亮斑扁角水虻Hermetia illucens L.幼虫能够转化有机废弃物如餐厨垃圾等,获得虫体蛋白可以生产畜禽和水产饲料,虫粪可作为优质有机肥.益生微生物在亮斑扁角水虻幼虫处理有机废弃物过程中扮演着至关重要的角色,然而乳酸菌对亮斑扁角水虻高效处理有机废弃物的促进作用却鲜有研究.本研究以亮斑扁角水虻幼虫为研究对象,通过添加不同的乳酸菌到亮斑扁角水虻幼虫处理人工饲料的体系中,评估不同乳酸菌菌株对亮斑扁角水虻幼虫转化人工饲料的影响,以筛选出能够提高亮斑扁角水虻幼虫存活率、转化率以及促进幼虫蛋白积累效果显著的乳酸菌并定义其为益生乳酸菌.通过将乳酸菌添加到亮斑扁角水虻幼虫转化人工饲料体系,初步筛选出3株亮斑扁角水虻益生乳酸菌L4,L7,L8.经过形态学观察、生理生化鉴定及16S rDNA序列分析后,确定L4为短促生乳杆菌,L7为啤酒促生乳杆菌,L8为植物乳植物杆菌.与空白对照组相比,益生乳杆菌L4,L7,L8的添加可以显著提高亮斑扁角水虻幼虫鲜重 5.93%,6.41%,9.43%;亮斑扁角水虻转化率也分别提高了 8.01%,7.18%,13.60%;物料减少率则分别提高了 3.47%,4.75%,6.28%.更重要的是,L4,L7,L8 对亮斑扁角水虻幼虫蛋白积累具有显著促进作用.与空白对照组相比,亮斑扁角水虻幼虫粗蛋白含量分别显著提高了5.14%,3.13%,4.70%;幼虫蛋白总产量分别显著提高了 14.40%,14.84%,17.63%.综上,本研究筛选、鉴定并评估了对亮斑扁角水虻幼虫具有益生作用的乳杆菌,不仅能提高亮斑扁角水虻幼虫对人工饲料的转化率,获得更多的虫体生物质,而且能够促进亮斑扁角水虻幼虫的蛋白积累提高虫体蛋白质含量,获得高品质的昆虫蛋白.研究结果对揭示亮斑扁角水虻与肠道微生物协同代谢营养物质的机制具有重要意义,并且在亮斑扁角水虻大规模转化有机废弃物中应用潜力巨大.

[目的]解析甘蓝型油菜种子硫代葡萄糖苷性状的重要遗传位点及候选基因,为甘蓝型油菜硫苷基因克隆和品种品质改良奠定基础.[方法]以甘蓝型油菜KN DH群体种子为材料,对在4个种植环境的种子硫苷含量进行QTL定位和候选基因分析.[结果](1)甘蓝型油菜种子硫苷含量变异系数较高且较为稳定,服从数量性状的遗传特点.(2)7 个一致性 QTL(cqGC.A9-5、cqGC.A9-7、cqGC.A9-9、cqGC.C2-9、cqGC.C2-10、cqGC.C9-5 和 cqGC.C9-6)为环境稳定表达 QTL,包括 3 个主效 QTLcqGC.A9-5、cqGC.C2-10 和 cqGC.C9-5).(3)在主效 QTL cqGC.A9-5 和 cqGC.C9-5 鉴定到 3 个候选基因(BnaA09g05480D、BnaC09g05620D 和 BnaC09g05810D),主要涉及硫苷生物合成途径中吲哚-3-乙醛肟、3-烷基-苹果酸的合成及硫苷的转运与分配.[结论]甘蓝型油菜种子硫苷含量为数量性状.3个甘蓝型油菜硫苷含量主效QTL被鉴定到,其置信区间候选基因的拟南芥同源基因参与硫苷合成途径中间产物合成及促进硫苷的转运与分配.

