甜菜BvBADH基因家族全基因组鉴定及其高盐胁迫下的表达分析

【目的】甜菜碱醛脱氢酶(betaine aldehyde dehydrogenase,BADH)是参与甘氨酸甜菜碱(glycine betaine,GB)合成的关键酶之一,在植物响应逆境胁迫过程中发挥重要作用。【方法】为探究甜菜(Beta vulgaris)BvBADH基因家族成员生物学功能及基因表达模式,本研究采用生物信息学方法,分析了蛋白质的理化性质、系统进化、基因结构、染色体定位、保守基序、蛋白结构、启动子顺式作用调控元件,并通过RT-qPCR对其在盐胁迫下的表达模式进行分析。【结果】共鉴定出9个BvBADH基因家族成员,含有9-15个外显子,8-14个内含子,平均氨基酸个数为516,平均分子量为55.84 kD,等电点为5.24-6.98。系统进化分析发现,高等植物BADH可分为3个簇,分别为簇Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,其中簇Ⅲ成员进一步分为簇Ⅲa和Ⅲb两个亚簇。BvBADH基因家族在3个簇中均有分布,分别含有3、1和5个成员。甜菜BvBADH基因家族主要含有胁迫响应元件、激素响应元件和生长发育响应元件,每个成员的顺式作用调控元件数量为13-21个。进一步对BvBADH在盐处理下甜菜叶片中的表达模式分析发现,100和150 mmol/L NaCl不同程度地诱导BvBADH基因家族成员的表达;但相比之下,它们在100 mmol/L NaCl处理下的表达量高于150mmol/L NaCl。【结论】BvBADH基因家族在甜菜响应盐胁迫过程中扮演着重要角色,为我国北方地区农作物抗逆性遗传改良提供优异基因资源。

甜菜碱对猪的“母子一体化”营养调控研究进展

甜菜碱是甘氨酸的三甲基衍生物,主要来源于甜菜及其副产物,作为甲基供体,能将同型半胱氨酸转化为蛋氨酸,并提供S-腺苷甲硫氨酸。甜菜碱具有促进生长发育、提高繁殖性能、增强机体免疫和抗氧化水平、调节机体代谢和改善产品品质等功能,其作为一种重要的营养添加剂已被广泛应用于畜禽生产中。母体的营养和健康状况对子代的生长发育和物质代谢至关重要。在养猪生产中,常利用“母子一体化”营养调控策略来提高母猪的繁殖性能,改善其子代的生长性能、肠道健康、免疫功能和营养代谢等。基于此,本文综述了甜菜碱在猪“母子一体化”营养调控中的作用及其潜在价值,旨在为甜菜碱在养猪生产中的应用提供依据。

雪莲菌发酵提高枸杞原浆甜菜碱含量的工艺优化及品质分析

该研究以混合菌种雪莲菌为发酵菌种,枸杞原浆中甜菜碱含量为指标,通过单因素试验和正交试验对雪莲菌发酵枸杞原浆进行工艺优化,并对发酵后的枸杞原浆进行品质分析。结果表明,最佳发酵工艺条件为雪莲菌接种量5%(m/V),发酵时间48 h,发酵温度25℃,此条件下甜菜碱含量为18.95 mg/mL,比未发酵枸杞原浆甜菜碱含量增加2.54倍,总酚含量为2.03 mg/mL、黄酮含量为0.68 mg/mL、总糖含量为11.92 mg/mL。雪莲菌发酵后枸杞原浆中共检测出65种挥发性成分,包括21种醇类、27种酯类、1种醛类、1种酮类、8种酸类、3种烷类、2种酚类和2种烯类,与发酵前相比新增24种,且醇类、酯类和酸类物质较发酵前显著性增加,挥发性成分总含量由8.94 mg/mL增加至39.76 mg/mL,为制备高品质枸杞原浆提供理论依据,为枸杞产业化深加工提供指导。

