海南橡胶树棒孢霉落叶病菌毒素蛋白基因检测与致病性分析

Cassiicolin毒素蛋白是橡胶树棒孢霉落叶病菌的主要致病因子。本研究对分离自海南省5个市县的橡胶树棒孢霉落叶病菌进行了鉴定,形态学鉴定结合分子生物学鉴定结果表明,病原菌为多主棒孢。利用Cassiicolin毒素不同亚型编码基因特异性引物和菌饼活体接种法分别鉴定了分离菌株的毒素蛋白类型和致病性,结果显示,分离的35个菌株都含有Cas5基因,未发现含其他类型的毒素基因,表明海南橡胶树棒孢霉落叶病菌为含Cas5毒素蛋白优势群体;所有菌株对橡胶树品种‘RRIM600’都能够致病,但是在不同抗性品种上致病性存在一定差异。     

油茶皂苷的制备及提纯工艺研究

为研究油茶皂苷的制备及提纯工艺,为中试化生产提供科学的技术支撑,通过正交试验得到最佳工艺为乙醇体积分数75%,料液比1∶2,提取时间120 min,提取温度60℃,得到纯度为55.65%的油茶皂苷粗品,得率16.12%。油茶皂苷粗品配置成质量分数3%水溶液,加入10%体积的1%壳聚糖絮凝剂絮,经凝沉、淀除去杂质,澄清液经AB-8型大孔树脂吸附90 min,用质量分数2%氢氧化钠溶液洗脱杂质,再用体积分数70%乙醇溶液洗脱油茶皂苷,将洗脱液旋转蒸发,除去乙醇并烘干,即得到纯度85.36%的油茶皂苷。     

甘蔗热带种金属硫蛋白家族基因的克隆及响应重金属胁迫的表达分析

金属硫蛋白是一类富含巯基的低分子量蛋白,在植物的重金属解毒及细胞氧化还原调控等方面起重要的作用。本研究以甘蔗热带种Badila组培苗为材料,分别测定了其在CdCl2、ZnSO4和CuCl2水溶液培养条件下地上部和地下部的重金属含量,结果显示其对上述3种重金属有较强的耐受与富集能力。继而克隆了ScMT1(登录号为KJ504373)、ScMT2-1-5(登录号为MH191346)和ScMT3(登录号为KJ5043704)3个金属硫蛋白家族基因,它们分别属于植物MT亚家族中的MT1、MT2和MT3型基因。ScMT1含有1个内含子和2个外显子,开放阅读框(Open Reading Frame,ORF)长228 bp,编码75个氨基酸;ScMT2-1-5含有2个内含子和3个外显子,ORF长246 bp,编码81个氨基酸;ScMT3含有1个内含子和2个外显子,ORF长198 bp,编码65个氨基酸。RT-qPCR显示,Cd2+胁迫下,在甘蔗地上部和地下部,ScMT2-1-5均连续显著上调表达,而ScMT1的上调应答出现延迟。ScMT3在地上部的上调应答出现延迟,在地下部呈“扬-抑”趋势,提示甘蔗响应Cd^2+胁迫过程中ScMT2-1-5起更积极的作用,ScMT1参与胁迫后期的分子响应,而ScMT3不起主导作用。Cu^2+胁迫下,地上部ScMT1连续显著上调表达,ScMT2-1-5和ScMT3呈总体上调的表达趋势;地下部,ScMT1和ScMT2-1-5的上调表答均出现延迟,仅在胁迫后期显著上调表达,而ScMT3仅在胁迫前期显著上调表达。该结果提示了ScMT1、ScMT2-1-5和ScMT3在Cu2+胁迫响应过程中的协作关系,三者共同参与了地上部的胁迫响应,其中ScMT1起更积极的作用;此外三者还先后参与了地下部对Cu^2+胁迫的分子响应。Zn^2+胁迫下,ScMT1和ScMT3分别仅在地上部和地下部显著上调表达;ScMT2-1-5在地上部和地下部均呈“扬-抑”的应答趋势;提示了在甘蔗响应Cd^2+胁迫应答过程中ScMT1和ScMT3分别在地上部和地下部起主要作用,ScMT2-1-5参与了胁迫前期的分子响应。ScMT1、ScMT2-1-5和ScMT3在甘蔗不同组织中及在重金属(Cd^2+、Zn^2+或Cu^2+)不同累积水平下呈现出相似或互补的应答特性,提示上述甘蔗MT家族不同成员在重金属解毒及细胞氧化还原调控等方面产生了功能分化,且三者在应对过量Cd^2+、Zn^2+或Cu^2+对甘蔗组织造成伤害的过程中存在时空上的协同作用。该研究为深入理解多倍体植物甘蔗中MT家族各成员基因在重金属耐受过程中的协同作用机制奠定了基础。     

