湿热预处理对刺芹侧耳蛋白质理化性质、结构和功能特性的影响

以刺芹侧耳Pleurotus eryngii蛋白为研究对象,分别将其在50℃、60℃和70℃下热处理0至30min,探讨了湿热处理对刺芹侧耳蛋白理化性质、结构和功能特性的影响。结果表明,湿热处理后刺芹侧耳蛋白的疏水性先升高后降低（P<0.05）,总巯基含量先降低后升高（P<0.05）,此外,刺芹侧耳蛋白二级结构受到影响,在50℃和60℃下进行湿热处理后,其α螺旋含量降低,而在70℃下则升高,β-折叠含量减少,β-转角和不规则卷曲增加;功能特性方面,刺芹侧耳蛋白在50℃、60℃和70℃湿热处理的20min内,其乳化和发泡性能分别提高（P<0.05）。因此,湿热处理可以增强刺芹侧耳蛋白的功能特性,并改善其在食品加工中的应用。     

农杆菌介导的刺芹侧耳遗传转化体系的建立

以刺芹侧耳菌丝球为受体,潮霉素（Hyg）为筛选标记,应用农杆菌介导法对刺芹侧耳菌丝进行了遗传转化研究。潮霉素敏感性测试结果表明,刺芹侧耳Hyg耐受浓度为50mg/L。农杆菌介导的刺芹侧耳菌丝最佳遗传转化体系为：菌液浓度OD₆₀₀=0.6-0.7,侵染时间30-35min,共培养时间2d,侵染液和共培养培养基中乙酰丁香酮（AS）浓度为1mg/mL;经潮霉素抗性筛选、PCR鉴定和GUS活性的组织化学分析,表明外源基因GUS已转入到刺芹侧耳菌丝中,并获得表达。本实验成功地建立了稳定的农杆菌介导的刺芹侧耳遗传转化体系。     

刺芹侧耳谷氨酰胺合成酶编码基因克隆和表达分析

谷氨酰胺合成酶（GS）是真菌氮素同化代谢和谷氨酸合成中的关键酶,采用3’RACE和5’RACE实验技术,克隆获得刺芹侧耳（杏鲍菇）谷氨酰胺合成酶编码基因（PE-GS）全长序列,长度为1 271bp,具有4个内含子和5个外显子,编码353个氨基酸残基。系统进化树分析表明,刺芹侧耳PE-GS与糙皮侧耳GS在分子进化关系上相近。通过real time RT-PCR方法对PE-GS基因在刺芹侧耳基质菌丝体和子实体中的表达情况进行了分析,结果表明,刺芹侧耳PE-GS基因在子实体具有较高的表达水平,这暗示刺芹侧耳PE-GS基因在子实体的氮素代谢中可能承担重要功能。     

刺芹侧耳两种保护酶基因的克隆、分析及温度对其表达量的影响

为了探究温度胁迫下刺芹侧耳中过氧化氢酶和铜锌超氧化物歧化酶基因的作用,本研究通过RT-PCR方法对刺芹侧耳转录组数据库检索得到的过氧化氢酶（CAT）和铜锌超氧化物歧化酶（Cu/Zn-SOD）基因进行克隆,并利用荧光定量PCR分析在高低温胁迫下CAT和Cu/Zn-SOD基因的表达量,以探讨刺芹侧耳中这两种保护酶基因在高、低温胁迫下的响应特征。结果表明,克隆得到的CAT和Cu/Zn-SOD基因开放阅读框长度分别为1 581bp和582bp,分别编码526个和193个氨基酸,分子量分别为59.6kDa、19.62kDa,等电点分别为6.35、6.31。在高温（35℃）和低温（4℃）两组处理中,CAT和Cu/Zn-SOD基因的表达量及酶活均在处理48h时达到最高且与对照组呈现显著差异,说明两种基因在刺芹侧耳抵御高低温胁迫的过程中具有重要作用。本研究结果初步研究了温度胁迫下刺芹侧耳中CAT与Cu/Zn-SOD基因的生物学功能,为进一步解析刺芹侧耳抵抗温度胁迫的机理奠定基础。     

