无花果果皮中花青素的提取工艺的建立

本研究使用单因素方法考察了无花果(Ficus carica L.)果皮中花青素的最佳提取条件,并考察了7种参数对花青素提取率的影响。参数设置如下:溶剂性质(水,甲醇,乙醇和丙酮)、提取次数(1~3次)、固液比(1/50,1/100,1/150和1/200)、提取时间(60 min,120 min,180 min和240 min)、甲醇浓度(0,20%,40%,60%,80%和100%)、酸类型(盐酸,乙酸,柠檬酸和酒石酸)和酸浓度(0,1%,2%,5%和10%)。使用pH-示差法测量无花果果皮中单体花色素的含量。研究显示,无花果果皮中花青素的最佳提取条件为:溶剂为甲醇溶剂,提取次数为2次,固液比为1/100,提取时间为180 min,甲醇浓度为80%,酸类型为柠檬酸,柠檬酸浓度为5%。该最佳提取条件下的花青素的提取率达到最高(345.62 mg/100g DS)。     

谷氨酸棒杆菌碱基编辑的条件优化

近年来,基于CRISPR/Cas9的碱基编辑技术因其具有不产生DNA双链断裂、无需外源DNA模板、不依赖宿主同源重组修复的优势,已经逐渐发展成为一种强大的基因组编辑工具,在动物、植物、酵母和细菌中得到了开发和应用。研究团队前期已在重要的工业模式菌株谷氨酸棒杆菌中开发了一种多元自动化的碱基编辑技术MACBETH,为进一步优化该方法,提高碱基编辑技术在谷氨酸棒杆菌中的应用效率,本研究首先在谷氨酸棒杆菌中构建了基于绿色荧光蛋白(GFP)的检测系统:将GFP基因的起始密码子ATG人工突变为ACG,GFP无法正常表达,当该密码子的C经编辑后恢复为T,即实现GFP蛋白的复活,结合流式细胞仪分析技术,可快速衡量编辑效率。然后,构建针对靶标位点的碱基编辑工具,经测试,该位点可成功被编辑,在初始编辑条件下碱基编辑效率为(13.11±0.21)%。在此基础上,通过对不同培养基类型、诱导初始OD600、诱导时间、诱导物浓度进行优化,确定最优编辑条件是:培养基为CGXII,初始OD600为0.05,诱导时间为20 h,IPTG浓度为0.01 mmol/L。经过优化,编辑效率达到(30.35±0.75)%,较初始条件提高了1.3倍。最后,选取原编辑条件下编辑效率较低的位点,进行了优化后编辑条件下的编辑效率评估,结果显示,不同的位点在最优编辑条件下的编辑效率提高了1.7–2.5倍,进一步证实该优化条件的有效性及通用性。研究结果为碱基编辑技术在谷氨酸棒杆菌中更好的应用提供了重要的参考价值。     

黄土高原降水年内分布差异对旱作果园蒸散特征的影响

天然降水是雨养农业区水文循环的主要驱动因子,在一定程度上决定着土壤水分生态环境,从而影响作物的蒸散特征。本研究通过分析静宁地区历年降水年内分布特征,明确了降水的集中趋势,在2018和2019年田间定位试验基础上,探究土壤水分随降水发生的变化过程以及果园蒸散特征对降水年内分布差异的响应规律。结果表明: 试验区历年降水集中度较高,集中期多分布在7和8月,8月所占比例达75%,且各年降水集中期出现的早晚变化较大。土壤水分对降水的响应主要集中在0～40 cm土层,深层水分只有在大雨量和连续性降水出现时才会发生明显变化。同为丰水年的情况下,2018年降水集中度高,集中期早,时间短,果树日耗水强度呈单峰结构,变幅较大;2019年降水分布均匀,集中期滞后,日耗水强度呈双峰结构,变幅小,大峰靠后。果树最大需水期历时长,2018年大雨的集中分布无法满足后期果树生理需水,果实产量受损,降水利用效率较2019年下降30.2%。黄土高原地区在苹果树幼果生长期往往会出现短暂干旱,影响果实品质,需加强该时段的水分管控。     

