叶绿素荧光动力学原理及在热带作物研究中的应用

叶绿素荧光动力学在植物光合作用研究中的光系统之间的能量传递、荧光淬灭分析和环境逆境生理的研究中起着重要作用。本文讨论了叶绿素荧光动力学的基本原理和主要参数的意义,并阐述其在热带作物研究领域中的应用。

实验室信息管理系统(LIMS)在实验室科学管理中的应用

分析实验室传统管理的弊端、国内外实验室信息管理系统(LIMS)的应用现状以及实验室信息管理系统在实验室管理中的优点,提出只有功能强大、性能优异的LIMS才能更好地提升实验室的科学管理。

进入实验室研究生新生安全意识情况调查分析

对进入实验室研究生新生开展了安全意识情况的问卷调查。通过问卷调查发现,研究生新生在实验室规章制度熟知程度、实验室安全意识及应急措施掌握、仪器设备规范操作、科研工作习惯养成等方面还存在一定的问题。针对这些问题,提出了切实发挥导师指导作用、定期开展实验室安全教育、加强仪器设备规范操作与维护管理、采用实验室门禁系统等措施,以利于研究生安全意识与技能的提高,促进实验室的良好运行与管理。

实验室安全管理及强化管理策略

安全管理是实验室管理的重要内容之一。依托中国热带农业科学院橡胶研究所的2个重点实验室的安全管理工作,针对规章制度执行、安全知识培训、仪器设备使用登记、有毒有害化学药剂管理、消防及环境保护等方面的现状,提出安全文化建设、仪器设备管理、专业技术队伍配备、信息管理系统运行、安全管理奖惩措施完善等强化实验室安全管理的策略,以期为实验室各类人员提供一个安全良好的科研工作环境。

实验室信息管理系统用户调查问卷分析

为了更好地了解实验室信息管理系统的使用情况,对系统用户进行了问卷调查和分析。根据调查结论,得出完善实验室信息管理系统及模块功能升级的建议,为促进该系统的顺利应用奠定了基础,并为实验室高效、科学和规范化管理及系统的可持续发展提供借鉴。

控释掺混肥料一次性基施对热带地区水稻产量及氮肥利用效率的影响

【目的】探究控释掺混肥及减氮处理对热带地区水稻产量及氮肥利用效率的影响,以期促进控释掺混肥料在热带地区水稻栽培中的科学施用及推广应用。【方法】以控释掺混肥料为试验材料,在海南省屯昌县枫木镇和儋州市东成镇开展大田试验,设置常规施肥(分3次施肥)、控释掺混肥料一次性基施及其减氮10%和减氮20%处理,测定双季稻产量、氮素吸收及氮肥利用效率。【结果】等氮条件下,控释掺混肥料一次性基施能够促进水稻氮素吸收、干物质累积,提高水稻产量和氮肥利用效率;与常规分次施肥相比,水稻产量提高7.43%~22.84%,地上部干物质累积量提高8.22%~22.39%,氮素累积量提高12.19%~32.06%,氮肥利用率提高31.67%~75.65%,且均差异显著(除东成早稻产量外)。而在减氮10%~20%条件下,控释掺混肥一次性基施也能提高或不显著降低水稻产量、干物质累积量和氮素累积量,对氮肥利用率也具有一定提升效果。【结论】控释掺混肥一次性基施可提高水稻产量及肥料氮肥利用率,减氮10%~20%仍能获得较高产量,是热带地区水稻轻简化施肥和减氮增效的有效途径。

低温胁迫对10个油棕新品种生理生化特性的影响

对10个油棕Elaeis guineensis Jacg新品种(RYL31～RYL40)半年生实生苗进行短期低温处理,测定油棕在低温逆境下的生理生化指标.结果表明:随着温度的降低,植物叶片叶绿素含量表现为先上升后下降然后再上升的趋势;游离脯氨酸、可溶性蛋白呈现先升高后降低的趋势;油棕可溶性糖含量受温度影响较大,且随低温胁迫强度的增加而增加;丙二醛(MDA)含量、质膜相对透性随温度降低表现为先下降后上升的趋势,其中RYL37、RYL38和RYL39品种的MDA含量一直呈下降趋势;不同生理指标对低温的敏感度不同,轻度低温能刺激植物防御机能增强,重度低温则会扰乱植物本身的防御机能.