刺芹侧耳不同发育时期的转录组差异分析

为了探讨刺芹侧耳子实体生长发育时期的基因表达变化,本文利用高通量测序技术对刺芹侧耳不同发育时期（菌丝期、原基期、子实体时期）进行RNA-Seq分析,在转录水平上解析差异表达基因在刺芹侧耳生长发育过程中的作用和功能。KEGG功能富集显示,菌丝期差异表达基因主要富集在碳代谢和氨基酸代谢中,其中三羧酸循环中编码柠檬酸合酶、乌头酸水合酶、异柠檬酸脱氢酶、琥珀酰辅酶A合成酶、琥珀酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶的基因表达量均上调,说明碳代谢和氨基酸代谢是菌丝时期的主要能量来源;原基期上调的差异表达基因主要富集在脂肪酸代谢,其中RT-PCR定量结果显示原基期编码脂肪酸合酶的基因和编码脂酰辅酶A合成酶的基因下调,编码超氧化物酶的基因和编码过氧化氢酶的基因上调,表明脂肪酸代谢和抗氧化酶对刺芹侧耳原基期维持机体的稳定和生物应激方面起着重要作用。子实体时期上调的差异表达基因主要富集在剪接体、类固醇的生物合成以及AMPK信号通路中,说明环境因子对子实体时期有一定的影响。     

刺芹侧耳菌丝体固体发酵多糖在斑马鱼模型上的降血脂活性

高脂血症是诱导脂肪肝、高血压、动脉粥样硬化和心脑血管疾病的一个关键风险因素。本课题组前期研究已经在细胞水平、小鼠和斑马鱼动物模型上证实,刺芹侧耳多糖具有抑制体内脂质积累的生物活性。本文利用农林废弃物玉米芯和麦麸作为主要培养原料,通过固体发酵获得刺芹侧耳菌丝体多糖PESF（polysaccharide from Pleurotus eryngii mycelium solid-state fermentation）;进而,采用斑马鱼幼鱼和成鱼高脂动物模型,研究了刺芹侧耳菌丝体多糖在动物体内的降脂效率并解析了可能的降血脂途径和机理。实验结果证实,剂量400μg/mL的PESF不仅可显著抑制高脂饮食引起的斑马鱼幼鱼体内脂质积累,而且也可以有效抑制高脂饮食下斑马鱼成鱼的肝脏和肠道组织内的脂质积累,证实刺芹侧耳多糖具有显著抑制动物体内脂质积累的活性。这些结果建议,刺芹侧耳多糖降血脂的途径可能是通过降低肠道对脂类物质的吸收,从而减少了脂滴在肝脏中的积累。因此,本研究建议刺芹侧耳多糖具有开发成为降脂食品添加剂或者降脂药物原料的潜力。     

三种侧耳属真菌基因组密码子偏好性比较分析

为了解3种侧耳属真菌基因组密码子的使用偏性及影响因素,本研究以糙皮侧耳、刺芹侧耳和白灵侧耳基因组CDS序列为研究对象,通过生物信息学方法对3种侧耳密码子使用偏性进行了分析。结果表明,3种侧耳基因组总碱基组成差异小,GC含量高。RSCU、RFSC分析表明糙皮侧耳G/C结尾的偏好密码子的比例最高(82.14%),并且有3个特有偏好密码子。3种侧耳共有偏好密码子25个,以G/C结尾的占80%;共有高频密码子3个,均以G/C结尾。密码子相似性分析表明3种侧耳密码子使用模式比较相似(相似性指数均小于0.001),其中刺芹侧耳与白灵侧耳的相似性最高(相似性指数为0.000259014);且3种侧耳密码子的使用频率与灰盖鬼伞和金针菇较为接近。PR2-plot、ENc-GC3和中性绘图分析表明3种侧耳密码子偏好性使用主要受自然选择影响,在一定程度上也受碱基突变压力和其他因素影响。上述结论为分析侧耳真菌的进化规律及选择最佳异源表达受体系统提供了依据。     

