核酸酶基因LoENDONUCLEASE1在东方百合花朵衰老过程中的功能分析

为明确百合(Lilium spp.)花朵衰老发生的分子机制,在东方百合‘西伯利亚’(Lilium oriental hybrid‘Siberia’)花被片中克隆了一个衰老相关基因LoENDONUCLEASE 1(SAG10),利用qRT-PCR进行基因表达分析,并通过农杆菌介导的拟南芥稳定表达系统和百合花被片瞬时表达体系验证LoENDONUCLEASE 1基因功能。结果显示,LoENDONUCLEASE 1基因开放阅读框(ORF)为921 bp,编码306个氨基酸;LoENDONU⁃CLEASE 1在百合花朵和叶片的衰老过程中特异表达,且受到脱落酸和水杨酸的诱导;拟南芥过表达LoENDO⁃NUCLEASE 1株系中叶片叶绿素含量显著低于对照株系,百合花被片中瞬时过表达LoENDONUCLEASE 1基因加速了百合花被片的衰老,且过表达花被片中丙二醛和离子渗透率含量显著高于对照。结果表明,LoEN⁃DONUCLEASE 1具有促进花朵和叶片衰老的功能。

面向池塘圈养模式的气液混合泵的参数优化及增氧试验

为探究气液混合泵能否满足在高密度养殖条件下养殖对象对水体溶氧的需求,基于气液(氧气-水)混合泵搭建溶氧试验平台,在不同水温、不同出水压力和不同气水体积比的条件下,测试气液混合泵溶氧性能,并在池塘圈养桶(直径4 m,高2 m,养殖水体体积20 m^(3))内进行增氧试验。溶氧性能测试结果显示:当出水压力为0.25 MPa、气水体积比为0.01~0.05时,在不同水温(5.6、13.5、30.3)条件下出水溶解氧与水温成反比,溶解氧在47.93~20.60 mg/L变化;氧气吸收效率与气水体积比呈反比,氧气吸收效率在91%~33.7%变化;动力效率与气水体积比成正比,动力效率在22.32~55.12 kg/(kW·h)变化。基于圈养桶的增氧试验结果显示,在有鱼耗氧的条件下(黄颡鱼,单个桶内养殖密度为13.19~16.49 kg/m^(3)),使用功率3 kW的气液混合泵为4个圈养桶增氧时,每个桶内水体溶解氧在光照时间内可达11 mg/L,夜间稳定保持在8 mg/L以上。试验结果表明气液混合泵可应用于高密度的水产养殖,并能有效应对夏季高温供氧难题。

淹水胁迫下葡萄根际细菌群落结构变化

为探讨根际细菌和葡萄耐涝性的关系,采用盆栽淹水法,对1年生巨峰葡萄扦插苗进行淹水胁迫21d以及淹水后恢复7 d的处理,运用16S rRNA高通量测序技术对土壤细菌进行测序,分析其细菌群落组成和结构,探究淹水胁迫对巨峰葡萄根际细菌群落结构组成的影响。结果显示:淹水21 d巨峰葡萄根际细菌的丰度最高,淹水14 d巨峰葡萄的根际细菌多样性最高;胁迫后恢复期间,硫杆菌属(Thiobacillus)相对丰度显著增加;根系细菌功能预测分析显示脂质、萜类和聚酮类化合物代谢有显著变化。结果表明,短期淹水胁迫促进植物产生代谢物改变细菌群落以应对逆境胁迫,但长时间淹水使植物代谢发生紊乱,导致潜在有害细菌类群的丰度增加,植物有益菌群减少。

3种滤料对池塘圈养尾水处理效果的影响

为了探究过滤材料用于池塘圈养尾水的处理效果,采用火山岩、活性炭及沸石作为过滤材料,以滤料种类、滤料粒径和滤料厚度为试验因素,以总固体悬浮物(total suspended solid,TSS)去除率、氨氮(NH_(4)^(+)-N)去除率和化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)去除率为试验指标,开展池塘圈养尾水处理试验。结果显示,3种滤料均能去除池塘圈养尾水中的TSS和COD,均能在一定程度上降低池塘圈养尾水中的NH_(4)^(+)-N浓度,活性炭的处理效果优于其他2种滤料,且活性炭粒径越小或厚度越大时对池塘圈养尾水处理效果越好。正交试验结果显示,以活性炭滤料、粒径为0.5~2 mm、滤料厚度为80 cm时,过滤装置对池塘圈养尾水具有最佳的综合处理效果,在该条件下对池塘圈养尾水的TSS、COD、NH_(4)^(+)-N去除率分别为83.86%、49.78%、29.89%。

