结合态酚类物质在植物生长、食品加工及人体消化过程中的释放规律研究进展

酚类物质具有抗氧化、抗炎、改善机体肠道健康等多种生理作用,在植物体生长及调节人体健康方面有着重要作用。相较于可直接萃取的游离态酚类物质,与多糖、蛋白质、脂质等结合的结合态酚类物质,所占比例更高,分布更广,具有潜在的应用价值,受到了越来越多的关注。结合态酚类物质从植物生长到食品加工再到人体消化利用全链条过程中,因受到多种因素影响,其组成、结构、迁移转化、赋存特征等会发生复杂的变化,研究其积累与释放规律对增强其生物活性,提高酚类利用率尤为重要。因此,本文就结合态酚类物质在植物生长、食品加工及人体消化过程中的释放研究情况进行简要综述,以期为阐明结合态酚类释放规律及提高其利用率提供理论指导。

外源NO调节对植物生长过程中非生物胁迫的影响

在植物生长发育过程中,由于外界环境的变化所产生的不良影响是非生物胁迫。非生物胁迫的种类很多,文章主要分析了低温和干旱2种最常见的情况。研究表明,适当浓度的外源NO对植物生长发育过程中的低温胁迫、干旱胁迫等抗逆境应答有缓解作用。同时阐述了植物NO产生的过程以及NO在植物整个生长期的作用,为今后利用NO缓解植物生长过程中的非生物胁迫提供参考。

生物质基木醋液的制备工艺和增效技术研究进展

木醋液是生物质热解制炭产生的高价值酸性副产物,具有来源丰富、无污染、成本低等特点。如果将木醋液中的成分进行转化并加以利用,对促进生物质资源利用具有重要意义。木醋液的主要成分为有机酸、醇类、酚类、醛类和酮类等多种有机物和微量金属元素,具有刺激作物生长、抑制病原菌生长和抗氧化的作用,通过不同的制备工艺和增效技术将木醋液应用于植物上是目前的研究热点。通常,木醋液生产途径可分为工业生产木醋液和实验室制备木醋液,但初步制备出的木醋液含有某些有毒物质,需要进一步精制,精制的过程主要采用过滤法、活性炭吸附法、蒸馏法、静置法、低温法、萃取法等。笔者基于近年来国内外木醋液的研究动态,简述了木醋液的制取和精制,分析了目前木醋液精制方法的优缺点,介绍了木醋液对植物生长的作用机理;概述了木醋液在粮食、水果、蔬菜和其他作物上的增效技术和应用效果,总结出木醋液具有促进种子发芽和植物生长、抑制作物病原菌、提高作物产量和抗逆性以及改良土壤等功能。然而,木醋液在开发和利用方面尚无明确的统一标准,且对植物的增效机制尚不明确。今后,研究重点应主要集中在不同原料和不同工艺制备的木醋液对植物促生的作用机理和土壤的改良机理等方面,研究结果将为木醋液开发、高效利用及农业绿色发展提供参考。

现浇绿化混凝土植生冲刷试验研究

现浇绿化混凝土是一种由骨料、水泥和专用添加剂组成,现场拌和、浇筑、振捣成型,满足绿植生长的多孔干硬性混凝土,具有保持水土、美化环境的作用,可应用于公路边坡、河道边坡等多种场合。针对现浇绿化混凝土的抗雨水冲刷性能,开展了模拟降雨植生冲刷试验,研究了降雨强度、边坡坡度、表孔参数和铺筑厚度对径流侵蚀量的影响。结果表明当边坡坡度一定时,径流侵蚀量随着降雨强度的增加而增加,且与径流剪切力呈正相关;当降雨强度一定时,径流侵蚀量随着边坡坡度的增大而增加;表孔参数A(孔深4.5 cm、孔径2.5 cm、孔径2.8 cm)试件的径流侵蚀量少于表孔参数B(孔深4 cm、孔径1 cm、孔径3.5 cm)试件的;铺筑厚度对径流侵蚀量的影响较小。

