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[硕士论文] 董伟洁
微生物与生化药学 河北农业大学 2018(学位年度)
摘要:我国对豆粕需求量十分巨大,豆粕中抗营养因子及大分子蛋白不利于动物的消化吸收,限制了豆粕的应用。微生物发酵豆粕可有效降低豆粕中抗营养因子及大分子蛋白,有助于动物的消化吸收,且可在发酵过程中产生有机酸,降低pH值,抑制杂菌。
  通过80℃水浴的方法从猪粪、土壤、酸菜、醪糟等样品中富集产芽孢的细菌;以酸性(pH5.0)NB培养基作为生长培养基,以酸性(pH5.0)脱脂牛奶平板作为初筛培养基,结合透明圈法初步筛选出能在pH5.0环境生长且产蛋白酶的芽孢杆菌菌株共计291株;以产蛋白酶作为指标,对其中透明圈直径与菌落直径比值大于4.5的68株菌株进行复筛,获得酸性环境生长且有较高蛋白酶活力的供试菌株4株,为菌株SD48、LZ1-2-1、7S-2和LZ7-1。对供试菌株进行菌落、菌体、芽孢形态观察和生理生化特性测定,结合16S rDNA序列系统发育树分析,鉴定SD48、LZ1-2-1、LZ7-1菌株属于甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus),7S-2菌株属于解淀粉型芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。获得了4株性能优良的供试菌株。
  通过测定甲基营养型芽孢杆菌(B.methylotrophicus)菌株SD48、LZ1-2-1、LZ7-1和解淀粉型芽孢杆菌(B.amyloliquqefacien)菌株7S-2的生长曲线,确定7S-2、LZ1-2-1和SD48最佳种龄为12h,菌株LZ7-1最佳种龄为9h。通过考察供试菌株对大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌、福氏志贺菌、肠炎沙门氏菌等动物常见病原菌的抑制能力,确定菌株SD48、LZ1-2-1和LZ7-1对4种病原菌均有抑制作用。考察了pH、温度、金属离子种类及浓度、变性剂、有机溶剂等因素对4株供试菌株胞外蛋白酶活力的影响,结果表明4株菌的胞外产物在pH4~10范围内、在25~70℃范围内均具有蛋白酶活力;高浓度(100mmol·L-1)的KI对LZ1-2-1菌株胞外蛋白酶活力的促进作用最佳;高浓度(100mmol·L-1)的NaHCO3对菌株7S-2、LZ7-1胞外蛋白酶活力的促进作用最佳;吐温80、EDTA、β-巯基乙醇、SDS、CTAB均不能显著增加SD48菌株胞外蛋白酶的活力;高浓度(10mg·mL-1)吐温80对菌株LZ1-2-1、7S-2、LZ7-1胞外蛋白酶活力的促进作用最佳;正丁醇可较好地萃取菌株SD48、7S-2的胞外蛋白酶;乙酸乙酯可萃取菌株LZ1-2-1、LZ7-1的胞外蛋白酶;乙酸乙酯对菌株SD48、LZ1-2-1、7S-2、LZ7-1胞外蛋白酶活力的促进作用最佳。综上,4株菌株具有良好的pH、温度耐受性,性质较为稳定。
  将4株供试菌株进行豆粕固体发酵,测定粗蛋白、酸溶蛋白、酸溶蛋白相对含量、有机酸、氨态氮、水分、pH值和抗氧化活性。结果表明与对照组相比,加入SD48、LZ1-2-1、7S-2、LZ7-1等4种菌液发酵豆粕更有利于产生有机酸,可使pH显著降低,可使粗蛋白含量有所增加,更有利于保护发酵豆粕中的抗氧化活性物质,其中SD48菌液的效果最好;同时以酸溶蛋白相对含量为指标,筛选出发酵豆粕效果最优的菌株为SD48菌株。SD48菌株在基础发酵条件下发酵豆粕30d时,发酵豆粕色泽金黄,具有浓郁酸香味,无结块现象;发酵豆粕pH降低,酸溶蛋白含量和抗氧化活性提高,可有效消除豆粕中的β-伴大豆球蛋白和大豆球蛋白。在此基础上采用正交试验考察料水比、玉米粉含量、硫酸铵含量、接种量4个因素对酸溶蛋白相对含量的影响,单因素试验考察发酵时间和发酵温度的影响,以酸溶蛋白相对含量为指标,获得了SD48菌株固体发酵豆粕的最优条件:料水比1∶1,玉米粉含量10.0%,硫酸铵含量6.0%,接种量8.0%,在室温下发酵30d。与基础发酵条件下发酵30d的结果相比,在最优条件下酸溶蛋白相对含量达到26.24%,提高了127.6%;酸溶蛋白含量达到13.47%,提高了134.3%;抗氧化活性达到409.63mg AEAC/100mL,提高了185.8%。综上,获得了发酵豆粕的最佳菌株及该菌株固体发酵豆粕的最优发酵条件,提升了发酵豆粕的营养品质。
  以大豆肽含量为指标,通过单因素试验考察碳源种类、无机盐种类、发酵温度对SD48菌株发酵产大豆肽的影响;通过正交试验考察碳源含量、豆粕含量、硫酸铵含量、无机盐含量、接种量、起始pH、装瓶量和发酵时间对该菌株发酵小分子活性肽的影响,优化SD48菌株液体发酵大豆肽的培养基组成和培养条件。通过优化,获得了SD48菌株液体发酵小分子活性肽的最优发酵条件:淀粉1.0%,豆粕15.0%,硫酸铵4.0%,硫酸锰0.09%,起始pH6.0的发酵培养基,当装瓶量为100mL/250mL,接种量为6%,于28℃培养72h时,发酵效果最佳,可产生8.04g/100mL大豆肽含量,不能被三氯乙酸溶解的蛋白(含菌体蛋白)含量为2.23g/100mL,大豆肽相对含量为71.06%,抗氧化活性达到34.37mg AEAC/100mL。综上,获得了SD48菌株液体发酵豆粕产大豆肽的最佳条件,为发酵豆粕生产大豆肽的应用奠定了基础。
[硕士论文] 燕亚媛
生态学 内蒙古大学 2018(学位年度)
摘要:功能多样性的分布格局一直以来都是宏观生态学关注的研究热点之一.关于气候对内蒙古物种多样性的研究逐渐增加,但是对功能多样性的研究却相对较少.本文对内蒙古草原194个野外样地进行了群落调查,测定了各样地物种的功能性状.通过计算群落功能多样性指数,结合各样地的现代气候、古气候数据及植被归一化指数,探讨古气候和现代气候对群落功能多样性的影响,进一步确定哪种假说最适合解释该区功能多样性地理格局.结果如下:
  1.随着经度和纬度地升高,群落的功能丰富度和离散度均呈现出增加的趋势.
  2.年平均气温、潜在蒸散量、古气候温度变化与功能丰富度和功能离散度均呈极显著负相关;年平均降水量、NDVI与功能丰富度、功能离散度呈极显著正相关.
  3.古气候对功能丰富度单独解释率为7.2%,现代气候对功能丰富度单独解释率为5.1%,古气候和现代气候的耦合解释率为42.6%,未解释部分为45.1%;古气候对功能离散度单独解释率为12.9%,现代气候对功能离散度单独解释率为11.1%,古气候和现代气候的耦合解释率为31.6%,未解释部分为44.4%.
  4.气候稳定性假说和水热动态假说较好地解释了功能丰富度地理格局,气候稳定性假说和生产力假说较好地解释了功能离散度地理格局.