衍生气相色谱法测定土壤中的氟化物

优化了土壤中氟化物的前处理方法。采用 NaOH熔融土壤，使得熔融后的土壤中的氟化物能够溶于水，在中性偏酸的条件下，采用三甲基氯硅烷(TMCS)对提取液中的氟离子进行衍生，加入带有正戊烷内标的甲苯进行吸收，然后取甲苯层后进行气相色谱仪(FID检测器)检测。本方法采用外标法定量，精密度 σ<3%，回收率在 85%~110%之间，相比国标 GB/T 22104-2008方法能排除离子干扰，可用于土壤中氟化物准确定量分析。     

氮肥减施对油菜产量、氮素吸收与利用的影响

控释尿素的应用是氮肥减施的关键技术之一。明确普通尿素与控释尿素减量施用对油菜产量、氮素吸收与利用的影响,为油菜产业绿色发展中的氮肥管理策略提供参考。本研究从2007～2013年度连续6年在长江中游油菜主产区,开展普通尿素和控释尿素不同用量的田间定位试验,共设置7个处理:不施氮(CK)、普通尿素减氮50%(U-50%)、普通尿素减氮30%(U-30%)、普通尿素全量施用(U)、控释尿素减氮50%(CRU-50%)、控释尿素减氮30%(CRU-30%)和控释尿素全量施用(CRU),研究油菜生长、产量与构成、氮素吸收量与利用对普通尿素和控释尿素减量施用的响应与差异。氮肥施用明显改善了油菜的生长状况,全量施用时,普通尿素和控释尿素之间主要以分枝数存在显著差异;当氮肥减施达到50%时,各生长指标降幅达到显著水平。氮肥全量施用时,控释尿素处理平均产量达到2 513 kg/hm~2,与普通尿素之间的相对产量差为6.9%,且随着氮肥的减量施用,两种氮肥之间的产量差逐渐增大。氮肥施用对油菜单株角果数的改变是引起产量差异的主要原因,而每角粒数和千粒重均保持在较为稳定的水平。随着氮肥用量的降低,油菜氮素吸收量呈现显著下降的趋势,最低为不施氮处理(38.2 kg/hm~2);而在同一氮素供应条件下,控释尿素比普通尿素表现出更强的氮素吸收能力。导致控释尿素不同用量间氮素回收效率差异较小(平均变幅为58.2%～66.0%),且高于普通尿素处理。在目前油菜推荐氮肥用量(180 kg/hm~2)的基础上,对于中低土壤供氮田块,普通尿素减量施用可能会引起植株氮素吸收不足和减产的风险,而控释尿素减量30%可维持油菜籽产量和氮肥效率在较高的水平。     

质量不平衡对单叶片叶轮径向受力的影响

为了寻找改善单叶片离心叶轮径向受力的方法,通过对一单端面配重的单叶片叶轮进行研究,在外特性试验验证定常数值计算精度的前提下,进行非定常数值计算,获得了单叶片叶轮的径向力矢量分布规律,发现设计工况附近,叶轮所受径向力的方向与叶片相对位置基本固定.基于整周期内径向力的矢量平均,获得平均径向受力的大小和方向.利用虚拟样机仿真技术,获得了质量平衡的叶轮,以及质量不平衡的叶轮;该叶轮的不平衡质量在旋转作用下产生的离心力,正好与平均水力径向力大小接近、方向相反.通过单向流固耦合仿真,发现偏心质量叶轮在实际运行中径向受力大幅度减小,证明了通过精确控制不平衡质量大小及相位角,减小和改善单叶片叶轮径向受力的方法是可行的.     

