基于EDEM-Fluent的玉米储藏立筒仓环流通风与纵向通风仿真分析

为解决立筒仓中纵向通风方式储粮效果不佳,在储粮机械通风过程中存在通风不均匀等问题,该研究结合纵向通风与横向通风的优点建立了环流通风仓模型,应用EDEM-Fluent流固热耦合方法,对相同工况下,储粮仓两种风道结构在机械通风时的速度场、温度场进行仿真对比分析。结果表明:环流通风速度均匀性指数为0.92,纵向通风速度均匀性指数为0.88,相同工况下环流通风气流在粮仓内分布更均匀。在温度场仿真分析中,纵向通风初期入风口附近区域粮堆温度呈梯度下降,明显低于初始温度,上层粮堆由纵向通风引起的热量传递不明显,受仓顶环境温度影响,粮面温度较粮堆内部低;环流通风初期,上层粮堆在环流通风影响下已经开始进行热量交换,产生温度梯度,通风结束后,纵向通风在粮层高度H=0.5 m处,温度维持26.85℃,H=0.8 m处温度降到27.85℃,整体平均温度降至24.77℃,环流通风仓在这两处温度分别为24.85和25.85℃,整体平均温度降至23.43℃,环流通风整体降温效果优于纵向通风;在颗粒温度场仿真分析中,相较于纵向通风,环流通风仓上下部颗粒温度相差较小,整体降温均匀。在不同通风形式下的粮仓各层温度变化规律分析中,不同高度的粮层,环流通风的粮堆温度均低于纵向通风,环流通风的粮堆温度下降更快,降温效果更好。整体结果表明,加装环流风道后立筒仓内粮堆降温效果明显优于纵向通风结构,研究结果为立筒仓风道优化,解决储粮通风不均问题提供重要依据。

水稻干燥工艺对干燥特性影响的试验研究

为研究水稻变温热风干燥特性,提高水稻干燥效率,利用自制均质干燥装置试验台对水稻进行恒温和变温的干燥试验,分析恒温、快速阶梯式升温、缓速阶梯式升温、连续式干燥和缓苏干燥对水稻干燥特性的影响。试验结果表明:采用水稻恒温干燥方式,随着干燥温度的升高,水稻干燥时间缩短;采用变温干燥方式,对水稻先升温后降温、设置缓苏阶段可以有效地缩短净干燥时间,提高干燥速率。同时,因水稻的干燥效果主要受温度和时间影响,探讨了恒温与变温干燥工艺对水稻干燥速率的影响。

基于LSTM算法的玉米籽粒储藏温度预测

为减少储粮损失和虫霉等的发生,该文利用自制试验仓及检测系统检测储藏玉米籽粒不同位置的粮温,分析粮堆温度变化及整个粮堆热量的传递过程。试验结果表明,仓外环境温度对粮温影响较大,仓内粮食温度变化与仓外环境温度变化相比较为滞后,粮堆第一层2号位置温度在检测周期中一直处于较低状态,温度最高位置出现在第四层12号位置。基于粮堆温度变化分析,该文开展了基于长短时记忆网络(LSTM)算法的玉米籽粒储藏粮温预测研究。结果表明:(1)对比预测值与试验值可知,粮堆第一、二、三、四层测试集的粮温准确率分别为0.62、0.89、0.83、0.79;(2)位于粮堆第二层和第三层的预测结果精度较高,试验仓粮堆底层和顶层温度易受环境温度影响,粮堆热量交换速度快,温度变化迅速,导致第一层和第四层预测结果精度偏低。该研究可为粮食储藏温度预测研究提供新思路。

