集雨节灌种植技术对玉米生长发育及其生理特性的影响

随着城市发展越来越快,耕地面积越来越小,耕地压力逐年加剧,而半干旱、干旱地区因为降水量分布不规律,导致水土流失、土壤贫瘠、农作物生长时期错位,使得粮食产量不如人意,如何有效挖掘半干旱、干旱地区的粮食产量增加潜力已经成为相关专业人士的重点研究方向。本文将立足于玉米生长发育的实际情况,从应用集雨节灌种植技术角度出发,分析研究其生长发育过程中存在的问题,提出相对的应用方案。

酿酒酵母SRP40基因对细胞耐受性影响的研究

【目的】本论文研究酿酒酵母srp40^(39)突变基因对酵母细胞异丁醇耐受性的影响。【方法】首先,以酿酒酵母野生型W303-1A和突变株EMS39染色体DNA为模板克隆野生型SRP40基因和srp40^(39)突变基因;然后,将野生型SRP40基因和srp40^(39)突变基因分别连接到质粒YCplac22上,构建质粒YCplac22-SRP40和YCplac22-srp40^(39)。将质粒YCplac22-SRP40、YCplac22-srp40^(39)以及YCplac22空质粒分别转化入野生型酿酒酵母W303-1A中,分别得到W303-1A-SRP40工程菌、W303-1A-srp40^(39)工程菌和W303-1A-control工程菌。将3株工程菌分别置于含1.0%异丁醇、1.3%异丁醇、8.0%乙醇和0.5%异戊醇的CM培养基中进行发酵,测定细胞密度(OD_(600))和生长情况,并计算2–10 h的比生长速率(μ)。将3株工程菌于55°C热激4 min后做稀释实验(dilution),观察它们在平板上的生长情况。最后,对野生型SRP40基因、srp40^(39)突变基因的氨基酸序列进行生物信息学分析。【结果】在不含异丁醇(0%异丁醇)的培养基中,3株工程菌无明显差异。在含1.0%异丁醇和1.3%异丁醇的CM培养基中,发酵24 h工程菌W303-1A-srp40^(39)的细胞密度分别是工程菌W303-1A-SRP40的1.12倍和1.06倍,是工程菌W303-1A-control的1.10倍和1.10倍;工程菌W303-1A-srp40^(39)的比生长速率(μ)分别是工程菌W303-1A-SRP40的1.07倍和1.10倍,是对照菌W303-1A-control的1.10倍和1.10倍。在含8.0%乙醇和0.5%异戊醇的CM培养基中,发酵24h工程菌W303-1A-srp40^(39)的细胞密度分别是工程菌W303-1A-SRP40的1.12倍和1.01倍,是对照菌W303-1A-control的1.17倍和1.07倍;工程菌W303-1A-srp40^(39)的比生长速率(μ)分别是工程菌W303-1A-SRP40的1.37倍和1.07倍,是对照菌W303-1A-control的1.31倍和1.09倍。工程菌W303-1A-srp40^(39)在热激后生长仍优于其他2株菌。生物信息学分析发现,Srp40^(39)蛋白与硅藻的胸膜蛋白-1具有相似的结构。【结论】本研究发现酿酒酵母srp40^(39)突变基因能够提升细胞的异丁醇耐受性,此外对提升细胞的乙醇耐受性、异戊醇耐受性和耐热性也有一定的作用。同时,我们发现Srp40^(39)蛋白与硅藻的胸膜蛋白-1具有相似的结构,说明其可能具有胸膜蛋白-1的功能,推测该蛋白在细胞壁维持方面有作用。这些研究将为提高酿酒酵母对乙醇、异丁醇、异戊醇和高温等的抗逆性提供新思路。

玉米双株高产种植技术的应用分析

玉米是粮食产物的重要来源,随着社会发展,传统的单株玉米种植技术已经无法满足社会对农作物日益增多的需求,玉米双株种植技术的出现,打破了单株玉米的局限性,显著提高了玉米产量,玉米双株种植技术的发展对我国玉米种植业的发展有着重大意义。基于此,立足于玉米双株高产种植技术应用的实际情况,从技术广泛推广应用的角度出发,分析研究玉米双株种植技术应用过程中出现的问题,提出相对的解决措施。

酿酒酵母异源表达纤维二糖转运蛋白LacY与纤维二糖利用菌株的构建

【目的】在酿酒酵母体内设计代谢通路,使酿酒酵母能利用纤维素水解产物纤维二糖生产乙醇。【方法】首先,用大肠杆菌DH5α总DNA为模板克隆编码大肠杆菌乳糖透过酶的LacY基因。为过表达LacY基因,以质粒YEplac181作为载体,将酿酒酵母PGK1p强启动子加到LacY基因之前,CYC1t终止子加到LacY基因之后,构建质粒YEplac181-PGK1p-LacY-CYC1t。之后,将纤维二糖转运蛋白LacY表达质粒和β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase,BGL)表达质粒pRS316-PGK1p-gh1-1-CYC1t依次转入野生型酿酒酵母W303-1A中,使野生型酿酒酵母W303-1A异源表达可转运纤维二糖的LacY蛋白和β-葡萄糖苷酶GH1-1,构建可利用纤维二糖的酿酒酵母工程菌W303-1A GL。最后,通过发酵测定酿酒酵母工程菌W303-1A GL的纤维二糖利用情况和乙醇产量,并对纤维二糖代谢通路中纤维二糖酶活力进行测定。【结果】本研究构建了纤维二糖转运蛋白LacY和β-葡萄糖苷酶GH1-1协同表达的酿酒酵母工程菌W303-1AGL。W303-1AGL可以有效利用纤维二糖发酵生产乙醇,W303-1A GL发酵24 h时乙醇产量达到3.25 g/L,得率为0.325 g乙醇/g纤维二糖,利用葡萄糖产乙醇理论得率为0.511 g乙醇/g纤维二糖,达到葡萄糖产乙醇理论得率的64%,细胞密度最高在第54 h达到OD600=10.84,胞内β-葡萄糖苷酶的酶活在72 h最高,可达到0.51 U/mg。【结论】本研究成功构建了能有效利用纤维二糖的重组酿酒酵母工程菌W303-1A GL,为提高纤维素乙醇生产效率、降低纤维素乙醇生产成本提供了新思路。