玉米肽研究进展

玉米蛋白肽在抗氧化和降血压、血脂、胆固醇方面具有显著效果。根据国内外相关研究进展,介绍玉米肽的主要制备提取方法,以及各提取方法的原理、优势和缺点,展望玉米肽的开发应用前景,为玉米肽的应用和开发研究提供理论参考。     

减压阀噪声研究进展

为了全面深刻理解减压阀噪声的具体生成过程及现有研究基础,分析了减压阀内噪声产生的机理,总结了目前国内外减压阀噪声的研究方法,并从来源降噪和传播降噪两方面回顾了国内外降噪技术的研究现状.经过分析总结,探讨了目前研究存在的主要问题：减压阀内流动复杂、旋涡流动发生位置不明确和高速射流相互作用的影响不确定等;指出未来方向应在综合理论分析、试验研究和数值模拟的基础上,确定减压阀内噪声源位置并分析噪声指向性,明确降噪机理,进而研究降噪技术,实现根源降噪.未来对减压阀噪声的控制应从流动机理和结构创新同时着手,进而推出一套普适性低噪声阀门设计理论.研究减压阀内噪声可以为有效并针对性地降低噪声提供可靠依据.     

东北地区秸秆生物炭利用潜力、产业模式及发展战略研究

东北地区耕地广袤、秸秆资源量巨大,作为战略性新兴产业,生物炭技术及其产业化有助于系统综合解决东北地区存在的秸秆焚烧、利用及土壤退化等突出问题,是当今研究领域热点。本文在系统分析近20年东北秸秆资源动态变化、可利用资源量及发展趋势基础上,探讨了东北地区秸秆生物炭利用的资源基础、技术途径及发展潜力,从产业化视角综合分析评述了东北秸秆生物炭产业发展的基础、条件与优势、市场及开发潜力等,认为东北地区秸秆生物炭利用的资源丰富,产业化条件成熟,发展潜力与空间巨大,对促进东北秸秆资源化高效利用、耕地质量提升及农业可持续发展具有重要意义和价值,并结合农业、经济和社会发展实际,构建了基于全产业链的东北秸秆生物炭产业模式,提出了东北生物炭产业发展建议,旨在为解决东北地区秸秆处理和农业生产现实问题,促进生物炭产业健康、稳定发展提供参考。     

‘裙膜’覆盖对黄河三角洲盐碱地土温及春季葡萄生长的影响

【目的】研究盐碱地葡萄发芽滞后的土壤原因及调控技术,提高葡萄在盐碱地土壤上春季生长发育的质量。【方法】以广北二分场盐碱地栽培的三年生欧美杂交种鲜食‘夏黑’葡萄为试材,行距3.0 m,株距1.5 m,篱架,单干单臂树形,干高80 cm。于2018年3月葡萄出土上架,灌溉催芽水后搭建‘裙膜’,即在干高50 cm处沿立柱上拉一道丝,以其为顶点将宽幅为80 cm的白色塑料薄膜从两侧交叠用绑丝固定,两侧以约45 ^o夹角分别向行间地面拉开,并用土压边,形成密封的小三角即‘裙膜’,每个处理铺设两行。以平栽不覆盖‘裙膜’为对照,研究‘裙膜’对地温及葡萄生长的影响。 【结果】‘裙膜’有效提高地温的同时改善了地上部的生长,促进了盐碱地葡萄的生长发育进程。其中,根际10 cm土层平均地温约比平栽对照显著提高5℃,升温早且持续时间长,缩小了地温与气温的差距;葡萄发芽物候期比对照提前10—15 d,外在表现为葡萄发芽早且发芽整齐;显著提高了葡萄的新梢生长质量,新梢生长量（长度）、第三节位节间长度及粗度分别比平栽对照显著提高34.9%、23.8%、20%,叶面积、叶片重则分别显著提高39.9%、56.6%,叶片厚度有所增加但与对照没有显著性差异。‘裙膜’覆盖显著提高了葡萄的叶片功能,叶片叶绿素含量、净光合速率（P_n）、最大光化学效率（F_v/F_m）分别比对照显著提高27.6%、30%、6.8%,光化学淬灭系数（qP）比对照显著提高21.9%,表明在提高地温环境中,PSII反应中心开放程度大,用于光化学途径的能量增加,光合作用得到提高。为探讨盐碱地土壤升温滞后的原因,在泰安同一气候条件下利用盆栽试验发现,盐碱土的土温对气温的响应明显滞后于棕壤土,延迟3 h左右。两种土壤的含盐量及由其导致的土壤电导率、土壤容重及土壤孔隙度差异最大。田间测定结果表明,盐碱土比棕壤土的通气性差,滨海盐土0—20 cm土层的土壤容重高达1.45 g?cm ^-3,属于很紧实状态,比棕壤土的容重高11.7%,土壤孔隙度降低13.5%,土壤氧化还原电位（Eh）及土壤氧气扩散速率（ODR）也分别显著比棕壤土低49.9%和13.8%。 【结论】‘裙膜’覆盖显著提高盐碱地地温,缩小了气温和地温的差异,有效改善了葡萄发芽进程,提早了葡萄发芽物候期,改善了新梢生长质量,促进了春季葡萄生长发育。     

