葫芦科作物耐低温育种研究进展

低温胁迫制约了葫芦科作物冬季栽培。首先综述了选择育种、引种、杂交及杂种优势利用在葫芦科作物耐低温育种中的应用,并列举了当前保存葫芦科种质的资源库,然后综述了倍性育种及嫁接导致的可遗传变异在耐低温育种中的潜在作用以及葫芦科基因组测序现状,并列举了响应低温胁迫的相关基因或位点,整理了基因编辑应用于葫芦科耐低温性研究的最新进展,最后介绍了葫芦科作物响应低温胁迫的相关表现,为耐低温性评价提供参考。

高寒地区菊芋青贮物料耐低温乳酸菌的筛选与鉴定

为筛选可提升高寒地区菊芋(Helianthus tuberosus)青贮发酵品质的耐低温乳酸菌,本研究以‘青芋2号’菊芋青贮物料为材料,利用平板培养法分离乳酸菌株,分析菌株生理生化特性,并通过16S rRNA测序进行菌株种属鉴定。结果表明,菊芋青贮物料中共分离得到34株乳酸菌株,经低温及生理生化筛选获得13株耐低温乳酸菌株,包括11株同型发酵乳酸菌和2株异型发酵乳酸菌,其耐酸性和耐盐性均较强;经产酸和生长能力对比,GN02菌株生长最快(OD=2.63),GN10菌株具有更强的产酸能力(pH=3.59),XN25菌株兼具较强的生长和产酸能力;16S rRNA测序鉴定出9株植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)、1株戊糖乳杆菌(Lactiplantibacillus pentosus)、1株棒状乳杆菌(Lactiplantibacillus coryniformis)、1株短乳杆菌(Lactiplantibacillus brevis)及1株无法鉴定。本研究筛选出适合高寒地区菊芋青贮发酵的耐低温植物乳杆菌、戊糖乳杆菌、短乳杆菌各1株。

红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)耐低温性状和生长性状遗传参数评估

采用人工控温的方式,对构建的31个F1红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)全同胞家系开展低温胁迫实验,获得耐低温性状低温累计存活时间(CDH),基于混合线性模型分别开展耐低温性状和生长性状遗传参数评估,对每一性状是否需要考虑共同环境效应所构建的两种模型进行似然比检验。结果显示,经似然比检验,最终选用模型A和模型BF进行耐低温和生长性状遗传评估;耐低温性状CDH遗传力为(0.27±0.08),属于中等遗传力;体重BW遗传力为(0.36±0.13),属于中等遗传力,体长BL遗传力为(0.14±0.06),属于低等遗传力,经检验,遗传力估计值均达到极显著水平(P<0.01)。CDH和体重、体长的遗传相关分别为(–0.40±0.22)和(–0.44±0.24),表型相关分别为(–0.09±0.06)和(–0.16±0.05),均为负相关;体重和体长之间的遗传相关为(0.92±0.05),表型相关为(0.80±0.02),呈正相关且结果极显著(P<0.01)。研究结果表明,红鳍东方鲀的耐低温性状和生长性状都具有较好的改良潜力,考虑到两性状间存在负遗传相关,在开展耐低温选育时,对首先不同性状进行品系选育,然后利用品系间杂交培育出耐高温、生长快的新品种。该项研究首次完成了红鳍东方鲀耐低温性状的遗传参数评估,为制订红鳍东方鲀耐低温选育育种规划提供了理论依据。

