Development of Hybrid Rice Variety FY7206 with Blast Resistance Gene Pid3 and Cold Tolerance Gene Ctb1

Hybrid rice Fanyou 7206(FY7206), derived from the cross between a sterile line Fanyuan A and a restorer line Fuhui 7206, was bred by the Rice Research Institute, Fujian Academy of Agricultural Sciences, China. FY7206 was characterized by moderate blast resistance, cold tolerance, as well as wide adaptability, and high yields. The blast resistance results indicated that the frequencies of blast races in race B, race C and the total resistance frequency for FY7206 were 95.5%, 100.0% and 97.2%, respectively. The disease resistance results showed that the leaf blast grade for FY7206 was level 1 and panicle blast was level 5. The indoor spray results indicated that FY7206 was resistant to 11 isolates of Magnorpathe oryzae. The blast resistance of FY7206 might be derived from the high expression of blast resistance gene Pid3. The results for simulated cold resistance in an artificial climate chamber indicated that the cold tolerance for FY7206 was moderate at the booting and flowering stages. The cold tolerance results also indicated that FY7206 could be tolerant to temperatures as low as 10 °C at the seedling stage. The q RT-PCR results showed that the expression of cold tolerance gene Ctb1 in FY7206 was relatively high. These results suggested that FY7206 is a hybrid indica rice variety with good comprehensive characteristics, including blast resistance and cold tolerance.     

轴流泵多工况优化设计及效果分析

为了提高轴流泵非设计工况的运行效率,拓宽轴流泵高效区范围,对轴流泵进行多工况优化设计。结合轴流泵段的模型试验,采用数值模拟手段和数值优化技术,改变叶轮的几何设计参数。对轴流泵叶片进行参数化建模,再对轴流泵叶轮结果进行泵段数值模拟。最后以轴流泵段3个流量工况点的加权平均效率最高,扬程为约束条件,改变轴流泵叶轮的设计参数,对轴流泵段进行多工况优化设计。研究结果表明:优化后轴流泵段效率曲线较初始泵段明显变宽,其中小流量工况点效率提高约2.6%,设计工况点效率提高约0.5%,大流量工况点效率提高最多,约7.4%,而对于扬程变化范围较小,各工况点扬程均能满足运行要求,大大降低了运行成本,缩短了优化设计的周期。同时采用CFD计算的学科分析方式,结合试验研究的手段取代人工凭经验的优化方式,证实了轴流泵段多工况优化设计的可靠性、高效性。该研究将为泵站的高效运行和轴流泵的多工况优化设计提供参考。     

工业化自动多层翻板式豆粕固态发酵床的设计与试验

传统固态发酵条件难以控制、工业放大困难、能耗高、占地面积大,不能实现工业化流水线自动生产,更不能适应目前发酵行业规模化发展的需要。为了解决这些问题,运用现代工业设计理念,结合机械化及自动化控制技术,设计了可进行灭菌、接种、拌料、发酵的固态发酵装置。以此装置为基础,形成了集原料预处理、配料、发酵、干燥为一体的固态发酵生产系统,现已成功投产。以豆粕为原料,采用设计的生产线进行豆粕酶解发酵试验。在固态发酵期间,发酵相对湿度控制在38%~42%,而发酵24 h后,温度能稳定在37?C左右,适合微生物生长。发酵72 h结束后,饲料中酸溶性蛋白质量分数相对提高了21.2%,KOH溶解度从57.19%提高到了77.45%。结果表明:豆粕酶解发酵饲料的各项参数满足企业标准,产品质量优良。发酵过程中装置运行稳定,生产规模大,单批次最大生产量为10 t,满足工业化生产需要。该装置机械自动化水平高,可以连续批量生产,适用于生物饲料、生物肥料、生物色素、生物农药、生物燃料、生物酶制剂等多个领域。     

