植物角质层结构组成、生物学功能及分离方法研究进展

角质层包括角质和蜡质,是覆盖在花、叶和非木质茎等植物地上部分器官的一层疏水性脂类物质,具有限制植物体内水分过度散失、抵御紫外辐射、防止病虫害入侵等功能,在植物生长发育和适应生物与非生物逆境过程中起到重要保护作用。角质层结构以及化学组成是影响其生物学功能的主要原因,具有十分重要的研究价值。综述了植物角质层的结构组成、生物学功能及其常用分离方法,并对已有研究中存在的问题进行了探讨,以期为今后角质层生理作用及其生物学功能方面研究提供理论参考。     

超滤-反渗透组合膜分离偶联真空浓缩鸡骨素中试

该研究以鸡骨素为原料,中试条件下对比分析了真空浓缩与2种膜组合偶联真空浓缩工艺的优劣。通过测定真空浓缩工艺的浓缩速率和水分去除率,微滤-反渗透和超滤-反渗透组合膜的膜通量、物料损失率、干物质损失率和蛋白损失率,研发了梯度膜分离与真空浓缩偶联的新型骨素浓缩工艺并进行了中试研究。结果显示:真空浓缩前期60 min内可溶性固形物含量升高缓慢,浓缩速率低,耗能大;微滤、超滤、纳滤和反渗透膜分离的物料损失率为0.5%、6.25%、4%、7.1%,干物质损失率为1.6%、19.4%、22.4%、20%,蛋白质损失率分别为35.8%、25.7%、22%、16%,膜通量衰减速率与膜孔径呈现负相关;膜组合结果表明超滤-反渗透膜组合能够提高反渗透膜通量,显著减少物料损失和干物质损失(P0.01)。中试结果表明,超滤-反渗透-真空浓缩工艺耗时110 min,耗资27.85元,耗煤11.018 8 kg,污染气体SO2和NOx的排放量分别为0.010 1 kg和0.014 6 kg。超滤-反渗透-真空浓缩新型工艺缩短了浓缩时间,降低了生产成本,污染气体的排放显著(P0.01)减少,一定程度上实现了节能减排,可以作为一种新型工艺用于鸡骨素浓缩生产。     

4种野生早熟禾对土壤酸碱性的生理响应

以甘肃省境内采集的4种野生早熟禾为材料,设8个pH处理(3、4、5、6、7、8、9、10),探讨土壤pH对其生理特性的影响机制以及适宜生长的土壤pH,以期为早熟禾属草坪的养护管理和野生早熟禾的引种驯化提供依据。结果表明,随pH增大,4种野生早熟禾相对膜透性,游离脯氨酸(F-Pro)、可溶性糖(SS)和丙二醛(MDA)含量及过氧化物酶(POD)活性均呈先减小后增大的趋势,可溶性蛋白(SP)含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性均呈先增大后减小的趋势;草地早熟禾(Poa pratensis)、一年生早熟禾(P.annua)和小药早熟禾(P.micrandra)在pH为7时,硬质早熟禾(P.sphondylodes)在pH为6时受到的伤害最小,是其最适宜生长的pH。     

The response of wildtype and mutant cultivars of soybean to salt stress - comparing vegetative and reproductive phases on the basis of leaf biochemical contents,RWC, and stomatal conductance

Soybean, as a major oilseed crop, is cultivated in many parts of the world including saline-affected regions. A four-replicated factorial experiment based on a completely randomized design with five salinity levels (control, 50, 100, 150, and 200 mM NaCl) and five wild-type and new mutant cultivars of soybean (Williams, Clark, M-4, M-7, and M-9) was done at two vegetative and reproductive phases to study leaf oxidants, antioxidants and osmolytes under salinity stress. The vegetative phase demonstrated higher K⁺:Na⁺ ratio, cell membrane stability, relative water content (RWC) and stomatal conductance to H₂O (gs) accompanied with lower oxidative stress, antioxidants and osmolytes contrasting to reproductive phase. At both phenological phases, saline stress stimulated antioxidative defense owing to the enhancement of oxidative stress. The results indicated that mutants possessed a better antioxidative system than their wild-types.     

昆虫嗅觉相关蛋白的研究进展

昆虫对自然环境中复杂化学信号的识别多依赖于其灵敏的嗅觉系统,选择寄主、觅食、寻找配偶等行为的发生都以嗅觉识别为基础,而完成嗅觉识别还需要多种嗅觉相关蛋白的参与。嗅觉相关蛋白主要包括6种,即气味结合蛋白、化学感受蛋白、气味受体、感觉神经元膜蛋白、离子型受体和气味降解酶。不同种类和性别的昆虫中,嗅觉蛋白的种类、数量和分布各不相同。由于嗅觉蛋白在昆虫识别外界气味分子中的重要作用,国内外近年来对其展开了广泛、深入的研究。本文从几种嗅觉相关蛋白的生化特性、分子结构、生理功能、分布表达部位和研究概况等角度,较详细地综述了近年来国内外昆虫嗅觉相关蛋白的研究进展。     

Evaluation of sunflower (Helianthus annuus L.) single cross hybrids under heat stress condition

Sunflower is an important oilseed crop, which shows susceptibility to heat stress. In this study, 63 single cross hybrids were evaluated under heat stress condition for 2 years and compared with the two commercial hybrids. Genotype and genotype × environment (GGE) was used to differentiate single cross hybrids on the basis of multiple traits. GGE biplot showed that several single cross hybrids had higher seed yield potential than standard check. Moreover, seed yield per plant (SYP) was related to pollen viability percentage, showing that achene yield was the product of high gametophytic fertility under heat stress. Hybrids having high seed yield potential under heat stress had lower cell membrane injury. GGE biplot for SYP and its components showed that single cross hybrids were characterized into two major groups. Group I was further characterized into two sub group. Group Ia included hybrids with high 100-SW, while group Ib had the hybrids with high number of seeds per head and head diameter. Group II had the hybrids with high kernel weight and kernel to seed ratio. The hybrids could be recommended according to their potential utilization in the seed industry.     

