分光光度法测定农灌水中三氯乙醛的优化研究

[目的]为准确监测农灌水中三氯乙醛含量,解决四氯化碳禁用后显色剂的提纯问题,同时提高实际分析的便利程度,对分光光度法测定三氯乙醛的部分环节进行改进.[方法]用硅酸镁吸附剂替代四氯化碳对吡唑啉酮显色剂进行提纯,改用丙酮体系中的三氯乙醛标准溶液成品替代手工配制水系三氯乙醛标准溶液.[结果]新制或用硅酸镁提纯久置显色剂可得到较低的空白值和较好的显色能力,改用丙酮溶剂中的三氯乙醛标准溶液成品可提高分析的便利程度.[结论]经验证,校准曲线、检出限、精密度、准确度等指标与HJ/T 50—1999相当,可满足农灌水监测及评价需求并易于推广.     

中国农村扶贫历程与2020年后反贫困趋势及对策

新中国成立以来,我国先后经历了救济式扶贫、体制改革式扶贫、开发式扶贫、参与式扶贫和精准扶贫阶段,在实践中逐渐探索出一条具有中国特色的扶贫道路,我国农村贫困人口明显减少,贫困发生率显著下降.2020年后我国农村绝对贫困基本消除,将由绝对收入贫困转向农民工贫困、城市贫困、多维贫困和特殊群体贫困等相对贫困问题.回顾和梳理中国贫困特点、扶贫历程和政策演变,分析中国新时期扶贫面临的新问题与新挑战,有助于为2020年后新时期扶贫政策的制定提供决策参考.     

小麦生长模型对拔节期和孕穗期低温胁迫响应能力的比较

【目的】作物生长模型是预测和评估气候变化对作物生产力影响的重要量化工具,明确典型作物生长模型对小麦拔节期和孕穗期低温胁迫响应能力的不足,可以为进一步改进低温胁迫对小麦生产力影响的模拟算法提供指导。【方法】本研究将来自4套国际知名小麦生长模型（美国密歇根州立大学的CERES-Wheat、美国华盛顿州立大学的CropSyst、荷兰瓦赫宁根大学的WOFOST和法国国家农业科学研究院的STICS模型）的典型低温胁迫效应算法,与本课题组研发的小麦生长模拟模型WheatGrow相耦合,利用2012—2013年南京和2013—2015如皋不同品种（扬麦16和徐麦30）、不同温度水平（最低至-6℃）和持续时间（2、4、6 d）的人工气候室低温盆栽试验资料,检验和评价了原WheatGrow模型和耦合后低温胁迫效应算法的WheatGrow模型在拔节期和孕穗期低温胁迫下对小麦叶面积指数动态、茎生物量、地上部总生物量、籽粒产量等指标的预测能力。【结果】拔节—孕穗期低温胁迫明显降低了小麦叶面积指数、地上部生物量积累和籽粒产量,且随低温水平的降低和持续时间的增加降低幅度呈明显升高趋势。比较不同处理时期和品种发现,小麦生长发育及产量对孕穗期低温处理较拔节期低温处理更加敏感,扬麦16较徐麦30对低温胁迫更为敏感。耦合了4种低温胁迫效应算法的WheatGrow模型在模拟叶面积指数动态上较原WheatGrow模型有所改善,但模拟误差仍然较大,其中对孕穗期低温处理的模拟误差大于拔节期处理。4种低温胁迫算法均低估了低温胁迫对茎生物量以及成熟期地上部生物量积累的不利影响。综合比较4种低温胁迫算法的预测能力可以看出,对于叶面积指数和地上部生物量的动态模拟,CropSyst模型中的低温胁迫效应算法表现最好;对于茎生物量的动态模拟,WOFOST模型中的低温胁迫效应算法表现最好,特别是孕穗期低温处理;对于籽粒产量的模拟,STICS模型中的低温胁迫效应算法表现最好,其次是CropSyst模型。【结论】耦合低温胁迫效应算法后的WheatGrow模型,在模拟叶面积指数、茎生物量、地上部生物量和籽粒产量上均好于原WheatGrow模型,且在弱低温条件下的模拟效果好于强低温条件,但是4套算法由于没有考虑低温胁迫对茎秆的直接伤害、低温胁迫对干物质分配的影响以及低温胁迫后的恢复和补偿效应,因此在模拟茎生物量积累,以及模拟不同低温持续时间下的地上部生物量积累存在明显不足。此外,4套低温效应算法引入参数较多,为模型的参数化带来一定的困难,有待今后进一步改进和完善。研究结果对改进小麦生长模型对低温胁迫响应,降低气候变化背景下作物生产力的预测预警的不确定性具有重要意义。     

