药用植物厚朴 TRAP 标记的开发和利用

【目的】探明种植密度对积雪草光合特性、产量和品质的影响,为积雪草的高产优质人工栽培 提供理论依据。【方法】采用单因素完全随机区组试验设计的方法,设置 3 万、6 万、12 万、16 万、25 万株 / hm2 5 个不同种植密度,利用便携式光合测定系统 Li-6400 测定积雪草叶片的光合参数,通过 HPLC 测定药材中 积雪草苷与羟基积雪草苷的质量分数。【结果】种植密度对积雪草的分枝数、单株干质量、茎粗、叶片厚度、 叶柄长、叶长与、叶宽等形态指标均无显著影响。随着种植密度的增加,积雪草叶片的叶绿素含量、净光合速 率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间 CO2 浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）均呈先升高后降低的变化趋势;Pn 在密度 12 万株 /hm2 时最高,为 15.24 μmol CO2 /（m2 ·s）,但与 6 万株 /hm2 密度无显著差异;在 6 万株 /hm2 密度下, 叶绿素 a、叶绿素 b、叶绿素总量、Gs、Ci、Tr 均达到最大值,均显著高于其他密度。积雪草的鲜质量、干质 量、折干率均随着种植密度的增加呈先升高后降低的变化趋势,以 6 万株 /hm2 最高,分别为 21.44 t/hm2 、4.20 t/ hm2 、19.60%,均显著高于其他密度处理。不同种植密度的积雪草苷与羟基积雪草苷总质量分数为 1.95%~2.73%, 均远超过《中国药典》2020 年版的规定（0.8%）;随着种植密度的增加,积雪草苷与羟基积雪草苷的质量分数 均呈先缓慢上升再下降的变化趋势,以 6 万株 /hm2 的积雪草苷与羟基积雪草苷质量分数总和最高、达 2.73%。 相关性分析结果显示,Tr 与药材鲜质量之间呈显著正相关,而药材干质量则与 Tr、Gs 等光合参数以及叶绿素总 量均呈显著正相关。【结论】积雪草大棚栽培最适宜的种植密度为 6 万株 /hm2 ,合理密植能有效增强积雪草的 光合特性和光合效率,进而提高药材产量与品质。     

基于离散元法玉米秸秆双层粘结模型力学特性研究

针对玉米秸秆外表皮与内穰力学特性存在显著差异问题,建立离散元玉米秸秆双层粘结双峰分布模型,通过力学试验与虚拟仿真试验对比,标定玉米秸秆外表皮和内穰力学参数,校正离散元模型,探究玉米秸秆力学特性.结果表明,采用离散元Hertz-Mindlin with bonding颗粒接触方法可建立玉米秸秆双层粘结双峰分布模型.完善DEM方法建立玉米秸秆颗粒粒度随机分布的双层粘结模型方法.通过力学试验得出青贮玉米秸秆外表皮弹性模量和剪切模量分别为982.52和387.58 MPa,青贮玉米秸秆内穰弹性模量和剪切模量分别为28.64和8.13 MPa,外表皮木质部与内穰纤维部力学特性差异显著.计算得出外表皮-外表皮、外表皮-内穰、内穰-内穰之间粘结参数.通过单轴压缩试验,剪切与虚拟仿真试验对比验证离散元模型可靠性.文章所建立玉米秸秆双层粘结双峰分布离散元模型表征两者力学特性差异,为青贮玉米饲料数值化研究提供理论依据.     