农村生活污水陶瓷膜-生物反应器处理工艺强化脱氮除磷研究

传统膜生物反应器是农村生活污水处理的重要工艺之一,但其存在氮磷去除效果差等问题,本文旨在探究陶瓷膜生物反应器对农村生活污水的处理效果,并提高其脱氮除磷效果。陶瓷膜-生物反应器(C-MBR)是将好氧生物反应与无机陶瓷平板膜过滤技术相结合的工艺,具有占地面积小、维护简单、排泥量少等优点。本文利用陶瓷膜代替传统膜-生物反应器中的有机膜,对C-MBR进行强化脱氮除磷工艺研究,通过优化回流比、DO、HRT等进行强化脱氮,采用粉煤灰多孔填料吸附进行强化除磷。结果表明:在进水COD和TN、NH_3-N、TP浓度分别为360.00～661.00、33.90～57.60、16.80～32.30 mg·L~(-1)和4.78～5.70 mg·L~(-1),MLSS为3000 mg·L~(-1),膜孔径为50 nm条件下,C-MBR出水对应指标平均浓度分别为34.90、22.59、1.13 mg·L~(-1)和4.57 mg·L~(-1),平均去除率分别为93.68%、47.86%、95.00%和12.32%。优化回流比至200%、DO浓度为2.00 mg·L~(-1)、好氧池HRT为4 h时,TN平均去除率显著提高,最佳可达69.39%,出水平均浓度为12.52 mg·L~(-1),且此时出水稳定、能耗低;粉煤灰多孔填料在水力负荷0.33 m~3·m~(-3)·d~(-1)条件下,对TP去除率可达90.90%,出水平均浓度为0.42 mg·L~(-1),满足一级A标准。使用1000 mg·L~(-1)的次氯酸钠水溶液,以每片膜500mL·30 min~(-1)速度对膜进行在线清洗时,跨膜压差恢复速率最快,膜污染去除效果恢复最佳。优化回流比、DO、好氧池HRT能有效强化C-MBR脱氮效果,填料吸附磷能有效强化除磷效果。本研究为农村生活污水就地处理、提高C-MBR脱氮除磷效果提供了有益参考。     

油菜覆膜打孔穴播机打孔装置设计与试验

为实现油菜等小粒径作物覆膜种植中膜上均匀打孔的功能,针对传统膜上成穴装置结构庞大复杂、工作时易黏土挑种及撕挑地膜等问题,设计了一种法兰式滚轮与螺纹式圆锥型锥钉组合式结构的打孔装置,确定了其主要结构参数范围;构建了打孔装置运动学模型,分析了打孔锥钉关键点的运动轨迹,确定了膜上打孔过程,并基于轨迹方程分析了膜孔尺寸参数;运用ADAMS运动学仿真,采用四因素三水平正交试验方法,以打孔锥钉顶角、打孔锥钉直径、打孔滚轮半径、机组前进速度为试验因素,以膜孔长度、膜孔间距偏差为试验考核指标,进行了打孔装置结构和运动参数的仿真试验。仿真结果表明:影响膜孔长度的因素主次顺序为打孔滚轮半径、打孔锥钉顶角、打孔锥钉直径、机组前进速度;影响膜孔间距偏差的因素主次顺序为打孔滚轮半径、机组前进速度、打孔锥钉顶角、打孔锥钉直径;基于参数优化,获得较优参数组合为:打孔锥钉顶角53°、打孔锥钉直径16 mm、打孔滚轮半径65 mm、机组前进速度4 km/h。以打孔装置较优结构参数组合进行了田间验证试验,结果表明:打孔装置所打膜孔形状较规则,普遍呈类圆形状,膜孔长度均在18 mm以上,膜孔间距较为均匀,与仿真结果基本一致;各行膜孔长度一致性变异系数为4.98%,各行膜孔间距均匀性变异系数为3.44%。结果表明试验参数组合选取合理,打孔装置符合设计要求。     

微囊藻毒素对水稻幼苗营养吸收的影响

为进一步解析作物对水体中微囊藻毒素(MCs)的适应机制,通过水培试验研究MCs对水稻幼苗营养吸收及质膜H~+-ATPase基因表达的影响。结果表明:胁迫7 d后,1μg·L~(-1)MCs组水稻幼苗根系活力增加。10μg·L~(-1)MCs组水稻幼苗根系活力和质膜H~+-ATPase活性增加,促进了矿质营养(Mg~(2+)、Fe~(2+)、Zn~(2+)和NO_3~-)的吸收。其中质膜H~+-ATPase活性上升与OSA1、OSA2、OSA3、OSA4、OSA6、OSA8和OSA9表达上调有关。高浓度MCs(100μg·L~(-1)和1000μg·L~(-1))组水稻幼苗根系活力和质膜H~+-ATPase活性降低,阻碍了水稻幼苗对矿质营养的吸收,此时质膜H~+-ATPase的基因表达呈下调趋势,且降低程度随MCs处理浓度增大而增强。恢复7 d后,10μg·L~(-1)MCs组根系活力、质膜H~+-ATPase活性和营养元素含量恢复至对照水平。100μg·L~(-1)MCs组各指标均优于胁迫期,而1000μg·L~(-1)MCs对营养吸收的抑制未恢复。研究表明,MCs胁迫导致的水稻幼苗中营养元素含量的变化受质膜H~+-ATPase活性的调控,且调控能力受MCs浓度限制。