干旱胁迫对马铃薯叶片内生细菌组成和结构的影响

为解析马铃薯应对干旱胁迫的响应机制,采用Illumina Novaseq测序技术,对干旱胁迫下马铃薯叶片中的内生细菌16S rRNA进行高通量测序,研究干旱胁迫下马铃薯叶片内生细菌组成及多样性的变化。结果显示,在正常浇水和干旱胁迫下马铃薯叶片分别获得1548和2006条分类序列,其中正常浇水下特有OTU有287个,干旱处理下特有OTU有769个。在干旱胁迫下,内共生菌candidatus Portiera和杀雄菌属Arsenophonus的丰度较正常浇水下减低了95.9%和68.1%,拟杆菌门Muribaculaceae拟杆菌目Bacteroidales、毛螺菌属(Lachno⁃spira)、乳杆菌属(Lactobacillus)、毛螺菌科NK4A136群(Lachnospiraceae_NK4A136_group)、根瘤菌属(Rhizobi⁃um)、螺杆菌属(Helicobacter)、链球菌属(Streptococcus)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)在干旱处理较正常浇水下分别提高了203.8%、152.4%、81.8%、89.7%、285.6%、1428.0%、112.0%和148.4%;Shannon指数和Simpson指数均在干旱胁迫下显著高于正常浇水处理,ACE指数和Chao1指数在干旱胁迫和正常浇水下无显著差异。结果表明,干旱胁迫能影响马铃薯内生细菌群落结构组成,干旱胁迫下富集了内生优势菌门放线菌门和厚壁菌门,同时伯克霍尔德氏科细菌相对丰度增加,可能是马铃薯应对干旱胁迫作出的积极响应。

不同再生稻栽培模式碳足迹与经济效益评估

通过大田试验,在湖北省武穴市花桥镇设置不同再生稻栽培模式:常规人工插秧模式CK与2个机插秧优化栽培模式OM1、OM2,探究不同栽培模式下稻田甲烷(CH_(4))和氧化亚氮(N_(2)O)排放、碳足迹以及净生态系统经济效益,为再生稻低碳丰产栽培提供理论依据。结果显示,栽培模式显著影响CH_(4)排放,但对N_(2)O排放影响不显著;OM2模式CH_(4)周年累积排放量相比CK和OM1模式分别降低43.5%和26.3%;栽培模式显著影响水稻产量与碳足迹;与CK、OM1模式相比,OM2模式头季产量显著增加15.2%与5.8%;再生季产量显著提高44.2%和34.7%;优化模式OM2相对于CK与OM1显著降低了碳足迹,降幅分别为40.0%和24.0%;OM2模式净生态系统经济效益最高为20 768 CNY/hm^(2),分别是CK与OM1模式的1.38与1.28倍。研究结果表明,OM2相比其他模式降低了CH4排放和碳足迹,提高了水稻产量和净生态系统经济效益。

基于PROSAIL模型的水稻叶片生物量反演

为解决水稻叶片生物量反演模型普遍存在的泛用性与机理性较差的问题,利用无人机高光谱遥感平台获取水稻冠层400~1 000 nm的高光谱反射率信息,对PROSAIL模型进行参数敏感性分析,根据分析结果利用连续投影法提取敏感波段,在此基础上,结合PROSAIL作物辐射传输模型与水稻高光谱数据,运用秃鹰算法(BES)对PROSAIl模型的生物量参数进行数值优化,从而快速、精准实现水稻关键生育期的叶片生物量反演。结果显示:运用改进Sobol方法对水稻叶片生物量进行全局敏感性分析,敏感区间为700~1 000 nm。对敏感区间内光谱利用连续投影法提取了750、788、898、940、962、999 nm等6个水稻叶片生物量特征波长。结合PROSAIL模型与BES优化算法,构建了PROSAIL-BES数值优化方法。以水稻特征波段光谱反射率为模型输入,通过PROSAIL-BES数值优化方法对PROSAIL模型参数进行校正,叶片生物量反演结果 R2为0.694,RMSE为0.002。结果表明,与传统机器学习模型的反演结果对比,PROSAIL-BES数值优化方法具有更好的反演精度,在水稻生物量反演领域具有较好的实用价值和应用潜力。

