光谱技术在果品无损检测中的应用研究进展

介绍了常用的果品无损检测方法,包括电子鼻法、X射线计算机断层成像法、机械方法、磁共振(核磁共振)成像光谱学法、拉曼光谱学法、近红外光谱技术等;重点综述了高光谱成像技术在无损检测水果结构特性、生化成分和安全性等方面的研究进展,以期为水果品质的无损检测研究提供参考。

玉簪属植物花香研究

[目的]在种质资源水平上对玉簪属植物的花香进行评价,并对其香气成分进行研究,阐明其花香气形成的物质基础,为该属植物花香育种提供理论依据。[方法]利用顶空固相微萃取(HS-SPME)和气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)检测了玉簪属11个种和119个栽培品种的花香气成分,通过对其花香进行感官评价调查了花香类型的多样性,并结合玉簪属植物的遗传关系探讨该属特征香气的来源。[结果]玉簪属植物花香可分为7个等级:无香(0分)、无香-淡香(0—1分)、淡香(1分)、淡香-中等(1—2分)、中等(2分)、中等-浓香(2—3分)和浓香(3分);其中89%的玉簪属植物(前4个等级)没有明显花香,少数玉簪属植物(后3个等级)具有突出的甜香气味,但其花香类型较单调。从玉簪属植物花中分离鉴定了59种香气成分,包括萜烯类38个、苯丙酸类8个、脂肪族化合物12个以及1个含氮化合物。玉簪属植物花香气成分主要为萜烯类,其释放量占总香气成分的73.85%—100%。不同种/品种之间的花香气成分的组成和释放量变化差异很大,中国原产种玉簪(Hostaplantaginea)及其栽培变种重瓣玉簪(H.plantaginea‘Aphrodite’)的总香气成分及各类化合物的总释放量均最高,与其最浓最特殊的花香气一致。通过主成分分析玉簪属植物香气成分与花香类型之间的关系,结果表明:具有突出甜香气味(中等、中等-浓香和浓香)的玉簪属植物花香气成分因含有高释放量的芳樟醇而显著区别于没有明显花香(无香、无香-淡香、淡香和淡香-中等)的玉簪属植物。芳樟醇可作为玉簪属植物的特征香气物质,其优势合成是玉簪花具有浓郁甜香的主要原因。月桂烯、柠檬烯、(E)-β-罗勒烯和芳樟醇是影响玉簪属植物花香的主要成分,而缺少高含量低嗅感阈值的香气物质是造成玉簪属植物花香类型单调的原因。具有突出甜香气味的品种多数是以H.plantaginea做亲本的杂交后代或其组织培养体系,其他可能来源于日本园艺栽培品种。[结论]玉簪属植物的花香分为7个等级,其香气成分主要为萜烯类,其中月桂烯、柠檬烯、(E)-β-罗勒烯和芳樟醇是影响其花香的主要成分,而芳樟醇可作为该属植物的特征香气物质。玉簪属植物突出的甜香气味多数来自中国原产种H.plantaginea,它是玉簪属植物花香育种中最有价值的亲本。该属还存在其他可利用的香花型种质资源,有待进一步挖掘和利用。

恩格贝沙区芳香植物花期生长的适应性评价

芳香植物在北纬40°的沙漠地区鲜有种植。2012年中国科学院植物研究所在库布齐沙漠腹地恩格贝沙区进行了芳香植物引种栽培试验,经过两年观测掌握了千叶蓍等8种芳香植物在沙漠地区的适应性及花期物候动态。8种芳香植物均能生长,因种质差异花前有效积温不尽相同。薰衣草、小白菊等由种源地的多年生习性变为沙区一年生植物。8种芳香植物生殖生长的同时伴随着营养生长的进行,其中草地鼠尾草花后长时间伴随营养生长。通过芳香植物花前有效积温判断其进入始花期的早晚,能准确判断沙区气候相似年份中芳香植物的花期长度,丰富沙区经济植物资源,提升沙区景观建设水平。