六天一刀割制对热研7-33-97幼龄开割橡胶树产量、胶乳生理及死皮病发生的影响

【目的】探讨六天一刀(d6)割制下不同割胶耗皮厚度、乙烯利涂施时间和强度对热研7-33-97幼龄开割橡胶树产量、胶乳生理及死皮病发生的影响,为d6割制关键技术的完善提供参考依据。【方法】设5个割胶耗皮厚度(0.16、0.18、0.20、0.22和0.24 cm)和5个乙烯利涂施时间(割胶前1、2、3、4和5 d涂施)处理,比较d6割制下不同技术参数处理的幼龄热研7-33-97橡胶树胶乳产量;以四天一刀(d4)割制(不涂施乙烯利)为对照,设不同乙烯利浓度(2刀涂施1次0.5%、1.0%和1.5%乙烯利)和不同涂药周期(1、2和3刀涂施1次1.5%乙烯利)5种刺激强度的d6割制处理,分析不同处理的单株干胶产量、胶乳生理及死皮病发生情况。【结果】在d6割制下,割胶耗皮厚度0.20、0.22 cm和割胶前2、3 d涂施乙烯利刺激的热研7-33-97幼龄胶树的单株平均胶乳产量较高,分别为相应处理中最低胶乳产量的1.37和1.23倍、1.25和1.35倍。较高强度刺激(涂施1.0%~1.5%乙烯利)可充分调动胶树产胶潜力,获得理想产量,且胶乳生理状况良好,死皮病发生率(1.6%~8.3%)低于d4割制。刺激强度(涂施乙烯利浓度和刺激频率)越高,d6割制的单株干胶产量越高,胶乳生理代谢越旺盛,但强刺激(1刀涂施1.5%乙烯利)的死皮病发生率(8.3%)和死皮指数(0.23)明显升高,同时影响高产期的产胶潜力。对刀次产量的全年变化分析结果表明,d6割制具有高产期(9-12月)更高产的特点,高产期刀次产量占全年产量的3.50%~5.50%。【结论】热研7-33-97幼龄开割橡胶树进行d6割胶,需增加割胶耗皮厚度、并适度施用乙烯利,同时确保高产期的割胶刀数,能获得较高的胶乳产量,并延长产胶经济寿命,可在生产上推广应用。

巴西橡胶树两个不同抗寒力品系若干生理特性的差异

橡胶树两个不同抗寒力品系的研究结果表明，在低温胁迫下，叶片过氧化物酶（POD）活性升高，抗坏血酸过氧化物酶（AsA－POD）活性下降，电导率、丙二醛含量增加，抗寒性弱的品系RRIM600比抗寒性强的品系GT1POD活性以较大的幅度升高，AsA－POD活性以较大的幅度下降，电导率和丙二醛（MDA）大幅度增加。不同品系抗寒能力的差异，可能在于生物膜保护酶能力的差异。一些化学药物可以提高橡胶树的抗寒能力。

有机无机复混肥在热带地区双季稻上化肥减施的应用效果

以热带地区典型酸性水稻土为载体,通过设置不施肥处理(CK)、常规化肥(T)、有机无机复混肥(OF)、有机无机复混肥减施10%(10%OF)和有机无机复混肥减施20%(20%OF)等不同试验处理,研究化肥、有机无机复混肥和减量施用对海南省双季稻的产量、养分积累和肥料利用率的影响,评估有机无机复混肥及其减量施用对热带地区土壤化学性质的影响。研究结果表明,各施肥处理较CK均能显著提高水稻籽粒产量,OF处理较常规化肥能显著增加晚稻有效穗数,涨幅为29.79%。同时OF处理较常规化肥处理能显著提高早稻氮、磷累积量,增加幅度分别为19.31%和27.94%,20%OF处理能显著提高早稻氮、磷、钾肥农学效率;不同有机无机复混肥处理较常规化肥处理对土壤养分影响无显著性差异。

