基于Maxwell-Stefan扩散模型的土壤碳通量计算方法研究

目前土壤碳通量的监测方法存在一定的缺点,导致无法长时间精确监测。针对这一问题,提出用Maxwell-Stefan扩散模型进行碳通量的计算,并建立开放型气室模型进行仿真研究。根据仿真程序生成的不同高度的浓度时间序列,基于Maxwell-Stefan扩散模型计算二氧化碳通量值,将计算结果与仿真设定值进行对比。其中,设定通量为0.5 μmol·m^-2·s^-1时,计算结果为0.547 μmol·m^-2·s^-1;设定通量为1.0 μmol·m^-2·s^-1时,计算结果为0.969 μmol·m^-2·s^-1;设定通量为2.0 μmol·m^-2·s^-1时,计算结果为2.122 μmol·m^-2·s^-1。运用该算法计算的误差均在10%以内。另外,与Fick扩散模型的计算结果进行对比,在3组实验下,Maxwell-Stefan模型计算所得的通量值都更加接近于设定值。本研究的结果表明,Maxwell-Stefan扩散模型适用于土壤呼吸碳通量的计算,并且具有较好的计算结果,从理论上验证了该模型用于土壤碳通量计算的可行性和准确性。     

车前光合生理特性的研究

以药用植物车前为研究材料,采用Li-6400便携式光合仪测定了其光响应曲线、CO₂响应曲线及相关生理参数,并运用5种模型探讨了拟合车前光响应曲线及CO₂响应曲线的最适模型,同时研究了光合参数对净光合速率(P_n)的影响。结果表明,直角双曲线改进模型是拟合车前光响应曲线的最适模型,其R²为0.999;改进指数模型是拟合CO₂响应曲线的最适模型,其R²为0.998;车前的光饱和点为1 808 μmol·m^-2·s^-1、光补偿点为24.25 μmol·m^-2·s^-1、最大净光合速率为20.158 μmol·m^-2·s^-1、暗呼吸速率为1.611 μmol·m^-2·s^-1、表观量子效率为0.07;车前P_n与气孔导度、蒸腾速率、水分利用率均为极显著正相关(P<0.01),P_n与胞间CO₂浓度为极显著负相关(P<0.01)。试验结果为车前的生理生态研究及栽培提供了理论依据。     

棘茎楤木和树参对林窗、林缘和林下生境的光合生理响应

为探明棘茎楤木和树参的适宜光强及不同生境下的光合生理特征,研究棘茎楤木和树参对林窗(A)、林缘(B)和林下(C) 3种生境下的光合生理响应,以期更好地林下推广种植。结果表明,在光强较高的A生境下,棘茎楤木和树参的光合速率、电子传递速率以及光系统Ⅱ反应中心电荷分离实际量子效率均较低。结合光响应变化趋势可以看出,棘茎楤木和树参在A生境下出现了光抑制现象。而C生境下,棘茎楤木和树参的最大光合速率显著较高,分别为19.325和12.451 μmol·m^-2·s^-1;同样,其最大电子传递速率也均为最高(P<0.05),分别为145.263和99.053 μmol·m^-2·s^-1。光合速率和电子传递速率对光强响应的拟合结果表明,棘茎楤木和树参的光饱和点分别约为900和800 μmol·m^-2·s^-1。由此可见,棘茎楤木和树参均属于半阳生树种。另外,不同生境下棘茎楤木和树参叶片的光补偿点均较低,其范围分别为19.590~28.392 μmol·m^-2·s^-1和13.200~23.829 μmol·m^-2·s^-1,说明两者对弱光的利用能力较强。因此,棘茎楤木和树参适合林下种植。建议在浙中低海拔山区种植时,生境光强为800~900 μmol·m^-2·s^-1最为适宜。     

