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.     

月桂酸单甘油酯对花鲈脂质代谢的影响

为评价月桂酸单甘油酯(Glycerol monolaurate,GML)对花鲈(Lateolabrax maculatus)脂质代谢的影响,文章通过基础饲料拌喂0 mg·kg^-1(对照组)、1000 mg·kg^-1(低剂量组)、2000 mg·kg^-1(中剂量组)和4000 mg·kg^-1(高剂量组)的GML,养殖均质量为(230±20)g的花鲈8周。结果显示:1)添加GML组的腹脂率均显著降低,肝体比第4周明显降低(P<0.05);2)低剂量和中剂量组的血清甘油三酯、总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇浓度和天冬氨酸转氨酶活性均低于高剂量组(P<0.05);3)中剂量组的高密度脂蛋白胆固醇浓度均高于其他组(P<0.05);4)添加GML组肝脏中超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性和还原型谷胱甘肽浓度均有升高,而丙二醛浓度显著降低(P<0.05);5)添加GML组的肝脏中脂肪酸合成酶和乙酰辅酶A羧化酶活性降低,且脂质沉积明显减少(P<0.05);脂蛋白脂酶活性均显著下降,中剂量组显著高于其他组(P<0.05)。综上,饲料中添加GML能够显著改善花鲈脂质代谢,该实验条件下,GML最适拌料量为2000 mg·kg^-1。     

基于文献计量的农业节水领域研究现状及热点分析

农业节水是农业可持续发展的研究热点.为了能够在总体上把握国际有关农业节水技术领域的研究现状、热点和发展趋势,以Web of Science核心合集数据库为数据源,对1992-2019年发表的农业节水技术相关的文献进行计量分析,结果表明:①农业节水技术研究发展迅速,国际尤其是中国在该领域发文量均呈现快速增加趋势.②农业节水技术研究是一个多学科交叉领域,但其载文期刊分布相对集中.③西班牙在农业节水技术研究领域居世界领先地位,论文数量和质量均较高.中国和美国发文量分居第一和第二位,但论文篇均被引频次较低.西班牙高等科研理事会(CSIC)在该领域表现突出,论文数量和质量均最高.中国4所机构发文量进入世界前10位,分别是中国农业大学、中国科学院、西北农林科技大学和河海大学,但4所机构发文质量均有待进一步提升.④灌溉方式是近年来的研究热点,主要包括滴灌、喷灌、分根交替灌溉和加肥灌溉等.关于农业节水技术增产、增效机制方面的研究也是研究的热点,包括对碳氮代谢、水氮互作、植物激素等方面的研究.环境温度、温室气体排放等也是研究的热点.由此可以看出,有关农业节水的研究在国内外都属于研究热点方向,中国在该领域的整体表现突出,但是需进一步加强国际合作,提高在该领域的影响力.     

棉田土壤养分分析与土壤墒情监测系统应用

【目的】研究土壤养分的空间变异程度及分布规律,为该区域科学施肥提供依据。【方法】以新疆生产建设兵团第八师石河子总场六分场数字农业示范田为研究区域,应用土壤墒情监测系统、GIS与地统计学的方法,对棉田土壤含水量与温度进行实时采集、分析并存储在服务器里面,分析石河子总场土壤含水量和温度变化规律、棉田土壤养分空间分布特点及变异规律。【结果】(1)根据监测数据分析,随着灌水量增加和棉花生育期推进,上层0~30 cm比下层40~60 cm的土壤含水量变化趋势明显。0~20 cm土层土壤补偿水比较充分,各个监测点土壤含水量基本维持在比较适宜的范围内。土壤各层温度受大气温度影响并随着土层深度的加深而减弱,随着土层深度的逐渐加深滞后时间相对延长;受棉株逐渐长高变大以后遮阴等造成的影响,7月以后各土层温度逐渐持平,波动不大。(2)土壤全氮、速效磷和速效钾均呈现出中等程度变异;(3)土壤速效钾的块金值在25%~75%(块金值为0.497)表现为中等空间自相关性外,土壤全氮、速效磷指标的块金系数小于25%表现为强烈的空间自相关性。【结论】应用土壤墒情实时监测系统指导棉田灌溉,较往年没有任何减产减质的情况下,棉花灌溉在全生育期内比以往灌溉次数下降了1~3次,节约水资源约20%左右。研究区域内土壤全氮、速效磷和速效钾变异呈现中等程度变异特征,全氮、速效磷表现为极强空间自相关性,速效钾表现为中等强度的空间相关性。     

