毛细管顶空气相色谱法高灵敏监测花生大豆根瘤生物固氮能力

建立了测定花生和大豆根瘤菌生物固氮能力的毛细管顶空气相色谱法,利用固氮酶还原乙炔气体为乙烯的经典方法,实现了高浓度乙炔中痕量乙烯的高灵敏分析。利用顶空进样方式,分离柱采用HP-PLOT Q毛细管色谱柱,程序升温,采用氢离子化检测器,对乙烯标准气体进行了定量分析。乙烯检测范围宽为0.125~30000μmol/mol,相关系数为0.9996,检测限(LOD)为0.0341μmol/mol,检出限优于已有报道。该方法检测精密度好,5次检测的相对标准偏差为2.32%。乙烯样品的回收率为95.8%~110%,相对标准偏差为1.54%~3.47%。同时,对乙烯和实际样品进行检测时,与GDX-502填充柱的传统气相色谱法的测定结果一致,表明所建立的乙烯顶空气相色谱法具有较高的可靠性。此外,该方法分析时间缩短至3 min,利用自动进样方式,检测通量大,适用于花生和大豆根瘤菌中固氮能力的快速准确测定,能满足花生和大豆生物固氮研究中乙炔还原法测定乙烯的需求。

基于RNA-Seq的稻瘟病菌Δznf1突变体的表达谱分析

【目的】稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)引起的水稻稻瘟病是威胁全球水稻生产的重要病害之一,而该菌附着胞介导的侵染又是病害循环的重要环节。在前期的研究中发现一个编码C_2H_2锌指结构的转录因子基因ZNF1,参与稻瘟病菌附着胞形成、穿透和致病过程,论文旨在从转录水平上了解受Znf1调控的基因及其调控机理,为深入研究稻瘟病菌致病分子机理提供基础数据。【方法】利用RNA-Seq技术对稻瘟病菌野生型菌株Guy11和突变体Δznf1的营养菌丝体进行表达谱测序,采用FPKM法计算基因表达量,以FDR≤0.001且log2 ratio(Δznf1/Guy11)≥1为筛选标准,获得Δznf1中差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs);通过与Gene Ontology(GO)数据库和KEGG Pathway数据库比对,获得差异基因可能的生物学功能和参与的分子调控途径。为了更详细地研究受Znf1调控的基因,在同样的条件下,利用RNA-Seq技术对稻瘟病菌丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)编码基因PMK1的缺失突变体进行表达谱分析,通过对Δznf1和Δpmk1中的差异表达基因进行比较,筛选受Znf1和Pmk1共同调控的基因,并与前人的研究数据比较,分析获得在稻瘟病菌附着胞发育阶段上调表达但在Δznf1和Δpmk1中同时下调表达的基因。【结果】与野生型Guy11相比,Δznf1中共有709个差异表达基因,其中上调表达的有299个,下调表达的有410个;GO功能富集分析显示差异表达基因归类到生物学过程、细胞组分和分子功能上的基因数目分别有118、299和308个;KEGG Pathway富集分析显示,这些差异表达基因主要参与代谢途径、次生代谢物质生物合成、甘油磷脂代谢等。一些已知的稻瘟病菌致病相关基因,如LPP3、HOX7、PBS2、MPG1等,在Δznf1中表达水平下调。与Δpmk1中差异表达基因比较发现,Δznf1中约56%的差异表达基因同时也受Pmk1调控。其中,编码isotrichodermin C-15羟化酶的3个基因MGG_03825、MGG_02329和MGG_08498,在Δznf1和Δpmk1中的表达水平均显著下调。此外,在附着胞阶段上调表达的48个基因,在Δznf1和Δpmk1中同时下调表达,表明这些与附着胞形成可能相关的基因直接或间接受Znf1和Pmk1调控。采用q RT-PCR方法随机检测10个基因的表达情况,结果与RNA-Seq数据基本一致,说明本试验RNA-Seq数据的可靠性。【结论】RNA-Seq分析获得了受Znf1调控的基因信息和可能的生物学功能。一些与稻瘟病菌致病相关的基因受Znf1调控。此外,与Pmk1类似,一些在附着胞阶段上调表达的基因也同时受Znf1调控。结果可为进一步研究Znf1下游基因调控网络提供信息。