光照亏缺对橡胶-作物农林复合系统中作物生产力的影响

为探明农林复合系统中光照亏缺对不同间作作物生产力的影响,以橡胶-豆薯和橡胶-花生农林复合模式为研究对象,测定光照强度、作物生物量、光合生理等指标,研究光照亏缺对不同喜光间作作物生产力的影响及可能的影响因素。结果表明,复合系统中间作区域的光照强度日变化呈单峰型,间作区域平均光照强度为裸地对照的51.3%~59.0%。间作作物的产量显著低于相应单作处理(P<0.05);间作豆薯产量可达22.9 t×hm^-2,为单作处理的85.3%;而间作花生产量仅为单作处理的39.2%。光照亏缺环境对间作豆薯和花生不同位置叶片的RuBisCO活性没有显著影响,但显著提高叶绿素(特别是叶绿素b)含量,降低类胡萝卜素含量(P<0.05),其光合能力亦低于相应单作处理。复合系统中间作豆薯叶面积高于单作豆薯,而间作花生叶面积则较单作花生显著降低59.1%~88.4%(P<0.05)。综上所述,豆薯比花生更适合在橡胶-作物农林复合系统中进行间作,间作豆薯应该是通过维持较高的叶面积来捕获光能并制造更多的光合产物,从而维持相对较高的生产力。

乙烯利过度刺激诱发橡胶树死皮的生理效应

【目的】研究乙烯利过度刺激采胶所诱导的橡胶树死皮发生、发展过程中的胶乳产量和生理变化规律,为利用乙烯利刺激增产以及采取有效措施预防死皮发生提供理论依据。【方法】选择橡胶树品种‘热研7-33-97’健康植株,通过乙烯利过度刺激采胶诱发不同等级死皮,测定分析不同等级死皮植株胶乳产量和相关生理指标的变化规律,包括pH值、黄色体破裂指数、干胶含量、总固形物含量、硫醇含量、无机磷含量、橡胶粒子粒径分布及平均粒径等。【结果】1)在乙烯利过度刺激采胶过程中,胶乳产量呈先升后降的变化趋势。在刺激割胶早期阶段,胶乳产量不断增加,普遍增产3倍以上,但很快会诱发死皮。随着死皮发生、发展,胶乳产量逐渐下降,最终低于健康植株。2)黄色体破裂会导致乳管堵塞,黄色体破裂指数随植株死皮等级提高而显著提高,这与死皮发生有直接关系。死皮植株的胶乳pH值也略有上升,但仅3级死皮植株与健康植株具有显著差异。3)乙烯利过度刺激对胶乳具有稀释效应,死皮植株胶乳干胶和总固形物含量均低于健康植株,其中2~3级死皮植株中的含量递减,而4~5级死皮植株中的含量逐步回升。4)2~3级死皮植株的胶乳硫醇含量递增,均显著高于健康植株,而4~5级死皮植株中的含量逐步回落,与健康植株无明显差异。2~5级死皮植株的胶乳无机磷含量呈递减趋势,但均高于健康植株。5)健康植株的胶乳橡胶粒子粒径在0.09~2.27μm范围呈单峰分布。随植株死皮发生发展,胶乳橡胶粒子粒径分布向小粒径方向逐步偏移,且峰值逐渐下降。与之相符,胶乳橡胶粒子平均粒径亦随死皮等级提高而逐渐变小,2~5级死皮植株的平均粒径均显著低于健康植株。健康植株的胶乳橡胶粒子平均粒径为0.89μm,而5级死皮植株的平均粒径仅0.79μm。【结论】乙烯利过度刺激采胶会促使胶乳黄色体破裂增加、硫醇和无机磷大量外排、橡胶粒子变小,从而导致乳管系统受损与堵塞,影响橡胶生物合成和胶乳外排,表现出死皮症状。天然橡胶生产中应合理使用乙烯利刺激,避免因过度刺激诱发死皮造成减产。

