培养液中添加硫酸链霉素对蛋白核小球藻生长、细胞组成及α-亚麻酸含量的影响

在培养液中分别添加0(对照组)、20、60、180和540μg/mL的硫酸链霉素(STRS),研究STRS作用下蛋白核小球藻SHOU-1002(Chlorella pyrenoidosa SHOU-1002)生长、细胞组成及α-亚麻酸含量。结果表明：前6天,对照组藻细胞密度显著高于各STRS处理组,第10天对照组生物量及单个细胞干质量均显著大于各STRS处理组。STRS处理组的生物量随培养液中STRS质量浓度的升高不断降低。对照组、20、60和180μg/mL STRS处理组藻细胞叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均随培养时间的延长先降低后升高;540μg/mL STRS处理组藻细胞叶绿素a和叶绿素b含量随培养时间的延长持续下降,而类胡萝卜素前4天快速下降随后趋于稳定。α-亚麻酸是蛋白核小球藻SHOU-1002细胞脂肪酸组成中的优势脂肪酸,且4天后各STRS处理组藻细胞中α-亚麻酸含量显著高于对照组。第10天,180μg/mL STRS处理组藻细胞α-亚麻酸的绝对含量最高(52.09 mg/g),较对照组提升了108.19%;同时180μg/mL STRS处理组的α-亚麻酸产量(35....     

稻叶提取液促进蛋白核小球藻的生长和色素合成

蛋白核小球藻是开发营养食品和药物的新材料,本文以新鲜稻叶提取液代替蒸馏水配制BG11培养基,研究了不同浓度稻叶提取液对蛋白核小球藻生长和叶绿素a含量的影响,采用SDS-PAGE技术分析了藻细胞蛋白组分变化。结果表明,稻叶提取液在0.5%~2.0%的浓度范围内均能大幅促进蛋白核小球藻的生长,提高藻细胞叶绿素a的含量,并改变藻细胞的蛋白组分。培养8 d后,2.0%稻叶提取液处理组藻细胞浓度是同期对照组的3.13倍,与1%处理组结果相似。培养4 d后,所有处理组藻细胞叶绿素a的含量达到最大值,其中2.0%稻叶提取液处理组藻细胞叶绿素a含量高达14.91 mg·g-1干重,是对照组的2.58倍。稻叶提取液培养使蛋白核小球藻细胞8种主要蛋白组分相对含量降低,同时产生了4种新蛋白组分。本文结果为水稻叶片的开发应用和蛋白核小球藻的生产养殖提供了新思路。     

混合营养模式下3种有机物对蛋白核小球藻生长及细胞组成的影响

以一株新分离的蛋白核小球藻SHOU-1002(Chlorellapyrenoidosa SHOU-1002)为试验材料,分别设置添加葡萄糖、谷氨酸钠和酵母浸出物的3组混合营养组和光合自养组,比较不同营养模式下蛋白核小球藻的生长及细胞组成的差异。结果表明：在混合营养模式下蛋白核小球藻细胞密度始终显著高于光合自养组。接种后6 d内葡萄糖组的藻细胞密度显著高于谷氨酸钠组和酵母浸出物组;第10天起,3个混合营养组藻细胞密度无显著性差异。培养第12天,谷氨酸钠组和酵母浸出物组的叶绿素a、类胡萝卜素、蛋白和总脂含量显著高于葡萄糖组,碳水化合物含量则显著低于葡萄糖组。随培养时间的延长,葡萄糖组的饱和脂肪酸(SFAs)含量不断升高,多不饱和脂肪酸(PUFAs)含量不断降低,谷氨酸钠组和酵母浸出物组的PUFAs含量则先降低后升高,培养第12天谷氨酸钠组和酵母浸出物组的PUFAs含量显著高于葡萄糖组。这表明该株蛋白核小球藻具有混合营养能力且混合营养模式下其生长效能显著提升,混合营养模式下添加酵母浸出物或谷氨酸钠所培养的藻细胞较添加葡萄糖所培养的藻细胞具有更高的营养价值。     