花生黄曲霉毒素产毒菌种群区系和地理分布

花生是我国重要的食油兼用作物,黄曲霉及其毒素分布广、危害大,可贯穿田间、储藏、加工、流通多环节,是威胁花生质量安全的主要风险因子之一。土壤黄曲霉菌和寄生曲霉菌是花生感染产毒的主要源头,系统研究花生田间黄曲霉菌和寄生曲霉菌的分布,对开展花生黄曲霉毒素污染预警和绿色防控意义重大。本文重点研究论述了花生田间黄曲霉菌和寄生曲霉菌分布的影响因素和种群生物地理分布特征等,提出了当前土壤黄曲霉菌和寄生曲霉菌分布研究中存在的问题和未来重点研究方向。

农村青壮年劳动力流失引起的耕地撂荒及留守人群问题探究

以四川省三台县为例,介绍了农村留守人群遇到的困难及土地撂荒现状,分析了农村青壮年大量流失及耕地出现大面积撂荒的原因,最后,提出了相关对策建议。

农村青壮年劳动力流失与耕地撂荒问题探讨

目前,全国人均耕地面积1.38亩,约为世界平均水平的40%。农村青壮年劳动力转移具有盲目性和集体无意识性,大部分地区出现劳动力转移过多、农村劳动力不足等现象,造成了耕地资源浪费的现象。立足在四川省三台县开展的耕地浪费情况调研,分析了耕地资源浪费的产生原因和表现形式。结合十七届三中全会提出的关于农村改革发展的目标任务和重大举措,提出了健全农业服务体系、规范耕地流转、完善粮食补贴和奖励政策、加强耕地保护宣传、政府疏通进城务工人员思想,推进农业现代化技术等解决耕地浪费的措施。以期中国农村走上健康的发展道路,早日变贫穷落后的旧面貌为文明富裕的新农村。

黑色粮油产品功能及家庭真伪鉴别方法

目的建立一种适合家庭使用的简便快速鉴别黑色粮油产品的方法。方法取等量各黑色粮油产品放入玻璃杯,倒入一定量的白醋、清水、碱水,静置1~2 min,若3杯分别显红色、紫色、蓝色,则判定为真黑色粮油产品。若静置时间久,因溶液颜色较深不容易辨别,可用筷子蘸取少量溶液滴于白纸上,根据颜色差异判定。结果改进的方法可有效鉴别富含花青素的黑色粮油产品。结论该方法操作简单,无需专业试剂和设备,判定无需专业人员,适合家庭鉴别黑色粮油真伪。

我国油料产品品质的近红外光谱快速检测技术研究进展

近红外光谱技术是一种快速无损检测技术,具有操作简单、检测成本低、无需化学试剂、绿色环保,以及可实现多品质参数同步检测等优点。该文综述了我国油料和食用植物油品质的近红外光谱速测技术研究进展,包括油料含油量、粗蛋白含量、脂肪酸含量等品质指标,食用油的理化指标,以及脂肪酸和食用油的真实性鉴别,并对油料产品品质的近红外光谱速测技术的发展前景进行了展望。

中国西南花生产区黄曲霉菌分布、产毒力及花生黄曲霉毒素污染

为探明中国西南花生产区黄曲霉菌分布、产毒力及产后花生黄曲霉毒素污染情况,从云南广南、西藏察隅、四川蓬安采集177份花生、土壤样品,共分离鉴定出黄曲霉菌206株,分析其分布及产毒特征,并调查71份产后花生样品黄曲霉毒素污染情况。结果表明,四川蓬安花生产地黄曲霉菌分布最广,数量最多,其检出率和菌落数分别为50.0%、212.0 CFU/g,西藏察隅黄曲霉菌分布最少(18.1%,52.8 CFU/g)。菌株产毒力研究结果表明,88.6%的菌株能产生黄曲霉毒素,产毒类型以B族毒素为主,尤其是AFB1,其含量在0~8500μg/L,平均产毒能力排序为:云南广南(4393.4μg/L)>西藏察隅(1991.0μg/L)>四川蓬安(1259.3μg/L);不产毒菌株占11.4%,均来自西藏察隅。对产后花生黄曲霉毒素污染研究发现,西南地区花生黄曲霉毒素污染较轻,阳性样品检出率为7.0%,AFB1含量在0~7.2μg/kg;四川蓬安花生样品AFB1检出率为4.2%,含量0~7.2μg/kg,云南广南AFB1检出率为16.7%,含量0~2.1μg/kg,西藏察隅样品未检出AFB1。西南产区黄曲霉菌检出率越高、菌落数越多,产后花生黄曲霉毒素污染越严重。

