含刚性沉水植物明渠水流结构的试验研究

【目的】得到含刚性沉水植物明渠的水流结构。【方法】采用粒子图像测速仪(PIV),用有机玻璃棒模拟刚性植物,在不同来水流量、植物密度条件下对明渠水流结构进行了试验研究。【结果】无植物时平均流速沿垂向呈对数分布规律,有植物时则呈现明显的分区分布特性。无植物时紊动强度值沿垂向变化不大,有植物时在植物顶端位置处紊动最剧烈。流量或植物密度越大,植物顶端位置的流速梯度就越大,植物层上方的流速最大值也越大。植物密度越大,植物顶端位置的紊动强度越大,植物密度对水流紊动强度由最大值减小到最小值的区域影响很大。【结论】刚性沉水植物的存在会改变水流结构,增强紊动掺混,增强流体质点交换和能量传递,且上述影响会随着流量或植物密度的增大而增强。     

Hormonal changes play important roles in the key period of superior and inferior earshoot differentiation in maize

The upper earshoots with higher superiority usually have higher yield potential and higher efficiency. To determine the key period for the asynchronous differentiation of superior and inferior earshoots and how hormones are involved in this process, a two-year experiment was designed using two maize hybrids: Suyu 41 (S41, single-ear hybrid) and AN 101 (A101, double-ear hybrid). The results showed that the lag of lower earshoot differentiation was not only caused by the delay of the differentiation starting time but also related to extension of the duration in spikelet differentiation (stage II) and sexual organ formation stage (stage IV). From 12 days before silking (DBS), the contents of indole-3-acetic acid (IAA), zeatin riboside (ZR)+zeatin (ZT), and gibberellic acid (GA₃) in both upper and lower earshoots of the two hybrids increased dramatically and then decreased quickly. ABA slightly increased in the two hybrids and then decreased slowly in S41, while it was maintained at a high level in A101. At 8 DBS, i.e., the transition period from floret differentiation to sexual organ formation stage, not only the growth of upper-to-lower earshoot difference (ULED), but also the values for ULED of IAA, ZR+ZT and GA₃ were all significantly higher in S41 than in A101. Furthermore, the upper-to-lower hormone ratios IAA_U//AA_L and (ZR+ZT)_U/(ZR+ZT)_L were also much higher in the single-ear hybrid than in the double-ear hybrid, while the GA_3U/GA_3L and ABA_U/ABA_L had no significant differences. In addition, the time course of ULED_hormone/ULED_{earshoot growth rate} also suggested that the hormones work in different ways in earshoot superiority/inferiority formation. The delayed differentiation of lower ear shoots was conclusively related to the later initiation of differentiation and the longer durations of specific differentiation stages. Compared with the regulating roles of IAA and ZR+ZT in the key period (8 DBS) of superiority/inferiority differentiation, GA₃ seems to be affected earlier, while ABA contributes little to this process.     

面向智能油田的集输管网工艺模拟软件研制

针对集输管网多相输送体系、不同拓扑结构及输送工艺在数字油田智能化建设中的仿真模拟需求,基于图论方法和管网对象设计了可表示复杂连接关系的通用管网数据结构,耦合流动单元水热力数学模型与节点平衡关系建立了普适性的管网非线性方程组,提出了鲁棒性高的求解方法。以油田集输工艺设计、运行及优化等场景中独立使用或在综合管理系统中集成应用为目标研制了计算软件,通过对比商业软件计算结果,验证了所开发软件的适应性和准确性,同时从工程实用方面探讨了其应用前景。     

免疫层析技术及应用的研究进展

免疫层析技术是一类以纳米级标记物探针作为示踪和标记物的检测技术。此类技术除了具有操作简易、反应迅速和时耗较短等特点外,还兼具低成本和高特异性,尤其适用于临场检测。免疫层析技术的发展随着时代需求也在不断加速和更新,现以经典的胶体金免疫层析技术为基础,综述时间分辨与镧系元素荧光免疫层析、荧光微球免疫层析、量子点免疫层析、纳米模拟酶免疫层析及结合新技术的免疫层析的原理、研究进展和临床应用,并对免疫层析技术的未来发展做出展望。     

