青藏高原中华羊茅不同部位的营养价值及分子结构特性研究

本试验旨在比较青藏高原中华羊茅不同部位(全株、茎、叶和穗)的营养价值及分子结构特征,为建立高原牧草营养价值快速评定技术和家畜饲粮配方设计提供基础数据。试验采用概略养分分析法和康奈尔净碳水化合物-蛋白质体系(CNCPS)分析中华羊茅不同部位的营养价值,同时利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)技术对不同部位的分子结构进行研究,并探求它们之间的相关关系。结果表明:1)中华羊茅不同部位蛋白质组分和蛋白质分子结构存在显著差异(P<0.05)。其中,穗的粗蛋白质(CP)、中性洗涤不溶粗蛋白质(NDICP)、难溶性真蛋白质(PB1)、酰胺Ⅱ区峰高、α-螺旋峰高、β-折叠峰高以及α-螺旋峰高/β-折叠峰高值均为最高,茎的上述指标较低;不同部位的蛋白质组分与蛋白质分子结构参数存在相关关系。2)中华羊茅不同部位的碳水化合物组分和碳水化合物分子结构存在显著差异(P<0.05)。其中,穗的淀粉和非纤维性碳水化合物(NFC)含量最高;茎的中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、酸性洗涤木质素(ADL)和不可消化纤维(CC)含量最高;茎的结构性碳水化合物峰面积、纤维素复合物峰面积和峰高显著高于全株和其他部位(P<0.05);中华羊茅不同部位的碳水化合物组分与其分子结构参数存在较强的相关关系。综上所述,中华羊茅各部位的营养价值和分子结构特征存在显著差异;以中华羊茅为主要粗饲料来源设计饲粮配方时,应注意搭配补充蛋白质饲料并充分考虑饲粮的可消化性;下一步可利用本研究获取的基础数据,探索建立中华羊茅营养价值的快速评定技术。

青藏高原老芒麦不同部位的营养价值及其分子结构特性研究

研究牧草及其不同部位的营养价值对牧草育种及其营养价值开发非常重要。本试验旨在比较青藏高原老芒麦及其不同部位(茎、叶、穗)的营养价值,并探索其对应的分子结构信息。试验采用常规化学分析方法和康奈尔净碳水化合物-蛋白质体系(CNCPS)对老芒麦不同部位的营养价值进行评定,并结合傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术对不同部位的蛋白质、碳水化合物相关的分子结构进行研究,探求它们之间的相关关系。结果表明:1)老芒麦不同部位的营养成分和CNCPS组分存在显著差异(P<0.05)。其中,叶的粗蛋白质(CP)、中性洗涤不溶蛋白质(NDICP)和非纤维性碳水化合物(NFC)含量最高,茎的中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、酸性洗涤木质素(ADL)、纤维素及碳水化合物含量最高。2)通过FTIR技术发现,老芒麦不同部位的蛋白质和碳水化合物分子结构之间存在显著差异(P<0.05)。其中,叶的蛋白质α-螺旋峰高及α-螺旋峰高/β-折叠峰高值均为最高;茎的总碳水化合物峰面积以及纤维素复合物峰面积和峰高均显著高于其他部位(P<0.05);穗的结构性碳水化合物峰面积显著低于其他部位(P<0.05)。3)通过相关性分析得出,老芒麦不同部位的营养成分分子结构光谱参数与其营养价值存在较强的相关关系(P<0.05)。综上所述,老芒麦可以作为高原草食家畜良好的饲草来源,其叶片的营养价值较高,茎的营养价值相对较低;FTIR技术具备快速评定老芒麦不同部位营养价值的潜力。

呼伦贝尔地区10个引进燕麦品种生产性能及饲草品质比较

为筛选出适宜在呼伦贝尔地区种植的优质燕麦品种,测定10个引进燕麦品种(青燕1号、青海444、加燕2号、青引1号、林纳、青海甜燕麦、青引2号、莫妮卡、青莜3号、骏马)的田间农艺性状、饲草产量、营养成分及籽粒产量,使用相对饲喂价值(RFV)和粗饲料分级指数(GI)对饲草品质进行评价,使用灰色关联度分析法综合评价各品种的生产性能。结果表明,供试燕麦品种在呼伦贝尔地区早熟,生育周期73~88 d。青海444株高最高,达到113.22 cm(P<0.05);且其开花期的鲜草产量和干草产量均最高,分别为36623.3和9990.5 kg·hm^(-2)(P<0.05)。各品种燕麦的鲜、干草产量与生育周期、株高、旗叶长、旗叶宽、茎粗、穗长呈极显著正相关(P<0.01),与叶茎比和干鲜比呈极显著负相关(P<0.01)。籽粒产量最高的是青引1号,达到5348.85 kg·hm^(-2),与加燕2号无显著差异(P>0.05),但显著高于其他品种(P<0.05)。籽粒产量与生育周期、株高、茎粗、穗长、轮层数和千粒重呈极显著正相关(P<0.01),与小穗数呈极显著负相关(P<0.01)。粗脂肪含量最高的是乳熟期青燕1号(P<0.05),粗蛋白含量最高的是抽穗期青引1号(P<0.05),粗灰分含量最高的是抽穗期青燕1号(P<0.05),干物质最高的是抽穗期青引2号(P<0.05)。GI与RFV饲草等级划分总体趋势相同。综合分析得出,青引1号、加燕2号和青海444的生产性能、营养品质及饲喂价值表现较好,综合排名靠前,具有作为优质燕麦品种在呼伦贝尔地区推广种植的潜力。

