激光剥蚀–电感耦合等离子体质谱分析缺锌胁迫玉米根尖微量元素空间分布

【目的】激光剥蚀?电感耦合等离子体质谱 (laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry,LA-ICP-MS) 法是一种利用聚焦激光扫描激发固体样品,并经电感耦合等离子体质谱离子化,以分析样品元素含量及分布的新兴技术。本文利用LA-ICP-MS技术研究缺锌 (Zn) 胁迫下玉米根尖铁 (Fe)、锰 (Mn)、铜 (Cu)、Zn元素的分布定位,以期从组织水平揭示作物中Zn的转运富集规律及缺Zn对微量金属元素吸收转运的影响。【方法】以玉米‘郑单958’为试材,用不同加锌浓度营养液进行培养,获得根系样品烘干后磨碎、混匀、压片,取适量混匀的根系样品消煮,利用液体进样系统ICP-MS检测得到样品中实际元素含量,并与样品压片LA-ICP-MS检测信号值间进行线性回归分析,标准曲线相关性良好 (R2 = 0.9995),从而获得可适用于LA-ICP-MS定量分析的自制根系标准样品。将此标准样品与待测根尖样品放入LA样品池中,13C作为内标元素,进行缺锌胁迫下玉米根尖中锌元素分布特征的定量成像研究。【结果】缺锌胁迫下玉米根系锌元素含量显著降低,仅为正常植株的27.78%;缺锌根系中Mn和Cu含量升高。LA-ICP-MS系统定量成像显示,玉米根尖顶端Zn含量较高,由表皮向内锌含量逐渐增加;缺Zn处理根系Zn含量降低,根尖顶端Zn分布明显减少。利用LA-ICP-MS检测信号强度值对Fe、Mn、Cu元素进行定性分布,成像显示在正常根系中Fe、Mn、Cu元素在根尖前端信号强度较高,由表向内逐渐增加;缺锌处理下,根系中Fe、Mn、Cu信号强度均有不同程度增加。【结论】正常施锌玉米根尖中锌、铁、锰、铜分布呈现由表皮向中柱增加的趋势;缺锌胁迫下根系锌含量显著降低,铁、锰、铜均有不同程度积累。     

全波长扫描式多功能读数仪-靛酚蓝比色法测定水样铵态氮含量

全波长扫描式多功能读数仪(酶标仪)是一种多通道光学系统的分光光度计,将靛酚蓝比色法与酶标仪相结合,建立了酶标仪-靛酚蓝测定水中铵态氮的方法,方法检出限为0.046 mg/L。方法的加标回收率在90.7%~101.8%之间,该方法与连续流动分析仪-水杨酸分光光度法相比,两者测定数据之间回归直线方程为Y(连续流动分析仪-NH_4~+-N)=1.052 4X(酶标仪-NH_4~+-N)-0.009,相关系数R=0.976 1**(n=32,P0.01)。5个水样重复6次测定,测定结果的相对标准偏差均小于3%。全波长扫描式多功能读数仪(酶标仪)结合靛酚蓝比色法测定重现性好,结果准确,快速方便,可用于水样中铵态氮含量测定。     

土壤磷形态组分分级及31P-NMR 技术应用研究进展

农田生态系统中土壤磷形态转化,影响土壤磷对作物的有效供应。土壤磷分为无机磷和有机磷两大部分。化学连续提取法 (chemical sequential fractionation,CSF) 研究土壤磷形态分级,采用不同的化学提取剂,分级提取土壤中组成或分解能力接近的有机无机含磷化合物,是目前表征土壤磷素形态的重要方法。但该方法虽历经改进,仍难以确切反映土壤磷的实际组成,提取的不同磷形态间存在重叠,有机磷和无机磷组分分级存在一定的误差;不同分级磷组分对作物的有效性,需谨慎评估。核磁共振波谱技术 (nuclear magnetic resonance,NMR) 根据核磁共振波谱图上共振峰的位置、强度和精细结构来研究土壤中含磷化合物的分子结构。液相31P-NMR 可以同吋检测出土壤中多种磷组分,如正磷酸盐、磷酸单酯、磷酸二酯、膦酸脂、焦磷酸盐和多聚磷酸盐,识别土壤提取物磷形态,可将有机磷与无机磷分开。本文综述了应用31P-NMR 技术研究土壤磷形态组分的一些进展,总结了样品制备过程、NMR 测试参数及在土壤磷形态转化研究中的应用。二维31P-NMR 技术发展为鉴定分析土壤中更多种类的含磷化合物提供了契机。     