集胞藻酰基载体蛋白基因过量表达对脂肪酸合成的影响

酰基载体蛋白(ACP)是微生物脂肪酸生物合成途径中的一个关键蛋白。为了促进集胞藻脂肪酸的积累,以集胞藻PCC6803为研究对象,成功构建了用于过量表达ACP(ssl2084)基因的同源重组质粒ssl2084⁽⁺⁾并在集胞藻PCC6803中进行转化。将ssl2084⁽⁺⁾突变株进行DNA水平和蛋白质水平鉴定,结果表明,ssl2084基因已经得到过量表达。利用气相色谱—质谱联用技术(GC-MS)对突变藻株在不同温度下脂肪酸的含量及组分进行检测,发现在30 ℃培养条件下ssl2084⁽⁺⁾突变株中C12:0、C16:0和C18:0的含量显著增加,分别为1.50、8.74和0.60 mg·g^-1,与野生型相比分别增加了54.71%、50.82%和155.86%;在20 ℃低温胁迫培养条件下,C12:0、C16:0和C18:0的含量分别达到1.70、11.85和2.31 mg·g^-1,与野生型相比分别增加了31.94%、47.35%和39.90%。以上结果表明,在集胞藻PCC6803中过表达ssl2084基因能提高集胞藻中的中长链脂肪酸的含量,低温条件使得集胞藻中的中长链脂肪酸的含量进一步提高。     

不同生境对歪头菜和鸭儿芹光合生理的影响

为指导歪头菜和鸭儿芹推广应用时立地条件的选择提供理论依据,设置林下(Ⅰ)和林缘(Ⅱ)两种生境对歪头菜和鸭儿芹的光合速率、电子传递速率(ETR)、光能利用效率和水分利用效率等光合荧光参数的影响。结果表明,生境Ⅰ下歪头菜叶片的最大电子传递速率(ETR_max)及其对应的饱和光强均显著高于生境Ⅱ,分别为85.895和640.283 μmol·m^-2·s^-1;生境Ⅰ下鸭儿芹叶片的ETR_max及其所对应的饱和光强也显著高于生境Ⅱ,分别为136.160和861.633 μmol·m^-2·s^-1。同ETR对光强响应的拟合结果类似,与生境Ⅱ相比,生境Ⅰ下歪头菜叶片的最大光合速率(P_nmax)及其对应的饱和光强均显著高于生境Ⅱ,分别为9.001和695.318 μmol·m^-2·s^-1;生境Ⅰ下鸭儿芹叶片的P_nmax及其所对应的饱和光强显著高于生境Ⅱ,分别为14.786和967.158 μmol·m^-2·s^-1。另外,从光补偿点来看,不同生境下歪头菜和鸭儿芹叶片的光饱和点均低,分别约为20和15 μmol·m^-2·s^-1,说明歪头菜和鸭儿芹利用弱光的能力较强,能很好地适应弱光环境。另外,气孔导度、光系统Ⅱ的实际光化学效率、光化学猝灭系数等光合参数与上述结果一致。因此,歪头菜和鸭儿芹均为半阳生植物,在种植时应选择半遮阳环境。     

栽培方式对七叶一枝花光合及生物特性的影响

研究不同栽培方式(容器栽培和裸地栽培),对七叶一枝花光合特性及生物特性的影响。结果表明,不同栽培方式七叶一枝花的净光合速率变化均呈单峰曲线,容器栽培的净光合速率明显高于裸地栽培,且在13:00左右差别最大,容器栽培为5.1 μmol·m^-2·s^-1,而裸地栽培仅为3.8 μmol·m^-2·s^-1;无论生物量还是皂苷含量,容器栽培均显著高于裸地栽培。表明了容器栽培是适宜七叶一枝花生长和有利于皂苷积累的种植方法。     

