《植物工厂植物光质生理及其调控》学术专著出版

简介:由中国照明学会农业照明专业委员会秘书长、中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所刘文科研究员和查凌雁博士共同编著的设施园艺领域新书《植物工厂植物光质生理及其调控》于2019年5月由中国农业科学技术出版社出版。该书包括13章内容。     

深水光滩红树林恢复工程技术--以珠海野狸岛为例

设计了野狸岛红树林围堰种植试点工程项目的实施方案,并针对工程各阶段提出了围堰吹填工程技术、红树林人工营造技术和红树林管护措施等技术措施。首先,运用围堰吹填工程措施,垫高滩面至红树林生长所需高度(平均垫高0.8 m,表层20~30 cm为泥质土);然后,采用混交方式种植红树林苗木,前缘带状混交速生的无瓣海桑和拉关木,中后缘块状混交慢生的秋茄、桐花树和木榄,速生与慢生树种的种植比例2∶8;最后,对种植区域进行2~3 a封滩管护并补植苗木,以保证造林保存率不低于80%。野狸岛西侧滩涂红树林种植试点工程为今后华南地区红树林生态建设工程的设计及实施提供了参考。     

水稻光温敏核不育系安农286S的选育

为改良当前生产上骨干亲本系,选育出配合力高、优质、抗逆性强、繁殖产量高等综合性状优良的新不育系,以"深08S""广占63S"和"华占"为材料,通过杂交并借助分子标记辅助选择手段,对稻瘟病抗性、米质、配合力和育性等性状进行了选择,育成了籼型水稻光温敏核不育系安农286S。结果显示,安农286S除了具有理想的株叶形态以外,还具有适当的播始历期、较好的开花习性及异交结实性等特点;田间自然温光特性鉴定和人工温光特性鉴定结果表明,安农286S的不育性稳定,不育时期较长;稻瘟病抗性鉴定结果,安农286S高抗稻瘟病;此外安农286S稻米品质优,配合力强,繁殖产量较高。     

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。     

基于气流脉冲和结构光成像的牛肉嫩度检测方法

针对传统牛肉嫩度检测速度慢、精度低的问题，提出了基于气流脉冲结合结构光3D成像的牛肉嫩度快速无损检测方法。首先，利用脉冲气流对牛肉表面进行冲击，同时通过结构光3D成像获取待测牛肉表面凹陷区域的三维点云信息；然后，采用去噪、点云分割、贪婪投影三角化、Delaunay三角化、曲面拟合等算法进行点云处理，获得牛肉表面凹陷区域的深度、映射面积、表面积和体积等信息；基于此,分别建立基于最小二乘支持向量机回归（LS-SVR）、BP神经网络和广义回归神经网络（GRNN）的生鲜牛肉剪切力预测模型；结果表明，GRNN模型预测表现最佳，预测集相关系数为0.975，均方根误差为5.307N。采用基于K-fold交叉验证的GRNN神经网络对牛肉嫩度等级进行预测，结果显示该方法对较嫩牛肉分级效果较好，为100%，对较老牛肉分级效果稍差，为91.3%。研究表明，基于气流脉冲结合结构光3D成像进行牛肉剪切力以及嫩度快速、无损检测是可行的。     

不同派系引种杨树品种(系)光合-光响应曲线

采用直角双曲线修正模型对白杨派、黑杨派、青杨派杨树品种(系)的光合-光响应曲线进行了拟合。结果表明,84-I-101、银×新4#、银×新6#、银×新192、03-04-156、014、171、174、178-2-19、中至1#、I-262的最大光合能力强,最大净光合速率(P_(nmax))均超过了35.00μmol/(m~2·s);参试杨树品种(系)表现量子效率(AQE)在0.053～0.066μmol/(m~2·s),处于中上水平;3个派系中,黑杨派品种(系)的光补偿点(LCP)低于其他2个派系;白杨派树种的暗呼吸速率(R_d)整体上大于黑杨派和青杨派;LCP越高,R_d越大;白杨派杨树品种光能转化效率及生理活性优于黑杨派、青杨派杨树品种(系),黑杨派杨树品种(系)在弱光条件下的光能利用能力强。     

外来入侵植物光荚含羞草的研究进展

光荚含羞草(Mimosa bimucronata)原产于热带美洲,适应性和再生能力极强,是优良的薪炭林树种和各类果园、经济作物园中的绿篱树种。自引进我国以来,已经在华南地区蔓延开来,成为危害较严重的一种入侵树种,对入侵地的生态、社会、经济和文化甚至人类健康等各方面均造成危害。该文通过查阅国内外相关文献资料,介绍了光荚含羞草的生理、生态等特性,总结了它的防治和综合利用研究进展,旨在提醒人们重视这一外来入侵物种,并为光荚含羞草的合理开发利用、为防御该物种的进一步入侵和减轻其生态危害提供基础理论依据。     