牦牛ACAA2基因克隆及组织表达分析

为获得牦牛ACAA2基因CDS区序列,研究该基因在牦牛不同组织中表达情况。利用RT-PCR方法克隆类乌齐牦牛ACAA2基因CDS序列并分析生物信息学,荧光定量PCR(qPCR)方法检测ACAA2基因在麦洼牦牛心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、胸肌和臀肌组织中表达情况。结果表明,ACAA2基因CDS序列全长为1194 bp,开放阅读框为1101 bp(GenBank登录号:MT861180),共编码366个氨基酸;同源性比对分析显示,牦牛和黄牛亲缘关系最近,其次是马,其ACAA2基因核苷酸序列同源性分别达92.0%和88.7%;ACAA2蛋白亲水性平均值为-0.127,不稳定指数(Ⅱ)为40.88,为不稳定蛋白;无信号肽和跨膜结构,属于非分泌蛋白;存在14个丝氨酸(Ser)、10个苏氨酸(Thr)和4个酪氨酸(Tyr)磷酸化位点;组织表达分析显示,ACAA2基因在牦牛肾脏和肝脏组织中表达差异极显著,在胸肌和臀肌中表达量最低。研究为初步探究ACAA2基因在牦牛脂肪代谢中作用提供理论依据。

披碱草属植物抗逆性研究现状和存在的问题

披碱草属是禾本科小麦族重要的经济属,主要分布在海拔2000～5200 m的地区。属内绝大多数种是优良牧草,饲用价值极高,该属部分种具有耐盐、抗旱、耐寒等优良抗性,适应性广,遗传多样性丰富,因此不仅是生态恢复的重要物种,也能为其他牧草和麦类作物提供优异的基因资源。按照狭义上的分类标准,该属在全世界共有30余种,我国有13种,主要有老芒麦、披碱草、垂穗披碱草、短芒披碱草、圆柱披碱草等。近年来,由于全球变化和人类活动引起非生物胁迫的加剧,越来越多的研究开始关注披碱草属非生物胁迫抗性,包括耐盐性、抗旱性、低温胁迫抗性、重金属胁迫及复合胁迫抗性,其中大多数研究来自中国学者。目前绝大多数关于披碱草属抗逆性的研究主要集中在通过电解质外渗率、叶绿素、脯氨酸等渗透调节物质和抗氧化酶活性等生理指标评价属内不同种,和/或不同品种/种质的抗性方面,然而这些研究采用了不同的分析方法和评价体系,导致得出的结果不尽相同。此外,除了冷胁迫外,目前关于该属植物的抗逆机制却极少涉及。因此,综述了近年来在披碱草属植物抗逆性方面的研究进展,并提出存在的问题及今后研究的方向,旨在为进一步挖掘和利用其优良遗传资源奠定基础。

基于MaxEnt模型的四川王朗国家级自然保护区蓝马鸡栖息地适宜性评价

明确野生动物栖息地的空间分布格局和影响因子,是有效的栖息地管理和物种保护的基础。基于王朗国家级自然保护区自2001至2018年间的野外调查记录,首次使用MaxEnt模型对蓝马鸡(Crossoptilon auritum)栖息地适宜性进行了分析和评价。结果显示:(1)地形特征和极端时期的气候是影响蓝马鸡栖息地适宜性的主要环境因子,年最低温高于-14.4℃、海拔约2430—3100 m、坡度小于40°、靠近河流且最干月降水低于4.4 mm的区域属于蓝马鸡的适宜栖息地;(2)保护区内共有蓝马鸡栖息地102.28 km2,约占保护区总面积的三分之一,其中适宜栖息地面积59.41 km2,次适宜栖息地面积42.87 km2,为该物种提供了面积巨大且连通性极好的栖息地;(3)在不适宜蓝马鸡分布的区域,海拔过高和最干月降水量较大是限制其栖息地适宜性的主要环境因子。目前保护区内主要的人为干扰类型是牦牛和马匹的放牧活动,并且放牧强度和区域有扩大趋势,潜在威胁着蓝马鸡种群及其栖息地。因此,基于模型结果和野外调查,为避免保护区内蓝马鸡栖息地的退化和破碎化,提出了控制放牧数量和面积、增强对放牧人员的宣传教育以及定期监测河流水质的保护建议,以期促进蓝马鸡的种群和栖息地保护。

