24h后,细胞形态发生了改变,细胞增殖受到明显抑制,大量细胞被阻滞在G0/G1期;随着Scriptaid处理浓度的增加,细胞组蛋白H3K9ac乙酰化水平逐渐提高;以1000nmol/L Scriptaid处理的成纤维细胞作为供体细胞后的囊胚率显著高于其他组(P<0.05)。研究结果表明,Scriptaid能显著提高牦牛成纤维细胞的乙酰化水平,以1000nmol/L Scriptaid处理供体细胞显著提高了牦牛-黄牛异种克隆胚胎的体外发育。本研究初步证实Scriptaid是通过提高成纤维细胞的乙酰化水平来促进核的重编程,为研究供体细胞的重编程以及异种克隆牦牛提供理论依据。     

牦牛乳腺上皮细胞体外培养及鉴定

本研究旨在建立牦牛乳腺上皮细胞系,并对建立的细胞系生物学特性进行鉴定,采用组织块种植法,分离培养乳腺上皮细胞;通过胰酶消化法纯化细胞;利用免疫荧光及Western blot技术对其进行鉴定;脂质体介导法将绿色荧光蛋白基因转染进乳腺上皮细胞中,荧光显微镜下检测绿色荧光蛋白基因表达;金黄色葡萄球菌侵染牦牛乳腺上皮细胞,流式细胞仪(AnnexinV/PI双染法)检测乳腺上皮细胞的凋亡,RT-PCR检测感染细胞中抗菌肽以及凋亡因子表达。结果表明,分离纯化获得牦牛乳腺上皮细胞,细胞角蛋白18表达呈阳性,波形蛋白表达呈阴性,证明培养的细胞是上皮细胞并且没有成纤维细胞污染;β-酪蛋白表达呈阳性,说明建立的乳腺上皮细胞具有一定的泌乳功能;荧光显微镜能够检测到绿色荧光蛋白表达,表明EGFP基因成功导入了乳腺上皮细胞;金黄色葡萄球菌感染牦牛乳腺上皮细胞3h后,Annexin V/PI双染法检测发现感染组细胞凋亡率明显升高,差异显著(P0.05);感染细胞中TAP(P0.01)、BNBD5(P0.01)及BAX(P0.01)表达量明显增高,BCL-2(P0.05)表达量降低。综上表明,本研究成功建立了一株稳定的牦牛乳腺上皮细胞系,该细胞系能够作为研究牦牛乳腺发育及分化的体外研究模型。     

供体细胞来源和TSA处理对牦牛iSCNT胚胎重编程的影响

【目的】探讨不同来源的供体细胞和TSA处理对牦牛异种体细胞核移植(Interspecies nuclear transfer,iSCNT)胚胎的影响。【方法】以黄牛卵母细胞为受体,分别以牦牛50日龄胎儿及6和18月龄个体成纤维细胞为供体,构建牦牛iSCNT胚胎,研究供体细胞来源对牦牛iSCNT胚胎的影响。分别用0(对照),20,40,60和80 nmol/L的TSA处理50日龄胎儿成纤维细胞12 h,构建iSCNT胚胎,比较其发育情况,确定TSA的最佳处理浓度;用最佳浓度的TSA处理50日龄胎儿成纤维细胞0(对照),6,12和18 h,构建iSCNT胚胎,比较其发育情况,确定TSA的最佳处理时间。用最佳TSA作用时间和浓度处理供体细胞,构建牦牛iSCNT,之后用40和80 nmol/L的TSA分别处理iSCNT胚胎6 和12 h,比较不同处理方式对牦牛iSCNT胚胎发育的影响。采用qRT-PCR方法检测40 nmol/L TSA处理供体细胞6 h 的iSCNT胚胎及40 nmol/L TSA处理供体细胞6 h且处理iSCNT胚胎12 h的iSCNT胚胎去乙酰化酶2(HDAC2)基因mRNA的表达水平,以不进行TSA处理的iSCNT胚胎为对照。【结果】以50日龄胎儿成纤维细胞作为供体细胞,牦牛iSCNT胚胎的囊胚率最高,但与其他组差异不显著(P＞0.05)。40 nmol/L TSA处理供体细胞6 h能显著提高牦牛iSCNT胚胎的囊胚率(30.6%),且与对照组差异显著(P＜0.05)。用40 nmol/L TSA处理牦牛iSCNT胚胎12 h组的囊胚率高于80 nmol/L TSA处理iSCNT胚胎6 h组,2组间差异不显著(P＞0.05)。用TSA处理供体细胞和iSCNT胚胎之后,HDAC2 mRNA表达水平降低,且与对照组差异显著(P＜0.05)。【结论】不同来源的供体细胞对iSCNT胚胎发育的影响不明显;40 nmol/L TSA处理供体细胞6 h和iSCNT胚胎12 h能显著提高牦牛iSCNT胚胎体外发育及重编程能力。