应力波作用下红砂岩复合动态断裂特征研究

为探究应力波作用下红砂岩的复合动态断裂特性,采用分离式霍普金森压杆和数字图像技术对带预制裂缝的半圆盘三点弯曲试样开展冲击加载实验,分析加载率、波长对红砂岩动态拉伸、断裂特征的影响。结果表明:①红砂岩试样加载率与动态抗拉强度、断裂韧度及破坏率均呈一次函数关系;断裂能随加载率增大而增长415.27%。②随着波长增加,动态抗拉强度增长742.14%,其中断裂能增长54.49%,但能量吸收率呈下降趋势;裂纹扩展平均速度增长4.09%,且首尾裂纹应变增长时间出现滞后现象;破坏率增长效应得到强化。③冲击速度8 m/s时试件主裂纹首尾监测点位的应变平均增加84.31%。

基于全面质量管理的高校政府采购履约验收研究与实践——以中国人民大学为例

为了适应政府采购发展新要求,高校不断提升采购项目履约验收管理效能,优化履约验收管理模式。分析实际采购工作现状不难看出,政府采购履约验收管理目前仍存在诸多问题,如履约验收流程不规范、验收标准不具针对性、信息化应用效果不理想等。在高校政府采购工作中,履约验收的效果直接体现采购活动的成效,对高校顺利开展教学、科研等工作起着至关重要的作用。结合中国人民大学政府采购工作,剖析履约验收工作现存问题,运用全面质量管理的手段,探索适应实际工作环境及符合采购需求的履约验收管理新模式,切实履行并落实好政府采购履约验收管理的主体责任,为学校“双一流”建设做好基础保障工作和提供强有力的支持。

多奈哌齐疗效及不良反应相关的药物基因组学研究

目的分析多奈哌齐治疗阿尔茨海默病(AD)连续疾病谱患者的疗效及不良反应的药物基因组学研究。方法连续募集2022年1月至2023年1月于解放军总医院就诊的分子病理初次诊断AD连续疾病谱时服用多奈哌齐治疗的患者72例。采取患者口腔颊黏膜细胞,应用MassARRAY核酸质谱技术检测细胞色素P450(CYP)2D6酶编码基因CYP2D6及乙酰胆碱转移酶编码基因CHAT基因型。随访9个月,通过神经功能量表、照料者评价及药物处方行为间接判断药物疗效,将其分为有效组28例和无效组22例;其中不良反应12例,无不良反应60例。采用多因素logistic回归分析多奈哌齐疗效与药物基因组学的相关性。结果与无效组比较,有效组CHAT基因rs3793790携带G、rs2177370携带A等位基因的频率显著升高(35.71%vs 9.09%,P=0.029;42.86%vs 9.09%,P=0.008)。多因素logistic回归分析显示,CHAT基因rs3793790携带G和(或)rs2177370携带A较均不携带者应用多奈哌齐有效(95%CI:1.20~34.47,P=0.030)。有、无不良反应患者CYP2D6基因调整后活性评分及是否携带*10比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论在AD连续疾病谱患者中,多奈哌齐疗效与CHAT基因多态性相关,未发现多奈哌齐不良反应与CYP2D6基因型的相关性。

不同基因型牛病毒性腹泻病毒对BALB/c小鼠致病性研究

牛病毒性腹泻病毒(BVDV)是危害养牛业的重要病原。2021年本实验室从患有肺炎的牛肺中分离出1株BVDV(毒株编号为JS2201),经鉴定为1b亚型。为了评价该分离株的毒力与致病性,分别建立了分离株与参考株BVDV-1型Oregon C24V株、BVDV-2型C1602株BVDV感染BALB/c小鼠模型,通过检测攻毒后小鼠临床症状、体重变化、病毒血症情况、血液中白细胞与淋巴细胞的变化、组织器官的病理组织学变化及病毒载量,比较了分离株JS2201与1型和2型参考株的致病性差异。结果显示:BVDV分离株JS2201与参考株均能够成功感染BALB/c小鼠,攻毒BALB/c小鼠均形成病毒血症,导致血液中白细胞数量、淋巴细胞数量以及淋巴细胞百分比短暂下降;BVDV分离株JS2201株攻毒组小鼠肝脏、肾脏、肺脏、脾脏中BVDV载量要高于C24V、C1602株攻毒组;攻毒组小鼠均表现为间质性肺炎病变,JS2201株攻毒组与1型参考株C24V株攻毒组小鼠肺脏病理组织学变化相似,BVDV-2型参考株C1602株攻毒组小鼠肺脏病变更为严重。综上,本研究成功建立了不同亚型BVDV急性感染BALB/c小鼠的模型,且比较分析了分离株与参考株之间的致病性差异,为BVDV疫苗的研制以及致病机制的研究奠定了基础。

