德南牛全基因组变异解析和功能基因挖掘

[目的]研究德南牛的群体遗传结构和解析影响其重要性状的关键基因。[方法]通过主成分分析、群体进化树分析、群体遗传结构分析等方法,研究德南牛的遗传结构和与其他品种的亲缘关系;同时,利用全基因组SNP数据,计算德南牛与德国黄牛、南阳牛群体固定指数(Fst)和核苷酸多样性比值(π ratio)、复合似然比(CLR)、XP-EHH等多种选择信号指标,以筛选出德南牛基因组上受到选择的信号,鉴定出重要的候选基因。[结果] 德南牛具有欧洲普通牛(0.789)、东亚牛(0.176)、中国瘤牛(0.035)的混合血统。在θπ和CLR方法中鉴定出93个共有基因,使用FST和XP-EHH方法鉴定出17个共有基因。进行富集以及基因功能注释后,发现这些基因可能与生殖性能(TUBB3、NSD2、GRM1、ERBB4)、生长性状(RFX3、FGFR3、GABRB1、PDE4D)、环境适应性(PGR、GRIA4)和免疫系统反应(P2RY12、P2RY13、GPR87、P2RY14、GPR171)有关。[结论]本项研究发现德南牛血统受德国黄牛影响较多,且挖掘了德南牛基因组内可能具有经济意义的性状相关的选择特征,为德南牛种群的选育提高提供理论支撑。     

跨膜蛋白VRAC的结构及生物学功能研究进展

跨膜蛋白是一类位于细胞膜上的重要蛋白质,对于维持细胞稳态和调节细胞的生长发育具有关键作用,因此一直受到广泛研究。本文将介绍一种重要的跨膜蛋白——体积调节阴离子通道（Volume Regulated Anion Channel, VRAC）,并全面综述其分子结构特征和多个生理功能,旨在为后续研究工作提供参考。     

不同水稻种植模式下淹水及排干期土壤性质和微生物的变化

为揭示不同水稻种植模式、不同水分管理时期对稻田土壤性质和微生物的作用效应,利用长期定位监测试验比较分析单季稻不施肥、单季稻单施化肥、烟稻轮作 3种种植模式和淹水期、排干期 2种水分管理条件下稻田土壤理化性质和微生物群落结构的变化。结果表明：烟稻轮作模式稻田土壤有机质、全氮质量分数分别比单季稻模式提高了 32.88%~34.79%和 38.22%~44.39%。淹水期稻田土壤可溶性总氮以可溶性有机氮为主,占 56.06%~62.54%;排干期以硝态氮为主,占 62.34%~74.05%。烟稻轮作模式可显著提高淹水和排干条件下稻田土壤中可溶性有机氮和铵态氮质量分数,但对硝态氮质量分数的影响不明显。相较单季稻处理,烟稻轮作模式提高了稻田细菌Sobs、Shannon和Ace指数。好氧或兼性厌氧的酸杆菌属、黄色杆菌属均是3种水稻种植模式的优势菌属。3种种植模式淹水条件下稻田脱硫弧菌属、互营杆菌属等硫酸盐还原菌类存在显著差异,排干条件下硝化螺旋菌属也存在显著差异。淹水条件下烟稻轮作模式稻田土壤甲烷氧化菌相关的甲烷氧化单加氧酶基因α-亚基（pomA）的绝对丰度比单季稻处理降低了18.45%~18.54%。可见,水稻种植的淹水期和排干期的土壤可溶性氮组成和细菌群落结构存在显著差异;而烟稻轮作模式较单季稻模式可提高土壤肥力,改善微生物群落结构,增加硫酸盐还原菌类细菌丰度,降低产甲烷菌相关的甲基辅酶M还原酶基因丰度。     

NaHCO3前处理对生物炭性质及其磷吸附能力的影响

为探究NaHCO₃前处理对不同种类生物炭性质及其磷吸附能力的影响,借助元素分析、光电子能谱、孔径分析、扫描电镜等手段对比处理前后秸秆、壳核及其他3类生物炭表面特性和孔结构的差异,基于吸附等温线和Freundlich与Dubinin-Radushkevich模型拟合,探讨生物炭性质控制磷吸附的机理。结果表明：NaHCO₃前处理总体提高了各类生物炭的比表面积和孔体积,增幅分别为2.70%～110.84%和1.42%～123.80%,提高其芳香性(C=C),H/C增幅为5.56%～29.41%,同时降低了极性官能团(C—O和C=O)含量,极性指数[(O+N)/C]降幅为13.18%～46.34%。原始生物炭的磷释放量范围为78.33～568.33 mg·kg^-1,NaHCO₃前处理显著增加各类生物炭对磷的吸附,使其表现出近似的磷吸附能力(Freundlich吸附系数K_F范围为119～254 mg^1-n·Lⁿ·kg^-1)...     