农药胁迫对小白菜营养品质的影响及农药残留的去除方法研究

为指导消费者食用果蔬时科学降低农残摄入风险,对小白菜施加不同质量浓度(1、50、100μg/mL)的农药(百菌清、毒死蜱和氟虫腈),通过建立的DI-SPME/GC检测方法测定小白菜的农药残留水平,并比较不同清洗方式(自来水、盐水、碱水、淘米水和洗涤剂)和烹饪方式(烫漂、沸水煮和热油翻炒)对小白菜农药残留的去除效果。结果显示:小白菜水分含量、硝酸盐和可溶性蛋白质含量随施药浓度增加先降低后增加;不同处理组间维生素C含量和类胡萝卜素含量无显著性差异(P>0.05);还原糖、钙和磷含量与空白组相比均先增加后降低;100μg/mL组粗纤维含量增加。洗涤剂清洗对于3种农药均有良好的去除效果,碱水浸泡和淘米水浸泡效果次之,盐水和自来水效果最差。百菌清的热稳定性差,受热极易分解,3种烹饪方式去残留率均在94%以上;60℃烫漂和100℃沸水煮对毒死蜱的去除率较低,而热油翻炒能明显提高毒死蜱的去除率(76.97%);对氟虫腈而言,热油翻炒去残留效果最好(82.68%),100℃沸水煮和60℃烫漂次之。结果表明,农药胁迫会对小白菜营养品质造成一定影响,洗涤剂清洗、淘米水和碱水浸泡和热油翻炒均是降低果蔬农残的有效方法。

植物硼高效吸收利用调控生长的研究进展

植物硼转运蛋白依赖的硼吸收转运途径和机制已被全面揭示,植物响应缺硼的主要生理过程也被广泛深入研究。为探究植物缺硼适应性及其潜在机制,本文从植物硼吸收转运途径、硼生理应激和硼调控植物胁迫适应性三方面系统总结重要的研究进展,主要包括:硼吸收转运调控、硼高效植物的遗传改良、激素与硼胁迫以及硼在其他胁迫中的重要性等,以期为硼调控植物逆境适应提供理论参考,实现硼高效品种的遗传改良。

一种黑茶自动渥堆机的研制及其对品质形成的影响

为解决目前黑茶生产过程中的渥堆自动化和品控问题,采用模拟青砖茶、普洱茶等黑茶品种的室内自然渥堆方法,根据茶叶吸水发热原理,提出双仓控温控湿方法,设计一种黑茶自动渥堆机,实现渥堆过程的温度、湿度、氧气自动调节以及数字化控制和自动化操作。试验结果表明,自动渥堆机渥堆过程温度(平均51℃)、湿度(61%~89%)以及茶叶含水量(从38%逐渐降低至22%)变化完全能达到黑茶渥堆的要求;利用渥堆机渥堆的茶叶能满足传统加工方法要求,并且品质稳定。安全性分析表明,使用自动渥堆机渥堆的黑茶,未检出呕吐毒素、黄曲霉素B1和玉米赤霉酮,说明该自动渥堆机生产加工的黑茶完全达到食品安全质量要求。

欢迎订阅《华中农业大学学报》,欢迎投稿

《华中农业大学学报》是华中农业大学主办的综合性农业学术刊物,国内外公开发行,面向国内外作者组稿。本刊设有作物遗传改良与栽培、园艺•林学、植物保护、资源与坏境、动物科学·动物医学、食品与农业工程等栏目,涵盖农林牧渔各学科。

