斑玉蕈‘闽真5号’的选育报告

斑玉蕈‘闽真5号’品种系以‘闽真3号’与‘白玉-01’作为亲本,通过原生质体单核化杂交育种技术选育获得。该品种菌盖白色,呈半球形,表面斑纹少而小。鲜菇蛋白质含量2.1%,氨基酸总量1.43%。示范栽培表明,‘闽真5号’菌丝最适培养温度20-27 ℃,子实体生长发育温度12-17 ℃,袋栽菌包培养周期为110 d,出菇周期为28 d,平均单袋产量635.17 g/袋。该品种具有栽培周期短、产量高、商品性状好等优良性状,适用于袋栽工厂化周年栽培。     

农杆菌介导的斑玉蕈遗传转化

【目的】将农杆菌介导的转化应用于重要的工厂化栽培食用菌斑玉蕈中,建立稳定的农杆菌介导的斑玉蕈遗传转化技术。【方法】将构建的双元载体pYN6982转入农杆菌LBA4404菌株中,以斑玉蕈SIEF3133菌株打碎的双核菌丝为受体材料,利用根癌农杆菌介导的转化方法进行斑玉蕈转化试验。【结果】经潮霉素抗性筛选、PCR鉴定以及有丝分裂稳定性试验验证,表明潮霉素磷酸转移酶基因(hph)已经整合到斑玉蕈的基因组中;转基因斑玉蕈菌丝在荧光显微镜下可以观测到绿色荧光,表明增强型绿色荧光蛋白基因(egfp)已经在转基因斑玉蕈菌株中获得了表达;通过PCR检测,随机挑选的8个转基因斑玉蕈菌株中有2个可以扩增出载体转移DNA(T-DNA)边界重复序列外的卡那霉素基因(kan)序列。【结论】获得了稳定遗传和表达的斑玉蕈转基因菌株,建立了农杆菌介导的斑玉蕈遗传转化方法。农杆菌介导的斑玉蕈遗传转化中,存在载体T-DNA边界重复序列之外的DNA序列转移到转基因斑玉蕈中的现象,有待进一步研究。     

斑玉蕈‘Finc-B-7’的选育报告

斑玉蕈‘Finc-B-7’品种是以‘Finc-B-3’菌株为亲本采用单孢自交育种技术选育的。新菌株具有十分清晰的大理石斑纹,经拮抗测试,显著区别于亲本菌株,适宜培养温度为18-23℃,最佳培养周期为70d,相应栽培周期为21d,平均单产为188g/瓶,是一个品质优良的斑玉蕈高产新品种。     

应用变色法筛选斑玉蕈优良杂交子

【目的】将变色检测方法应用于斑玉蕈优良杂交菌株的选育,缩短育种过程。【方法】采用分光光度计检测变色培养基的颜色变化,计算脱色率(D值)。【结果】变色检测培养基的颜色变化和脱色率(D值)是一致的,即培养基显示黄色时D值是正值,培养基显示蓝色时D值是负值。D值与斑玉蕈主要农艺性状具有紧密联系,D值是正值的菌株平均吃料速度比D值是负值的菌株快,单瓶产量和正常子实体数与D值呈正相关性,畸形菇数与D值呈负相关性。【结论】应用变色检测法可以快速简单地筛选出优良菌株,缩短斑玉蕈育种进程。     

斑玉蕈酸性磷酸酯酶的酶学性质研究

以斑玉蕈为材料分别从菌盖和菌柄中提取一种酸性磷酸酯酶（ACPase,EC.3.1.3.2）,进一步用硫酸铵沉淀分离,Sephadex G-200柱纯化,从菌盖中分离到3个酶组分,从菌柄中分离到4个酶组分,分别对菌盖和菌柄的酶Ⅰ和酶Ⅰ′进行聚丙烯酰胺凝胶（PAGE）电泳纯度鉴定,均呈现单一酶蛋白带。SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）测定酶Ⅰ和酶Ⅰ′的相对分子量均为65kDa,SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳及Sephadex G-75凝胶过滤测定分析,酶Ⅰ和酶Ⅰ′均为单亚基蛋白。紫外吸收光谱（UV）测     