旱柳非叶光合组织（皮层）叶绿体光合特性

测定人工气候室中培养的旱柳当年生枝条和完全展开叶片的光合色素含量,并应用蔗糖密度梯度离心法提取枝条皮层和完全展开叶片叶绿体,测定其完整性,比较分析二者光响应特性和叶绿素荧光特性的差异。结果表明：旱柳皮层叶绿素含量约是叶片的10.0%,类胡萝卜素含量约是叶片的13.7%,叶绿素 a/b 比值小于叶片,叶绿素/类胡萝卜素比值大于叶片;应用蔗糖密度梯度离心法可获得被膜完整率超过80%的离体叶绿体,能够满足叶绿体光合生理特性研究的需要;100,200,300,500,800μmol·m －2 s －1光强下,旱柳皮层叶绿体的光合放氧速率均低于叶片,光饱和点出现在300μmol·m －2 s －1,最大光合放氧速率为35.58μmolO2·mg －1 Chl h －1,而叶片的光饱和点在500μmol·m －2 s －1,最大光合放氧速率为42.78μmolO2·mg －1 Chl h －1;皮层叶绿体的 PSⅡ最大光化学效率( Fv/Fm )平均高出叶片30.2%,PSⅡ潜在光化学活性(Fv/Fo)平均高出叶片36.1%。旱柳皮层叶绿体的光合速率和光饱和点低于叶片,皮层叶绿体表现出较高的光能转化效率、较低的叶绿素 a/b比值等适应枝条内光环境的特点。     

缺锌对玉米根系发育、生长素含量及生长素转运基因表达的影响

【目的】研究缺锌对玉米根系生长及根系中生长素含量与生长素运输关键基因表达的影响,揭示缺锌胁迫下玉米根系生长与生长素响应特征。【方法】以郑单958玉米为材料,进行营养液培养试验,设置Zn 0缺锌 (0 μmol/L) 和正常供锌 (1 μmol/L) 两个处理。植株干样经硝酸–过氧化氢消煮,利用原子吸收分光光度计测定消煮液锌浓度。保存于FAA溶液 (70% 乙醇︰38% 甲醛︰乙酸 = 90︰5︰5,体积比) 中的根系样品,经洗涤扫描获得数字图像,利用WinRHIZO软件分析得到根长、根表面积、根体积等指标;采用气相色谱-质谱联用仪检测根系中生长素吲哚乙酸含量;采用实时荧光定量PCR技术对玉米根系生长素转运基因ZmAUX1和ZmPIN1c表达进行定量分析。【结果】缺锌胁迫下,植株地上部锌含量低于20 μg/g,生物量显著降低;缺锌根系表面积与体积变小,总根长、侧根总长度与侧根平均长度变短,侧根密度增大,直径变细。缺锌条件下,距根尖2 cm的区域中生长素较正常供锌处理降低近30%。缺锌根系中ZmAUX1和ZmPIN1c基因表达明显受抑。【结论】缺锌胁迫下玉米根系中生长素转运关键基因表达降低,生长素含量下降,生长素分布改变,影响根系生长发育。     

移动装备捷联惯性导航系统误差补偿技术研究

以农用机械或者采矿装备等移动装备为研究对象,采用捷联惯导对移动装备位姿进行检测,基于运动载体振动建立了捷联惯导误差补偿模型。首先,对运动载体的角振动和线振动进行等效处理,推导了基于三子样和四子样的捷联惯导圆锥误差以及划船误差补偿模型;其次,搭建捷联惯导定位平台并在农用机械上进行实验研究;实验结果表明三子样和四子样补偿算法能够提高未补偿算法下的捷联惯导定位精度,且四子样补偿算法下的圆锥误差和划船误差较三子样补偿算法分别提高了29.8%和28.3%。     