不同遮阴处理对华重楼生长和光合作用的影响

为了探究不同遮阴处理对华重楼生长、光合特性的影响,以及适宜生长的光照强度。本研究以华重楼4年生种苗为试验材料,研究了30%遮阴度、50%遮阴度、70%遮阴度、90%遮阴度和林下栽培(郁闭度0.9)5种不同的遮阴处理对华重楼生长和光合作用的影响。结果表明:随着遮阴程度的增加,其株高显著增加,在遮阴度为70%时达到最高,但是显著低于林下栽培。叶片氮和叶绿素含量随遮阴程度增加呈上升趋势,且在林下栽培时达到最高。光合速率(P_n)在林下栽培时最高(7.6 μmol·m^-2·s^-1),其次为遮阴度70%(6.0 μmol·m^-2·s^-1),且均显著高于其他遮阴处理组。皮尔逊相关性分析表明,在不同遮阴处理下,华重楼株高与P_n密切相关,为保证其最大的光合潜力,在人工栽培华重楼时,其遮阴度应控制在70%~90%为宜。     

铁皮石斛无菌播种成苗体系优化

以铁皮石斛种子为起始材料,研究了其原球茎萌发、壮苗、生根出苗环节中一些关键影响因子,建立了铁皮石斛种子快速成苗组培技术体系。研究发现,培养基中加入6-BA会抑制原球茎的发育,若整个培养阶段用直径为9 cm的培养皿,起始播种密度以8 000粒种子为宜,冻干香蕉粉对于种子的萌发是必需的,以5~10 g·L^-1为宜;壮苗阶段,接种密度以100~120株·瓶^-1为宜,培养基及光质对铁皮石斛壮苗影响远小于接种密度;生根阶段,利用3 000 K LED白光代替荧光灯照明,在不降低组培苗茎粗的前提下,可有效提高组培苗株高,增加优质苗比例。研究结果还表明,冻干香蕉粉可完全代替剥皮香蕉作为有机添加物用于铁皮石斛组培苗的培养。整个培养过程中,培养温度(24±2) ℃,种子萌发阶段光照时间10 h,光照强度25~30 μmol·m^-2·s^-1;其余培养阶段均光照时间12 h,光照强度40 μmol·m^-2·s^-1左右。     

2个石楠属新品种与其原种的光合特性比较

测定了2个石楠属新品种幻彩石楠(Photinia serrulata Fantasy Color)、金凤凰红叶石楠(Photinia×fraseri Golden Phoenix)和其原种石楠(Photinia serrulata)、红罗宾红叶石楠(Photinia×fraseri RedRobin)的多酚、叶片氮平衡指数与光合生理参数,并对其进行比较分析。结果表明:幻彩石楠和金凤凰红叶石楠的氮平衡指数均低于对照品种,而花青素指数均高于对照品种;另外,幻彩石楠和金凤凰红叶石楠在光合有效辐射2 000 μmol·m^-2·s^-1时净光合速率达到了最高峰值,而对照品种在光合有效辐射1 500 μmol·m^-2·s^-1时净光合速率达到了最高峰值;同时,幻彩石楠和金凤凰红叶石楠的气孔导度、蒸腾速率的光响应变化曲线变化趋势较为相似,总体上呈现不断上升趋势。     

