以谷蛋白GluA-2信号肽增强外源蛋白在转基因水稻胚乳中的表达与积累

提高外源蛋白在特定目标组织器官中的表达量是转基因植物研究与开发的核心技术之一。谷蛋白是水稻种子中最主要的贮藏蛋白,其表达具有严格的时空特异性。为进一步研究谷蛋白信号肽序列在指导基因表达中的作用,本研究克隆了水稻谷蛋白Glu A-2基因的启动子及其信号肽编码序列,并与GUS报告基因编码区融合,构建了分别含有和不含有信号肽的表达载体p13GG和p13GSG;经农杆菌介导法分别转入同一水稻品种中,获得了20多个独立转化子,PCR证明外源基因都已整合进了水稻基因组中。Northern杂交结果表明,融合Glu A-2信号肽编码序列可显著提高GUS基因在水稻胚乳中的转录;利用GUS特异的抗体进行Western杂交分析,显示该信号肽序列可显著提高外源蛋白在转基因水稻胚乳中的积累,但是其所指导表达的GUS蛋白在水稻胚乳中并没有表现出相应的活性,其机制有待进一步深入解析。相关结果对于水稻品质改良基因工程研究以及以水稻种子作为生物反应器高效表达外源蛋白具有重要的指导作用。     

有机栽培对杂交粳稻产量和品质的影响

以杂交粳稻(常优2号、常优5号、甬优8号)和常规粳稻(淮稻5号、南粳46、南粳5055)为试材,比较研究了有机和常规栽培方式对两种类型粳稻的产量和品质的影响,探索了有机栽培条件下杂交粳稻实现稳产优质的可能性。结果表明,有机栽培杂交、常规粳稻平均产量分别为8.11 t hm–2和6.29 t hm–2,前者比后者高28.93%。有机栽培杂交粳稻的群体总茎蘖数低于常规粳稻,但成穗率较常规粳稻增加了6.5个百分点。两种类型水稻叶面积指数和光合势在各生育期均表现为有机栽培常规栽培,但有机栽培杂交粳稻叶面积指数和光合势降幅较小。有机栽培条件下,杂交粳稻生育后期平均群体生长率是常规粳稻1.29倍,干物质积累比例高出8.81个百分点。有机栽培略微降低了杂交粳稻的加工品质,但显著改善了外观品质,提高胶稠度、降低直链淀粉含量,对蛋白质含量影响较小,总体上改善了蒸煮食味品质。有机栽培下杂交粳稻产量优势明显且有较好的品质性状,在有机稻米产业发展中具有独特的应用价值。     

运用PLS算法由HJ-1A/1B遥感影像估测区域小麦实际单产

为进一步提高遥感估产精度,显示国产影像在农业估产中的应用效果。该研究以2010-2013年HJ-1A/1B影像为遥感数据,分析了卫星遥感变量与小麦实际单产的定量关系,运用偏最小二乘回归算法构建及验证了以实际单产为目标的多变量遥感估产模型,并制作了小麦实际单产空间等级分布图。研究表明:实际单产与所选用的大多数遥感变量间关系密切,且多数遥感变量两两间具有严重的多重相关关系;实际单产偏最小二乘回归模型的最佳主成分为5,且植被衰减指数、绿色归一化植被指数、调整土壤亮度的植被指数、比值植被指数和归一化植被指数为实际单产遥感估测的敏感变量;建模集和验证集实际单产估测模型的决定系数分别为0.74和0.70,均方根误差分别为754.05和748.20 kg/hm2,相对误差分别为11.5%和8.88%,且估测精度比线性回归算法分别提高20%以上和40%以上,比主成分分析算法分别提高18%以上和30%以上,说明偏最小二乘回归算法模型估测区域实际单产的效果要明显好于线性回归和主成分分析算法,该模型应用结果与小麦实际单产区域分布情况相符合,为提高区域小麦实际单产的遥感估测精度提供了一种途径。     

麦秸秆全量还田下耕整地方式对机插水稻产量和品质的影响

为探索麦秸秆全量还田条件下实现水稻增产、品质提高的适宜耕整地方式,于2021-2022年开展大田试验,以迟熟中粳水稻南粳5 718为材料,在麦秸秆全量还田和不还田条件下,设置一体化旱地双轴旋耕整地（T1）、旱地单轴旋耕+水田单轴旋耕整地（T2）、水田单轴旋耕整地（T3）3种耕整地方式,研究麦秸秆还田量与耕整地方式以及两者互作对机插水稻产量和品质特征的影响。结果表明,与麦秸秆不还田相比,麦秸秆全量还田下的水稻产量在T1方式下增加4.54%～5.45%(P<0.05),在T2和T3方式下降低。3种耕整地方式水稻产量在麦秸秆不还田下表现为T2>T1>T3,在麦秸秆全量还田下表现为T1>T2>T3,其中麦秸秆全量还田下T1处理较麦秸秆不还田的T2处理产量有所提高,但无显著差异。这一结果可能与麦秸秆全量还田与T1处理互作降低了稻田土壤容重、增加了耕作深度和土壤Eh有关,从而促进了水稻有效穗数的增加,提高了成熟期干物质积累量和收获指数,实现了水稻产量的增加。麦秸秆全量还田较不还田降低了各耕整地方式下稻米的垩白面积和垩白度,改善了稻米外观品质;降低了稻米的直链淀粉含量,...     