蛋白核小球藻超声波破壁方法的优化

[目的]蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)生长快、光合作用强、富含蛋白质和油脂等化合物,可广泛应用于食品、医药和生物能源等行业。建立简易、安全和高效的藻细胞破壁技术是蛋白核小球藻等微藻高值天然化合物萃取及其商业化生产的关键环节之一。[方法]本文以蛋白核小球藻为试材,以细胞破碎率和油脂得率为指标,对超声波破壁法的条件(藻液体积、藻细胞含水量等)和参数(功率、时间、温度等)进行系统优化。[结果]结果表明,超声波破壁最佳条件和参数为:室温25℃,湿藻液pH5,藻细胞含水量20%～50%,超声波输出功率250 W,处理时间为15min,和处理量每次120mL。依此条件和参数进行处理,蛋白核小球藻破壁率达94.8%,油脂萃取率达40.1%。[结论]这一优化的超声波破壁方法简便高效、成本低,对后续产品加工无负影响,为建立蛋白核小球藻高值天然产物的规模化生产工艺提供了科学依据。     

优选发酵毕赤酵母与酿酒酵母混合发酵增香酿造爱格丽干白葡萄酒

【目的】研究优选发酵毕赤酵母（Pichia fermentans）与酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）混合发酵对‘爱格丽’（Ecolly）干白葡萄酒的增香作用,优化干白葡萄酒的酿造工艺。【方法】将发酵毕赤酵母菌株H5Y-28与酿酒酵母菌株F5以10﹕1、4﹕1、1﹕1、1﹕4、1﹕10比例接种,进行模拟葡萄汁的混合发酵,并以酿酒酵母纯发酵为对照,发酵过程中监测酵母的活菌数、总菌数,建立菌体生长动力学模型。按相同接种比例进行爱格丽干白葡萄酒的发酵应用,以酿酒酵母纯发酵和添加发酵毕赤酵母胞外酶处理作为对照,酿造次年4月,对所酿葡萄酒酒样进行香气的感官分析和GC-MS分析。【结果】菌体生长动力学表明,随着发酵毕赤酵母接种比例的升高,其存活数量和存活时间明显增加,但优选菌株H5Y-28的高比例（10﹕1、4﹕1）接种处理会降低酿酒酵母的最大生长数量。感官分析结果表明,混合发酵有利于增强‘爱格丽’葡萄酒的果香和花香,尤其是热带水果香气,但高发酵毕赤酵母接种比例（10﹕1）会给葡萄酒带来较强的生青味,而酒样1﹕1、4﹕1仅引入较弱的生青味。挥发性香气成分分析结果表明,品种香气成分的含量随着发酵毕赤酵母接种比例的升高而增加,尤其是萜烯类和C13-去甲类异戊二烯化合物。此外,添加胞外酶能显著提高葡萄酒品种香气的含量,尤其是C13-去甲类异戊二烯化合物的含量（高于纯酿酒酵母发酵酒样90%）。混合发酵显著增加了酒样中发酵香气中的乙酸酯、C6-C12脂肪酸及其酯类、异戊醇与苯乙醇的含量。与单一酿酒酵母发酵酒样相比,1﹕1接种比例有助于提高酒样中26%品种香气成分和39%发酵香气成分的含量,尤其是显著地提高了中链脂肪酸乙酯的含量（40%）。【结论】毕赤酵母与酿酒酵母1﹕1接种处理不影响酿酒酵母生长,且具有较强的增香酿造潜力。     

蛋白核小球藻无菌培养体系的建立

[目的]为了建立蛋白核小球藻无菌培养体系。[方法]选取卡那霉素、链霉素、庆大霉素、氨苄青霉素、潮霉素和头孢霉素6种常用抗生素,比较蛋白核小球藻的除菌和纯化效果。同时,对比蛋白核小球藻对不同浓度的卡那霉素和潮霉素的耐受性以及单独使用卡那霉素和潮霉素的多次除菌效果。[结果]卡那霉素和潮霉素对涂布带菌藻液的抑菌和除菌效果明显,其他4种抗生素的抑菌效果较差;小球藻对不同抗生素的耐受性不同,蛋白核小球藻对潮霉素敏感,50 mg/L就可以明显抑制其的生长,而对卡那霉素的敏感性要低得多,在200 mg/L时其生长受到显著抑制。[结论]考虑到高浓度卡那霉素对蛋白核小球藻生长的抑制作用,最终确定用50 mg/L卡那霉素连续3次除菌处理的方式建立蛋白核小球藻的无菌培养体系;同时,测得纯化培养的蛋白核小球藻藻液在685 nm处具有最大吸收峰,在此波长下小球藻的细胞浓度与吸光值呈线性相关,可用A685来估测蛋白核小球藻浓度。     