耐高温和耐低温固体复合菌剂对牛粪堆肥的影响

为解决低温时牛粪堆肥时间长的问题,缩短堆肥发酵周期,提高有机肥品质,试验将筛选到的8株细菌制成耐高温和耐低温固体复合菌剂,加入牛粪堆肥中设为试验组(T组),不加菌剂自然堆肥设为对照组(C组),检测理化指标、物种组成和优势微生物,验证制备的复合菌剂对冬季牛粪堆肥启动和堆肥高温期的作用。结果表明:添加固体复合菌剂后,T组相比C组,堆肥初期温度启动和上升速度更快,提前2 d达到高温期且最高温高出3.4℃;pH上升和下降变化幅度均大于C组,最终维持在8.1左右;堆肥结束时,含水率、C/N和有机质均下降,全磷、全钾和种子发芽率(GI)均上升,T组下降和上升幅度大;优势微生物门水平T组堆肥初期(T1)为Firmicutes和Actinobacteria,升温期(T2)为Firmicutes,高温期(T3)为Bacteroidetes,降温期(T4)和腐熟期(T5)为Actinobacteria和Chloroflexi,Proteobacteria是整个堆肥过程的优势微生物,C组与T组多样性相似,区别在于丰度比例不同,高通量测序发现,堆肥温度和微生物数量是影响堆肥的关键因素。综上,牛粪堆肥前添加制备的耐高温和耐低温固体复合菌剂,能够快速启动冬季堆肥初始温度并延长高温期时间,缩短堆肥时间,提高堆肥效率和有机肥品质。

耐低温弱光番茄种质资源的筛选及新品种选育

为应对华北地区冬季低温、弱光对设施番茄造成的影响,以河北省农林科学院经济作物研究所单株分离的番茄自交系为试验材料,分别在发芽期进行种子低温处理、在幼苗期进行低温弱光处理,发芽期利用种子发芽率,幼苗期利用叶片抗氧化酶(POD、SOD、CAT)活性、MDA含量和叶绿素含量,筛选出发芽期耐低温种质资源3份、幼苗期耐低温弱光种质资源3份。以筛选出的材料进行组配,综合耐低温弱光性、抗病性以及其他特征特性,选育出适合河北地区冬春茬日光温室及早春大棚种植的耐低温弱光番茄新品种“冀番144”。该品种为无限生长型;果实扁圆形,单果重250 g,Vc含量251.7 mg/kg (FW),可滴定酸含量0.56%,可溶性糖含量30.90 mg/g,可溶性固形物含量4.2%;含叶霉病抗性基因Cf-5、枯萎病抗性基因I-2、灰叶斑病抗性基因含Sm,适合河北地区冬春茬日光温室或早春塑料大棚种植。

水稻耐低温研究进展

水稻是世界上的主要粮食作物之一,低温将导致水稻发育延缓,长期遭受低温胁迫易导致水稻枯萎死亡。全球每年约有1 500万hm^(2)的水稻面临低温胁迫危害,低温冷害已成为水稻减产的主要原因之一。为系统了解水稻耐低温机理研究进展,总结了低温对水稻细胞结构特征的影响、低温对水稻生理生化特性的影响、水稻耐低温优良品种选育和水稻耐低温的分子机理的研究现状,并展望了水稻耐低温品种的未来选育方向。

冰箱专用耐低温抗冲共聚聚丙烯的结构与性能对比

研究了冰箱专用气相法耐低温抗冲共聚聚丙烯K6810的性能,并与进口同类产品进行了对比。结果表明:K6810机械强度高、低温抗冲击性能优异,可用于耐低温环境制品;K6810中乙烯、橡胶相含量控制合理,橡胶相中乙烯与丙烯形成交替共聚或小嵌段无规序列结构比例高,橡胶相质量优良,有效地提高了K6810的冲击强度;K6810熔体在充模过程中体积变化率较小,注射制品的尺寸稳定性更好,同时K6810的流变性能与进口同类产品接近,在注射成型时无需对加工工艺进行大的调整。

制动装置耐低温橡胶密封材料的研制及其与润滑脂适配性的研究

分析轨道车辆制动装置橡胶密封件在低温下的失效形式及原理,通过优化配方研制耐低温橡胶密封材料,研究耐低温橡胶密封材料与润滑脂的适配性,通过橡胶密封件的低温密封试验以及疲劳试验对耐低温橡胶密封材料进行验证。结果表明:Molykote 55润滑脂对耐低温橡胶密封材料的体积变化率、物理性能及耐低温性能影响较小,适合作为制动装置的润滑脂;所制橡胶密封件可满足-55℃低温气密性以及疲劳寿命要求。

