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【科技驿站】​优质高效青贮发酵剂/猕猴桃抗寒性机制/植物天然产物抗菌研究

来源:中农富通    时间:2021-06-22

【行业资讯】优质高效青贮发酵剂/猕猴桃抗寒性机制/植物天然产物抗菌研究


饲草优质高效青贮发酵剂


青贮原料通常表面附着乳酸菌较少,好气性细菌较多,不利于发酵,需要额外添加。中国农业大学杨富裕教授团队已从青贮原料、青贮料、环境土壤、动物胃肠道和排泄物等实验材料中培养分离出乳酸菌株,完成了适生温度、耐盐性、耐酸性、繁殖速率、产酸效率等相关生理生化指标的检测评价,建立了青贮菌株数据库,为多元化菌剂产品开发提供了坚实的资源基础。


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益青1号木本饲料专用青贮发酵剂,其核心功能微生物是源自天然青贮和木本饲料的专利乳酸菌株CAU-a214 与CAV-M6。乳酸菌CAU-a214 适生温度范围广,可利用24 种碳源,在pH3.5时可正常繁殖代谢,能够快速产生乳酸,有助于青贮前期迅速建立起乳酸菌优势菌群;而乳酸菌CAV-M6 单宁酶活性可达4.85μmol/ min/ml,能够耐受pH3.0生境, 这意味着即便是青贮后期pH降至4.0 以下时,CAV-M6 仍然具有极强的活性,可以持续降解木本饲料中的单宁。

益青2号豆科饲草专用青贮发酵剂,其核心功能微生物是专利乳酸菌株CAU-a214 。

益青3号是禾本饲草专用青贮发酵剂,其核心功能微生物包含乳酸菌CAU-a214和布氏乳杆菌225。


来源:约稿

微生物菌株出马 畜禽业污染物变废为宝

国家重点研发计划“畜禽重大疫病防控与高效安全养殖综合技术研发”重点专项项目“畜禽养殖废弃物微生物降解与资源转化调控机制”和“畜禽废弃物无害化处理与资源化利用新技术及新产品研发”取得了显著成效和突破。

项目成功挖掘了功能微生物菌株资源或优势功能菌80余株,高效转化昆虫资源4种,克隆相关功能基因24个,形成复合微生物菌剂7种;鉴定功能物质10种;分离鉴定畜禽病原微生物230多株。如今,微生物降解项目形成的固体有机废弃物制肥技术、病死畜禽无害化处理技术、气流膜堆肥技术、一种高效降解四环素类抗生素的微生物菌剂及应用等均实现了成果转化与落地。


来源:科技日报


与冰草杂交获突破!这里的小麦不一般

5月20日,小麦“藏粮于技”重大科研任务现场考察暨小麦-冰草创新种质田间展示会在河南新乡举办。

中国农科院小麦大麦优异种质资源发掘与创新利用团队首席李立会研究员介绍,中国农科院小麦种质资源创新团队聚力攻关,历时30余年,通过幼胚拯救杂交技术,幼穗体细胞培养壮苗、扩繁技术,远缘杂交小麦受体亲本Fukuho单一回交技术等一系列育种技术的创新,最终实现了小麦-冰草远缘杂交技术的实质性突破。团队创制出小麦-冰草新品系,不但对白粉、条锈、叶锈菌等病害具有广谱抗性,还具有多花多实的高产特性,同时将亩穗数和千粒重产量因子协调提高,增产可超过10%,为我国小麦高产育种提供了突破性资源,填补小麦穗粒数缺乏主效基因/QTL的空白。

其中,甘肃、陕西两省审定的小麦新品种普冰151,已成为甘肃、陕西条锈病等病害流行和旱地麦区的主栽品种,实现了多抗育种新突破。培育出国审新品种川麦93,穗粒数达54.2粒,比对照“绵麦367”多6.3粒/穗,增产16.72%,显著高于3%的国家审定标准。


来源:农民日报


猕猴桃抗寒性的分子机制被揭示

近日,中国农业科学院郑州果树研究所猕猴桃资源与育种团队在猕猴桃抗寒研究中明确了猕猴桃AaBAM3.1基因与AaCBF4互作调控猕猴桃抗寒性的分子机制。该研究为猕猴桃抗寒研究提供了新线索。相关研究成果发表在《园艺研究(Horticulture Research)》。