不同动物模型对安格斯牛周岁生长性状遗传参数估计的比较分析

旨在分析不同动物模型对宁夏地区安格斯牛周岁生长性状遗传参数估计的影响,筛选出估计生长性状遗传参数的最佳动物模型。本研究使用包含或剔除母体遗传效应、母体永久环境效应及母体与直接遗传效应之间是否存在协方差来区分6种动物模型,借助DMU软件的DMU_AI模块,利用约束最大似然法(AI-REML)估计安格斯牛周岁生长性状的遗传参数。利用赤池信息准则(AIC)和似然比检验(LRT)来确定最佳动物模型。结果表明:1)在不考虑母体效应的模型中(模型1),周岁体重、体高、体长和胸围的直接遗传力分别为0.59±0.02、0.52±0.03、0.20±0.04和0.52±0.03;2)在考虑母体加性遗传效应及其与直接加性遗传效应的协方差模型中(模型4),直接遗传力和母体效应的遗传力升高,总遗传力值降低;3)模型4估计的周岁体重、体高、体长和胸围的直接遗传力分别为0.77±0.01、0.73±0.03、0.33±0.04和0.70±0.03,母体效应遗传力分别为0.50±0.05、0.51±0.05、0.10±0.04和0.23±0.04,总遗传力分别为0.16±0.06、0.12±0.05、0.11±0.01和0.32±0.01。综上,基于本研究发现模型4对安格斯牛周岁生长性状的遗传参数估计效果最佳,为宁夏地区安格斯牛核心群的选育提高提供理论依据。     

叶用莴苣叶片对LED脉冲光的光合响应模型及光能利用

为探究LED脉冲光对作物光合特性的影响,探讨在不影响作物正常生长的前提下如何进一步降低能耗,提高照光效率,选用叶用莴苣(Lactuca sative L.)为试验材料,设置5个占空比水平(20%、40%、60%、80%和100%)和14个频率水平(1、2、4、8、16、32、64、128,256、512、1 024、2 048、4 096和8 192 Hz),共计70个处理,以连续光(占空比100%)为对照,探讨不同形式脉冲光对叶片净光合速率(Pn)的影响,并构建脉冲光占空比和频率与净光合速率之间的响应模型。通过对模型边际效应、交互作用以及光能利用率(LUE)的分析得出:占空比和频率都对 Pn 增长有促进作用,随着占空比和频率的增加,Pn也随之增加并最终趋于稳定状态直至与连续光处理的Pn无显著差异;占空比越高,叶用莴苣叶片的Pn达到饱和的频率越低;当Pn达到饱和状态时,脉冲光下的LUE要显著高于连续光。综上,占空比20%、频率512 Hz为最佳占空比与脉冲光频率组合。该结果可为优化LED植物节能补光灯光源参数设计及研发提供理论支撑。     

低温胁迫对不同种源蒙古莸叶绿素荧光特性的影响

以4个种源(BLG、XS、LJD、JB)的蒙古莸种子培育出的实生苗为试材,对其进行不同温度的处理(3、7、11、15℃),探究不同低温胁迫条件下各种源蒙古莸在不同光强度下叶绿素荧光参数变化规律,旨在阐明其对光照环境条件变化的适应。结果表明:低温胁迫导致其PSⅡ反应中心功能下降,更易失活,对光合器官造成伤害;蒙古莸主要通过降低电子传递速率(ETR)并降低实际光化学效率(Yield)的方式降低光能捕捉效率,减少过剩光能的积累,并以此减弱光抑制带来的伤害;低温胁迫后对光破坏防御能力最差的是LJD种源。     

松材线虫疫木树蔸铣削过程仿真及优化

针对松材线虫疫木所处环境复杂、难以携带普通林业设备到达疫木位置的问题,需对实地铣削松材线虫疫木树蔸粉碎机的切削刀具进行减阻特性研究,最终达到设备轻量化的目的。阐述了树蔸粉碎机的结构、工作原理及操作方法;以切削刀具单刀片为研究对象,基于Ansys的Ls-Dyna有限元显式求解程序进行松材线虫疫木树蔸铣削过程的仿真计算,构建出平均切削阻力与切削刃后角、楔角、线速度间的关系模型并进行解析;然后进行铣削过程的刀具参数优化。结果表明:影响平均切削阻力的单因素顺序依次为楔角、后角和线速度;双因素交互作用效应中后角和楔角对平均切削阻力的影响较为明显。由优化结果可得,当后角为12.94°、楔角为38.33°、线速度为9.91m/s时,平均切削阻力达到最小值22.29 N。松树疫木树蔸实木切削验证试验结果表明:平均切削阻力实测值与预测值的误差均值为10.09%,基本一致,说明该松材线虫疫木树蔸铣削过程仿真可用于树蔸粉碎机切削刀具参数优化。通过切削刀具减阻优化,树蔸粉碎机总质量最终减轻了34.4%,达到设计目标质量要求。     