4株小球藻缺陷培养条件的优化及藻株CE14的分子鉴定

通过采集海口周边热带淡水水样,用平板分离纯化法获得158株纯藻,选择其中4株（CE1,CE14,CE18,CE31）经初步鉴定的小球藻进行缺陷培养（HSM,HSM-N,HSM—S,HSM-P4种培养基培养）及油脂含量测定,结果显示：N和S2种元素缺乏对这4株小球藻生物量影响较大,且使这4株小球藻的含油量显著高于在HSM培养基培养的含油量;P元素的缺乏对这4株小球藻生物量影响较小,仅使CE1和CE18的油脂含量显著上升。CE14生长迅速,油脂含量高,其在HSM-S培养基中的油脂含量高于其他3种培养基,占细胞干重的86．55％。对CE14进行18S rDNA鉴定,得出CE14藻株属于绿藻门,绿藻纲,绿球藻目,小球藻科,小球藻属,与Chlorella vulgaris的18S rDNA基因的相似度为99％。     

日粮添加豆油和胡麻油对肉牛瘤胃发酵及主要微生物数量的影响

 【目的】评价日粮添加植物油对瘤胃发酵和瘤胃微生物区系的影响。【方法】采用3×3拉丁方设计，用3头装有永久性瘤胃瘘管的杂交肉牛研究不添加油脂（对照组）、添加4％豆油（豆油组）或4％胡麻油（胡麻油组）对瘤胃pH值、NH3-N浓度、VFA以及瘤胃细菌和原虫的影响。3组日粮精粗比均为35﹕65，每期试验为21d，共3期。【结果】添加油脂对瘤胃内pH值没有影响(P＞0.05)；对照组和胡麻油组瘤胃NH3-N浓度显著高于豆油组(P＜0.05)；与对照组相比，豆油组和胡麻油组显著降低了瘤胃乙酸、丙酸、丁酸、总挥发性酸浓度以及总细菌、蛋白分解菌、纤维分解菌及原虫的数量(P＜0.05)，但对乙酸与丙酸比例以及淀粉分解菌数量两个指标组间无显著差异(P＞0.05)。对照组、豆油组和胡麻油组纤维分解菌和原虫的数量依次分别为6.79×108、5.71×108、5.92×108；10.67×104、7.11×104、9.56×104 CFU•ml-1；两个加油组显著降低了瘤胃纤维分解菌和原虫数(P＜0.05)。【结论】日粮添加4％豆油和胡麻油对瘤胃发酵及主要微生物都有一定的抑制效应，但二者抑制效应大小无显著差异。     

不同油料籽实对奶牛瘤胃液、血浆脂肪酸组成及乳脂CLA含量的影响

 【目的】研究不同脂肪酸构成的油料籽实对奶牛瘤胃液和血浆中脂肪酸的组成及乳脂CLA含量的影响,初步探讨乳脂CLA合成机制,为改善牛奶脂肪酸构成,提高乳脂中CLA含量寻找合适途径。【方法】以3头装有永久性瘤胃瘘管的经产荷斯坦奶牛为试验动物,采用3×3拉丁方设计,在日粮中添加不同油料籽实（葵花籽、亚麻籽、菜籽）,3种日粮的粗脂肪含量基本相同,测定采食后不同时间点瘤胃液、血浆及乳脂中脂肪酸含量。【结果】葵花籽组奶牛乳脂中CLA、t11-C18﹕1、PUFA及LCFA比例均显著高于菜籽组和亚麻籽组（P＜0.05）;葵花籽组奶牛血浆中t11-C18﹕1的比例显著高于菜籽组和亚麻籽组（P＜0.05）;瘤胃液中各种脂肪酸含量在3组之间差异不显著（P＞0.05）,随采食后时间的延长,饱和脂肪酸含量逐渐增加,不饱和脂肪酸含量逐渐减少,不同时间点瘤胃液中CLA的比例均较低;瘤胃液、血浆中的t11-C18﹕1含量对乳脂中CLA含量的决定系数（R2）分别为0.841和0.766。【结论】富含亚油酸的葵花籽在优化奶牛乳脂肪酸构成、提高CLA含量方面效果最好。     

