来源于脂环酸芽孢杆菌的GH1家族β-葡萄糖苷酶的葡萄糖耐受性分子改造

豆粕中大豆异黄酮主要以无活性的结合型存在。在玉米豆粕型日粮为主的饲料领域,β-葡萄糖苷酶可以将结合型大豆异黄酮转化为游离型活性苷元,但转化过程受肠道中较高浓度葡萄糖的抑制。和GH3家族相比,GH1家族β-葡萄糖苷酶不仅具有较高的葡萄糖耐受性,而且一定浓度范围内的葡萄糖对其具有酶活促进效应,因此在饲料领域显示出巨大的应用潜力。从脂环酸芽孢杆菌Alicyclobacillus sp.A4中克隆表达了一个具有较高葡萄糖耐受性(IC50800 mmol/L)的GH1家族β-葡萄糖苷酶As BG1。为了进一步提高As BG1的葡萄糖耐受性,通过同源建模、序列比对、分子对接技术等生物信息学手段,聚焦于催化通道的非催化葡萄糖结合位点,对As BG1进行了理性设计的分子突变研究。对不同突变体的葡萄糖耐受性测定表明:以5 mmol/L p NPG为底物,100 mmol/L葡萄糖对WT(野生型)、H315R和M325K酶活促进作用分别为125%、163%和162%,其中H315R的IC50提高至1 200 mmol/L;以1 mmol/L大豆苷为底物,10 mmol/L的葡萄糖对WT、H315R和M325K分别具有163%、212%和226%的酶活促进作用,结果表明突变体具有更好的在动物胃肠道水解大豆异黄酮能力。上述结果丰富了对GH1家族葡萄糖耐受性机制的认识,为日后进行耐受性相关的分子改造提供了重要的指导意义。     

转基因作物饲用安全性评价研究进展

通过引入外源基因的途径对农作物进行遗传改良,转基因技术已经在作物的抗虫、抗除草剂、抗病、抗旱等方面显现出了巨大的潜力。2013年全球转基因作物种植面积已经比1996年首次种植面积增长了100多倍,达到1.75亿hm²,转基因作物及其副产品大部分则用于动物饲料原料,因此,转基因饲料中外源基因和外源蛋白在畜禽体内消解和转移规律以及转基因成分对畜禽营养、生长、健康等方面的影响是社会关注的焦点。笔者在提出转基因作物饲用安全性评价的紧迫性和必要性的基础上,特别指出转基因作物饲用安全性评价与食用安全性评价的特殊性;讨论和分析转基因作物评价所应该遵循的科学原则;概述抗虫作物、抗草甘膦作物和转植酸酶基因玉米中转基因成分的特性;侧重分析了饲料中转基因成分在畜禽体内的消解、转移,转基因饲料的营养价值和饲料养分效价评定,重点剖析转基因饲料对畜禽营养、免疫、繁殖和肠道微生态影响的研究进展。从短期、长期和多代效应综合分析转基因饲料的安全性,转基因饲料中外源基因和外源蛋白未发现从饲料中转移到畜禽组织、器官和血液中,仅少量残存于消化道前段的食糜中;转基因饲料也没有对畜禽营养、免疫、繁殖、肠道健康产生不利作用。但目前还需深入探讨试验材料的选择和相关信息的准确描述、转基因成分在畜禽体内的消解和转移的方法、转基因饲料对畜禽繁殖、免疫以及长期多代的作用研究,以期为建立和完善转基因饲用安全评价体系提供参考。     

双功能木聚糖酶研究进展

植物细胞壁的降解需要多种酶的参与协作,能够同时具有木聚糖酶、纤维素酶或其他辅酶活性的双功能酶在降低生产成本、提高催化效率等方面都具有一定的优势。随着分子生物学技术的完善,很多新的双功能酶得到分离和鉴定。以双功能木聚糖酶为主,综述了近年来在双功能木聚糖酶结构、功能及作用机理等方面的研究进展,并对其在工业生产中的应用潜力进行了探讨。     

基于灰色关联度的石漠化地区土壤质量评价

[目的]采取科学的评价方法,客观准确评价土壤质量,为石漠化地区预防土壤退化和改善土壤质量提供参考。[方法]以湖北省鹤峰县石漠化地区为研究对象,综合测定了土壤的物理、化学和生物性质的18项土壤属性指标,利用主成分分析和相关性分析,确定评价指标的最小数据集,结合熵权法确定参评指标的权重值,并运用灰色关联度分析法计算加权关联度值。[结果]根据加权关联度值的大小排序来看,研究区的土壤质量高低依次为:下坪中营燕子五里走马;结合土壤质量评判标准表可得,下坪的土壤质量等级为Ⅱ级,中营为Ⅲ级,燕子和五里均为Ⅳ级,走马为Ⅴ级;且研究区整体的土壤质量属于中等偏下的水平与当地实际情况相一致。[结论]本文的研究方法可以客观公正的评价土壤质量,且该方法计算简便、思路清晰,为土壤质量评价提供了一种新的尝试。     

乌兰布和沙漠东北缘典型灌木群落多样性与土壤养分相关性研究

采用野外调查及采样测定的方法,选择 4个物种多样性测度指标,对乌兰布和沙漠东北部典型灌木群落多样性和土壤理化特征以及其相关关系进行了分析,结果表明：驼绒藜群落、霸王群落、四合木群落、油蒿群落的均匀度指数（E）均大于白刺群落,且均与白刺群落差异显著;四合木群落的丰富度指数R最高;Shannon-Wiener多样性指数（H）与Simpson多样性指数（D）变化规律一致,四合木群落>驼绒藜群落>霸王群落>油蒿群落>白刺群落。限制驼绒藜群落多样性的关键是土壤全钾、速效钾、碱解氮和有机质含量,限制霸王群落多样性的关键是土壤有效磷、碱解氮和有机质含量;而限制四合木群落多样性的是土壤全盐量、有效磷、速效钾、碱解氮和有机质含量;限制油蒿群落多样性的是土壤有效磷、碱解氮和有机质含量;限制白刺群落多样性的是土壤全盐量、有效磷和有机质含量。丰富度指数（R）主要受土壤有效磷、有机质含量的影响,均匀度指数（E）、多样性指数（H）、多样性指数（D）主要受土壤有机质含量的影响。     