农产品及食品黄曲霉毒素污染研究

黄曲霉毒素主要由黄曲霉等产毒真菌产生,属生物源危害物,是毒性极强的一类真菌毒素,历史上因食用黄曲霉毒素污染产品造成过多次人及家养动物群体中毒死亡事件。黄曲霉毒素通过污染农产品与动物饲料进入食物链,严重威胁全球食品安全与人类健康。为了减少黄曲霉毒素污染危害,非常有必要掌握黄曲霉毒素污染农产品及食品主要种类。因此,本文通过研究国内外相关文献报道,较为全面地总结了近年来黄曲霉毒素污染农产品及其制品的主要种类,包括:谷物及其制品、调味品、饲料等12个类别,共计143种产品。通过归纳总结黄曲霉毒素污染产品种类,可以为农产品及食品黄曲霉毒素污染防治研究提供重要科学依据,对保障消费安全和产业健康发展具有重要指导意义。

湖北省典型花生种植区土壤中黄曲霉菌分布及产毒力研究

为掌握湖北省花生种植区土壤中黄曲霉菌的分布和产毒特征,从罗田、红安、钟祥、襄阳四个典型花生种植区采集土壤样品40份,并进行黄曲霉菌分离、鉴定和产毒力研究。研究结果表明:湖北省不同花生种植区共分离鉴定到黄曲霉菌51株,土壤中黄曲霉菌落数为127.5cfu/g。不同种植区土壤中黄曲霉菌分布存在显著差异,钟祥土壤中黄曲霉菌落数最高,罗田最低;鉴定获得黄曲霉菌株中产毒菌株占96%,产毒量范围0～227.81μg/L,不产毒菌株占4%;产毒菌株分为只产AFB_1、产AFB_1+AFB_2、产AFB_1+AFB_2+AFG_1和产AFB_1+AFB_2+AFG_1+AFG_2毒素4种类型,其中以产AFB_1+AFB_2的菌株占比最高,为65%;不同种植区黄曲霉菌株产毒力研究发现,钟祥每克土壤中黄曲霉菌产AFB_1的量最高,达11 679.70μg/L。本研究可为湖北花生黄曲霉毒素污染预警和防控提供理论依据。

农产品真菌毒素混合污染与累积风险评估研究进展

真菌毒素混合污染危害人畜及农作物健康。目前真菌毒素累积风险评估研究多针对常见的混合污染物,且国内研究较少。此外,毒理学数据及居民消费数据较缺乏,科学的采样方法及人体暴露量的测定方法有待改进。本文阐述了现有的农产品真菌毒素混合污染物的累积风险评估方法以及存在的问题,在危害描述方面,不同含量的真菌毒素混合物在不同动物细胞的体内或体外实验中产生的联合毒性存在差异;在暴露评估方面,基于概率评估的膳食暴露评估和基于生物标记物的暴露评估方法研究日益增多;在风险描述方面,已报道的针对真菌毒素的方法包括危害指数(hazard index,HI)和联合暴露限量值指数(combined margin of exposure index,MOET)。提出了开展真菌毒素混合污染风险评估的必要性,以期为保护人体健康、制定真菌毒素混合污染物限量标准和健康指导值提供基础。