远红光补光对辣椒幼苗生长和非生物胁迫抗性的影响

【目的】研究补照适量远红光（FR）对辣椒幼苗生长发育和非生物胁迫抗性的调控作用,旨在为实际生产过程中利用精确的光环境调控手段培育壮苗提供理论依据。【方法】以辣椒‘博辣红帅’品种为研究材料,将苗龄7 d的辣椒幼苗置于LED光源对照光谱（NL;红R/蓝B=3/1,光量子通量密度PPFD为150 μmol·m^-2·s^-1）及在此基础上分别补充10 μmol·m ^-2·s^-1远红光（6% FR）、20 μmol·m ^-2·s^-1远红光（13% FR）和30 μmol·m ^-2·s^-1远红光（20% FR）的处理组光谱环境条件下培养,并于苗龄21 d时进行低温和干旱处理。通过测定生物量、抗性相关基因表达、抗氧化酶活性、激素含量、叶绿素荧光参数以及叶片相对电导率等,探究补充6% FR对辣椒幼苗生长和非生物胁迫抗性的影响。【结果】与对照光谱相比,补充6% FR显著提高了辣椒幼苗株高、茎粗、干鲜重以及壮苗指数（P<0.05）。低温胁迫下,相比于对照光谱组,补充6% FR显著提高了辣椒叶片冷响应基因CBF1和抗氧化酶相关基因Cu/Zn-SOD、GR、APX、CAT、DHAR的表达水平,超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽还原酶（GR）活性比对照分别增加25.2%、53.6%、55.8%、72.7%和33.4%,抗逆相关激素脱落酸（ABA）的含量提高69.5%。同时,低温胁迫下补充6% FR后辣椒叶片PSII最大光化学效率（Fv/Fm）较对照光谱组显著升高,而相对电导率（REL）显著降低,表明补充6% FR缓解了低温下PSII光抑制和叶片细胞的损伤,提高了辣椒幼苗的耐冷性。此外,干旱胁迫下,相比于对照光谱组,补充6% FR使辣椒幼苗的抗氧化酶SOD、GR、APX、CAT、DHAR活性分别增加13.7%、38.0%、37.2%、27.6%和23.7%,ABA含量和PSII实际光化学效率（Φ_PSII）也显著升高,而REL则明显降低,表明补充6% FR减轻了干旱胁迫引起的PSII光抑制和膜脂过氧化,提高了辣椒幼苗的耐旱性。【结论】补充6% FR不仅可促使辣椒壮苗的形成,还可通过增加抗氧化酶活性和ABA含量提高辣椒幼苗对低温胁迫和干旱胁迫的抗性。     

温度对文蛤生理代谢的影响

以文蛤(Meretrix petechialis)为实验对象,采用实验室静水法和间歇式呼吸测量法,通过测定摄食率、耗氧率、排粪率、排氨率等生理参数,研究了不同水温下不同规格文蛤的生理代谢情况。结果显示:供试文蛤的摄食率、排氨率、排粪率、耗氧率分别在25~30、20~30、15~20、35 ℃存在最大值。随水温升高,文蛤摄食率和排氨率先增加后下降,而排粪率逐渐降低,耗氧率逐渐升高。实验条件下,大、中、小规格的文蛤(壳长范围30~46 mm)摄食率为0.015~0.043 mg·g^-1·h^-1,排氨率为1.26~135.25 μg·g^-1·h^-1,排粪率为2.173~15.908 μg·g^-1·h^-1,耗氧率为0.290~1.780 mg·g^-1·h^-1。研究结果可为探明文蛤在不同季节的生理代谢规律、指导文蛤养殖产业发展提供借鉴。     

漂烫与干燥方式对豆腐柴叶干粉营养组分及豆腐适制性的影响

研究不同处理方式对豆腐柴叶干粉营养组分、抗氧化活性和适制性的影响。采用漂烫及不同干燥方式处理豆腐柴叶并分为新鲜组(F)、冷冻干燥组(FD)、热风干燥组(HAD)、新鲜漂烫组(FB)、漂烫+冷冻干燥组(BFD)、漂烫+热风干燥组(BHAD)6组。结果表明,与HAD组相比,FD组干粉色泽翠绿,且能维持较高的氨基酸、还原糖、总酚与总黄酮含量,分别为36.16 mg·g^-1、61.98 mg·g^-1、6.31 mg·g^-1和106.56 mg·g^-1。其中,FD组、BFD组和HAD组干粉的DPPH自由基清除能力与FRAP抗氧化能力显著高于其他处理组(P<0.05)。采用不同处理的干粉制作柴叶豆腐,结果表明,BFD组干粉制作的柴叶豆腐色泽翠绿,凝固时间短,出品率高,渗出液少,且硬度、弹性、内聚性、胶黏性、咀嚼性指标高,感官评分为83.33±2.86。因此,采用漂烫+冷冻干燥的方式处理豆腐柴叶,其干粉既能保留部分的营养成分又具有强抗氧化能力,且能制作出品质较佳的柴叶豆腐。     