243份云南普通小麦地方品种抗条锈病鉴定及分子标记检测

【目的】小麦条锈病由条形柄锈菌小麦专化型（Puccinia striiformis. f. sp. tritici,Pst）引起的气传性真菌病害,是世界范围内最具破坏性的小麦病害之一。发掘抗病资源和培育抗病品种是防治条锈病最经济有效的措施。通过鉴定和评价云南小麦地方品种对中国当前流行的条锈菌生理小种的抗性水平,综合分析可能携带的抗条锈病基因,为小麦抗病育种提供理论依据。【方法】利用当前中国小麦生产上毒性强、流行频率高的条锈菌生理小种CYR32和CYR34对243份云南小麦地方品种进行苗期抗病性鉴定,成株期使用CYR32、CYR33、CYR34和贵农致病类群等混合生理小种进行抗性鉴定,并利用小麦生产上重要抗条锈病基因Yr5、Yr10、Yr15、Yr18、Yr26、Yr28、Yr29、Yr30、Yr36、Yr39、Yr41、Yr48、Yr65、Yr67、Yr80和Yr81的紧密连锁标记对供试材料进行分子检测。【结果】在243份小麦材料中,18份种质对CYR32表现苗期抗性,32份种质对CYR34表现苗期抗性,对CYR32和CYR34均表现苗期抗病的有8份,占3.29%。结合苗期和成株期抗性鉴定,174份地方种质表现为稳定的成株期抗性,占71.6%,其中105份种质高抗条锈病。分子检测结果显示,携带Yr10、Yr18、Yr29、Yr30、Yr65和Yr81抗性基因的材料分别有48、44、4、6、4和101份。同时携带2、3和4个抗性基因的材料各有34、4和1份。所有供试材料均未检测到Yr5、Yr15、Yr26、Yr28、Yr36、Yr39、Yr41、Yr48、Yr67和Yr80。此外,74份地方种质未检测到以上所有抗性基因,其中58份具有成株期抗性,可能携带其他已知或新的条锈病抗性基因。【结论】云南小麦地方品种作为中国特有的小麦种质资源,具有优良的条锈病抗性。243份供试小麦品种对当前条锈菌流行小种抗性水平整体偏高,筛选得到174份具有稳定抗性的地方种质,同时有74份可能携带其他已知或未知的抗性基因,可作为进一步挖掘抗条锈病新基因或QTL的亲本来源。     

不同茶叶中游离氨基酸的对映异构体

【目的】游离氨基酸是茶叶的主要化学成分之一,与茶叶的滋味品质密切相关。大多数氨基酸具有手性中心,因此存在滋味特性及生理活性均可能截然不同的L型和D型两种对映异构体。由于检测技术的限制,过去的研究多集中在L型氨基酸上,而茶叶中D型氨基酸罕有系统的研究报道。因此,研究茶叶中游离氨基酸对映异构体,对茶叶化学理论体系的深化及滋味品质的提升与调控具有重要的推进作用。【方法】采用手性HPLC法、MTBSTFA硅烷衍生化法和酯化-PFP酰化法3种不同的分析方法对比茶叶中游离氨基酸对映异构体的分离性能,结果表明采用酯化-PFP酰化法结合手性气相色谱-质谱联用技术（gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS）,可实现茶叶中丙氨酸、缬氨酸、苏氨酸、脯氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、天冬氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、谷氨酸、酪氨酸、赖氨酸及色氨酸等15种重要游离氨基酸对映异构体的有效分离。继而建立茶叶中游离氨基酸对映异构体的高效衍生化及定性定量分析方法,并查明市售11种代表性白茶、乌龙茶及普洱茶中游离氨基酸对映异构体的分布规律。【结果】衍生化条件为：将氨基酸反应液在100℃下酯化105 min,继而以四氢呋喃为反应溶剂,在100℃下五氟丙酰化10 min。游离氨基酸对映异构体的回收率介于75.26%—123.6%（低浓度）、81.23%—121.8%（高浓度）,RSD值介于2.09%—13.12%（低浓度）、1.48%—10.59%（高浓度）。茶样分析结果表明,大部分氨基酸的1—2个对映异构体可以在茶样中检测出,且D-氨基酸普遍存在于茶样中,尤其是D-苏氨酸、D-天冬氨酸、D-半胱氨酸、D-苯丙氨酸、D-茶氨酸、D-谷氨酰胺及D-谷氨酸混合物在大部分茶样中均有分布,而D-蛋氨酸、D-赖氨酸及D-色氨酸在所有茶样中均未被检测出。在具体含量分布上,除了L-茶氨酸、L-谷氨酸及L-谷氨酰胺混合物之外,L-半胱氨酸（1.48—2.08 mg?g^-1）、D-半胱氨酸（1.46—1.49 mg?g^-1）、L-丝氨酸（0.15—1.80 mg?g^-1）及D-天冬氨酸（1.02—1.14 mg?g^-1）在白茶中的含量普遍较高;L-半胱氨酸（1.52—1.70 mg?g^-1）、D-半胱氨酸（1.45—1.49 mg?g^-1）、L-丝氨酸（1.03—1.50 mg?g^-1）、L-蛋氨酸（1.03—1.52 mg?g^-1）、L-酪氨酸（1.32—1.35 mg?g^-1）及D-天冬氨酸（1.01—1.15 mg?g^-1）在乌龙茶中具有较高含量。在普洱茶中,L-茶氨酸、L-谷氨酸及L-谷氨酰胺混合物的含量（1.04 mg?g^-1）与其他氨基酸相比并无显著性差异,而L-苏氨酸、L-色氨酸及L-丝氨酸含量较高,介于0.61—0.84 mg?g^-1。在氨基酸总量上,各茶类呈现出白茶（最高为40.61 mg?g^-1）>乌龙茶（最高为25.43 mg?g^-1）>普洱茶（8.01 mg?g^-1）的分布规律。多元统计分析结果表明,L-茶氨酸、L-谷氨酸及L-谷氨酰胺混合物、L-色氨酸及L-天冬氨酸在部分白茶中的含量显著高于乌龙茶,而L-酪氨酸与L-蛋氨酸则在乌龙茶中含量较高。【结论】D-氨基酸存在于大部分茶叶中,对茶汤滋味品质存在潜在影响,但在本研究样例中,D-氨基酸的含量分布在不同茶类间未表现出显著性差异。     

