燕麦挂面制作过程中干燥工艺优化研究

【目的】研究不同干燥模式、干燥因素和干燥工艺参数对燕麦挂面干燥品质和单位能耗的影响,建立模型并进行多目标优化,以期得到品质好、能耗低的燕麦挂面干燥模式及工艺参数。【方法】研究9种不同温湿度干燥模式对燕麦挂面干燥品质及单位能耗的影响,对最佳煮制时间、蒸煮损失、烹调吸水率、延展性、硬度、咀嚼性、黏着性、抗弯曲强度、折断距离、酸度和脂肪酸值等指标进行因子分析,得出品质综合评价值,确定燕麦挂面的最佳干燥模式;利用Plackett-Burman试验对燕麦挂面三段变温变湿干燥工艺中的第一阶段温度、第一阶段相对湿度、第二阶段温度、第二阶段相对湿度、第三阶段温度和第三阶段相对湿度6个影响因素进行关键因素筛选,利用Box-Behnken响应面试验设计优化干燥工艺,得出最佳参数并加以验证。【结果】燕麦挂面的最佳干燥模式为升温降温结合降湿的三段变温变湿干燥模式。通过Plackett-Burman试验得出燕麦挂面干燥的关键因素为第一阶段相对湿度、第二阶段温度和第三阶段相对湿度;建立的燕麦挂面干燥工艺参数与单位能耗和品质综合评分的回归模型显著（P<0.05）。各因子对单位能耗有极显著影响,第一阶段相对湿度及第二阶段温度和第二阶段相对湿度交互作用极显著;各因子对品质综合评分有极显著影响,影响大小依次为第二阶段温度>第二阶段相对湿度>第一阶段相对湿度,第一阶段相对湿度和第二阶段相对湿度交互作用显著。燕麦挂面三段变温变湿干燥工艺的最佳工艺参数为：第一阶段温度25℃、第一阶段相对湿度88%,第二阶段温度43℃、第二阶段相对湿度71%,第三阶段温度35℃、第三阶段相对湿度50%;在此条件下,燕麦挂面的单位能耗为93.42 kJ·g^-1,综合评分为1.02。【结论】建立的二次多项式回归模型可用于分析和预测干燥工艺参数对燕麦挂面能耗和品质综合评分的影响。分段变温变湿干燥能够提高燕麦挂面干燥品质的同时降低能耗。利用试验设计和数据处理技术分步解决燕麦挂面干燥工艺的方法全面高效,结果直观、准确,能够提高试验效率和精度。研究为燕麦挂面的工业化生产及节能降耗提供了理论依据。     

北方麦区小麦产量与籽粒氮磷钾含量对监控施钾和土壤速效钾的响应

【目的】分析我国北方麦区监控施钾下小麦产量与养分吸收分配变化与土壤速效钾的关系,为节约钾资源,实现小麦丰产优质可持续发展提供理论依据。【方法】于2018—2020年在我国北方麦区43个地点进行田间试验,研究不同土壤速效钾水平下监控施钾对小麦产量、产量构成、籽粒氮磷钾含量及养分吸收分配的影响。【结果】北方麦区农户小麦施钾不足和过量问题同时存在。小麦产量随土壤速效钾含量升高显著增加,在土壤速效钾含量150—180 mg·kg^-1时,小麦产量达到最高,为6 340 kg·hm^-2。土壤速效钾过高并不能持续提高小麦产量,当土壤速效钾含量>180 mg·kg^-1时,小麦产量显著降低,平均为5 409 kg·hm^-2。与农户施肥相比,在土壤速效钾含量<90、90—120、120—150和>180 mg·kg^-1时采用监控施肥技术增加了钾肥用量,在速效钾含量150—180 mg·kg^-1时减少了钾肥用量,各土壤速效钾水平下采用监控施肥技术施用钾肥均提高了小麦产量,且在速效钾含量<90和>180 mg·kg^-1时显著增产。土壤有效磷含量>30 mg·kg^-1时,土壤速效钾含量120—150或>180 mg·kg^-1时,不施钾肥小麦产量有降低的趋势。土壤速效钾含量升高显著提高了小麦籽粒氮含量,农户施肥和监控施肥处理的籽粒氮磷钾含量无显著变化,速效钾含量>180 mg·kg^-1时不施钾肥的小麦籽粒磷钾含量显著降低。速效钾含量>150 mg·kg^-1时,监控施肥的钾肥偏生产力与钾肥吸收效率较农户施肥显著提高。【结论】在北方麦区,土壤速效钾含量150—180 mg·kg^-1时,合理施肥可使小麦产量达较高水平,但当土壤有效磷较高,超过30 mg·kg^-1时,不施钾肥小麦有减产风险。应根据土壤速效磷钾和小麦产量水平监控施肥,合理确定钾肥用量,实现北方麦区小麦丰产高效生产。     