[硕士论文] 孙彩霞
公共管理 内蒙古大学 2018(学位年度)
摘要:锡林郭勒草原系中国四大草原之一,为内蒙古主要的天然草原,兼具草甸草原、典型草原、荒漠半荒漠草原、沙地疏林草原和河谷湿地生态系统,是祖国北疆重要的生态安全屏障,是距首都北京最近的草原牧区,研究锡林郭勒盟草原生态文明建设中存在的问题,进而深刻分析原因,提出合理的对策和建议,对推进全盟乃至全国草原生态文明建设都具有重大意义。
  党的十八大以来,党和政府高度重视生态文明工作,将生态文明建设纳入五位一体总体布局,提出了建设美丽中国的目标。本文在草原生态文明建设相关研究基础上,以草为视角按照统筹山水林田湖草系统治理的原则,运用文献分析法、实地调查法等对锡林郭勒盟草原生态文明建设中存在的问题和对策进行了研究,阐述了草原生态文明建设等与文章相关的基本概念、建设指标及基础理论。系统介绍了加强草原生态文明建设的重要性和紧迫性,从草原生态文明建设是推进美丽中国建设的内在要求,是实现群众对美好生活向往的应有之义,是践行“绿水青山就是金山银山”生态文明理念,全面打好污染防治攻坚战的战略举措,是贯彻绿色发展理念,推动草原绿色发展的重要途径四个角度阐明了草原生态文明建设的重要性。从草原自然资源约束趋紧,草原生态环境破坏严重及草原生态系统退化严峻三个方面,阐明了加强锡林郭勒盟草原生态文明建设的紧迫性。
  通过梳理锡林郭勒盟草原生态文明建设现状,总结了锡林郭勒盟草原生态文明建设的工作情况和取得的成绩,剖析出草原生态文明意识不强,草原生态环境恶化未得到根本遏制,草原生态文明建设未达标等八个方面的问题。从重视程度不够,相关法律法规政策执行不严格不到位,体制机制不健全等四个方面分析了原因。提出了新时代加强锡林郭勒盟草原生态文明建设的对策和建议,即提升全民参与意识,提高施政施策水平,构建系统完整的草原生态文明体系,打造科学合理的草原生态文明运行模式等。创新性地提出了草原生态文明建设目标评价考核方式,制定科学合理的目标评价考核体系,进行年度评价、中期评估,五年考核等,同时,倡导多中心治理,建议引入市场机制,通过政府向社会力量购买服务等方式,广泛引导公众参与草原生态文明建设,以求促进锡林郭勒盟草原生态文明建设持续推进。
[硕士论文] 丛日慧
生态学 内蒙古大学 2018(学位年度)
摘要:研究基于中国农业科学院草原研究所锡林郭勒典型草原试验示范基地放牧强度水平,主要选取2014年、2015年和2016年6月至9月期间草地植被监测和家畜增重测定数据,分析了不同放牧强度,即对照、轻度、中度、重度、极重度,对应放牧压分别为0、170、340、510、680(标准羊单位·天)/(公顷·年)下植被和家畜的生态生产性能指标特征及草畜转化效率,初步解析了气候(降水)波动对草畜互作的影响,探讨了试验区适度放牧强度阈值。
  主要结果:
  1.从种群植株高度分析,羊草(Leymus chinensis)随放牧强度增重呈现出线性递减趋势;针茅植物(包括大针茅(Stipa grandis)和克氏针茅(S.krylovii))随放牧强度增重呈单峰趋势变化,在轻度放牧时出现峰值,糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)、黄囊苔草(Carex korshinskyi)在轻度放牧下和对照没有显著性差异,继续增加放牧强度则差异增大会使其显著降低;降雨增多,有助于四种植物株高的保持与恢复,针茅植物能够耐受轻度放牧,但不耐受重度和极重度放牧;植物的高度在中度、重度和极重度放牧下随着放牧年限延长,相对于CK的株高比均持续降低。
  2.植物种群密度在不同放牧强度下均无显著性差异(P>0.05),羊草、针茅植物(大针茅和克氏针茅)、糙隐子草在降水相对充沛年份(2015年降水412.8mm),在中度放牧强度下密度最大;放牧年限的延长,羊草、针茅植物、黄囊苔草种群密度在不同放牧强度下有不同程度的增加,糙隐子草种群密度对放牧年限不敏感。
  3.建群种羊草的种群生物量在轻度放牧下与对照无显著性差异,其他放牧强度下羊草种群生物量均显著低于对照,针茅植物其种群生物量在轻度和中度放牧下与对照无显著性差异(P>0.05),重度和极重度放牧致使其种群生物量显著降低;不同放牧强度下羊草、糙隐子草、黄囊苔草、一、二年生植物和种群生物量对降水量具有重要的依赖性,针茅植物生物量、杂类草生物量和羊草相对生物量对降水依赖性微弱;针茅植物群落生物量和羊草相对生物量对放牧年限的延长的影响不明显,重度和极重度放牧下糙隐子草生物量和一、二年生植物生物量及群落生物量对年限的延长较为敏感。
  4.在植物群落水平衡量群落多样性的指数(Shannon-wiener指数和Simpson指数)均呈现出中度放牧强度时最大,降水量增多对提高多样性具有一定的积极作用,放牧年限的延长并没有使中度放牧下群落多样性最高的格局发生偏离;放牧利用能够促进牧草的生长和物质积累,轻度放牧下草地植被净生产力最高,放牧利用下草地净生产力大都表现为不同程度的超补偿。
  5.从家畜生产来看,极重度和重度相比并不会获得更多的单位面积草地承载家畜生产力,中度放牧利用下既可以获得较高的单位家畜生产力水平,同时也可以获得较为理想的单位面积草地承载家畜生产力。从单位草地面积核算家畜增重量,随放牧强度的增加呈增加的趋势,2014年(试验第一年)中度、重度和极重度之间无显著性差异,2016年重度和极重度之间无显著性差异,但是在每个放牧梯度上单位面积草地承载家畜增重均小于2014年,2015年由于降水充沛,随放牧强度增加单位面积草地承载家畜增重显著增加,且在中度、重度和极重度三个放牧强度上单位面积草地承载家畜增重均高于2014年和2016年;随着放牧强度的增加,单位面积牧草被采食量不断增加,单位家畜牧草采食量不断减少,随放牧年限延长,植被净生产力降低,重度和极重度放牧下家畜采食量下降,降水量大幅增多植被净生产力提高,家畜可采食量增多;放牧强度增加使牧草采食率增加且呈现出对数函数变化,降水量较地区年均值增加47.17%,不同放牧强度下大都可以减少8%左右;另外,从三年的试验数据来看在轻度和中度放牧强度下可达到较高的草畜转化效率。
[硕士论文] 阿茹罕
环境科学与工程 内蒙古大学 2018(学位年度)
摘要:我国自1999年推出退耕还草政策以来,至今取得了显著成效:生态系统功能得以改善,土壤植被得以恢复,同时减少了碳氮元素的流失。本研究从土壤-大气N2O和NO交换通量角度出发,评估退耕还草的生态功能。实验采用原状土柱培养结合静态暗箱-气相色谱法和动态暗箱-化学发光分析法,观测内蒙古半干旱区退耕还草(人工草地Grassland,GL和夏玉米田Corn Field,CF)土壤氧化亚氮(N2O)和一氧化氮(NO)通量在干湿交替和冻融循环过程中的变化。研究主要结论如下:
  (1)干湿交替过程显著影响草地和农田土壤N2O和NO通量。土壤由干变湿过程对草地和农田土壤N2O和NO排放具有显著促进作用(P<0.05)。促进作用的强度与土壤降雨量有关:对农田土壤N2O通量的促进作用强度随降雨量的升高而增大(P<0.05),但是不同降雨处理草地土壤N2O通量之间差异不显著(P>0.05);对草地和农田土壤NO通量的促进作用强度随降雨量的升高而减小(P<0.05)。降雨后农田土壤N2O和NO通量显著大于草地土壤N2O和NO通量(P<0.05),并且这种差异随着土壤湿度的减小和土壤温度的升高逐渐消失。
  (2)冻融循环是影响草地和农田土壤N2O和NO通量的重要因素。土壤由冻结到融化的过程对草地土壤N2O和NO以及农田土壤NO排放具有显著促进作用(P<0.05),并且促进作用强度随着冻融次数的增加逐渐减小,而对农田土壤N2O通量的影响不显著(P>0.05)。土壤第一次解冻过程中草地土壤N2O排放量显著大于农田土壤N2O排放量(P<0.05),而草地NO排放量显著小于农田土壤NO排放量(P<0.05),并且这种差异随着冻融次数的增加逐渐消失。
  (3)整个实验过程中测得的草地土壤N2O和NO平均通量(2.0±1.0μg N m-2h-1和8.5±1.5μg N m-2h-1)均小于农田土壤N2O和NO平均通量(3.3±1.4μg N m-2h-1和10.2±1.8μg N m-2h-1),表明退耕还草可以减少土壤N2O和NO的排放,减缓全球变暖,改善生态环境。
[硕士论文] 吴杨
生态学 内蒙古大学 2018(学位年度)
摘要:全球气候变化及其预测和模拟研究是当今国内外关注的重要科学问题之一。陆气间的相互作用,是地球气候系统中极其关键的组成部分,同时也是控制大气与陆地生态系统之间进行能量和物质交换的关键,更是地球气候系统的主要驱动因素之一。而土壤水分和土壤温度在陆地与大气之间相互作用的过程中,又是决定因素。蒙古高原是欧亚大草原的主要组分,是世界上最大连续的具有较高草原物种多样性的草原生态系统之一。近几十年来,蒙古高原的生态环境问题越加显著。本文基于WRF模型耦合Noah陆面模式,利用NCEP_fnl全球分析资料,对蒙古高原2000-2015年间四个年份(2000年、2005年、2010年、2015年)生长季0-10cm土壤水热状况进行模拟,重点关注蒙古高原土壤水热特征及其与主要陆面参数之间的关系以及主要植被类型对土壤水热变化的响应。论文主要结论如下:
  (1)WRF-Noah陆面模式适用于蒙古高原土壤水热模拟;
  (2)2000-2015年蒙古高原生长季0-10cm土壤水分时空特征:
  蒙古高原生长季土壤水分含量具有明显的空间分布特征,即北部和东部最高,西南部地区最低,自北向南、自东向西逐渐减少;16年间,土壤水分整体上呈增加趋势,但并没有达到显著水平;土壤水分季节性波动较明显,5-8月逐渐增加,9-10月逐渐下降。
  (3)2000-2015年蒙古高原生长季0-10cm土壤温度时空特征:
  蒙古高原生长季土壤温度空间分布具有明显地带性规律,即从北向南、从东向西逐渐增加,西南部土壤温度最高;16年间,土壤温度整体上略有下降,但并没有达到显著水平;土壤温度季节性波动较明显,5-8月逐渐增加,9-10月逐渐下降。
  (4)2000-2015年蒙古高原生长季0-10cm土壤水热特征:
  大的气候背景是影响土壤水热的主要决定因素,对陆面特征产生综合影响。相似气候背景的下垫面,具有相似的土壤水热特征。
  (5)2000-2015年蒙古高原生长季,植被对0-10cm土壤水热变化的响应特征:
  1)草甸草原和典型草原,土壤温度是影响植被NDVI变化的主要因子,其变化速率分别为0.0227单位/℃和0.0075单位/℃。
  2)荒漠草原,土壤水分和土壤温度均不会对植被NDVI产生显著影响。
[硕士论文] 任高杰
环境科学与工程 内蒙古大学 2018(学位年度)
摘要:我国实施退耕还草工程近三十年来已经初见成效,生态功能逐渐恢复,本研究选取的内蒙古农牧交错带正处于退耕还草地区。我们主要从温室气体的源汇角度出发,探讨退耕还草的生态功能。对草地和农田(选取人工草地和玉米田)土壤的CO2、CH4通量变化及影响因子进行观测,深入讨论土壤温度和土壤湿度对土壤CO2、CH4通量变化的影响,从而对退耕还草的生态效益进行评价。实验采用原状土柱培养结合静态暗箱—气相色谱法。实验主要结论如下:
  ⑴整个实验过程中玉米田和草地土壤的CO2通量均为正值,即两种利用方式的土地都是CO2的排放源。各降水强度下土壤的CO2通量均值表现为F(CO2)50mm>F(CO2)25mm>F(CO2)10mm,CO2排放通量与土壤湿度呈极显著线性正相关(P<0.01);不同温度土壤CO2通量均值表现为F(CO2)20℃>F(CO2)15℃>F(CO2)10℃,CO2排放通量与土壤温度呈极显著线性正相关(P<0.01)。
  ⑵整个实验过程中玉米田和草地土壤的CH4通量均为负值,即两种利用方式的土地都是大气CH4的汇。各降水强度下土壤的CH4吸收通量均值表现为F(CH4)50mm  ⑶玉米田土壤的CO2排放通量及CH4吸收通量均大于草地。将CH4折合成CO2来综合分析,玉米田土壤的总CO2排放量为1232.0kg C ha-1Y-1,高于草地土壤的852.1kg C ha-1Y-1,土地由农田转变为草地可降低土壤的温室气体排放量。实施退耕还草工程对减缓温室效应及改善退化的生态环境有显著成效,是实现土地资源可持续利用的有效途径。
[硕士论文] 张沛
水利工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:呼伦贝尔地区是全球/区域变化的典型敏感地区,以温度增加和降水波动为特征的全球气候变化对呼伦贝尔地区的影响是显著的,近年来呼伦贝尔地区植被退化、沙漠化加速发展,草原生态系统遭到严重破坏。为了揭示呼伦贝尔地区水热条件时空变化特征及其生态效应影响,本文结合6期1990-2015年呼伦贝尔地区更新水体数据后的土地利用分类数据,利用土地利用转移矩阵和景观格局指数分析方法对1990-2015年呼伦贝尔地区土地利用/覆被和地表水体(含地表水体二级类)的面积动态变化特征、转移规律和景观格局特征进行了研究。然后利用呼伦贝尔地区内9个气象站1990~2015年逐年平均气温、平均最低气温、平均最高气温、平均气温距平、日照时数等热量资料,通过在ArcGIS中采用Kriging空间插值法得到区域的热量资料,以探求热量在时间序列上的年际变化特征,并按照年代将数据空间化,求取前后期热量在空间上的变化特征。最后选择植被覆盖指数作为呼伦贝尔草地生态系统的指示因子,分析水热条件时空动态变化与植被覆盖指数的联系,以探求水热条件时空动态变化的生态效应。研究发现:
  (1)由1990-2015年呼伦贝尔地区各土地利用/覆被类型的面积变化特征可知,呼伦贝尔地区的土地利用/覆被变化存在以耕地和居民地等人类活动为主的人为景观增多,以林地和草地等自然覆被为主的自然景观减少的客观形状。在呼伦贝尔地区土地利用/覆被变化的影响下,1990-2015年呼伦贝尔地区的地表水体面积呈现先增后减再增的整体趋势,在1995年达到最大值46759km2,25年间面积从1990年的3377km2增加到2015年的3451km2,共增加74km2。在各地表水体二级分类中,河渠、湖泊和滩地面积在25年内都呈先增后减再趋于稳定的变化趋势,而水库面积在1990-2005年保持稳定状态,从2005年以后呈增加趋势。
  (2)从1990-2015年呼伦贝尔地区地表水体的时空转移分析,与地表水体转移的一级土地利用类型主要为草地、林地、沼泽和未利用地,25年间,地表水体在与其他土地利用/覆被类型的转移上共净增加74km2,从局部变化期来看,1990-2000年,地表水体与其他土地类型发生转移较频繁,2000-2015年地表水体与其他土地类型发生转移较少。对1990-2015年呼伦贝尔地区地表二级类水体的时空转移分析,研究区各地表二级类水体转移趋势与总地表水体的转移趋势较为一致,同样是与草地、林地、沼泽和未利用地的转化较多,与耕地的转化相对较少,与居民地的转化最少。另外,地表二级类水体中各类之间的转化以河渠和滩地与其它地表水体二级类的转化较为剧烈。
  (3)1990-2015年呼伦贝尔地区的景观格局呈现出简单到复杂的变化过程。研究区的景观格局有微弱的倾向于复杂和不连续的斑块镶嵌体的变化趋势,研究区的优势景观占景观的比例趋于减小,且景观有被分割成不连续斑块的倾向,研究区的各土地利用/覆被类型越来越趋于均衡,弱势土地利用/覆被类型的占比有所增加。其中地表水体25年间呼伦贝尔地区地表水体破碎度数值较小,并保持稳定趋势,说明整体水体景观保存较好,连通性高,湖泊、水库等水体景观趋向于成为一个完整的整体,河渠则被分割成不连接斑块的程度越大。
  (4)由1990-2015年呼伦贝尔地区逐年平均气温、平均最低气温、平均最高气温年际变化特征可知,25年间,年均温、年平均最低气温和年平均最高气温变化趋势较为一致,均呈先增加后减小再增加的波动变化趋势。25年间日照时数整体趋势呈较小的减少趋向。1990-2015年间,呼伦贝尔地区平均温度距平只有2010年、2012年、2013年小于零,其它22年均大于零,说明呼伦贝尔地区在近25年内年平均气温高于多年平均气温,气温上升趋势明显。由1990-2015年呼伦贝尔地区年均温空间变化特征可见,呼伦贝尔大部分地区处于增温趋势,但增温趋势较小,处于0-1℃,这与之前得出的呼伦贝尔地区气温进入变暖趋缓的阶段的结论一致。
  (5)利用呼伦贝尔地区9个气象站点的气温和降水资料分别从年际、季候、生长季月变化角度分析该地区植被指数对水热条件时空变化的响应,研究发现降水变化是促使草地植被年际变化的主要因子,从季候水平来看,草地植被指数在不同季节对水热条件变化的敏感性不同,春季植被生长与气温关系密切,夏季草地植被生长受降水强度影响较大;从生长季月变化来看,5月份植被指数变化受气温变化影响较大,6月和7月植被指数变化受降水影响显著,植被生长对7月和8月降水变化具有一定的滞后性。
[硕士论文] 邬嘉华
环境工程 内蒙古大学 2018(学位年度)
摘要:内蒙古温带典型草原是较为脆弱的生态系统,放牧是人类对其的主要利用方式之一,然而放牧会改变植物群落组成、土壤性质等,进而影响草原生态系统的健康。草原土壤微生物是草原土壤物质循环和土壤保育的重要参与者,对环境变化敏感,可用于草原土壤质量和肥力变化的早期预测。由于草原生态系统的复杂性和滞后性,放牧干扰下土壤理化性质、土壤微生物生物量和土壤微生物对放牧强度的响应变化不同。因此,全面系统地分析温带草原退化的成因,深入分析土壤理化生物学特性之间的相关性,对导致土壤细菌、真菌群落结构变化的因素深入探讨是目前研究的重中之重。