黄伞菌丝蛋白质营养价值评价

本文测定了黄伞Pholiotaadiposa菌丝粗蛋白含量和氨基酸组成,采用国际上通用的营养价值评价方法,对其蛋白质的营养价值进行全面评价,并与营养价值较高的白灵侧耳Pleurotusnebrodensis、刺芹侧耳Pleurotuseryngii和金顶侧耳Pleurotrscitrinopileatus进行比较。分析结果表明,黄伞菌丝的必需氨基酸含量最高,占其氨基酸总量的43.9%,蛋白质的氨基酸评分(AAS)、化学评分(CS)、必需氨基酸指数(EAAI)、生物价(BV)、营养指数(NI)和氨基酸比值系数分(SRCAA)分别为92.0、71.3、88.5、84.8、40.4和78.8,六项指标均比参比食用菌高。结果说明黄伞菌丝具有很高的营养价值。     

试管出菇法测定刺芹侧耳的交配系统*

在MDA或PNA培养基上,用单孢分离物在试管中进行配对,观测菌丝体上的锁状联合和子实体的形成情况,判定单孢菌株间的亲和性;研究了2个刺芹侧耳菌株PE-11、PE-12和1个糙皮侧耳菌株PO-02的交配系统,以及3个菌株间的亲缘关系;结果表明刺芹侧耳和糙皮侧耳是双因子交配系统。这是一个测定侧耳属的交配系统的新方法。     

刺芹侧耳产漆酶条件优化及对偶氮染料甲基橙的脱色

漆酶是一种含铜的单电子多酚氧化酶,能够催化氧化各种酚类及多种染料,在处理染料废水方面具有巨大的潜力。刺芹侧耳Pleurotus eryngii具有较强的产漆酶能力,但漆酶产量在较大程度上受环境条件限制。本文研究了氮源含量、pH、温度、金属离子等环境条件对刺芹侧耳产漆酶能力的影响,优化了其产漆酶条件,并用其粗酶液对典型偶氮类染料甲基橙进行脱色,结果表明,在氮源0.5%（W/W）、pH 5.5、温度28℃、添加5.0mmol/L Mg ²⁺的培养条件下,刺芹侧耳产漆酶能力最强,培养6d时,漆酶酶活可达78.0U/L。用优化培养的刺芹侧耳粗酶液对偶氮染料甲基橙进行脱色,28h后脱色率可达90%,脱色反应为准一级动力学反应,甲基橙并未完全矿化,而是生成小分子中间产物。     

木屑添加对刺芹侧耳菌丝共生细菌多样性和群落结构的影响

细菌作为许多真菌的共生菌,能够有效地促进真菌的代谢生长,而细菌多样性及群落结构能够反映真菌的生长和利用营养物质的状况。本研究利用基于细菌16S rRNA 基因V3-V4区的高通量测序技术分析不同木屑用量对刺芹侧耳菌丝共生细菌群落结构和多样性的影响。结果表明: 5组样品共检测细菌25门52纲114目199科406属,主要的优势菌门为变形菌门(35.0%～85.9%)和厚壁菌门(6.5%～38.4%),优势菌属为不动杆菌属(14.8%～71.6%)和假单胞菌属(1.7%～22.3%)。相较于完全培养基,添加木屑能够提高刺芹侧耳菌丝中的细菌多样性,并使其中优势细菌10个门类、9个属类结构发生显著变化。刺芹侧耳菌丝在5 g木屑培养基上的菌丝生长速度最快,菌丝浓密,边缘整齐,长势优于其他几类培养基;假单胞菌属和乳酸菌属丰度及物种多样性在5 g木屑培养基上都具有一定的优势,且假单胞菌属和乳酸菌属丰度与菌丝长势具有显著的正相关性。木屑作为重要碳源之一,对刺芹侧耳生长发育及其共生细菌群落结构和多样性都有显著影响,这为进一步探索木屑及共生细菌对刺芹侧耳生长发育影响的机理研究奠定了基础。     