11S通过NF-κB信号通路引起猪小肠上皮细胞损伤

通过体外培养猪小肠上皮细胞(IPEC-J2),研究大豆球蛋白(11S)对猪小肠上皮细胞的影响。将IPEC-J2细胞分为6组[A(对照组)、B、C、D、E和F],各组中分别添加0、1、5、10、5、5 mg·mL^-1的11S,并且在E组和F组分别添加1 μmol·L^-1吡咯烷二硫代氨基甲酸盐(PDTC)和1 μmol·mL^-1 Nω-硝基-L-精氨酸甲酯(L-NAME)。分别于8、16、24 h,用CCK-8法检测细胞存活率,用ELISA法检测细胞一氧化氮(NO)、二胺氧化酶(DAO)、5-羟色胺(5-HT)、白细胞介素6(IL-6)和白细胞介素10(IL-10)含量,用western blot法检测细胞p-NF-κB p65、iNOS、COX-2的蛋白表达量,用qPCR法检测细胞NF-κB p65、IKKβ、iNOS、IKKα、COX-2 mRNA的相对表达量。结果表明:11S可以降低猪小肠上皮细胞存活率,添加PDTC和L-NAME可以提高小肠上皮细胞存活率;11S可促进NO、DAO、5-HT和IL-6的分泌,降低IL-10的分泌,增加p-NF-κB p65、iNOS、COX-2的蛋白表达量及NF-κB p65、IKKβ、iNOS、IKKα、COX-2 mRNA的相对表达量,添加PDTC和L-NAME可抑制11S的作用。综上,11S可引起猪小肠上皮细胞损伤,随着11S浓度的增大,损伤程度增加,PDTC和L-NAME可以降低11S对细胞的损伤。     

不同烟草品种烟籽油理化性质及脂肪酸和挥发性成分评价

本研究采用索氏提取法提取8个烟草品种的烟籽油,进行理化性质分析,并用气相色谱（GC）、气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）分别测定烟籽油的脂肪酸组成和挥发性成分。结果表明,除皂化值和折光率外,8种烟籽油在酸价、比重、过氧化值及碘值中均差异显著,红大和NC89两个品种的酸价最低,保山4号的过氧化值最低,NC89的碘值最高,大竖把直把品种的比重最大,8个品种烟籽油的皂化值范围为176.13~190.81 mg·g^-1、折光率约为1.470,综合理化性质数据,品质较好的是Burley21,它的酸价、皂化值、比重、过氧化值、碘值及折光率分别是0.75 mg·g^-1、185.04 mg·g^-1、0.84 g·cm^-3、1.17%、1520.5 g·kg^-1及1.467 81。8个烟籽油品种的多不饱和脂肪酸含量均较高（785.99~965.99 mg·g^-1）,多不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸（PUFA/SFA）值在5.61~6.60,亚油酸在8个品种测得的所有脂肪酸中均含量最高（772.41~944.20 mg·g^-1）。在8个品种的烟籽油中检测出棕榈酸甲酯、棕榈酸、亚油酸甲酯、油酸甲酯、亚油酸、己内酰胺和2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)7种挥发性物质,其中亚油酸含量最高,与脂肪酸含量测定结果具有一致性。比较脂肪酸及挥发性物质结果,云雪2号及Burley21两个品种较好。综合理化性质、脂肪酸与挥发性物质结果,Burley21是较为理想的烟籽油原料。     