茶树咖啡碱合成酶基因稀有等位变异TCS1g的筛选、克隆及功能

【目的】茶树咖啡碱合成酶1（TCS1）是山茶属（Camellia）茶组植物咖啡碱合成的关键酶,TCS1具有丰富的等位变异。从我国丰富的茶树种质资源中发掘TCS1稀有等位变异并研究其功能,深入解析茶树咖啡碱合成机制,为低咖啡碱育种提供新的基因资源。【方法】利用特异引物TCS1P InDel F/R对673份茶树资源中的TCS1等位变异进行鉴定;使用引物TCS1cDNAF/R,从含有新稀有等位变异的茶树资源中克隆基因的cDNA全长序列;利用生物信息学、实时荧光定量PCR（qRT-PCR）和原核表达等方法研究新发现稀有等位基因的功能。【结果】在部分大理茶（C. taliensis）资源中鉴定到一个新的TCS1稀有等位变异,命名为TCS1g。从大理茶资源‘龙陵17’（LL17,含有的TCS1等位变异为TCS1a和TCS1g）中克隆了TCS1g。TCS1g的编码区序列全长为1 098 bp,编码365个氨基酸,编码蛋白的分子量和理论等电点分别为40.9 kD和5.1。序列比对结果表明,TCS1g与TCS1a、TCS1b、TCS1c、TCS1d、TCS1e、TCS1f的相似度在94.1%—99.2%;与具有可可碱合成酶活性（TS）的TCS1b和TCS1c编码蛋白序列相似度均大于96.7%,而与同时具有TS和咖啡碱合成酶（CS）活性的TCS1a、TCS1d、TCS1e、TCS1f相似度都小于95.4%,且TCS1g第221位氨基酸残基与TCS1b、TCS1c同为组氨酸（His）,而TCS1a、TCS1d、TCS1e、TCS1f为精氨酸（Arg）。第221位氨基酸残基位于TCS1g蛋白活性中心,该位点的突变（His突变为Arg）,可以导致TCS1g的等电点（5.05变为5.06）和亲水性（-0.119变为-0.123）发生改变。此外,5′上游调控区域的比对结果显示TCS1g、TCS1b、TCS1c起始密码子（ATG）比TCS1a、TCS1d、TCS1e、TCS1f延后了15 bp。原核表达发现TCS1g具有TS活性,活性为44.3 pkat/mg,但未检测到CS活性。qRT-PCR的结果表明LL17中等位变异TCS1g有表达。LL17的咖啡碱和可可碱的含量分别为40.3 mg·g ^-1和5.4 mg·g ^-1。 【结论】鉴定并克隆了一个新的TCS1稀有等位变异TCS1g,其在LL17中具有一定的表达水平,且其表达蛋白具有TS活性,而未检测到CS活性;推测决定TCS1g仅具有TS活性的关键位点是第221位氨基酸残基。     