  基于上述背景,本文以内蒙古温带典型草原为研究对象,采用控制实验分析不同放牧处理下(对照、轻度放牧、中度放牧和重度放牧)草原土壤理化性质和生物学性质的变化规律,运用主成分分析和偏相关分析研究土壤理化性质与土壤微生物性质之间的关系,并且通过宏基因组高通量测序技术,测定0—10cm土层土壤细菌、真菌群落结构、丰富度和多样性,分别利用典型对应分析、冗余分析分析细菌群落、真菌群落与环境因子的相关关系。结果表明:(1)放牧强度对土壤化学性质如土壤铵态氮、硝态氮、有效磷、总氮、总碳、总有机碳等含量影响显著(P<0.05),轻牧处理含量较高,重牧处理含量最低;土壤pH、电导率、含水率等物理性质受土壤深度影响显著(P<0.05),同一放牧处理下,随土壤深度的增加含量降低。(2)相关性分析表明,土壤总氮、pH与其他环境因子显著相关,土壤微生物量磷与土壤养分极显著正相关(P<0.01),土壤微生物量氮与土壤养分显著正相关(P<0.05)。(3)轻度放牧和中度放牧更有利于土壤中细菌生物量、丰富度和多样性的增加,而重度放牧则导致土壤细菌数量减少,多样性降低。典型对应分析表明,细菌相对丰富度与土壤电导率(K)、NH4+-N、NO3--N、AN、AP、TOC均呈正相关关系(P<0.05),其中TOC、pH和K是影响细菌群落差异的主要环境因子。(4)真菌群落受放牧强度影响较大,随放牧强度的增加真菌数量、丰富度和多样性逐渐减少。冗余分析结果表明,土壤真菌群落丰富度受环境因子K、NH4+-N、AN、AP影响显著(P<0.05)。
[硕士论文] 何慧英
生物工程 山东大学 2018(学位年度)
摘要:青贮饲料是反刍动物越冬饲料,通过在厌氧条件下储存绿色植物并由乳酸菌发酵而形成的。异型发酵乳酸菌能够产生有机酸如乳酸、乙酸等降低pH值,抑制有害菌生长,对提高青贮饲料的营养品质和有氧稳定性具有重要作用。因此,筛选产酸快、生长迅速、具有抑菌作用的异型发酵乳酸菌作为青贮接种剂备受关注。
  青贮发酵是一个由多种微生物参与、不同菌群交互演变的一个动态变化过程,青贮不同阶段参与的微生物不同,如最常见的乳酸菌、好氧芽孢、霉菌等。对于微生物动态分布的认识最早采用传统微生物分离技术,由于不可培养微生物的存在限制其对生境中复杂微生物的全面认识,分子鉴定技术如PCR-DGGE作为一种成熟的分子生物学手段被广泛应用于分析复杂微生物区系遗传多样性和监控种群动态性。本论文通过从青贮饲料中分离乳酸菌,分析各菌株对青贮腐败菌的抑制作用,并将优选的异型发酵菌株应用于2L青贮罐进行玉米秸秆发酵,测定青贮过程中各项发酵指标,判断外源添加发酵剂对青贮品质及有氧稳定性的影响。同时利用PCR-DGGE技术剖析青贮发酵过程中乳酸菌菌群动态变化,其目的筛选优良的异型发酵乳酸菌,为青贮发酵剂研制奠定基础。取得的研究结果如下:
  1.青贮饲料中具有抑菌作用乳酸菌的筛选
  从来源于兰州、济南、禹城的青贮饲料样品中共分离到17株乳酸菌,经16SrRNA序列分析,分别鉴定为Lactobacillus parafarraginis1021,Lactobacillus parafarraginis1022,Lactobacillus parafarraginis1024,Lactobacillus parafarraginis1025;Lactobacillus buchneri1031,Lactobacillus buchneri1032,Lactobacillus buchneri1034,Lactobacillus buchneri1036,Lactobacillus buchneri1037;Lactobacillus farciminis1101,Lactobacillus farciminis1102;Lactobacillus plantarum4001;Lactobacillus plantarum4002;Lactobacillus fermentum5001,Lactobacillus acidophilus6001;Lactobacillus oris1091;Lactobacillus brevis0991。在测定17株乳酸菌的生长情况、pH值、有机酸含量变化的基础上,以芽孢杆菌(Bacillus sp.)YY2及大肠杆菌(E.coli)DH5α、以及从有氧腐败青贮饲料中分离的甲基营养酵母(Candida boidinii)121、库德里阿兹威氏毕赤酵母(Pichia kudriavzevii)111、嗜乙醇假丝酵母(Candida ethanolica)131、黑曲霉(Aspergillus niger)141及桔青霉菌(Penicillium citrinum)151为指示菌,利用牛津杯法、双层平板法检测乳酸菌对这些腐败菌的抑制作用。实验表明,Lb.oris1091及Lb.brevis0991、Lb.parafarraginis1021及Lb.buchneri1036产生较高浓度的乙酸、丙酸,且生长较快。这4株乳酸菌能够对Bacillus sp.YY2及E.coli DH5α、Candida boidinii121及Candida ethanolic131、Aspergillus niger141及Penicillium citrinum151产生抑制作用。其中,Lb.oris1091对细菌及酵母菌的抑制作用最好,Lb.parafarraginis1021,Lb.buchneri1036对Aspergillus niger141的抑制效果最好。
  2.异型乳酸菌发酵剂对青贮饲料发酵品质及有氧稳定性的影响
  将上述筛选到具有抑菌作用的4株乳酸菌以1010CFU/g接种量接入玉米秸秆中,混匀后装入2L青贮罐,自然存放。分别在1天、3天、7天、15天、30天和45天取样,测定不同发酵时间的青贮饲料的各项发酵指标及有氧稳定性,并以不添加乳酸菌的青贮饲料为对照。实验结果表明,发酵3天时,实验组较对照组的乳酸菌数高,实验组乳酸菌数为2.24×108CFU/g,对照组乳酸菌数为1.48×107CFU/g;在发酵7天时,实验组及对照组中杂菌数最低,实验组杂菌数为2.05×107CFU/g,而对照组杂菌数为3.15×108CFU/g;在青贮饲料发酵过程中,实验组比对照组pH值下降快,青贮饲料初始pH值为5.5,实验组最低pH值为3.8,对照组最低pH值为3.93;此外,实验组乳酸、乙酸含量均高于对照组,在发酵7天时,实验组乳酸含量最高为22.62mM,此时对照组乳酸含量也为最高,为17.59mM;在发酵15天时,实验组与对照组乙酸达到最高值,乙酸含量分别13.67mM、11.63mM;从实验组及对照组干重/湿重比例可知,在发酵3天到15天时,是青贮饲料发酵的关键时期。此时,实验组营养物质保存最高比例为47.84%,对照组营养物质保存比例最高为38.19%;此外,在发酵7天时,对照组及实验组中还原糖含量最低,分别为18mg/g、13mg/g,对照组中游离的还原糖含量较实验组高。由此说明,选育的乳酸菌能够提高青贮饲料的营养品质,减少干物质损失。通过测定青贮饲料有氧腐败稳定性,实验组青贮饲料的保质时间为216h,而对照组青贮饲料的保质时间为264h,没有达到预期的结果,我们推测,单纯依靠温度升高不能评判饲料的有氧稳定性,因为异型乳酸发酵菌株对霉菌有较好抑制,对细菌的抑制活性有待提高,此外腐败细菌的繁殖也能导致饲料温度升高。
  3.PCR-DGGE对青贮发酵中乳酸菌菌群的分析
  青贮饲料之所以能够得到很好的保存是因为在青贮饲料的不同发酵阶段,乳酸菌发挥不同的作用。我们利用PCR-DGGE技术对青贮饲料发酵过程中的乳酸菌群进行分析,以本论文中研究的青贮饲料为样品,探究乳酸菌剂能否发挥作用,并对参与青贮饲料发酵的乳酸菌进行分析。首先利用标准的乳酸菌建立了DGGE图谱模型,为快速鉴定青贮饲料中乳酸菌菌群提供便利。通过DGGE marker及16S基因序列比对,我们发现,在青贮饲料整个发酵周期中,青贮饲料中主要存在的菌株为Lb.pensosus、Lb.plantarum及Lb.brevis,这两株乳酸菌能够快速生长,启动发酵;在青贮饲料发酵后期主要存在的菌株是Lb.parafarraginis、Lb.buchneri;Lb.parafarraginis生长快,Lb.buchneri能够产生乙酸等物质提高青贮饲料的有氧稳定。通过DGGE图谱我们可以看出,实验组更早地进入发酵后期,青贮饲料中Lb.parafarraginis、Lb.buchneri更早出现,说明青贮饲料发酵剂能够发挥作用,缩短发酵周期,由此说明我们选育的4株乳酸菌在青贮中发挥了作用。
  4.短链挥发性有机酸对青贮饲料腐败菌的抑制
  青贮开窖后,青贮饲料接触到氧气,饲料表面霉菌、酵母菌及细菌等腐败菌开始生长,出现二次发酵,导致pH值升高。为提高饲料的有氧稳定性,我们筛选了产生大量乳酸、乙酸和丙酸的乳酸菌为青贮发酵剂。为了分析它们对腐败菌的抑制机制,我们以Bacillus sp.YY2及E.coli DH5α、Candida boidinii121、Pichia kudriavzevii111、Candida ethanolica131以及腐败青贮饲料中分离到的Aspergillus niger141、Penicillium citrinum151为指示菌,测定了乳酸、乙酸和丙酸对这些腐败菌的抑制作用。实验结果表明,丙酸对腐败微生物的抑制效果最好,乳酸抑制效果最差,此外,乳酸、乙酸、丙酸三种酸混合后对腐败微生物抑制效果最佳,且乳酸、乙酸、丙酸三种酸用量最低。Bacillus sp.YY2及E.coli DH5α最易被抑制,酵母菌及霉菌较难抑制。Candida ethandica131较Pichia kudriavzevii111难抑制。此外,Penicillium citrinum151较Aspergillus niger141更易被抑制。通过对比第三章中青贮饲料的有机酸含量可知,异型乳酸菌发酵产生的有机酸含量较低,无法达到有效抑制青贮饲料中腐败微生物的生长,且添加了异型发酵乳酸菌的青贮饲料乳酸含量较高,高浓度的乳酸菌会被青贮饲料中耐酸酵母菌使用,从而诱发青贮饲料的有氧腐败。综上所述,抑制青贮饲料中酵母菌的生长对增强青贮饲料的有氧稳定有关键作用,我们需要提高青贮饲料中的含糖量来提高丙酸或乙酸的浓度从而起到抑制腐败微生物的生长的作用。