3个水稻不透明胚乳突变体淀粉理化性质分析

构建水稻突变体库并从中筛选到3个胚乳突变体M16、M35和M72,对这3个突变体的籽粒表型及淀粉特性进行分析。结果表明:M35和M72籽粒表现为淀粉颗粒排列松散的粉质胚乳, M16则表现为淀粉颗粒中心有空腔的蜡质胚乳。3个突变体中直链淀粉含量较野生型显著下降。3个突变体和野生型均为A型淀粉,与野生型淀粉相比, M35和M72淀粉有较低的相对结晶度, M16淀粉则有更高的相对结晶度。在95℃下, M72淀粉具有最低的膨胀势和最高的水溶性, M16淀粉具有最高的膨胀势和最低的水溶性。3个突变体的淀粉均具有较低的糊化峰值温度、峰值黏度、热浆黏度、最终黏度和消减值。体外消化表明, 3个突变体的原淀粉具有较高的快速消化淀粉和较低的抗性淀粉。在回生淀粉中3种突变体具有更高的抗性淀粉。     

有机种植对滨海稻田氨挥发特征及水稻产量的影响

为了探讨有机种植对滨海稻田氨挥发损失及水稻产量的影响,设置不施肥对照(CK)、常规种植(CT)、有机种植(CO)3个处理,采用密闭室间歇抽气法,开展有机种植方式下滨海稻田氨挥发特征的研究。结果表明,有机种植的滨海稻田氨挥发总量为34.72 kg/hm²,较常规种植显著降低55.94%(P<0.05)。田面水NH⁺₄-N浓度与稻田氨挥发通量呈极显著正相关(P<0.01),有机种植可有效降低田面水NH⁺₄-N浓度,从而直接减少了氨挥发的产生。有机种植的水稻产量下降4.33%,但与常规种植相比,未达显著水平。因此,有机种植在保持水稻基本稳产的情况下,有效降低了滨海稻田由于氨挥发造成的氮素损失。     

基于图像技术的茶叶品质监测研究进展

随着时代的快速发展,计算机技术已经与各领域相互交融渗透。本文从计算机图像处理技术出发,介绍了其发展情况,阐述了图像技术在茶叶品质监测、栽培和加工环节监测方面的应用现状,分析了图像技术在茶叶监测中存在的问题,并进行了展望,以期为图像技术在茶叶监测领域的应用提供参考。     

饲用稻和稻米产业副产品在长江中下游地区饲料化加工的应用前景

近年来,随着长江中下游地区水稻单产的不断提高,稻米加工产业的快速发展,积压了大量早稻和稻米产业副产品,如乞食米、劣质米、碎米、米糠和秸秆等。若将这些稻米生产副产品进行饲料化加工,不但有助于降低加工副产品的库存,还可降低区域饲料成本,弥补南方地区饲料业缺口,缓和饲料资源紧缺的局面。该文介绍了饲用型稻米和稻米加工过程产生中碎米、米糠和秸秆等的饲用价值、加工工艺及其在畜禽生产中的应用,以期为长江中下游地区稻米产业副产品应用于饲料化加工提供参考。     

基于超像素分割的田间小麦穗数统计方法

【目的】 小麦穗数是产量构成的重要因素。通过图像处理技术快速准确地统计小麦穗数,为作物长势监测和产量估测提供重要依据。【方法】 本研究以经氮肥梯度处理后不同长势的小麦为研究对象,首先,通过简单线性迭代聚类算法（simple linear iterative cluster,SLIC）对田间小麦图像进行超像素分割的预处理;提取并分析图像的部分颜色特征参数,选择适宜的颜色特征参数训练分类器;选择准确率最高的分类器对图像进行分类处理,识别麦穗。其次,对麦穗识别结果进行二值化;经腐蚀、膨胀等一系列形态学计算提取麦穗主体并进行区域统计;提取麦穗骨架,检测骨架角点数,结合角点数与区域统计结果计算小麦穗数;最后,通过线性回归分析方法验证了无氮（0）、低氮（1/2常规施氮量）、正常氮（常规施氮量）、高氮（2倍的常规施氮量）4个氮水平麦穗统计结果。【结果】 （1）利用超绿值（E_g）和归一化红绿指数（D_gr）作为分类特征可以有效地识别麦穗、土壤和叶片;（2）相较于直接基于像素进行图像处理,经超像素分割处理后麦穗识别结果更理想,识别出麦穗主体清晰,形态更为完整;（3）经比较,高氮水平下小麦长势较好,穗数统计准确率最高,为94.4%,无氮水平下小麦长势较差,穗数统计准确率最低,仅为81.9%;排除无氮情况后,长势较均匀的氮水平混合样本中麦穗计数准确率达到92.9%,相较于长势差异较大的混合样本准确率提高了8.3%。【结果】 在一般环境下,利用超像素和颜色特征的麦穗自动统计方法可以快速准确地对大田小麦进行穗数计算,长势过弱以及差异过大区域不推荐使用,研究结果为小麦大田估产提供了新的参考。