细胞、微生物及其相关培养技术

细胞是生物有机体的基本结构单位。细胞培养技术是生物技术中最核心、最基础的技术。微生物在生物学的发展史上占据重要地位。细胞培养、微生物培养、植物组织培养等是生物技术中的重要组成成分。各种相关的培养技术在人类生产生活的很多方面得到了极大的运用,对推动人类社会的进步起了重要作用。     

现代光谱技术在植物营养品质分析中的应用

目前,我国的粮食安全由总量保障优先迈入到总量保障和营养品质安全并重的发展阶段,因此植物营养品质分析是迫切的社会需求。常规的植物营养品质分析主要是基于实验室的化学分析,成本高、耗时长和人力密集,与海量快速的植物营养品质信息需求不相适应,而现代光谱技术 (spectroscopic technology) 为海量植物营养品质信息的需求提供新的技术支撑。目前广泛应用的光谱技术主要是分子光谱 (molecular spectroscopy),包括紫外可见光谱、红外光谱、荧光光谱和拉曼光谱,这些光谱在粮食作物、蔬菜、水果以及中药材等经济作物的营养品质分析中开始发挥越来越大的作用,并能将传统的主观性较强的感观品质常数客观化。随着光谱技术的发展,以光声效应 (photoacoustic effect) 为理论基础的红外光声光谱,以及以激光诱导击穿 (laser induced breakdown) 为技术基础的现代原子光谱 (atomic spectroscopy) 开始应用于植物营养品质分析,并展现了广阔的应用潜力。以上光谱分析应用依赖于现代多元校正的化学计量学方法 (chemometrics) 和计算机技术,结合植物营养专业知识,利用现代的互联网和云技术平台以及智能终端,植物营养品质信息的适时快速常规化获取将成为现代农业的重要发展方向。     

植物营养生物学研究方向探讨

植物营养生物学是重点研究植物活化、吸收、转运与利用养分的生理、分子及遗传机制的科学。在过去的30年,我国植物营养生物学研究取得了长足的发展,但从国家自然科学基金资助情况分析,与相关学科相比,近10多年来植物营养生物学总体研究力量相对薄弱,缺乏新一代领军人才。一些研究更接近于“纯”植物生物学,与植物营养应用研究出现脱节,对农业绿色发展及化肥产业升级的支撑不够。植物营养生物学研究者应该重视与作物育种、耕作栽培、生态环境、植物保护及化肥产业的合作,跟踪这些领域的研究现状及生产中面临的技术需求,围绕这些领域的技术“瓶颈”开展植物营养基础研究,在提供解决途径的同时创新植物营养生物学机理,从而丰富植物营养学理论。在研究内容上,建议重视控制养分响应度的生理与遗传机制,养分信号与环境信号互作,养分×土壤×管理互作及其对根系生长的影响,养分供应与抗生物胁迫,高产高效的植物营养生理学基础,特种作物的营养机理,化肥产品升级的生物学途径等方向的研究。     

植物健康营养理论与健康元素

从食物链营养的角度提出植物健康营养理论,即在不影响植物正常生长发育的条件下,通过调节供给植物的营养元素而生产出符合特定需求的产品,提高植物栽培的功能性和经济价值。我们把这种同时注重植物营养和产品功能的人工栽培植物的营养理论称为植物健康营养理论,这里将不具备植物营养功能,但对整个食物链特别是对人和饲养动物有营养作用的元素称为健康元素。根据矿质元素的作用对象,可将健康元素分为营养健康元素和非营养健康元素两类。营养健康元素是指它本身是植物必需营养元素,同时又对食物链上端生物也有重要健康作用。非营养健康元素是指其对植物本身的生长发育没有营养作用,仅对食物链上端的生物有健康作用。把通过植物吸收矿质元素的方式以达到食物链促进健康的栽培管理方式称为健康栽培。本文还定义了植物健康营养理论的学科边界,指出:“奢侈吸收”与动物健康的关系研究,健康元素在植物体内的代谢,健康元素在食物链中的传递形式,植物体内健康元素的含量阈值,健康元素的高效施用与管理都是植物健康营养理论的研究范畴。     