乙烯利刺激对橡胶树无性系RY8-79和PR107排胶生理参数的影响

以成龄橡胶树无性系RY8-79和PR107为材料,研究乙烯利刺激对胶乳中几种生理参数的影响。结果表明,在自然条件下,RY8-79和PR107的胶乳生理参数存在明显差异,甚至表现出相反的特征,其中RY8-79胶乳中硫醇和H2O2含量以及排胶初速度显著高于PR107,而黄色体破裂指数和堵塞指数显著低于PR107。乙烯利刺激后,RY8-79和PR107的排胶特性发生了一系列的改变,其中黄色体破裂指数都升高,而排胶初速度和堵塞指数均降低,2个品系表现出高度的一致性;但其它几个生理参数的变化在2个品系中表现不一。说明乙烯利刺激促进排胶与提高黄色体稳定性之间没有直接的联系;H2O2含量与黄色体破裂指数之间没有直接的关系。

4个胶木兼优品系生长量、初产期产量与排胶生理特性

比较分析了4个胶木兼优橡胶树品系的生长量、初产期干胶产量与排胶生理参数。结果表明:热试99-10、热试99-8生长较快,热试99-2、热试99-8、热试99-10干胶产量较高;4个品系间生理参数存在一定的差异,且季节性变化明显,其中热试99-2、热试99-8具有与高产相适应的生理基础,热试99-10生理状况良好,但胶乳再生能力较差,而热试99-5的生理基础可能较适合乙烯利刺激割胶。

低温促进巴西橡胶树排胶的生理基础

低温导致橡胶树的排胶时间过度延长(长流),影响到天然橡胶的高产稳产。目前对低温诱发长流的机制还不清楚。以排胶特性不同的橡胶树无性系RY8-79和PR107为实验材料,对冬季低温条件下胶乳的几个主要排胶生理参数进行了研究。结果表明:低温明显降低RY8-79和PR107胶乳黄色体的破裂指数和堵塞指数;明显升高硫醇以及过氧化氢的含量;胶乳排胶初速度和胶乳的p H值在2个品系中变化不明显。由此可见低温条件下胶乳中硫醇含量升高是促进橡胶树排胶时间延长的主要原因之一。该结果为深入阐明乳管堵塞机制和研发新型的排胶调节剂提供了参考依据。

新型排胶调节剂对橡胶树无性系热研8-79胶乳生理参数的影响

合适的采胶强度对于橡胶树持续高产稳产至关重要。最近的大田试验表明,阻断乳管伤口堵塞物积累的一种新型排胶调节剂具有明显的增产效应。以橡胶树无性系热研8-79为材料,通过分析胶乳的几个生理参数,评价该增产效应的采胶强度。结果表明,在8月和10月,新型排胶调节剂处理的第一刀具有明显的增产效应。在测定的几个胶乳生理指标中,胶乳产量显著高于对照,硫醇、蔗糖和无机磷含量以及10月的干胶含量与对照无显著差异,但8月的干胶含量显著低于对照,表明其增产效应主要与胶乳产量增加有关。与0.5%乙烯利相比,施用新型排胶调节剂的不同刀次胶乳生理参数的变化更接近对照,表明采胶强度小于乙烯利。

死皮康复营养剂促使橡胶树死皮恢复过程中胶乳生理参数的变化

为探究橡胶树死皮恢复的生理基础,本研究采用死皮康复营养剂创制死皮不同恢复程度的实验材料,分析了健康、死皮和死皮不同恢复程度植株间胶乳干胶含量、总固形物含量、pH、黄色体破裂指数、硫醇含量、无机磷含量、蔗糖含量和转化酶活性等生理参数的变化规律。结果表明:橡胶树发生死皮后,胶乳产量、无机磷含量、硫醇含量和转化酶活性显著降低,而干胶含量、总固形物含量、pH、黄色体破裂指数和蔗糖含量显著升高。死皮康复营养剂处理能促使死皮橡胶树的恢复,具有一定的防治效果,其促使死皮恢复过程中,干胶含量、总固形物含量、黄色体破裂指数和蔗糖含量逐步降低,无机磷含量、硫醇含量和转化酶活性逐渐增加,胶乳产量回升,而pH变化不明显。由此可见,胶乳生理参数的异常与死皮发生密切相关,死皮恢复过程中,干胶含量、总固形物含量、黄色体破裂指数、硫醇含量、无机磷含量、蔗糖含量和转化酶活性等胶乳生理参数趋向于正常水平,调节这些胶乳生理参数向正常水平转变将有助于橡胶树死皮的恢复。研究结果为研发高效死皮防治药剂提供了理论基础。