目的:按照药材质量控制必需的各项指标进行逐项研究,以便为桂千金子药材及饮片的质量标准制定夯实基础.方法:利用原植物鉴定、性状鉴定、显微鉴定寻找具有鉴别意义的特征,以3,3'-O-二甲基鞣花酸为指标成分,摸索薄层色谱鉴定法及高效色谱法条件,建立最佳定性和定量检测方法;同时实测10批药材的水分、总灰分、酸不溶性灰分以及浸出物等指标的含量范围.结果:筛选出桂千金子原植物、药材性状、显微组织、薄层色谱等不同层面的专属性特征;明确了其水分、总灰分、浸出物等指标的含量限度;建立了药材中的3,3'-O-二甲基鞣花酸成分的HPLC含量测定方法.结论:该研究结果可用于桂千金子药材的真伪鉴定和品质评价,为进一步开发利用瑶药桂千金子药材资源积累了重要的实验依据.

小麦穗发芽会造成小麦产量和品质的显著降低,近年来在黄淮地区逐渐加重,威胁我国、特别是黄淮区域小麦生产安全,抗性种质及功能分子标记的筛选和利用是减轻穗发芽危害的根本途径.本研究以多年田间自然鉴定的77份抗穗发芽种质及128份导入了 6个抗穗发芽种质的轮回群体创制的高代品系为材料,采用整穗发芽法和籽粒发芽法对穗发芽抗性进行鉴定和评价,明确穗发芽功能标记Vp1B3、Dorm-B1和PM19在抗性种质中的分布并评估其育种效果.结果表明种质资源中49.35％(38份)达到中抗水平,其中仅57.89％(22份)含有Vp1Ba或(和)Dorm-B1b抗性位点,西农172、Kalango、淮麦40、豫农186同时含有2个抗性位点;高代品系中36.72％(47份)达到中抗以上,其中87.23％含有抗性位点,17.02％(8份)同时含有2个抗性位点.抗性位点的累加可提升抗性水平.种质资源中不含有抗性位点的穗发芽率和发芽指数分别为36.65％和34.99％,而含有2个抗性位点的分别为18.17％和23.87％,高代材料也呈现相同的趋势.高代材料中达到中抗及以上水平的材料与其他材料之间含有的抗性位点数目存在显著差异,其中17.02％的中抗水平材料含有2个抗性位点,而未达到中抗水平的其他材料中仅有4.94％含有2个抗性位点,表明利用优异等位变异可显著改良抗性.本研究结合分子标记和表型鉴定进行抗穗发芽种质筛选,通过轮回选择进行种质创新,有望提升黄淮麦区的小麦穗发芽抗性水平.

氮素是影响玉米生长发育、产量和籽粒品质形成所必需的营养元素.为挖掘早期发育的玉米胚乳响应低氮胁迫的关键基因,揭示玉米胚乳抵御低氮胁迫的生理响应及分子机制,本研究在低氮和足氮处理下,对授粉后第6天的自交系B73玉米胚乳进行氨基酸含量、氨基酸衍生物含量分析和转录组测序.生理测定表明,低氮胁迫下,玉米胚乳中10种氨基酸或氨基酸衍生物含量升高,其中苏氨酸、β-氨基异丁酸、组氨酸、β-丙氨酸、赖氨酸含量升高程度最大,其升高范围介于71.1％～153.1％;而其余21种氨基酸或氨基酸衍生物含量降低,其中鸟氨酸、胱氨酸、天冬酰胺、苯丙氨酸、α-氨基丁酸含量下降程度最大,其下降程度范围介于51.6％～65.8％.转录组测序结果表明,与足氮处理相比,低氮胁迫下玉米胚乳中鉴定到3185个显著上调和2612个显著下调的差异表达基因.进一步检测到参与氮代谢途径和氰基氨基酸代谢途径的差异表达基因分别为12和9个,AP2/ERF-ERF、bZIP、WRKY差异表达转录因子家族成员分别为20、10和21个.这些候选基因可能是玉米胚乳抵御低氮胁迫响应的重要基因资源,其为玉米胚乳应答低氮胁迫的分子机制及耐低氮玉米新品种培育奠定基础.