柳树无性系在北京地区的苗期生态适应性

对50种柳树无性系在北京地区的扦插成活率和生长状况进行观测,记录物候期和年生长量,利用主成分分析方法划分柳树的物候型,并采用典型相关分析方法确定物候期与生长量的关系。结果表明:扦插成活率方面除G102和毛枝柳外,其他无性系的扦插成活率均在72%以上;健康状况方面除少数无性系出现了日灼、倒伏、干梢和病虫害现象外,大部分无性系苗期生长状况较好,表现出较好的适应性。不同无性系的物候期存在较大差异,叶变色期最为明显,极差达48 d,差异最小的是展叶期,极差仅为7 d。采用主成分分析法将这4个物候因子综合为2个主成分,依据主成分值聚类,将50个无性系分为3个物候型,即长生长期物候型、短生长期物候型和中间型物候型。综合分析物候因子和生长因子得出,除展叶期以外的其他物候因子与生长因子之间相关紧密,物候因子对生长量有较好的预测能力,即萌动发芽越早,落叶越迟对生长越有利。     

利用电感耦合等离子体质谱仪He碰撞反应模式测定土壤有效钼

土壤有效钼含量测定对评价土壤钼对作物的有效性和土壤钼供应水平具有重要意义。目前常用极谱法和石墨炉原子光谱法测定土壤有效钼,但因操作复杂,多有不足和不便。采用草酸-草酸铵溶液浸提土壤有效钼,不经分离与富集,采用电感耦合等离子体质谱仪He碰撞模式测定浸提液中钼(95Mo),以103Rh为内标元素。结果表明:方法检出限为1.02μg/L;2个国家土壤标准物质(GBW07413a黄潮土和GBW07416a红壤)有效钼的测定值与标准确认值一致;加标回收率在95.1%~152%之间;对5个土壤样品分别重复测定6次,相对标准偏差小于8%。结论认为电感耦合等离子体质谱仪He碰撞模式可以用于测定草酸-草酸铵浸提的土壤有效钼,该方法测定结果准确,重现性好,快速方便。     

富里酸硒对长顺绿壳蛋鸡产蛋率、哈氏单位、蛋硒含量及白壳率的影响

试验采用单因子完全随机试验设计,将190日龄健康、体重和产蛋率相近的长顺绿壳蛋鸡150羽随机分为5组,每组3个重复,E组为对照组,A、B、C、D组饲料分别添加10 m L浓度为14.31、16.07、17.93、19.70 mg/kg(以硒计)富里酸硒添加液。预饲期14 d,正式试验60 d。试验期第7天、第14天、第21天、第30天、第45天和第60天随机采样检测。结果表明,在饲料中添加富里酸硒可以提高长顺绿壳蛋鸡产蛋率,各处理组均能提高产蛋率且与对照组差异显著(P0.05);试验B组产蛋率提高最多,且与其他试验组差异显著(P0.05),添加量以16.07 mg/kg为宜,添加量过大产蛋率有下降趋势;可显著提高长顺绿壳鸡蛋的哈氏单位,添加量以16.07 mg/kg为宜(P0.05),添加量过大哈氏单位反而呈现下降趋势;能提高鸡蛋中的硒含量,添加浓度越大,蛋硒含量越高,但与对照组差异不显著(P0.05);可以显著提高长顺绿壳蛋鸡绿壳蛋率,试验组白壳率显著低于对照组(P0.05),以试验B组白壳率最低。     

连续流动分析仪与自动凯氏定氮仪测定土壤全氮含量比较

凯氏蒸馏法是土壤氮含量测定的经典方法,但费时费力,随着技术的发展,连续流动分析仪自动分析技术开始应用于氮测定。选择50个农田土壤和2个国家土壤标准物质(河南黄潮土GBW07413a和江西红壤GBW07416a),利用硫酸+催化剂(K_2SO_4∶CuSO_4∶Se=100∶10∶1)进行消煮,将土壤全氮转化为铵态氮,消煮液中铵态氮分别用连续流动分析仪和自动凯氏定氮仪测定。结果表明,两种方法测定土壤全氮含量相比无明显差异,测定结果之间呈显著线性相关关系,回归直线方程为:Y(连续流动分析仪-N)=0.995 1X(自动凯氏定氮仪-N)+0.003 5,相关系数r=0.980(n=50,P0.01)。对3个土壤样品和2个国家土壤标准物质采用连续流动分析仪分别重复测定7次,相对标准偏差均小于5%。国家土壤标准物质全氮测定值与标准确认值一致。连续流动分析仪测试速度快,试剂消耗量少,精密度和准确度满足要求,可用于大批量土壤全氮含量的分析测定。