施肥对羊草产量和品质的影响

在宁夏盐池县城西滩试验田,以中科2号羊草(Leymus chinensis cv.‘Zhongke No.2’)为材料,系统分析了氮磷钾肥对干草产量、品质及养分吸收的影响。结果表明,肥料配施可显著增加干草产量(P<0.05),氮磷钾肥配施产草量为9 450 kg·hm-2,较不施肥处理增产1.3倍,氮磷肥配施较不施肥处理增产1.2倍;肥料配施单位经济产量氮、磷、钾吸收量显著高于肥料单施,氮磷钾肥配施效果最优,吸氮量高出不施肥处理43.4%,吸磷量高出1.1倍,吸钾量高出30.5%;施肥显著增加了羊草粗蛋白、粗脂肪含量,降低了粗纤维、灰分和无氮浸出物含量,提高了羊草品质,肥料配施效果优于肥料单施,氮磷肥配施粗蛋白含量为9.19%,高出不施肥处理4.03百分点,粗纤维含量较不施肥处理下降1.56百分点;氮磷肥配施经济效益最佳,为9 717元·hm-2,较不施肥处理增收96.2%,建议同类地区推广施用。

文冠果有性生殖特征的观察研究

该研究以文冠果花发育不同时期采集的花药和胚珠为材料,采用光学及电子显微技术对花的性系统特征、胚珠发育及自交败育等有性生殖特征进行观察分析,以揭示文冠果开花多、结果少的内在机理。结果显示:(1)文冠果植物产生大量雄花和很少的两性花,表现隐形雌雄同株的性系统类型。(2)文冠果花拥有5个独特的金黄色角状附属物;成熟花粉粒球形,3孔沟,沟在花粉极面不相连,花粉表面有疣状纹饰;花主要以风媒传粉。(3)柱头3裂,开花时柱头表面布满丝状乳突细胞,属于干燥型。(4)卵球形弯生胚珠内有一弯曲的长胚囊,胚囊被厚珠心包围。胚珠受精后,珠孔与合点之间的珠柄侧外珠被的局部细胞平周和垂周分裂产生一个径向突起,伸向胚囊,与胚囊纵轴略成直角;受精后水和可溶性物质不断进入膨大的胚囊;幼胚的两子叶从胚囊珠孔端的管状部位进入合点端大的腔室中。(5)在胚发育早期,两片子叶是对称的,但在授粉35d后,具有较大半径的一子叶比另一子叶的体积大;授粉后23d以前,胚囊内的液态内容物含有游离核胚乳和少量细胞化胚乳,这个时期的胚珠可以鲜食。(6)自交传粉后,胚珠与幼果在合子形成后的不同时期败育。研究表明,文冠果与无患子科的其它植物有很多相似的有性生殖特征,但文冠果也具有一些异常特征,如花存在附属物及每子房室中有较多的胚珠等。

氮磷肥配施对羊草干草产量、养分吸收及品质影响

以中科2号羊草(Leymus chinensis‘Zhongke No.2’)为材料,系统分析了氮磷肥配施对干草产量、品质及养分吸收的影响。结果表明:增施氮肥羊草产草量显著增加(P<0.05),以120kg·hm-2 P2O5为肥底、施用120kg·hm-2 N时产草量最高,较对照增产1.5倍;氮、磷、钾吸收量随氮磷肥施用量的增加均呈现先增加后减少趋势,适当增施磷肥促进氮素的吸收,增施氮肥促进磷素的吸收,钾吸收量对氮肥响应显著;氮磷肥合理配施有效增加羊草粗蛋白含量,降低粗纤维和无氮浸出物含量,以120kg·hm-2 P2O5为肥底、施用90kg·hm-2 N时羊草品质最优,且经济效益较对照增收1.48倍,建议同类地区推广施用。

不同钾肥施用量对羊草产量、品质及养分吸收的影响

在宁夏盐池县城西滩,以中科2号羊草为材料,研究施用氮磷肥的基础上再施用不同钾肥处理对羊草干草产量、品质、种子产量及养分吸收的影响。结果表明:钾肥有效提高产草量及种子产量,施用K2O 180kg/hm2时,产草量最高为15 320kg/hm2,较对照增产6.1%,种子产量为474kg/hm2,增产30.9%,钾肥对种子的增产效果优于产草量的增产效果;施用钾肥有效促进茎叶对氮、磷、钾的吸收,施用180K2O kg/hm2时吸氮量和吸磷量最大,较对照分别增加50.1%和45.9%,施用K2O 120kg/hm2吸钾量最大,高出对照32.1%;钾肥能够显著增加羊草粗蛋白、粗脂肪和灰分含量,降低粗纤维含量和无氮浸出物含量,提高羊草营养价值,施用K2O 180kg/hm2时营养价值最高,且该施肥条件下经济效益最高,为34 227元/hm2,较对照增收11.1%。