黄淮海夏玉米主产区茎腐病主要病原菌及优势种分析

【目的】 明确黄淮海夏玉米主产区玉米茎腐病的主要病原菌组成及优势种,为病原菌致病机制、抗性育种及茎腐病防治提供依据。【方法】 于2014—2017年采集黄淮海夏玉米主产区3个省（河北、河南、山东）的玉米茎腐病样本850份。通过形态学、通用引物和特异引物对病组织分离物进行鉴定,并采用上述引物直接检测病组织。整合分析分离物鉴定法和组织分子检测法的结果以确定玉米茎腐病的主要病原菌及优势种;分析主要病原菌在各省间以及同一省份不同年度的检出率,揭示主要病原菌的种群动态变化;分析单个样本中病原菌的检出率,探讨多种病原菌的共存模式。【结果】 有667份样本检测出真菌或卵菌,占总样本的78.47%;年度间样本检出率存在差异,2014年的检出率不足50%,而2015—2017年的检出率相近,均高于90%。在所有样本中共检出20属46种真菌或卵菌,其中镰孢菌（Fusarium spp.）的检出率最高,为89.96%,包括禾谷镰孢复合种（F. graminearum species complex）、层出镰孢（F. proliferatum）、拟轮枝镰孢（F. verticillioides）、厚垣镰孢（F. chlamydosporum）、亚粘团镰孢（F. subglutinans）、尖镰孢（F. oxysporum）、黄色镰孢（F. culmorum）、藤仓镰孢（F. fujikuroi）、变红镰孢（F. incarnatum）、木贼镰孢（F. equiseti）和茄镰孢（F. solani）11个种;腐霉菌（Pythium spp.）的检出率为34.18%,包括芒孢腐霉（P. aristosporum）、禾生腐霉（P. graminicola）、棘腐霉（P. acanthicum）、孤雌腐霉（P. amasculinum）和寡雄腐霉（P. oligandrum）5个种。拟轮枝镰孢、禾谷镰孢复合种、芒孢腐霉和层出镰孢为4种主要病原菌,检出率依次为62.07%、46.93%、29.09%和28.04%,其中拟轮枝镰孢为优势种。各省之间,上述4种主要病原菌的检出率存在一定差异。拟轮枝镰孢在河北省的检出率为73.98%,明显高于该菌在河南省和山东省的检出率;禾谷镰孢复合种在3个省的检出率相近;层出镰孢和芒孢腐霉在山东省的检出率分别为35.78%和34.31%,均高于在其他两省的检出率。同一省份不同年度上述4种主要病原菌的检出率呈动态变化,其中任何一种病原菌均有可能上升为优势种。进一步分析表明,单个样本中可以检测出一种或多种病原菌,检测出1种菌的样本占38.38%,检出2种和3种病原菌的样本分别占29.24%和19.04%;2种及以上病原菌共存以镰孢菌和腐霉菌、镰孢菌和镰孢菌模式为主。【结论】 黄淮海夏玉米主产区茎腐病主要病原菌为拟轮枝镰孢、禾谷镰孢复合种、芒孢腐霉和层出镰孢,其中拟轮枝镰孢为优势种;拟轮枝镰孢在河北省的检出率最高,层出镰孢和芒孢腐霉在山东省的检出率最高,禾谷镰孢复合种在3个省的检出率相近;单个样本中存在多种病原菌共存的模式。     

