水土盐度与有机污染物对稻苗生长的交互影响

2017年,抚顺市望花区五老村部分水稻田,利用盐度和有机污染物指标不佳的杨柏河水灌溉后水稻秧苗出现不同程度的萎蔫问题。针对这一现象,本研究开展原位和模拟试验,以期揭示水土盐度和有机物对水稻幼苗生长的交互影响。原位测定显示,当地灌溉水(杨柏河水)和耕作(萎蔫田块)土壤的盐分超标,部分地块重金属汞和多环芳烃含量也超出相关农业标准。耕作土壤和灌溉水为变量的交叉模拟试验结果表明:利用萎蔫田块土壤插秧,灌溉自来水、模拟盐水、杨柏河水时水稻萎蔫率分别为0.67%、79.3%、89.7%;而利用周边未污染水稻田土壤插秧,相应的水稻萎蔫率分别为0、34.7%、42.3%。模拟盐水与杨柏河水的区别在于有机类污染物的含量;多环芳烃含量是两种试验土壤除全盐量外的主要差异。由此推断:长期低浓度含盐污水灌溉促使受灾田块耕作土壤盐分累积,在此条件下高盐度(0.35%)水灌溉,迅速提高土壤盐度至盐渍化水平(0.25%~0.58%),是水稻幼苗萎蔫的主要原因;而灌溉水中有机类污染物在表土中的累积与盐分对水稻幼苗产生共同胁迫,进一步加剧水稻萎蔫。     

两种油脂水平下DHA添加对鲤生长及脂质代谢的影响

为探讨饲料高油脂水平下二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic acid, DHA)添加对鲤(Cyprinus carpio L.)的营养作用, 以酪蛋白、糊精、纤维素、大豆油以及鱼用复合预混料等为饲料原料, 配制出6%与12%两个油脂水平的鲤饲料。以纯度为50%DHA制品分别替代该饲料原料中3%大豆油, 制成基础组、基础-DHA组、高脂组和高脂-DHA组4种精制试验饲料。将初始体重为(14.81±0.13) g的鲤360尾随机分为四组, 每组3个重复, 分别饲养于12个循环流水养殖缸中, 并将4组试验饲料分别饲养鲤74d, 最后采样, 检测鲤生长、生物学性状、体成分、血清理化指标、脂质代谢酶活性及组织形态学等指标。结果表明, 在6%油脂水平下, 基础-DHA组末尾均重、绝对生长率与相对生长率均显著低于基础组(P<0.05); 在12%油脂水平下, 高脂-DHA组绝对生长率显著低于高脂组(P<0.05), 而鲤末尾均重与相对生长率在两高脂组间无显著差异。基础-DHA组的饲料系数显著高于其他各组(P<0.05)。基础-DHA组鱼体肥满度最低, 该组腹脂指数与腹腔脂肪细胞面积也最低。在12%脂肪水平下鲤肌肉与肝胰及粗脂肪含量均分别高于6%脂肪水平组(P<0.05); 在6%与12%脂肪水平下, DHA添加组鲤肌肉粗脂肪含量均分别显著低于无DHA组(P<0.05); 鲤肌肉粗蛋白在各组间均无显著差异。在6%与12%脂肪水平下, DHA组鲤血清总胆固醇水平均分别显著高于无DHA组(P<0.05)。结果表明, 同一脂肪水平下3%DHA制品的添加对鱼类生长与及健康有负面影响, 这可能与DHA添加量偏高有关, 而提高饲料脂肪水平有减轻过高DHA所带来的不利影响。     