微肥对羊草干草产量及品质的影响

在宁夏盐池县城西滩试验田,以中科2号羊草(Leymus chinensis cv‘Zhongke No.2’)为材料,系统研究了Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo对干草产量、品质及养分吸收的影响。结果表明:施用微肥可显著增加干草产量,施用铜肥产草量为13 216kg/hm2,较对照增产43.7%,其次为施用钼肥;微肥施用增加羊草单位经济产量磷、钾的吸收量,对氮素吸收量影响不大,施硼肥单位经济产量磷吸收量较对照增加25.6%,施锌肥单位经济产量钾吸收量较对照增加10.5%;施用锌肥能有效增加羊草粗蛋白质质量分数,降低粗纤维和无氮浸出物质量分数,粗蛋白质质量分数为9.60%,较对照增加4.5%,粗纤维质量分数为34.39%,较对照降低0.3%;施铜肥经济效益最佳,达14 781元/hm2,较对照增收42.6%。建议在同类地区推广施用。

沙葱采后贮藏保鲜效果研究

目的分析沙葱采后贮藏的特性,建立沙葱的采后高效保鲜斱法。方法通过Spurr树脂半薄切片的斱法观察沙葱的组织结极,利用低温冷库摸索沙葱采后最适贮藏温度,研究硬质塑料盒、硬纸盒和塑料筐等包装形式对沙葱采后保鲜的影响,研究不同的气体组分对沙葱采后保鲜效果的影响。结果通过对沙葱组织树脂切片的显微观察,发现沙葱的木质部细胞壁较薄,组织纤维化程度较低,这导致其质地脆嫩、口感上乘,但是同时导致其易出现失水、断节和腐烂等现象。结果表明0℃是贮藏沙葱的最佳温度,在此温度下保鲜期可达15 d。沙葱通过硬质纸盒内衬软质硫酸纸包装,常温下保鲜期可达到4 d。4%CO_2+2%O_2的气调组分可以有效延长沙葱的采后保鲜期,常温保鲜期可达7 d。结论 0℃是沙葱最佳采后贮藏温度;硬质纸盒内衬软质硫酸纸包装形式有利于沙葱采后贮藏; 4%CO_2+2%O_2是沙葱最佳气调贮藏条件。

文冠果花粉供体的多样性对果实产出的影响

很多植物的花,其柱头上接受的花粉供体多样性数量通常与果实成熟和种子产出有关。关于提高花粉多样性能否增加植物的生殖产出问题,文献中时常有相互矛盾的结论。本研究通过对自交不亲和性植物文冠果(Xanthoceras sorbifolium)进行1、2、3、4种花粉供体传粉实验,调查了不同花粉供体数量对文冠果雌性生殖的影响。结果表明,增加亲和花粉供体的多样性,一定程度上提高了花序上果实的坐果数量,同时也增加了果实中种子的数量及单粒种子重量。对文冠果授以4种亲和性花粉供体后,花序上成熟果实的平均数最多;3种亲和性花粉供体传粉后,每个果实中的种子数最多,单粒种子也最重。如果混合花粉中含有自交花粉,那么果实将败育。除花粉多样性影响雌性生殖产出外,母本基因型也具有重要影响,即增加文冠果种植品系的多样性,将有助于提高果实和种子产量。本研究还讨论了花粉遗传多样性效应、母本交配选择及果实选择性败育假说。

番茄灰霉生防菌CQ的分子鉴定及其生防效果研究

菌株CQ是一株分离自云南省保山市昌宁县烟草根部的对番茄灰霉病具有较好防治效果的拮抗细菌。通过对该菌株进行形态特征观察、16S r DNA序列分析鉴定,确定菌株CQ为枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis。拮抗试验结果表明,菌株CQ能够显著抑制番茄灰霉菌的菌丝生长,使菌丝出现异常分枝和囊泡状畸形。1‰CQ发酵滤液即可显著抑制番茄灰霉菌孢子的形成。室内生测结果表明,相比对照组,48 h无菌发酵滤液原液在离体叶片上对番茄灰霉病的防效可达100%,而其10、100倍稀释滤液则使发病率分别降低28.5%和21.3%,病情指数分别降低44.01和37.86。