基于适宜概率模型的柑橘生产空间模拟变化

土地利用/土地覆被变化模拟是土地科学的重要内容。随着全球变化研究的不断深入,LUCC变化模拟已逐步深入到农作物空间。开展长时序农作物空间变化模拟有助于揭示农业生产过程中“人类-自然”综合体的复杂关系。然而目前农作物空间模拟研究较少,已有模型在空间映射关系,对象识别等尚存技术局限,模型应用也主要集中在粮食作物。本文构建了基于适宜概率的柑橘生产空间分配模型,对四川省柑橘生产空间分布进行了模拟研究。结果显示：该模型较好地反映了1980—2015年柑橘统计特征,各时期统计面积和模拟面积的相对误差均＜25%。在县域尺度上,统计面积和模拟面积的相关系数在0.987 6~0.999 9,呈现明显的线性相关,达到了极显著相关。1980—2015年间,四川省柑橘空间快速扩张,柑橘模拟面积的时序变化与统计面积一致。柑橘空间集中在川中丘陵区和成都平原区。空间格局从分散零星向区域集聚转变,大致形成了成都平原、川南、川东北3个柑橘集中区。SPAM-Citrus模型误差受空间分辨率、空间分配规则、土地覆被、作物分布点的共同影响。在应用中应尽量选择种植年限较长的采样点,同时面向研究对象和区域,选择合适分辨率和空间分配规则,提高预测结果的准确性。     

拟无枝酸菌宿主构建及次级代谢基因簇异源表达

为将生长快、发酵时间短、遗传操作便捷的稀有放线菌拟无枝酸菌TNS106开发成异源表达宿主,通过同源重组将内源的瑞斯托霉素生物合成关键基因rpsA替换为ΦC31和ΦBT1噬菌体细菌附着位点attB,清除代谢背景并引入整合位点,得到菌株HXR1;将含有来自天蓝色链霉菌的放线紫红素基因簇或来自刺糖多孢菌的多杀菌素基因簇的质粒转到HXR1进行异源表达,检测发酵产物。结果显示,HXR1成功表达放线紫红素和多杀菌素;与红色糖多孢菌宿主LJ161相比,放线紫红素的产生提前1 d,产量提高1.3倍。拟无枝酸菌异源表达宿主HXR1可为从链霉菌和稀有放线菌中发现新的次级代谢产物提供有用的平台。     

内生砖红镰刀菌对番茄生长和抗病的影响

为探究内生真菌砖红镰刀菌在番茄生长及抗病过程中的作用,使用1×107CFU/mL砖红镰刀菌芽生孢子悬液浸根处理发芽的番茄,结果显示:处理50 d后番茄株高较对照组增加了1.15倍;叶绿素a、叶绿素b含量较对照组分别增加1.16倍和1.47倍;根系生物量较对照增加1.38倍;砖红镰刀菌处理组对番茄枯萎病的病情指数(45.16%)较对照组(74.15%)下降;浸根处理20 d时植物生长素合成关键基因SlYUC5、水杨酸合成关键基因SlICS1表达水平与未处理对照组相比无显著差异;处理30及40 d后,SlYUC5表达水平较对照组相比表达显著上升,SlICS1表达水平较对照组显著降低;茉莉酸合成途径关键基因SlLOXD在20 d时表达水平较对照组显著下调38.73%(P<0.01),而在30 d时其表达量与对照组无显著差异,40 d后,其表达量较对照组显著上调(2.33倍,P<0.01);试验组中植物抗性相关蛋白基因SlPR1a在20、30和40 d的表达量被显著上调了7.89倍、5.77倍和1.8倍(P<0.01)。进一步用GFP标记菌株进行荧光定殖观察并通过qPCR法计...     