高寒湿地生态系统土壤有机物质补给及地-气CO_2交换特征

海北高寒湿地植物地上、地下生物现存量较高，2004年海北高寒湿地植物净初级生产力为1799．7gC·m^-2．由于家畜对湿地植物采食量低，每年将有大量的枯黄植物残留于地表，表现出地上、地下生物量以及苔鲜均成为土壤有机物质的补给源．由于区域温度低，积水严重，对植物残体分解缓慢，导致湿地土壤有机质含量很高，形成了厚达2m左右的泥炭层．观测结果表明，海北高寒湿地净生态系统CO2交换量具有明显的季节变化，年内4月和10月存在两个CO2释放高峰期，夏季的7～8月为一个强吸收期，全年来看为一个巨大的碳源．2004年净生态系统年碳交换量为76．7gC·m^-2．计算结果表明，植被的呼吸消耗量每年为1199．8gC·m^-2，其植物总固碳量为2999．5gC·m^-2，而土壤呼吸为1876．4gC·m^-2．

研究高寒区植物生长过程对气候变化响应的封顶式生长室系统

为了研究高寒区植物生长过程对主要全球气候变化因子〔如环境CO2浓度加倍(EC)、环境温度升高(ET)〕及其二者组合(ECT)条件下的响应和适应,在青藏高原东缘岷江上游中部的中国科学院成都生物研究所茂县生态站〔λ(E)103°53′,φ(N)31°41′,海拔1820m〕建立了一组全封闭的生长室系统.系统由6个独立、自控、封闭的生长室和2个对照组成.本文首先描述了生长室系统的结构和控制原理,然后基于2004年的运行结果,分析了系统的各项指标特征.结果表明:(1)EC和ECT生长室内的CO2浓度在650～800μmolmol-1之间的时间分别占91.32%和91.67%(目标CO2浓度=环境CO2浓度加倍);(2)ET和ECT生长室内空气温度升高1.0～3.5℃的时间分别占95.06%和88.73%(目标温度=现行环境温度+2℃);(3)生长室内太阳辐射和光合有效辐射强度减少20%～40%的时间分别占90.42%和89.43%.生长室系统能够提供多种与自然环境变量较一致的环境条件,也能提供长期的、稳定的目标环境变量,是研究高寒区植物生长过程对全球气候变化响应和适应的有效模拟实验系统.

广西凭祥西南桦中幼林林木生长过程与造林密度的关系

造林密度决定着林分后期密度大小，是影响人工林生长的重要因素之一，与林木生长过程密切相关，决定着林分的健康状况及生产力，是林分合理结构的数量基础。

黄土丘陵半干旱区柠条林株高生长过程新模型

黄土丘陵半干旱区柠条林的株高生长不随时间单调增加,在生长末期因生长动力小于生长阻力,株高随时间小幅度减小。采用宁夏固原上黄生态站柠条林的生长观测资料,以经典Logistic方程为基础,添加了生长阻力因素,建立了柠条林生长的改进模型,使得生长速率在生长末期出现负值;并以高密度柠条成林多年生长观测数据为依据,建立了连年生长模型。用数学建模和统计检验的方法对数据进行处理,其结果表明,改进模型较Logistic方程具有更高的拟合度和相关系数。建立的模型与传统生长方程不同,由于微分方程中引入了阻力因子,故生长曲线中存在极值坐标且不具有严格单调性。将多年的株高生长曲线综合到一个坐标系内后,新模型中位置参数a与内禀生长率b的比值随着生长呈现逐渐增大的趋势。改进模型的生长顶点出现在8月,与柠条林株高的实际生长过程吻合;计算了新模型的生长顶点与生长期结束时的株高的差值,并将该值记为生长损失。由于柠条林的灌丛较为矮小,在越冬时干梢现象对株高的影响不可忽略,该过程导致生长方程中第二年初始点小于第一年最末点;在考虑了该现象后所建立的连年生长模型中,2002年和2003年干稍现象的终止点位于2月,与植物生长的节律吻合。本研究为描述半干旱区灌木林生长过程提供了依据。