信息素信号通路基因在斑玉蕈生长发育过程中的差异表达

为了更清楚地了解斑玉蕈菌丝成熟、原基形成和子实体发育的过程,本研究对不同菌丝培养时期的栽培瓶进行出菇实验,并对其不同培养时期和生长发育关键时期的信息素通路基因进行差异表达分析,以期揭示信息素信号通路基因参与调节斑玉蕈菌丝的生长、子实体形成和发育的作用。研究结果表明：斑玉蕈菌丝培养40-80d过程中,子实体产量呈上升的趋势,说明菌丝的成熟程度对产量会产生重要影响。对斑玉蕈基因组中的信息素信号通路基因进行分析鉴定共获得了8个关键基因。信息素通路基因差异表达分析表明：在菌丝培养40-80d过程中,大部分信息素信号通路基因在第60天时表达量最高,其中ste20、cdc24和ste12上调了4-20倍,而在第80天出现下降。从菌丝恢复到扭结形成原基和子实体发育的过程中,大多数基因在原基时期表达量最高,其中ste20、cdc24、ste11和ste12表达量上调最为显著,在子实体成熟期这些基因表达量下降。因此,这说明在菌丝营养生长过程中,在第60天菌丝细胞增殖生长最为旺盛,而在第80天菌丝细胞基本停止生长,菌丝也逐渐达到成熟。同时,在菌丝生殖生长过程中,斑玉蕈持续地上调信息素通路基因表达使菌丝细胞不断地分裂增殖,从而使新生的菌丝扭结形成原基,其中ste3、ste20、cdc24、ste11和ste12基因可能对斑玉蕈菌丝细胞的分裂增殖和诱导子实体形成起到关键的作用。     

精氨酸对斑玉蕈菌丝生长的影响

采用平板培养和基因表达等方法,研究了精氨酸对斑玉蕈菌丝生长的影响及其机理。结果表明添加1–2 mmol/L精氨酸能明显提高菌丝的生长速度。添加精氨酸促进精氨酸代谢,提高GCN2介导的翻译通路活力以及空泡氨基酸转运载体基因AVT3的表达。营养补充实验证实在营养匮乏的情况下,单一添加精氨酸能促进斑玉蕈菌丝良好生长。研究结果证实外源添加精氨酸能作为主要营养物质促进斑玉蕈菌丝生长。     

漆酶同工酶基因在斑玉蕈生长发育过程中的表达分析

为了探明漆酶在斑玉蕈生长发育过程中的功能,对斑玉蕈转录测序预测的13个漆酶基因序列进行分析、鉴定和构建分子系统发育树;检测了不同生长发育时期漆酶的活性和漆酶基因表达水平。研究结果显示：13个基因片段中有10个是漆酶基因。不同的漆酶同工酶之间进化关系存在明显差异,大多数漆酶与木腐菌（金针菇Flammulina filiformis和侧耳属Pleurotus）进化关系较近。对斑玉蕈不同生长发育时期的酶活检测结果显示,从斑玉蕈的菌丝恢复期到钉头期,漆酶活性逐渐升高,而在子实体形成后期酶活逐渐降低。对培养40d、60d和80d的菌丝样品以及不同生长发育时期的样品进RT-qPCR检测,结果显示在菌丝营养生长时期,大多数漆酶基因在第40-60天表达量持续增加1-3倍,而在第60-80天时表达量出现降低的情况。而在生殖生长时期,大多数漆酶基因在转色期或者原基期相对表达量达到最大值,并在子实体期出现降低,这与漆酶活性的检测具有一致性。lcc3、lcc7、lcc8和lcc9在斑玉蕈生殖生长过程中相对表达量出现了10-100倍的上调。这说明从菌丝培养到菌丝扭结形成子实体和子实体发育的过程中,不同的漆酶可能发挥着不同的作用,表达量较高的漆酶基因可能对基质降解和子实体形成起主要作用。     

