重新设计与快速驯化创造新型作物

作物驯化和遗传改良对于产量性状的过分追求常导致其抗逆性和遗传多样性的降低,在全球气候变化加剧和自然灾害频发的大背景下,该效应使得世界粮食稳产和食物安全面临威胁,亟需创新育种策略。作物重新设计与快速驯化是指选用耐逆、品质营养等性状或其他目标性状优异的野生或者半野生植物,综合运用基因组学、基因编辑和合成生物学等方法,对其农艺性状进行重新设计,在保持其原有优异性状的前提下,快速驯化获得新型作物的全新育种策略。本文回顾了作物驯化的发展历程及其对农业发展和人类文明的贡献,着重阐述了育种策略创新的紧迫性,并对作物重新设计与快速驯化创造新型作物的可行性、最新进展和发展前景进行探讨和展望。     

扁藻多糖的性质及结构特征的研究

利用不同浓度范围的乙醇从培养至平衡期后的扁藻细胞内沉淀分离出不同组分的扁藻多糖级分,对其理化性质和结构特征进行了相应的测定和对比分析。结果表明,经过凝胶层析分离后,乙醇浓度在0%~50%范围时沉淀的扁藻多糖与乙醇浓度为50%~75%范围时沉淀的扁藻多糖相比,前者分子量大、糖含量高、其结合的蛋白质也多,但前者的溶解度和粘度小于后者。两个级分的扁藻多糖的官能团相似,均含有硫酸基和氨基,但其含量不同。所得结果为深入研究扁藻多糖的结构及其实际应用提供了实验依据。     

叉鞭金藻固定化培养的初步研究

以海藻酸钙为载体,初步考察了CaCl2浓度、胶球大小、密度及初始细胞密度等条件：对叉鞭金藻固定化培养的影响,确定了该藻固定化生长的优化条件;当藻细胞密度大于10^6cells/ml,CaCl2浓度为0.15mol/L,在50ml培养液中加入150个微藻胶球时,藻细胞的生长量最大。与游离的叉鞭金藻相比,固定化叉鞭金藻生长速度慢,但生长周期长。     

固定化海洋微藻对污水中Ni2+的吸附

采用海藻酸钠包埋小球藻和叉鞭金藻,制得含藻细胞的固定化胶球,用其对Ni^2 进行生物吸附,研究了固定化小球藻和固定化叉鞭金藻对污水中Ni^2 的吸附率。结果表明：对于同一种固定化微藻,处于对数生长中期时对Ni^2 吸附效果较好,且吸附过程主要在前4h完成;Ni^2 浓度越大,吸附率越高;固定化微藻比悬浮态微藻吸附率高;在相同的实验条件下,固定化小球藻比固定化叉鞭金藻吸附率高。     

小球藻去除水产加工废水中氨态氮的初步研究

目的：确定小球藻去除水产行业加工废水中氨态氮的优化环境条件,为利用小球藻处理此类废水的规模化发展提供基础的实验数据。方法：在静止摇瓶培养方式下,逐一改变废水与小球藻培养液的混合体系的初始pH、温度或光照强度等条件,定时测定体系的氨态氮含量,并根据其随培养时间的变化确定优化环境条件。结果：当小球藻藻液的初始浓度为1×10~6个/mL左右,且小球藻培养液与水产加工废水的配比为3：2时,小球藻去除氨态氮的优化环境条件为：初始pH 7．5、培养温度25℃、光照时间12h/d,光强5300k,此时氨态氮的去除率达到77%。结论：实验条件下小球藻能够较好地去除水产加工废水中的氨态氮,为小球藻规模化处理此类废水提供了基础数据。     

不同培养条件对海洋微藻多糖含量的影响

通过对不同培养条件下四种海洋微藻胞内多糖含量的测定,系统地研究了光照时间、温度、ＣＯ２的通入量及营养盐对微藻胞内多糖的影响,以探索其优化条件。     

小球藻对水溶液中Zn2+、Cd2+的吸附

对小球藻生物吸附Zn^2 ,Cd^2 的影响因素进行了研究,发现小球藻对Zn^2 ,Cd^2 的生物吸附主要经历了快速的物理吸附和缓慢的化学吸附两个步骤;pH值是影响Zn^2 ,Cd^2 生物吸附的一个重要因素,pH值为6-7时,小球藻对Zn^2 ,Cd^2 的去除率较高,在实验条件下去除率可达87%以上;研究还表明,小球藻干粉比新鲜藻能富集更多的Zn^2 ,Cd^2 。用Freundlich方程模拟吸附等温线,拟合良好。     

盐藻固定化培养的初步研究

以海藻酸钙为载体,考察了CaCl2浓度、胶球大小、密度及初始细胞密度等条件对盐藻固定化培养的影响,确定了该藻生长的优化条件：当藻 细胞密度大于10^6cell/ml,CaCl2浓度为0.15ml/L,注射用针头为6^#,在50ml培养液中加入150个微藻胶球时,藻细胞的生长量最大。     

自养条件下小球藻净化氮磷能力的研究

研究了在自养条件下,小球藻净化氮、磷的能力。实验结果表明,小球藻对氮、磷的吸收在开始的前12h内速度比较快,利用率达70％和60％左右;吸收氮、磷2d,利用率可分别达到75％和62％。低浓度的氮、磷组合有利于小球藻对氮的吸收,在磷浓度50～100mg／l范围内可以有效地吸收磷,吸收率接近60％。升高温度有利于小球藻对磷、氮的吸收。     

新月藻生物吸附Pb2+影响因素的研究

对新月藻生物吸附Pb^2 的影响因素作了初步研究,实验表明,在新月藻的指数生长期和静止期加入Pb^2 时,Pb^2 的去除率较高;当藻细胞密度一定时,随着Pb^2 浓度的增加,其去除率增大,当Pb^2 浓度一定时,随着藻细胞密度的增加,新月藻对Pb^2 的去除率增大;pH对Pb^2 吸附影响不大,在pH5-9的范围内,Pb^2 去除率在60%以上。