后熟过程中植物生长调节剂对猕猴桃电阻抗图谱特性的影响

为了探索植物生长调节剂对后熟过程中猕猴桃电阻抗图谱的影响,检测了膨大果和未处理的对照果的电阻抗图谱,观察了2类猕猴桃果肉组织细胞微观结构的变化,利用Hayden等效电路模型分析了后熟过程中猕猴桃果肉组织细胞外液电阻、细胞内液电阻和细胞膜阻抗的电学特性变化。后熟过程中,低频时膨大果阻值较大但变化较小,高频时2类猕猴桃阻值趋于一致;频率为12k Hz时相位角最大;2类果的Cole-cole图均为一段圆弧,对照果的圆弧半径变化较大;膨大果细胞膜阻抗差异不显著,对照果从第7天开始细胞膜阻抗急剧减小;对照果细胞外液电阻低于膨大果,从第7天开始2类果均呈现减小趋势。电阻抗图谱法揭示了后熟过程中对照果与膨大果的电阻抗特性变化规律,为猕猴桃膨大果的检测识别提供了研究基础。

解淀粉芽孢杆菌L-H15产促生物质分析及发酵工艺优化

植物根际促生菌可以分解转化土壤中的有机质和矿物质,预防和控制农作物病害,减少农药和化肥的使用,将其应用于农业被认为是一种提高农作物产量的新型方法。实验室分离筛选到一株优良的解淀粉芽孢杆菌L-H15,通过前期L-H15全基因组测序的提示,考察L-H15能够产生的促生物质,并优化其发酵工艺,开发出高活性的固态菌剂。结果表明:解淀粉芽孢杆菌L-H15能够产生相对表达量为65.53%的铁载体;其产1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶的能力也较强,比活力测定结果为0.401 U/mg;采用酶联免疫吸附法检测到该菌株亦能产生植物激素吲哚乙酸和细胞分裂素,产细胞分裂素的能力尤为显著,可达到2.157 7×10^(-10) mol/L;运用气相色谱-质谱检测出L-H15产生的挥发性物质中含有乙酰甲基原醇。这些因素均可有效刺激植物的生长发育。采用Box-Behnken响应面试验优化解淀粉芽孢杆菌L-H15的发酵工艺,L-H15的最佳发酵条件为:接种量8%、装液量67.8%、发酵时间11.5 h、发酵温度32℃、转速196 r/min。此时,解淀粉芽孢杆菌L-H15活菌数最高可达到1.21×10~9 CFU/mL。综合评定,解淀粉芽孢杆菌L-H15是一株优良的植物根际促生菌,具有广阔的开发成生物肥料的前景。

黑河下游土壤水盐对生态输水的响应及其与植被生长的关系

生态输水作为一项改善黑河下游生态环境的人工输水工程,研究土壤水盐与地表植被对输水的响应对于下游植被的恢复与重建具有重要的理论和实践意义。以2001年和2010年野外土壤和植物样方调查资料为基础,探讨了黑河下游土壤水盐对生态输水的响应及其与植被生长的关系,结果表明:(1)输水后不同深度土壤含水率的增加幅度依次为:胡杨林>柽柳林>草地;(2)不同群落土壤含盐量的增加幅度依次为:苦豆子>柽柳>梭梭>胡杨;同时,土壤盐分主要以HCO-3和Na+为主的轻度盐化土向以SO24-、Cl-及Ca2+等为主的中度和强度盐化土转化;(3)以胡杨为例,土壤含水率小于6%时,密度和冠幅与土壤含水率呈正相关,但大于6%时,冠幅和密度分别介于40—70 m2和0.5—5株/100m2之间;同样,土壤水溶性盐含量小于1%时,密度和冠幅与土壤含水率呈正相关,但大于1%时,密度在0.5—5株/100m2之间,造成上述结果的原因更多是群落的一种"自然稀疏"现象。