大麦条纹病是对大麦产量及品质影响最为严重的病害之一,为探明我国不同来源的大麦种质对条纹病的抗性差异并挖掘与大麦抗条纹病相关联的候选标记,本研究利用97个SSR标记对137份大麦品种进行遗传多样性及群体结构分析,并结合抗性鉴定结果进行关联分析.结果表明,人工接种大麦条纹病菌后共鉴定出18份免疫、27份高抗、28份中抗、42份中感和22份高感大麦材料;在97对SSR引物中挑选出85对多态性较好的引物,85对SSR标记共检测到651个等位变异,平均每个标记为7.57个;SSR标记的基因多样性指数变幅为0.0401～0.8646,平均值为0.5799;多态性信息含量变幅为0.0393～0.8498,平均值为0.5155,137份大麦材料的遗传距离范围为0.1021～0.4807,平均值为0.2774;聚类分析及群体遗传结构分析均将137份大麦种质分为4大类群;根据一般线性模型(GLM,general linear model)共获得7个与大麦抗条纹病显著关联的标记(P＜0.05),解释率在5.80％～17.89％之间,其中标记EBmatc0039的解释率最高;标记EBmac77和MGB357与大麦条纹病抗性呈极显著相关(P＜0.01),二者在一般线性模型中解释率分别为6.07％和9.60％.本研究结果可为大麦抗条纹病育种提供参考.

目的 分析不同产地白术挥发性成分差异,为白术产地溯源、加工和品质评价提供科学依据.方法 采用顶空固相微萃取技术(HS-SPME)结合气相质谱联用技术(GC-MS),联合层次聚类分析(HCA)、主成分分析(PCA)和偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)法对不同产地11批白术挥发性成分进行差异分析.结果 从白术样品中共鉴定出30种挥发性成分,其中共有成分17种,占总挥发性成分含量的88.31％以上;不同产地白术8种挥发性成分含量存在显著差异(VIP＞1,P＜0.05),其中包含4种品质挥发性成分;浙江和河北白术特征品质挥发性成分为苍术酮,湖南白术特征品质挥发性成分为莪术烯、α-桉叶醇和大根香叶烯B,安徽和重庆白术特征品质挥发性成分为α-桉叶醇.结论 不同产地白术特征品质挥发性成分可为产地溯源、加工和品质评价奠定基础.

目的 研究药食同源植物丝瓜Luffa cylindrica MYB(LcMYB)基因转录因子家族成员的结构和功能,鉴定参与抗褐化作用的主要成员及其作用机制.方法 基于Pfam数据库及NCBI保守结构域分析,对丝瓜全基因组水平MYB转录因子进行鉴定.通过Expasy、MEME等在线工具分析LcMYB转录因子家族蛋白理化性质、顺式作用元件及保守结构域.然后利用MEGA软件构建系统发育树,分析丝瓜与拟南芥、苹果、番茄、茄子及马铃薯等植物MYB蛋白的系统发育关系.结合2个褐化敏感程度不同的丝瓜转录组,筛选了丝瓜褐化相关的关键MYB转录因子及其靶基因.结果 全基因组水平共鉴定到449个具有相似基因结构及保守基序的MYB基因,可聚类为4个亚家族(R1 MYB、R2R3 MYB、R3_MYB和R4_MYB),并在正反链均存在可能的顺式调控元件.靶基因及基因表达分析结果显示多个MYB及其靶基因尤其是多铜氧化酶相关基因可能在鲜切丝瓜的不同褐化阶段起重要的作用,是丝瓜褐化的关键调节因子.结论 系统鉴定了 LcMYB家族基因,并鉴定了可能参与丝瓜褐化的 MYB 基因及其靶基因,有助于进一步了解和丰富LcMYB基因家族的生理功能,并为进一步解析果实褐化调控机制,提高果实品质提供了候选基因.