猴头菌不同发育阶段产生的多糖结构特征及免疫活性

采收猴头菌Hericium erinaceus 7个不同发育阶段的子实体,经热水浸提后分别采用20%、50%、70%的乙醇终浓度进行分级沉淀,获得21个多糖组分,对它们的结构特征及体外免疫活性进行了研究。结果表明,在猴头菌发育过程中,多糖总得率呈现先增大后减小的趋势,在第5阶段达到最大值0.92%。20%醇沉的多糖含量也呈先增大后减小的趋势,在第5阶段达到最大值42.87%,其大分子量多糖（1 000-5 000kDa）所占比例最高。50%、70%醇沉多糖均为小分子量多糖,约为10-40kDa。获得的猴头菌多糖组分中,单糖组成多以岩藻糖、半乳糖、葡萄糖和甘露糖为主（相对比例存在一定差异）;另外,第1阶段20%、70%醇沉多糖还含有少量的核糖,第7阶段20%醇沉多糖含有一定量的鼠李糖;7个时期50%醇沉多糖均含有一定量的葡萄糖醛酸。所得多糖样品均具有刺激巨噬细胞释放NO的活性,其中20%醇沉多糖的活性优于50% 和70% 醇沉多糖,在50μg/mL时就表现出显著的体外免疫活性。此外,在第5阶段即中菌刺期产生的多糖活性最优,说明在此阶段采摘可以获得最佳的猴头菌多糖原材料。本研究为猴头菌生长发育过程中活性多糖的动态形成研究提供了一定的理论基础。     

Chemical composition and in vitro fermentation of tannin-rich tree fruits

Dry and mature tree fruits are a potential source of protein for goats in the semi-arid areas of southern Africa, but their chemical composition and feeding value is largely unknown. This study presents the chemical composition and in vitro fermentation of indehiscent whole fruits and separated seed and hull fractions from Acacia nilotica, Acacia erubescens, Acacia sieberiana, Acacia erioloba, Piliostigma thonningii and Dichrostachys cinerea trees. Results indicate that the N contents of whole fruits ranged between 13.5 g/kg DM (A. nilotica) and 27.1 g/kg DM (A. erubescens). Seeds had a higher N content than hulls for all tree species. A. nilotica, D. cinerea and P. thonningii fruits had high levels of extractable phenolics (758, 458 and 299 g/kg DM, respectively). Soluble phenolics (SPh) and ytterbium precipitable phenolics (YbPh) levels were negatively correlated to in vitro gas production but positively correlated to in vitro organic matter degradability (iOMD). Partition factors for whole fruits at 48 h ranged between 3.6 mg/ml for A. erioloba and 7.8 mg/ml for A. nilotica. Seeds of A. erioloba, A. erubescens and P. thonningii were consistently fermented more efficiently throughout the incubation period compared to their whole fruits or hulls. Estimating in vitro degradability of phenolic-rich substrates through filtration procedures can give erroneous results due to the loss of soluble phenolics, which are not necessarily degradable. The feeding value of fruits from D. cinerea and A. nilotica tree species may be reduced due to the presence of high levels of phenolics.     

土石山区不同植物土壤水分利用方式对降雨的响应特征

植物的水分利用特征对浅层土石山区的植被恢复具有重要意义.本研究利用稳定同位素技术,通过采集降雨后丹江鹦鹉沟小流域侧柏和玉米的植物样及其植物根系周围的土壤样品,分析其氧稳定同位素特征,研究土石山区侧柏和玉米两种不同植物的土壤水分利用方式对降雨的响应特征.结果表明: 侧柏和玉米的土壤水分利用方式对降雨存在不同的响应特征.侧柏根系主要利用10～30 cm土层的土壤水分,而玉米主要利用0～20 cm土层的土壤水分.降雨量由29 mm减少至8 mm时,侧柏根系的主要吸水深度由20～30 cm减小到10～20 cm,玉米根系的主要吸水深度由10～20 cm转换为0～20 cm.降雨减少时,侧柏根系吸水的主要深度均由深层土壤向浅层土壤移动,而玉米的主要吸水深度由10～20 cm增加为0～20 cm.侧柏和玉米根系的土壤水分利用方式对降雨的响应特征较为明显.     

