不同刈割强度下羊草转录组研究

刈割是一种重要的草地管理措施,刈割留茬高度直接影响草地生产力及群落结构,在牧草生产中具有重要意义。为研究羊草在不同刈割强度下的转录响应,利用Illumina HiSeq-PE150高通量测序技术,对不同刈割留茬高度(0,2,4,8,12 cm)处理下羊草再生叶片进行了转录组测序。共得到139767803条读长(reads),41.94 Gb原始数据。经过过滤、质控与从头组装后,总共得到转录本270207条,总长度为191.6 Mb。通过与多种数据库比对得到48097条单基因簇(Unigene)注释结果。筛选出了所有刈割强度处理与不刈割对照组显著差异基因共2579条,经过生物信息分析,将其定位到碳水化合物代谢、损伤应答、过氧化氢分解、植物激素信号转导等功能与代谢通路。利用聚类方法得到了随着刈割强度增强,表达量规律变化的基因,分别富集到了过氧化物酶体、光合作用等代谢途径。对羊草在不同刈割高度下的转录组进行了研究,为草本植物分子生物学研究提供了宝贵的数据资源,对于解析羊草响应刈割的分子调控机制及相关基因挖掘具有重要指导意义。     

混合比例和添加剂对菊苣与青贮玉米混合青贮品质的影响

探讨不同混合比例和添加剂对菊苣和青贮玉米混合青贮饲料品质的影响,为调制高质量的混合青贮饲料提供理论依据。以菊苣和青贮玉米为原料,按质量比0∶1、1∶3、1∶1、3∶1和1∶0 (分别用0C1M、1C3M、1C1M、3C1M、1C0M表示)进行混合青贮,并分别设置3个添加剂处理,即零添加、5 g·t^-1乳酸菌+5 g·t^-1纤维素酶(LX)和10 g·t^-1乳酸菌+5 g·t^-1纤维素酶(2LX),青贮60 d后测定混合青贮饲料的营养成分和发酵品质。结果显示,菊苣与青贮玉米混合比例为0∶1和1∶1时青贮饲料的感官评价优于其余3种混合比例的,而且添加剂处理感官评定优于零添加处理的。菊苣和青贮玉米混合青贮可以形成养分互补,有助于均衡青贮饲料整体营养,在青贮原料中添加添加剂则可以提高青贮饲料发酵品质。混合青贮饲料的营养价值随菊苣比例增加而显著提高,但是发酵品质在菊苣混合青贮比例高于1∶1时显著降低。综合判定菊苣和青贮玉米1∶1混合时其青贮饲料品质最佳,其中又以1C1M/2LX处理最好,纤维组分(NDF和ADF)和氨态氮/总氮含量较低而粗蛋白和乳酸含量较高。     

川西北高寒沙地不同年限高山柳林下优势植物碳、氮、磷生态化学计量特征

通过采集川西北高寒沙地不同年限(6、18、24年)高山柳林下3种优势植被藏沙蒿、裂叶独活和镰荚棘豆,分别测定分析3种植被叶片、根部C、N、P化学计量特征变化特征。结果表明:不同年限高山柳林下植被C、N、P含量及其比值间存在显著差异且呈现出不同变化趋势。林下植被C含量整体下降;叶N含量呈上升趋势,根N含量随年限增长而下降;除藏沙蒿外,林下植被P含量变化不显著;C∶N变化范围为1.92~12.86;C∶P为29.18~196.88;不同年限高山柳林下植被N∶P间虽存在差异,但均表现出主要受到P限制,表明该区域植被生长主要受P限制,应注意P养分的适当补充。     

高寒草甸草原净初级生产力对气候变化响应的模拟

利用1957-2014年气象数据和1998-2014年实测数据驱动CENTURY模型模拟海北高寒草甸草原生态系统地上净初级生产力(ANPP)的动态变化,并利用典型浓度路径RCP4.5和RCP8.5情景下5个大气环流模型的气候情景数据来模拟未来气候变化和CO₂浓度变化对草地生态系统ANPP的影响。结果表明:1)研究地点1998-2014年的ANPP观测值与模拟值变化趋势吻合度较高,Pearson相关性系数为0.67,均方根误差为19.62 g·m^-2,CENTURY模型适用于模拟气候变化对高寒草甸草原影响的研究。2)过去50多年,高寒草甸草原的年平均最低气温、最高气温和年平均气温都呈极显著的波动上升趋势(P<0.01),年降水量年际波动特征比较明显,降水主要集中在植被的生长季。过去50多年,高寒草甸草原ANPP平均值达到271 g·m^-2,总体变化趋势为增加,但变化趋势不显著(P>0.05)。3)与基准时段(2001-2014年)相比,高寒草甸草原未来2030s(2015-2040年)、2050s(2041-2070年)、2080s(2071-2099年)时段多模型年平均降水量、年平均温度、年平均最低和最高温度变化率均为正值。不考虑CO₂肥效作用下,高寒草甸草原多模型平均ANPP在RCP4.5和RCP8.5情景下分别增加2.21%,11.53%,17.78%和8.34%,21.68%,40.32%;考虑CO₂肥效作用下,高寒草甸草原多模型平均ANPP在RCP4.5和RCP8.5情景下分别增加2.89%,14.29%,24.28%和11.57%,31.74%,57.29%。考虑和不考虑CO₂肥效的情况下,5个大气环流模型引起的模拟结果的不确定性都在合理范围之内,多大气环流模型与CENTURY耦合模拟的ANPP结果较为一致。     