土壤施用TM36对甜菜幼苗的影响

【目的】为了探索不同TM36施用量(内含碳酸钙和缩节胺同系物等物质)对甜菜幼苗生长状况的影响。【方法】以甜菜品种‘KWS7748’为供试品种,进行土培试验,TM36施加量分别为0%、0.5%、1%、2%和3%,测量植株的生长指标、养分含量和一些生理指标,以及土壤养分含量、pH值。【结果】随着土壤中施用TM36比例的增加,甜菜幼苗的株高和茎长显著降低,茎粗、根面积和叶面积呈先上升后下降趋势,植株干鲜重差异不显著;植株的光合能力、叶绿素含量逐渐升高;植株全氮、全磷、全钾呈先上升后下降趋势;叶片中脯氨酸含量上升,根系中脯氨酸含量及植株中丙二醛含量呈先下降后上升趋势;施用TM36能够提高土壤pH、土壤中无机氮和有效磷含量,速效钾含量呈先减少后增加趋势。【结论】综合各项指标表明,土壤施用TM36对甜菜幼苗生长具有壮苗作用,施用浓度为1%时效果最佳。

两种昆虫生长调节剂类杀虫剂对甜菜夜蛾幼虫储存蛋白含量的影响

通过阴离子交换、凝胶过滤等方法对甜菜夜蛾5龄幼虫储存蛋白进行纯化,采用SDS-PAGE、ELISA等方法测定甜菜夜蛾储存蛋白动态变化,研究两种昆虫生长调节剂类杀虫剂甲氧虫酰肼和氟啶脲在亚致死剂量下对储存蛋白含量的影响。结果表明:甜菜夜蛾幼虫储存蛋白亚基分子量为85.1 ku。在5龄幼虫血淋巴中储存蛋白质量浓度随日龄逐渐增加,于5龄第3天达到最大值30.76 mg∕mL。低剂量的甲氧虫酰肼能够提高幼虫血淋巴中储存蛋白的浓度,处理48 h和72 h后,LC10处理组的储存蛋白质量浓度分别为19.27 mg∕mL和45.21 mg∕mL,显著高于对照组。高剂量的甲氧虫酰肼对甜菜夜蛾储存蛋白存在着明显的抑制作用,LC40处理组在72 h后,血淋巴中储存蛋白浓度仅为对照组的48.47%。氟啶脲LC10、LC40两个处理组的储存蛋白浓度在各个处理时间均低于对照组,特别是在处理48 h和72 h后,血淋巴中储存蛋白浓度显著降低,且氟啶脲浓度越高,影响越显著,LC40处理组在72 h后,血淋巴中储存蛋白浓度仅为对照组的26.77%。研究结果可为进一步揭示两种杀虫剂对甜菜夜蛾幼虫的毒力作用提供理论依据。

高效液相色谱-质谱法测定油藏地层水和土壤中甜菜碱型表面活性剂的样品处理

比较了测定油藏地层水和土壤这类复杂基质中3种甜菜碱型表面活性剂的样品净化方法。选用直接过微孔滤膜、活性炭固相萃取柱、碱性氧化铝固相萃取柱、HLB固相萃取柱、MCX固相萃取柱、WCX固相萃取柱,对10、50、100 mg/L质量浓度下的回收率对比分析,并结合高效液相色谱-质谱联用全扫描质谱图甄选较优净化手段。分析结果显示,采用混合型强阳离子交换柱(MCX固相萃取柱)进行净化提取后,用高效液相色谱-质谱联用法进行检测,3种甜菜碱型表面活性剂在质量浓度10~50 mg/L内与色谱峰面积线性良好,相关系数均达到0.99以上,检出限为0.01 mg/L。加标回收率为96.9%~100.5%,相对标准偏差为0.7%~2.1%(n=7)。该方法操作简单,特异性强,作为复杂基质中甜菜碱型表面活性剂净化最佳方法,为甜菜碱型表面活性剂的检测提供坚实的基础。