荒漠绿洲生态区玉米茎腐病发生分布与危害

【目的】研究新疆荒漠绿洲生态区各玉米主产区玉米茎腐病田间最新发生分布与危害,为新疆灌溉玉米产区玉米茎腐病科学监测与防控提供依据。【方法】采用5点随机取样法系统调查新疆南北疆6个地州市17个县市区玉米茎腐病的最新发病情况,并综合分析栽培模式、品种因素与其发病程度的关联性。【结果】新疆荒漠绿洲生态区玉米茎腐病平均病田率为77.32%,平均病株率为39.66‰,其中北疆春播玉米产区(97.22%、51.86‰)显著重于南疆复播玉米产区(30.00%、17.70‰),且各地州病害发生程度不同,博州(100%、78‰)、伊犁州(100%、68.04‰)发病最重,其次是乌鲁木齐(100%、55.50‰)、塔城地区(93.33%、38.80‰)中度发生,而昌吉州(92.86%、13.43‰)、喀什地区(30%、17.70‰)整体发病较轻。以县市为单位统计,全疆范围内新源县危害(100%、126.2‰)最重,其次为博乐市(100%、117.14‰),而伽师县、疏勒县、疏附县暂未发现玉米茎腐病发生。商品玉米平均病株率(48.12‰)是制种玉米(15.56‰)的3.09倍。4种栽培模式(滴灌覆膜、滴灌无膜、漫灌覆膜、漫灌无膜)的病株率无显著差异(P>0.05),滴灌覆膜(95.12%)、漫灌覆膜(31.82%)分别低于滴灌无膜(100%)、漫灌无膜(69.77%)。【结论】玉米茎腐病在新疆各玉米主产区普遍发生且北疆重于南疆。商品玉米品种整体抗病不强,覆膜栽培条件有利减轻病害发生。     

贝莱斯芽孢杆菌JTB8-2对加工番茄促生作用及其安全性评价

【目的】研究新疆加工番茄田土壤中获得的贝莱斯芽孢杆菌JTB8-2对加工番茄促生作用和安全性。【方法】采用种子催芽、穴盘育苗和盆栽试验方法。【结果】贝莱斯芽孢杆菌JTB8-2菌株发酵菌液25、50和100倍稀释液处理的加工番茄植株株高、茎粗、茎鲜重和根鲜重均显著高于空白对照;菌株JTB8-2发酵液25倍液、50倍液和100倍液处理的番茄植株茎鲜重显著高于NB培养基25倍液、50倍液、100倍液和空白对照;菌株JTB8-2菌株发酵液原液对20种作物种子萌发和芽生长具有抑制作用,25倍及以上稀释液对作物种子萌发和芽生长无影响。【结论】贝莱斯芽孢杆菌JTB8-2菌株发酵液能够促进番茄植株生长,其发酵液原液不宜做作物浸种处理,发酵液25倍及以上稀释液可以浸种。     

花魔芋响应软腐病菌侵染初期的转录组分析

为探讨花魔芋抵御软腐病害的分子机制,分别以染病初期和健康的花魔芋球茎为材料进行转录组测序。结果表明,健康和染病初期花魔芋两组出现3 222个差异表达基因,其中2 660个基因上调表达,562个基因下调表达,差异表达基因主要涉及细胞组分、生物学过程及分子功能等生理生化过程。表达量上调和下调最大的前10个基因包含编码MiAMP1抗菌蛋白、热激蛋白、胰蛋白酶与蛋白酶抑制剂、胰凝乳蛋白酶抑制剂等与抗病相关的基因。GO功能分类和KEGG通路分析表明,类黄酮和苯丙烷类物质在花魔芋抵御软腐病菌侵染初期发挥重要作用。值得关注的是,硒化合物代谢、维生素B6代谢、类黄酮生物合成、N-聚糖生物合成及链霉素生物合成通路等抗病相关的差异表达基因在花魔芋染病初期全部或大部分受诱导表达。利用高通量测序获得大量花魔芋转录组信息,有助于挖掘与花魔芋抗软腐病相关的关键基因,也为魔芋抗病分子育种提供理论参考。     