草原灌丛化入侵:过程、机制和效应

草原灌丛化已成为全球性问题,也是生态学、畜牧学研究的热点问题。紧扣草原灌丛化过程、发生机理及其生态学后效等关键问题,介绍了国内外的最新研究进展。灌木入侵途径包括有意识引进入侵和自然入侵2类,入侵过程分为传播到达、定居建群和扩散入侵3个阶段。放牧、火烧、温室气体增加,干旱以及降水格局改变等均可导致草本向木本的转化,且机制复杂,主要有影响草本,木本植物盖度、水分利用效率、化感作用等。木本植物入侵打破了草原生态系统的稳定,表现出沃岛效应,影响动植物的分布以及生态系统的功能和服务。阐明草原“草本-木本”群落演替机制,可为我国研究草原灌丛化和管理提供理论借鉴。     

低温胁迫对狗牙根生理及基因表达的影响

以耐寒性差异较大的杂交狗牙根品种运动百慕大、天堂419和普通狗牙根品种保定狗牙根为试验材料,分析了昼夜温度为适温(30 ℃/25 ℃)、亚适温(18 ℃/12 ℃)、冷害(8 ℃/4 ℃)和冻害(4 ℃/-4 ℃)4种温度处理下,低温对狗牙根生长速率和草坪质量、MDA含量、叶绿素荧光(F_v/F_m)、光合作用(P_n、G_s、C_i、T_r)、H₂O₂和O2·-含量、抗氧化酶活性(SOD、POD、CAT、APX)、抗氧化酶及耐寒相关基因(CBF1、COR、LEA)表达的影响。结果表明,随着温度的降低,狗牙根草坪质量、生长速率、F_v/F_m和光合作用显著下降,但在耐寒性强的运动百慕大中下降幅度较小;低温下叶片MDA和H₂O₂含量及O2·-产生速率显著升高,其中在耐寒性弱的保定狗牙根中升高程度更大;狗牙根叶片抗氧化酶活性及抗氧化酶基因的表达水平随着处理温度的下降而显著升高,其中在运动百慕大中更为明显;狗牙根CBF1、COR和LEA基因表达量随着温度的下降而显著升高,尤其是在耐寒狗牙根运动百慕大中更为显著。低温诱导的抗氧化酶和耐寒相关基因上调表达,增强了细胞内的抗氧化防御,有助于狗牙根植株维持较高的光合作用和细胞膜稳定性,延缓叶片的衰老,从而提高了狗牙根的抗寒能力。     

水氮供应对地下滴灌紫花苜蓿生长特征及草地小气候的影响

为探讨不同水氮处理条件下紫花苜蓿生长状况与草地小气候特征的关系,以2年生紫花苜蓿“巨能7号”为研究对象,采用田间试验和室内分析相结合的方法,研究了宁夏引黄灌区地下滴灌条件下不同滴灌量和施氮量处理下紫花苜蓿生长特征和草地小气候的变化。结果表明:1)滴灌量和施氮量对紫花苜蓿的株高、叶面积和鲜草产量都有显著的影响,表现为紫花苜蓿的株高、叶面积和鲜草产量均随滴灌量和施氮量的增加而增加,当施氮量增加到一定值时,继续增施氮肥,其鲜草产量增产效果在不同滴灌量处理下表现出不同的趋势。2)与不施氮处理相比,增施氮肥降低了紫花苜蓿株间空气温度、浅层土层温度和株间光照强度,而增加了群体内部空气相对湿度。3)不同滴灌量对紫花苜蓿的生长微环境的调节作用不同,随着滴灌量的增加,紫花苜蓿群体相对湿度逐渐提高,而紫花苜蓿株间气温和浅层土层温度降温效应越明显。4)紫花苜蓿生育期间株高与叶面积、草产量和群体内部相对湿度呈极显著正相关(P<0.01),与群体内光照强度、株间气温、浅层土壤温度呈极显著负相关(P<0.01)。合理减少滴灌量和施氮量不仅能维持紫花苜蓿良好的生长特征,而且能提高鲜草产量和改善草地生态环境条件。本研究旨在为紫花苜蓿群体微环境生态因子的改善及高产优质栽培措施提供科学依据。     