机器学习方法在预测细菌耐药表型中的应用

随着我国经济迅速发展和医疗需求不断增长,人医临床、宠物临床和畜牧养殖行业中抗菌药物的使用愈发频繁,导致病原菌耐药问题日趋严峻,造成公共卫生安全隐患。快速、准确的细菌耐药表型检测能够有效指导临床医生对感染性疾病的诊断和治疗,降低由经验用药和不合理用药引发的耐药风险。然而,现有检测技术耗时较长且操作繁琐,难以在临床中推广,种类单一的快速检测试剂等产品又无法满足临床的多元化需求。因而,亟需开发新的技术方法以提供快速鉴定细菌耐药表型的有效解决方案。细菌的组学信息中蕴含大量与细菌耐药表型相关的特征,从中快速、准确地挖掘相关信息能够为快速诊断和治疗提供帮助。机器学习模型在处理复杂结构数据方面有显著优势,在挖掘组学信息工作中展示巨大应用潜力。随着该领域的快速发展,机器学习方法有望为临床快速、准确地预测耐药表型提供技术支持,助力医生诊疗准确性的提升。本综述系统总结了机器学习模型在细菌耐药表型预测领域的研究现状和发展趋势,并比较了不同机器学习方法的特点和性能,同时归纳总结细菌耐药表型预测建模工作所需的关键要素,为后续相关研究提供参考。

谷物力学特性的试验研究

谷物在收获、运输和产后处理过程中总会发生碰撞、挤压等现象,使粮食产生破损。为此,针对谷物物理力学特性进行了试验研究,并分析了玉米、大豆、大米和红饭豆的摩擦特性、抗压特性,以及含水率对大豆摩擦特性和抗压特性的影响。结果表明:不同种类谷物的静摩擦因数及平均极限压力存在显著差异,平均静摩擦因数红饭豆>玉米>大米>花生;抗压特性试验中,测得大豆、花生、玉米、红饭豆的平均极限压力分别为101.92、27.37、78.89、34.01N。在不同含水率对大豆力学特性影响的对比试验中,大豆与合金钢摩擦片的静摩擦因数随含水率的增加而增大,平均极限压力随大豆含水率的增加而降低,二者呈负相关。研究结果可为粮食的物理特性参数研究提供重要依据。

泥石流承灾体群体效应特征反演——以7·12四川平武县黑水沟泥石流为例

群体建筑结构的分布格局、结构形式等因素影响泥石流冲击过程和致灾表现。泥石流冲击存在绕流现象、放大作用和遮蔽效应,泥石流与建筑群之间存在复杂的流固耦合模态,但针对这类泥石流承灾体群体效应的过程与机制仍不清晰。本研究通过野外调查、物理实验和数值模拟等方法,调查泥石流承灾体群体效应特征,反演泥石流冲击流场分布和建筑损伤过程,提出了一套建筑群对泥石流的承灾动力响应特征分析方法。研究结果表明:(1)泥石流流场存在放大作用。面对泥石流冲击,建筑群的破坏导致沟道区域流速增加20%,建筑群区域流速增加46%。(2)泥石流流场存在绕流现象。建筑群阻碍泥石流直进输运,导致建筑拐角之间存在局部压力高度集中现象。(3)在建筑群中存在明显的遮蔽效应。失去建筑的上游遮蔽保护可使下游建筑受到的泥石流冲击强度增加120%。(4)泥石流致灾过程中,建筑群周边与内部的泥石流冲击特征差异明显。在建筑群外围,受前排建筑破坏的影响,泥石流流线后排建筑受泥石流冲击时刻提前10 s,泥石流冲击强度增加速率达2.1倍;(5)泥石流对建筑群内建筑冲击强度分为冲击力急剧增加—缓慢增加—逐渐稳定三个阶段,对应泥石流流深增高、缓慢淤积过程。研究结果可以为泥石流易发区村落城镇的建筑规划布局和防灾减灾措施提供科学参考。