设施樱桃幼苗对NaCl胁迫的生理响应

为探究樱桃幼苗对盐胁迫的耐受范围及其对盐胁迫的响应机制,以"春露"樱桃为试材,借助营养液沙培盆栽的方式,研究不同浓度的NaCl胁迫对设施樱桃幼苗光合色素、光合参数及抗氧化酶保护系统的影响.结果表明,在NaCl浓度0～0.7％时,设施樱桃幼苗叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b和类胡萝卜素含量随NaCl浓度的增加而逐渐降低,且在NaCl浓度0.7％时上述指标最小,较对照分别降低35.92％、33.33％、35.12％、56.25％,与对照差异显著(P<0.05).净光合速率、蒸腾速率随NaCl浓度的增加而降低,胞间CO2浓度呈先降低后增加的变化趋势,且在NaCl浓度0.3％时最小,较对照减小12.31％,与对照差异显著(P<0.05).NaCl浓度为0～0.3％时,盐胁迫强度的增加刺激SOD、POD活性的提高;NaCl浓度在0.5％～0.7％时,盐胁迫强度的增加抑制SOD、POD活性的提高.     

黄绿叶突变体冀麦5265yg的光合生理特性分析

【目的】叶色突变体是研究叶绿素合成、叶绿体发育和光合作用的理想材料,探索小麦黄绿叶突变体的光合生理特性,旨在阐明其光合作用调控机理,为小麦黄绿叶突变体的进一步利用奠定基础。【方法】以野生型冀麦5265和突变体冀麦5265yg为试验材料,对叶色表型进行观察,采用分光光度计和试剂盒法测定色素含量和酶活性,并利用Li-6400便携式光合仪和PAM100叶绿素荧光仪进行光合气体交换参数和叶绿素荧光参数测定。【结果】表型观察和色素含量结果表明,突变体苗期叶片表现为黄绿色,抽穗后叶片逐渐转变为淡绿色。遮阴处理可以使叶片颜色部分复绿,但比野生型略浅,属于光诱导转绿型突变体。突变体叶绿素a和叶绿素b含量显著低于野生型,叶绿素a/b的比值升高,为典型的叶绿素缺乏型突变体;光响应曲线和CO₂响应曲线显示,突变体的表观量子效率（AQY）、光饱和点（LSP）、最大净光合速率（P_n-max）、光补偿点（LCP）、暗呼吸速率（Rd）、羧化效率（CE）和饱和CO₂浓度（I_-sat）显著高于野生型,说明突变体叶片的光合机构稳定,强光下光合速率更高;光合气体交换参数和叶绿素荧光动力学参数表明,突变体的净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）、光化学量子效率（F_v/F_m）、实际光化学效率（ΦPSII）和光化学淬灭系数（qP）显著高于野生型,说明其具有较强的光能转化和CO₂固定能力;突变体的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性均高于野生型,丙二醛（MDA）含量下降,可溶性糖和可溶性蛋白含量升高,说明抗氧化酶系统通过清除氧自由基降低了氧化损伤,突变体叶片细胞膜损害减轻,抗逆性增强;突变体的核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）活性显著低于野生型,磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）活性显著高于野生型,推测C₄ 途径光合酶PEPC活性的升高可能是突变体具有较高净光合速率的原因之一。花后遮阴以及外源喷施抗坏血酸AsA和二硫苏糖醇DTT处理表明,突变体对光强变化更敏感、叶片内AsA含量及叶黄素循环效率更高。【结论】黄绿叶突变体冀麦5265yg叶片气孔导度明显改善、热耗散降低、C₄途径光合酶活性升高,是其光合速率提高的主要原因。该结果为小麦叶色突变体高光合特性的分子调控机制研究奠定基础。