调控果实大小相关基因的研究进展

果实大小是果实的重要经济性状之一,直接影响作物产量、品质以及商品性。果实的生长发育过程既受到作物种类、品种固有的遗传背景的影响,也受到环境因素和栽培管理因素等方面的影响,而前者的影响是更为直接和深刻。综述了近年来与园艺植物果实大小调控相关的功能基因和转录因子的研究概况,着重介绍了番茄、黄瓜、梨、葡萄、苹果和柑橘等园艺作物中POS1、FW、YABBY、WOX、OFP、NCED、YUC、GAox20、AREB等基因的研究进展,为今后研究果实大小调控提供理论参考。

基于FLUENT的农业灌溉管路微型水轮机发电效率的分析与研究

为了实现管道中水能发电满足智能灌溉系统供电需求,需要提高超微型水轮机的发电量和发电效率。使用DesignModeler和Soildworks建立了三维结构模型,将水轮机转轮不同的叶片数量和叶片角度分组并导入流体力学仿真软件Fluent中分析。根据灌溉用水特点,设置在水压150kPa,水流速度1.33m/s的条件下进行仿真实验。在稳定旋转的条件下,分别对6、10、20、25、30叶片数和夹角60°、70°、75°、80°、90°的叶轮模型稳定后的转速进行仿真试验,发现在叶片夹角75°下,20和25片叶片时水轮机转速较快,分别为1185 r/min和1148 r/min。经过仿真试验,发现叶轮转速与其叶片长度的关系不明显。对有效输出功率和流场进行分析,发现当水轮机叶片为25片,夹角为75°时,为仿真实验中的最优组合。叶片数在6~20片时转速随着叶片数量增加而增加,20~30片则会骤降,叶片的角度在75°时转速最高,叶片长度对转速影响不大。研究结果表明通过调整其转轮数量和叶片角度对叶轮转速有明显提升,能有效提高输出功率,提高发电效率。

基于ZigBee和3G/4G技术的分布式果园远程环境监控系统的设计

在现有温室智能监控系统的基础上,结合ZigBee技术、3G/4G通信技术、嵌入式监控主机技术,设计了一套分布式果园远程环境监控系统.基于单片机CC2530设计了一体化传感器采集节点和物联网网关,并阐述了其硬件和软件的设计原理.结果表明:远程管理中心配置的嵌入式监控主机可分布式管理果园群站点,实现远距离数据传输、分析、存储等功能;在安装调试过程中,该系统性能稳定、能耗低、功能较全面,并在数据的采集与传输以及整体管理方面达到了预定的设计要求.

柚芽变株系类胡萝卜素代谢差异基因的转录组学分析

为了研究‘琯溪蜜柚’果实红肉突变株系类胡萝卜素代谢和芽变的分子机制,本研究以‘琯溪蜜柚’及其芽变一代品种‘红肉蜜柚’和芽变二代品种‘三红蜜柚’果实为材料,使用RNA-seq技术研究3个品种3个发育时期果肉类胡萝卜素的代谢。经生物信息学分析,共筛选出参与类胡萝卜素生物合成显著差异表达的10个基因,分别为八氢番茄红素合成酶基因(PSY)、六氢番茄红素脱氢酶基因(ZDS)、类胡萝卜素异构酶基因(CRTISO1、CRTISO2)、紫黄质脱环氧酶基因(NPQ1)、9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶基因(NCED3、NCED5)、脱落醛氧化酶基因(AAO3)、ABA 8’-羟化酶基因(CYP707A1)、类胡萝卜素裂解双加氧酶基因(CCD4)。共表达分析揭示了7个家族转录因子的表达模式与类胡萝卜素合成基因高度相关,分别为MADS、bZIP、bHLH、MYB、AP2/ERF、NAC和WRKY。通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证了部分基因的表达模式,结果与RNA-seq结果高度一致。此外,经对‘红肉蜜柚’果肉转色期的初生和次生代谢通路DEGs富集分析,发现类胡萝卜素的积累过程中,细胞壁、脂质、类黄酮代谢差异基因大量富集。研究结果揭示,‘琯溪蜜柚’果实红肉突变品种‘红肉蜜柚’和‘三红蜜柚’果实类胡萝卜素的形成和积累,是由类胡萝卜素的代谢相关酶基因差异表达和转录因子调控引起的;在果肉红色芽变的同时,伴随着与汁胞粒化相关的基因突变。这对进一步开展柚子果实类胡萝卜素的形成与积累、汁胞粒化研究,为解析柚果实不同颜色突变、汁胞粒化的机制有重要参考价值。

