中国马铃薯主食化——浙江省的发展对策

马铃薯是全球第四大重要的粮食作物,是人类的重要主食之一。2015年,中国启动马铃薯主粮化战略,推进把马铃薯加工成馒头、面条、米粉等食物形式,以期推动马铃薯主食化。尽管马铃薯是浙江省主要旱粮作物之一,但是与传统的主要粮食作物水稻相比,马铃薯仍然是一个小作物,在餐桌上也是以鲜食为主,当做蔬菜食用,精深加工较少。为了加快推进浙江省马铃薯主食化目标,本研究从浙江省马铃薯生产的发展潜力以及马铃薯作为主食的发展策略两个方面出发,从政府政策导向、膳食观念转变、科学技术保障等方面,阐述了浙江省推动马铃薯主食化的思路和对策。迄今为止,浙江省马铃薯主食化已取得阶段性突破,马铃薯种植面积持续扩大,种薯本地化生产以及全程机械化技术得到进一步发展;马铃薯全粉加工技术以及马铃薯主食产品的研发有了不断的创新;通过采取优化品种结构、丰富主食产品、出台扶持政策等措施,加速推进了马铃薯主食化的进程。本研究以浙江省这样一个马铃薯既非主粮又非主食的省份作为研究案例,对华东地区具有相似自然资源以及膳食习惯的省份,全面推进马铃薯主食化具有重要的参考价值。

浙江省鲜食旱粮的种植制度及栽培技术创新

本研究以大豆、玉米、蚕(豌)豆、番薯和马铃薯等常见旱粮作物为研究对象,通过大量的试验研究和组装创新,探索出包括"浙贝母/鲜食春玉米-鲜食秋大豆"旱地新三熟种植模式、"蚕豆/春玉米-夏玉米-秋马铃薯"一年四熟模式、"春马铃薯-水稻-秋马铃薯"高效种植模式、"迷你番薯-迷你番薯-蔬菜"一年三熟模式、"大麦/春大豆-晚稻"一年三熟模式、"棉田套种豌豆"节本增效技术和"大棚番茄套种甜玉米"种植模式等一系列的鲜食旱粮作物新型的高效种植制度和高产栽培技术。通过粮经结合、水旱轮作、单作套种和秸杆等废弃物的资源化利用等模式与鲜食旱粮生产有机结合起来,不仅大大提高了有限耕地的复种指数,还进一步提高了旱粮作物的产量、品质和种植效益,实现了农业生产的可持续发展。

苏云金芽孢杆菌毒蛋白发掘方法的研究进展

自上世纪初发现苏云金芽孢杆菌对昆虫有杀虫活性以来,如何发掘利用苏云金芽孢杆菌的杀虫晶体蛋白服务于农业生产和人类的卫生防控就成为一个重要课题。从早期的分离菌株使用菌体的复合物喷施到使用分子手段转化植物特定表达,人类在苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白的利用精准度上在不断提高,但随之而来就是抗性的产生。因此不断发掘可使用的新的苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因资源就是一个很重要的话题。本综述就苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白基因的发掘方法研究做一系统论述。

苏云金芽孢杆菌HS66的转座因子分析

移动遗传因子普遍存在于苏云金芽孢杆菌(Bt)基因组中,而且大部分位于Bt毒素基因两侧附近,与Bt毒素基因进化和转移密切相关。本研究完成了一株对鳞翅目昆虫表现出很强的杀虫活性的Bt菌株HS66的基因组序列草图测定,并利用本地BLAST软件和ISFinder软件,进行了插入序列和转座子序列的查找及基本信息的汇总,结果表明Bt HS66基因组序列含有丰富的插入序列和转座子序列。转座因子分析是整个Bt HS66基因组分析过程中的重要的一环,后续工作中若定位移动因子在染色体及质粒序列的位置,对解析转座因子功能,帮助预测相关杀虫基因信息,以及全面理解Bt HS66基因组将有极大的帮助。

苏云金芽孢杆菌-神奇细菌的百年传奇

苏云金芽孢杆菌作为一种革兰氏阳性有孢子生成的细菌可以生成多种多样性的杀虫蛋白,这使得其在过去近一百年中作为一种生物杀虫剂得到应用广泛应用。这种传奇的微生物不但在作物的害虫防治方面得到极大的应用和推广,而在蚊虫的防控及一些类型的癌细胞的防治方面也有其独有作用。苏云金芽孢杆菌杀虫蛋白对其宿主的高度特异性及随着分子技术手段的进展而得到进一步的发掘利用,Bt转基因作物的商业化应用极大的减少了环境污染严重的化学用药的使用。苏云金芽孢杆菌在现在农业生产中占有极重要的地位。本综述将就苏云金芽孢杆菌的发现历史、生态与发育、毒蛋白的多样性及杀虫特异性、毒蛋白的结构及机理、在农林生产中的应用、环境安全和抗性进行简述。

基于denovo测序分析Bt菌株S3299-1基因组特征

分离菌株S3299-1是从海南省吊罗山热带雨林自然保护区土壤中分离保存的对小菜蛾具有杀虫活性的苏云金芽孢杆菌,但目前尚未明确该菌株的杀虫蛋白基因。本研究主要采用Illumina Hiseq2000二代测序平台对分离菌株S3299-1基因组进行Survey测序以挖掘该菌株的杀虫蛋白基因。研究结果表明:S3299-1基因组的大小为5 498 939 bp,GC含量为34.94%,Scaffold 176个,ORF 5 755个,将Scaffold进行拼接得到4个复制子,即一个大小为4 338 kb的拟核和3个不同的质粒(S3299-1p01,S3299-1p02,S3299-1p03),并预测可能含有的毒蛋白编码基因有25个。通过草图测序以及生物信息学分析手段获得S3299-1的框架图,预测该菌株可能含有的杀虫蛋白基因以及为今后研究该菌株的杀虫蛋白功能提供基础。

基于基因组与蛋白组分析挖掘高效杀虫菌株Bt S2480-1毒蛋白基因

【目的】鉴定苏云金芽孢杆菌野生型菌株Bt S2480-1的杀虫活性并挖掘该菌株含有的杀虫基因资源。【方法】采用Illumina Hiseq2000测序平台对Bt S2480-1菌株进行全基因组测序,通过生物信息学方法获得该菌株的基因组信息、基因预测以及毒蛋白基因预测识别;随后,利用LTQ-Obitrap nano-LC-MS/MS系统对该菌株的总蛋白进行了质谱分析;最后以致倦库蚊幼虫和甜菜夜蛾幼虫为靶标昆虫对该菌株进行了生物活性测定。【结果】Bt S2480-1基因组大小为6.2 Mb,GC含量为35.11%,拼接得到1个拟核和3个大质粒的可视化草图,预测编码基因6297个,其中含有12个预测毒蛋白基因。BtS2480-1菌株总蛋白在LTQ-OrbitrapMS/MS质谱分析中共有1 500个蛋白质获得鉴定,鉴定获得11个毒蛋白。Bt S2480-1菌株总蛋白对致倦库蚊幼虫表现出非常高的杀蚊活性,而对甜菜夜蛾幼虫杀虫活性相对偏弱,其LC50分别为27.636μg/m L (95%FL:12.559-61.707μg/m L)和496.833μg/mg (95%FL:320.134–776.964μg/mg)。【结论】Bt S2480-1菌株基因组分析显示共含有12个预测毒蛋白基因,LTQ-Orbitrap MS/MS鉴定获得11个毒蛋白,Bt S2480-1菌株总蛋白对致倦库蚊和甜菜夜蛾幼虫都具有杀虫活性。