不同营养条件下斑玉蕈菌丝生长及产酶特性

分析测定了不同营养条件下斑玉蕈菌丝形态特征、生长速度及产酶规律。低碳氮盐培养基上菌丝生长速度最快,但其菌丝非常稀疏,边缘不整齐,在整个生长阶段酶活力(包括漆酶、锰过氧化物酶、木素过氧化物酶、木聚糖酶、纤维素酶)较低,营养不足对该菌菌丝生长速度影响不明显,但对菌丝形态和酶活有很大的影响;低氮条件下最先产生木质素过氧化物酶,说明限氮条件可以刺激木质素过氧化物酶的产生;高无机盐条件下最先产生漆酶和锰过氧化物酶,但菌丝生长速度较慢,酶活性比较低,浓度过高会影响菌丝生长。结果表明,不同的营养条件对斑玉蕈的菌丝生长及多种酶活性有很大影响,这为斑玉蕈改变营养条件调节菌丝生长速度、菌丝形态以及基质降解提供了理论依据,同时对斑玉蕈栽培过程中基质的高效利用、缩短生产周期、降低生产成本具有重要的指导意义。     

斑玉蕈不同交配型的原生质体单核菌株差异分析

对2个斑玉蕈菌株进行了原生质体分离与交配型鉴定,并对不同交配型单核体的代谢特性进行了研究。结果表明,2个斑玉蕈菌株均出现2种交配型,2种交配型比例不一致,且2个菌株的两种单核体的分离比例均不符合1∶1分离比,交配型比例上出现明显的偏差现象。2个菌株中,不同交配型单核菌株的菌丝形态有明显差别,代谢过程中的菌丝生物量及发酵液的pH、还原糖含量和电导率均存在差异,表明在这2个菌株中不同交配型单核菌株的菌丝形态及代谢特性与交配型因子相关。     

真姬菇营养成分的测定与分析

测定了真姬菇子实体中粗蛋白、粗纤维、粗脂肪、水分、灰分、多糖、维生素、氨基酸和矿物质元素。结果表明,其粗蛋白、粗纤维、粗脂肪、水分、灰分、多糖含量分别为22．3%、3．2%、3．4%、91．7%、7．8%和5．5%;维生素B2、B6,VA、VE、叶酸、烟酸、生物素含量分别为15．8 mg/kg、92．0 mg/kg、1140．0 IU/kg、7．3 IU/kg、188 mg/kg、1640．0 mg/kg、＜3．1 mg/kg;测定了18种氨基酸,8种必需氨基酸占氨基酸总量的37．86%;矿物质元素Mn、K、Ca、Na、Mg、Se、P、Cu、Fe和Zn分别为45．3,25723．8,466．6,169．7,1308．0,65．7,571．0,11．8, 237．9,98．0 mg/kg。     

肥皂草素对斑玉蕈菌丝体抗氧化酶活性及相关基因表达量的影响

【目的】研究肥皂草素对斑玉蕈菌丝体的活性氧代谢、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性及其基因表达的影响。【方法】在摇瓶培养基中添加不同浓度的肥皂草素研究菌丝体在不同培养时间内活性氧代谢、SOD和CAT的活性及其基因表达的变化。【结果】添加肥皂草素后,在7?11 d内超氧阴离子及丙二醛(MDA)的含量整体较对照组有升高趋势,但是在13?15 d含量较对照又有所下降;肥皂草素处理的菌丝体SOD活性随着浓度的增加而逐渐增强(第9天除外),特别是在培养13?15 d更加明显;CAT活性同样随着浓度的增加而逐渐增强,特别是0.05 g/L实验组酶活性始终保持在较高的水平;不同浓度的肥皂草素都能使Mn-SOD基因、CAT基因的表达出现上调趋势,在0.05 g/L时,肥皂草素诱导Mn-SOD基因的表达与其活性的变化趋势基本一致,而CAT基因表达与其活性的变化并不一致,其活性可能受基因翻译后的修饰调控等因素的影响。【结论】肥皂草素的添加能够诱导SOD和CAT酶活性的增强及上调Mn-SOD、CAT基因的表达量,减缓菌丝培养后期活性氧和MDA的积累。     