真空热处理对家具用奥克榄木材物理力学性能的影响

热处理是提高木材尺寸稳定性的有效方法之一,目前热处理主要针对室外等较恶劣的用材环境,采用高温(200℃)处理。针对家具材装饰性要求高、使用环境变化较温和等特点,以家具常用材奥克榄木材为实验材料,研究真空(≤0.06 MPa)条件处理后奥克榄木材物理力学性能的变化,以确定适用于家具用材的真空低温热处理工艺。将奥克榄木材以0.06 MPa、不同温度(120,140,160,180,200℃)处理5 h,测定不同处理温度下木材的全干密度、湿胀率、干缩率、色差、抗弯弹性模量、抗弯强度、冲击韧性及硬度变化,并比较低温(120,140,160℃)和常规温度(180,200℃)处理及未处理奥克榄木材的物理力学性能。结果表明:物理性质方面,随温度升高,奥克榄材色加深,处理后奥克榄与未处理材相比,色差值ΔE为6.1～25.9;全干密度随处理温度呈波动状态变化,在200℃处理时达最低值,较未处理材下降30.9%;干缩率、湿胀率均明显下降,但在120℃升高至140℃、160℃升高至180℃时变化幅度较小。力学性能方面,随炭化温度升高,抗弯强度、抗弯弹性模量先增大后减小;冲击韧性降低,140℃之后变化幅度趋缓,200℃时降幅最大为52.42%;不同温度热处理后的端面硬度较未处理材均有所上升,径、弦变化不明显。与常规热处理和未处理处理材相比,真空低温热处理可改善木材的尺寸稳定性,降低炭化对于木材材色变化的影响,且不明显降低木材的力学性能。     

3种DNA提取方法对养殖池塘不同生境菌群PCR-DGGE分析的影响

比较3种DNA提取方法(溶菌酶法、CTAB法及珠磨法)对养殖池塘几种生境(底泥、饲料、草鱼肠道内容物及肠道壁)菌群PCR-DGGE分析的影响。结果表明,以3种提取方法获得的DNA为模板均能进行16S rDNA V3区特异性片段扩增;但不同DNA提取方法对池塘不同生境菌群DGGE指纹图谱存在显著影响。DGGE指纹图谱显示草鱼肠道内容物菌群(溶菌酶法)与肠道壁菌群(溶菌酶法)存在较高一致性,底泥菌群(CTAB法)及饲料菌群(溶菌酶法)与鱼体肠道菌群(包括内容物菌群和肠道壁菌群)则存在明显差异,但肠道菌群与底泥菌群的相似度相对更高。研究提示采用微生物分子生态学工具对养殖池塘不同生境进行菌群结构分析时,需提前优化DNA提取方法;在以投饲为主的养殖鱼塘中,草鱼肠道菌群更多源自于池塘底泥。     

产植酸酶的黑曲霉菌株筛选及其植酸酶基因克隆

从土壤中筛选到产植酸酶的黑曲霉菌株Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒ ９６３,对其所产植酸的生理化性质研究表明其具有适合于在饲料中使用的优良性质它的酶活性最适温度为５５℃,最适ＰＨ值分别为ｐＨ１．８和５．７,并且ｐＨ１．８－５．７的范围内,植酸酶均能维持较高的酶活性。     

荒漠植物白刺叶片气孔性状对模拟增雨的响应

为研究荒漠植物气孔性状对气候变化的响应以及对植物固碳能力的影响,根据内蒙古磴口多年平均降水量和植物生长规律,设计2个增雨时段(生长季前期与后期),每个时段设计2个增雨梯度(50%与100%),对天然白刺灌丛进行增雨实验,利用数码图像显微镜处理系统,研究叶片气孔大小、气孔密度及气孔导度等气孔性状对增雨的响应。结果表明:与对照相比,各增雨处理可以增加气孔长度、宽度与气孔导度,但孔密度减小,且叶片下表皮密度大于上表皮。相同增雨季节,100%处理对气孔大小、气孔密度及气孔导度的影响均高于50%处理,2个梯度间差异不显著;气孔大小与气孔导度对生长季前期增雨响应更敏感,气孔密度对不同生长季节增雨响应不明显;气孔性状之间存在一定的协调性。在未来降雨增加的条件下,荒漠植物可以通过改变气孔性状(扩大气孔)通路来提高固碳能力。     

添加有机物对莠去津污染土壤微生物生物量的动态影响

土壤微生物生物量C和N及其C/N比是反映土壤质量的重要生物学指标。研究了除草剂莠去津污染土壤(每kg土壤中含莠去津10 mg)中分别添加3种不同有机物料(腐熟猪粪、水稻秸秆和紫云英,用量均为每1 kg土壤中加入有机物料10 g)对上述生物学指标的动态影响。结果表明,莠去津污染土壤后,土壤微生物生物量C和N及其C/N比率均明显降低;加入有机物料后,土壤微生物生物量C和N及其C/N比率均显著增加,增加幅度与加入有机物料的组成和生物特性有关,依次为腐熟猪粪＞紫云英＞水稻秸秆。