热处理对肉类蛋白质构的影响

加热作为最传统的肉熟化和杀菌手段,在今后的水产及畜禽肉加工产业中将依旧占主导地位。作者简述了肌肉蛋白的组成和结构,讨论了不同来源肌肉蛋白在加热过程中的变性行为。水生及陆生来源的肌肉中,大部分肌浆蛋白在40℃~60℃之间聚集,但对一些肌浆蛋白来说,加热到90℃才凝固。溶液中肌原纤维蛋白在30℃~32℃开始展开,在36℃~40℃蛋白质—蛋白质开始结合,在45℃~50℃产生凝胶化(conc.>0.5重量%)。在53℃~63℃的温度下,胶原蛋白开始变性,随后胶原纤维发生收缩。如果胶原纤维不能通过耐热分子间键稳定,则它在进一步加热时溶解并形成胶状。此外,作者还概述了不同种类肌肉蛋白在加热过程中的结构变化及其对质地品质的影响。对于一般完整肌肉的肉块,一定温度的热处理后,显微组织收缩,肌节长度缩短,持水性降低,韧性发生1次或者2次的跃升。鱼糜制品、汉堡肉饼及乳化香肠等碎肉产品,因加工工艺影响,肌肉系统的结构大幅改变。鱼糜制品形成过程较畜禽肌肉复杂;鱼类肌肉中盐溶性蛋白在加热作用下通过分子间二硫键、疏水作用力、氢键等等的作用,包裹水分重新形成立体网状结构,成为具有凝胶特性的鱼糜制品。通常畜禽类肌肉没有鱼糜凝胶形成的能力强。与乳化香肠相比,汉堡肉整体纤维和纤维碎片的出现率更高,其含量高达50%~70%,导致受热后收缩程度更大。乳化香肠中,因肌肉彻底粉碎搅拌因而肌原纤维蛋白被抽提出,在加热时产生密集的蛋白质网络—凝胶,通过毛细管作用力可有效地保持水分。了解不同种类肉蛋白质在烹饪过程中的结构变化以及质构品质变化机理,可为制定更合理的肉类加工方式提供理论依据。     

中华鳖MHCⅡα基因cDNA的克隆及组织表达分析

为了探究中华鳖(Pelodiscus sinensis)的主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex, MHC)的结构和功能,本研究利用RACE技术成功克隆获得中华鳖MHCⅡα基因的cDNA全长序列,其长度为1296 bp,开放阅读框(ORF)为807 bp,共编码268个氨基酸,分为信号肽序列、Ⅱ类组织相容性抗原α结构域、IGc1结构域及跨膜结构域4个功能结构域。通过NJ法构建的系统进化树分析显示,中华鳖与西部锦龟(Chrysemys picta bellii)亲缘较近,而与哺乳类、鸟类及鱼类亲缘关系较远。荧光定量PCR结果显示,MHCⅡα mRNA在中华鳖8个组织中均有表达,在脾、心、肝及肠组织中表达水平较高,在肌肉组织中表达量最低。感染嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila) 12 h后,中华鳖MHCⅡα mRNA在肝和肠组织中的表达显著上调;感染1 d时,在脾组织中的表达显著上调;感染1 d及5 d时,在肾组织中的表达显著上调。研究表明,中华鳖MHCⅡα基因参与了中华鳖免疫反应。     

夏季渤海网采浮游植物群落和叶绿素a分布特征及其对渔业资源的影响

本研究基于2015年夏季(6、8月)渤海网采浮游植物和叶绿素a调查数据,对渤海浮游植物的种类组成、丰度、多样性以及优势类群的分布特征进行分析。通过与历史数据进行对比发现,渤海浮游植物群落具有以下变化趋势:叶绿素a浓度近年来未发生明显变化,但较20世纪80、90年代明显升高,且低值区(1.0μg/L)较20年前明显缩小;就优势类群而言,6月角毛藻属(Chaetoceros)和圆筛藻属(Coscinodiscus)的优势较往年有所减弱,以往在渤海具有突出优势地位的中肋骨条藻(Skeletonema costatum)在2015年夏季6、8月均未检测到,甲藻(6月:夜光藻Noctiluca scientillans;8月:三角角藻Ceratium tripos)、具槽帕拉藻(Paralia sulcata)继续占优,而短柄曲壳藻(Achnanthes brevipes)、尖刺伪菱形藻(Pseudo-nitzschia pungens)的优势地位较以往明显上升。浮游植物多样性(Shannon多样性、物种丰富度、均匀度)与往年相比处于适中的水平。渤海浮游植物群落结构的变化主要是由渤海营养盐结构改变引起的,这一变化趋势可能会对渤海食物链结构以及对具有浮游植物食性的经济鱼虾[如斑(Konosirus punctatus)、鱼(Liza haematocheila)、毛虾(Acetes chinensis)]的生长繁殖造成影响,进而影响到渤海渔业资源产量以及生态系统结构和功能。