基于HJ-1数据的冬小麦种植面积、长势与收割进度遥感监测

及时、准确地获取冬小麦种植面积、长势、收割进度等信息对冬小麦产量预报和农田精细管理具有重要意义。本研究采用HJ-1A/B CCD1/CCD2影像,结合S-G滤波算法、波段最大化的光谱角目标探测器、阈值分割等方法进行新乡市冬小麦种植面积、小麦长势和收割进度等遥感监测。结果表明:(1)利用HJ卫星NDVI时间序列数据结合波段最大化的光谱角度目标探测器方法,可以进行冬小麦种植面积提取,各县市冬小麦种植面积提取相对误差在10%以内;(2)单景影像NDVI值阈值分割可以反映冬小麦长势在时空差异;(3)冬小麦达到抽穗期的时间不一致,NDVI值在4月15日和21日附近达到最大值;(4)利用成熟期和收割期不同时间的NDVI影像,可监测各县市冬小麦收割进度的时空差异。各县市冬小麦在6月4日前开始收割与6月15日左右完成收割工作。HJ卫星时间序列遥感数据可以进行冬小麦种植面积、长势、收割进度等遥感监测。

种子植物系统营养生长过程的计算机仿真

介绍了植物系统营养生长过程计算机仿真的基本概念，讨论了仿真的目标与策略，探索了通过计算机仿真来实现生命能量系统动力学模型运用于种子植物营养生长过程研究中的一般问题，如系统参数辨识、方程的数值分析及其可视化图形的制作、植物系统能量活动与物质活动间的映射关系等；并以东北大豆的营养生长分析为例，提出了植物系统营养生长过程的仿真方法，借助于计算机仿真技术，再现了植物营养生长的数值化和可视化动态过程。本文希望通过这一研究，开拓计算机仿真在生命科学研究中的有效运用途径。

基于GPU的植物生长模拟

为了提高复杂植物生长模拟的性能,结合虚拟器官网络和图形处理器(GPU)技术提出植物生长模拟方法.该方法采用虚拟器官网络作为植物生长模型,用于描述植物器官的生理属性和形态属性、植物器官间的关系、环境对植物器官的影响以及植物器官的生长规则.利用GPU架构的优势,以并行计算的方式实现植物生长演化和植物形态展现,从而提高植物生长模拟的计算速度.实验结果证明,采用该方法不仅能够模拟植物的生长,而且相对基于CPU的串行植物生长演化和形态展现有性能上的优势.

基于图像处理的茶树含氮量诊断方法初步研究

为快速获取茶树的氮营养素水平,基于图像处理技术研究茶树氮营养素诊断方法.采摘不同施氮地块同一生长部位的茶树叶片,在白色背景、自然光下用数码相机对叶片拍照,用化学法测得叶片含氮量.利用Open CV计算机视觉库编写图像处理程序,从原始图像中分割出叶片图像,提取叶片的R,G,B均值,并计算归一化的NRI,NGI,NBI及H,S,I均值,另选取R/G,B/G,B/R,R/(R+G-B),G/(R+G-B),B/(R+G-B)构成15个颜色特征参数,使用SPSS软件对颜色特征参数和含氮量进行回归分析,在误差分析基础上建立茶树氮营养素估算模型.将该模型运用于验证样本,得到含氮量估算值与实测值的平均相对误差为9. 28%,RMSE为0. 265.结果表明,该模型可用于茶树氮营养素水平的快速诊断.