固定化藻菌净化水产养殖废水效果及固定化条件优选研究

为研发净化水产养殖废水的菌藻固定化体,以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa Chick)、光合细菌(Photosynthetic bacteria,PSB)和海藻酸钠、CaCl_2等为试验材料,采用正交法等方法,研究了菌藻固定球的制备方法与条件,比较分析了固定化菌藻球对养殖废水的净化去除效果。结果表明,包埋蛋白小球藻和光合细菌的最适条件为2%海藻酸钠与6%氯化钙交联24 h。养殖废水中,藻菌固定球在1~4 d对PO_4~(3-)-P去除率显著高于蛋白核小球藻和光合细菌(P0.05),在5~8 d对NH_4~+-N去除率也显著高于后两者。固定化菌藻球在24℃对磷和氮去除率最高分别可达84%和95%。本研究表明,合理的固定和使用菌藻结合体可显著提高对养殖废水的净化效率,使用藻菌固定化球净化养殖废水比单独使用菌类或藻类效果更好。     

杂交玉米农大108及其亲本种子内生细菌群落的多样性

 【目的】 研究不同基因型玉米对其种子内生细菌群落结构的影响。【方法】通过构建16S rDNA文库的非培养方法,对杂交玉米组合农大108正、反交及其亲本种子内生细菌群落多样性进行研究。【结果】 两后代种子内生细菌分别含46和42个OTU,第一优势菌属均为Pseudomonas,丰度分别为34.29%和34.00%;亲本玉米黄C和178种子内生细菌分别含17和11个OTU,第一优势菌属分别为Enterobacter及Burkholderia,丰度分别为49.13%和89.72%。母本玉米黄C种子内生细菌群落中Roseateles、Enterobacter、Pseudomonas及Sphingomonas 4个菌属与父本178种子内生细菌群落中Pseudomonas、Ralstonia、Paenibacillus及Bacillus 4个菌属存在其正交后代种子中。母本178种子内生细菌群落中Acinetobacter、Pseudomonas、Ralstonia、Paenibacillus及Bacillus 5个菌属与父本黄C种子内生细菌群落中Roseateles、Citrobacter、Pantoea、Pseudomonas、Stenotrophomonas及Escherichia 6个菌属存在其反交后代种子中。【结论】遗传相关的杂交玉米农大108正、反交后代其亲本在内生细菌群落结构具有一定的关联性。     

山苍子（Litsea cubeba）可培养内生细菌的多样性

【目的】研究山苍子可培养内生细菌的多样性。【方法】利用添加植物组织浸提液的营养琼脂培养基分离山苍子根、茎、叶及果实中的可培养内生细菌,采用16S rDNA序列鉴定法对分离获得的山苍子可培养内生细菌进行鉴定。同一组织内,对16S rDNA序列及形态完全一样的菌株合并冗余,用Clustalx对分离得到的菌株16S rDNA进行排序,构建NeighborJoining系统进化树,并计算Jaccard指数和多样性指数。【结果】 共分离得到52株山苍子可培养内生细菌（根23株、茎8株、叶7株、果实14株）,分属于芽孢杆菌属（Bacillus）、类芽孢杆菌属（Paenibacillus）、Paenochrobactrum、普罗威登斯菌属（Providencia）、假单胞菌属（Pseudomonas）、鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）和Lysinibacillus共7个属的16个种,其中芽孢杆菌属细菌40株,与Bacillus tequilensis、解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）、苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）3个种最接近的内生细菌占分离细菌株数的69.2%;根及果实中的可培养内生细菌数量及种属均最丰富,其多样性指数高于茎、叶;叶与果实可培养内生细菌的Jaccard指数最高,达0.56,其余均较低。【结论】山苍子可培养内生细菌在植株内部的分布既有种属特异性,又有器官相似性。     