CRH2和CRH3型动车组用U形外风挡的耐低温性能研究

以三元乙丙橡胶(EPDM)为主体橡胶,通过添加石蜡油以及EPDM与聚烯烃弹性体(POE)和顺丁橡胶(BR)并用来制得耐低温性能优良的CRH2和CRH3型动车组用U形外风挡胶料,并测试U形外风挡涂层性能。结果表明:添加石蜡油可以提高外风挡胶料的耐低温性能,但会影响U形外风挡漆膜与母材的附着力,石蜡油用量不宜超过10份;EPDM与BR和POE并用可以获得耐低温性能(耐-55℃低温)、耐屈挠性能和物理性能优异的U型外风挡胶料,制得的U型外风挡适合在较寒冷的环境下使用。

耐低温硅凝胶的研制

以自制苯基乙烯基硅油、苯基侧含氢硅油和甲基端含氢硅油为主要原料制备了一种低黏度、高透明和耐低温的有机硅凝胶。研究了体系中苯基含量、乙烯基含量、端SiH基与侧SiH基含氢量之比对硅凝胶性能的影响,并探讨了催化剂用量与硅凝胶固化温度、固化时间的关系以及对黄变性能的影响。研究发现,选用苯基含量为8%的苯基乙烯基硅油可兼顾硅凝胶的透光率和耐低温性能,而乙烯基含量越低、端SiH基与侧SiH基含氢量之比越高,对应的苯基硅凝胶的锥入度越深。当催化剂质量分数选择0.01%~0.02%时,硅凝胶在80℃×72 h条件下未发生黄变,由此可制备出一系列不同锥入度、耐低温且耐黄变的苯基硅凝胶,其有望应用于LED显示屏的封装保护。

新型耐低温捕收剂HY-F在某萤石矿中的应用研究

为考察新型耐低温捕收剂HY-F对某萤石矿适应性,在工艺矿物学基础上进行浮选试验研究。结果表明,新型耐低温捕收剂HY-F与常见的油酸和氧化石蜡皂相比,其受矿浆温度影响相对较小,表现出较好的耐低温性能;在5℃低温矿浆环境下,可获得CaF_(2)品位为98.41%和回收率为87.87%的萤石精矿,相较20℃常温矿浆环境,精矿品位及回收率仅下降0.44百分点和5.48百分点。这表明新型耐低温捕收剂HY-F耐低温性能良好,对该萤石矿具有良好的适应性,具有一定的工艺指导价值和应用前景。

钻井液用耐低温乳化剂的研制与性能评价

油基钻井液性能稳定,常应用于复杂地层开发,但在零下低温环境中存在黏度、切力上涨过快的问题。为解决这一问题,制备了一种耐低温高性能乳化剂ZF-SB,该乳化剂具有超低凝点(-33℃),解决了传统液体乳化剂零下低温无法流动的问题,可显著降低油水界面张力,由其配制的乳状液粒径在0.6~4.2μm之间,粒径分布窄,其破乳电压为1397V,有利于油基钻井液在低温条件下的稳定状态。另外,由耐低温乳化剂ZF-SB配制的油基钻井液在0℃以下仍具有良好的流变性,避免了油基钻井液由于低温增稠效应而造成井底当量循环密度(ECD值)高、井漏和压力控制难等问题。

一种耐低温高密度清洁复合盐水完井液的研制与应用

近年来,新疆油田滴西、中佳等区块采用水平井裸眼分段压裂完井工艺开发,在完井过程中需替入无固相完井液作为油气层保护液,受区块储层地层压力影响,无固相完井液密度要达到1.40~1.50 g/cm^(3)方可满足作业需求。目前,主要采用与地层水配伍性较好CaCl 2清洁无固相完井液,最高密度为1.40 g/cm^(3)饱和无固相完井液,该饱和无固相完井液无法满足新疆油田滴西、中佳等区块冬季作业安全施工要求,在低温下易结晶、可泵性差、密度降低,存在一定井控风险,给冬季完井安全施工造成很大的困难;通过室内试验综合评价,优选出了一种耐低温高密度的清洁复合盐水无固相完井液体系,该体系密度可配置到1.5 g/cm^(3)以上,在低温-25℃环境下无结晶、流动性好,与储层配伍性好,抗冻凝及抗污能力强,对储层无污染,完全满足新疆油田滴西、中佳等区块冬季及极寒天气完井安全施工作业。