‘夏日阳光’番茄侧芽离体培养快繁技术

‘夏日阳光’番茄是近年来引进的高端品种,丰产性好、品质高,深受市场的青睐,但其种子为F1代杂种,价格昂贵,很难在市场上大面积推广。利用植物离体培养技术快速繁殖‘夏日阳光’番茄种苗,是生产上推广该品种的一条可行途径。为快速建立‘夏日阳光’番茄无菌株系以及获得其试管芽苗的高效增殖,以‘夏日阳光’番茄侧芽为材料,探讨其离体培养过程中的关键技术。试验结果表明,采用0.1%Hg Cl2溶液(w/v)加2滴土温20消毒8 min的处理方式消毒后,培养在MS+0.1 mg/L BA+0.1 mg/L IBA培养基中,可以较快速地建立‘夏日阳光’番茄无菌株系,成苗率为46.7%;继代增殖适宜的培养基配方为MS+0.5 mg/L BA+0.1 mg/L IBA,增殖系数可达4.3,并且芽苗生长健壮,为其种苗的规模化繁育提供技术基础。     

植物突变体库的作用及构建研究进展

发生突变的个体叫作突变体。突变体往往具有与野生型不同的表型,这样就为缺失组分的功能研究提供了有益的信息。主要介绍了植物突变体库的作用及构建方法,重点论述了自发突变体库、理化诱变突变体库及T-DNA插入突变体库的构建原理与特征,并对植物突变体库的研究前景进行了展望。     

总酚含量及多酚氧化酶活性与岩黄连愈伤组织褐化的相关性研究

以未褐化的岩黄连愈伤组织为材料,于培养基中添加不同浓度的抗坏血酸,研究抗坏血酸对岩黄连愈伤组织褐化及总酚含量和多酚氧化酶活性的影响。结果表明：在培养第20天,各处理岩黄连愈伤组织的褐化率均低于对照;各处理的多酚氧化酶活性均高于对照,其中抗坏血酸浓度175mg/L的处理多酚氧化酶活性最高,为14.1400U/(g·min),比对照高72.3%;各处理的总酚含量均低于对照,抗坏血酸浓度为175mg/L的处理总酚含量最低,为0.4633μg/mL,比对照低88.3%。相关性分析结果表明,岩黄连愈伤组织褐变率与总酚含量呈正相关,与多酚氧化酶活性呈负相关;而岩黄连愈伤组织多酚氧化酶活性和总酚含量呈极显著负相关。     

海上漂浮2-HUS/U并联平台动力学分析

针对小型化、灵活投放海上漂浮平台的平衡稳定控制需求,提出了一种具备空间二维稳定的2-HUS/U并联平台,其HUS支链为驱动支链,U为恰约束从动支链,采用滚珠丝杆驱动机构。设计的2自由度无冗余结构,为平台的快速稳定平衡提供保证,采用螺旋理论分析验证了2-HUS/U并联平台自由度;根据平台的约束方程导出了位置逆解和Jacobian矩阵,分析了平台的速度、加速度特性和可达工作空间,利用刚体的拉格朗日方法对该平台进行了动力学分析。通过数值算例对并联平台的运动学和动力学分析结果进行了数值求解。结果表明,该平台具备三级波浪10°/s波频的调平能力,满足三级波浪10°波倾角的稳定需求;在45°波倾角和10°/s的波频下,负载需求驱动力为15 000 N,满足海上漂浮平台高负载的驱动需求。通过系统整体的分析,表明所提出的海上平台满足三级海洋环境的需求。     