水稻基腐病菌flhDC和fliA基因的功能

【目的】水稻细菌性基腐病(致病菌Dickeya zeae)是水稻重要细菌病害之一。细菌的鞭毛是重要的运动器官,迄今有关水稻基腐病菌的鞭毛系统、flh DC和fli A基因功能及其调控机理尚不清楚,明确这些鞭毛基因的功能,有利于进一步了解D.zeae的致病性综合调控网络、开发新型药物作用靶标以及制定病害防控策略。论文旨在明确D.zeae鞭毛系统中flh DC和fli A在致病性中的作用。【方法】以D.zeae野生型致病菌株EC1基因组DNA为模板,设计一系列引物,PCR扩增待敲除的目标基因flh DC和fli A各自的上、下游片段,再以混合的上、下游片段为模板,扩增得到缺失flh DC和fli A的融合片段,双酶切纯化后连接到自杀性载体p KNG101上,构建带有反向筛选标记基因sac B的自杀重组质粒p KNG-Δflh DC和p KNG-ΔfliA,通过三亲转化方法分别将重组质粒导入野生型菌株EC1中,通过两次等位基因同源重组,PCR检测和测序验证,最终获得目标基因flh DC和fli A缺失突变体Δflh DC和ΔfliA;测定并比较突变体与野生菌的胞外酶活性、毒素活性、运动性、生物膜形成能力,以及对水稻的致病力和对烟草的过敏性反应(HR);进一步提取细菌总RNA,以16Sr DNA为内参来校正目标基因的表达量,采用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)方法,比较野生菌和突变体Δflh DC和ΔfliA下游基因flh D、flh C、fli A和fli C的表达量差异。【结果】通过基因操作手段成功构建了基因缺失突变体Δflh DC和ΔfliA。表型测定结果显示,野生菌EC1的运动性和形成生物膜的能力很强,而基因缺失菌株Δflh DC和ΔfliA的运动性和形成生物膜的能力明显下降;野生菌株EC1对水稻种子萌发具有很强的抑制作用,而突变体Δflh DC和ΔfliA则显著降低了对水稻种子萌发的抑制作用;接种野生菌株EC1的水稻植株产生大面积褐色病斑,且腐烂程度严重,而接种突变体Δflh DC和ΔfliA的水稻植株只在接种的针刺部位周围出现水渍状褐色病斑,腐烂程度轻微,说明突变体菌株Δflh DC和ΔfliA显著降低了对水稻植株上的致病力。进一步的表型测定结果显示,突变体菌株Δflh DC和ΔfliA与野生菌EC1在产生胞外致病酶、毒素以及引起烟草HR能力等方面没有显著差异。q RT-PCR分析结果显示,在突变体菌株Δflh DC中,flh D和flh C不表达,fli A和fli C的表达量较野生菌明显下降;而在突变体ΔfliA中,flh D、flh C和fli A均不表达,fli C表达明显下降。【结论】调控细菌鞭毛基因表达的主调控因子flh DC操纵子,以及表达鞭毛特异性因子σ~(28)基因fli A,是细菌鞭毛系统基因簇的重要组分。flhDC和fliA显著影响D.zeae的运动性和生物膜形成能力,并显著影响水稻种子的萌发功能,在水稻基腐病菌的致病性中起重要作用。     

油用牡丹脂肪酸脱氢酶基因FAD3的克隆与表达分析

【目的】ω-3脂肪酸脱氢酶(ω-3 FAD)为植物脂肪酸生物合成途径中的关键酶,通过对油用牡丹‘凤丹’ω-3 FAD基因结构特征及其在不同组织中的表达模式进行分析,为研究FAD3在油用牡丹‘凤丹’脂肪酸形成过程中的调控提供理论基础。【方法】采用RACE和RT-PCR的方法克隆油用牡丹‘凤丹’ω-3 FAD基因,用Vector NTI Advance 11软件进行序列分析,BLAST进行同源性比较,并用MEGA7.0的邻接法(neighbor-joining,NJ)构建系统进化树,利用在线蛋白质分析工具Ex PASy预测FAD3蛋白的基本参数和特性,利用Phyre2预测蛋白质二级和三级结构,并通过实时荧光定量PCR检测该基因在油用牡丹‘凤丹’不同发育期的种子以及不同组织中的特异性表达情况。【结果】获得油用牡丹‘凤丹’脂肪酸脱氢酶FAD3,命名为FAD3(Gen Bank登录号:KX906966)。序列分析表明该基因c DNA序列全长1 723 bp,其中,开放阅读框1 308 bp,编码435个氨基酸,3′端非编码区长287 bp,5′末端非编码区长99 bp,预测成熟蛋白分子量为49.9 k D,理论等电点(p I)为7.42,N端无信号肽,脂肪系数为83.08,不稳定指数35.67,总水平亲水性为-0.222。经FAD3蛋白的二级结构预测,FAD3以α-螺旋、随机卷曲为主,其次是延伸链、β-转角含量较少;多序列比对结果表明,油用牡丹FAD3氨基酸序列含有2个保守结构域,系统发育分析结果显示‘凤丹’与芍药处于同一分支,其亲缘关系最近。TMHMM和Target P亚细胞定位分析得知,FAD3蛋白有3个跨膜区域,可能定位于内质网中发挥功能。组织特异性结果分析表明,FAD3在‘凤丹’的根、茎、叶、花瓣、雌蕊、雄蕊、种子中均有表达,其中,在叶中表达量最高,雌蕊次之,在雄蕊中表达量最低;不同时期种子中,10 d表达量最高,20 d次之,在60 d中表达量最低。【结论】成功从油用牡丹‘凤丹’中克隆获得FAD3全长c DNA序列,其在‘凤丹’不同组织中呈现出多种表达模式。     