兰州市南北两山5种典型人工林凋落物的水文功能

结合野外实地观测和室内浸水试验,对兰州市南北两山5种典型人工林(侧柏林、刺槐林、新疆杨林、侧柏+刺槐混交林、新疆杨+刺槐混交林)凋落物的持水特性进行研究。结果表明: 不同林分类型凋落物的蓄积量在13.50～47.01 t·hm^-2,依次为新疆杨+刺槐混交林＞侧柏+刺槐混交林＞侧柏林＞刺槐林＞新疆杨林。除侧柏林外,其他林分类型的半分解层蓄积量所占比例均高于未分解层。凋落物最大持水率在190.8%～262.7%,新疆杨+刺槐混交林最大,侧柏林最小。凋落物最大持水量在35.29～123.59 t·hm^-2,依次为新疆杨+刺槐混交林＞侧柏+刺槐混交林＞刺槐林＞侧柏林＞新疆杨林。凋落物的吸水速率在浸水0～1 h直线下降,1 h后降幅减缓,未分解层凋落物吸水速率小于半分解层。最大拦截量和有效拦截量(深)均为新疆杨+刺槐混交林＞侧柏+刺槐混交林＞侧柏林＞刺槐林＞新疆杨林,且新疆杨+刺槐混交林有较高的有效拦截率,表明新疆杨+刺槐混交林在兰州市南北两山有较好的保持水土和涵养水源能力。     

乡土风箱果和紫叶风箱果叶片光合特性对土壤干旱的响应

研究叶片光合气体交换参数和叶绿素荧光参数对土壤干旱的响应,分析濒危的乡土风箱果和引种紫叶风箱果的抗旱能力及其差异.结果表明: 土壤干旱第7天时,紫叶风箱果叶片明显失水萎蔫,而乡土风箱果却有较高的叶片含水率和水分利用效率.土壤干旱降低了2种风箱果叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,紫叶风箱果降低幅度明显大于乡土风箱果.土壤干旱7 d时,紫叶风箱果叶片的胞间CO₂浓度(C_i)高于未干旱处理,而乡土风箱果C_i低于未干旱处理.乡土风箱果叶片的电子传递速率(ETR)和光化学淬灭系数(q_P)明显降低,而PSⅡ反应中心光能捕获效率(F_v′/F_m′)没有发生明显变化;但是紫叶风箱果叶片的F_v′/F_m′、ETR和q_P均明显降低,并且其降低幅度大于乡土风箱果.土壤干旱7 d时,乡土风箱果叶片OJIP曲线上J点的相对可变荧光(V_J)没有发生明显变化,而紫叶风箱果叶片V_J明显增加.紫叶风箱果的叶片碳同化能力和PSⅡ功能对土壤干旱的敏感性明显大于乡土风箱果,土壤干旱降低乡土风箱果光合能力的原因以气孔因素限制为主,而紫叶风箱果以非气孔因素限制为主.     

辽西樟子松人工林净生态系统碳交换

樟子松是三北地区造林的主要树种之一,研究樟子松人工林净生态系统碳交换(NEE)及其影响要素对理解我国人工林碳平衡有重要意义。本研究以辽西樟子松人工林为对象,采用涡度相关系统及其配套设备于2020年对樟子松人工林NEE和环境要素进行了原位连续观测。结果表明: 在0.5 h尺度上,1—12月夜间为碳源,白天为碳汇,且受干旱影响5—8月下午碳吸收受到明显抑制。在日尺度上,受干旱影响,控制夜间NEE季节动态的主要要素为土壤温度和土壤湿度,控制白天NEE季节动态的主要要素为土壤湿度和饱和水汽压差;土壤干旱时降水可促进夜间和白天NEE,并导致光合呼吸参数升高。在月尺度上,白天NEE与表观量子利用效率和最大光合速率均呈显著负相关,当空气温度小于5 ℃时,10 ℃生态系统呼吸和生态系统呼吸温度敏感性随空气温度降低而呈线性增加。2020年辽西樟子松人工林NEE积累量为-145.17 g C·m^-2,表现为弱碳汇。