营养改良型转基因植物研究进展

研究证实营养素在疾病预防中发挥着重要作用,摄入不足将影响人体健康,所以营养素的补充强化已成为各领域的研究热点。随着转基因技术的日益成熟,营养改良型转基因植物的研究也逐渐增多。本文围绕转基因技术在植物营养改良方面的应用,综述了转基因技术在提高植物中维生素含量、必需氨基酸含量、矿质元素含量和降低植物中有害因子、改善脂肪酸组成等方面最新研究成果,对其未来的发展方向及应用前景进行了展望,同时对转基因食品的安全性评价及商业化进程提出了建议。以期使读者能全面正确地认识和了解转基因技术在改良植物营养价值方面的研究进展和未来发展方向。     

植物营养中理论问题的追本溯源

本文分析了近200年来,国际上植物营养研究特别是有关植物营养理论研究的发展过程,从早期对植物营养的研究开始,论述了腐殖质营养理论的形成与发展以及腐殖质营养理论的具体内容;论述了植物营养矿物质理论的发现过程及李比希否定腐殖质营养理论的理由与事实;介绍了李比希对矿质营养理论的论述与完善过程,分析了矿质营养理论早期的争议及争议的原因;评价了矿质营养理论对农业的贡献。本文还针对目前出现的有机营养理论及碳营养进行质疑,指出了小分子有机物质对植物生长发育的作用。     

植物矿质营养的生态意义Ｉ.植物营养、环境与生态

介绍了植物矿质营养生态研究发展停滞的原因，探讨了植物营养、环境与生态之间的相互关系，提出了今后植物矿质营养生态研究的若干重点。     

植物矿质营养的生态意义：I.植物营养,环境与生态

介绍了植物矿质营养生态研究发展停滞的原因，探讨了植物营养、环境与生态之间的相互关系，提出了今后植物矿质营养生态研究的若干重点。     

改良型植物营养剂对苦瓜中黄酮类化合物含量的影响

改良型植物营养剂是在原植物营养剂的基础上通过添加蜂胶及酶抑制剂(脲∶乳酸=4∶3)配制而成。通过田间试验及仪器分析方法,分析改良型植物营养剂对苦瓜中黄酮类化合物含量的影响。结果表明,经改良型植物营养剂处理的苦瓜中黄酮类化合物含量明显增加,较对照和植物营养剂分别增长了25.0%、15.1%,具有良好的应用前景。     

中国土壤与肥料

正《中国土壤与肥料》1964年创刊,是农业部主管、中国农业科学院农业资源与农业区划研究所和中国植物营养与肥料学会主办的全国性专业科技期刊。以促进土肥学科的发展为宗旨,加快成果转化、推动技术进步为目标,面向科研、教学和生产实践。主要刊登土壤资源与利用、植物营养与施肥、     

近代植物营养科学的方法论

本论文阐明了植物营养科学的概念,以及植物营养科学的历史发展与研究方法进步之间的关系,并从近代植物营养科学的方法论阐述了它的内涵与研究方法的进展。     

植物营养与肥料学科的现状与展望

经过了一百多年科学家的辛勤工作,植物营养和肥料学科已经形成了自己完整的科学体系,在农业生产中发挥了巨大作用。目前的植物营养与肥料学科正在向定量化投入营养物质的方向发展,在考察宏观效应的同时充分注意考察微观机理,把各营养元素之间的交互作用作为研究的热点,并正与环境科学、生态科学在交叉,向植物遗传学渗透和扩展而形成新的学科。加强植物营养物质的循环和再利用,提高营养物质的利用效率,提高作物本身吸收利用养分的能力,发展保肥增效的新型肥料将是今后植物营养与肥料科学的研究重点。市场经济促进了新型肥料的出现和生产,也产生了形形色色的模糊概念,影响了植物营养与肥料科学的正常发展。这些模糊概念表现在,过低地估计了化学肥料的作用,过高地估计了化肥的污染效应;把农作物产品质量的降低归罪于化学肥料的施用;歪曲了肥料概念,造成了商品混乱。澄清这些模糊概念,有助于植物营养与肥料学科的发展,也有利于农业生产的发展。     

土壤生物工程──土壤学与分子生物学的交叉学科

土壤生物江程学是土壤学与分生物学，遗传工程学相互结合交叉的分支学科，是土壤科学新的生长点之一。它以土壤学的研究成果为基础，利用分子生物学的理论和转基因工程为手段，企图从改造植物本身来解决土遥问题。土壤生物工程学的主要研究内容为从分子水平上来研究土壤植物营养和土壤微物地琢植物对土壤逆境的生理生化反应，揭示其分子机制，基因控制，创造出预目标的转基因植物。因此主要包括土壤植物营养生物工程，土壤机制，基     