一株中温淀粉酶菌株的分离鉴定及其产酶条件分析

利用固体淀粉筛选培养基,从安阳市郊区面粉厂附近的土壤里分离筛选出1株产淀粉酶的菌株,编号为MF-3-2.经过菌株形态、革兰氏染色、16S rDNA鉴定及系统进化树分析,初步确定其为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis).摇瓶培养后对其酶学性质研究发现,该菌株淀粉酶的最适温度为65℃,最适pH值为6.0,在pH值4.8～6.0范围内仍能残余70％以上的酶活力.该菌株的最适生长温度为40℃,最适生长pH值为6.5.产酶条件优化结果表明:最适碳源为马铃薯淀粉,最适氮源为豆粕粉,最适碳氮比为1∶15,发酵温度30℃,发酵pH值6.0,装液量10％,种龄10h,接种量5％,转速200 r/min,48 h达到产酶高峰.通过发酵产酶条件优化,其淀粉酶活性达到86.8 U/mL,是优化前的35倍.另外,在酸性条件下还具有较好的活性.因此,该菌株的淀粉酶具有潜在的工业应用前景.     

表达条件对金属激活酶NAOase离子依赖的活性分析

N-乙酰鸟氨酸脱酰基酶为一种新型手性拆分酶制剂,酶活性依赖于Mg2＋、Mn2＋、Zn2＋及Co2＋ 中的某种金属离子。以高表达NAOase的重组菌DH10B/argE-pHsh为研究对象,考察不同培养条件下Mg2＋、Mn2＋、Zn2＋及Co2＋ 4种离子对重组菌的生长、酶的表达活性及表达量的影响。结果发现：同种离子在不同条件下对重组菌的生长影响不大,但对酶活性影响显著。4种离子在合适浓度时皆能提高酶活性,促进强度从高到低依次为Mn2＋、Mg2＋、Co2＋和Zn2＋。在TB培养基中,Mn2＋为15 mmol/L时：NAOase比酶活达到1 272.7 U/mL,是未添加时的4.67倍,激活作用显著高于其他离子。SDS-PAGE电泳实验表明4种离子的蛋白表达量基本相同。     

桑疫病病原拮抗菌的分离、鉴定及发酵条件优化北大核心CSCD

【目的】从健康桑树内生菌中分离获得对桑疫病病原菌(Pseudomonas syringae pv.mori)具有显著拮抗作用的菌株,优化其产生抑菌活性物质的发酵条件,为其生防利用奠定基础。【方法】从严格表面消毒的桑树根茎中分离内生菌,采用平板划线法纯化内生菌,用抑菌圈法筛选拮抗菌;根据菌株的形态与培养特征、生理生化特性、16S rDNA序列分析对其进行鉴定。通过单因素试验和正交设计试验优化培养基组分及发酵条件。【结果】从健康桑树中分离获得内生菌77株,其中,编号为SWg2的菌株对桑疫病病原菌具有强而稳定的抑制作用。菌株SWg2的形态与培养特征、生理生化特性和泛菌属(Pantoea sp.)相符,而16S rDNA序列分析结果显示它与成团泛菌(P.agglomerans)的亲缘关系接近。研究表明其最佳发酵配方和培养条件为:甘油(2.00%)、硝酸铵(2.00%)、KH2PO4(0.10%)和MgSO4·7H2O(0.15%),起始pH为7.5,装瓶量20 mL/100 mL,最适培养温度为28℃,转速为170 r/min,种子液接种量为4%,摇瓶培养5 d。【结论】经鉴定,对桑疫病病原具拮抗作用的桑树内生菌SWg2为成团泛菌(P.agglomerans),命名为成团泛菌SWg2。对其发酵条件进行优化后对桑疫病病原菌显示出更强的拮抗作用。     