牦牛和犏牛MEISETZ基因克隆及生物信息学分析

为探讨MEISETZ基因与犏牛雄性不育可能性关系,克隆测序牦牛、犏牛MEISETZ基因CDS区,运用生物信息学软件对其编码区作序列分析、蛋白结构与功能预测。结果表明,牦牛、犏牛MEISETZ基因CDS区长度均为688 bp,编码222个氨基酸残基;牦牛、犏牛MEISETZ蛋白均为偏碱性蛋白,不稳定指数高于阈值,蛋白结构不稳定,均无跨膜结构域,无信号肽,属非分泌型蛋白,二三级结构均以无规卷曲为主,均含有SET超家族结构域。系统进化分析显示,犏牛与牦牛聚为一类,亲缘关系最密切,序列高度保守。牦牛与犏牛核苷酸序列相比,共有4处发生碱基变异,相似性为99.4%;牦牛MEISETZ蛋白氨基酸序列与犏牛相比,144位(A→G)、204位(P→Q)2个位点发生变异,同源性为99.1%,研究为牦牛、犏牛MEISETZ基因结构与功能特别是犏牛雄性不育后续研究提供基础数据。

牦牛CTGF基因克隆、蛋白功能及组织表达分析

为获得牦牛CTGF基因的CDS区序列及其编码蛋白的结构和功能,并研究该基因在肾脏、心脏、肺脏、肝脏和臀肌等组织中的mRNA表达水平。以类乌齐牦牛为研究对象,采取RT-PCR方法获得类乌齐牦牛CTGF基因CDS序列,荧光定量PCR(qPCR)方法检测该基因在其5个组织中的mRNA表达水平。结果显示:牦牛CTGF基因含2个CpG岛,开放阅读框长度为1050 bp(登录号:MT968972),可编码349个氨基酸,CTGF编码蛋白存在信号肽,为水溶性不稳定的表面蛋白,共存在21个磷酸化位点和7个糖基化位点,在内质网和微体(过氧物酶体)中分布较多,有3个完整的保守功能结构域。荧光定量结果显示,CTGF基因在类乌齐牦牛肾脏、心脏、肺脏、肝脏和臀肌组织中均有表达,且在肝脏中表达水平最高。旨在为CTGF基因在调控牦牛肌肉生长发育方面提供参考数据。

祁连山北坡冬季牧场积雪盖度与植被、地形的关系

以祁连山高寒草原为对象,测定4个坡向冬季牧场的坡度、立枯物高度和盖度及积雪盖度,分析积雪盖度与植被和地形特征之间的关系,构建基于植被(立枯物高度和盖度)和地形因素(坡度和坡向)的牧场积雪盖度估测模型,为牧场的管理提供理论依据.通过研究发现:祁连山北坡高寒草原积雪盖度与立枯物高度和盖度呈极显著负相关,与坡度和坡向呈极显著正相关;坡向和坡度与立枯物高度和盖度呈显著负相关,坡向对立枯物积累的负效应比坡度更明显.冬季牧场立枯物盖度对积雪的直接作用最大,坡度通过立枯物盖度对积雪盖度的间接作用其次,坡向和坡度通过立枯物高度对积雪盖度的间接作用显著;坡度对立枯物高度的直接作用高于坡向,其对立枯物盖度的直接作用显著.祁连山高寒草原的积雪盖度可通过植被或/和地形特征的多元线性回归方程很好地估测,基于植被和地形综合因素所建立的最佳积雪盖度估测模型为:SC(%)=70.278+4.210A+0.269S-0.138SLH-0.534SLC(R^2=0.630,P<0.001)(式中,A,S,SLH和SLC分别为坡向、坡度(°)、立枯物高度(cm)和盖度(%)).

植物内皮层的分化及其屏障功能研究进展

植物根系最主要的作用之一是从土壤中获取养分并将其运输至地上部。水和营养物质径向穿过根的表皮、皮层、内皮层等所有外部细胞层,才能到达中柱,以供地上部代谢所需。其中,内皮层细胞在发育过程中会经历两个特殊的分化阶段,分别形成凯氏带和木栓层两种扩散屏障,二者在控制养分获取与流失方面起着重要的作用。该文就近年来国内外有关植物内皮层分化过程及其屏障功能方面的研究进展进行了综述,以期对深入探索内皮层屏障在植物生长发育和逆境适应中的作用提供参考,为植物育种工作开辟新的思路。

植物根系质外体屏障研究进展

根是植物吸收水分和矿质营养以维持生命活动的重要器官。根系的构型和超微结构具有物种特异性,对水分和矿质营养的吸收有不同程度的影响。其中,内、外皮层的木栓层和凯氏带是2种重要的质外体屏障,可非定向地阻断水分和离子运输,在植物生长发育及响应逆境胁迫中发挥重要作用。尽管如此,植物根系质外体屏障的结构、化学组成、生理功能、生物合成及其调控仅在模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)中被广泛研究。近年来,关于作物大麦(Hordeum vulgare)、水稻(Oryza sativa)以及部分牧草的根系质外体屏障研究报道逐渐增多。该文系统比较了拟南芥、大麦、水稻以及部分牧草根系质外体屏障的异同,提出今后的研究方向,以期为深入探索禾本科作物和牧草根系质外体屏障在生长发育和逆境适应中的作用奠定理论基础,并为作物和牧草育种工作提供新思路。