十六烷基三甲基溴化铵对蛋白核小球藻的毒性效应

以蛋白核小球藻为受试物,分别设0(CK)、0.06、0.12、0.18、0.24、0.30、0.36 mg/L十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)处理,考察CTAB对藻生长和生化指标的影响,分析其致毒机理。结果表明:CTAB对蛋白核小球藻96 h EC50值为0.17 mg/L;藻细胞叶绿素a、水溶性蛋白质含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性随CTAB浓度增加呈先升后降趋势,当CTAB剂量≤0.06 mg/L时,叶绿素a含量略微上升,>0.06 mg/L时,叶绿素a含量急剧下降;CTAB剂量≤0.24 mg/L处理下蛋白质含量增加,CTAB剂量≥0.30 mg/L处理时水溶性蛋白含量低于对照组;除剂量≤0.06 mg/L处理外,SOD活性随CTAB剂量的增大呈下降趋势;脂质过氧化丙二醛(MDA)含量则随CTAB浓度增加逐渐上升;CTAB对蛋白核小球藻的致毒机理为通过破坏细胞膜完整性,抑制SOD活性,导致MDA含量持续上升。     

不同品种南瓜内生细菌多样性及PICRUSt基因功能预测分析

【目的】比较5个不同品种南瓜内生细菌多样性特征并开展基因功能预测分析,为挖掘和利用南瓜内生细菌功能菌株及开拓南瓜辅助育种新方向提供理论依据与参考。【方法】采集5个不同品种南瓜茎部,基于MiSeq高通量测序技术比较分析南瓜茎内生细菌多样性与丰富度,内生细菌门、属分类水平的群落结构组成,以及不同品种南瓜茎内生细菌优势菌群占比。【结果】不同品种南瓜茎部内生细菌多样性与丰富度指数均无显著差异。5个品种南瓜茎内生细菌群落结构由18个门,30个纲,101个目,199个科,362个属,567个种和863个OTU组成,但不同品种南瓜茎中的内生细菌分类阶层总数存在差异。门分类水平,变形菌门（Proteobacteria）细菌是不同品种南瓜茎部的主要优势细菌门类,不同南瓜品种内生细菌群落结构组成相似,但丰度占比不同;属分类水平,假单胞菌属（Pseudomonas）、分枝杆菌属（Mycobacterium）、剑菌属（Ensifer）、德沃斯氏菌属（Devosia）细菌是不同品种南瓜茎部的主要优势细菌属,优势内生细菌属组成及其丰度随南瓜品种的不同呈现明显差异。杂交品种与父母本品种的门、属分类水平优势内生菌组成及占比均基本相同。PICRUSt分析显示,不同品种南瓜茎部内生细菌主要涉及6个生物代谢通路及46个子功能。不同品种南瓜茎部内生细菌基因二级功能层预测基因种类基本无差异,但基因拷贝数却随着品种不同而异。环境条件是影响南瓜植株内生细菌多样性和丰富度的重要因素;不同品质南瓜植株具有相异的内生细菌群落结构,品质优良南瓜品种具有富集内生细菌的趋势;假单胞菌属（Pseudomonas）、分枝杆菌属（Mycobacterium）、剑菌属（Ensifer）、德沃斯氏菌属（Devosia）等13个菌属是5个不同品种南瓜茎部的共有优势内生细菌属;而糖霉菌属（Glycomyces）、Candidatus_Rubidus属和Actinokineospora属细菌是品质最优品种——‘桂丰7号’香芋南瓜茎部特有的优势内生细菌属;同时,‘桂丰7号’香芋南瓜茎部内生细菌基因功能中,涉及碳水化合物代谢、氨基酸代谢、辅助因子和维生素代谢等37个二级功能层预测基因拷贝数在5个南瓜品种中数量最多。【结论】特有的优势内生细菌属和更为丰富的二级功能预测基因拷贝数均是‘桂丰7号’香芋南瓜品质优于其余4个品种南瓜的重要原因,糖霉菌属（Glycomyces）、Candidatus_Rubidus属和Actinokineospora属细菌有望作为提高南瓜品质的备选功能内生细菌属。     

