基于L系统的大豆根系模型构建及可视化

深入分析了大豆根系形态特征与生长特性,根据大豆根系生长呈S形曲线的特点,基于逻辑斯蒂方程对采集的根系数据进行了回归分析,获取大豆根系的生长方程。根据大豆根系形态结构具有自相似性特点,设计了大豆根系L系统,并在VC++环境下利用OpenGL技术实现了大豆根系拓扑结构模型的构建及可视化模拟。     

Fertilizer and planting strategies to increase biomass and improve root morphology in the natural rubber producer Taraxacum brevicorniculatum

Taraxacum brevicorniculatum produces high-quality natural rubber in its roots and could be developed as an alternative commercial source of this valuable raw material. However, current wild type accessions have a low biomass and branched roots that make them difficult to harvest. We set out to determine the optimum fertilizer and spacing requirements for T. brevicorniculatum plants in greenhouse and field trials, aiming to increase root biomass and reduce branching thus maximizing rubber yield and reducing losses during harvesting. Our preliminary data from greenhouse trials show that fertilizers containing calcium and magnesium in addition to NPK (nitrogen, phosphorus and potassium) increase root biomass by 25% compared to standard NPK fertilizer plus boron, and by 15% compared to NPK plus calcium. Fertilizers with a low N:P ratio increased the root biomass in greenhouse and field trials. Dense sowing (5-10 cm between plants) inhibits root branching and leads to the formation of single taproots that can be harvested easily. We therefore provisionally recommend the application of low N:P ratio NPK fertilizer supplemented with calcium and magnesium to closely-spaced plants in order to achieve the greatest increase in plant biomass per hectare.     

Chitosan enhances withanolides production in adventitious root cultures of Withania somnifera (L.) Dunal

Calli were obtained from leaf, cotyledon and internode explants of in vitro-grown plants of Indian cultivar of Withania somnifera in MS medium supplemented with 2, 4-D (2.0 mg l⁻¹) and Kinetin (0.2 mg l⁻¹). The brown, semi-friable callus (500 mg FW) derived from leaf explants produced higher number of primary adventitious roots (9 roots/callus) in half strength MS medium fortified with IBA (0.5 mg l⁻¹) and NAA (0.1 mg l⁻¹). The primary adventitious roots with an inoculum mass of 15 g FW were cultured for 6 weeks in the same medium for secondary adventitious root proliferation. Elicitation of abiotic elicitor, aluminium chloride at 10 mg l⁻¹ at the end of 4 weeks culture with 4 h exposure time enhanced withanolides productivity. Under similar culture conditions, the biotic elicitor, chitosan at 100 mg l⁻¹ stimulated higher production of all withanolides when compared to aluminium chloride treatment. This is the first report on the use of callus-derived adventitious root culture for the enhanced production of withanolides upon chitosan elicitation.     

剪根与水分胁迫对小麦单根和细胞导水率及TaPIP基因表达的影响

剪去小麦部分根系能瞬间打破其水分平衡,研究根系导水特性对剪根的响应有助于解释静水压对作物根系吸水的调节机制。通过对苗期小麦(Triticum aestivum)剪根与水分胁迫处理,用压力探针技术测定单根和细胞两种尺度上的根导水特性变化,以及根中TaPIP1;2和TaPIP2;5的转录调节变化。结果显示,剪根处理或水分胁迫处理使叶片蒸腾速率和气孔导度均显著低于对照,而单根导水率和细胞导水率均与对照无显著差异。剪根处理的叶片蒸腾速率、气孔导度、叶水势、单根导水率和细胞导水率均显著高于水分胁迫处理,而剪根且水分胁迫处理的各参数均显著低于其他处理。各处理的单根导水率与细胞导水率显著正相关。各处理根中TaPIP1;2和TaPIP2;5相对mRNA含量的变化规律与单根和细胞导水率的变化规律相似。剪根处理显著上调了TaPIP1;2和TaPIP2;5转录,水分胁迫处理显著下调了其转录,但TaPIP1;2和TaPIP2;5在剪根且水分胁迫处理中的转录水平最低。这些结果表明,小麦的根导水特性在单根尺度和细胞尺度上具有一致性;剪根短期内能够增加小麦幼苗的水分敏感性。推测TaPIP1;2和TaPIP2;5参与了静水压对小麦根导水特性的调节过程。     

补光对烟苗生长及主要生理指标的影响

为解决湖南冬季大棚育苗低温寡照的障碍,研究光照强度对烟苗生长及主要生理指标的影响。在水温恒定条件下分别采用LED蓝:红=1:1的配比组合灯补光（补光强度分别为3000、4500、6000 lx）,结果表明：随光照强度的增加,烟苗的出叶天数减少,而叶片生长速率加快,各处理存在显著差异;补光强度达到6000 lx,烟苗茎粗,茎高、干鲜重和干鲜比大,幼苗干物质积累最多;质体色素和根系活力受光照强度影响较大,其中叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和根系活力随光照强度增强而升高,而叶绿素a/b比值减少,表明补光有利于培育烟草壮苗,可以提高成苗素质。     