羊草种子性状的变异及其相关分析

种子特性是种子质量评价的基础。本文研究了28份羊草(Leymus chinensis)种质的颖果性状。结果表明:外稃和颖果长宽在种质间、地域间均存在显著差异;多数种质的內外稃都不易脱落,但外稃较內稃易于脱落;外稃长与颖果长、颖果长与千粒重、颖果宽与颖果比重极显著相关(P<0.01)。而内稃脱壳指数与外稃长及颖果长、千粒重与外稃宽均显著相关(P<0.05)。这些研究结果对羊草种质资源评价和利用具有参考价值。

田间全日照对蔓越橘光合特性的影响

蔓越橘主要生长于东北林下弱光环境,推广过程中主要在全日照条件下栽培。2种环境相比,光照发生巨大改变,但全日照是否及如何影响蔓越橘生长及光合作用尚不清楚。以蔓越橘优良品系贝恩为试验材料,研究林下和全日照条件下光照强度对其叶片生长和光合特性的影响。结果表明:相比于林下弱光条件,全日照条件显著降低了蔓越橘叶片的叶绿素含量和新叶的叶面积;荧光诱导动力学数据表明,全日照导致蔓越橘PSⅡ天线转化效率降低,而且新叶K和J点相对荧光产量升高,暗示PSⅡ光化学活性和电子传递受阻;通过荧光猝灭分析,观察到全日照下生长的蔓越橘天线转化效率下调,过剩激发能主要通过NPQ耗散;此外,相对于林下弱光,全日照强光还在一定程度上降低了蔓越橘新叶的PSⅠ光吸收,即PSⅠ的活性。综上,虽然在全日照强光下蔓越橘能够对其光合机构进行调节,但强光仍会对其叶片造成一定程度的伤害,尤其对新生叶片。

2个野生型苹果果实香气成分分析

为给苹果野生资源的开发利用提供参考指导,以2个野生型苹果(小金海棠和新疆野苹果)为试验材料,采用顶空固相微萃取-气质联用技术分析了果实香气成分。结果表明:小金海棠香气成分总含量高于新疆野苹果;小金海棠和新疆野苹果分别检测出90和97种香气成分,其中共有的香气成分有88种,2-己烯醛在二者中含量均最高;小金海棠主要香气物质为醛类和酯类,新疆野苹果则为酯类、醛类以及醇类。2个野生型苹果共有成分相对含量的差异和特有香气成分的存在可能是造成两者香味差异较大的重要原因。

贵州5个高丛蓝莓栽培品种香气成分的检测与分析

采用顶空固相微萃取和气相色谱-气质联用仪对贵州5个高丛蓝莓栽培品种果实进行香气检测与分析。结果表明:香气物质的种类和含量在品种间具有明显的差异,其中在‘奥尼尔’‘密斯蒂’‘都克’‘夏普蓝’和‘蓝雨’中分别检测出33、35、37、30、32种香气成分。‘奥尼尔’的主要香气物质为酯类物质,‘密斯蒂’的主要香气物质为醇类物质和醛类物质,‘都克’‘蓝雨’的主要香气物质为苯环类物质和醇类物质,‘夏普蓝’的主要香气物质为苯环类物质和酯类物质。其中‘奥尼尔’的香气成分总含量最高,为167 321.90 ng/g;‘蓝雨’香气成分总含量最低,仅有25 973.22 ng/g。