两种油脂水平下DHA强化对饥饿鲤体重及脂代谢的影响

饥饿是鱼类无法有效获取食物从而使机体呈现能量匮乏的特殊时期, DHA (Docosahexaenoic acid)作为大多数鱼饥饿后得以特别保留的高不饱和脂肪酸, 它对饥饿鱼体可能具有特殊的能量调控作用。为进一步探讨这一问题, 研究设计了以下饲养试验: 先在6%与12%两个油脂水平下分别添加3%DHA制品, 形成基础组、基础-DHA组、高脂组和高脂-DHA组共4组试验饲料。将尾均重为(14.81±0.13) g的鲤360尾随机分为4组, 每组3个重复, 每个重复30尾鱼, 分别用以上4组饲料对进行饲喂, 饲养74d后, 每个养殖缸随机余留6尾鲤(Cyprinus carpio L.)进行饥饿, 36d后检测饥饿鲤体重、生物学性状、体成分、血清生化指标等。结果显示: ①在同一脂肪水平下, DHA添加组饥饿鲤体重减重率均分别显著高于无DHA组(P<0.05); ②在2个油脂水平下DHA添加组饥饿鲤肝细胞直径均分别显著低于无DHA组(P<0.05); 鱼体肥满度、空壳比率等生物学性状在各组饥饿鲤间均无显著差异(P>0.05); ③在2个油脂水平下, DHA添加组饥饿鲤肌肉及肠脂肪含量均分别显著低于无DHA组(P<0.05), 而饥饿鲤肝胰脏脂肪含量在各组间均无显著差异(P>0.05); ④饥饿鲤血清生化指标在各组间均无显著差异(P>0.05)。结果表明, DHA添加组饥饿鲤体重、肝细胞直径以及肌肉及肠脂肪含量均呈显著下降趋势, 显示出DHA的添加未能协助鲤有效抵御饥饿等不良环境的胁迫。     

L-异亮氨酸高产菌选育及其培养基优化

旨在诱变选育L-异亮氨酸高产菌,并探索突变株最佳发酵条件。利用传统化学诱变结合常压室温等离子体生物诱变体系对实验室保藏的Brevibacterium flavum I-12进行逐级诱变,选育2-噻唑丙氨酸(2-TA)和磺胺胍(SG)高抗性和在琥珀酸平板上能快速生长的突变菌株。随后,在单因素实验的基础上,利用响应面设计优化出目的突变株摇瓶发酵培养基组分的最佳参数水平。结果显示,经过一系列诱变和筛选,成功选育出一株在40 g/L的2-TA和5 g/L的SG,且以琥珀酸为唯一碳源的培养基上快速生长突变株,命名为B. flavum TA-6,该菌株产酸达26.2±0.5 g/L,比出发菌株提高了44.75%,而副产物L-缬氨酸和L-亮氨酸积累量明显降低。经响应面法优化发酵条件后,突变株产酸可达27.8±0.5 g/L,比优化前提高了6.1%。通过传统化学诱变结合ARTP生物诱变体系,成功选育出一株杂酸降低的L-异亮氨酸高产菌TA-6,该菌株具有潜在生产应用价值。     

产L-苏氨酸重组大肠杆菌的构建和发酵性能

【背景】大肠杆菌由于生长性能优良、遗传背景清晰,常被用作苏氨酸生产菌。【目的】敲除大肠杆菌Escherichia coli THR苏氨酸合成途径的非必需基因,并异源表达苏氨酸合成必需的关键酶,构建一株苏氨酸高产菌株。【方法】利用FLP/FRT重组酶系统,敲除E. coli THR中lysC、pfkB和sstT,同时进行谷氨酸棒杆菌中lysC~(fbr)、thrE和丙酮丁醇梭菌中gapC的重组质粒构建并转化到宿主菌中。【结果】以E. coli THR为出发菌株,敲除其苏氨酸合成途径中表达天冬氨酸激酶Ⅲ (AKⅢ)的基因lysC、磷酸果糖激酶Ⅱ基因pfkB及苏氨酸吸收蛋白表达基因sstT,使菌株积累苏氨酸的产量达到75.64±0.35g/L,比出发菌株增加9.9%。随后异源表达谷氨酸棒杆菌中解除了反馈抑制的天冬氨酸激酶(lysC~(fbr))、苏氨酸分泌转运蛋白(thrE)及丙酮丁醇梭菌中由gapC编码的NADP+依赖型甘油醛-3-磷酸脱氢酶,获得重组菌株E. coli THR6菌株。该菌株积累苏氨酸的产量提高到105.3±0.5 g/L,糖酸转化率提高了43.20%,单位产酸能力提高到5.76 g/g DCW,最大生物量为18.26 g DCW/L。【结论】单独敲除某个基因或改造某个途径不能使苏氨酸大量合成和积累,对多个代谢途径共同改造是构建苏氨酸工程菌的最有效方法。     