白檀种子胚愈伤组织诱导过程中褐化影响因子研究

为探究白檀种子贮藏及愈伤组织诱导过程中种子胚组织褐化的影响因子,以白檀种子为材料,测定其贮藏过程中的生理变化,并研究不同处理对白檀种胚组织培养褐化率、转化率及污染率的影响。结果表明,白檀种子采收后,4℃贮藏14 d多酚氧化酶(PPO)活性与丙二醛(MDA)含量均最低,此时进行组织培养种胚褐化率低。白檀种子组织培养在高pH(6.3)和低pH(4.8)下的褐化率高,在pH值5.8时褐化率最低。组织培养接种时去除胚乳,培养基pH值5.3,使用M_(蔗糖)∶M_(葡萄糖)=1∶1混合,碳源浓度为30 g/L,NAA浓度为0.10 mg/L,能获得大量生长状况良好、分化能力较强的愈伤组织。

红皮白肉与红皮红肉火龙果植株茎部内生微生物群落结构特征

【目的】比较分析红皮白肉与红皮红肉火龙果植株茎部内生微生物群落结构特征,旨在探究红肉火龙果果肉颜色形成与植株内生微生物群落的关联性,挖掘与其颜色形成相关的功能微生物。【方法】以红皮白肉与红皮红肉火龙果植株茎部为试验材料,基于高通量测序技术比较分析茎部内生微生物(细菌、真菌)多样性与丰富度,门、属分类水平的群落结构组成以及优势菌群相对丰度占比;基于LEfSe差异分析探究红皮白肉与红肉火龙果植株茎部中具有显著差异的内生微生物。【结果】红皮白肉与红皮红肉火龙果植株茎部内生微生物群落结构特征存在显著差异。红皮红肉火龙果植株茎部中特有的细菌、真菌OTU数量均高于相应的白肉火龙果;门分类水平表现为,子囊菌门(Ascomycota)真菌在红肉火龙果植株茎部中的相对丰度占比高于相应的白肉火龙果,其相对丰度占比是白肉火龙果的1.15倍;属分类水平表现为,链霉菌属(Streptomyces)细菌是红肉火龙果植株茎部中相对丰度占比最高的优势细菌属,青霉菌属(Penicillium)真菌是红肉火龙果植株茎部中相对丰度占比最高的优势真菌属,二者相对丰度占比分别是白肉火龙果的1.24倍和4.27倍;另一方面,红肉火龙果植株茎部中还富集了列契瓦尼尔氏菌属(Lechevalieria)、糖霉菌属(Glycomyces)、未分类肠杆菌属(unclassified_f__Enterobacteriaceae)、马杜拉放线菌属(Actinomadura)等优势细菌属以及unclassified_f__Serendipitaceae、unclassified_c__GS13、unclassified_o__Atractiellales、unclassified_o__Auriculariales、篮状菌属(Talaromyces)等优势真菌属。LEfSe差异分析结果显示,原小单孢菌属(Promicromonospora)细菌和木霉菌属(Xylomyces)真菌在红肉火龙果植株茎部中显著富集。【结论】内生微生物群落组成与红肉火龙果果肉中色素的产生、代谢积累密切相关;链霉菌属、未分类肠杆菌属、原小单孢菌属细菌及子囊菌门、青霉菌属、篮状菌属和木霉菌属真菌可能是红肉火龙果果肉色素合成与代谢积累相关的功能微生物。