‘红肉蜜柚’果实汁胞粒化过程中POD同工酶谱分析

【目的】探讨‘红肉蜜柚’果实汁胞粒化过程中过氧化物酶(POD)的同工酶变化及赤霉素对其的影响。【方法】以赤霉素处理和未经赤霉素处理的‘红肉蜜柚’果实的近中柱和远中柱汁胞为材料,统计粒化指数后,采用垂直板聚丙烯酰胺凝胶电泳方法进行可溶性和离子结合POD同工酶谱测定。【结果】发现‘红肉蜜柚’果实汁胞粒化指数随着果实生长发育呈先平稳后急剧上升的趋势,有无赤霉素处理无明显变化;可溶性POD中存在酸性POD和碱性POD,有无赤霉素处理对近、远中柱POD出现的时期和组分基本没有影响;离子结合POD只存在碱性POD,近中柱POD同工酶谱分离出6条(5条为果实发育后期的特异性谱带)、远中柱POD分离出4条,两者出现的时期和组分差异较大,赤霉素处理使近中柱5条果实发育后期特异性谱带减为3条且时期提前,而赤霉素处理下的远中柱没有检测到谱带。【结论】粒化时期,离子结合POD出现的5个特异性碱性POD可能与汁胞粒化关系密切,赤霉素处理可明显减少POD谱带,但赤霉素对汁胞粒化的影响有待进一步研究。

‘红肉蜜柚’果实汁胞粒化与不同组分POD活性的关系

为了研究‘红肉蜜柚’[Citrus grandis(L.)Osbeck.cv.Hongrou miyou]果实汁胞粒化过程中不同结合态过氧化物酶(POD)的变化,以及赤霉素处理对此的影响。以赤霉素处理和未经赤霉素处理的‘红肉蜜柚’果实的近中柱和远中柱汁胞为材料,统计粒化指数后,进行POD提取体系筛选与酶活测定。发现‘红肉蜜柚’果实汁胞粒化指数逐渐上升,有无赤霉素处理无明显变化;可溶性POD最佳提取体系为pH8.0,0.1 mol/L Tris-HCl的缓冲液;离子结合POD的为含0.1%Triton和1 mol/L Na Cl的pH8.0,0.1 mol/L Tris-HCl缓冲液;未检测到共价结合POD活性。此外,可溶性、离子结合POD活性在生长发育过程中整体呈下降趋势,且无论是否经赤霉素处理,近中柱与远中柱汁胞的可溶性POD活性均存在极显著差异(p<0.01),而离子结合POD活性均无显著差异(p>0.05);无论近中柱或远中柱,有无赤霉素处理的可溶性POD均存在极显著差异(p<0.01),而离子结合POD活性仅在远中柱汁胞中有极显著差异(p<0.01)。所以,可溶性POD可能与汁胞粒化关系密切,而离子结合、共价结合POD和赤霉素对汁胞粒化的影响有待进一步研究。

红绵蜜柚和三红蜜柚的园艺性状与丰产优质栽培技术

红绵蜜柚和三红蜜柚是分别由琯溪蜜柚的芽变一代和芽变二代单株选育成功的柚新品种。该文概要介绍了这两个新品种的主要园艺性状,并总结了近10多年来在丰产优质栽培方面的研究成果,可为广大种植者提供参考。