S355NL耐低温热轧H型钢冲击性能异常的原因分析

针对山钢股份莱芜分公司S355NL级HE800B规格热轧H型钢冲击性能不合的问题进行分析,确定钢中存在的大尺寸含氧化钛夹杂物以及钢中的混晶缺陷组织,为恶化冲击性能的主要原因。通过优化工艺,采用硅钙钡、铝锰铁复合脱氧,提高脱氧效果;通过喂入钛线,提高Ti的微合金化效果作用;通过VN、VFe混合加入减少钢中氮含量。以上措施的实施,有效解决了大型夹杂物以及混晶组织缺陷,提高了产品的冲击性能。

番茄种质芽期耐低温性评价及耐低温指标筛选

为筛选种子芽期耐低温的番茄种质资源及耐低温性评价的关键指标,以25份番茄种质资源为材料,分别测定15和25℃下其发芽率、发芽势、发芽指数、萌发指数、抗寒指数、发芽受损率、胚根长度、活力指数、鲜重和干重共10个指标,比较上述指标的性状相对值并对其进行相关性分析、主成分分析和隶属函数分析,对番茄种质资源芽期耐低温性进行综合评价;利用综合评价值(D),采用组间联接法和欧氏距离对种质资源进行聚类分析;采用逐步回归分析法建立番茄种质资源芽期耐低温性最优回归方程,并筛选耐低温性评价的关键指标。结果表明:材料1(20cl0347-0)的D最大,为0.984,其芽期耐低温性最强;材料23(20cl2147-0)的D最小,为0.075,其耐低温性最弱。25份番茄种质资源材料分为5类,其中高度耐低温型种质为20cl0347-0,耐低温型种质5份、中度耐低温型10份、敏感型6份和高度敏感型3份。番茄种质资源芽期耐低温性最优回归方程为D=0.411+0.027X2+0.128X3+0.053X6+0.038X8+0.035X9,筛选出耐低温性评价的关键指标依次为:相对发芽势、相对发芽指数、相对胚根长度、相对鲜重及相对干重,可用于番茄种质资源芽期耐低温性高效评价。

早熟耐低温杨梅新品种早鲜的选育

早鲜是从早色杨梅种植区发现的优良变异单株选育而成的杨梅早熟新品种,果实圆球形,无果蒂凸环;完全成熟时果面呈深红色,肉柱圆钝,平均单果质量13.99 g,最大果质量可达16.06 g,可食率91.17%;可溶性固性物含量(w,后同)12.54%,总糖含量8.46%,可滴定酸含量1.09%,柠檬酸含量1.05%,维生素C含量59.88 mg·100 g^(-1),果实味甜中带酸,带有其独特的鲜味,品质上等。树势较弱,分枝少,枝梢密度较稀,树冠透风透光性好;叶色浓绿,叶片窄倒卵圆形、先端形状为钝,叶缘全缘;以中、短果枝结果为主,结果均匀,成熟后果柄与果肉容易分离,无大小年结果现象。早熟性好,在浙江杭州萧山区常年于6月6日果实成熟,比早色提早5~7 d。该品种耐低温能力较强,低温胁迫下枝条可溶性糖含量提高32.1%、相对电导率下降12.5%,适合浙北地区栽培,促进了杨梅种植区域北移。

