花生四烯酸产生菌高山被孢霉的高糖驯化研究

【目的】提高花生四烯酸(Arachidonic acid,ARA)产量,克服ARA产生菌高山被孢霉(Mortierella alpina)在长期的保存及使用过程中易受到外界条件影响发生退化,从而导致菌种耗糖量降低、影响菌种摄入营养的能力和不利于工业化生产的缺点。【方法】首先采用固体培养基驯化,将菌种逐级涂布于梯度高糖PDA平板(含糖量分别为2%、5%、7%、10%和15%)培养,挑选经固体驯化后能耐受10%高糖浓度平板的菌种,转接到两种含不同氮源的梯度高糖(含糖量分别为3%、4%、5%和6%)液体培养基中进行驯化,最后对驯化后的菌种进行2 L发酵罐放大实验。【结果】当培养基中以酵母粉为氮源时,驯化后菌体的最高耗糖量由3 g/(L.d)提高到12 g/(L.d);当培养基中以玉米浆为氮源时,驯化后菌体的最高耗糖量由7 g/(L.d)提高到12 g/(L.d)。摇瓶驯化实验结果表明以玉米浆为氮源驯化的菌种发酵效果较好,发酵罐实验结果显示菌体生物量为50 g/L,总油脂为18 g/L,目的产物ARA产量为8 g/L。相比未驯化之前的发酵结果,生物量和总油脂含量提高了近3倍,ARA产量提高了近4倍。【结论】经过高糖驯化,菌种的耗糖能力得到提高,生物量、总油脂及ARA的产量也都有所增加,从而可以使菌种在保存和使用过程中不易退化,保持稳定。     

暗腹雪鸡的繁殖及食性

暗腹雪鸡 Tetraogallus himalayensis 属国家保护动物,郑作新等(1978)、沈孝宙等(1963)对其生态仅有零星报道。1984年4月至 1989年 5月,我们在甘肃东大山(39°00′—39°04′N;100°45′—100°51′E.)、冷龙岭(39°34′—38°14′N;101°49′—102°22′E.)和野马山(39°40′—39°50′N;95°15′—95°45′E.)对暗腹雪鸡青海亚种 T.h.koslowi 的繁殖和食性进行了研究。 一、暗腹雪鸡繁殖期的生态分布 在东大山,暗腹雪鸡繁殖期主要分布于海拔 2 400—3 200m的亚高山草甸、山地草原和荒漠草原。其中,山地草原是营巢区,余为觅食区。冷龙岭植被与东大山相似,暗腹雪鸡的生态分布也类似。野马山植被单调,暗腹雪鸡仅分布于山地草原。     

高山被孢霉产花生四烯酸及其遗传改造的研究进展

花生四烯酸作为一种重要的多价不饱和脂肪酸,因其具有多种生理功能而被认为是潜在的食品添加剂和药物。近年来,利用高山被孢霉合成花生四烯酸已成为研究热点。前期相关研究主要集中在菌种选育及发酵调控方面。随着研究的不断深入,关于高山被孢霉合成花生四烯酸的代谢途径的研究取得了较大进展。以下简要概述前期工作进展,着重论述花生四烯酸合成途径的关键酶及其高山被孢霉的遗传改造的研究情况,包括生物合成花生四烯酸代谢途径、关键酶及其应用、高山被孢霉的遗传操作系统的构建以及遗传改造的应用,并对其研究前景进行了展望。     