不同生育期成龄灰枣树茎流速率与气象因子的关系

【目的】在微喷灌的灌溉方式下,研究不同天气和不同气象因子条件下成龄灰枣树的茎流速率,精准测定出成龄枣树的耗水量,为优化枣树的土壤水分管理提供生产指导。【方法】采用针式茎流计,连续监测灰枣树茎流速率,分析枣树的茎流速率受不同天气和气象因子的影响程度。【结果】晴天和阴天茎流速率的波动变化过程呈倒“U”型的单峰曲线,而多云天气下呈“M”型的双峰曲线。1 d中枣树的茎流累积趋势呈“S”变化,各生育期耗水量大小排序为果实膨大期>成熟期>花期>萌芽展叶期。只有成熟期枣树的茎流速率与空气温度相关程度最高,其余都是太阳辐射。各生育期太阳辐射与枣树茎流速率的相关系数R_D1=0.964^**、R_D2=0.969^**、R_D3=0.957^**和R_D4=0.886^**。利用多元线性回归在枣树的各生育期内对茎流速率和气象因子进行输入回归,建立不同天气条件下,各生育期枣树茎流速率和气象因子的多元线性回归模型,经过回归系数和相关系数检验,各生育期的多元线性回归方程均达到了显著水平。【结论】各生育期内,典型天气的茎流速率排序为晴天>多云>阴天,整个生育期中的需水关键期是果实膨大期,对枣树的茎流速率产生最大影响的气象因子是太阳辐射和空气温度。     

不适温度条件诱导西瓜嗜酸菌进入VBNC状态的研究

 由西瓜嗜酸菌(Acidovorax citrulli)引起的瓜类果斑病,是危害西瓜和甜瓜等葫芦科作物的一种典型的种传细菌性病害。已有文章报道西瓜嗜酸菌在铜离子诱导下可进入“有活力但不可培养”(viable but non-culturable,VBNC)状态,并在适当条件下复苏,成为生产中潜在的病害初侵染来源。本文结合实际生产中的种子温汤浸种和低温储藏等条件,分别设定了50℃、55℃高温和4℃低温对西瓜嗜酸菌AAC00-1进行处理,通过流式细胞术(flow cytometry,FCM)和平板培养法分别检测菌体活性和可培养性。结果显示,不适宜的温度条件能够诱导西瓜嗜酸菌AAC00-1进入VBNC状态,其中55℃高温20和30 min的两个处理,所有活菌均进入VBNC状态。将处理后的AAC00-1接种西瓜子叶,接种植株未表现出果斑病症状,且不能从接种部位分离得到可培养菌体。表明本诱导条件下的VBNC状态A. citrulli菌体不能通过短时间活体接种复苏。本研究分析了西瓜嗜酸菌在不适宜温度条件下进入VBNC状态的能力,为解析病害可能的初侵染来源提供了理论依据,对葫芦科作物果斑病防控具有重要的生产实践意义。     

‘72杨’韧皮部的构造与理化性能

将‘72杨’、杉木和毛竹的木质部进行对比试验,观察并测试‘72杨’韧皮部的解剖构造以及理化特性,为其高值化利用提供基础数据。使用场发射环境扫描电镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪等设备和NREL标准对‘72杨’韧皮部的微观结构、结晶度、化学成分等物化性质进行测定与分析。研究结果表明,‘72杨’韧皮部中韧皮薄壁细胞和筛管分子占细胞总面积的(81.9±1.8)%,结构相对简单。‘72杨’韧皮部气干密度为0.358 g/cm3,绝干密度为0.321 g/cm3;而木质部的相应密度较高,分别为0.497和0.482 g/cm3;‘72杨’韧皮部结晶度仅为19.4%,比木质部低8.7%。‘72杨’韧皮部纤维素、半纤维素、木质素的含量分别为28.7%,11.1%,24.1%,均低于木质部中相应成分的含量,且木质化程度低,半纤维素以木糖为主。此外,由红外谱图发现‘72杨’韧皮部含有单宁、酚类、胼胝质等物质。‘72杨’韧皮部具有低密多孔、结构疏松、结晶度低、木质素含量低、抽提物含量高等特点。因此,‘72杨’韧皮部特别有利于机械(能耗低)或化学(抗降解屏障低)降解以及物化改性(多孔、可及性强),可提取酚类、单宁、胼胝质等物质用于工业应用,研究结果可为‘72杨’韧皮部的高值化利用提供重要的理论依据。     

热敏感流体空化数值模拟及流动特性分析

为描述和捕捉热敏感流体空化的流动特性,文中对Zwart-Gerber-Belamri(ZGB)空化模型进行了热力学修正.通过将ZGB模型与修正的ZGB空化模型对液氮绕二维水翼空化流动的模拟结果与Hord的试验数据进行对比. 结果表明:修正的ZGB空化模型对于热敏空化流动的模拟结果与试验数据更加吻合,特别是能够较好的预测水翼表面温度和压力的分布. 采用修正的ZGB空化模型对氟化酮绕NACA 0015三维水翼的空化流动进行研究,并将空腔脱落的演化过程与Kelly的试验数据进行对比,模拟结果可以合理预测到试验过程中三维水翼附近空腔的脱落及其演化过程,进一步证明了修正的ZGB空化模型对于不同热敏流体的适用性.最后,对热敏流体空化周期性脱落的动态特征进行了识别和分析.结果表明:Ω的等值面与脱落的空腔形状相似,这表明脱落的空腔区域中呈现大规模的旋涡运动.空腔的生长脱落使水翼壁面产生明显的温降,B因子能够有效的预测腔内温降.     