感染大肠杆菌F17湖羊羔羊脾脏中差异circRNA分析

【背景】羊大肠杆菌病是一种以剧烈腹泻和败血症为特征的急性传染病,是规模化羊场最为常见高发的细菌性疾病之一,尤其是初生羔羊易被产肠毒素大肠杆菌（ETEC）感染,引起羔羊腹泻,又叫羔羊白痢,使养殖场遭受严重的经济损失。而传统的抗生素治疗方案存在诸多缺陷。【目的】 本研究通过让湖羊羔羊口服大肠杆菌 F17菌株获得不腹泻和腹泻的羔羊个体,筛选出服用大肠杆菌F17菌毛后不腹泻与腹泻型个体中差异表达的circRNA,进而探究circRNA在绵羊抗腹泻中的作用,从而发现与抗大肠杆菌病性状相关的候选基因。从circRNA层面上,加深对绵羊拮抗大肠杆菌F17菌株的认识,确定绵羊拮抗大肠杆菌F17菌株的功能基因。【方法】用CIRI软件从头预测circRNA,利用RNA-seq技术,首次筛选出感染大肠杆菌F17菌株后不腹泻与腹泻型羔羊个体脾脏中差异表达的(DE)circRNA,对差异表达转录本进行GO富集分析,结合GO注释结果对其功能进行描述。统计每个GO条目中所包括的差异转录本个数,并用Fisher's exact test计算每个GO条目中差异转录本富集的显著性。然后随机选择6个DE circRNA,利用q-PCR分别验证这6个DE circRNA在不腹泻和腹泻组羔羊脾脏内的相对表达水平,进而利用Miranda软件来预测与miRNA结合的circRNA以及miRNA的靶基因,根据miRNA靶基因的功能注释来阐明此部分circRNA的功能,分析circRNA-miRNA-mRNA相互作用,最后用q-PCR验证circRNA在不腹泻组和腹泻组羔羊体内的相对表达水平。【结果】 绘制参考序列后,鉴定出已知的7 730个circRNA,DE circRNA与GO 数据库进行比对,发现一共有60条circRNA被注释和分类到297个功能亚类中。利用RNA-seq在不腹泻和腹泻羔羊脾脏中筛选出60个差异表达的(DE) circRNA,其中31个上调和29个下调,用q-PCR验证随机选择的6个DE circRNA在不腹泻组和腹泻组羔羊体内的相对表达水平,发现与RNA-seq结果一致。利用Miranda分析circRNA-miRNA-mRNA相互作用,发现6个circRNA、5个miRNA和8个mRNA之间存在一定的靶标关系,用q-PCR验证mRNA在不腹泻组和腹泻组羔羊体内的相对表达水平,发现与RNA-seq结果一致。【结论】 探究了对于不腹泻和腹泻羔羊脾脏中circRNA的表达谱,进一步了解其在绵羊抗病发生过程中的调控作用。发现了不腹泻和腹泻羔羊脾脏中差异表达的circRNA,有助于找出羔羊如何抵抗腹泻的发生机制,为羔羊抵抗腹泻提供科学的依据。     