目的 研究热风 40、50、60℃干燥,微波和冷冻 5 种不同干燥方法对番红花Crocus sativus去柱头花朵品质和成分的影响,以期开发出干燥效果好、效率高、成本低的产地加工方式.方法 采用UPLC-Q-Orbitrap HRMS对不同干燥方法番红花去柱头花朵物质基础进行对比,并结合主成分分析(principal component analysis,PCA)和正交偏最小二乘法-判别分析(orthogonal partial least squares method-discriminant analysis,OPLS-DA)进行差异分析;采用UHPLC-MS/MS法同时测定4 种差异黄酮类化合物含量;利用抗氧化试剂以评价不同干燥方法番红花去柱头花朵体外抗氧化活性.结果 利用UPLC-Q-Orbitrap HRMS从 5 种干燥方法番红花去柱头花朵中共鉴定出 59 个共有化合物,包括 1 种生物碱、6 种有机酸、11 种氨基酸、2 种核苷、33 种黄酮、5 种萜类、1 种香豆素类成分.PCA表明,不同干燥方法番红花去柱头花朵中化学成分存在差异;OPLS-DA筛选出 14 个共有差异化合物,以黄酮类和氨基酸类化合物为主.UHPLC-MS/MS定量分析结果表明,不同干燥方法番红花去柱头花朵中的山柰酚、山柰酚 3-O-葡萄糖苷、槲皮素、槲皮素 3-O-葡萄糖苷含量存在差异,以微波干燥样品中槲皮素含量最高,为(63.07±2.69)μg/g.不同干燥方法样品均表现出抗氧化活性,以微波干燥效果最为显著.结论 不同干燥方法明显影响番红花去柱头花朵的品质.热风干燥和冷冻干燥存在不同程度破坏番红花去柱头花朵内部结构的问题,且热风干燥过程有效成分易被氧化,其自身的抗氧化活性降低.微波干燥番红花去柱头花朵的色泽、总黄酮含量、体外抗氧化能力都具有显著优势,可考虑作为番红花去柱头花朵的产地加工的首选干燥方法,以支撑番红花去柱头花朵进一步的综合开发利用.

人参Panax ginseng为五加科人参属多年生草本植物,其主要活性成分为人参皂苷.在已报道的单体皂苷中,人参皂苷Rg1不仅药用功能广泛、含量丰富,且是《中国药典》中用于鉴定人参品质的主要单体皂苷种类之一.人参皂苷Rg1的生物合成主要催化途径目前已较为明晰,这为解析人参皂苷Rg1的生物合成与调控机制奠定了基础.但是人参皂苷Rg1的合成涉及其他复杂过程,可能还有许多调控基因及催化酶基因,需要进行更加深入、全面的研究.因此,该研究基于前期所得的344份四年生人参根样本的转录组数据库及其对应的人参皂苷Rg1含量表型,利用R语言中的DEseq2分析获得了随人参皂苷Rg,含量变化的217条显著差异表达基因,并在此基础上通过WGCNA获得其中的40条hub基因,进一步利用Pearson相关分析得到其中20条与人参皂苷Rg1含量显著相关的候选基因群,以上基因可注释到初级代谢、次生代谢等多个代谢过程中.随后通过在MeJA诱导的人参不定根中的表达分析,初步验证了其中16条基因响应MeJA诱导对人参皂苷Rg1生物合成的影响.最后从16条基因中随机抽取1条,通过遗传转化和荧光定量的方法进一步验证基因的功能,并确认该研究方法的合理性.以上所得结果将为人参皂苷Rg1的合成调控机制深入研究奠定基础,并为人参皂苷Rg1的工厂化生产提供基因资源.