河北省大豆主要病原真菌鉴定及防治药剂筛选

【目的】明确引起河北省大豆植株主要病害的病原真菌种类,筛选能有效抑制所鉴定病原菌的杀菌剂,为河北省大豆病害化学防治提供依据。【方法】对采自河北省的大豆主要病原真菌根据病症采用组织分离法纯化培养,初步利用超景深和正置光学显微镜分别进行菌落、菌丝和孢子形态学的观察鉴定,然后利用通用引物ITS1-ITS4对5种不同病症的致病菌株rDNA-ITS区进行PCR扩增、测序分析,采用MEGA 7.0中邻接法（neighbor-joining,NJ）构建系统发育树,分析病原菌种之间的亲缘关系,对具有特异性引物序列的病原菌进行分子鉴定,通过病害和病原菌宏观形态、显微特征与分子生物学技术相结合从而明确引起河北省大豆植株主要真菌病害的病原菌种类;采用菌丝生长速率法和不同种类杀菌剂在离体叶片或幼茎上对大豆主要病害的防治效果筛选防治药剂。【结果】通过病原菌的宏观形态、显微结构和分子序列综合分析,确定分离自河北省大豆主产区的病原菌分别为木贼镰孢(Fusarium equiseti）、大豆炭疽菌(Colletotrichum chlorophyti）、茎点霉菌（Phoma herbarum）、链格孢(Alternaria alternata）、嘴突凸脐蠕孢(Exserohilum rostratum）,对应病害分别为大豆根腐病、炭疽病、茎点霉叶斑病、大豆黑斑病、凸脐蠕孢叶斑病。毒力测定结果显示,5种病原菌对三唑类杀菌剂苯醚甲环唑、氟菌唑、叶菌唑和甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂吡唑醚菌酯均敏感,木贼镰孢对甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂肟菌酯敏感,除木贼镰孢外的病原菌对酰胺类杀菌剂氟吡菌酰胺敏感,大豆炭疽菌和嘴突凸脐蠕孢对烷基多胺类杀菌剂辛菌胺敏感,大豆炭疽菌对有机硫类仿生杀菌剂乙蒜素敏感,EC₅₀值均低于10 μg·mL^-1;杀菌剂对大豆主要病害的防治效果结果显示,苯醚甲环唑、氟菌唑、叶菌唑、吡唑醚菌酯和肟菌酯对上述大豆主要病害防治效果均显著,氟吡菌酰胺对除大豆根腐病外的病害防治效果显著,辛菌胺、乙蒜素对大豆炭疽病和凸脐蠕孢叶斑病防治效果显著,防治效果分别达到90%以上。【结论】共鉴定出河北省大豆病原真菌及其对应病症病害5种;推荐三唑类甾醇抑制剂苯醚甲环唑、氟菌唑、叶菌唑和甲氧基丙烯酸酯类呼吸抑制剂吡唑醚菌酯作为河北省大豆主要真菌病害的优选兼治药剂。     