温室栽培光强和光质对高山红景天生物量和红景天甙含量的影响

为探讨光强及光质对高山红景天(Rhodiola sachalinensis)生物量和红景天甙含量的影响。于2000年4月至6月在东北林业大学温室内以移栽于大兴安岭加格达奇圃地人工种植生长3a的高山红景天为材料,通过纱布遮荫及遮以不同颜色的滤光膜分别进行了光强、光质控制实验(处理45d)。随着光强的降低,高山红景天全株生物量、根生物量、根的红景天甙含量和产量以及叶中叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素的含量均有降低的趋势,但叶绿素含量变化很小,不同光强及对照之间的差异均未达到显著水平。相对光强为67．75％和44．71％的两种处理下的全株生物量、根生物量、根的红景天甙含量和产量差异不显著,它们的全株生物量和红景天甙含量与对照(全光照)的差异也不显著,但根生物量和红景天甙产量与对照的差异显著。当相对光强减弱至31．96％,全株生物量、根生物量、根的红景天甙含量和产量均大幅度下降,根冠比显著增加。4种滤光膜处理均使高山红景天的全株生物量及根生物量显著降低,蓝膜和绿膜处理的降低幅度大于红膜和黄膜处理的。红膜处理的红景天甙的含量和产量均高于对照,但黄膜、蓝膜和绿膜处理的红景天甙含量和产量则低于对照。通过计算去除4种滤光膜的光强因素,仅从光质的作用看。4种滤光膜处理仍是减小了全株生物量和根生物量,红膜和绿膜处理提高了红景天甙的含量和产量,而黄膜处理降低了红景天甙的含量和产量,蓝膜处理几乎没有效果。4种滤光膜处理均使叶绿素含量增加,但只有蓝膜处理的与对照差异显著。红膜处理不仅显著提高根中红景天甙的含量(为对照的3．42倍),而且对根生物量的影响较小(为对照的90．24％)。因而提高了高山红景天根的红景天甙产量,这意味着在生产上可能会有一定的实践意义。     

新疆罂粟属高山罂粟组分类研究

我国有罂粟属植物12种,新疆有10种,其中6种属于高山罂粟组。对新疆高山罂粟组植物的花葶进行了解剖研究,并用扫描电镜观察了花粉形态,结果表明,花葶中维管束的数量及排列方式在各种间存在着差异,可以作为一个鉴定特征。花粉上的小刺密度在放大12000倍时,在有种间存在着明显差异,可分类提供微观佐证。     

西南高山地区水分利用效率时空动态及其对气候变化的响应

水分利用效率是深入理解生态系统水碳循环耦合关系的重要指标。西南高山地区是响应气候变化的重点区域,研究西南高山地区水分利用效率动态及其对气候变化的响应,对于评估区域碳水耦合关系及对全球气候变化的响应具有重要意义。应用生态系统模型CEVSA(Carbon Exchange between Vegetation,Soil,and the Atmosphere)估算了1954—2010年西南高山地区水分利用效率(Water use efficiency,WUE)的时空变化,分析了其对气候变化的响应。结果表明:(1)西南高山地区1954—2010年水分利用效率均值为1.13 g C mm-1m-2。3种主要植被类型草地、常绿针叶林和常绿阔叶林的WUE分别为1.35、1.14、0.99 g C mm-1m-2。在空间分布上,WUE与海拔显著正相关(r=0.156,P0.05),而与温度则显著负相关(r=-0.386,P0.01)。(2)在时间尺度上,1954—2010年西南高山地区整体WUE降低趋势显著(P0.01),变动区间为0.83-1.46g C mm-1m-2,平均每年下降0.006g C mm-1m-2。整体WUE年际变化与温度呈显著负相关(r=-0.727,P0.01),与降水量相关性不显著;整体WUE下降主要原因是温度上升引起的ET增加速率大于NPP增加速率。(3)1954—2010年西南高山地区3种主要植被类型草地、常绿针叶林及常绿阔叶林WUE均显著下降(P0.01),下降速度分别为-1.03×10-2、-6.17×10-3、-1.37×10-3g C mm-1m-2a-1。西南高山地区76.3%格点WUE年际变化与温度显著负相关(P0.05),34.1%格点WUE年际变化与降水量显著正相关(P0.05)。草地和常绿针叶林WUE年际变化与温度显著负相关(r=-0.889,P0.01;r=-0.863,P0.01),与降水量相关性不显著。由于西南高山地区降水较为丰富,且过去57年降水变化不显著,因此该地区WUE的时空格局主要受温度变化的影响。1954—2010年期间温度升高造成的ET增加显著高于NPP的增加是该地区WUE下降的主要原因。未来需要获取更高空间分辨率的气候、土壤、植被数据,从而更加准确和精确地模拟西南高山地区水碳循环及其耦合关系对气候变化的响应。     