轴流泵装置运行工况对肘形进水流道水力性能的影响

为研究肘形进水流道的水力性能与泵装置运行工况的定量关系,采用CFD(Computational fluid dynamic)方法对轴流泵装置进行全流道的数值计算,在考虑了轴流泵与肘形进水流道内流相干条件下定量地分析了肘形进水流道水力特性各参数与泵装置运行工况的关系,并给出了相应的数学模型,对比了物理模型试验与数值预测结果的差异性。结果表明:在高效工况范围内,流道出口流场水流稳定性及均匀性均较好;在大流量工况时,流道出口流场水流稳定性及均匀性较差。流道出口流场的偏流角受泵装置运行工况的影响较小,极差为0.91°。肘形进水流道均化效率为99.215%,流道断面的均匀性主要受弯肘段几何边界条件的约束,在弯肘段时压能与动能的转换率较高,对于肘形进水流道结构尺寸设计及优化的关键在于弯肘段。     

基于4D-VAR和条件植被温度指数的冬小麦单产估测

条件植被温度指数(VTCI)综合了地表主要参数——归一化植被指数(NDVI)和地表温度(LST),能够较为准确地对干旱进行监测,可为抗旱救灾、作物估产等提供科学依据。为了提高VTCI的区域估产精度,以陕西省关中平原为研究区域,将遥感反演的VTCI与CERES-Wheat小麦生长模型模拟的土壤浅层含水率相结合,通过四维变分(4D-VAR)同化算法实现2008—2014年冬小麦主要生育期旬尺度VTCI的同化。将同化和未同化的VTCI分别运用改进的层次分析法、熵值法及两者组合赋权法建立冬小麦单产估测模型,选择最优估测模型对2011年关中平原各县(区)进行单产估测和精度评价,并分析2008—2014年关中平原冬小麦单产的时空分布特征,结果表明:无论是在单点尺度还是区域尺度,同化的VTCI均能更好地响应外部观测数据,区域VTCI纹理性更好,更符合VTCI的先验知识。与未同化VTCI构建的估测模型相比,应用同化的VTCI所建的估测模型的估测精度明显提高,相关系数达到0.784(P0.001)。应用最优估测模型对2011年关中平原29个县(区)估产结果中,有16个县(区)的估测单产相对误差小于10%,28个县(区)的估测单产相对误差小于15%,总体平均相对误差为8.68%,均方根误差为421.9 kg/hm~2。近年来关中平原的冬小麦单产呈现个别年份波动、总体增长的年际变化规律,且呈现出中部单产最高、西部次之、东部最低的空间分布特征,与实际情况符合。     

基于LAI和VTCI及粒子滤波同化算法的冬小麦单产估测

为进一步提高冬小麦单产的估测精度和验证粒子滤波算法在同化研究中的适用性,以陕西省关中平原为研究区域,以叶面积指数(LAI)和条件植被温度指数(VTCI)为同化系统的状态变量,采用重采样粒子滤波算法同化CERES-Wheat模型模拟的与遥感数据反演的LAI和VTCI,并依据在不同类型样点应用最优同化LAI和VTCI构建的单产组合估测模型对2008—2014年冬小麦单产进行估测。结果表明,同化LAI具有良好的时间和空间连续性,可减缓CERES-Wheat模型模拟LAI的剧烈变化,其峰值出现时间与遥感LAI变化趋势基本同步,更加符合关中平原冬小麦实际变化情况;同化VTCI能同时表达模型模拟值和遥感观测值的变化趋势,且更能反映冬小麦对水分胁迫的敏感性。比较不同类型样点基于不同同化变量建立的估产模型,发现在旱作样点,同时同化VTCI和LAI的单产估测结果(R2=0.531)优于单独同化VTCI(R2=0.475)或LAI(R2=0.428)的估测结果,且同时同化VTCI和LAI与实测产量间相关性达极显著水平(P0.001);而在灌溉样点单独同化LAI的估测结果精度最高(R2=0.539),同时同化VTCI和LAI的估测结果次之(R2=0.457),单独同化VTCI的估测结果较差(R2=0.243)。表明在旱作样点,冬小麦叶面积指数和水分胁迫是影响其产量形成的主要因子,而在灌溉样点,叶面积指数是影响冬小麦产量形成的主要因子。