肾小管HIF-1α/miR-23a通路在脓毒血症急性肾损伤中的作用机制

目的探讨肾小管低氧诱导因子-1α(HIF-1α)/MicroRNA-23a(miR-23a)通路在脓毒血症急性肾损伤(SA-AKI)中的作用及相关作用机制。方法体外培养人近曲小管上皮细胞(HK-2细胞),采用脂多糖(LPS)处理HK-2细胞构建SA-AKI细胞模型。LPS处理的HK-2细胞分为LPS组、NC siRNA组、HIF-1αsiRNA组、anti-miR-NC组、anti-miR-23a组、HIF-1αsiRNA+miR-NC组、HIF-1αsiRNA+miR-23a组,以正常培养的HK-2细胞作为空白对照组(Control组)。采用qRT-PCR法检测细胞中HIF-1α、miR-23a基因表达;CCK-8法检测细胞活力;流式细胞术检测细胞凋亡;ELISA法检测细胞中炎性因子[白介素-1β(IL-1β)、白介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)]水平;Western blot法检测细胞中HIF-1α蛋白、NF-κB通路蛋白表达。结果与Control组比较,LPS组HK-2细胞中HIF-1α蛋白和mRNA表达水平、miR-23a mRNA表达水平均升高,细胞活力降低,细胞凋亡率、细胞中IL-6、IL-1β和TNF-α水平均升高(P<0.05)。与LPS组比较,HIF-1αsiRNA组HK-2细胞中HIF-1α蛋白和mRNA表达水平、miR-23a mRNA表达水平均降低,细胞活力升高,细胞凋亡率、细胞中IL-6、IL-1β和TNF-α水平均降低(P<0.05)。与LPS组比较,anti-miR-23a组HK-2细胞中miR-23a mRNA表达水平降低,细胞活力升高,细胞凋亡率、细胞中IL-6、IL-1β和TNF-α水平均降低(P<0.05)。与HIF-1αsiRNA组比较,HIF-1αsiRNA+miR-23a组HK-2细胞中miR-23a mRNA表达水平升高,细胞活力降低,细胞凋亡率、细胞中IL-6、IL-1β和TNF-α水平均升高(P<0.05)。与Control组比较,LPS组HK-2细胞p-NF-κB-p65/NF-κB-p65、p-IκBα/IκBα比值均升高(P<0.05)。与LPS组比较,HIF-1αsiRNA组和anti-miR-23a组HK-2细胞p-NF-κB-p65/NF-κB-p65、p-IκBα/IκBα比值均降低(P<0.05)。与HIF-1αsiRNA组比较,HIF-1αsiRNA+miR-23a组HK-2细胞p-NF-κB-p65/NF-κB-p65、p-IκBα/IκBα比值均升高(P<0.05)。结论肾小管HIF-1α通过调控miR-23a表达调节NF-κB信号通路,从而参与LPS诱导的肾小管上皮细胞损伤。

壳聚糖纳米乳剂对火龙果保鲜效果分析

为了检测实验室自制壳聚糖纳米乳剂的保鲜效果,测定其保鲜的火龙果在贮藏期生理生化等指标。结果表明:壳聚糖纳米乳剂能维持可溶性糖和可滴定酸的质量分数,壳聚糖纳米乳剂(CS)组可溶性糖和可滴定酸的质量分数始终高于空白对照(CK)组(P<0.05);壳聚糖纳米乳剂能减慢Vc的氧化分解,贮藏3~7 d时,CS组的Vc质量分数明显高于CK组(P<0.05);壳聚糖纳米乳剂可增强1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除能力,贮藏9 d时,CS组DPPH自由基清除率达到最大值19.69%,显著高于CK组的6.15%(P<0.05);在可溶性固形物质量分数、pH值和抑菌等方面,CS组与CK组具有不同程度的差异,贮藏11 d时,CK组腐烂率为93.33%,而CS组为66.67%。