强割对不同排胶特性的橡胶树品系胶乳生理生化参数的影响

以不同排胶特性的巴西橡胶树PR107和CATAS8-79无性系的成龄树为材料,研究强割处理对胶乳中橡胶生物合成相关生理参数和基因表达的影响。结果表明,强割处理的PR107和CATAS 8-79品系的胶乳中,HblMYC1基因表达量均呈现先上升后降低的模式,且在强割第3～4刀时达最大值,后期的HblMYC1基因表达量低于初始水平。胶乳干胶含量的变化趋势与HblMYC1基因表达量的趋势一致,而排胶时间、胶乳产量和干胶产量这3个生理参数也呈现先上升后降低的趋势,但在强割的第5～6刀时达才到最大值,后期恢复到初始水平。对强割处理胶乳中的各项生理参数及HblMYC1基因表达量进行相关性分析,发现PR107品系的胶乳产量、干胶含量与干胶产量三者间均呈极显著正相关,干胶含量与HblMYC1基因表达呈极显著正相关;CATAS 8-79品系的排胶时间与胶乳产量呈极显著正相关,排胶时间、胶乳产量、干胶含量三者与干胶产量呈极显著正相关。研究结果表明,在强割条件下的胶乳生理参数和HblMYC1基因表达量之间存在相关性,且能够更快速反映出橡胶树品系的橡胶生物合成特性,为利用分子生物学技术指导制定适宜的橡胶树割胶制度提供理论依据。

橡胶林下栽培和露地栽培广藿香精油成分的对比研究

以水蒸气蒸馏法提取了橡胶林下栽培和露地栽培的广藿香精油，并利用GC-MS对所产的广藿香精油进行了成分分析，以研究橡胶林下栽培与露地栽培广藿香精油的产量与品质差异。结果表明：橡胶林下栽培广藿香和露地栽培广藿香2种栽培模式下的广藿香精油产量分别为1.77%和2.09%，其主要成分都是δ-愈创木醇、广藿香醇、α-愈创木醇，β-藿香萜烯，α-藿香萜烯等28种挥发性成分，其成分的一致度100.00%，其主要差异为同种组分间的含量差异，其中差异较大的成分有宝丹酮、广藿香醇、δ-愈创木醇、β-藿香萜烯和α-愈创木醇，差异率从1.18%~4.60%不等。2~3年树龄橡胶林是广藿香适宜栽培环境，其对广藿香精油产量与品质影响较小，在海南橡胶林下推广种植广藿香具有良好的经济效益和生态效益。

不同播期及种芋大小对成龄胶园间作的珠芽魔芋出苗及叶片形态与生理生化指标的影响

为探索珠芽魔芋在成龄胶园间种的最适播期及最适种芋大小,本文研究了不同播期及不同种芋大小对珠芽魔芋出苗、叶片生长发育及叶面种数量的影响。结果表明,随着珠芽魔芋播种期的延迟及种芋重量的降低,魔芋出苗延迟,魔芋叶面种数量、叶柄长度、叶柄直径、叶面直径、顶裂叶长、顶裂叶宽的测量值也呈现出降低的趋势。叶绿素和可溶性蛋白含量随着播种期的延迟而降低,而其在中等大小的种芋中测定值最大。结合出苗期日、叶片生长发育状况、叶面种数量及生育期等指标,在该试验条件下,2月是成龄胶园间作的珠芽魔芋最佳播期,167.6g魔芋种是最佳种芋大小。