F17大肠杆菌在湖羊羔羊个体脾脏中LncRNA表达谱变化

【目的】通过筛选对大肠杆菌（E.coli）F17菌毛非腹泻型与腹泻型的绵羊脾脏中差异表达的lncRNA,来探究lncRNA对绵羊抗腹泻的作用。【方法】本研究通过对湖羊羔羊口服E.coli F17菌株获得非腹泻和腹泻型个体,利用羔羊肠道细菌计数、病理组织切片验证攻毒成功性;构建非腹泻组和腹泻组羔羊脾脏的cDNA文库,使用Illumina HiSeq 2500平台进行配对测序;通过Gene Ontology（GO）和KEGG Pathway富集分析对差异表达转录本功能描述和细胞通路分析,利用FPKM法估计lncRNA和mRNA转录物的表达水平,并用高通量测序技术RNA-seq筛选出非腹泻和腹泻个体脾脏中的差异表达lncRNA;然后利用荧光定量PCR技术检测了非腹泻组和腹泻组羔羊脾脏组织中DE lncRNA和DE mRNA的表达水平,来验证筛选的DE lncRNA在非腹泻组过程中发挥作用。【结果】羔羊口服E.coli F17菌株后,出现非腹泻和腹泻两种表型,腹泻组羔羊肠道中的细菌数量显著高于非腹泻组（P<0.05）,同时腹泻组羔羊空肠黏膜组织出现不同程度的损伤,色泽暗沉,小肠绒毛部分脱落。笔者利用RNA-seq在非腹泻和腹泻羔羊脾脏中筛选出34个差异表达的（DE）lncRNA,703个的DE mRNA,随机选择一共12个DE lncRNA和DE mRNA,用q-PCR验证它们在非腹泻型和腹泻型羔羊体内的相对表达水平,发现与RNA-seq结果一致。通过Gene Ontology（GO）和KEGG Pathway富集分析,将DE lncRNA与GO 数据库进行比对的结果表明一共有34条lncRNA被注释和分类到302个功能亚类中,绵羊蛋白质结合（GO：0005515）,细胞核（GO：0005634）,poly（A）RNA结合（GO：0044822）,细胞质（GO：0005737）,组织重塑（GO：0048771）,内肽酶活性的调节（GO：0052548））,6-磷酸果糖-2-激酶/果糖-2,6-双磷酸酶复合物（GO：0043540）,磷脂酰肌醇磷酸化（GO：0046854）,果糖-2,6-二磷酸2-磷酸酶活性（GO：0004331）,钙依赖性磷脂酶C活性（GO：0050429）等10 个功能亚类的lncRNA较多,而其余的功能亚类的lncRNA分布较少。将DE lncRNA与KEGG 通路数据库进行比对的结果表明,一共有34条lncRNA被注释和归类到149个KEGG 通路中,绵羊甲状腺激素信号通路（路径：ko04919）,Spliceosome（路径：ko03040）,白细胞跨内皮迁移（路径：ko04670）,神经营养因子信号通路（路径：ko04722）,溶酶体（路径：ko04142）,MAPK信号通路 - 途径（路径： ko04011）,鞘脂信号通路（路径：ko04071）,吞噬体（路径：ko04145）,氧化磷酸化（路径：ko00190）等9 个KEGG 通路的lncRNA较多,而其余的KEGG 通路的lncRNA分布较少。 通过lncRNA-mRNA相互作用网络分析,发现6个共表达基因：MYO1G、TIMM29、CARM1、ADGRB1、SEPT4、DESI2。【结论】探究了对于腹泻产生非腹泻和腹泻型羔羊脾脏中lncRNA的表达谱,发现了非腹泻和腹泻羔羊脾脏中差异表达的lncRNA,有助于找出羔羊如何抵抗腹泻的发生机制,为羔羊抵抗腹泻提供科学的依据。     