从地下的角度分析膜下滴灌棉花发生早衰的可能机制

在膜下滴灌条件下,棉花早衰问题严重。在对国内外关于棉花早衰研究成果及膜下滴灌条件特殊根区微环境深入分析的基础上,提出了膜下滴灌棉花早衰原因的合理假设,认为不合理的根系构型及其高蕾铃负荷是造成膜下滴灌棉花早衰的根本原因：膜下滴灌条件下棉花根系生长和构型分布发生的明显变化不利于棉花根系吸收土壤深层的水分和养分,抗逆性减弱,对环境的改变无法做出及时的反应,加之覆膜增温及优越的水肥供应,棉花地上部生长良好,蕾铃负担增加,一旦遇到逆境条件,在高蕾铃负荷前提下,即使对根系养分吸收功能最轻微的损害或者暂时的养分供应短缺均有可能造成对地上部养分供应的不足并发生早衰。因此,如何通过调控构建与地上部生长更为匹配的、构型分布更加合理的、抗逆性更强的棉花根系就成为解决膜下滴灌棉花早衰问题的关键。     

林木根系分泌物的化感作用

目前关于根系分泌物的研究更多地是关注其与微生物间关系,而对化感方面缺乏系统全面的认识。近年来林木的化感作用逐渐成为研究热点。文中通过深入分析国内外关于林木化感作用研究,归纳总结了根系分泌物的种类、释放途径及作用特点,从化感作用的角度深刻揭示根系分泌物,指出现有研究中存在的问题并对未来的研究加以展望,以期为解决林木混交及连栽地力衰退问题提供理论参考,为实现森林可持续经营提供借鉴。     

油松和虎榛子不同林型根系分泌物组分及化感效应

采用气质联用（GC/MS）技术,分别对油松Piuns tabulaeformis纯林和虎榛子Ostryopsis davidiana纯林及两者混交林根际土壤中根系分泌物组分进行分析。在此基础上,应用外源法选择邻苯二甲酸、ρ-香豆酸对油松盆栽幼苗进行了化感效应测试。结果表明：根际中检测到的化合物包括有机酸类、酯类和酚酸类。其中有机酸是数量最多且比例最大的一类化合物,在油松纯林、虎榛子纯林及混交林中有机酸所占比例分别为63.82%,71.05%和69.12%;酯类分别占8.38%,12.65%和14.42%;酚酸类分别占整个组分的27.80%,16.30%和16.46%;酚酸类化合物检测到7种,包括羟基肉桂酸、ρ-羟基苯甲酸、4-羟基苯甲酸、邻苯二甲酸、3,4-二羟基苯甲酸、3,5-二羟基苯甲酸和ρ-香豆酸,混交林中没有检测到羟基肉桂酸。油松纯林中,7种酚酸的含量显著高于另外2种林型,除3,4-二羟基苯甲酸外,其余酚酸含量均为混交林的2.5倍以上,ρ-香豆酸达到8倍;与对照相比,应用外源ρ-香豆酸和邻苯二甲酸在质量浓度2.5 mg·L^－1时对油松苗高和生物量均具有促进作用,化感响应指数为正值。随着2种化合物质量浓度的增大,抑制作用加强,但ρ-香豆酸的抑制作用小于邻苯二甲酸。因此,混交林根际根系酚酸含量的降低可能是其生长优于纯林的重要原因之一。图2表1参12     

人参锈腐病拮抗细菌BS015最适发酵条件研究

通过单因子试验和正交试验方法对人参锈腐病拮抗细菌BS015摇床发酵条件和培养基配方进行了研究。结果表明:最适发酵条件为装液量20%,接菌量5%,pH7,温度28～30℃;发酵最适培养基配方为葡萄糖18 g/L、L-谷氨酸钠12 g/L、牛肉浸膏5 g/L、磷酸氢二钾4 g/L、硫酸镁1 mg/L、氯化钠3 g/L、硫酸锰5 mg/L。     

不同类型甘薯品种块根淀粉粒粒度的分布特征

 【目的】阐明不同类型甘薯块根淀粉粒粒度的分布特征及其与淀粉品质的关系。【方法】选用6个淀粉型品种、5个食用型品种和1个兼用型品种,研究块根中淀粉粒的体积和数目分布、淀粉粒体积和数目分布与淀粉及其组分含量的相关性。【结果】甘薯块根含有小（粒径＜3.36 µm）、中（粒径3.36—19.76 µm）和大（粒径＞19.76 µm）3种类型淀粉粒,其粒径范围为0.39—55.14 µm。淀粉粒体积和数目都表现为双峰分布,低谷粒径均为3.36 µm;其中,粒径＜3.36 µm的淀粉粒体积占总体积的9.8%—18.5%,而粒径＜3.36 µm的淀粉粒数目占总数目的97.7%—99.1%。与淀粉型品种相比,食用型品种粒径＜3.36 µm的淀粉粒所占体积百分比和粒径＜1.00 µm的淀粉粒所占数目百分比较高。块根总淀粉、直链淀粉和支链淀粉含量与小型和中型淀粉粒的体积百分比呈显著负相关,与大型淀粉粒的体积百分比呈显著正相关;支/直链淀粉比率与小型和中型淀粉粒的体积百分比呈显著正相关,与大型淀粉粒的体积百分比呈显著负相关。【结论】食用型甘薯块根中小型淀粉粒所占比例较高,而淀粉型甘薯块根中大型淀粉粒所占比例较高。