外源甜菜碱对铝胁迫下小麦幼苗生长及抗氧化能力的调节效应

为明确甜菜碱对小麦铝毒的缓解效应,以小麦品种济麦22为材料,采用水培方法,比较分析了铝胁迫下(400μmol·L^(-1) AlCl 3)不同浓度甜菜碱(0、1、2、4、8 mmol·L^(-1))处理后小麦幼苗生长、膜脂过氧化及活性氧代谢的差异。结果表明,铝胁迫抑制了小麦幼苗的生长,显著降低了幼苗的株高、根长及叶绿素含量,提高了丙二醛(MDA)含量及超氧阴离子自由基(O_(2)^(-)·)的产生速率;增施甜菜碱能缓解铝胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用,促进铝胁迫下幼苗株高和根系的伸长生长,提高叶片叶绿素含量和抗氧化酶活性,显著降低MDA含量及O_(2)^(-)·产生速率。综合来看,外施甜菜碱可通过调节活性氧代谢、抑制膜脂过氧化来缓解铝胁迫对小麦幼苗生长的抑制及生理损伤,本试验条件下以4 mmol·L^(-1)浓度的甜菜碱缓解效果最好。

外源甜菜碱对高温胁迫下生菜种子萌发的影响

本研究以生菜高温敏感品种“黑木耳”为试验材料,研究外源甜菜碱对高温胁迫下生菜种子萌发的影响。结果表明,高温胁迫下,经过甜菜碱预处理后的生菜种子发芽率、发芽指数和种子活力与对照相比均显著提高。对种子相关生理指标进行测定,发现丙二醛(MDA)、过氧化氢(H_(2)O_(2))和超氧阴离子(O_(2)^(·-))与对照相比含量显著下调,而脯氨酸(Pro)含量增加,同时过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)三种酶活性显著上调。说明高温胁迫导致生菜种子中活性氧(ROS)水平升高并引起过氧化反应从而抑制种子萌发,外源甜菜碱可以通过增强抗氧化系统、清除活性氧,以及累积Pro,进而提高生菜种子的耐高温能力,起到很好的种子引发作用。

长链烷基甜菜碱表面活性剂在驱油用油水界面行为的分子模拟研究

随着化学驱规模化实施,表面活性剂的需求量猛增,而甜菜碱型表面活性剂由于其优异的界面活性、抗盐性能及绿色环保等特点,是适合油田多场景开采的一类高效驱油剂。为从分子尺度探究长链烷基甜菜碱型表面活性剂的界面活性并解释提采机制,利用分子动力学模拟研究了不同疏水链长和亲水基团的甜菜碱型表面活性剂油水界面行为和微观分子构型。通过与实验数据相互验证,为宏观实验现象提供了微观分子层面解释,并归纳了长链烷基甜菜碱型表面活性剂的界面作用机制,为根据分子模拟界面迁移及分布规律进行驱油剂设计提供指导。

甜菜碱/AOS/Gemini季铵盐三元复合型泡排剂的研制与性能评价

泡沫排液技术是保障气井产量的重要手段,研发高性能的泡排剂极其关键。为适应高矿化度、高凝析油含量及高温等苛刻气井环境,以椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱(CHSB)作为主剂,α-烯基磺酸钠(AOS)和合成的Gemini阳离子表面活性剂CAGB作为辅剂制备了一种高效环保的三元泡排体系。结果表明,三元复配体系AOS/CAGB/CHSB在摩尔比为12∶3∶35、总量为20 mmol/L时性能最优,泡沫体积和半衰期分别达到360 mL和30.27 min;在含有30%甲醇的泡排剂溶液中,测得的携液率最高可达31%,发泡率为95%;在含有0%~50%凝析油的泡排剂溶液中,三元泡沫体系表现出良好的性能,其中在凝析油含量为20%时,测得的携液率最高可达38%,发泡率为95%;优选的三元复配体系AOS/CAGB/CHSB对盐离子耐受性较差,加入螯合剂(氨三乙酸三钠(NTA))后,三元复配体系在矿化度为150 g/L的溶液中仍能稳定发泡和携液;温度大于50℃时,泡沫的携液率也逐渐增加,温度在90℃时,携液率在95%以上。此外,通过表面张力测试、泡沫微观结构观察也证实了该泡排剂体系存在的协同效应使其起泡、稳泡和泡沫携液能力得到有效提升。