基于复杂种植结构多情景分析的灌区多目标多水源优化配置

为改善多水源灌区农业用水供需矛盾,通过合理调整种植结构,优化灌区水资源配置,该研究以河北省邯郸市漳滏河灌区为研究对象,将农业灌溉缺水量最小和农作物经济效益最大作为目标函数,兼顾灌区生态安全约束,构建了基于种植结构优化的多目标多水源优化配置模型,针对作物熟制、作物种类、种植制度以及灌溉方式设置了8种不同的种植结构优化情景,通过自主改进的基于精英策略并协遗传算法（NSGAⅡ-S）对模型求解,获得不同情景下的水资源优化配置方案。结果表明：应用模型进行水资源配置后,各情景配水总量均有所减少,其中水库配水量高于其他水源的配水量,水库水、引黄水和引江水均达到用水总量控制目标,民有分区的各计算单元间的配水量变化明显,总配水量高于滏阳河分区;适当压减主要依靠抽取地下水灌溉的冬小麦的播种面积,变灌溉农业为旱作雨养农业,可以极大地减少地下水用量,增加灌区经济效益;最佳的种植结构优化方案为CS₄（削减冬小麦的种植面积,种植苜蓿,灌溉方式采取管灌或喷灌）,该方案冬小麦播种面积压减17.10%,地下水开采量减少了16.42%,灌区的经济效益增加了26.41%,在保证配水总量最小的同时,具有更高的经济效益。该研究所构建的多目标多水源优化配置模型和作物配水结果可为类似地区的水资源配置提供参考。     

四种不同食性鱼类肠道微生物群落组成及多样性比较分析

本研究旨在探讨食性对鱼类肠道菌群组成和多样性的影响,并预测特定菌群对不同营养素的潜在功能。实验采用高通量16S rRNA基因测序技术,提取获得滇池高背鲫(Carassius auratus)、草鱼(Ctenopharyngodon idellus)、鳜鱼(Siniperca chuatsi)、昆明裂腹鱼(Shizothorax grahami) 4种不同食性鱼类的肠道内容物,12个样品的16S rRNA,构建文库并测序,分析这4种鱼类肠道微生物的菌落组成和多样性。结果显示,鱼类肠道菌群多样性受到食性的显著影响(P<0.05),综合表现为杂食性(滇池高倍鲫) > 草食性(草鱼) > 滤食性(昆明裂腹鱼) > 肉食性(鳜鱼)。4种鱼类具有一些相同的优势菌群：变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)。然而,优势菌群在属水平上存在一定差异,如不动杆菌属(Acinetobacter)为鳜鱼的优势菌群,拟杆菌属(Bacteroides)为草鱼的优势菌群等。功能预测发现,鳜鱼肠道中以革兰氏阴性菌为主;草鱼抗病潜力略高于其他3种鱼类;约氏不动杆菌(A._ johnsonii)、鲁氏不动杆菌(A. lwoffii)和施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)可能有助于宿主对蛋白质的消化,而拟杆菌属中的某些菌群可能有助于宿主消化纤维素。综上所述,食性是影响鱼类肠道菌群组成和多样性差异化的主要因素之一,分析食性与肠道优势菌群之间的关联,探讨特异菌群的功能,可为研究鱼类营养代谢的微生物效应奠定理论基础。     

云南不同植烟区域硃砂烟叶外观质量和理化特性比较研究

为探究云南植烟区域对烤后硃砂烟叶质量的影响,运用统计性描述、主成分分析和聚类分析探讨了不同植烟区域硃砂烟叶外观质量和理化特性差异。结果表明,硃砂烟中部烟叶颜色和色度、上部烟叶外观质量指标受植烟区域的影响较大;中上部烟叶平衡含水率相对稳定,但叶面密度波动较大,其变异系数CV值分别为17.05%和20.52%;植烟区域对中上部烟叶化学成分也有较大影响,尤其是烟碱、新烟碱、假木贼碱和氯含量差异较大,其CV值高达32.89%~97.29%;主成分和聚类分析发现,滇中植烟区中上部外观质量、中部理化特性与其它烟区存在明显差异,表明滇中植烟区的中部硃砂烟叶具有明显区域特色。     

不同生态区玉米自交系苞叶与穗轴同步发育特性研究

2022-2023年在河南和海南以玉米自交系驻85、驻136、ZM3358为试验材料,研究自交系苞叶与穗轴同步发育特性。结果表明,河南苞叶驻85第1～7 d伸长迅速,速增期与ZM3358一致,低于驻136;穗轴,驻85第1～11 d急剧伸长。海南苞叶ZM3358伸长速增期为13 d,比驻85、驻136延长2～3 d;穗轴ZM3358伸长渐增期最长为19 d,显著高于驻85、驻136。河南苞叶驻85宽度持续变宽,驻136苞叶宽度第11 d开始增幅变缓,ZM3358苞叶宽度速增期最短为7 d;穗轴粗度驻136第1～17 d持续变粗,第19 d稍有下降。海南ZM3358苞叶宽度速增期为13 d,驻85、驻136苞叶宽度速增期均为9 d;驻85穗轴粗度速增期最长为19 d,苞叶与穗轴可保持同步发育特性。     

挤压蒸煮大麦作啤酒辅料的糖化试验研究

采用二次正交旋转组合试验方法,研究了作啤酒辅料的大麦挤压蒸煮系统的模孔孔径、套筒温度、大麦含水率、螺杆转速和模板内表面至螺杆末端端面的距离,对醪液的主要考察指标——麦汁的过滤速度、碘值、浸出物收得率的影响规律。研究表明,挤压蒸煮大麦可以作啤酒辅料,且麦汁浸出物收得率为72．04％,高于传统不挤压大麦辅料的麦汁浸出物收得率。     

自然吸气与增压中冷柴油机气缸套应变对比

采用应变片测试技术,对自然吸气和增压中冷柴油机湿式缸套在外特性工况下工作时的周向应变进行了动态测试,拟合出缸套工作时的周向变形曲线,对比分析了不同机型湿式气缸套工作变形的特点以及主要影响因素。研究结果表明,随转速的提高,自然吸气柴油机缸套主推力面应变随之增加,逐渐呈现一种振动特性;而转速提高对增压中冷柴油机缸套周向应变影响不明显,缸套主推力面应变最大值出现在各作用力对缸套壁面作功最多的额定扭矩工况。