重组酿酒酵母催化二氢大豆苷元生产雌马酚

雌马酚是大豆异黄酮的代谢产物,是一种天然的选择性雌激素受体调节剂,稳定性和生物学活性高。为实现雌马酚的微生物合成,采用模块途径工程策略,构建编码雌马酚合成关键酶基因 orf-1、orf-2和orf-3 的表达载体,成功用于转化酿酒酵母BY4741,得到工程菌株。结果表明,工程菌株有效表达了外源基因,并可将大豆异黄酮代谢中间体二氢大豆苷元转化为雌马酚。为构建从头合成雌马酚的微生物细胞工厂提供了重要科学参考。     

金樱根化学成分的研究

金樱根为三金片的主要成分,但目前对于金樱根的化学成分和药理作用研究甚少。为了阐明金樱根的物质基础和生物活性,该研究采用硅胶、Sephadex LH-20、MCI gel CHP 20P等柱色谱以及HPLC半制备等方法,对金樱根(Rosa laevigata)的化学成分进行研究。结果表明:从中共分离得到9个化合物,经过波谱数据分析结合文献对照分别鉴定为儿茶素(1),表儿茶素(2),rosamultin(3),sericoside(4),2α,3α,19α,23-tetrahydroxy-urs-12-en-28-oic acid-3-O-β-D-glucopyranosyl ester(5),kaji-ichigoside F1(6),β-D-Glucopyranosyl 3β,19α-dihydroxy-2-oxo-urs-12-en-28-oate(7),胡萝卜苷(8),β-谷甾醇(9),其中化合物2、4、5、7为首次从该植物中分离得到。该研究结果为金樱根在功能医药领域的开发利用提供了理论依据。     

三峡水库河流生境评价指标体系构建及应用

三峡水库建成蓄水后,库区支流因水位调度导致河流生境发生了剧烈的变化,消落带的形成使库区河流具有同自然河流截然不同的河流生境,新形势下库区河流生境评价十分必要。国内外现有的评价指标体系及评价方法不能够很好地适应这种特殊生境状况,急需建立或改进并形成新的评价指标体系和评价方法。基于此,分析了大量国内外河流生境评价方法,根据大型水库影响下的库区河流的生态环境特点,构建了包括水文情势、河流形态和河岸带生境3个方面18个指标的库区河流生境评价指标体系,并利用层次分析法(主观赋权法)和熵值法(客观赋权法)结合组合赋权法计算得到了各指标权重。使用新建立的指标体系和方法,以三峡库区支流东溪河、黄金河、汝溪河为例,进行河流生境质量评价发现,52.6%的样点河流生境质量处于优等或良好等级;42.1%为一般等级;5.3%为较差等级;没有最差等级的样点。结果表明,该评价指标体系适合库区支流河流生境状况的特殊性,得到的评价结果能较直观的反应河流生境状况,且操作便捷,数据易获得,具有较强的科学性和可操作性。     

不同分布区文冠果物候期的差异及其与地理-气候因子和结实性状的相关性

为明确文冠果(Xanthoceras sorbifolium Bunge)物候期的地理变异规律,在文冠果的主要分布区(内蒙古自治区、河北省和河南省)选择6个样地,采用定株观测方法,于2012年对文冠果的物候期进行观测,并分析了物候期与经度和纬度、气候因子和结实性状间的相关性.结果表明:在供试6个样地中,文冠果的芽萌动期、初花期、盛花期、末花期、展叶期、果速生期、果熟期、落果期、落叶期及总生长期均存在明显差异;其中,盛花期相差天数最多(40 d),果速生期相差天数最少(26 d).产自河南省三门峡市陕县(分布区南缘)的文冠果落叶期最晚,但其他各物候期均最早,总生长期最长(199 d);而产自内蒙古自治区赤峰市阿鲁科尔沁旗坤都镇(分布区北缘)的文冠果落叶期最早,但其他各物候期均最晚,总生长期最短(148 d).从结实性状看,6个样地文冠果的座果率和单位投影面积种子质量差异均较大,而种子含油率差异不明显;其中,产自河南省三门峡市陕县的文冠果座果率和单位投影面积种子质量均最低.相关性和回归分析结果表明:文冠果的大多数物候期间呈正相关,仅落叶期与其他物候期呈负相关;其中,除盛花期与果速生期无显著相关性外,花期的各物候期(初花期、盛花期和末花期)与果期的各物候期(果速生期、果熟期和落果期)均呈显著或极显著正相关.多数物候期与经度和纬度呈显著或极显著正相关,仅落叶期与经度和纬度分别呈显著和极显著负相关.总体上看,除落叶期外,文冠果各物候期与年均日照时数呈正相关,与其他气候因子多数呈负相关;其中,除果速生期和落果期外,其他物候期与年均温呈显著或极显著负相关.此外,仅总生长期与文冠果的座果率呈显著负相关,其他物候期与结实性状则无显著相关性.综合分析结果表明:文冠果的物候期呈现明显的地理变异规律,且气温是影响其物候期的主要气候因子.     