利用CRISPR/Cas9技术编辑BADH2-1/BADH2-2创制香米味道玉米新种质

【目的】香味是作物的重要食味品质之一。2-乙酰-1-吡咯啉（2-acetyl-1-pyrroline,2-AP）是主要香味物。BADH2是控制水稻等作物香味性状的关键基因,敲除该基因可以产生香味稻米。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术在北京市农林科学院自育的玉米骨干亲本京724上敲除BADH2同源基因,以期获得有香米味道的玉米新种质材料。【方法】利用Ensembl数据库在线BLAST工具,将水稻OsBADH2蛋白序列在拟南芥、水稻和玉米蛋白序列数据库中进行序列比对,获得上述3个物种的BADH基因家族成员,并利用UniProt蛋白数据库中的结构域信息进行验证。进一步使用MEGA软件进行系统进化分析,获得玉米BADH2同源基因作为候选编辑靶标。基于CRISPR/Cas9基因编辑技术的原理,在候选基因的外显子处设计特异性靶点,并构建入CRISPR/Cas9基因编辑载体。再以玉米自交系京724为受体,利用农杆菌介导的遗传转化方法,通过磷酸甘露糖异构酶基因（phosphomannose isomerase,PMI）抗性筛选获得阳性转基因植株。转基因株系经测序明确其在靶基因中产生的突变类型。利用气相色谱质谱联用仪（gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS）检测基因编辑株系T₁籽粒中香米主要香味物质2-AP的含量,以确认京724在基因编辑前后2-AP含量的变化。【结果】系统进化分析发现,玉米中存在2个BADH2同源基因,分别命名为ZmBADH2-1和ZmBADH2-2。ZmBADH2-1位于第4染色体,ZmBADH2-2位于第1染色体。2个基因均包含15个外显子和14个内含子,第4外显子间的核苷酸序列高度同源。在2个基因的第4外显子区域设计靶点并构建入CRISPR/Cas9基因编辑载体,通过遗传转化获得28株转基因株系。PCR扩增及测序分析结果显示,其中10株材料的2个ZmBADH2s在靶点区域均发生突变,突变基因型包括双等位突变和多等位突变,突变类型为不同数量的碱基缺失和插入。质谱检测结果显示玉米ZmBADH2双基因突变体籽粒中存在与香稻同样成分的2-AP。随机选取的4个T₁代基因编辑株系籽粒中,2-AP平均含量分别为438.29、404.63、348.65和161.82 μg·kg^-1,而未经过编辑的京724中未检测到2-AP。【结论】利用CRISPR/Cas9技术对玉米ZmBADH2-1和ZmBADH2-2同时进行定点敲除,创制出籽粒中具有香米味道的玉米骨干亲本新种质材料。     

Nutritional Qualities of the Low-Value Bivalve Mollusks Paphia malabarica and Villorita cyprinoides at the Estuarine Waters of the Southwestern Coast of India

The bivalve mollusks Paphia malabarica and Villorita cyprinoides collected from the estuarine system located in the southwest coastal waters of India were evaluated for their nutritional composition. A balanced essential to nonessential amino acid ratio (> 1.0) with a greater quantity of sulfur-containing amino acids in these species demonstrated that they could provide well-balanced protein depositions. The n-3/n-6 polyunsaturated fatty acid ratio in P. malabarica was found to be greater than 2, and, therefore, can be considered as a healthy diet. The C₂₀–C₂₂ long-chain polyunsaturated n-3 fatty acids (for example, docosahexaenoic acid and eicosapentaenoic acid) accounted for more than 23% of the total fatty acid content in P. malabarica as compared to about 7% in V. cyprinoides. P. malabarica showed greater hypocholesterolemic/hypercholesterolemic ratio (1.7) and lesser atherogenicity (0.7), thrombogenicity (0.3) indices when contrasted with those in V. cyprinoides, thereby indicating the nutritional superiority of the former. A greater content of vitamin D₃ (> 150 IU), along with significant quantities of calcium and phosphorus (> 500 mg/100 g) in the clams, signified their importance in preventing osteoporosis. This study demonstrated the importance of bivalves, in particular, P. malabarica as a valued species for human consumption.