不同品种柑橘果皮的抗氧化能力研究

本文以5类(宽皮橘类、甜橙类、柚类、柠檬类和金柑类)柑橘共5个品种的果皮提取液为原料,评价各品种的抗氧化能力。实验采用DPPH法和ABTS法测定柑橘果皮的抗氧化能力,用IC50值来评价柑橘的抗氧化性,并综合分析了各品种柑橘果皮的抗氧化能力强弱。结果表明,供试柑橘的果皮均具有良好的抗氧化性,不同样品柑橘果皮的抗氧化能力不同,综合抗氧化能力由高到低为:太田椪柑>金弹>北京柠檬>纽荷尔脐橙>坪山柚,即在5类柑橘品种中,宽皮橘类的抗氧化能力最强,金柑类次之,柠檬类和甜橙类较弱,柚类最弱。

‘六月早’蜜柚叶绿体基因组及其特征分析

‘六月早’蜜柚(Citrus maxima‘Liuyuezao’)为国内重要的柚品种琯溪蜜柚早熟芽变品种。以‘六月早’蜜柚为材料,利用二代测序进行全基因组重测序,从中组装获取叶绿体基因组并对其进行注释。结果表明:组装获得的‘六月早’蜜柚的叶绿体基因组全长160186 bp,四分体结构由大单拷贝区(large single copy,LSC)、小单拷贝区(small single copy,SSC)和反向重复区(inverted repeat,IR)组成,3个分区的长度分别为87939、18395、26926 bp。注释得到133个基因,其中包含89个编码基因,37个tRNA和8个rRNA。共识别到31个短串联重复序列,101个SSR位点。将已公开发表的29个芸香科叶绿体基因组使用最大似然法进行系统发育关系的构建,结果表明,‘六月早’蜜柚与甜橙(C.sinensis)、柠檬(C.limon)和C.platymamma的亲缘关系较近。

琯溪蜜柚及其芽变品种红肉蜜柚、三红蜜柚果汁香气组分研究

【目的】研究探明琯溪蜜柚及其芽变新品种果汁的香气组分种类、相对含量与差异,以及引起香气组分变化的可能分子机理。【方法】以琯溪蜜柚及其芽变品种红肉蜜柚和三红蜜柚果实为试材,采用气相色谱质谱法(GC-MS)测定果汁香气组分;通过转录组分析,筛选差异表达显著的基因,并采用FPKM值的趋势分析这些基因的表达模式。【结果】供试3个果汁样品中共检出150种香气组分,占组分数量较多的香气化合物为芳香烃类、倍半萜烯类、醛类、醇类、酮类等;各品种的香气组分数量与含量相差较大,琯溪蜜柚、红肉蜜柚和三红蜜柚分别检出59种、129种和67种香气化合物,其总相对含量分别为4.56、8.02和9.90,说明芽变显著引起了香气组分和总相对含量的变化。香气组分中醛类相对含量最高,己醛为3个品种的共同主要香气组分;醇类、酮类相对含量次之,呋喃类、芳香烃类、倍半萜烯类、酯类、单萜类化合物相对含量较少;此外还检出相对含量很低或微量的其他类的香气组分32种,且均为未见报道的未知化合物。利用转录组分析筛选获得新基因(Citrus_maxima_newGene_12651)1个,表达差异显著的脂肪氧化酶(Lipoxidase)LOX2.1基因7个(cg2g001970、cg2g001980、cg2g002000、cg2g002010、cg2g002030、cg2g002040、cg2g002080)、LOX3.1基因1个(cg1g010660)和乙醇脱氢酶(Alcohol dehydrogenase)ADH1基因2个(cg3g017900、cg3g017890),采用FPKM值的趋势分析,初步推测3个品种的果汁香气组分差异与脂肪酸途径、异戊二烯途径中的基因差异表达有关。【结论】醛类、醇类、酮类是琯溪蜜柚及其芽变品种红肉蜜柚和三红蜜柚的主要香气组分,己醛为3个品种的共同主要香气化合物;供试3个品种果汁香气组分差异显著,初步推测与脂肪酸途径、异戊二烯途径等途径中的基因差异表达有关。