盐碱胁迫下羊草植硅体的形态变化

对6个不同盐碱度梯度环境的羊草(Leymus chinensis)群落中生长状况良好的羊草进行人工筛选, 选取其中长势相近、叶片大小一致的羊草叶片, 用湿式灰化法提取植硅体并对其进行分类和命名, 共统计植硅体3387粒, 鉴定出植硅体类型10类, 分别是平顶帽型、尖顶帽型、刺帽型、光滑棒型、刺棒型、似牛角棒型、尖型、板型、蜂窝状和其他类型。随着盐碱浓度的增加, 帽型、棒型、尖型、板型和蜂窝型都有不同程度的变化。帽型植硅体的百分含量都有不同程度的增加, 6组样品中同种形态植硅体的大小有一定差别, 植硅体的大小随着盐碱度的升高呈现出不同程度的变化, 总体上有增大的趋势。     

耕作方式转变对小麦/玉米两熟农田土壤固碳能力的影响

采用大田试验、室内分析与生产调研相结合的方法,研究了耕作方式对农田生态系统固碳能力的影响.结果表明：少、免耕以及秸秆还田等保护性耕作措施有利于土壤有机碳的累积;免耕秸秆还田（NTS）方式0～5 cm土层土壤有机碳累积量比传统耕作（CTA）方式高18.0%,旋耕秸秆还田（RTS）0～5和5～10 cm土层比CTA分别高17.6%和25.0%,而翻耕秸秆还田（CTS）方式10～30 cm土层土壤总有机碳累积量比CTA高31.8%;CTA转变为NTS后,源于农田投入的碳排放减少了54.3 kg·hm^-2·a^-1,而转变为CTS、RTS后,分别增加了46.9 kg·hm^-2·a^-1和34.4 kg·hm^-2·a^-1;综合土壤碳累积与农田投入碳排放可知,传统耕作转变为保护性耕作方式后可实现由“碳源”向“碳汇”的转变,而CTS、RTS、NTS 3种耕作方式中以RTS的固碳能力最强,达1011.1 kg·hm^-2·a^-1.     

不同施肥方式对土壤氨挥发和氧化亚氮排放的影响

采用密闭室间歇通气法和静态箱法对不同施肥方式(撒施后翻耕、条施后覆土、撒施后灌水)下的土壤氨挥发和氧化亚氮排放进行了研究.结果表明:不同施肥方式显著影响了土壤中的氨挥发和氧化亚氮排放.撒施后灌水处理明显促进了氨挥发,其最大氨挥发速率明显高于其它处理,氨挥发累计达2.465 kg N·hm-2.不同施肥方式下氧化亚氮排放通量存在显著差异(P《0.05),且峰值出现时间也不同.施肥后第2天,撒施后灌水处理达到峰值,为193.66 μg·m-2·h-1,而条施后覆土处理在施肥后第5天才出现峰值,为51.13 μg·m-2·h-1,且其排放峰值在3种施肥方式中最低.撒施后灌水处理的氧化亚氮累积净排放量达121.55 g N·hm-2,显著大于撒施后翻耕和条施后覆土处理.撒施后翻耕和条施后覆土处理能有效抑制氨挥发和氧化亚氮排放损失,是较为合理的施肥方式.     

在大肠杆菌中拓展合成途径合成异胡椒醇北大核心

天然异胡椒醇作为一种植物来源香料,具有很高的经济价值。目前国内外还未见利用大肠杆菌工程菌株转化生产异胡椒醇的报道。【目的】构建工程菌,采用生物合成方法获得天然香料异胡椒醇。【方法】对来自胡椒薄荷的细胞色素P450家族的柠檬烯-3-羟化酶(LIM3H)基因PM2进行改造,截短LIM3H的N端疏水区,分别添加17α短肽或2B1短肽增加其亲水性,采用CO差示光谱法检测LIM3H活性;将N端疏水区截短后的来自拟南芥(Arabidopsis thaliana)的NADPH-细胞色素P450还原酶基因(trATR)和修饰后LIM3H基因(Modi-LIM3H)融合后表达,最终以柠檬烯为底物进行全细胞转化。【结果】3种N端修饰LIM3H基因均检测到LIM3H表达和异胡椒醇生成,其中17α短肽修饰后的蛋白表达量最高,异胡椒醇产量达到1.94 mg/L。【结论】本研究在大肠杆菌中增加外源LIM3H与ATR,成功催化柠檬烯生成异胡椒醇,为天然异胡椒醇的生产提供了新的方法。     

“三生”空间视角下土地利用转型的生态环境效应及驱动力——以甘肃省为例

中国社会经济快速转型背景下土地利用变化所引发的环境问题被广泛关注。以土地利用现状遥感监测数据和统计资料为数据源，借助ArcGIS和SIMCA-P软件平台，基于"三生"空间视角，通过生态环境质量指数测度了1980-2018年甘肃省土地利用转型的生态环境效应，并运用偏最小二乘法揭示生态环境质量演变的驱动机制。研究发现：（1）"三生"空间结构演化和地域分异显著。生产、生活空间集中分布于河西走廊、陇中和陇东黄土高原并呈扩张态势；生态空间主要分布于陇南山地、甘南高原、祁连山地和河西走廊以北地带且整体呈缩减趋势；生产、生活空间的增长源于对生态空间的侵占。（2）生态环境质量改善和恶化趋势并存，整体上经历了先下降后上升的"U"形演化过程；空间上呈"东南高-西北低"的分布特征，空间格局演化具有明显的集聚性。（3）生态建设、科技进步等对生态环境改善具有明显的促进作用；而人口增加、社会消费水平提升在一定程度上加剧了生态环境压力；对外贸易对生态环境的影响具有双面性。