两种不同材料种植体修复牙列缺损的力学性能及美学效果观察

目的:观察钛合金种植体与纯钛种植体修复牙列缺损的力学性能及美学效果。方法:回顾性分析2020年1月-2022年9月笔者医院收治的160例牙列缺损患者的临床资料,按种植体不同修复方式分为观察组79例(108颗牙,采用钛合金种植体)和对照组81例(112颗牙,采用纯钛种植体)。比较两组的种植有效率、咀嚼效率、牙齿总咬合力、牙周健康指数、并发症发生率及美学评分差异。结果:两组种植总有效率比较,差异无统计学意义(P>0.05),但观察组显效率显著高于对照组(P<0.05);两组咀嚼效率治疗后均显著升高,且观察组咀嚼效率显著高于对照组(P<0.05);两组牙齿总咬合力随时间延长逐渐升高,且观察组各时间段内总咬合力显著高于对照组(P<0.05);两组菌斑指数、牙龈指数及龈沟出血指数均较术前降低,且观察组显著低于对照组(P<0.05);观察组种植体周围炎发生率显著低于对照组(P<0.05);观察组红白美学指数评分显著高于对照组(P<0.05)。结论:相比于纯钛种植体,钛合金种植体用于修复牙列缺损患者具有更强力学性能,可改善患者咀嚼和咬合能力,降低种植体周围炎的发生率,提高美学效果。

肿瘤细胞胞外囊泡DNA特征分析

从肺腺癌A549细胞培养上清液中分离胞外囊泡(EVs),通过动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)分析得到EVs的大小约为100 nm,并在样品中检测到EVs的特异性标记TSG101。通过琼脂糖凝胶电泳检测发现,胞外囊泡DNA(evDNA)分子片段的大小在12 kb左右。根据evDNA测序数据选择特定evDNA开展PCR试验,实现其有效检测。对EVs进行脱氧核糖核酸酶Ⅰ(DNase I)或ATP依赖的DNA酶(PS酶)处理,证实evDNA以线性方式存在于囊泡外侧。通过末端转移酶(TdT)向evDNA末端添加poly-dA,使用oligo-dT珠对其进行捕获,进一步证明其线性表面分布。此外,建立TetO-DNA/TetR-GFP可视化系统,在荧光显微镜下观察到TetR-GFP蛋白与EVs上TetO-DNA的结合。流式细胞术和PCR试验证实,可用TetR-GFP蛋白实现对携带TetO-DNA EVs的富集。本研究证实了evDNA以线性的形式分布在EVs表面,为进一步研究其生物学功能提供了重要基础。

一例规模化猪场流行性腹泻病的诊断与防控风险分析

2022年2月4日,广西壮族自治区某规模化猪场妊娠母猪陆续出现水样腹泻、不吃或少吃料的临床症状,2022年2月6日,产房仔猪出现呕吐、水样腹泻,怕冷扎堆,脱水严重,且传播速度快。通过试剂盒快速检测和实验室检测,诊断为猪流行性腹泻病。针对检测结果对猪群进行紧急疫苗接种和药物治疗,并对此次疫情的发生和发展过程进行防控风险点分析,发现养猪场在生物安全方面存在较大的风险点,通过整改并采取严格的生物安全管理措施后,母猪群发病情况得到缓解,仔猪腹泻窝数下降,猪群趋于稳定,生产成绩逐步恢复。通过对此次案例的分析探讨,为规模化猪场对猪流行性腹泻病的发现和防控提供临床经验,同时增强对流行性腹泻病的风险预警意识,健全规模化猪场对流行性腹泻病的风险预警机制。