[硕士论文] 金一兰
生物工程 内蒙古大学 2018(学位年度)
摘要:放牧干扰是草原植物群落构建的重要影响因素之一,合理的放牧方法可以在保护草原生态系统稳定的同时使草地得到充分的利用。为了探究典型草原植物群落的系统发育多样性以及群落结构的构建过程和驱动因素,采用样方取样,结合分子DNA条形码技术,在放牧草原进行研究,并通过构建系统发育进化树来直观描绘样地物种间的系统发育关系,通过系统发育多样性指数、PhyloSor指数、净亲缘关系指数、最近亲缘关系指数来量化群落系统发育多样性、群落系统发育相似性、群落系统发育结构。同时还采集了试验样地内的土壤,检测了土壤含水量、全氮、速效氮、全磷、速效磷、总有机碳,分析了它们对系统发育的影响。研究结果表明:群落系统发育多样性指数及群落系统发育相似度随放牧强度逐渐下降。群落系统发育结构指数随放牧强度呈现聚集到发散再到聚集的变化趋势;对照、轻度、重度、极重度四个放牧强度下净亲缘关系指数大于零,群落系统发育结构由生境过滤主导,而中度放牧净亲缘关系指数小于零,群落系统发育结构由种间竞争主导。相关分析发现土壤含水量与群落系统发育多样性指数显著相关,土壤全磷与NRI指数显著相关。放牧通过改变土壤含水量的分布间接改变了群落物种组成,从而改变了群落系统发育多样性;土壤全磷受放牧影响而总体匮乏,其差异分布胁迫群落系统发育结构,是影响群落系统发育结构的主导因素。
[硕士论文] 申鑫
机械工程 河北农业大学 2018(学位年度)
摘要:种蛋信息主要记录了育种鸡的蛋重、产蛋数、蛋品质等信息,种蛋记录与标记编号是最为关键的环节。目前国内外对种鸡种蛋育种信息的采集主要依靠人工,不仅劳动程度大、效率低,而且容易造成数据误差。因此急需一套种鸡种蛋育种信息自动采集系统。本文以单笼饲喂种蛋个体信息自动采集生产线中种蛋自动称重、姿态调整装置为研究对象,做了以下几个方面的研究:
  1)对整条生产线进行三维建模,并对整机的传动方案、种蛋称重装置、姿态调整装置及其它模块的协调原理进行了研究分析。
  2)对蛋槽翻转机构进行方案对比与试验研究,确定了合适的翻转速度30r/min、翻转角度40°,使得种蛋安全快速的滚落到传送带上面;对种蛋的物理特征进行数据测定,为种蛋称重装置、姿态调整装置的尺寸设计提供数据参考。
  3)对种蛋称重装置进行结构参数设计与试验研究;利用解析法和Matlab软件对滚子摆杆凸轮机构尺寸进行优化设计,并研究蛋槽与凸轮推程转向相同和相反两种情况对机构压力角产生的影响;对种蛋姿态调整装置进行结构参数设计,根据其工作原理对光轴和弹性钢片间隙距离、组合数进行试验分析,确定最佳间隙距离为50mm,光轴和弹性钢片分别为1组、2组,为最佳参数组合方式。通过试验结果分析姿态调整装置“调正”率为99.3%、调正时间为1.8~2.7s,同时进行相关控制系统的设计。
  4)利用仿真软件ADAMS对蛋槽翻转机构进行虚拟仿真分析,得到凸轮与蛋槽的位移、速度、加速度特征曲线、蛋槽翻转角度曲线、凸轮与蛋槽产生的接触力曲线,验证机构传动性能的平稳性与安全性;建立种蛋称重装置三维模型,并进行模态分析,研究发生共振可能性问题,保证称重装置的安全性和可靠性。
  5)对种蛋姿态调整装置进行静力学和疲劳强度分析,研究该装置的可靠性与耐久性。
  6)进行种蛋称重装置样机的试制和试验,解决样机装配过程中遇到的问题。通过试验结果分析种蛋称重装置的称重误差范围为±0.2g,相对误差率0.15%。
[硕士论文] 刘思齐
生物工程 内蒙古大学 2018(学位年度)
摘要:草地生态系统是我国面积最大的陆地生态系统,过度放牧造成草地荒漠化加剧。土壤微生物群落多样性指标是评价土壤肥力的重要依据,该依据已成为生态学的重点研究对象。本研究以内蒙古典型草原为研究对象,分别设置5个放牧强度:CK、GI170、GI340、GI510、GI680,在此基础上进行了以下工作:①利用16S rDNA、ITS基因文库技术和Illumina MiSeq测序技术,分析土壤微生物的群落多样性;②通过R软件计算微生物的Faith’s PD指数;③采用结构方程模型分析放牧强度、土壤理化性质与微生物群落多样性之间的因果关系。结论如下:
  1.对照处理下,细菌的物种丰富度最高、数量最少;随着放牧强度增大,细菌的数量逐渐增多,其物种丰富度随之降低;CK中细菌的Faith’s PD指数最小,其最大值出现在GI170和GI510。
  2.随放牧强度增大,土壤真菌的物种多度、数量和Shannon指数呈现单峰趋势,在GI340时出现最大值,符合中度干扰理论,即适度放牧有助于真菌的增殖。
  3.随着放牧强度的增大,土壤速效氮、含水量逐渐降低;土壤总有机碳、全氮、全磷含量、pH值随放牧强度增强呈现出先升高后降低的趋势,并在GI340时出现最大值;土壤有效磷含量随放牧强度增大先降低后增加,且在GI510时达到最小。
  4.放牧首先降低了土壤含水量,然后含水量导致细菌群落结构和物种多样性发生改变,最终影响到土壤速效氮和有效磷的含量。
  5.放牧首先影响土壤的某些未测定物理因素,然后该因素的改变导致真菌的群落结构和数量发生变化,最终改变了土壤全氮和有效磷的含量。
[硕士论文] 严宇
农业机械化工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:随着我国畜牧业的快速发展,对饲料的需求量急剧增加,急需发展节粮型、非粮型饲料。我国是农业大国,每年农作物秸秆达7亿吨,但因为秸秆含有大量粗纤维和木质素,质地粗糙、坚硬而适口性差,导致家畜对秸秆采食率和消化率较低,影响农作物秸秆作为饲料使用。目前农作物秸秆可以通过螺杆挤压膨化作用,提高秸秆作为饲料利用率,我国秸秆挤压膨化研究才刚起步,对农作物秸秆双螺杆挤压膨化研究很少。针对目前现状,本课题进行面向畜牧养殖农作物秸秆双螺杆挤压膨化试验研究,分析同向啮合双螺杆挤压过程的流动理论,设计双螺杆构型,并进行双螺杆流场分析,再利用设计的双螺杆,用稻秸秆与玉米粉为原料,以挤压膨化产品的外观以及膨化度为评价指标,进行挤压膨化试验,得到稻秸秆添加量为20%下,膨化度最好的工艺参数,为农作物秸秆经双螺杆挤压膨化为饲料提供理论和实际指导。
  本文分析物料在同向啮合双螺杆中运动规律,通过对柱坐标系下C型空间中物料运动微元分析,建立流体连续性方程和流体纳维-斯托克斯方程,得到圆柱坐标系下物料速度Vr、Vθ、Vz与压强P表达式,得出平均剪切速率方程,最后选择合适指数定律模型,得到粘度表达式,完成同向啮合双螺杆挤压过程的流动模型建立。
  本文进行双螺杆构型设计,并借助solidworks软件构建螺杆三维造型,基于计算流体动力学理论,通过建立双螺杆流场有限元模型,利用专业CFD仿真软件CFX对双螺杆全段模型的流场进行数值模拟分析,得到了流体的运动轨迹图、温度分布和压力分布云图,揭示了流体在双螺杆流场内部运动规律,最终验证所设计的螺杆构型满足试验要求,为下面挤压膨化试验提供支持。
  本文用稻秸秆与玉米粉为原料,以挤压膨化产品的外观以及膨化度为参考依据,进行以稻秸秆添加量、物料含水率、螺杆转速、挤压机三区温度、喂料转速等5个因素的单因素试验,分析5个因素对产品挤压膨化度的影响,通过对试验结果分析,在保证产品有较优膨化效果时,得出稻秸秆最大添加量可以为20%,物料含水率为18%~24%、挤压机三区温度为120℃~140℃、螺杆转速为90r/min~130r/min、喂料转速为20r/min~24r/min较为合适。
  本文设置稻秸秆添加量为20%确定值,综合研究物料含水率、三区温度、螺杆转速、喂料转速对挤压膨化产品膨化度的影响,设计二次回归正交旋转组合试验,试验结果经SAS9.3软件进行回归数据分析,得出膨化度的二次回归方程,并验证方程显著性和失拟性,得到稻秸秆添加量为20%下,膨化度最好的工艺参数,即物料含水率为19.85%、挤压机三区温度为128.57℃、螺杆转速为110.55r/min和喂料转速为22.1r/min,此时膨化度为1.571。最后进行最优参数下试验结果验证,测得实际试验产品膨化度为1.587,与理论的膨化度相对误差为1.02%,满足误差要求。
[硕士论文] 郝百惠
草学 内蒙古大学 2018(学位年度)
摘要:对地球上不同生物类群的生物地理分布格局及其成因的研究是预测气候变化对各类生态系统影响的重要基础.土壤微生物是分解食物网的重要组成部分,在调控生物地球化学循环和维持生态系统功能中扮演重要角色.然而,相对于大型生物(植物和动物)而言,土壤微生物的生物地理学研究还非常薄弱,还不清楚土壤微生物群落是否存在和大型生物类似的空间分布格局和分布机制.