过表达谷子SiANT1对水稻耐盐性的影响

【目的】高盐胁迫是影响作物产量的主要因素之一,谷子(Setaria italica L.)具有耐逆性强的特点,从谷子中筛选耐盐基因对于利用基因工程的手段培育耐盐作物新品种具有重要意义。【方法】分析谷子AP2/ERF类转录因子类基因SiANT1在豫谷一号幼苗期在高盐、低氮、PEG模拟干旱处理条件下的表达模式;进而利用农杆菌转化法将SiANT1转入模式作物水稻品种Kitaake;分别用0.9%盐水和自来水浸泡过表达SiANT1水稻和野生型Kitaake的种子,观察其萌芽期的表型并统计发芽率;用含0.9%Na Cl的Hogland营养液室内处理水稻幼苗10 d,65℃烘48 h之后称量干重;同时将其种植在大田,在水稻孕穗前用0.9%盐水灌溉一次,统计成熟后过表达SiANT1水稻各株系和野生型的单株籽粒重、株高、单株分蘖数,对其耐盐性进行评价;利用定量Real time-PCR方法,验证分析转基因水稻株系中SiANT1及其可能的下游基因的相对表达情况。【结果】谷子SiANT1蛋白(XP004985124.1,SiANT1)属于AP2亚族,与高粱(XP021318293.1,Sb ANT1)和玉米(XP008658933.1,Zm AP2)亲缘关系较近;豫谷一号中SiANT1的表达受高盐胁迫(100 mmol·L-1 Na Cl)诱导;将SiANT1和LP0471118-Bar-ubi-EDLL载体连接,利用农杆菌转化法将SiANT1转入到水稻基因组中,筛选得阳性T0植株,繁殖两代得T3代种子;自来水浸泡下,过表达SiANT1水稻种子萌发率和野生型相差不大,萌芽率为90%以上;0.9%盐水浸泡下,过表达SiANT1水稻种子萌发明显受到抑制,与野生型相比,过表达SiANT1水稻种子露白推迟,但最终(处理120 h)萌芽率达到80%以上;室内水稻苗期用0.9%Na Cl处理后,过表达SiANT1水稻的单株干重较受体Kitaake增重14.11%—37.42%,在1%水平上呈显著差异;大田水稻成熟后过表达SiANT1株系单株籽粒重较受体Kitaake增产56.12%—76.58%,在5%水平上呈显著差异,单株分蘖数增多、株高增加,但与野生型无显著差异;半定量RT-PCR分析表明,过表达SiANT1的3个水稻株系都在RNA水平上表达SiANT1;定量Real time-PCR结果表明,过表达SiANT1的3个水稻株系间SiANT1的相对表达量有所差异,但较受体而言,都极显著增加,并且其内源耐盐相关基因Os SOS1和Os ZFP182的相对表达量分别较受体提高1.1—1.7倍和1.6—2.3倍。【结论】Os SOS1和Os ZFP182是耐盐相关基因已被证实,SiANT1具有一定的耐盐性,过表达SiANT1水稻可能是通过增加下游基因Os SOS1和Os ZFP182的表达从而提高耐盐性。     

小麦、水稻、玉米、白菜、芹菜内生固氮菌及其系统发育

【目的】了解小麦、水稻、玉米、白菜、芹菜内生固氮菌的主要类群,确定内生固氮菌的系统发育地位。【方法】样品表面灭菌后采用无氮培养基分离、培养内生固氮菌,乙炔还原法测定菌株固氮酶活性;PCR扩增得到菌株16S rDNA,通过序列测定和相似性分析研究菌株的系统发育。【结果】从大田小麦体内分离到内生固氮菌34株,固氮酶活性在0.30-30.24 nmol C2H4/h•mg蛋白,基于16S rDNA序列最大相似性,这些菌株分属于假单胞菌（Pseudomonas）、根瘤菌（Rhizobium）、芽孢杆菌（Bacillus）、黄杆菌（Flavobacterium）等13属21种,种群分布较为广泛;从大田水稻体内分离到内生固氮菌25株,固氮酶活性在3.12-254.12 nmol C2H4/h•mg蛋白,属于芽孢杆菌、伯克霍尔德氏菌（Burkholderia）、肠杆菌（Enterobacter）、克雷伯氏菌（Klebsiella）等9属16种,伯克霍尔德氏菌、肠杆菌和克雷伯氏菌是水稻内生固氮菌特有种群;从大田玉米体内分离到内生固氮菌9株,固氮酶活性在7.27-59.58 nmol C2H4/h•mg蛋白,属于根瘤菌、鞘氨醇单胞菌（Sphingomonas）等5属6种;从盆栽试验小白菜体内分离到内生固氮菌14株,固氮酶活性在2.33-205.21 nmol C2H4/h•mg蛋白,属于根瘤菌、节杆菌（Arthrobacter）等6属8种;从市售芹菜体内分离到内生固氮菌10株,固氮酶活性在1.23-46.70 nmol C2H4/h•mg蛋白,属于鞘氨醇单胞菌、假单胞菌等5属8种。【结论】在生长期小麦、水稻、玉米和部分蔬菜体内普遍存在内生固氮菌,菌株固氮酶活性差异较大,在0.30-254.12 nmol C2H4/h•mg蛋白,系统发育地位分属于假单胞菌、根瘤菌、芽孢杆菌等25个属的56个种,这些内生固氮菌对于农业生产有巨大潜能。     