不同颜色薄膜覆盖对越橘光合特性的影响

以越橘品种"双丰"为试验材料,采用拱棚覆膜方式,设置白膜、绿膜、红膜、黄膜、蓝膜5个处理,研究不同颜色薄膜覆盖下越橘叶片叶绿素含量、光合日变化和光响应变化差异。结果表明,绿膜覆盖下越橘叶片中叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b含量显著提高,蓝膜覆盖下叶绿素a和叶绿素a+b含量显著提高,不同颜色薄膜覆盖下越橘叶片中叶绿素a/b值无显著差异。不同颜色薄膜处理下越橘叶片净光合速率(Pn)日变化曲线均为"双峰型",最高峰值均出现在8:00,Pn数值排序为蓝膜白膜红膜黄膜绿膜,不同颜色薄膜处理下越橘叶片均在11:00出现光合午休现象。气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)总体变化趋势与Pn类似,而胞间CO_2浓度(Ci)则呈"W型"曲线。通过拟合光响应曲线可知,不同处理下越橘叶片光补偿点(LCP)均降低,其中红膜和绿膜降低幅度较大。蓝膜下光饱和点(LSP)增加,且最大净光合速率(Pn_(max))最高。结果表明,蓝膜覆盖促进越橘光合作用,生产中可通过覆盖蓝色薄膜或者补充蓝光方式使越橘光合效率最大化。红膜、黄膜和绿膜对光合作用有抑制作用,但红膜和绿膜有助于增强越橘对弱光的适应能力。     

铝胁迫下一氧化氮对大豆根生长抑制的缓解作用

在酸性(pH值5)土壤中,铝毒害是制约农作物生产的主要逆境因子。铝毒通过抑制根系生长,影响作物对水分和营养物质的吸收,最终导致农作物产量下降。以大豆为试验材料,探讨铝胁迫下外源一氧化氮(NO)对铝毒害的调节作用。结果显示,不同铝浓度处理可抑制大豆根的生长及根尖伸长区细胞的伸长,且可诱发根尖丙二醛(MDA)和H_2O_2含量的升高;进一步研究结果显示,NO处理可显著缓解铝抑制的根生长及根尖伸长区细胞的伸长,且降低根尖MDA、H_2O_2含量,提升根尖抗氧化酶活性。表明NO可能通过提高根尖抗氧化能力来缓解铝胁迫对根尖伸长区细胞伸长的抑制,从而改善根系的生长。     

抑制肠道气呼吸大鳞副泥鳅主要呼吸器官的组织病理

为了阐明肠道气呼吸对泥鳅的生理作用,本研究通过抑制大鳞副泥鳅肠道气呼吸,探究其主要呼吸器官的组织病理变化。结果显示,被抑制肠道气呼吸的大鳞副泥鳅通常在1周左右死亡。当被抑制肠道气呼吸的大鳞副泥鳅出现垂死时,采集对照组和实验组的鳃、皮肤、前肠、中肠、后肠以及直肠进行苏木素—伊红(H.E)染色、阿利新蓝—高碘酸雪夫氏(AB-PAS)染色组织切片观察和扫描电镜观察,主要的病理变化:①H.E染色结果显示实验组大鳞副泥鳅鳃丝末端充血,背部皮肤表皮层的毛细血管收缩并减少,且真皮层细胞呈畸形,前肠黏膜褶膨大,后肠浆膜层有血红细胞渗出,后肠、直肠结缔组织显著增厚;②AB-PAS染色结果显示,实验组大鳞副泥鳅鳃、背部皮肤、后肠、直肠组织中嗜酸性空泡细胞均增多,前肠和中肠固有层酸性黏蛋白含量增多,黏膜下层中性黏蛋白含量减少;③扫描电镜结果显示,实验组大鳞副泥鳅鳃丝鳃小片表面皱缩,表皮受损脱落,背部皮肤表面分泌孔增加,中肠内腔表面突起增多,后肠和直肠絮状颗粒增多。研究表明,抑制大鳞副泥鳅肠道气呼吸会引发其主要呼吸器官上皮组织出现黏液细胞增多、血红细胞溢出等病理变化,甚至导致机体死亡,由此可知,肠道气呼吸行为是大鳞副泥鳅的必要生理活动。本研究将为大鳞副泥鳅的健康养殖及幼苗培育提供新的参考。