基于花色表型的芍药品种数量分类研究

【目的】花色是进行芍药品种分类的重要依据,而仅基于目测的传统芍药花色分类主观性较强,不能明确界定芍药花色,需要建立更为科学的基于花色表型的芍药品种分类体系。【方法】本研究以175个芍药品种为材料,利用色差仪对其花色表型值进行测定,根据ISCC-NBS色名表示法对各芍药品种的花色进行颜色命名,同时结合系统聚类和生产经验进行归纳分析。【结果】将所测芍药品种花色划分为白色系、黄色系、浅粉色系、粉色系、红色系、紫色系、墨色系、橙色系8个色系。各色系与CIELab表色空间的明度(L*)、红度(a*)和黄度(b*)有良好的对应关系,能够实现对不同芍药品种花色的定量描述,色系分类合理。同时,发现芍药品种花色丰富,且不同芍药品种群的花色有较显著的差异。【结论】本研究对芍药品种的花色进行了科学分类,应用中可直接根据L*、a*、b*值确认芍药品种的色系,对芍药品种分类和品种鉴定提供了理论依据,为芍药市场流通和科学研究中的花色描述进行了规范,并对芍药花色方面的育种有指导意义。

乌海荒漠植被草原灌丛化研究进展

草原灌丛化是内蒙古干旱半干旱草原普遍发生的现象,本文以乌海荒漠植被为例,通过对荒漠植被物种构成特征及土壤情况的调查,采用时空替代法,选择不同恢复阶段,采用Shannon-Weaver多样性指数,Margalef丰富度指数和Pielou均匀度指数,研究了不同恢复阶段的群落特征。结果表明:在人工扰动下,优势种群更替过程为:西北针茅—四合木。草原灌丛化是荒漠植被演替的重要阶段,它是退化生态系统的自我重建过程。

基于群体转录组解析南荻局域适应的关键因子

选取有代表性的10个南荻(Miscanthus lutarioriparius L.Liu ex Renvoize&S.L.Chen)野生居群,以种群转录组数据为基础,对种群局部适应性的关键因子进行研究。首先利用SNP构建推断单倍型,分析环境间和推断单倍型间的差异表达基因,并将这类基因分为4类:仅受环境显著影响的基因(E)、仅受单倍型显著影响的基因(G)、受环境和单倍型相互作用显著影响的基因(G&E)以及非显著影响的基因。分析结果显示:G&E和E基因集在种群局域适应中发挥重要作用,前者的基因表达更容易受其它因素的影响,而后者相对较为稳定;前者中显著富集核糖体途径相关功能基因,后者中显著富集蛋白质折叠相关功能基因。这两类功能基因均参与响应外界压力,推测这些基因的差异表达主要受环境以及基因型和生长环境相互作用的影响。

乌海甘德尔山草原植被荒漠化演替的海拔梯度差异研究

草原荒漠化是内蒙古干旱半干旱草原普遍发生的现象,海拔梯度下生境变化是影响植被物种演替的重要因素。为揭示乌海市甘德尔山草原荒漠化形成因素及植被重建途径,对甘德尔山山体顶部和山脚旷野两处样点采用典型取样法,通过重要值、Shannon-Weaver多样性指数及Pielou均匀度指数等指标对自然植被情况进行了对比分析。结果表明:甘德尔山山体顶部植被总盖度达66.7%,而山脚旷野仅为32.1%;山顶植物种类有16种,灌木草本比例为1∶8,山脚植物种类为12种,灌木草本比例为1∶1.4;山顶与山脚植被多样性指数分别为1.97和1.53;甘德尔山从山顶至山脚,优势种群由西北针茅更替为四合木。可见提高山脚旷野草本植被多样性及盖度,减少水土流失,提高土壤含水量,是地区生态系统修复和草原植被荒漠化治理的重要途径。

莲属植物类黄酮代谢产物的研究进展

莲属(Nelumbo)植物既可药用也可食用,其中荷叶、藕节、莲子、莲子心、莲房和莲须等皆可入药,但药效各不相同。迄今为止,从莲的各组织中共检测出类黄酮多达61个,包括8个花青素苷、2个黄酮醇、29个黄酮醇苷、1个黄酮、16个黄酮苷(内含13个碳苷黄酮)和5个黄烷醇。该文对莲各组织中所含类黄酮的检测方法、组成、含量及药理等方面的研究进展进行了综述。迄今的研究结果表明,莲中含有丰富的类黄酮化合物,且具广泛的药理活性(如抗氧化、抗菌、抗HIV、抗动脉粥样化、提高免疫力和减肥降脂等)。这些资料不仅对今后深入研究莲各部位的类黄酮代谢物及其与药效的关系有重要意义,而且对保健食品和中药的研发也具有重要的参考价值。