添加山皮土和秸秆对铁尾矿基质性质及植物生长的影响

铁尾矿砂作为复垦基质是实现其资源化利用的有效途径。本研究以室内盆栽法探究山皮土和秸秆对铁尾矿基质性质及紫穗槐幼苗生长的影响。处理因素为山皮土添加比例(0%、25%、50%、75%、100%)和秸秆添加比例(1%、3%、5%)。结果表明:添加山皮土能降低基质容重、全P、速效P含量,提高了田间持水量、阳离子交换量、全K和速效K含量;添加秸秆降低了基质容重,提高了田间持水量、阳离子交换量、全N、全P、速效N、速效K和TOC含量。在紫穗槐生长效果上,添加山皮土提高了紫穗槐幼苗的株高、根长、地径、冠幅和生物量;添加秸秆使紫穗槐幼苗的株高、根长、地径、冠幅和生物量呈现先增大后减小的趋势(3%1%、5%)。综合分析表明,紫穗槐幼苗在3%秸秆+100%山皮土处理下生长情况最佳,而3%秸秆+50%山皮土处理的各个指标均与1%秸秆+0%山皮土处理差异显著(P0.05),紫穗槐幼苗生长状况良好。因此,在实践中,在铁尾矿砂中添加3%秸秆+50%山皮土作为复垦配方可以更大限度地实现铁尾矿砂资源化利用。     

不同链长脂肪酸对斑马鱼的性腺脂肪酸组成、繁殖力与仔鱼成活率的影响

将体质健壮的4月龄斑马鱼(Danio rerio)亲鱼[雄鱼(0.36±0.05) g/尾, 雌鱼(0.59±0.06) g/尾]雌雄各180尾, 随机平均分配在室内斑马鱼循环系统的18个养殖缸中。在斑马鱼基础饲料(对照组)中分别添加7 g/kg n-3HUFA (高不饱和脂肪酸, Highly unsaturated fatty acid)(HUFA组)及10 g/kg MCFA (中链脂肪酸, Medium chain fatty acid)(MCFA组), 制成3组等氮等脂饲料, 饲养90d后, 探究不同链长脂肪酸对斑马鱼的性腺脂肪酸组成、繁殖力和仔鱼成活率的影响。结果表明: (1)3组雌鱼性腺的脂肪酸组成均受到所饲喂饲料脂肪酸组成的影响, 其相关系数均在0.8以上。HUFA组雌鱼性腺中EPA和DHA的相对含量显著高于MCFA组及对照组(P<0.05), 而MCFA组与对照组之间无显著差异; HUFA组油酸的相对含量显著低于MCFA组及对照组(P<0.05), 而MCFA组与对照组之间无显著差异; HUFA组及MCFA组亚麻酸的相对含量与对照组之间均无显著差异, 但MCFA组显著高于HUFA组(P<0.05)。(2)HUFA组及MCFA组雌鱼的成熟系数、绝对繁殖力、体重与体长的相对繁殖力均显著高于对照组(P<0.05), 同时在雌鱼绝对繁殖力、相对繁殖力上, HUFA组显著高于MCFA组(P<0.05)。(3)将对照组雄鱼与各组雌鱼配对繁殖的结果显示, 分别与HUFA组及MCFA组雌鱼配对繁殖后的雌鱼的绝对产卵量、相对产卵量和仔鱼成活率均显著高于与对照组雌鱼的配对, 同时以上指标HUFA组雌鱼均显著高于MCFA组雌鱼(P<0.05)。将对照组雌鱼与各组雄鱼配对繁殖的结果表明, 与HUFA组雄鱼配对后其受精率均显著高于与MCFA组及对照组雄鱼的配对(P<0.05)。综上所述, 试验饲料显著影响斑马鱼雌鱼性腺的脂肪酸组成, HUFA及MCFA均可以促进斑马鱼雌鱼的繁殖性能和仔鱼成活率的提高, 在试验条件下, HUFA的效果更好。