过表达ZmIBH1-1提高玉米苗期抗旱性

【目的】干旱是严重影响玉米生长发育进程的一个重要因素。挖掘玉米抗旱相关基因,通过转基因功能验证和转录组分析,解析关键基因在响应干旱胁迫过程中的分子调控机制,为抗旱分子育种和遗传改良提供理论依据。【方法】以玉米自交系B104（WT）为背景材料,利用农杆菌介导方法构建过表达ZmIBH1-1转基因株系（ZmIBH1-1-OE）;通过对转基因植株进行草铵膦抗性筛选、标记基因和目的基因PCR检测,以及运用实时荧光定量PCR检测目的基因的表达情况,鉴定阳性植株和株系;以WT和ZmIBH1-1-OE转基因株系为材料,通过干旱处理（20% PEG6000）,进行表型鉴定和耐旱生理生化指标测定,验证ZmIBH1-1的抗旱功能;通过对干旱胁迫下玉米4叶期转录组的比较分析,鉴定出差异表达的基因（differentially expressed genes,DEGs）;结合DAP-seq（DNA affinity purification sequencing）分析,初步确定ZmIBH1-1蛋白直接调控与抗旱相关的下游靶基因,利用基因组可视化软件IGV（integrative genomics viewer）分析ZmIBH1-1蛋白结合候选靶基因的位置,然后通过Dual-Luciferase试验验证ZmIBH1-1蛋白与靶基因的调控关系。【结果】通过玉米遗传转化获得12个转化事件;T₃代中,能同时检测到标记基因Bar和目的基因ZmIBH1-1的植株有458个,实时荧光定量PCR检测结果表明,ZmIBH1-1-OE中ZmIBH1-1的表达量显著高于WT,株系3和株系8表达量最高,将其自交获得T₄代转基因株系用于后续试验。在干旱胁迫条件下,ZmIBH1-1-OE株系存活率、叶片相对含水量、叶绿素含量、可溶性蛋白含量及其生理生化指标（超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性）均显著高于WT,说明玉米中过量表达ZmIBH1-1赋予玉米更高的耐旱性。转录组分析结果表明,WT与ZmIBH1-1-OE株系在干旱胁迫下有1 214个差异表达基因;Gene Ontology（GO）功能富集分析结果表明,差异表达基因主要涉及生物过程、细胞组分和分子功能,如在生物过程中主要涉及到光合作用、应激响应、脱水响应等;KEGG富集分析表明,差异表达基因主要参与植物激素信号传导、新陈代谢等过程。结合转录组显著差异表达基因和DAP-Seq分析所得到ZmIBH1-1蛋白的靶基因,初步确定ZmIBH1-1蛋白直接调控与抗旱相关的11个候选靶基因,包括2个钙信号相关基因、3个半胱氨酸代谢相关基因、1个bHLH转录因子、1个应激响应蛋白、1个谷胱甘肽转移酶、1个氧化还原过程蛋白和2个乙烯响应因子;基因组可视化结果显示ZmIBH1-1蛋白可以结合靶基因启动子区;随后通过Dual-Luciferase试验进一步表明,ZmIBH1-1蛋白可以直接作用于11个候选靶基因,其中,ZmIBH1-1蛋白可以促进ZmCa-M、ZmSYCO、ZmbHLH54、ZmGlu-r1、ZmCLPB3和ZmP450-99A2的表达,抑制ZmAGD12、ZmCYS、ZmCYSB、ZmERF-107和ZmEIN3的表达。此外,在干旱胁迫下NAC、WRKY、MYB等转录因子在ZmIBH1-1-OE和WT株系中也存在差异表达。【结论】ZmIBH1-1的过表达可以增强玉米苗期的耐旱性;ZmIBH1-1蛋白通过直接调控乙烯信号通路中的ZmERF-107和ZmEIN3的表达提高玉米的耐旱性;ZmIBH1-1蛋白通过直接调控钙信号相关基因ZmCa-M和ZmAGD12增强玉米的耐旱性;ZmIBH1-1蛋白可能通过间接调控NAC、WRKY、MYB等转录因子响应干旱胁迫。     

电子鼻技术在肉与肉制品检测中的研究进展和应用展望

电子鼻因具备操作简单、能够快速、无损检测的特点，满足人们对肉与肉制品安全指标高效和高精确度检测提出了更高的要求。本文阐述了电子鼻技术的检测原理和其在硬件和软件系统方面的发展；从肉与肉制品的新鲜度检测、掺假检测、风味评价、病原微生物污染检测四个方向，对近年来电子鼻技术在肉与肉制品检测的应用研究进展进行了分析，突出了电子鼻技术应用的可行性和先进性；指出电子鼻技术在肉与肉制品检测中面临的检测效果参差不齐，电子鼻仪器体积大、价格高昂，模型通用性和普及性不够等不足。最后，本文从硬件系统和软件系统两方面，对未来电子鼻技术的发展及其应用前景进行了展望，包括硬件系统方面提高电子鼻传感器阵列电极膜材料的性能，增强电子鼻耐用性和识别气味的灵敏度；软件系统方面不断探索引入新的模式识别算法，使电子鼻技术实现对气味更快、更准确的识别分析。     

