上海农作物种质资源数据库的设计和构建

随着农作物种质资源数量的不断增加,种质资源交流的日益频繁以及种质资源利用的逐步深入,农作物种质资源数据库的建设对农作物的应用研究和基础性研究至关重要。上海市农业生物基因中心借助于本中心保存的近21万份种质资源的信息,开发了一套上海农作物种质资源数据库,本文主要阐述了该数据库设计和构建的目的、原则和数据库的架构、运行环境以及主要功能模块。上海农作物种质资源数据库采用了B/S结构,平台系统利用多层逻辑架构实现了对农作物种质资源数据信息的收集、存储、查询、统计分析等功能。外部用户通过浏览器即可访问平台系统,浏览查询种质资源信息。内部管理员可使用平台的受限功能,需要认证成功后才可使用后台管理功能,实现对整个平台数据的管理。注册用户还可通过基因资源数据库提交引种申请,管理员结合管理信息系统实现对外供种全流程的网络化,借此可提高工作效率,增加工作流程的透明度。     

环境变异对青稞热稳定蛋白质含量及蛋白质Z的影响

热稳定蛋白是衡量麦芽品质的重要指标,为探明青稞籽粒和麦芽热稳定蛋白的含量、蛋白质Z的组成特征以及影响条件。本研究以3份青稞和1份对照大麦品种Gairdner为试验材料,对青稞籽粒及其麦芽的热稳定蛋白进行分析与鉴定,研究了不同生态环境下青稞热稳定蛋白质含量和蛋白质Z的组成特征,同时筛选出了优异啤用品质青稞品种(品系)。结果表明,青稞发芽温度为20℃,发芽时间为72 h,培养溶液PH为5时,发芽及焙焦条件下最有利于青稞热稳定蛋白总含量及蛋白质Z的累积。利用该发芽条件筛选种植于西宁、湟源和海晏的青稞资源,发现种植于西宁的青稞种子和发芽后热稳定蛋白质总含量最低,但是焙焦后热稳定蛋白质和蛋白质Z含量最高;同时从150份青稞资源中筛选出热稳定蛋白质含量及蛋白质Z条带清晰、含量高的优异资源15份。本研究结果为酿造青稞品种选育、啤用青稞和麦芽质量评价指标提供理论依据。     

基于染色体置换系的普通野生稻耐盐性QTL定位

本研究分别利用SSR标记、InDel标记以及简化基因组测序技术对一套以普通野生稻为供体亲本,9311为受体亲本的染色体置换系进行基因型鉴定,并通过对其不同生育期的耐盐性鉴定,共发掘2个与发芽期耐盐相关的QTL,13个与苗期耐盐性相关的QTL。其中与苗期存活率相关的QTL qSSR5.1、苗期耐盐等级相关的QTL qSSG5.1均被定位于同一位点,该位点对苗期存活率、苗期耐盐等级均具有增效作用,贡献率分别为6.36%、8.13%。在此QTL内包含与非生物胁迫相关基因OsDi19-1。经序列比对发现,OsDi19-1启动子区域在两亲本间存在较大差异,且受到盐胁迫时该基因表达量上升。同时,鉴定出水稻芽期耐盐的优异种质资源CSSL72、苗期耐盐的优异种质资源CSSL23、CSSL153,为水稻育种中耐盐性的改良提供了新的种质资源。     

一种无孢灵芝菌丝体的活性成分

利用制备型高效液相、凝胶层析、制备型薄层色谱等方法对无孢灵芝龙芝2号的固体发酵菌丝体进行分离纯化,通过波谱分析,化合物分别鉴定为灵芝酸P（1）,灵芝酸T1（2）,灵芝酸Mk（3）,灵芝酸S（4）,灵芝酸T（5）,ganodermanondiol（6）,灵芝酸Me（7）,5α, 8α-epidioxyergosta-6, 22-dien-3β-ol（8）,灵芝酸R（9）,lanosta-7, 9(11), 24-trien-3α-hydroxy-26-oic acid（10）,ganodermenonol（11）。其中灵芝酸T1为首次发现的天然产物。体外细胞实验证实,11种化合物对肿瘤细胞L1210的增殖均有很强的抑制作用,其增殖抑制的IC₅₀值均在39.69μmol/L以下。     

桔黄赛多孢菌胞外胰蛋白酶的酶学特性

桔黄赛多孢菌Scedosporium aurantiacum是慢性肺病患者的常见呼吸道定植菌,在免疫缺陷人群中可引起侵袭性感染,致死率高,但由于致病机理不明,目前仍然缺乏有效的防控手段。我们在前期研究中,通过差异蛋白组学及酶工程技术发现分泌胰蛋白酶是桔黄赛多孢菌的潜在毒力因子,目前对这种蛋白酶的遗传信息、结构及致病机制并不清楚。本研究用Superdex S-200分子筛和DEAE-Sepharose离子交换两种填料将这种蛋白酶分离纯化出来,通过酶谱验证了纯化效果。进一步研究发现,这种胰蛋白酶对bFSR、bLSTR和bEKK 3种底物的水解性能最佳,对zFR和bzLR的水解性能最差。酶解最快的反应所对应的K_m为6.09μmol/L,V_max为13.01μmol/L/s,K_cat为23.65/s;酶解最慢的反应所对应的K_m为29.94μmol/L,V_max为11.35μmol/L/s,K_cat为20.63/s。研究结果对于填补赛多孢菌毒力因子研究的空白、针对毒力因子开发新型的抗真菌药物和治疗方法都具有重要意义。     