中国水仙几丁质酶基因的克隆与表达分析

【目的】克隆中国水仙几丁质酶基因,分析其在水仙不同组织中的表达,为提高中国水仙的抗病性提供参考。【方法】利用RT-PCR技术克隆得到中国水仙几丁质酶基因,对其序列及编码氨基酸序列进行生物信息学分析,通过qRT-PCR分析该基因在感染基腐病、病毒病及褐斑病中国水仙根、叶中的表达。【结果】中国水仙几丁质酶基因的cDNA序列长768bp,编码230个氨基酸,其编码蛋白的分子质量为25.4ku,理论等电点为9.04,为不稳定蛋白,亲水性强,二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主。该基因编码的蛋白与荷兰芹几丁质酶蛋白的亲缘关系最近,隶属于糖苷水解酶19家族,与溶菌酶相似超家族基因的保守结构域类似,推测其可能是兼具几丁质酶和溶菌酶的双功能酶。qRT-PCR分析表明,在水仙基腐病、病毒病及褐斑病发病过程中,水仙几丁质酶基因的表达量均显著提高。【结论】成功克隆得到中国水仙几丁质酶基因,推测该基因可能参与了水仙的抗病过程。

基于共享理念的大学城色彩规划探析——以福州大学城区域色彩规划为例

现代大学城与传统高校的主要区别之一就在于共享理念对于资源配置以及空间布局的影响。共享理念延伸至色彩规划层面可以将大学城色彩结构划分为城市共享色彩、校际共享色彩以及校区共享色彩三个层次。以福州大学城区域色彩规划为例,从共享型城市特殊社区的角度思考色彩规划,可以更全面地呈现大学城色彩空间面貌,为新建大学城甚至新建城区的色彩规划提供理论上的支持和参照。

基于超微型水轮发电机的智能电磁阀系统设计

为了摆脱智能灌溉中电磁阀依赖的有线电源,研究设计了基于超微型水轮发电机供电的智能电磁阀系统,实现了无线“电源网络”。采用超微型水轮发电机与太阳能发电板双供电系统为可充锂电池充电,并使用流体力学、电学等物理、数学方法对其进行发电效率计算,选用额定容量为6800 mA·h的可充锂电池为YCL11型双稳态脉冲型电磁阀和LTE-Luat通信控制模块供电。设计安装了一套测试装置,计算测试通信控制模块与电磁阀的耗电量以及发电机的充电效率。结果表明超微型水轮发电机每小时充电效率为1.23~2.45,即在40.8~81.6 h之间可充满一次额定容量为6800 mA·h的锂电池,而太阳能充电板在正常工作情况下5.44 h左右便可充满电池,充电效率每小时18.38。在没有超微型水轮发电机和太阳能充电板的情况下,一个充满电的额定容量为6800 mA·h的锂电池可以在GPRS、WCDMA和LTE 3种标准下保证至少89、129和67 d的使用,双发电机充电效率达到每天1.12(1/89)、0.77(1/129)和1.49(1/67)即可满足整个系统的用电需求。该系统不论是超微型水轮发电机还是太阳能充电板的充电效率都超过了所要求的充电效率,可完全保证系统持续运转,符合系统设计要求。该系统的研发成功将为智能灌溉节省大量的电力基础设施建设成本,也为中国偏远地区实现智能灌溉提供一条新的思路。

农林类高校创新创业实践教育的探析

通过分析第五届和往届中国“互联网+”大学生创新创业大赛获奖数据,结合目前中国大学生创新创业教育的实际情况,发现农林类院校在创新创业教育实践中面临的问题。以福建农林大学的创新创业实践教育为例,从专业优劣势、政策宣传、学校师资、设施建设和大学生意识等方面进行了详细的分析与讨论。

