Combined mutations in five wheat STARCH BRANCHING ENZYME II genes improve resistant starch but affect grain yield and bread-making quality

Increases in the proportion of amylose in the starch of wheat grains result in higher levels of resistant starch, a fermentable dietary fiber associated with human health benefits. The objective of this study was to assess the effect of combined mutations in five STARCH BRANCHING ENZYME II (SBEII) genes on starch composition, grain yield and bread-making quality in two hexaploid wheat varieties. Significantly higher amylose (∼60%) and resistant starch content (10-fold) was detected in the SBEII mutants than in the wild-type controls. Mutant lines showed a significant decrease in total starch (6%), kernel weight (3%) and total grain yield (6%). Effects of the mutations in bread-making quality included increases in grain hardness, starch damage, water absorption and flour protein content; and reductions in flour extraction, farinograph development and stability times, starch viscosity, and loaf volume. Several traits showed significant interactions between genotypes, varieties, and environments, suggesting that some of the negative impacts of the combined SBEII mutations can be ameliorated by adequate selection of genetic background and growing location. The deployment of wheat varieties with increased resistant starch will likely require economic incentives to compensate growers and millers for the significant reductions detected in grain and flour yields.     

水流作用下一种养殖金属网衣水阻力特性的数值模拟研究

为保障深远海金属网箱养殖系统的结构安全,进行网箱结构的水动力学研究是一项重要的工作。构成金属网箱主要组成部分的金属网衣是一种小直径多孔的网状结构,在波浪和水流作用下的水动力学特性与一般的海洋工程结构物有显著不同。本文基于有限元基本原理,采用梁单元模拟金属网线结构,采用连接单元模拟网线接触部位的相互作用,并运用ABAQUS软件进行数值计算,在试验验证的基础上,分析了在水流作用下一种金属菱形链网衣在不同网目尺寸、不同网线直径情况下的水阻力变化情况。数值模拟结果表明在各种工况下,当网目尺寸由25 mm增加到35 mm、45 mm时,网衣受力增加幅度的平均值分别为14.71%和38.07%;当网线直径由2.5 mm增加到3.2 mm、4.0 mm时,各工况下网衣受力增加幅度的平均值分别为25.05%和45.06%。研究结果可以为进一步开展深海养殖金属网箱水动力特性研究提供积极的基础。     

不同时段补光对日光温室番茄营养与风味品质的影响

在日光温室基质栽培条件下,以‘粉太郎’番茄(Solanum lycopersicum)为试验材料,采用红蓝光配比为7∶2的LED灯作为光源,设置3个不同补光时段,分别为揭帘前补光5 h(T1)、盖帘后补光5 h(T2)、揭帘前和盖帘后各补光2.5 h(T3),以不补光为对照(CK),研究了不同时段补光对番茄成熟果实总产量、糖酸组分及番茄红素质量分数的影响。结果表明,补光能够显著增加番茄果实总产量,与对照相比,揭帘前补光5 h、盖帘后补光5 h、揭帘前和盖帘后各补光2.5 h分别增加4.23%、12.91%、16.63%;揭帘前补光5 h显著增加番茄果实中果糖、葡萄糖、蔗糖和总糖及番茄红素质量分数,分别为40.48%、53.33%、66.66%、47.25%和31.52%,而柠檬酸、苹果酸、有机酸质量分数差异不显著,从而显著增加番茄果实中糖酸比;盖帘后补光5 h和揭帘前和盖帘后各补光2.5 h分别显著降低番茄果实中蔗糖和果糖质量分数,而总糖、苹果酸、酒石酸、糖酸比及番茄红素质量分数差异不显著。不同时段补光处理的番茄果实糖酸各组分及番茄红素之间存在一定相关性,其中果糖、葡萄糖和总糖质量分数两两之间呈极显著正相关,柠檬酸和有机酸质量分数呈显著正相关,酒石酸与果糖、葡萄糖和总糖质量分数呈极显著正相关,与蔗糖质量分数呈显著正相关;番茄红素质量分数与总糖、各糖组分、苹果酸质量分数呈显著正相关。因此,揭帘前补光5 h可显著增加番茄果实的总产量,同时有利于促进番茄果实各糖酸组分质量分数的积累,从而提高番茄果实中总糖、有机酸质量分数和糖酸比,且增加番茄果实中番茄红素的质量分数,进而提高番茄营养与风味品质。     