该研究首次鉴定到了能够响应低温且在高抗寒性软枣猕猴桃中高表达的β-淀粉酶基因(AaBAM3.1),超表达AaBAM3.1后猕猴桃枝条内可溶性糖含量在低温下显著提高,抗寒力提高。通过AaBAM3.1基因启动子元件分析以及酵母单杂试验筛选到调控AaBAM3.1基因的转录因子AaCBF4,AaCBF4作用于AaBAM3.1基因的启动子上,调控AaBAM3.1基因的表达促使淀粉降解以及可溶性糖累积。研究结果为猕猴桃抗寒分子辅助育种提供了理论基础。


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来源:中国农业科学院郑州果树研究所


“植物大熊猫”的天然抗癌药物基因密码得到破解

紫杉醇是一种天然抗癌药物,长期以来,紫杉醇来源于有“植物大熊猫”之称的红豆杉,难以人工合成。近日,从中国农科院获悉,我国科学家通过对南方红豆杉进行全基因组测序,首次组装成功了染色体级别的高质量参考基因组,揭示了抗癌药物紫杉醇生物合成的遗传基础,相关研究论文近日在线发表于预印平台bioRxiv。


本次研究对红豆杉基因组的测序完成,为解决该关键科学问题提供了重要基石,也为下一步开发绿色环保、可持续生产的紫杉醇合成策略提供了思路。除此之外,南方红豆杉是一种较古老的裸子植物。其参考基因组的发布,填充了裸子植物基因库的空缺,为植物界的演化研究提供了一个重要案例。


来源:新京报


这种方法实现了油脂绿色低耗、高效高产高功能和“三废”零排放

日前,湖北省公布了首届专利奖名单,中国农业科学院油料作物研究所油料品质化学与加工利用创新团队的发明专利“一种基于物理场的油料细胞破壁膨化制油的方法”荣获金奖。

专利针对现行油料加工工艺高温长时、产品质量效益低、资源利用效率低和安全、环境隐患突显等问题,基于微波物理场细胞反应器原理,创建了以清理精选、微波破壁提质生香、低温压榨和物理精炼为核心的新型制油技术。该技术通过微波厌氧钝化油料脂肪氧化酶、芥子酶等内源酶,避免功能脂质氧化和风险因子产生;同时,热促油菜籽中抗营养因子芥子酸及其衍生物高效转化为高功能活性的菜籽多酚(Canolol),促进美拉德反应,显著改善风味,并使油料细胞中水分子汽化、膨胀,高效破坏细胞结构,有利油脂、VE、甾醇等脂类伴随物释放溶出。


该专利实现了油脂轻简、绿色、低耗、高效、高产、高质和智能的产地化加工。较色拉油(一级油)热榨技术,工序减少50%以上,设备投入减少30%以上,产品VE、甾醇和多酚(Canolol)等功能活性成分保留率显著提高,达90%以上。毛油物理精炼脂质损失率降低60%以上,避免了油脚、皂脚、废水等产生,实现了“三废”零排放。同时,饼粕质量显著提升,有效氨基酸保留98%以上、氮溶解指数提高20%以上。


来源:中国农业科学院油料作物研究所


高值乳品鉴别取得新进展

中国农业科学院农业质量标准检测技术研究所畜产品质量安全创新团队围绕高值乳品鉴别开发了一系列快速、定量和多重检测方法,为高值乳品市场监管提供了技术支撑。相关研究成果发表在《食品化学(Food Chemistry)》等期刊上。


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来源:中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所


植物天然产物抗菌研究上取得重要进展

中国农业大学动物医学院沈建忠院士团队研究发现天然药用植物是新型化合物的重要来源,揭示85种黄酮类化合物的异戊烯基修饰可提高与细菌内膜磷脂酰甘油(PG)的亲和力,进一步丰富了PG配体的分子骨架结构,拓展了新型抗菌药物研发方向。天然植物可以作为挖掘新型抗菌分子的资源宝库,拓展了新型抗菌药物筛选的来源,为治疗多重耐药菌感染提供了新策略。


来源:中国农业大学动物医学院


农药等小分子化合物的超高灵敏检测方法问世

中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所农业化学污染物残留检测及行为创新团队研究解决了生物条形码DNA链、载体蛋白与纳米材料标记的科学难题,实现了对农药等小分子化合物的超高灵敏检测。该研究为实现对食品与环境中其他小分子化学污染物的超痕量分析奠定基础,相关科研成果发表在《食物化学(Food Chemistry)》等期刊上。