覆土栽培食用菌的微生物病害防控

微生物病害问题会造成覆土栽培食用菌的产量和质量严重下降。防控微生物病害一直是食用菌研究和产业发展关注的热点,但常规的防控措施均存在局限性,尚难以在生产实践中有效地防控病害。本文列举了近年来常规的生物和非生物方法在覆土栽培食用菌微生物病害防控中的应用,对其特点进行了总结,并综述了近年来覆土栽培食用菌土壤微生物群落多样性研究的进展。基于此,提出了应用合成土壤微生物组来防控食用菌微生物病害的新策略,对构建和应用合成土壤微生物组面临的挑战和前景进行展望。这将有助于有效地防控覆土栽培食用菌的微生物病害和维系土壤健康。     

芒果炭疽菌研究进展

芒果炭疽病是芒果生长期和采后贮藏期的主要病害之一,严重影响芒果的产量和品质。本文从芒果炭疽病的症状、病原菌分类鉴定、生物学特性、侵染特性及致病机理等方面进行综述;针对芒果炭疽病症状复杂、我国芒果炭疽病病原菌未获详细而系统的研究,指出全面了解我国芒果炭疽病的病原菌种类及优势种群,明确我国芒果炭疽菌的致病力强弱,有助于研究该病的发生流行规律,为抗病材料的选育和抗病品种在田间的合理布局提供参考。提出对我国芒果炭疽菌的抗药性进行系统监测分析,可防止或减缓芒果炭疽菌对杀菌剂抗药性的产生,从而有效减少化学农药的用量,为研究芒果炭疽病绿色防控新策略、新方法和新药剂奠定基础。     

中国东北地区非点源污染研究进展

为掌握东北地区非点源污染研究动态和明确研究中存在的问题和不足,对近20年（1991-2008年）东北地区有关非点源污染研究成果进行检索、分类和统计分析,以便更好地进行区域水环境治理和污染防治.东北地区非点源污染研究总体呈增加趋势;研究内容包括水环境污染源调查分析与评价、污染负荷量化、机理探索、模型模拟和污染防治5类;研究对象包括氮、磷、泥沙、农药和重金属;经验方法估算污染负荷较多,机理模型应用成功实例较少;研究性论文中以农业非点源污染较多,城市非点源污染较少;治理措施停留在水土保持措施层面上,缺乏对水土保持措施的优选评价和对最佳管理措施的评价研究.目前,东北地区非点源污染研究处在理论探索阶段,非点源污染是否是主要污染源还存在争议.今后应着力于措施应用、评价和基础数据收集及区域非点源污染物的确定和污染负荷的量化研究;尝试新技术和多领域交叉合作,为区域水环境治理提供科学依据.     

鸡桑药共生模式库区土壤养分变化及流失风险

密云水库是北京市主要地表水源地,为了有效防控水源保护区坡耕地以氮磷流失为主的农业面源污染,开展污染防控植物篱种植区散养和单独喂养油鸡试验研究;采集两种模式区土壤和散养模式区饲用桑植物样品,测定氮磷钾养分含量,分析土壤养分变化规律及其流失风险,建立经济有效种养生态防控模式。结果表明,与对照相比,两种油鸡养殖模式区土壤有机质、全氮、速效氮磷钾及硝态氮含量都呈显著或极显著性地升高,促进了散养共生模式区饲用桑和药用植物的生长,增加了对土壤养分的吸收;受养殖密度的影响,60只/666.7m2高密度油鸡喂养模式区或散养集中活动区有机质、全氮、全磷含量显著高于散养活动较少低密度区;受地表径流的影响,散养共生模式区坡下部油鸡少活动区域土壤速效氮磷钾含量与上部活动较多区域相比分别升高20.3%、71.9%和21.9%。喂养模式区承载粪便氮磷环境负荷分别为189 kg/hm2和84.8 kg/hm2,超过欧盟农田氮限量标准170 kg/hm2和粪便年施磷限量80 kg/hm2,具有较大的流失污染风险;20只/666.7m2低密度散养模式区承载粪便氮磷负荷分别为75.6 kg/hm2和33.9 kg/hm2,远小于环境限量标准,具有较小的流失污染风险。饲用桑与药用植物间作植物篱种植区散养油鸡排泄粪便矿化分解提供了植物养分资源,促进它们的生长,形成发达根系系统又可有效阻截模式产生有机物和氮磷流失,同时该模式提供了散养油鸡饲料资源。以上结果说明,桑树/药用植物/低密度散养油鸡是一种有效的农业面源污染生态防控共生模式,资源循环利用效率高,生态环境和经济效益好。     