基于WT-CNN-LSTM的溶解氧含量预测模型

溶解氧（Dissolved oxygen, DO）含量是影响水产养殖产量的重要因素之一，具有时序性、不稳定性和非线性等特点，且其影响因子过多、存在复杂的耦合关系，难以实现精准预测。针对传统长短时记忆神经网络（Long short term memory, LSTM）预测模型易引入冗余数据，且在训练过长序列时会出现梯度消失现象，从而不能捕捉因子间长期的依赖性问题，提出了基于小波变换（Wavelet transform, WT）、卷积神经网络（Convolutional neural network, CNN）和LSTM的溶解氧含量预测模型。首先，使用WT降低数据噪声；然后，使用CNN深度挖掘各变量之间的潜在关系；最后，利用LSTM的时序性预测2h后的水产养殖溶解氧含量。结果表明，本文提出的WT-CNN-LSTM模型预测效果良好，其平均绝对误差、均方根误差和决定系数分别为0.138、0.229和0.954，比传统LSTM模型分别优化了28.87%、21.03%和4.61%。     

滴灌下生物质改良材料对盐渍土水盐氮运移的调控效应

为探究生物质改良材料对滴灌盐渍土水、盐、肥运移过程的调控效应，采用土箱模拟试验，研究了水肥一体化滴灌条件下，生物炭和腐殖酸两种改良材料对盐渍土水、盐、氮运移和再分布过程及其时空分布特征的影响规律。结果表明：在滴灌条件下，盐渍土壤水盐的时空动态变化表现出明显的水分入渗驱动的盐分运移过程和蒸发扩散驱动的水盐再分布过程；铵态氮含量在时间上表现出先增大、后减小的变化趋势，在空间上的运移再分布特征较弱；硝态氮含量初始时空分布表现出与水盐相似的运移特征，受铵态氮硝化作用的多重影响，后期空间分布与铵态氮空间分布相似；生物炭通过提高土壤饱和导水率，增大了入渗阶段土壤水、盐、氮的运移速率和分布范围；腐殖酸通过提高土壤田间持水率增大了再分布过程土壤水、盐、氮的分布范围和强度，同时其对尿素的水解和硝化过程表现出更强的抑制效果。应用生物质改良材料在改变土壤物理性状进而调控滴灌土壤水盐运移的同时，还影响土壤氮素转化运移过程及其分布，这为水肥一体化滴灌盐渍农田的节水、控盐、减肥治理提供了理论基础。     

具有α-葡萄糖苷酶抑制活性的益生乳酸菌筛选

利用α-葡萄糖苷酶抑制剂体外筛选模型，分析了来源于传统乳制品的10株乳杆菌对猪小肠提取的α-葡萄糖苷酶的抑制活性；对这些菌株的基本益生特性，包括对人工模拟胃肠液的耐受性及对肠上皮细胞的粘附性等进行了评价；最后，通过Caco-2细胞建立的Transwell模型分析了乳杆菌对人肠道α-葡萄糖苷酶活性及其基因表达的影响。结果表明，这10株乳杆菌对猪小肠提取的α-葡萄糖苷酶均具有不同程度的抑制作用；乳杆菌的α-葡萄糖苷酶抑制活性在菌株生长的对数期或稳定期达到高峰，随后出现下降的趋势；结合菌株的基本益生特性评价发现，有3株具有较高抑制活性的乳杆菌能够耐受人工模拟的胃肠液，并具有较强的黏附肠上皮细胞HT-29的能力；由Transwell模型发现，乳杆菌能同时抑制α-葡萄糖苷酶的活性及基因表达量。研究表明，筛选出的3株乳杆菌（副干酪乳杆菌L14和Z3-11以及植物乳杆菌NL42）均具有较高的α-葡萄糖苷酶抑制活性和较好的益生特性，可作为潜在的辅助降血糖的益生菌株。