荷叶离褶伞子实体化学成分

本文对祁连山野生荷叶离褶伞Lyophyllum decastes子实体的化学成分和生物活性进行研究。采用硅胶色谱、高效液相色谱等多种方法进行分离纯化得到8个化合物,通过MS、NMR和电子圆二色谱 （ECD）等方法确定了化学结构,其中有4个为聚炔类化合物。化合物1作为天然产物系首次报道,其相绝对构型是通过比较ECD的方法确定。对所得聚炔类化合物应用细胞模型进行抗氧化活性（CAA）指标检测,化合物1-4均呈现一定抗氧化活性,其中化合物1的抗氧化活性最强,其EC₅₀为(24.73±6.12)μmol/L。聚炔类化合物1-4为荷叶离褶伞首次报道成分,可作为祁连山野生荷叶离褶伞HPLC-DAD化学表征参考化合物。     

基于文化与政治生态学的社会生态系统演进机制研究 ——以杭州与西湖为例

科学认识社会生态系统演进机制是对其进行有效管理的重要基础。以文化与政治生态学为理论基础,提出适合杭州—西湖社会生态系统的综合研究框架,识别了杭州—西湖社会生态系统的5个演进阶段,并分析出系统演进中的3种潜在状态。自然、政治、经济以及社会驱动力是影响杭州—西湖社会生态系统的主导因素,人类行为影响整个生态系统中扰动的频率、大小和形式并改变西湖生态系统的结构与功能,进而影响西湖为城市提供生态系统服务的潜能。在不同历史时期,基于自然、社会、经济、文化等多层面的需求,西湖在不同系统状态下为城市供给不同类别和质量的生态系统服务,总体而言供给与调节服务比例逐渐下降,文化服务逐渐上升,并且后者逐步成为最主要的生态系统服务类别。杭州与西湖在长期的互馈共生中建立了社会生态系统的自适应性调节机制,其背后的生态智慧可为现代风景园林规划提供重要启示。     

白腐真菌血红密孔菌漆酶复合酶预处理烟梗丝的响应面法优化

烟梗是烟草工业的重要副产物,也是宝贵的自然资源。本研究首先利用白腐菌漆酶对烟梗丝进行预处理,提升了添加烟梗丝的卷烟品质;然后分别以木质素、纤维素、半纤维素和果胶的降解率为响应值,采用Box-Behnken设计建立方程模型,对漆酶、纤维素酶、半纤维素酶和果胶酶组成的复合酶预处理烟梗丝条件进行了优化。结果表明：每100g烟梗丝加入30U漆酶,在料液比为35%、温度为30℃、酶解pH为5处理48h的条件下预处理的烟梗丝对提升卷烟品吸效果最佳,烟梗丝中木质素、纤维素、半纤维素和果胶的降解率分别为20.16%、15.10%、7.20%和12.40%;为获得与之相同的各组分降解率,响应面法优化漆酶复合酶最佳处理条件为：每100g烟梗丝加入漆酶14.72U、纤维素酶1.00U、半纤维素酶1.00U、果胶酶8.45U。验证发现烟梗丝各组分降解率实测值与理论值无显著性差异,且显微结构观察显示复合酶处理后的烟梗丝表面致密结构被破坏,孔洞数量明显增加。本研究获得的白腐菌漆酶预处理后的烟梗丝在卷烟中的添加能有效改善卷烟品质,且漆酶复合酶的使用大幅减少了漆酶的用量,降低了漆酶预处理烟梗丝的成本,为废弃烟梗生物质的资源化利用提供了重要依据。     

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。     

野生田头菇菌株的驯化及其子实体营养成分分析

采自湖南洞庭湖大通湖区芦苇湿地的野生菌株,经鉴定为田头菇Agrocybe praecox。通过驯化实现人工栽培,栽培原料以芦苇屑为主,使用液体菌种和覆土栽培方式,初潮菇平均生物转化率为45.6%。营养成分分析表明：以芦苇屑为栽培培养基,子实体中矿物元素含量分别为K（2 190mg/kg）、Fe（16.2mg/kg）、Mg（59.7mg/kg）、Ca（33.4mg/kg）,必需氨基酸含量占比高达44.85%,谷氨酸、蛋氨酸、天冬氨酸含量高,是一种高蛋白、低脂肪、高钾低钠的食用菌。