一株耐低温异养硝化-好氧反硝化菌的分离鉴定及其脱氮特性

为了提高低温废水的生物脱氮效率,从寒冷地区冬季土壤和底泥中分离筛选耐低温异养硝化-好氧反硝化细菌,研究其脱氮特性及途径。通过菌落和细胞形态特征观察、16S rRNA基因序列分析鉴定菌种。分别以NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N、NO_(2)^(-)-N为唯一氮源,以NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N为混合氮源,考察菌株在低温条件(10℃)的硝化、反硝化以及同步硝化反硝化性能。采用聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)对菌株的脱氮功能酶基因扩增,推测低温脱氮途径。结果表明,从河水底泥中筛选出一株异养硝化-好氧反硝化菌,经鉴定为Pseudomonas veronii,命名为P.veronii DH-3。该菌分别以相同初始含氮量(105 mg/L)的NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N和NO_(2)^(-)-N为唯一氮源,在10℃好氧培养48 h时,氮的去除率分别为99.07%、96.89%和90.29%,且在脱氮过程中几乎无亚硝酸盐的累积。以NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N为混合氮源时,NH_(4)^(+)-N在48 h内被完全去除,NO_(3)^(-)-N的去除率为87.09%;氮平衡分析结果表明,以NO_(3)^(-)-N和NO_(2)^(-)-N为唯一氮源时含氮气体和细胞内生物氮的转化率均低于NH_(4)^(+)-N,表明该菌株的异养硝化能力强于好氧反硝化能力。脱氮功能基因hao、napA、nirS、nirK、cnorB和nosZ的成功表达,进一步证实该菌株具有硝化反硝化能力。根据上述研究结果,推测该菌株低温脱氮的主要途径为异养硝化-好氧反硝化作用和同化作用。菌株P.veronii DH-3具有良好的异养硝化-好氧反硝化性能,为低温含氮废水的生物净化提供了理论支持。

共聚醚二醇对叠层聚氨酯支座耐低温性能的影响

通过引入3-甲基-四氢呋喃/四氢呋喃共聚醚二醇(3MCPG)来提高可浇筑式叠层聚氨酯支座(CLPB)的耐低温性能,从微观层面研究3MCPG质量分数(0%、6%、9%、12%、15%、25%)对聚氨酯弹性体(PUE)的影响机理,对改性后的PUE及CLPB分别在23、0、-10、-20℃下进行一系列力学试验.结果表明:3MCPG的引入降低了PUE软硬段的微相分离程度和玻璃化转变温度;相对于23℃,PUE-0%和PUE-25%的抗拉强度在-20℃分别增加了50.8%、20.1%,CLPB-15%和CLPB-25%的竖向刚度较CLPB-0%分别下降了2.5%、4.4%,CLPB-0%和CLPB-25%的水平刚度在-20℃分别增加了106.0%、44.2%.

番茄苗期耐低温性主基因-多基因联合遗传分析

为研究番茄苗期耐低温性的遗传规律,选取耐低温性不同的2份番茄高代自交系材料XC-1、XC-2于花期配制F1,再配制BC1、BC2、F2世代,对6个世代的幼苗同时进行低温处理,日间温度14℃,光照处理9 h(08:00—17:00),光照度为30μmol·m^(-2)·s^(-1),夜间7℃(17:00至翌日08:00)不进行光照,相对湿度为75%,共处理15 d。处理结束后调查耐低温性分级。采用主基因-多基因联合遗传分析方法研究耐低温性的遗传。结果表明,番茄幼苗耐低温性的遗传受2对加性主基因+加性-显性多基因控制,主基因的遗传率在BC1、BC2、F2世代分别达57.357%、54.441%、68.463%,多基因的遗传率分别达6.607%、10.602%、2.994%。主基因与多基因的影响较大,该性状的选择可在早代进行。

黑龙江早熟区大豆芽期耐低温种质资源鉴定与筛选

以黑龙江省早熟区大豆种质为研究对象,选择33份大豆种质分别进行20℃和6℃温度处理,放置恒温箱内6 d,记录试验期间每份种质各阶段的发芽数量,计算各种质在不同温度下的发芽势、发芽率、发芽指数。研究表明,低温能够显著影响大豆种质的发芽指标数值,降低发芽速率,减少最终萌发数量。采用隶属函数法对大豆耐冷性进行综合评价,依照各种质的平均隶属函数值进行聚类分析,最终筛选出耐冷型种质4份、中间型种质9份和低温敏感型种质10份。