实验动物科研机构科普教育实践与探究

科技创新与科学普及是实现创新发展的两翼。实验动物科学是国家科技创新体系的支撑条件,也是国家科技成果转化和生物医药等行业发展的支撑条件。实验动物科研机构作为实验动物科学技术创新的排头兵,在应用科技创新技术拓展科普手段、丰富科普形式等方面具有专业优势。将科普教育作为实验动物科研机构加强科技宣传、科普信息化服务体系建设的重要一环,有利于推动科学技术的创新发展,实现科学普及与科技创新“两翼齐飞”。本文分析了我国实验动物科普现状,总结了广东省实验动物监测所作为实验动物科研机构进行科普活动的实践经验,以期对实验动物科普教育工作提供参考。

多元氯化物熔盐中表面改性Inconel 625的腐蚀行为

氯化物熔盐作为传热蓄热介质,对太阳能热发电储能系统中金属部件产生严重腐蚀,而针对镍基合金在氯化物熔盐中的高温腐蚀行为研究较少。以镍基合金Inconel 625和经过表面改性后的Inconel 625(ST In625)为研究对象,利用组织表征、微拉伸试验及高温熔盐浸泡试验,研究不同样品的力学性能变化以及在二元和三元氯化物熔盐中的腐蚀行为。结果表明:ST In625合金强度明显提升,拉伸塑性有所下降。腐蚀初期,两种样品在氯化物熔盐中形成的氧化膜以Cr_(2)O_(3)和NiCr_(2)O_(4)为主,ST In625表面产生的腐蚀坑较少;腐蚀后期,在两种样品表面均检测到NiO,二元氯化物熔盐中两种样品表面未生成明显氧化层,出现明显腐蚀坑,而三元氯化物熔盐表面会生成新的Cr_(2)O_(3)和NiCr_(2)O_(4)絮状氧化层,无腐蚀坑出现。因此,在氯化物熔盐中ST In625的腐蚀失重较小,耐蚀性明显提高,且两种样品在二元氯化物熔盐中的腐蚀速率较低、但存在明显晶间腐蚀;在三元氯化物熔盐中腐蚀速率更高,而晶间腐蚀较为轻微。通过表面改性提高了镍基合金在氯化物熔盐环境中的耐蚀性,可为太阳能热发电储热材料的金属部件选择提供全新的思路。

栀子TPS基因家族鉴定及与萜类物质代谢的相关性分析

TPS基因家族是萜类化合物合成的末端关键酶,在栀子花香的形成中起重要作用。为了明确栀子TPS基因家族成员的基本特征,利用生物信息学方法对栀子TPS基因进行家族成员鉴定;通过外源激素喷施试验进行转录组测序,结合顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用技术,分析不同外源激素浓度下栀子花朵TPS基因家族成员表达水平和代谢物含量变化关系。结果表明:从栀子基因组中共鉴定获得GjTPS家族成员41个,编码氨基酸380~849个,含有外显子5~15个不等,GjTPS家族成员定位在叶绿体中,并且不均匀地分布在10条染色体上;共线性分析表明栀子与其同科植物中粒咖啡的TPS基因有更近的亲缘关系。系统发育分析结果显示GjTPS基因分为5个亚家族,TPS-a、TPS-b亚家族包含了大多数GjTPS家族成员。GjTPS家族成员的大多数启动子顺式作用元件在植物激素响应类别中,并且包含MYC基序的茉莉酸甲酯响应元件是其中大类;通过转录组数据得到GjTPS02、GjTPS12、GjTPS14、GjTPS20、GjTPS21、GjTPS22这6个基因在各处理的表达量较高。对基因表达量与萜类物质含量变化进行相关性分析,发现1.25 mmol·L^(-1)的茉莉酸甲酯有助于栀子TPS基因家族成员的表达及萜类物质的释放;GjTPS12、GjTPS14、GjTPS20、GjTPS21、GjTPS22这5个基因可能参与栀子花香调控。本研究结果可为后续栀子TPS基因家族功能特性研究提供借鉴。