  内蒙古温带草原跨越了中国北方干旱、半干旱地区,形成明显的气候、土壤和植被梯度,为检验土壤微生物群落的空间格局及其驱动因素提供了理想研究场所.本研究沿气候梯度调查了78个草地群落,覆盖了从荒漠草原、典型草原到草甸草原多种植物群落和土壤类型以及气候条件.通过对土壤中磷脂脂肪酸的调查,分析了该区域土壤微生物生物量和群落组成的空间分布格局,以及气候(年均温、年均降水)、土壤(质地、pH值、容重、有机碳、氮、磷及氮磷比)和植被(生物量、物种丰富度、植物磷、碳氮比和氮磷比)因素对微生物空间分布格局的影响.结果如下:
  1.表层0-10cm和10-20cm土壤的微生物生物量在三种草地类型间均存在显著差异,且表现出规律性的变化,即荒漠草原<典型草原<草甸草原(P<0.01).荒漠草原真菌细菌比(F:B)显著高于其他草地类型(P<0.05).
  2.土壤表层不同深度的微生物群落生物量(包括总量及各主要功能群生物量)随年均降水、物种丰富度、生物量、植物磷、土壤有机碳、全氮、全磷、碳氮比、氮磷比、粘粒、粉粒含量的增加而升高,随着年均温、植物氮磷比、容重、pH、沙粒的增加而下降(P<0.01).此外,土壤微生物总量和各功能群的生物量对气候、土壤养分、质地以及植物群落多样性和生物量变化的响应在0-10cm和10-20cm土层间存在显著差异(P<0.05).
  3.土壤表层微生物群落的直接驱动因素是土壤性质,其中最重要的因素是有机碳含量,随着垂直深度增加,土壤结构(容重)对微生物的影响增加.结构方程模型分析表明,气候是影响内蒙古温带草地土壤微生物群落空间分布格局的最关键驱动力,它的作用主要是通过对植物、土壤有机碳直接调控来间接调控.但气候因素也可以直接调控土壤下层丛枝菌根真菌的分布.发现植物与土壤微生物量群落之间并没有显著的直接作用,植物的作用主要通过土壤有机碳来表达,间接影响土壤微生物量和群落组成.表层土壤腐生真菌细菌比的驱动因素为有机碳,下层为pH.
  以上结果表明,内蒙古温带草原土壤微生物群落的空间分布格局和植被(生产力、生物多样性)具有相似的变化规律,这样的规律主要是由于气候(温度和降水)驱动了植被和土壤的空间格局,并进而影响土壤微生物的分布格局.然而,需要注意的是,本研究发现土壤微生物的空间格局及其对环境因素的响应在不同土壤深度存在明显差异,这对于受人类活动长期影响的内蒙古草原而言可能具有重要意义,人类活动干扰对表层土壤的影响更大,并可能叠加在气候等自然环境因素的影响之上而影响土壤微生物群落,未来应该增加这方面的研究.
[硕士论文] 朱邯豫
兽医 河南农业大学 2018(学位年度)
摘要:原始生殖细胞(Primordial germ cells,PGCs)在胚胎和个体发育过程中,经不断分裂发育和分化演变为成体动物器官中的精子和卵细胞。体外分离培养兔PGCs是为胚胎早期发育机理、生殖细胞、细胞疫苗生产、永生化细胞等研究提供大量的细胞。但是,兔PGCs的体外培养方法、传代方法以及建系仍存在许多问题,影响了兔PGCs细胞的应用。兔PGCs体外培养的试验,除可解决这些问题外,也可为大家畜、实验动物的相关研究提供参考。所以建立稳定、高效的增殖传代兔PGCs的方法非常重要。本试验以兔16-20d的胚胎为研究对象,比较了其胎龄、饲养层种类、饲养层密度、分离方法、传代方法及细胞因子等因素对PGCs分离培养的影响。改善兔PGCs体外分离培养的条件,提高兔PGCs集落数量和质量。为建立稳定的兔PGCs体外分离培养方法提供参考。试验主要结果如下:
  1.分离培养鼠、兔胚胎成纤维细胞(mouse embryo fibroblast,MEF、rabbit embryo fibroblast,REF)。选取昆明白近交系小鼠12-15d胎鼠和日本大耳白兔16-18d胎兔为材料,分离MEF、REF,获得生长增殖能力强,纯度高,生物学性状稳定的细胞。将分离得到的MEF、REF按首次换液时间分为6组:分别是12h换液组、24h换液组、36h换液组、48h换液组、60h换液组、72h换液组,原代细胞首次换液后,每2d传代一次,根据细胞密度传代培养至P3代;记录0-3代的细胞密度及培养时间。用细胞计数法绘制P1、P3、P8代MEF、REF的生长曲线;比较MEF、REF各代细胞冻存后复苏率,选取冻存30d、60d、90d的P1、P3、P8代进行复苏,并计算复苏率。结果显示:(1)24h首次换液组P0-P3代细胞培养的总时间与其他换液组比较差异显著(P<0.05)。(2)P3代的MEF、REF生长增殖速度快,活性好,形态结构稳定,且纯度高,与P1、P8代比更适合作为饲养层细胞用于后续试验。(3)经30d、60d(短时间)冻存的P1、P3代MEF、REF,复苏率较高,复苏后活力好,生物学性状稳定。但由于P1代杂细胞含量较多,复苏后需传2-3代进行纯化,本试验选P3代MEF、REF短时间冻存,用于后续试验。
  2.饲养层及传代方法对兔PGCs分离培养的影响。本试验选用日本大耳白兔16-20d胚胎生殖嵴分离PGCs。用RT-PCR检测转录因子Oct-4的表达,碱性磷酸酶染色等方法进行鉴定。并且从胎龄、分离、传代方法、饲养层密度及种类上对兔PGCs的培养体系优化。得出以下结论:(1)18-20d兔胚胎生殖嵴形态结构发育完善,能够获得较多的兔PGCs细胞。(2)将分离的兔PGCs,接种到5×104/mL、1×105/mL、5×105/mL密度的MEF、REF饲养层上,兔PGCs在密度为5×105/mL的MEF、REF饲养层上,集落的形成率高且出现时间早,呈典型的桑葚状、鸟巢状聚集生长,保持未分化时间较长,与饲养层细胞之间界限清晰。(3)通过兔PGCs比较在MEF、REF、(MEF、REF按1∶2比例制成的)混合饲养层上的生长行为,证明了同源REF饲养层优于混合饲养层,优于异源饲养层MEF。(4)采用胰酶消化法和机械法分离兔PGCs,胰酶消化法比机械法分离得到的原代兔PGCs集落数量更多,在REF饲养层上成功传至P5代,是更适合兔PGCs分离的方法。(5)对比了胰酶消化法、机械法、连同饲养层一起消化法。结果发现,机械法传代最有利于兔PGCs传代培养和集落的形成,传代后的兔PGCs集落形态佳,为理想的兔PGCs传代方法。RT-PCR检测转录因子Oct-4的表达,碱性磷酸酶染色等方法鉴定的结果呈阳性。
  3.细胞因子对兔PGCs分离培养的影响。将兔PGCs接种于A、B、C、D四种培养液中,培养液A:基础液+10%FBS+5ng/mL LIF+2ng/mL bFGF+2ng/mL TGF-β1;培养液B:基础液+10%FBS+10ng/mL LIF+4ng/mL LIF+4ng/mL bFGF+2ng/mL TGF-β1;培养液C:基础液+10%FBS+15ng/mL LIF+6ng/mLbFGF+3ng/mL TGF-β1;培养液D:基础液+10%FBS(对照组)。在培养液中添加细胞因子,可以延长兔PGCs体外存活时间。细胞因子、饲养层两者协同作用能够促进兔PGCs的生长增殖,并保存兔PGCs集落的未分化状态。结果显示,与培养液D(对照组无细胞因子)相比,培养液B中添加LIF、bFGF、TGF-β1三种细胞因子对兔PGCs增殖及保持其未分化时间都有积极影响;本研究中,以REF为饲养层,培养液B为培养液时,培养兔PGCs的效果最佳。
[硕士论文] 赵笑雪
动物遗传育种与繁殖 四川农业大学 2018(学位年度)
摘要:褪黑素作为抗氧化剂,在雌性动物繁殖上发挥着重要作用。本实验以ICR雌性小鼠为实验模型,探讨饮水中添加不同浓度褪黑素(Melatonin,MLT)对雌性小鼠卵母细胞体外发育潜力的影响,以期为进一步提高家畜繁殖潜力提供参考。小鼠饮用水中添加不同浓度(0μg/mL、3μg/mL、30μg/mL和300μg/mL)褪黑素,自由采食三周(21天)后通过酶联免疫法检测血液中MLT、雌二醇(estradiol,E2)和促卵泡素(follicle-stimulating hormone,FSH)水平,苏木精-伊红染色法(hematoxylin-eosin staining,HE)分析卵巢中各级卵泡数,卵母细胞体外受精(in vitro fertilization,IVF)后体视显微镜下计数胚胎发育率以及通过qRT-PCR检测2-细胞胚胎和孵化囊胚中与凋亡、雌激素受体相关基因(BAX,BCL2,GPR30)mRNA的表达水平。结果如下:
  (1)持续饲喂含不同浓度褪黑素饮用水21天后,小鼠血液中褪黑素水平均在夜间11:00-01:00之间达到峰值,有较明显的节律性:21:00(230.74±4.94~256.2575±0.22pg/mL)开始上升,23:00达到峰值(336.63±23.43~321.25±33.99pg/mL)后下降,凌晨5:00(241.14±16.03~268±20.42pg/mL)恢复昼间水平,其中30μg/mL褪黑素添加组在白天9:00-17:00期间(269.80±17.75~274.89±17.08pg/mL)及凌晨5:00(275.21±2.88pg/mL)的血液MLT水平显著高于对照组(210.64±19.28~240.51±15.08,241.14±16.03pg/mL)(P<0.05);E2和FSH水平在所有添加褪黑素组与对照组之间无显著差异(P>0.05);
  (2)经HE卵巢切片染色,30μg/mL褪黑素组小鼠卵巢单位面积内有腔卵泡数(15.65±3.29个/mm2)显著高于对照组(7.78±5.52个/mm2)(P<0.05);
  (3)小鼠超数排卵获得的卵母细胞经IVF,其发育到2-细胞胚胎的能力与对照组间无显著差异(P>0.05),当发育到孵化囊胚时,口服30μg/mL褪黑素组孵化囊胚率(85.70%±8.10)显著高于0μg/mL(72.10%±8.13)及300μg/mL(60.32%±17.24)褪黑素组(P<0.05);
  (4)qRT-PCR结果显示:在2-细胞胚胎中,口服低浓度褪黑素组(3μg/mL,30μg/mL)BAX,BCL2与GPR30表达量均显著低于对照组(P<0.05),300μg/mL褪黑素组GPR30基因和BCL2/BAX比值显著低于对照组(P<0.05);当体外受精胚胎发育至孵化囊胚时,口服3μg/mL与30μg/mL褪黑素组BAX表达量显著低于对照组(P<0.05);3μg/mL组BCL2表达量最低,但四个组间该基因表达均无统计学差异(P>0.05),而30μg/mL褪黑素组BCL2/BAX比值显著高于对照组(P<0.05),GPR30的表达量在三个褪黑素饲喂组中均显著低于对照组(P<0.05)。
  综上所述,小鼠饮水中添加不同浓度(0μg/mL、3μg/mL、30μg/mL和300μg/mL)褪黑素21天后,30μg/mL褪黑素可在白天期间提高小鼠血液中褪黑素浓度,但不会对FSH,E2的水平造成影响,各处理组与对照组小鼠血液中褪黑素仍呈现昼间平缓夜间达到峰值的节律性变化;同时,口服30μg/mL褪黑素可维持小鼠卵巢中优势卵泡的数量以及抑制孵化囊胚中凋亡基因的表达,进而可能提高卵母细胞IVF后的孵化囊胚发育率。
[硕士论文] 钟爱辉
动物遗传育种与繁殖 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:准确的遗传评估是开展有效选种选配的前提,所以发展和完善遗传评估方法一直是家畜育种领域的重要研究课题。分层是一种常见的统计抽样和数据辅助挖掘策略,适当的分层处理可提高数据挖掘的准确性和效率。遗传分层是针对遗传组分的分层。本研究将遗传分层思想作为一种发展遗传评估方法的新策略,以分层混合线性模型为建模工具,建立分层遗传评估模型,针对不同遗传分层情形下的遗传评估问题开展了系列研究。
  以16th QTLMAS Workshop数据集作为验证数据,根据猪育种实践可能面临的遗传分层情形,设置了按照遗传信息来源、遗传性质、SNPs效应大小3种单向遗传分层方式,以及遗传性质与遗传信息来源、遗传性质与SNPs效应组合下的2种双向遗传分层。针对不同遗传分层方式,利用分层混合线性模型构建多种分层遗传评估模型,深入探讨了分层遗传评估的相关问题,取得主要研究结果如下:
  1.提出和定义了一组与遗传分层紧密相关的新概念,在此基础上进一步给出了几种常见遗传分层方式下的分层遗传评估模型及注释,同时将遗传分层与一步法结合,提出了新的分层一步法。本研究从新概念和分层遗传评估模型等角度为分层遗传评估方法的初步提出作了探索性尝试;
  2.对16th QTLMAS Workshop数据集3个模拟性状开展了基于单标记的GWAS分析,获得用于后续验证分析的SNPs列表,分别在P值0.05和0.01水平经Bonferroni校正作为截取阈值,Trait1共有193和267个SNPs超过相应截取阈值,Trait2有151和213个SNPs分别超过阈值,Trait3则有481个和650个SNPs超过截取阈值;
  3.在基于多分子标记与系谱信息的分层遗传评估中,用P=0.01/n、P=0.001/n、和P=0.0001/n三个阈值截取的SNPs列表作为前景多分子标记进行验证分析,发现纳入了前景SNPs多分子标记之后,三个模拟性状的分层估计育种值的准确性均比传统BLUP提高了大约10%,但基于随机SNPs的分层遗传评估不能提高预测准确性;
  4.在加性遗传与显性遗传组分的分层遗传评估中,发现加性和显性遗传组分的分层遗传评估的准确性大致与GBLUP持平;
  5.基于SNPs效应分层的遗传评估效果较为理想,在P=0.05/n、P=0.01/n和P=0.001/n三个阈值截取的前景SNPs的分析中均表现出明显的准确性提升,与同样条件下的GBLUP相比,准确性约提高3个百分点。进一步探讨了分层深度对模型预测准确性的影响,发现随着分层深度的加深,预测准确性也表现出提高的趋势,但二者呈二次函数关系;
  6.在两种双向遗传分层方式下的分层遗传评估验证结果表明,加性遗传和显性遗传分层信息的加入,并不能在SNPs效应单向分层和多分标记-系谱单向分层的基础上,进一步提升模型预测的准确性,表明多重分层因子的组合建模需要优化筛选才能发挥多因子分层的叠加作用;
  7.分层一步法(sssGBLUP)的验证结果表明,分层一步法的准确性高于传统一步法、GBLUP、和BLUP法。在基于模拟表型的分析中,与传统一步法相比,分层一步法的准确性大约提升3-4个百分点,加大分层深度,最高可提升近6个百分点,提升效果明显。进一步发展的ssssGBLUP准确性又可在sssGBLUP基础上再提升2个百分点左右。本研究提出新的分层一步法是对传统一步法的有效发展;
  8.最后对一个大白猪群的Sequenom基因分型数据展开实例分析,以背膘厚性状作为目标性状,发现多分子标记信息加入分层遗传评估模型后,分层估计育种值与传统BLUP估计育种值具有一定的差异,在两种估计育种值的排序中,前5名和前10名列表中的个体号和排序均有一定的变化,但在总体分布趋势上,分层估计育种值与传统BLUP估计育种值仍较为接近。
  本研究首次明确地提出了遗传分层思想,并将其用于遗传评估方法发展。以分层混合线性模型为基础,建立了针对不同遗传分层情形下的分层遗传评估模型,验证分析结果揭示了分层遗传评估策略在大多数应用场景中都可以不同程度地提高遗传评估的准确性,表明科学、合理的遗传分层可提高预测准确性。本研究成果是对遗传评估方法的发展,在一定程度上丰富了猪遗传评估方法的内容,对猪和其他家畜遗传评估方法的进一步发展也有一定的借鉴作用,所以本研究具有重要的理论与实践意义。
[硕士论文] 李彦芳
畜牧学;动物生产 东北农业大学 2018(学位年度)
摘要:本试验旨在探究苜蓿的分子结构光谱参数与其常规营养成分、瘤胃降解特性之间的相关性,并建立预测苜蓿瘤胃降解参数的拟合方程。本试验选用徒手分离后的紫花苜蓿的叶片、侧部茎、上部茎、下部茎和全株作为研究对象,利用常规化学分析方法测定它们的营养成分,用尼龙袋法测定其干物质(Dry matter)、蛋白质(Crude protein)和中性洗涤纤维(Neutral detergent fiber)的瘤胃降解参数,使用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析技术测定它们的蛋白质和碳水化合物分子结构。为快速、准确的测定苜蓿的瘤胃降解参数奠定基础。