昆虫表皮蛋白基因研究进展

在昆虫表皮的发生、分化和昆虫躯体外部重要部位及器官的构建中,表皮蛋白是不可或缺的组成元素。本文在简要总结了目前昆虫表皮蛋白鉴定与分类方面研究的基础上,重点对近10年来昆虫表皮蛋白基因的时空表达模式、激素及转录因子对表皮蛋白基因表达的调控、表皮蛋白基因功能的研究进展进行了综述,探讨了其在害虫防治中可能的应用前景,旨在为进一步研究昆虫表皮蛋白基因及其潜在利用价值提供参考。目前报道的昆虫表皮蛋白序列已超过1 400条,分为12个家族,如CPR, CPF, CPFL和Tweedle等。经由蜕皮激素激活的相关转录因子（如βFTZ-F1和BR-C等）作用于表皮蛋白基因上游的顺式作用元件,开启或关闭基因,以调控表皮蛋白基因的表达。表皮蛋白基因在昆虫表皮整合,体形塑造,活动能力,抗逆与抗药性,以及先天免疫等生理现象和生理过程中有不可或缺的作用。因此,如果能够通过抑制关键表皮蛋白基因的表达,或将其从基因组中删除,以阻碍昆虫的发育或扰乱昆虫的繁殖能力,或可为害虫防治策略提供参考。     

Environmental assessment of enzyme assisted processing in pulp and paper industry

Background Aims and Scope  The pulp and paper (P&P) industry is traditionally known to be a large contributor to environmental pollution due its large consumptions of energy and chemicals. Enzymatic processing, however, offers potential opportunities for changing the industry towards more environmentally friendly and efficient operations compared to the conventional methods. The aims of the present study has been to investigate whether the enzyme technology is a more environmentally sound alternative than the conventional ways of producing paper. The study addresses five enzyme applications by quantitative means and discusses the environmental potential of a range of other enzyme applications by qualitative means. Methods  LCA is used as analytical tool and modelling is facilitated in SimaPro software. Foreground LCA data are production/company specific and collected from P&P technology service providers, specific P&P companies and P&P researchers. The background data on energy systems, auxiliary chemicals, etc. are primarily taken from the ecoinvent database. Results  The study shows that fossil energy consumption and potential environmental impacts (global warming, acidification, nutrient enrichment, photochemical smog formation) induced by enzyme production are low compared with the impacts that they save when applied in bleach boosting, refining, pitch control, deinking, and stickies control. Discussion  The general explanation is that small amounts of enzyme provide the same function as large amounts of chemicals and that enzymatic processes generally require less fossil energy inputs than conventional processes. Data quality assessments and sensitivity analyses indicate that this observation is robust for all processes except deinking, although the results are subject to uncertainty and much variation. Conclusions and Recommendations  The environmental improvements that can be achieved by application of enzymatic solutions in the P&P industry are promising. To get a greater penetration of enzymatic solutions in the market and to harvest the environmental advantages of biotechnological inventions, it is recommended that enzymatic solutions should be given more attention in, for instance, ‘Best Available Technology’ notes within the framework of the European Directive on Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC). ESS-Submission Editor: Roland Hischier (roland.hischier@empa.ch)