基于高光谱和激光雷达遥感的水稻产量监测研究

【背景】快速、准确地估算水稻产量对于肥水精确管理及国家粮食政策的制定至关重要。高光谱与激光雷达遥感作为2种不同的主被动监测技术,为水稻长势信息获取提供了多样化手段。【目的】对比2种遥感监测手段在不同生态点的独立数据集中的验证精度,寻求可移植性强的产量估算模型,对水稻长势监测提供理论与技术支撑,及为精确农业提供科学指导具有重要意义。【方法】本研究通过实施3年（2016—2018年）包含不同地点、不同品种与不同氮素水平的水稻田间试验,在抽穗后各时期同步获取点云数据和光谱数据,结合线性回归与随机森林回归来估算产量,探究抽穗后点云数据与光谱数据估算水稻产量的差异;同时评估产量模型在不同数据集的时空可移植性,寻求可移植性强的产量估算模型。【结果】利用点云数据估算产量的精度（R² = 0.64—0.69）优于光谱数据的估算精度（R² = 0.20—0.58）;基于线性回归的产量估算模型,其验证精度明显优于基于随机森林回归的产量模型;产量模型在同一生态点的可移植性更强（不同生态点：RRMSE 16.69%—17.85%;同一生态点：RRMSE 11.37%—12.41%）。【结论】本研究为抽穗后水稻产量监测提供了新的方法和不同遥感手段的性能比较,为收获前作物产量的实时估算提供重要支撑。激光雷达技术凭借其全天候工作的特点,在长江中下游水稻产量实时监测中有着较好的应用前景。     

碱提甘蔗皮多糖提取工艺、初步结构及其对α-葡萄糖苷酶的抑制作用

【目的】建立碱提甘蔗皮多糖的优化工艺,进一步探究其结构特征,并评价其对α-葡萄糖苷酶的抑制作用。【方法】采用单因素试验和响应面分析法（RSM）对碱提甘蔗皮多糖（SPAP）提取工艺进行优化,采用苯酚硫酸法测定多糖含量。SPAP经Sevag法除蛋白、AB-8除色素后进行结构表征,主要包括高效液相色谱法（HPLC）检测多糖分子量分布,气相-质谱色谱仪（GC-MS）进行单糖分析及傅里叶红外光谱仪（FT-IR）对官能团进行分析。采用4-硝基苯基-D-吡喃葡糖苷（PNPG）法测定多糖提取物对α-葡萄糖苷酶抑制作用。【结果】SPAP的最佳提取条件为提取温度37℃、氢氧化钠（NaOH）浓度5%、料液比1∶46（g·mL^-1）、提取次数4次,在此条件下SPAP得率达到10.84%。经除蛋白、色素后,SPAP含量达到86.54%,主要由阿拉伯糖、木糖、葡萄糖和半乳糖4种单糖组成,分子量为3.03×10³ kD,可能为吡喃型杂多糖,呈现α或β构型。此外,SPAP表现出良好的α-葡萄糖苷酶抑制作用,其抑制率达到78.31%。【结论】对碱提甘蔗皮多糖进行工艺优化,可有效利用原料、提高产出和效率;由HPLC、FT-IR、GC-MS等方面初步阐述了SPAP的结构特性,同时SPAP对α-葡萄糖苷酶表现出良好的抑制作用,具有一定的降糖潜力,研究结果为进一步研究SPAP的构效关系提供了理论依据。     