  结果表明:
  (1)在苜蓿各部位中,叶片的蛋白质营养成分(如粗蛋白(CP)、可溶性蛋白(Soluble crude protein)等)含量均为最高,下部茎的结构性碳水化合物成分(如木质素(Acid detergent lignin)、纤维素(Cellulose))含量最高,综合不同部位的CNCPS组分、瘤胃降解情况可知,叶片的营养价值最高。
  (2)苜蓿植株不同部位的分子结构光谱参数差异显著。在与蛋白质有关的分子结构中,叶片的值显著高于其它部位(酰胺Ⅰ带与酰胺Ⅱ带的峰高比除外);在与碳水化合物有关的分子结构中,下部茎的纤维复合物总面积(CELC)、结构性碳水化合物面积(STCHO)和总碳水化合物面积(CHO)显著高于其它部位,这与饲料本身的常规营养成分含量、在瘤胃内的降解特性密切相关。
  (3)通过相关分析得出,DM的瘤胃降解参数既与蛋白质分子结构存在相关性,也与碳水化合物的分子结构参数存在一定的相关性。通过回归分析得出,α-螺旋峰高、酰胺Ⅰ和Ⅱ带峰高比和木质素含量均被筛选为CP有效降解率模型的预测因子(R2=0.97,P<0.01);纤维复合物峰面积(CELC)与总碳水化合物总面积(CHO)的比值、酰胺Ⅱ带峰面积和木质素含量为DM有效降解率预测模型中的预测因子(R2=0.99,P<0.01);纤维性复合物峰面积(CELC)与总碳水化合物峰面积(CHO)的比值、碳水化合物峰高比h1∶h2被筛选为NDF有效降解率预测模型中的因子(R2=0.97,P<0.01)。
[硕士论文] 何剑锋
农业资源利用 四川农业大学 2018(学位年度)
摘要:川西北地处青藏高原的东部边缘,它是世界上最大的高原泥炭沼泽湿地,也是我国的五大牧区之一。定量研究垦殖对川西北高寒草地的影响对生态系统保护具有重要意义,有利于为生态系统合理开发利用提供科学依据。土壤氮素不仅是植物生长和繁殖所必需的最重要的营养元素之一,还是限制草原生态系统生产力的重要因子之一。研究土壤氮素循环转化,对于揭示草地垦殖过程中土壤肥力降低机制,维持草地可持续发展具有关键性作用。但目前,关于垦殖草地对土壤氮组分的研究主要在农牧交错带、干旱和半干旱地区,而对于高寒草地垦殖却鲜有报道。土壤酶能够促进土壤中微生物的生长繁殖以及氮素等重要元素的矿化分解。研究土壤酶活性对评价垦殖方式是否合理具有重要意义。但目前,对于一些极端环境中土壤酶活性的研究却十分有限,特别是高寒草地垦殖对土壤酶活性影响的研究相对缺乏。因此研究垦殖对高寒草地土壤氮组分及酶活性的影响十分必要。
  为了揭示垦殖对高寒草地土壤氮组分及酶活性变化特征的影响,本文以垦殖1、3、10、16、27和40年后的川西北高寒草地为研究对象,以附近的未垦殖的天然草地为对照,通过土壤采样与分析,研究了垦殖对川西北高寒草地土壤氮组分:全氮(Total Nitrogen,TN)、碱解氮(Available Nitrogen,AN)、铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、酸解性全氮(Total Acid Hydrolysable Nitrogen,THAN)、酸解铵态氮(Acid Solution of Ammonium Nitrogen,ASAN)、氨基糖态氮(Amino Sugar Nitrogen,ASN)、氨基酸态氮(Amino Acid Nitrogen,AAN)、酸解未知氮(Acid Hydrolysable Unknown Nitrogen,AHUN)、酸不溶性氮(Non Acid Hydrolysable Nitrogen,NAHN)和微生物量氮(Microbial Biomass Nitrogen,MBN);土壤酶活性:脲酶(Urease)、蔗糖酶(Sucrase)、磷酸酶(Phosphatase)和过氧化氢酶(Catalase)活性变化特征的影响。结果表明:
  (1)在川西北高寒草地垦殖过程中,随着垦殖年限的增加,土壤TN、AN、NH4+-N、NO3--N、MBN、TAHN、ASAN、ASN、AAN、AHUN和NAHN含量显著(P<0.05)下降。在0-20cm土层,土壤氮素连续下降且下降幅度最大,垦殖40年后TN、AN、NH4+-N、NO3--N、MBN、TAHN、ASAN、ASN、AAN、AHUN和NAHN含量分别降低了69.00%、73.37%、35.07%、42.80%、49.62%、72.15%、62.72%、66.08%、63.44%、94.00%和51.78%。在20-40和40-60cm土层显现出类似的变化规律,且土壤氮素的含量和下降幅度不及0-20cm土层。在0-20cm土层氮素在垦殖前期损失速率最快,土壤TN、AN、NH4+-N、NO3--N、MBN、TAHN、ASAN、ASN、AAN、AHUN和NAHN含量在0-1年分别降低了113.67%、11.73%、13.93%、11.30%、12.81%、10.51%、11.90%、13.89%、6.82%、11.93%和30.91%,显著高于垦殖中后期的损失速率。
  (2)在川西北高寒草地垦殖过程中,在0-20cm土层垦殖40年后,土壤氮素养分中TN的下降幅度69.00%小于AN的下降幅度73.37%;土壤无机氮中NH4+-N的下降幅度35.07%低于NO3--N的下降幅度42.80%;土壤有机氮中THAN、ASAN、ASN、AAN、AHUN和NAHN的下降幅度分别达72.15%、62.72%、66.08%、63.44%、94.00%和51.78%。垦殖导致有机氮组分在TN中的分配比例发生了变化,垦殖前的天然草地有机氮组分占TN的比例为:AAN>ASAN>AHUN>NAHN>ASN。经过40年的垦殖有机氮各组分的分布变为:AAN>A SAN>NAHN>ASN>AHUN。垦殖导致AAN、ASAN和NAHN占TN的比例上升,分别上升了4.73%、4.98%和8.88%;AHUN占TN的比例下降了19.23%;ASN占TN的比例变化不大。
  (3)在川西北高寒草地垦殖过程中,随着垦殖年限的增加,土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性显著(P<0.05)下降。在0-20cm土层,土壤酶活性连续下降且下降幅度最大,垦殖40年后,土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶分别降低了41.80%,57.01%,54.22%和46.53%。在20-40和40-60cm土层显现出类似的变化规律,且土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶的活性和下降幅度不及0-20cm土层。在0-20cm土层酶活性在垦殖前期下降最为显著,脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性在0-1年分别降低了11.17%、3.18%、20.09%和11.73%,显著高于垦殖中后期的下降速率。
  (4)在川西北高寒草地垦殖过程中,粉粒含量、粘粒含量、含水量、脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶与土壤氮素各组分间均呈极显著(P<0.01)正相关;砂粒含量和容重与土壤氮素各组分间显现出显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)负相关。其中TN、AN、NH4--N、NO3--N、TAHN、ASAN、ASN、AAN、AHUN和NAHN与土壤物理性质中SWC之间的相关性最高;而MBN与土壤物理性质中粘粒含量之间相关性最高。脲酶、磷酸酶与氮组分中NO3--N的相关性最高;蔗糖酶与氮组分中THAN的相关性最高;过氧化氢酶与氮组分中ASN的相关性最高。
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