黄曲霉毒素阻控与花生超级结瘤耦合效应研究初报

花生、大豆是我国重要的油料和经济作物,因易受黄曲霉毒素污染,严重威胁食品安全,制约产业发展,因此,黄曲霉毒素防控一直是国内外研究的热点难题。本团队首次提出将黄曲霉毒素绿色阻控与促进根瘤固氮耦合的研究思路,研发了生物菌剂ARC-BBBE,本文报道生物菌剂ARC-BBBE对黄曲霉毒素及其产毒菌阻控的大田应用效果,调查其对花生生物学性状及经济性状的影响,探索ARC-BBBE对花生、大豆根系结瘤及根瘤固氮的影响,为从田间源头阻控黄曲霉毒素及促进根瘤固氮、实现减肥减药提供理论依据和科学指导。连续2年在我国花生主产省开展田间防控试验,将绿色阻控生物菌剂ARC-BBBE于花生播种期以30 kg/hm2用量与基肥一起撒施于土壤中。同时开展室内花生、大豆盆栽试验。使用涂布法调查土壤中黄曲霉毒素产毒菌丰度,使用高效液相色谱法检测花生样品中黄曲霉毒素,使用乙炔还原法测定根瘤固氮活性,采用5点取样法调查统计根瘤数、根瘤重。结果表明,应用ARC-BBBE显著降低了土壤中黄曲霉毒素产毒菌的丰度(平均降低66.5%)和花生中黄曲霉毒素的含量(平均降低83.5%)。应用ARC-BBBE后,花生根系普遍出现超级结瘤现象,实验验证表明其根瘤具有固氮活性,平均结瘤数增加10倍以上(土壤贫瘠地区50倍以上),瘤重增加8.8倍,每克根瘤固氮酶活性提高5倍以上。饱果率、产量均明显提高,叶色浓绿。花生室内盆栽结果表明,ARC-BBBE处理组根系结瘤数是对照组的2.2倍,固氮酶活性是对照组的4倍,叶绿素含量较对照组增加21.3%。大豆室内盆栽苗期实验结果表明,ARC-BBBE同样可诱发大豆结瘤及固氮效应:播种后第26天,处理组瘤数增加13.5倍、瘤重增加19.8倍;而且处理组有固氮活性,而对照组无固氮活性;苗期处理组的根长、根重、鲜重、叶绿素等生物学指标显著提升。ARC-BBBE对花生黄曲霉毒素及其产毒菌污染阻控效果极为明显,既可从生产源头有效阻控花生黄曲霉毒素产毒菌,降低黄曲霉毒素污染风险,同时大幅增加了花生根瘤数量和固氮酶活性,具有显著的促生长、增产量、控病害、保安全作用,具有显著的经济、社会、生态效益。对未来减施农药、化肥,保护农田生态,推动花生、大豆产业高质量绿色发展具有重要意义,在花生、大豆等豆科作物生产中应用前景广阔。

黄曲霉对花生和玉米的侵染研究

黄曲霉(Aspergillus flavus)极易侵染花生、玉米等多种农作物,并且在侵染后产生具有致癌、致畸、致突变作用的有毒代谢产物——黄曲霉毒素。黄曲霉的侵染和黄曲霉毒素污染不仅发生在作物生长环节,而且在收获、干燥、储运等过程也会发生,严重威胁农产品消费安全和人畜生命健康。因此,解析黄曲霉对粮油作物的侵染过程及侵染机制对黄曲霉抗性品种选育、黄曲霉毒素污染预警与源头防控策略研发等具有重要意义。本文从黄曲霉侵染循环、定殖位点、侵染过程、影响因素、侵染机制等方面对花生、玉米中黄曲霉侵染过程及分子机制进行综述,为农产品黄曲霉及黄曲霉毒素污染防控提供理论支撑。

花生黄曲霉侵染力

【背景】黄曲霉(Aspergillus flavus)极易侵染花生等农产品,产生的黄曲霉毒素具有高毒性、致畸性和致癌性,威胁人类和动物健康,造成重大的农业经济损失。【目的】在前期明确我国黄曲霉分布的基础上,进一步探明不同产毒力、不同地理来源的花生黄曲霉侵染特征,为抗黄曲霉花生品种选育,以及黄曲霉毒素污染风险预警与源头控制提供依据。【方法】从我国东北早熟花生区、北方大花生区、长江流域春夏花生交作区及南方春秋两熟花生区等花生主产区分离出的黄曲霉中挑选出不产毒(ND)、中低产毒(0—1500μg·kg^(-1))和高产毒(>1500μg·kg^(-1))黄曲霉102株,采用孢子悬浮液浸泡法接种花生种子,进行黄曲霉侵染等级和侵染指数鉴定,分析不同产毒力、不同地理来源黄曲霉的侵染差异及其相关性。【结果】102株黄曲霉对花生侵染指数分布范围为3.89%—67.50%,侵染指数在31%以上(侵染等级为3级、4级)的中高侵染力菌株占比达54.90%,中高侵染力且高产毒菌株占比为18.63%,主要来自江西樟树和广东湛江;聚类及相关性分析表明,菌株产毒量与侵染指数无显著相关性,但总体上产毒菌株的侵染水平显著高于不产毒菌株,中低产毒和高产毒菌株的侵染指数分别在4级和3级的占比最高;不同地理来源黄曲霉侵染力研究表明,菌株间侵染力存在显著的地域差异,南方和长江流域产区的花生黄曲霉平均侵染指数分别为46.59%、36.12%,侵染指数在3级和4级的占比最高。东北和北方产区黄曲霉平均侵染指数分别为15.72%、27.52%,侵染指数主要分布在1级和2级。其中,南方产区广东省的黄曲霉平均侵染指数最高,为51.89%,东北产区辽宁省的黄曲霉平均侵染指数最低,为15.72%。【结论】明确了花生黄曲霉侵染特征及其与产毒力、地理来源的关系,发现菌株间存在致病力分化现象,不同产毒力等级、不同地区菌株侵染力差异显著,高侵染力菌株在南方和长江流域的占比最高。研究结果可对抗黄曲霉花生品种选育和毒素污染风险预警与精准防控等提供依据。

