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。     

奶业产业链纵向价格传导的时滞效应与政策启示

奶业产业链纵向价格传导受阻,导致奶牛养殖长期处于价值链的低增值环节,甚至出现"行业萎缩"现象。本文对上游奶牛养殖成本向下游乳品加工环节价格传导机制进行理论分析,并基于2008年1-12月份奶牛饲养成本和原料奶价格的月度数据,运用有限分布滞后模型测度价格传导的滞后效应。结果表明:饲养成本向下游传导存在显著的滞后性,饲养成本变化1%,滞后5和6期,分别引起原料奶价格变动0.086%、0.111%。奶业价值链体系自身难以实现价格的无阻滞传导以及形成合理的利益分配机制,政府和行业必须推动原料奶生产提高组织化程度,构建价格预警平台,完善产业链各方利益关系。     

利用小桐子油厌氧发酵产沼气试验研究

以小桐子油为原料,在(40±1)℃下进行厌氧发酵试验,测定其产沼气性能.结果表明,小桐子油厌氧发酵平均产气周期为33 d,两个阶段的小桐子油平均原料产气率为286.62 mL/g,平均池容产气率为0.73 m3/(m3·d).通过对发酵前后泥油热解特性分析,验证了小桐子油中长链脂肪酸被分解为小分子脂肪酸.这说明以油脂为唯一碳源仍然可以进行沼气发酵,为小桐子油的资源化利用开辟了一个有效途径.     

BH-VDT大尺寸垂直钻井工具设计优化与应用

渤海钻探公司自主研发的BH-VDT5000垂直钻井工具一般适用于φ406.4～φ444.5mm井眼尺寸的垂直钻井要求,不能满足新疆油田南缘区块井二开φ571.5mm井眼的垂直钻进的使用条件.针对新疆油田南缘区块的井身结构及施工难点,对BH-VDT5000垂直钻井工具重新进行了优化设计,每面推靠翼厚度增加至143.25mm,并对垂直钻井工具锁紧装置的材质和强度进行了优化升级,优化后工具的整体抗扭和抗拉性能得到了大幅度提高,可满足BH-VDT5000垂直钻井工具悬挂大尺寸推靠翼在大井眼砾岩中的钻进要求.优化后的垂直钻井工具在南缘区块天湾1井φ571.5mm井眼中首次应用便取得成功,总进尺2570m,单趟钻最长入井时间达到了308h,施工过程中工具性能稳定,井身质量控制优良.该技术的应用成功为南缘区块大井眼垂直钻井的需求提供了优质保障,并为BH VDT6000系列大尺寸垂直钻井工具研究提供了技术参考.     

鹰嘴豆短肽的分步酶解法制备及其营养价值评价

以鹰嘴豆蛋白为原料,建立复合酶分步酶解法制备鹰嘴豆短肽的工艺。在鹰嘴豆蛋白碱性蛋白酶Alcalase水解的基础上,进一步采用中性蛋白酶和风味蛋白酶Flavourzyme继续水解鹰嘴豆蛋白碱性蛋白酶Alcalase酶解物,并对各影响因素进行研究,建立短肽得率与各影响因素的回归模型,利用高效液相色谱法和氨基酸自动分析仪等测定鹰嘴豆短肽的相对分子质量、氨基酸组成、一般营养成分,评价鹰嘴豆短肽的营养价值。结果表明,中性蛋白酶和风味蛋白酶Flavourzyme制备鹰嘴豆短肽的最佳工艺参数为:复合酶添加量5 678 U/g,pH 7.0,水解时间216 min,水解温度55℃,在此条件下,短肽得率为63.79%,与碱性蛋白酶Alcalase单独酶解相比明显提高,水解度为26.74%;大部分水解产物的相对分子质量低于1 000、脂肪含量低,蛋白质、必需氨基酸等含量丰富,与FAO/WHO推荐的成人需求量模式相比,其第一限制氨基酸是蛋氨酸和半胱氨酸,与学龄儿童需求量模式相比,其第一限制氨基酸是苏氨酸,氨基酸分分别高达138.18和103.25;必需氨基酸与非必需氨基酸比值(EAA/NEAA)为0.73,接近FAO/WHO参考标准值0.6。该研究为进一步开发利用和工业化生产鹰嘴豆短肽奠定了基础。     