维生素A对大豆7S球蛋白致仔猪肠上皮细胞屏障功能损伤的影响

以仔猪肠上皮细胞(IPEC-J2)为研究对象,用大豆7S球蛋白作为诱导因素,通过检测细胞活力、细胞跨膜电阻(TEER)、荧光素钠渗透率、细胞膜完整性相关指标与紧密连接蛋白的mRNA表达情况,探究维生素A(V_A)对大豆7S球蛋白致IPEC-J2细胞屏障功能损伤的影响。结果显示:5.0 mg·mL^-1大豆7S球蛋白导致IPEC-J2活力、TEER与ZO-1、Claudin-1、Occludin的mRNA表达量极显著(P<0.01)降低,而荧光素钠渗透率和细胞培养液中碱性磷酸酶(ALP)、乳酸脱氢酶(LDH)、二胺氧化酶(DAO)、肠型脂肪酸结合蛋白1(IFABP1)的含量极显著(P<0.01)升高;添加0.1和1 μmol·L^-1 V_A极显著提高了细胞活力(P<0.01),0.1~10 μmol·L^-1 V_A显著(P<0.05)缓解了大豆7S球蛋白导致的TEER、荧光素钠渗透率、细胞膜完整性相关指标与紧密连接蛋白mRNA表达的变化;10 000 μmol·L^-1 V_A反而加剧了这些影响。总体上,0.1~10 μmol·L^-1 V_A能通过保护细胞活力和细胞完整性、影响紧密连接蛋白的mRNA表达对大豆7S球蛋白导致的IPEC-J2细胞屏障功能损伤发挥保护作用,而10 000 μmol·L^-1 V_A反而加重了这种损伤。     

五味子木脂素超声提取工艺优化及其抗氧化和抗真菌的潜力

为探究五味子木脂素的超声提取工艺,及其抗氧化和抗真菌的能力,建立起一种基于液相色谱-质谱联用法(LC-MS/MS)同步检测五味子中5种木脂素含量的方法,在此基础上,基于4项单因素试验和中心复合设计-响应面法优化五味子木脂素的超声提取工艺,并评价其抗氧化和抗水产干制品中优势真菌的能力。结果表明:适宜超声提取五味子木脂素的工艺参数为乙醇体积分数70%,液料比12 mL·g^-1,提取2次,每次超声10 min。在此条件下,五味子木脂素提取量为(9.45±0.11) mg·g^-1。五味子木脂素提取液的总还原力,及对DPPH(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼)、ABTS(2,2'-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)自由基的清除能力分别是维生素C(V_C)的2/5、1/2和1/3,对黄曲霉(Aspergillus flavus)、黑曲霉(Aspergillus niger)、橘青霉(Penicillium citrinum)、尖孢镰孢菌(Fusarium oxysporium)和厚垣镰孢菌(Fusarium chlamydosporum)的最低抑菌浓度(MIC)约为1.17 mg·mL^-1,对哈茨木霉(Trichoderma harzianum)、扩展青霉(Penicillium expansum)和腐皮镰孢菌(Fusarium solani)的MIC约为2.34 mg·mL^-1,说明其具有较强的抗氧化和抗水产干制品中优势真菌的能力。     

外源褪黑素对低温弱光胁迫下辣椒叶绿素荧光和抗氧化系统的影响

以陇椒10号为试验材料,待辣椒幼苗长至6片真叶时,叶面喷施不同浓度褪黑素(MT)溶液0(T1)、50(T2)、100(T3)、150(T4)、200(T5)和250(T6)μmol·L^-1,研究不同浓度褪黑素对辣椒幼苗低温弱光胁迫条件下叶绿素含量、叶绿素荧光参数、相对电导率、可溶性糖、丙二醛(MDA)含量以及抗氧化酶活性的影响。结果表明：在低温弱光胁迫下(15℃/5℃,100μmol·m^-2·s^-1)处理7 d后,与T1相比,外源喷施100μmol·L^-1的褪黑素溶液(T3)后总叶绿素含量和可溶性糖含量分别提高了25.72%、52.88%,实际光化学效率Y(Ⅱ)、光化学猝灭系数qP、光化学猝灭qL分别显著增加了43.79%、36.99%和33.88%,超氧化物歧化酶(SOD)、超过氧化氢酶(CAT)活性显著提高了66.31%、56.65%,超氧阴离子含量、相对电导率分别显著降低了48.40%、17.54%。综上所述,叶面喷施褪黑素能通过提高低温弱光胁迫下辣椒叶片叶绿素含量、叶绿素荧光特性及抗氧化能力...