基于情绪测量实验的黟县屏山村旅游情境感知研究

为研究游客在传统乡村旅游过程中情绪体验与旅游情境、空间要素之间的关系,建立以自然景观情境、历史文化情境、乡土生活情境为主要考察情境以及观赏类、信息指索类、体验类等旅游吸引物为主要空间要素的旅游情境感知分析框架,并依据情绪唤醒与空间感知之间的关系,利用皮肤电信号表征情绪唤醒程度,设计基于生理信号的旅游情境情绪唤醒测量实验。通过招募28名被试人员在安徽省黄山市黟县屏山村内的实验路径上进行实地漫游,获得被试情绪唤醒程度分布结果,再利用问卷调查统计情绪唤醒区域的吸引物空间要素分布频率并进行分析,结果表明:传统村落中的历史文化情境与乡土生活情境对游客更易产生情绪唤醒作用;不同旅游吸引物要素对游客的情绪唤醒具有不同影响;旅游体验与空间审美具有内在一致性。

氮锌配施对水稻生长、产量和养分吸收分配的影响

为研究氮锌配施对水稻生长、产量和养分吸收分配的影响,采用大田小区试验,以籼型杂交稻品种广两优35和常规粳稻品种日本晴为研究材料,设置3个锌水平和4个氮水平的交互处理,分析了各生育期水稻的生物量,成熟期产量及构成因素,各部位氮和锌的含量、累积量和分配比例。结果表明,氮锌配施对水稻早期的生长和后期的产量形成均具有协同增效效应,这种效应在不同水稻品种中具有一定的差异性。氮锌配施对水稻每公顷穗数具有极显著的正向交互效应,每公顷穗数的显著增加是氮锌配施下水稻产量提高的主要原因。氮锌配施不仅提高了水稻植株中的氮和锌含量,同时还促进了氮和锌向生殖器官(小穗)中分配,这可能是水稻产量提高的主要生理机制之一。

轮式联合收获机电控液压转向特性测试与分析

针对轮式联合收获机自动导航中需要对电控液压转向特性进行测试与分析等问题,设计了转向轮转角测量装置,构建了电控液压转向测试系统,通过电液转向控制器实现了转向轮转角的实时控制与同步测量,对电控液压转向过程中的稳态转向速率、瞬态响应过程等线性与非线性特征开展了分析与测试。由路面静态试验验证得到收获机转向轮转向中位左右15°范围内,转向轮转角对应转向液压缸活塞杆伸缩量关系线性拟合决定系数R 2>0.99,均方根误差RMSE=0.25。田间动态试验显示:电控液压转向存在的非对称死区电压区间占控制电压范围的32%;转向轮稳态动作时的转向轮转向速率与转向控制电压线性度显著;在不同方波信号激励下,转向轮瞬态响应过程平均滞后时间90 ms、调整时间150~200 ms、调整转角0.21°~2.77°、滞留时间25~77 ms、滞留转角0.10°~1.24°。

棉花GhSEDEG38基因调控棉花耐盐性的功能分析

基于棉花体细胞胚胎再生不同时期表达谱中筛选出一系列差异表达转录因子,通过RT-PCR和qRT-PCR分析这些转录因子在不同逆境处理下的表达,发现GhSEDEG38基因(somatic embryogenesis differencially expressed gene 38)的表达受盐胁迫诱导明显上调;序列分析发现GhSEDEG38编码bZIP型转录因子,与拟南芥bZIP53基因同源。为进一步验证该基因的功能,构建了该基因的RNAi干涉载体并转化棉花,通过分子检测获得了表达量显著降低的转基因棉花株系。通过对萌发期和三叶期转基因材料和对照材料进行盐处理发现,干涉GhSEDEG38基因降低棉花在萌发期及苗期对盐胁迫的抗性,盐处理后转基因植株的MDA含量和活性氧含量显著高于对照材料,而可溶性糖含量显著低于对照材料。综上,GhSEDEG38参与棉花对盐胁迫的应答。