植物茎生长过程细粒度仿真

为真实仿真植物茎生长过程,对植物茎以及分枝进行更细粒度划分,把茎的生长按分生区、伸长区、成熟区三级结构划分依次迭代,结合参数L系统仿真植物的形态几何结构,达到了良好的效果。对植物分生区设置flower、subaxis、leaf 3种侧芽因子,以提高植物生成不同器官的可控性。通过仿真实验表明细粒度划分能够降低参数L系统的复杂度,较真实地仿真植物的生长过程及植物学现象。

种植密度对东方百合“西伯利亚”生长及切花品质的影响

为了研究不同种植密度对东方百合"西伯利亚"生长及切花品质的影响,试验选用周径16～18cm的东方百合"西伯利亚"为试材,分别设32株·m-2(处理A)、44株·m-2(处理B)、52株·m-2(处理C)3个种植密度处理。结果表明,不同种植密度下的东方百合"西伯利亚"生长发育进程的总体趋势基本一致,种植密度对东方百合"西伯利亚"生长发育进程的影响主要出现在植株生长发育的中后期,但处理间的差异不显著;种植密度对东方百合"西伯利亚"的生物学性状具有一定影响,其中处理A的叶片数、比叶重、基根均长以及茎根均长都显著高于处理C;种植密度对东方百合"西伯利亚"的干物质积累和分配存在一定影响,除了切花产量之外,不同种植密度下的东方百合"西伯利亚"的其他切花品质指标虽然存在一定差异,但均不显著。因此,适当密植不仅对东方百合"西伯利亚"的生长和切花品质不会造成较大的影响,而且还可以有效地利用各种资源,增加单位面积的切花产量,进而提高切花生产企业的经济效益。

气体信号分子调控植物发育和响应逆境胁迫的生理与分子机制

NO、CO和H2S气体信号分子及其生物学作用已成为当前生命科学领域中激素和信号转导研究的热点。当前,人们正在深入探讨这3种气体信号分子在植物生命活动中的作用。总结了植物内源性气体信号分子的产生方式,参与调节种子萌发、根系发育、叶绿素合成、光合作用、气孔运动、物质代谢、衰老等植物生长发育的过程;以及其在植物应答盐、极端温度、渗透、干旱、重金属等逆境胁迫中的作用。同时,讨论了气体信号分子调控植物生长发育的特点,以及可能的交叉作用途径,并对该领域后续的研究工作进行了展望。

虚拟生态环境中的植物生长预报系统初探

植物生长的早期预报在农林业生产和植物栽培业的决策和管理中有着重要的意义。由于生态因素的不确定性,使植物生长的早期预报工作成为了人们不断探索的课题。本文研究了生态因子的变化对植物能量生长过程的影响方式,提出了利用生命能量系统动力学模型对不同生态条件下植物生长仿真的策略和目标函数。根据已往的生态因子组合关系归纳出植物生长的几种典型的生态环境,通过Markov过程虚拟了这些生态环境演变的时间序列。并根据植物生长的实验数据,建立了此环境下的植物生长预报模型,从而模拟植物可能的生长状态,估算生长过程中产量分布的置信区间和各种生长状态的概率。

提取工艺和植物生长调节剂对罗布麻愈伤组织中黄酮含量的影响

以罗布麻愈伤组织粉末为材,在单因素实验的基础上,利用响应曲面法对罗布麻愈伤组织中黄酮的提取工艺进行优化。响应曲面分析结果表明,提取试剂和提取温度对提取的黄酮含量存在显著影响。通过响应曲面分析得到罗布麻愈伤组织中黄酮提取的最佳条件为:提取试剂为70%甲醇,物料比1∶40,提取时间为4 h,提取温度为70℃。培养并比较了30种不同植物生长调节剂浓度与配比诱导100 d生长的愈伤组织中黄酮的含量,结果得出MB+KT(1.0 mg/L)+NAA(0.2 mg/L)上培养约100 d的愈伤组织中黄酮含量最高,为73.90mg/g。测定愈伤组织培养30 d内黄酮的积累动态,探明从培养的愈伤组织提取黄酮的最佳时段。通过优化提取工艺和筛选最佳植物生长调节剂浓度与配比,运用组织培养技术提高了罗布麻愈伤组织中黄酮含量。