豇豆属食用豆类间的远缘杂交

【目的】明确豇豆属下不同食用豆种间的杂交亲和性,为开展豇豆属食用豆远缘杂交育种提供参考。【方法】以绿豆、小豆、黑吉豆、饭豆、豇豆5种主要的豇豆属食用豆栽培豆种和Vigna minima、Vigna nakashimae、Vigna riukiuensis 3种小豆、饭豆的近缘野生种为亲本,进行豇豆属下食用豆种间的远缘杂交,并对“绿豆×小豆”、“饭豆×小豆”、“小豆×饭豆”的杂种幼胚进行幼胚拯救。通过调查杂交成荚率和杂种F₁的农艺性状表现,分析豇豆属下不同食用豆杂交组合间的杂交亲和性。【结果】各食用豆种间亲缘关系的远近及母本的选择影响远缘杂交结果。除包含豇豆种的杂交组合外,其他食用豆种间正反交杂交组合均能够结荚,杂交荚和杂交籽粒的发育程度在各组合间存在差异。“绿豆×黑吉豆”、“小豆×Vigna minima”、“小豆×Vigna nakashimae”、“小豆×Vigna riukiuensis”4个杂交组合不存在受精前的遗传障碍,杂交成荚率较高,幼胚发育阶段存在不同程度的发育障碍,但均可以获得能够正常出苗的杂交籽粒,F₁ 植株结实率降低。绿豆和饭豆间正反交均能够结荚,但绿豆作母本时的成荚率显著高于饭豆作母本时的成荚率,且能够收获成熟的杂交荚和杂交籽粒。F₁植株高度不育,即使与绿豆或饭豆回交也均不能获得有活力的后代种子。“绿豆×小豆”、“饭豆×小豆”2个杂交组合不存在受精前的杂交障碍,然而在受精后幼胚生长阶段却存在发育障碍。通过幼胚拯救可以获得两者的后代植株,前者F₁高度不育,后者F₁可育,但结实率降低。其他杂交组合间存在杂交荚发育一段时间后干枯或掉落、杂交籽粒胚败育等现象,未能获得后代植株。【结论】绿豆作母本与黑吉豆、小豆、饭豆杂交更利于杂交荚和杂交籽粒的发育;黑吉豆与小豆、饭豆杂交时存在胚败育现象;饭豆作母本与小豆杂交经幼胚拯救可以获得可育的F₁植株;小豆与近缘野生种的杂交亲和性优于饭豆;豇豆与其他食用豆类间杂交均未成功。     

哈密瓜细菌性果斑病菌快速检测方法的建立

 【目的】哈密瓜细菌性果斑病在中国为新发生的病害，其病原菌为燕麦食酸菌西瓜亚种（Acidovorax avenae subsp. Citrulli），危害瓜果造成品质下降。该病为典型的种传细菌性病害，因此种子检疫成为防治此病害的重要手段。【方法】通过实验，将生物学、免疫学和分子生物学检测技术有机结合，建立了一套针对哈密瓜果斑病的种子带菌检测方法Bio-IMS-Real-time PCR。【结果】经过人工模拟种子带菌检测实验，结果表明该方法可成功地检测出1 000粒种子中的1粒带菌种子（带菌量约为1.04×105 CFU/种子，经计算，可以检测的最初浓度为2 CFU•ml-1 ASCM培养液），且信号较强。【结论】该检测方法的建立，大大提高了对哈密瓜细菌性果斑病菌检测的精度，也为生产实践中哈密瓜果斑病的防治提供了重要的技术支持。