设施农业科学与工程专业实验课改革——以福建农林大学园艺学院为例

设施农业科学与工程是培养设施农业领域高级专门技术人才的新兴专业。本研究以福建农林大学园艺学院设施农业科学与工程专业的实验课改革为例,阐述了改革背景,介绍了改革途径,同时分析了改革成效,旨在为类似学科实验课改革提供参考。

新农科《创新创业实践》教学模式改革与课程思政有机融合的探析——基于国家级社会实践一流本科课程建设背景

基于国家级社会实践一流本科课程对于人才培养的要求以及在各学科大力推进课程思政的背景下,分析了传统创新创业实践课程存在的问题,提出了结合中国“互联网+”大学生创新创业大赛对传统创新创业实践教学模式的改革,并以“以赛促学、以赛为引、以赛促教、以赛促练”为目标,有机地融合蕴含在创新创业教育中的思政元素,取得了较好的教学成效。

不同成熟期金柑果实酚类物质含量的动态变化规律

探讨金柑果实发育过程中总酚含量、总黄酮含量及总酚酸含量的动态变化差异。以尤溪金柑品种金弹为试验材料,对不同生长发育期金柑果实中总酚含量、总黄酮含量及总酚酸含量进行检测分析。结果表明:随着成熟度的增加,花后55~65 d金柑果实中总黄酮含量和总酚酸含量随着成熟度的增加而急剧减少,花后85 d左右变化平缓,到接近成熟的花后125 d左右,黄酮含量和酚酸含量小幅上升后下降;果皮中的黄酮含量和酚酸含量大于果肉。金柑果实含有丰富的酚类物质,随着果实的生长发育呈现逐渐降低的趋势;金柑果实总酚与类黄酮含量呈显著正相关;金柑幼果比成熟果具有更高的酚类物质和更强的抗氧化能力。

基于移动教学的农业设施设计基础课程教学改革与探索

利用移动教学工具能够将传统课堂与在线课堂相结合,形成一种新的混合式教学模式。本文以农业设施设计基础课程为例,基于雨课堂混合式教学模式将在线教学优势融入传统课堂,通过课前、课中、课后的有机融合,辅助案例教学和课堂扩展,实现教师和学生的双向互动,解决了课堂时间受限、学习效率不高的问题,提升了教学效率。

应用UPLC分析荔枝果皮、假种皮可溶性糖和有机酸组分的变化

为了探讨荔枝果皮和假种皮(果肉)可溶性糖、有机酸组分在果实不同发育阶段的积累和代谢转化,本研究以‘乌叶’和‘兰竹’荔枝为试材,通过UPLC建立果实糖酸组分的定量方法,并对其变化进行分析比较。结果表明,成熟果实果皮及假种皮的可溶性糖含量较发育期显著上升,果皮以果糖积累为主,而假种皮则以蔗糖积累为主。发育期果实果皮富含莽草酸和奎尼酸,两者合计占比高达90%,至果实成熟仍占比75%;果皮中其余酸组分较发育期均有所增加。假种皮有机酸组分以苹果酸为主,但伴随果实成熟,其含量呈明显的下降趋势。研究首次利用UPLC分析荔枝果实糖酸组分的变化,表明在不同发育阶段果皮与假种皮中的糖酸组分存在不同的消长。

设施农业科学与工程专业创新创业实践课程改革

创新创业实践是一门面向大学四年级的本科社会实践类课程。本文以该课程为例开展教学改革,将其分为理论教学、实践教学、实践考核3个部分,其中实践学时占比达到83.3%,以丰富的实践教学基地为依托,引入往届的中国大学生"互联网+"创新创业大赛金奖案例进行理论教学,并采用模拟大赛机制对学生进行分组考核,以期通过课程改革与实践提高教学质量,并为同类课程教改提供参考。