西藏高原主要麦类作物真菌毒素污染与产毒真菌分布研究

为探明西藏麦类作物中真菌毒素污染程度及产毒真菌种类与分布,以青稞、小麦为研究对象,对其籽粒中多种毒素进行分析,并对毒素污染阳性样品进行真菌分离鉴定。结果表明,2018年毒素总检出率为20.13%;杂色曲霉毒素检出率最高,为10.74%;OTA超标率最高,为3.36%;小麦的毒素检出率和超标率都高于青稞,二者的污染毒素种类以OTA、ZEN、ST为主。西藏高原42份被真菌毒素污染的农作物籽粒中共分离到199份真菌,分属23属67种真菌,青霉属为优势属,曲霉属次之。

花生黄曲霉毒素平衡取样-随机森林风险预警模型的应用研究

【目的】花生极易受到黄曲霉毒素污染,本研究拟在前期创建的花生黄曲霉毒素平衡取样-随机森林预测预警模型基础上,通过系统性应用研究,明确模型主要技术参数与实际应用效果,为预测评估我国产后花生黄曲霉毒素风险提供关键技术支撑。【方法】利用前期建立的花生黄曲霉毒素平衡取样-随机森林风险预警模型,选择1个地理变量(纬度)和3个气候变量(收获前一个月8:00—20:00降水量、平均气压和日平均气温)作为模型数据的关键输入参数,预测2019和2020年我国花生主产区153个主产市(县)黄曲霉毒素污染风险。采用免疫亲和层析-高效液相色谱-荧光检测法,测定上述产区共2164份花生的黄曲霉毒素含量,获得这些产区花生黄曲霉毒素污染数据。根据模型预测风险与实际测定结果,计算模型应用的准确率、精准率、灵敏度和假阳性率,明确应用效果。【结果】累计预测的153个市(县)中,共预测出125个低风险区,其中116个与实际测定评估结果相吻合,有9个实测评估高风险产区被预测误判为低风险产区(假阴性)。共预测出28个花生黄曲霉毒素污染高风险产区,其中15个与实际测定评估结果相吻合,有13个实测评估低风险产区被预测误判为高风险产区(假阳性)。该模型预测结果的总体准确率达到85.61%,假阴性率为8.49%,假阳性率为5.88%。【结论】花生黄曲霉毒素平衡取样-随机森林风险预警模型能够较好地预测出我国产后花生黄曲霉毒素污染风险,为科学指导我国产后花生收储与利用,减少黄曲霉毒素污染损失和保障农产品质量安全提供技术支撑。

卷烟减害降焦技术研究

我国卷烟销售量和吸烟人口数量呈逐年上升趋势,减少卷烟的危害,降低卷烟的焦油含量,提高吸烟人口的健康水平是当务之急。本文首先分析卷烟焦油的危害,介绍了国家的相关政策,重点分析了卷烟减害降焦的途径和技术应用。

预打孔卷烟通风率控制技术研究

为降低卷烟中焦油含量,减少吸烟对人体的伤害,烟草企业普遍采用开发打孔卷烟方法。本文主要研究预打孔卷烟通风率,通过分析预打孔卷烟通风率的影响因素,探索预打孔卷烟通风率控制措施,以达到降焦的目的。

城市建设用地需求预测——以长沙市为例

以长沙市2000—2015年土地利用变更数据为基础,引入双因素理论预测模型对长沙市建设用地需求量进行预测。以灰色系统理论为基础,利用长沙市2010—2016年固定资产投资统计数据建立灰色序列GM(1,1)模型。结果表明:到2020年末,长沙市城区建设用地需求预测值为2080.49km2,预测结果符合长沙市经济社会发展趋势,具有可行性。