枸杞光合特性评价及高光效指标筛选

通过对枸杞种质的光合特性进行综合评价,以期筛选出高光效种质,为枸杞品种选育提供参考依据。采用大田试验,连续2 a对76份枸杞种质材料的光合气体交换参数、叶片物理性状指标进行测定,利用主成分分析、层次分析法、聚类分析法对枸杞种质的光合特性进行综合评价,筛选出合理的高光效评价指标。结果表明：枸杞种质间净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度、蒸腾速率、水分利用率、叶面积、叶鲜质量、叶干质量均存在极显著差异,其中气孔导度、叶鲜质量、叶干质量、比叶重、叶面积的变异系数大,为46.3%~57.6%,胞间CO₂浓度、水分利用率的变异系数小,在10.9%～27.4%。利用主成分分析,提取到3个主成分,累计贡献率达86.88%,具有代表性,筛选出净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度、蒸腾速率、叶面积、叶鲜质量、比叶重作为评价指标,通过层次分析法得出权重值依次为蒸腾速率＞比叶重＞叶鲜质量＞气孔导度＞叶面积＞净光合速率＞胞间CO₂浓度。通过聚类分析将76份材料划分为3种类型,低光效型6个,中等光效型51个,高光效型19个。利用判别分析对聚类结果重新进行分类,只有1个材料被误判,总误判率为1.32%,判对的概率为98.68%,分类结果可靠,可为后续新品种选育提供材料。     

陕北黄土丘陵沟壑区苔藓内生细菌群落多样性分析

以延安市当地藓结皮中的土著优势种土生对齿藓(Didymodon vinealis)、反扭藓(Timmiella anomala)和青藓(Brachythecium albicans)为研究对象,分析3种苔藓植株内生细菌的群落组成和多样性,揭示3种不同品种的苔藓植株内生细菌的群落结构及多样性差异。采用高通量测序技术分析3种苔藓植株内生细菌16S rRNA基因V3~V4 变异区序列,使用生物信息学方法分析3种苔藓内生细菌的群落结构及多样性。结果表明：土生对齿藓、反扭藓、青藓3种苔藓测序共获得178 173条有效序列,在97%一致性下共产生705个有效的OTUs。在门、纲和属水平上,土生对齿藓的优势类群分别是蓝藻细菌门(Cyanobacteria,57.91%)、变形菌门(Proteobacteria,41.00%),γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria,35.02%)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria,5.92%)和假单胞细菌属(Pseudomonas,24.92%)、(Massilia,6.26%);反扭藓分别为蓝藻细菌门(Cyanobacteria,40.05%)、变形菌门( Proteobacteria,40.88%),α-变形菌纲(Alphaproteobacteria,30.87%)和(Phytohabitans,4.10%)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas,3.93%);青藓分别是蓝藻细菌门(Cyanobacteria,80.49%)、变形菌门(Proteobacteria,15.26%),γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria,7.66%)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria,7.45%)和假单胞细菌属(Pseudomonas,6.46%)。Alpha多样性和Beta多样性分析表明,反扭藓的Chao1指数(370.667)和Shannon指数(5.368)最大,基于韦恩图分析3种苔藓存在87个共有OTUs,土生对齿藓、反扭藓和青藓独有OTUs分别为7、175和13,说明3种苔藓不仅有较高的细菌多样性,还存在一定的差异。典范对应分析(Canonical Correlation Analysis, CCA)结果表明,土壤中有效氮(AN)和有机质(OM)的含量是影响3种苔藓内生细菌的群落多样性变化的主要因素。3个不同品种的苔藓的内生细菌种类丰富,群落结构组成和丰度均存在较大的差异,且苔藓所生长的微环境如有效氮和有机质的含量会对其内生细菌群落结构和多样性有较大影响。本研究可为苔藓内生细菌菌种资源的开发和生产应用提供理论支持。