河套灌区不同秋浇年限对土壤细菌群落的影响

【目的】 针对内蒙古河套灌区农民自愿放弃秋浇造成干地面积逐渐增多的现象,通过调查研究不同秋浇年限对盐碱土壤细菌群落组成差异的影响,为灌区盐碱地改良与秋浇制度改革提供科学依据。【方法】 选取盐荒地（CK）、一直秋浇（AUI1）、隔2—3年秋浇（AUI2）、3—4年不秋浇（AUI3）以及6—7年不秋浇（AUI4）5种类型的典型地块,采用高通量测序（Illumina HiSeq）技术,分析不同秋浇年限处理下土壤细菌群落的变化特征,并对土壤化学性质与细菌群落进行了冗余分析以及与群落组成的相关性分析。【结果】 AUI1和AUI2处理对降低0—30 cm土层盐分含量最显著,分别比CK、AUI3、AUI4降低了128.82%和29.04%、108.76%和17.72%、108.44%和17.55%,在30—40 cm土层AUI1处理的盐分含量显著低于其他处理;各个土层的pH值均以AUI2处理最低,其0—40 cm土层pH平均值较CK、AUI1、AUI3、AUI4处理分别显著降低了0.28、0.32、0.16、0.88个单位（P＜0.05）。另外,AUI2处理0—40 cm土层微生物量碳平均含量分别较CK、AUI1、AUI3、AUI4提高了252.89%、148.59%、58.10%和60.10%,可溶性有机碳平均含量分别提高了48.41%、29.42%、6.01%和14.27%（P＜0.05）。AUI1与AUI2处理间的丰富度指数（ACE和Chao1）显著高于CK、AUI3和AUI4处理（P＜0.05）。变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）为不同秋浇年限处理的3大优势菌门,占所有菌门的53.93%,而AUI2、AUI3处理分别有利于增加拟杆菌门、酸杆菌门的丰度（P＜0.05）。相关性分析结果表明,变形菌门（Proteobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）与土壤微生物量碳和可溶性有机碳均具有很强的负相关性,其中与微生物量碳的相关系数分别为（r=-0.559**和-0.522*）,与可溶性有机碳的相关系数分别为（r=-0.795**和-0.820**）;而放线菌门（Actinobacteria）、奇古菌门（Thaumarchaeota）、厚壁菌门（Firmicutes）和疣微菌门（Verrucomicrobia）均与土壤盐分呈显著负相关,与土壤微生物量碳和可溶性有机碳呈显著正相关。因子分析显示,土壤盐分、pH、微生物量和可溶性有机碳总共解释了97%的群落变化,成为土壤细菌群落组成变化的主控因子,贡献率依次为：土壤盐分＞pH＞微生物量碳＞可溶性有机碳。【结论】 隔2—3年秋浇（AUI2）处理不仅可以有效降低耕层土壤盐分并能使0—40 cm土层微生物量碳和可溶性有机碳含量显著增加,而且还可提高土壤优势菌群中拟杆菌门的相对丰度。综上所述,隔2—3年秋浇（AUI2）是河套地区兼顾盐碱土壤改良与节水的优化措施。     

茶小绿叶蝉危害乌龙茶茶树品种的挥发物分析

为明确茶小绿叶蝉危害不同抗性茶树品种后挥发物的变化,从而为抗虫茶树品种的选育提供依据,本研究选择小绿叶蝉危害虫口密度最大和最小的乌龙茶茶树品种肉桂和铁观音为材料,以GC-MS为研究手段,进行茶树组成型和虫害诱导型挥发物的测定和分析。结果表明,邻异丙基苯甲烷、β-罗勒烯、反式-β-罗勒烯、α-法呢烯、γ-萜品烯和3-甲基-2-环己烯-1-酮为铁观音和肉桂的主要组成型挥发物成分。2个品种在健康茶树挥发物的成分组成和各组分的含量上都存在差异。芳樟醇只在铁观音的健康茶梢中被检测到,而十三（碳）烷、乙酸辛酯、十六烷和雪松醇只在肉桂的健康茶梢上检测到。β-月桂烯、β-罗勒烯、反式-β-罗勒烯和α-法呢烯在铁观音上的含量远远大于肉桂。另一方面,茶树受小绿叶蝉危害一段时间后,铁观音和肉桂在挥发物组成和含量上产生了较大的变化。二者都释放大量的β-月桂烯、β-罗勒烯、反式-β-罗勒烯、α-法呢烯和芳樟醇,在危害4 h和8 h的挥发物测定中,2个品种的这些成分较危害前的增加量从1.49倍到41.22倍。此外,茶小绿叶蝉的危害还诱导了新的挥发物的产生,包括(Z)-丁酸-3-己烯酯、癸醛、吲哚、己酸-3-己烯酯和苯乙醇。(Z)-丁酸-3-己烯酯、癸醛、吲哚、己酸-3-己烯酯、苯乙醇、β-月桂烯、β-罗勒烯、反式- β-罗勒烯、α-法呢烯和芳樟醇,这10种挥发性物质可能跟茶树的诱导抗性和铁观音的抗虫性有关。