食物基质对模拟消化茶多酚含量及抗氧化活性的影响

采用模拟胃肠消化模型研究食物基质对茶多酚含量及抗氧化活性的影响。结果表明:与茶多酚模拟胃消化比较,添加牛奶、糊化淀粉和食用油后,茶多酚含量分别降低21.7%、15.0%和3.3%,白砂糖或柠檬酸的添加对其含量无明显影响。添加柠檬酸后,茶多酚清除DPPH自由基(DPPH·)能力显著增强,清除ABTS自由基(ABTS+·)能力显著降低,总抗氧化能力无明显变化;添加白砂糖后其清除ABTS+·能力显著降低,其他抗氧化活性无明显变化;添加糊化淀粉或牛奶后,其抗氧化活性显著降低;添加食用油后其抗氧化活性无明显变化。与茶多酚模拟肠消化比较:添加牛奶后茶多酚含量显著降低7.7%,其他食物基质的添加则对其含量无明显影响。添加柠檬酸后,茶多酚的总抗氧化能力与清除ABTS+·能力显著增强,清除DPPH·能力无明显变化;添加食用油后其清除DPPH·和ABTS+·能力显著增强,总抗氧化能力无明显变化;添加糊化淀粉或牛奶后,其清除ABTS+·能力显著增强,其他则无明显变化;添加白砂糖后其抗氧化活性无明显变化。

酶法生产α-熊果苷的纯化工艺

采用乙醇发酵去除酶法合成α-熊果苷反应液中大部分糖类杂质,以活性炭纤维吸附分离α-熊果苷,选择甲醇-乙酸乙酯混合溶剂重结晶精制。结果表明,50%乙醇溶液洗脱部分α-熊果苷含量最高,此部分经甲醇-乙酸乙酯混合溶剂反复重结晶精制,可制备得到α-熊果苷无色针状结晶,HPLC检测纯度达到99%以上,收率达到80%。该工艺简单可行,稳定性高、重复性好,适合大规模制备高纯度α-熊果苷。

猪印记基因MKRN3的SNPs筛选及胴体性状关联分析

以梅山猪、大白猪和长白猪为研究对象,筛选出MRKN3基因的单核苷酸多态位点(SNPs)并进行PCR-RFLP验证,利用PCR-Bst UI-RFLP对大白×梅山F2代资源家系(285头)DNA样品酶切分型,将分型结果与猪胴体性状进行关联分析。结果表明:猪MRKN3基因编码区有7个SNPs,分别为293C>G、361G>A、497G>A、630G>A、678T>C、1376C>T、和1407T>A;其中678T>C位点等位基因频率在中外不同猪种中存在差异;猪MRKN3基因678T>C位点与内脂率及臀部膘厚显著相关(P<0.05);678T>C位点对内脂率具有显性效应(P<0.05),表现为该位点杂合子比纯合子具有更高的内脂率;而该位点对臀部膘厚具有加性效应(P<0.05),表现为等位基因678C的累加具有降低臀部膘厚的效应。因此,猪MKRN3基因的678T>C位点可为猪的分子育种实践提供一定指导作用。

豌豆根瘤菌ohrB基因的抗氧化和共生固氮表型

采用基因敲除构建豌豆根瘤菌ohr B基因突变株,研究突变株的抗氧化和共生固氮表型。结果表明:ohr B基因不影响菌株在自生培养条件下的生长能力,但对氢过氧化枯烯(cumene hydroperoxyde,Cu OOH)、过氧化氢(H2O2)、次氯酸钠(Na Cl O)等氧化物敏感,且在Cu OOH胁迫下,相比野生型菌株,突变株的存活率显著下降。荧光定量RT-PCR结果显示,豌豆根瘤菌ohr B基因表达不受H2O2诱导,且ohr B基因的缺失对其他抗氧化基因的表达没有影响。共生实验表明,ohr B基因对根瘤菌共生固氮能力及根际定殖能力没有影响,但在7 d瘤龄的豌豆根瘤类菌体中表达水平显著提高,并对根瘤菌结瘤能力有影响。ohr B基因虽对豌豆根瘤菌的自生生长、共生固氮、根圈定殖没有影响,但在抗氧化及竞争结瘤中发挥重要作用。