大麦粉替代不同比例玉米对奶牛生产性能的影响

选取泌乳天数、体重、产奶量相近的荷斯坦高产泌乳牛340头,随机分为试验组和对照组两组,每组170头。试验时间共28d,对照组全期饲喂全混合配方日粮(TMR),试验组分四阶段进行,每阶段7d,分别饲喂以10%、20%、30%、40%粉碎大麦粉替代玉米的TMR。结果发现:随着大麦粉替代玉米比例的增加,试验组采食量呈现下降趋势,其中30%、40%替代期采食量极显著低于对照组(P<0.01);与对照组相比,大麦粉替代不同比例玉米对奶牛产奶量影响不一致,20%、30%替代期产奶量增加0.4、0.3kg/d,10%、40%替代期分别下降0.6、0.7kg/d,但差异均不显著(P>0.05);试验组10%、40%替代期乳脂率极显著高于对照组(P<0.01),而20%、30%替代期乳脂率与对照组差异不显著(P>0.05);试验组10%替代期乳蛋白率极显著高于对照组(P<0.01),而30%、40%替代期显著低于对照组(P<0.05),20%替代期乳蛋白率较对照组下降0.012个百分点,但差异不显著(P>0.05)。综上所述,饲粮中用大麦粉替代20%比例的玉米饲喂奶牛,在不影响采食量、乳脂率、乳蛋白率情况下可提升产奶量并降低饲养成本,从而提高经济效益,为最佳替代比例。     

采食后奶牛瘤胃短链脂肪酸及其吸收相关蛋白表达的研究

本试验旨在研究奶牛采食前后瘤胃中短链脂肪酸(SCFA)浓度的变化及其吸收相关蛋白表达量的差异。试验选用3头体重(720±30)kg且装有瘘管的健康荷斯坦牛(动物伦理审查编号为SXAU-EAW-2019-C002013),采食精粗比为40:60的日粮(10kg),试验预试期10d,于第11天饲喂前开始取样,采用气相色谱法检测奶牛采食前(0 h)和采食后(1、2、3、4、5、6、7、8 h)瘤胃液中SCFA浓度;并采用荧光定量PCR方法检测瘤胃上皮组织中与SCFA吸收相关的蛋白表达量。结果表明:在采食后1 h奶牛瘤胃中SCFA浓度最高(P<0.05);在采食后一段时间内(2~5h)与SCFA吸收相关蛋白表达量上调(P<0.05),AE2、MCT1基因表达量均在5 h最高,PAT1、NHE3基因表达量均在4 h最高,MCT4基因表达量在4、5、6h均较高,NHE1基因表达量在2h达到最高;AE2、MCT1、MCT4、NHE1基因表达量与SCFA浓度负相关或正相关(P<0.05),AE2、MCT1、MCT4基因表达量与瘤胃内pH正相关(P<0.05)。以上结果初步揭示,在采食后一定时间内,瘤胃中与SCFA吸收相关蛋白表达受SCFA浓度和pH的调节。     

城市公园绿地空间布局与供需匹配研究——以兰州市为例

以兰州主城区为例，运用核密度估计法，在对公园绿地空间布局特征分析的基础上，采用改进的两步移动搜索法对公园绿地供需匹配性进行评价，并探究其成因。结果表明:1)公园绿地总体分布呈现整体分散、局部集中的特征；不同类型公园绿地空间布局模式存在较大差异，综合公园呈现“均匀式”布局态势，专类公园呈现“双核心”空间格局，社区公园呈现“西密东疏”的集聚特征。2)主城区公园绿地供需匹配程度总体呈现出“北高南低、西高东低”空间分布特征；从西北—东南向剖面来看，总体呈现出“M”型分布态势；不同类型公园绿地供需比值均大致呈现出“西高东低”的共性特征，但由于各类公园绿地分布数量、面积和服务半径的差异，不同类型公园绿地与人口供需匹配程度也存在差异。3)人口分布、交通路网、公园绿地自身及周边环境是影响城市公园绿地供需匹配度空间分异的主要因素。     

土壤铅和镉溶出伏安法检测中影响因素及其削弱方法研究进展

溶出伏安法具有分析速度快、成本低、灵敏度高等优点被广泛应用于检测土壤重金属含量，但在检测土壤重金属时，溶出伏安检测精度会受到多方面因素的影响。该文在介绍溶出伏安法工作原理的基础上，从伏安参数、试验条件和土壤物质成分三方面阐述溶出伏安法检测土壤Pb2+和Cd2+为的影响因素，解析各因素的影响机理，归纳影响削弱方法的研究进展。研究结论为：方波脉冲阳极溶出伏安法最常用于检测土壤Pb2+和Cd2+，伏安参数包括脉冲幅值、电压增量和脉冲频率，试验条件包括沉积时间、沉积电压和支持电解质种类及其pH值，土壤成分主要干扰因素包括非目标重金属和有机质。针对伏安参数和试验条件的影响可以设计优化试验有效削弱。针对非目标重金属和有机质的干扰影响，目前研究还没有提出有效的削弱方法。最后，展望了溶出伏安法检测土壤重金属的未来发展方向。