沂蒙山区金银花光合效率对土壤水分的响应

为探索抗旱灌木光合作用效率对土壤水分的响应特征与阈值效应，以沂蒙山区优势灌木金银花为材料布设盆栽模拟试验，通过人工灌水与植物自然耗水的方法进行控水处理，在不同水分梯度下测定分析了金银花的光合作用参数，并对土壤水分有效性进行了分级。结果表明:1）金银花叶片净光合速率（P_n）和水分利用效率（WUE）对土壤相对含水量（RSWC）具有明显的阈值响应规律，当RSWC分别为79.59%和47.43%时，金银花P_n、WUE达到最大值。当RSWC=29.71%时，制约光合效率的主要因子由气孔限制转为非气孔限制。2）确定了金银花光合作用的5个特征水分阈值:P_n水分补偿点、P_n水分均值点、P_n水分饱和点、WUE水分均值点和WUE水分高效点。同时，将金银花的土壤水分有效性划分了5个等级:高产高效水、高产中效水、中产高效水、低产低效水和无产无效水。3）田间水分管理时，为维持金银花较高的光合作用水平，应维持的土壤水分范围为:42.38%≤RSWC≤96.05%，避免土壤水分低于29.71%。研究结果可为沂蒙山区干旱逆境下金银花的风险诊断和田间水分管理提供科学依据。     

贮运条件对草莓主要色素成分稳定性的影响

草莓在贮藏和运输期间会产生褪色现象,花青素含量逐渐减少。为研究光照时间、温度、pH、金属离子对草莓花青素的影响,探索合适的加工与贮运条件,在花青素含量保持一致的情况下设置4种反应条件,探讨光照时间、温度、pH、金属离子对草莓花青素的影响。草莓花青素在自然光下照射8 h,吸光度值下降25%,温度高于60℃后,吸光度值下降67%。当pH>7时,吸光度值下降85%,添加Na⁺、Mg²⁺后的色素提取液反应2 h后所测吸光度值分别保持在0.070和0.050左右,而添加Fe³⁺后测得的吸光度值下降87%。实验结果表明,草莓在贮运过程中应避光、低温、保持酸性条件,且避免与铁制品接触。     

模拟林(竹)-草种植模式遮荫对扁穗牛鞭草的光合速率、生长的影响及其经济效益分析

在模拟遮荫条件下对扁穗牛鞭草的净光合速率、生长指标和经济效益进行了分析。结果表明,扁穗牛鞭草在自然光强1 200μmol/(m2.s)左右时达到饱和点,遮荫48%~79%的光强下很难达到光饱和状态;在中、低光强辐射时,遮荫16%~79%的净光合速率仅为全光下的33.8%~86.4%,高光强辐射下,不同遮荫度下的净光合速率为其全光照的35.0%~94.7%;不同光照强度或者同一光照强度的不同遮荫梯度下,扁穗牛鞭草净光合速率都表现出显著差异[F遮荫=44.09>F0.05(3.84),Pv<0.05;F光照=11.72>F0.05(4.46),Pv<0.05];遮荫改变了光照条件,影响光合产物的合成,进而抑制了扁穗牛鞭草的茎粗生长、植株萌发以及生物量的积累,对株高生长则表现为抑制和促进2个方面;不同遮荫梯度下扁穗牛鞭草产值下降幅度为35.0%~83.1%,年产出0.512 3万元/hm2为扁穗牛鞭草种植的临界值,林(竹)-扁穗牛鞭草模式的冠层遮荫度需等于或小于43%,才能有一定的经济效益。     

养殖模式对冬季商品肉鸭舍温湿指数的影响

选择1日龄健康樱桃谷SM3系商品代肉鸭18 490羽,随机分为网上(N组)和发酵床上(B组)2组进行饲养,监测冬季一个完全生长周期内(42d)鸭舍温度(T)、相对湿度(RH)及温湿指数(THI)变化,探讨不同养殖模式对商品肉鸭舍温湿指数的影响。结果表明:N组和B组舍内平均温度均明显高于平均气温;N组舍内温度全部高于B组,N组平均温度比B组高8.32℃,差异显著(P0.05)。N组和B组舍内相对湿度均明显高于室外;N组舍内平均相对湿度比B组高2.47%,无显著性差异(P0.05)。试验期N组有16d处于热应激状态,B组有6d处于冷应激状态。结果提示,在北方寒冷气候下网上供暖养殖模式能为商品肉鸭提供更舒适的温湿度条件。     