甜菜红素稳定性的研究

本文研究了影响甜菜红素稳定性的因素。实验结果表明,随着氧化剂、还原剂、pH的增加,甜菜红素吸光度降低,甜菜红素的稳定性变差。因此,甜菜红素可以用于冰激凌等低温加工的食品中。

我国甜菜土壤有效磷丰缺指标与适宜施磷量研究

【目的】甜菜是重要的糖料作物,土壤磷素供应和磷肥施用影响甜菜的产量和品质。为此,我们开展甜菜土壤有效磷丰缺指标与适宜施磷量研究。【方法】采用“零散实验数据整合法”建立我国甜菜相对产量与土壤有效磷含量回归方程。以“甜菜”“施肥”“磷”为主题词,在中国知网检索到相关论文44篇,剔除低质量试验数据后,共获得104组包含不施磷和施磷处理甜菜产量数据,及对应的土壤有效磷含量数据,建立不施磷甜菜相对产量与土壤有效磷含量之间的回归方程。参考“土壤养分丰缺分级改良方案”将土壤有效磷含量分为7级,将各节点不施磷甜菜相对产量带入建立的回归方程,计算出每个节点的土壤有效磷含量,作为甜菜土壤有效磷分级指标。采用“养分平衡—地力差减法新公式”,依据目标产量和磷肥利用率,计算了不同丰缺等级土壤的甜菜适宜施磷量。【结果】我国甜菜缺磷处理相对产量与土壤有效磷含量回归方程为:y=14.169 Ln(x)+46.679(R~2=0.3242,n=104,P<0.01)。我国甜菜土壤有效磷由高到低分为7个等级,对应的有效磷含量依次为≥44、22~44、11~22、6~11、3~6、1.5~3和<1.5 mg/kg。当甜菜目标产量为30~90 t/hm^(2)、磷肥利用率为15%~35%时,有效磷第1~7级土壤的适宜施磷量分别为0、13~90、26~180、39~270、51~360、64~450、77~540 kg/hm^(2)。【结论】鉴于收集采用的数据样本量大且来源于高质量试验,本研究建立的我国甜菜缺磷处理相对产量与土壤有效磷含量之间的回归方程具有很好的可信度,依据该方程确定了土壤有效磷丰缺指标,进而若干目标产量和磷肥利用率下不同丰缺等级土壤的甜菜适宜施磷量得以推荐。

甜菜碱型疏水缔合胶凝剂的制备及其性能评价

当前在碳酸盐岩酸化压裂改造中应用的主要添加剂(胶凝剂)逐渐不能满足储层改造的需要。为此,文中以N-甲基牛黄酸钠、烯丙基氯、棕榈酰氯和三乙胺为原料,在二氯甲烷溶剂中,通过两步法制备出一种含磺酸根离子和季铵盐的甜菜碱型疏水单体(TSM-16);并以TSM-16和丙烯酰胺(AM)为原料,采用自由基水溶液聚合法合成了一种新型胶凝剂(PAT),且与常规胶凝剂(PAA)进行了综合性能对比。结果表明,相较于PAA,由于PAT具有疏水链段和两性离子基团,它在酸液中表现出更优异的酸稳定性、热稳定性、剪切稳定性和缓速性能,在酸化压裂领域中具有良好的应用前景。