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生物条形码是碱基序列为48-68之间的寡核苷酸链,作为标记物质可充分发挥现有分子生物学技术对DNA链的高灵敏定性定量特性,提高免疫分析方法的灵敏度。但原方法只能应用于蛋白等大分子物质的检测。科研人员通过首次构建生物条形码免疫竞争反应模式,与荧光定量PCR、数字PCR、蛋白芯片、纳米酶等DNA定量、人工模拟酶技术相结合,率先将生物条形码免疫分析方法应用于农药等小分子化合物的检测,实现了该方法对蛋白等大分子物质、农药等小分子物质检测的全覆盖,检测灵敏度较经典免疫分析方法提高8-78倍;同时基于荧光探针、DNA-RNA荧光猝灭等标记体系,构建了可实现对三唑磷、对硫磷、毒死蜱等农药同时检测的多残留免疫分析方法。


来源:中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所


美国金凯家族酒庄试验新型智能喷雾控制系统


近日,美国金凯家族酒庄(TrincheroFamily Estates, TFE)在位于加利福尼亚州洛蒂地区的葡萄园测试新型信息智能喷雾技术系统。这项技术是由美国农业部农业研究中心在“特种作物计划(Specialty Crops Research Initiatives)”资助下完成研发,由美国农业农业部应用技术研究中心、俄亥俄州立大学和俄勒冈州立大学在果园、苗圃和葡萄园开展田间试验。据悉,该系统可在实现同等甚至更优的病虫害控制效果下,将杀虫剂用量减少47%-73%,提高喷雾效率,减少喷雾损失,并且为种植户节约喷洒成本,目前已在全美范围内应用于商业化农业。美国金凯家族酒庄是加利福尼亚州首批使用该系统的葡萄园之一,在5月20日在位于加利福尼亚州的葡萄园举办首场种植户田间示范活动。


位于印第安纳州首府印第安纳波利斯的SmartGuided System公司在2018年获得授权,将美国农业部农业研究中心技术商业转化。该产品现名为“智慧应用智能喷洒控制系统(Smart-Apply Intelligent Spray Control System)”。公司与约翰迪尔(John Deere)合作销售和分销。


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左:图1.安装于喷雾机上的智慧应用智能喷洒控制系统LiDAR扫描组件(图源/ Ted Rieger)


右:图2.安装于小型运输车上的智慧应用智能喷洒控制系统(图源/ Ted Rieger)


该系统在喷雾组件或拖拉机前段安装有光探测和测距(LiDAR)高速扫描组件,可扫描喷嘴前方作物冠层,创建三维渲染图。上述信息经过处理后,确定需要激活哪些位置的喷嘴以及采用何种喷洒速率,从而与冠层大小和构造相匹配。该系统可作为附件组件使用,适用于多数鼓风喷雾机,仅需3-5小时即可完成安装。系统软件和链接Smart Guided Systems公司门户网站的内置平板电脑使得用户能够掌握葡萄园内不同区域情况,控制喷雾系统并记录喷雾用量和位置等数据。这些数据有助于完成加利福尼亚州农药管理局规定的农药使用报告(Pesticide Use Report)。


金凯家族酒庄地理信息系统数据库和技术负责人道格拉斯·伍德(Douglas Wood)在试验期间实施并监测该系统。尽管该系统已在全美进行试验,并且在多种作物的果树苗圃中得到成功应用,但是尚未在葡萄园开展广泛试验。酒庄葡萄栽培学家安迪·门德斯(Andy Mendez)提供了种植季初期使用杀菌剂控制白粉病的喷雾系统试验结果。他表示,该葡萄园传统喷洒操作方式下杀菌剂用量为每英亩50加仑。使用智能喷洒系统,种植季第一次喷雾量每英亩仅需23加仑,用量节省超过50%;种植季第二次喷洒比原方式节省30%;第三次喷雾与原方式相差无几。当用于藤蔓或冠层长势不均的葡萄园时,喷雾系统可迅速调整速率,应对不同长势差异,故而节约效果更加明显。


在喷雾覆盖范围方面,酒庄对智能喷洒系统和传统喷洒方式进行对比试验。门德斯总结道:“两者喷洒的覆盖范围近乎一致,所以使用智能喷洒控制系统可以节省更多成本,减少化学农药的使用。”


来源:Wine Business网,由中农富通国际合作部编辑

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