蜡样芽孢杆菌致吐毒素的毒性作用与生物合成研究进展

蜡样芽孢杆菌是一类兼性厌氧的革兰氏阳性杆菌,可以产生芽孢抵抗不良环境,并广泛存在于土壤、水、空气和多种食物中。致病性蜡样芽孢杆菌是常见的食源性条件致病菌之一,其引发的食物中毒主要是由其产生的毒素导致的。致吐毒素cereulide是致病性蜡样芽孢杆菌产生的重要毒素之一,是一种小分子亲脂性十二环肽,结构性质十分稳定。Cereulide能够引起恶心、呕吐等轻微的食物中毒症状,也可导致如肝性脑病、急性肝脏衰竭等严重致死的疾病。当前对于cereulide的毒性作用机制研究局限于其刺激传入迷走神经引起呕吐症状,以及作为钾离子载体,诱导线粒体膜电位丧失,并最终导致细胞死亡,而对于其导致的严重肝脏和脑部病变的毒性作用机制研究仍十分不足。Cereulide是由cereulide合成酶基因簇(ces)编码,非核糖体肽合成酶(nonribosomal peptide-synthetase, NRPS)系统控制合成的。Cereulide由两个羟基酸和两个氨基酸残基[-D-HIC-D-Ala-L-HIV-L-Val-]经3次迭代组成三聚体缩酚酞,其结构特殊并有很强的代表性,但因NRPS合成系统的灵活性会产生许多变体,因此cereulide的毒性与其生物合成过程息息相关。文章在现有文献报道和研究数据的基础上,总结并提出了cereulide的生物合成机理：首先,cereulide合成基因簇的CesA和CesB结构域分别识别D-α-酮羧酸、L-丙氨酸、L-α-酮异戊酸和L-缬氨酸,通过共价结合形成cereulide的主要合成单元二肽;其次,依照上述过程重复合成四肽;再通过重复反应合成第二个四肽,两个四肽通过酯化形成八肽;再次重复上述反应,形成三元络合的产物肽;最后,由于ces-NRPS的硫酯酶结构域活性中心表面结构阻止外部水分子进入,并诱导内部亲核攻击反应,最终释放出环状cereulide。目前,由产cereulide的蜡样芽孢杆菌引起的食物中毒风险被低估。并且,本团队前期研究发现部分芽孢杆菌微生态制剂中混有产cereulide的蜡样芽孢杆菌菌株。因此,产cereulide蜡样芽孢杆菌的存在对食品安全和公共健康均构成了潜在风险。文章综述了cereulide的毒性作用及机制,为进一步研发cereulide防控措施提供科学依据;总结并提出了cereulide的生物合成机理,强调了催化酮酸形成酯的酮还原酶域(KR),及形成重复单元和环肽的硫酯酶域(TE)在其合成中的重要作用,为阐明类似结构的非核糖体肽合成提供新的思路。     

p-香豆酸通过加速伤口处聚酚软木脂和木质素的沉积促进马铃薯块茎愈伤

【目的】研究p-香豆酸（p-Coumaric acid,p-CA）处理对马铃薯块茎伤口处聚酚软木脂和木质素积累的影响及相关机理。【方法】用0.5 mmol∙L^-1 p-CA浸泡切半‘大西洋’马铃薯块茎10 min,以蒸馏水处理作为对照,于室温条件下避光贮存进行愈伤。测定损伤块茎在愈伤期间的失重率以及损伤接种硫色镰刀菌（Fusarium sulphureum）块茎的病情指数,观察伤口处聚酚软木脂和木质素的积累,测定伤口处苯丙烷代谢关键酶和过氧化物酶活性,以及苯丙烷代谢产物和H₂O₂含量。【结果】p-CA处理显著降低了损伤块茎的失重率和损伤接种块茎的病情指数,14 d时,处理块茎的失重率和病情指数分别比对照低38.46%和43.18%。p-CA处理加速了块茎伤口处聚酚软木脂和木质素的积累,14 d时,处理块茎的聚酚软木脂和木质素的细胞层厚度分别比对照高26.43%和30.26%。p-CA处理还明显提高了块茎伤口处苯丙氨酸解氨酶、肉桂酸-4-羟化酶、4-香豆酰辅酶A连接酶和肉桂醇脱氢酶的活性,7 d时,处理块茎的酶活性分别比对照高32.17%、23.51%、25.09%和23.08%。14 d时,p-CA处理块茎的肉桂酸、p-香豆酸、咖啡酸和总酚含量分别比对照高34.26、38.29%、19.31%和41.04%;21 d时,处理块茎的阿魏酸、芥子酸含量分别比对照高38.33%和20.47%。此外,p-CA处理促进了块茎伤口处肉桂醇、松柏醇、芥子醇和木质素的积累,14 d时,处理块茎的肉桂醇和木质素含量分别高于对照36.93%和31.66%;21 d时,处理块茎的松柏醇和芥子醇含量分别高于对照41.43%和34.05%。p-CA处理还提高了块茎伤口处H₂O₂含量和过氧化物酶活性,7 d时,处理块茎的H₂O₂含量和过氧化物酶活性分别高于对照40.25%和27.01%。【结论】p-CA处理可通过激活苯丙烷代谢,提高H₂O₂含量和过氧化物酶活性,促进马铃薯块茎伤口处聚酚软木脂和木质素的积累,从而加速块茎愈伤。