甜菜生产大幅波动的原因探究——基于199份农户调查问卷

2022/2023年榨季我国甜菜糖产量108万t,约占食糖产量的12%,比上年增长25%。甜菜作为我国重要的糖料作物,近几年种植面积和产量的大幅波动非常引人瞩目。为此,基于199份甜菜农户的调查问卷,探究甜菜种植面积和产量的影响因素就尤为重要,主要得出以下结论:(1)2022年受甜菜价格上涨提振,甜菜种植面积增加明显。其中,内蒙古受到轮作土地和成本限制,种植积极性不如新疆地区。2023年因缺乏轮作土地和成本上涨,甜菜扩种热情削减。从区域异质性来看,内蒙古受政策和轮作土地影响较大,新疆受成本和作物竞争影响较大。(2)甜菜收购价格是影响种植面积的最主要因素,其次是甜菜单产,甜菜成本变动对种植面积也产生较大影响。(3)影响甜菜成本的主要因素是地租和生产资料,生产资料成本主要受化肥和农药价格变动的影响。(4)竞争作物和粮食补贴对甜菜种植面积也带来明显影响。(5)甜菜单产主要受甜菜品种、化肥施用、轮作倒茬的影响。(6)从现存的问题来看,生产成本上涨过快最受关注,作物竞争和气候异常的影响也比较严峻。此外,甜菜户均生产规模明显提升,2022年户均甜菜规模41.67 hm2,较2018—2020年提升128.08%;机械化程度总体较高,仅育苗移栽机械化程度略低。规模经营提升和机械化程度较高使得甜菜农户种植行为更为理性,对甜菜比较收益的反应更为敏感。

娄彻氏链霉菌HM85的鉴定及其对甜菜的防病促生作用

由甜菜尾孢菌(Cercospora beticola)引起的甜菜褐斑病是一种广泛发生、危害严重的真菌性病害,严重制约了我国糖料产业的发展。为挖掘对甜菜褐斑病具有生防应用潜力的拮抗菌株,从内蒙古自治区呼伦贝尔黑土地采集甜菜健康植株根际土壤样本,通过梯度稀释平板法和对峙培养法进行分离、纯化、筛选,获得1株具有良好拮抗效果的菌株HM85。基于其形态学特征和生理生化特征,结合16S rRNA基因序列分析将菌株HM85鉴定为娄彻氏链霉菌(Streptomyces rochei)。平板对峙试验结果显示,菌株HM85对甜菜尾孢菌HB2-2-2菌株的生长有明显抑制作用,抑菌率为58.68%。盆栽试验结果表明,HM85在防治甜菜褐斑病的同时对甜菜植株具有一定的促生作用,株高、株鲜重、根长、根鲜重和根直径与对照组相比分别增加22.73%、20.47%、36.10%、32.52%和75.03%。由此可见,娄彻氏链霉菌HM85具有作为促生菌剂和生防菌剂的研发潜力。

水培甜菜苗期耐低磷性综合评价与种质筛选

为探究低磷胁迫对甜菜各生物量指标的影响,开发耐低磷品种,以40份甜菜品种为试材,分别施浇含100μmol/L和1μmol/L KH_(2)PO_(4)的1/2 Hoagland营养液,对供试甜菜种子进行了水培实验处理,培养30 d,测定根鲜质量、柄鲜质量、叶鲜质量、根干质量、柄干质量、叶干质量、SPAD、叶面积和根长9个生物量指标,采用隶属函数法对供试甜菜品种苗期耐低磷能力进行了综合评价.结果显示:9个生物量指标耐低磷系数存在不同程度的变异,变异系数范围在11.05%~29.54%;通过主成分分析提取了5个主成分因子,累积贡献率达90.87%;通过聚类分析,将40份甜菜品种分为高耐低磷型、耐低磷型、不耐低磷型和低磷敏感型4种类型,筛选出KWS7106,SM-412和F04-8FS 3个高耐低磷型甜菜品种;通过逐步回归分析得出9个生物量指标耐低磷系数可作为鉴定甜菜种质耐低磷性指标.研究结果可为甜菜耐低磷品种初步鉴定提供参考.