猪饲料有效能值预测模型的构建

为探索饲料常规成分及碳水化合物组分与饲料有效能值之间的关系方程,本研究以NRC第11版《猪营养需要量》中发布的122套饲料营养成分表为基础,将饲料中11种基础成分[6项常规成分:干物质、粗蛋白质(CP)、粗纤维(CF)、粗脂肪(EE)、酸性醚提取物、粗灰分(ash);5项碳水化合物组分:淀粉(ST)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、半纤维素、酸性洗涤木质素]作为自变量,将饲料中的消化能(DE)、代谢能(ME)及净能(NE)作为因变量,采用SAS软件中的REG过程,分别建立不同性质饲料、自变量的不同组合与DE、ME及NE之间的回归关系方程,并以相关系数(R2)及变异系数(CV)作为评价回归模型的优劣。研究表明,有效能值与CP、ST及纤维类指标显著或极显著相关(P0.05或P0.01)。将所有饲料作为研究对象时,饲料的DE、ME及NE与上述11种基础成分之间建立的普适性回归模型预测效果较差。当将14种玉米及其加工产品形成子集时,建立饲料基础营养成分与DE、ME及NE的关系方程分别为7、6和7套(P0.05),且3组回归模型R2分别为0.632 8~0.772 3、0.646 9~0.684 9和0.670 5~0.822 1,CV分别为6.61%~8.40%、6.58%~7.34%和6.21%~8.27%;当将13种大豆及其加工产品形成子集时,共建立饲料基础成分与DE、ME关系方程分别有3和4套,回归模型R2分别为0.907 1~0.926 9、0.890 7~0.922 3,CV分别为5.40%~6.09%、5.79%~6.78%,NE与基础营养成分指标之间无法建立具有营养学意义的有效回归方程。对于同类饲料中具有相同自变量组合的DE及ME预测模型而言,两者之间的差异主要是自变量CP的系数上,且CP部分对ME的正效应低于DE,这保证模型预测的ME低于DE。同时选用本研究构建的适宜模型,补充了NRC第11版成分表中第97(去皮大豆粕,低寡糖,浸提)、101(全脂大豆,高蛋白质)及102号(全脂大豆,低寡糖)饲料的DE值分别为15.99、17.35、17.27 MJ/kg,ME值分别为14.53、16.15和16.14 MJ/kg。综上,以NRC(2012)饲料营养成分表为基础,建立的普适性有效能值回归模型预测效果较差。按照玉米类和大豆类进行分类,可建立DE、ME和NE与饲料化学成分之间的多元回归方程,其中最优的预测因子为CP、EE、ST、ash、NDF、ADF。具有相同自变量的同类饲料DE和ME预测模型之间的差异是CP系数,CP影响DE转化为ME的效率。     

不同栽培模式西番莲的光响应特性

以黄果西番莲Passiflora edulis f. flavicarpa Degener和紫果西番莲P. edulis Sims为实验材料,采用Li-6400便携式光合测定仪测定露地及设施栽培模式两种西番莲的光合参数,非直角双曲线模型进行拟合,分析不同栽培模式对两种西番莲叶绿素及光合参数的影响。结果表明,与露地栽培相比,设施栽培模式黄果西番莲的叶绿素含量、表观量子效率（AQY）、光补偿点（Ic）和暗呼吸速率（Rd）无显著变化,最大净光合速率（Pnmax）和光饱和点（Isat）显著降低。紫果西番莲叶绿素含量显著增加,AQY、Pnmax和Isat无显著变化,Ic与Rd降幅较大。两种西番莲叶绿素a/b（Chl a/b）值均显著降低。说明黄果西番莲和紫果西番莲分别在露地栽培模式和设施栽培模式的光合效率更高,能积累更多的光合产物。