通气量对气升式反应器培养高山被孢霉生产花生四烯酸的影响

高山被孢霉具有很强的积累花生四烯酸(ARA)的能力,通过对30 L气升式反应器发酵过程的通气量进行调控,结果发现:通气量对高山被孢霉菌体生长、形态及ARA合成具有显著影响。中等大小的球形菌丝形态有利于菌体持续生长和油脂积累,ARA占总油脂的含量最高,而羽状菌丝形态菌体中总油脂含量和ARA含量均小于球形菌丝形态菌体中的含量。通气量为1.0 vvm(1 vvm为每分钟通气量与罐体实际料液体积之比)时有利于菌体保持良好形态和生长,通气量为1.4 vvm有利于发酵对数期后(72~168 h)ARA的积累。提出一种两阶段通气量控制策略,在气升式发酵罐中高山被孢霉的菌丝形态得到显著改善,ARA产量达到4.72 g/L,比对照提高了40.1%。     

高山红景天生长规律观察

高山红景天生长规律观察张卫东,秦佳梅,张增江（通化市园艺研究所,通化１３４００１）高山红景天（ＲｈｄｉｏｌａｓａｃｃｈａｌｉｎｅｎｓｉｓＡ;Ｂｏｒ。）为景天科红景天属多年生草本植物。是目前较人参、刺五加更为理想的滋补强身药。因资源贮量小,目前正大面积...     

高山姬鼠下丘脑神经肽表达量的季节性变化

为阐明高山姬鼠(Apodemus chevrieri)下丘脑神经肽表达量在季节性变化条件下对其体重调节的作用,测定了不同季节高山姬鼠的体重、体脂含量、食物摄入量以及血清瘦素浓度和神经肽Y(NPY)、刺鼠相关蛋白(Ag RP)、阿片促黑色素原(POMC)和可卡因-安他非明转录调节肽(CART)表达量。采用食物平衡法测定高山姬鼠的食物摄入量,体脂含量用索氏抽提法进行测定,采用实时荧光PCR仪测定下丘脑神经肽表达量。采用单因素方差分析或协方差分析进行检验,相关性采用Pearson相关分析。高山姬鼠的体重和体脂均出现了季节性变化,冬季较低,夏季较高。食物摄入量季节性差异显著,冬季较高,夏季最低。血清瘦素含量也出现了季节性变化,与体脂变化趋势类似,瘦素含量与脂肪含量呈正相关关系。下丘脑神经肽NPY、Ag RP、POMC和CART表达量季节性差异显著。食物摄入量与NPY和Ag RP负相关,与POMC和CART正相关。以上结果表明,高山姬鼠在季节性变化过程中冬季降低体重、体脂,增加摄入量来维持生存。瘦素通过作用于下丘脑神经肽基因来调节高山姬鼠的体重平衡。     

高山森林土壤微生物群落结构和功能对模拟增温的响应

将高山森林土壤装入PVC管中(土壤有机层在上、矿质土壤层在下)培养10周,以高山森林土壤年均温为对照,采用室内人工气候箱分别模拟增温2和4 ℃,研究土壤微生物群落和土壤酶活性对温度升高的响应.结果表明: 温度升高显著降低了土壤有机层中细菌、矿质土壤层中革兰氏阴性菌(G^-)PLFAs含量,但对土壤真菌无显著影响.温度升高引起革兰氏阳性菌和阴性菌比值(G⁺/G^-)升高,改变了微生物群落结构.增温对漆酶、β-葡萄糖酶、酸性磷酸酶和N-乙酰葡糖胺糖苷酶活性没有显著影响.土壤微生物群落之间呈现出协同增长的趋势,真菌、细菌、G⁺、G^-等微生物群落之间均呈显著正相关.土壤有机层中β-葡萄糖苷酶与土壤微生物群落对碳源利用的竞争,导致β-葡萄糖苷酶活性与土壤有机层细菌、真菌、G⁺呈显著负相关.高山森林不同土壤微生物类群对增温的响应不同,细菌比真菌对温度的响应更敏感,真菌对增温有一定的耐受能力.