甜菜制糖生产零取水零排放优化技术研究

随着甜菜制糖工艺的不断发展,我国制糖效率得到大幅度提高,通过生产用水技术改造与优化,将传统使用新鲜水的用水单元全部用“冷却循环水”“上清液”和“中水”替代,实现“分质供水、一水多用、梯级使用、中水回用”。依托糖厂原有设备,新增建设竖流沉降池,在辐流沉淀池底排泥汁中加入絮凝剂,二次沉降后,“上清液”返回清水池,再利用脱泥板框进行压滤、滤液返回清水池的方式实现循环用水的再利用。通过这一改造,实现吨糖生产新鲜水用量降低到2.5 m^(3)·t^(-1)糖以下,实现制糖生产节能减排、低碳环保的目标。

甜菜纤维及果胶的应用浅析

甜菜中含有多种功能营养成分,其中含量较高的是属于食用纤维类的甜菜纤维和甜菜果胶,形成的天然胶体果胶具有良好的乳化、增稠、稳定和胶凝作用,也具有抗菌、止血、消炎、止泻、降血脂、抗辐射等作用。我国传统制糖工厂中对其提取利用的相关工艺应用较少,这些组分最终都富集在甜菜加工副产物中,因此甜菜功能组分提取及甜菜副产物高附加值利用也成为了行业目前亟需解决的课题,本文从甜菜纤维和甜菜果胶的化学结构、提取方法、基础性质及应用领域几个方面重点介绍,挖掘甜菜产业的发展潜能,这部分副产物的高附加值利用可以大幅增加产品的利润空间,也能对甜菜加工产业的上下游起到支撑作用,对产业带来实际效益提升,并创造显著的经济效益。

40份甜菜苗期耐低磷性评价及种质筛选

为耐低磷甜菜品种的选育提供参考依据,以40份甜菜为试材,利用砂培技术进行低磷胁迫处理,60 d后测定其根鲜重、柄鲜重、叶鲜重、根干重、柄干重、叶干重、SPAD和叶面积8个生物量指标,并采用隶属函数法对甜菜耐低磷性进行综合评价。结果表明:8个生物量指标的耐低磷系数存在不同程度变异,变异系数为5.25%~41.10%;通过主成分分析将8个生物量指标转化成3个综合指标,累计贡献率>93.07%;采用隶属函数法计算耐低磷性综合评价D值并对D值进行聚类分析,将40份甜菜品种分为高耐低磷品种、耐低磷品种、较耐低磷品种、低磷较敏感品种和低磷敏感品种5类。初步筛选出高耐低磷品种为KWS7194和KWS8120。

木醋液配施生物炭对盐碱土壤理化特性和甜菜产量及品质的影响

以甜菜品种KWS 1176为试验材料,在黑龙江省肇东市尚家镇五间村盐碱地(Na+含量为203.33 mg·kg^(-1),pH值8.92)进行小区试验。试验设4个处理,不施加木醋液(CK)、木醋液300 kg·hm^(-2)(BW1)、600 kg·hm^(-2)(BW2)和900 kg·hm^(-2)(BW3),各个处理均施用生物炭(玉米秸秆),用量为600 kg·hm^(-2)。研究表明,木醋液配施生物炭显著提高土壤比表面积(提升1.39%~4.86%)和含水率,降低土壤pH和电导率;显著提高当季土壤有机质和养分(碱解氮、有效磷)含量,播后58 d土壤有机质和养分提升效果显著,其中碱解氮含量、有效磷含量和有机质含量分别提升14.24%~26.87%、21.17%~32.09%和2.51%~41.19%。BW2处理土壤中Ca^(2+)、Mg^(2+)、SO_(4)^(2-)和Cl^(-)含量显著提高,可溶性Na^(+)和HCO_(3)^(-)含量显著降低;显著提高甜菜块根产量和品质,降低块根中钠盐含量、钾盐含量和α-氨基态氮含量,比CK处理块根产量提升5.32%~15.29%,块根含糖率提升0.31%~0.84%。综合分析,BW2对改善当季盐碱土壤理化特性及甜菜块根产量和品质效果最佳。