添加槐花粉对白三叶青贮发酵品质的影响

采用单因子随机设计，研究添加不同比例的槐(Sophora japonica)花粉对白三叶 (Trifolium repens)青贮发酵品质的影响，以期为槐花应用于青贮饲料生产提供科学依据。分别设置白三叶单独青贮(C)、95%白三叶 + 5%槐花粉青贮(T1)、90%白三叶 + 10%槐花粉青贮(T2)、85%白三叶 + 15%槐花粉青贮(T3)、80%白三叶 + 20%槐花粉青贮(T4)共5个处理。结果表明，白三叶单独青贮品质较差，添加槐花粉提高了青贮原料的干物质、水溶性碳水化合物含量和发酵系数，降低了缓冲能值，使得青贮后的感官评分、乳酸、乳酸 ? 乙酸、干物质、水溶性碳水化合物、粗蛋白质含量显著提高(P ≤ 0.05)，pH、氨氮 ? 总氮、乙酸、丁酸含量显著降低(P ≤ 0.05)。综合考虑，80%白三叶 + 20%槐花粉青贮能获得良好的青贮品质。     

基于GIS与RS的北方防沙屏障带生态系统格局演变

研究北方防沙屏障带生态系统格局演变特征,对加强屏障带建设、改善生态环境具有重要意义。以北方防沙屏障带为研究区,根据2005、2010、2015年MODIS遥感影像,将北方防沙屏障带生态系统类型划分为森林、草地、湿地、农田、城镇、荒漠和裸地7类。采用空间统计、转移矩阵、景观指数分析法、PNTIL模型等方法,对北方防沙屏障带2005—2015年生态系统类型时空演变特征进行分析。结果表明,2005—2015年北方防沙屏障带生态系统整体呈稳定状态;从分屏障带看,内蒙古防沙屏障带荒漠面积明显减少,塔里木防沙屏障带森林面积迅速增加,而河西走廊防沙屏障带草地面积明显增加;从正/逆转换方向来看,屏障带内农田、城镇、荒漠及裸地生态系统正向转换率高于逆向转换率。10年间,在景观水平上,北方防沙屏障带斑块数量、斑块密度呈减少趋势;在类型水平上荒漠景观整体呈现破碎化萎缩的趋势特征,森林、草地向形状简单化的方向发展。研究表明,2005—2015年,北方防沙屏障带生态总体向好,治沙效果明显,但局部仍面临较大压力。     

Effect of three insect-resistant maizes expressing Cry1Ie,Cry1Ab/Cry2Aj and Cry1Ab on the growth and development of armyworm Mythimna separata(Walker)

Three transgenic maize events(IE09 S034, Shuangkang 12–5 and C0030.3.5) produced Cry1 Ie, Cry1 Ab/Cry2 Aj and G10-EPSPS, Cry1 Ab and EPSPS, respectively, all of which target the Asian corn borer. The oriental armyworm Mythimna separata(Walker) is the secondary target. In this study, the effects of the three Bt maizes on the development and survival of armyworm were studied. The results showed that IE09 S034 had insecticidal activity against 1 st instar larvae, and the survival rate of armyworm fed with Bt maize for 10 days was 46.2%, significantly lower than that of the control. The larvae at 3 rd–6 th instar were more tolerant of the Bt toxin than the early instar larvae. However, Shuangkang 12-5 had good insecticidal activity against 1 st–5 th instar larvae. The mortality was nearly 100% when the larvae were fed with Shuangkang 12-5 before 3 rd instar, and the toxin had quick-acting efficacy. This event significantly inhibited the development of armyworm; that is, the larval duration of the 3 rd and 4 th instar larvae fed with Shuangkang 12-5 was prolonged by 4.5 and 3.0 days, respectively. The pupal weight and egg number were also significantly lower than those of the control. For C0030.3.5, it could control 1 st–5 th instar larvae effectively. The mortality rates were all over 50% if 1 st–3 rd larvae were fed with this event. The pupal weight of 4 th–6 th instar larvae fed with Bt maize were only 53.9, 56.8 and 54.6%, respectively, compared to that of the control. The number of eggs laid was significantly less than the control. The results indicate that all three transgenic maize events exhibit the potential to provide effective control of early instar larvae of armyworm, which can be commercialized in future to control lepidoptera pests such as Asian corn borer and armyworm.     

浑善达克沙地杨树水分利用特征

为探究浑善达克沙地杨树的水分利用特征。本文利用氢和氧同位素示踪技术,测定了降雨、土壤水与地下水的δ18O值,利用多元线性混合模型定量计算了杨树对不同土层土壤水分的利用比例。结果表明:①浑善达克沙地大气降雨方程线为:δDLWML=7.84δ^18OLWML+9.12,斜率比全国降雨方程偏小,体现了研究区降雨少,蒸发大的气候特征;②土壤含水量与地下水位埋深、降雨量、植物生长期的变化有着显著的相关关系。降雨量较大与地下水位埋深较浅的时期,土壤含水量明显增大,在植物生长前期和中期,土壤含水量明显较低;③杨树在雨季,利用了大量的浅层土壤水(0~40 cm),在较为干旱的旱季,利用了大量的深层土壤(160~200 cm)水与少量的地下水。