黄粉虫抗菌肽在大肠杆菌中表达条件优化及活性分析

为了提高黄粉虫抗菌肽基因tmAMP1m在大肠杆菌中的表达量,研究了培养温度、诱导时间及IPTG浓度等不同条件对HIS-TmAMP1m融合蛋白表达量和活性的影响。通过Tricine-SDS-PAGE分析确定最佳表达条件,同时,通过琼脂孔穴扩散法检测其抑菌活性。结果表明,含有重组质粒的大肠杆菌在37℃,使用终浓度为0.1 mmol/L IPTG培养4 h时,融合蛋白表达量较高,可占细菌总蛋白40%以上,抗菌活性最好。用Ni2+亲和层析纯化获得较纯的融合蛋白,Western blotting分析表明其能与His单克隆抗体起特异性反应。诱导表达的融合蛋白对宿主菌生长产生一定程度抑制。融合蛋白经100℃煮沸10 h,在20℃反复冻融10次,与强酸强碱缓冲液、不同的有机溶剂和蛋白酶混合后都具有极强的稳定性,仍然表现出良好的抗菌活性。此外,最小抑菌浓度(MIC)测定结果表明,融合蛋白对5种菌具有良好的抗菌活性。研究结果为昆虫抗菌肽推广应用和进一步研究奠定了基础。     

小叶锦鸡儿灌丛下土壤水分对降雨的响应

以科尔沁沙地主要固沙灌木小叶锦鸡儿为研究对象,在其生长季次降雨21.5 mm后180 h内,利用TDR和微渗仪测量小叶锦鸡儿灌丛下不同部位的土壤含水量和土壤蒸发,并计算该灌丛下不同部位储水量和水量平衡.结果表明:降雨结束后初期,灌丛枝干的茎流作用使其根部的土壤含水量明显高于其他部位;灌丛根部水分的入渗速率大于灌丛中部和灌丛外缘.因冠幅的庇荫作用,灌丛下蒸发量小于灌丛外裸露沙地.水量平衡表明:小叶锦鸡儿灌丛下降雨后前期蒸散量明显高于灌丛外裸露沙地,与灌丛下根系的分布有直接关系.     

不同水分处理对甘蒙柽柳幼苗根系生长特性的影响

以1年生甘蒙柽柳幼苗为对象,采用人工壕沟挖掘法,对柽柳幼苗在不同水分处理条件下(干旱处理、适度灌溉、充分灌溉)根系生态学特征的季节变化进行了研究.结果表明,不同水分处理对柽柳幼苗根系生长影响显著,垂直根扎根深度和生长速率随着灌溉量的减小而增加.地面灌溉量的增加会导致根系分布的浅表化和根系消弱系数的减小,根系生物量与土壤深度呈显著负对数关系.不同水分处理条件下,7-10月的根/冠比平均值分别为0.43、0.60、0.90、1.12,其根、冠间存在典型的异速生长关系.根/冠比随土壤水分的减小而增加,且生长季后期大于初期.     

液态地膜覆盖对土壤水分有效性的影响

采用田间微区试验方式,观测和分析了液膜地表覆盖下土壤含水量、花生植株伸长速率、叶面积指数、叶片光合速率、水分利用效率及产量等指标,并利用隶属函数法进行数值转换后,对液膜覆盖的土壤水分有效性进行了分析.结果表明,液膜覆盖提高土壤含水量103％ ～ 167％,且随液膜浓度的增大有效性提高;不同土层间,花生耗水量差异显著,其中以土层深度为20 ～ 40 cm差异最大;液膜覆盖也明显提高了光合速率,增幅为1.9％～15.6％;叶面积指数提高0.3％ ～26.4％,改善了植株光合形态.综合全部指标表明,液膜类型为3号,液膜浓度为高水平时,覆盖效应最为明显.