发展营养素农业 满足人民营养需求

通过宏观和微观研究相结合,在前人研究食物与营养科学成果基础上提出人体营养平衡供给可节 约粮食消费,利用作物生长曲线理论指导绿色营养体饲料、蔬菜等生产,其蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质等主要营养素产量比生产谷物可增产1～3倍。因此,发展以人体营养平衡和营养素高产为目标的营养素农业,是满足我国未来16亿人口食物营养需求的有效途径之一。     

Cell membrane stability and leaf water relations as affected by phosphorus nutrition under water stress in maize

Abstract

A field experiment was conducted to investigate the effect of P nutrition under water stress on the cell membrane stability measured by the polyethylene glycol test, plant growth, and internal plant water relations in maize (Zea mays L.). Adaptation to water deficits with improved P nutrition was observed. The cell membrane stability increased, leaf water potential and osmotic potential decreased, and turgor potential increased with improved P nutrition. Osmoregulation was evident with improved P nutrition. Sugar and K were the major osmotic contributors. Total plant dry weight and relative growth rate increased with improved P nutrition under water stress, suggesting that the supply of extra P to plants may be beneficial to increase the tolerance to drought.     

论作物养分效率及其遗传改良

作物养分效率遗传改良已成为植物营养学重点研究领域之一,但对于养分效率的概念及其组成因素,以及养分高效性状依然存在很多认识误区,限制了养分高效育种成效。本文论述了养分效率及其相关指标的定义,从作物学、植物营养生理学、分子生物学和遗传学多个角度分析了养分高效吸收、养分高效利用的生理学决定因素及其对养分高效育种的启示。指出除了高通量养分高效表型分析技术的限制,还缺乏对田间水平上养分高效生理学机制的深入理解,不清楚养分高效的次级生理指标,已成为限制养分高效育种的因素之一。未来应该充分利用现代分子生物学研究手段,加强田间条件下的养分高效生理学机制研究,将养分吸收、分配、转运等生理过程与作物生长发育调控密切关联,关注群体种植条件下的最优植株性状,在田间实际生长条件下进行鉴定,才有可能获得实用的养分高效品种。     

Se和Cd在土壤-植物系统中的迁移与食品安全

本文就Se和Cd在土壤-植物系统中的迁移及其与食品安全及人体健康之间的潜在关系进行了综合评述。Cd和Se在植物中积累并迁移到植物的可食或收获部分,取决于土壤条件、气候因子、农艺管理措施等。Cd是对食物链造成污染的重要元素,其在土壤中的富集通常是由工农业生产或城市人为污染造成的,减少Cd对土壤的污染及Cd污染土壤的生物修复已成为土壤学、环境科学及生态学研究的热点。Se是一种对动植物有益的元素,在土壤中含量过低会引发人体疾病,但Se含量过高也会导致污染并引发人体疾病;土壤中的高浓度Se通常来自于含Se量高的母岩以及燃煤的灰尘污染;基于食品安全的需要,中国在重视Se素营养补给的同时,要防止富Se地区及人为因素造成的Se污染。     

Beneficial effects of silicon nutrition in alleviating salinity stress in hydroponically grown canola,Brassica napus L., plants

Abstract

Silicon (Si) is the second most abundant element in soil and effectively counteracts the effects of various abiotic stresses, such as drought, heavy metal toxicity and salinity, on plants. In the present study the ameliorating effects of Si nutrition supplied as 2?mmol?L^?1 sodium silicate were investigated on hydroponically grown canola (Brassica napus L.) plants under salinity stress (i.e. 150?mmol?L^?1 sodium chloride). Salinity decreased plant growth parameters such as tissue fresh and dry weights. These decreases were accompanied by increased lignin contents, Na⁺ ion accumulation, increased lipid peroxidation and decreased chlorophyll contents in plants. Silicon nutrition, however, enhanced plant growth parameters and led to the prevention of lignin and the Na⁺ accumulation in shoots, reduced levels of lipid peroxidation in the roots and higher levels of chlorophyll. As a result of salinity, catalase activity in the whole plant and both soluble and cell wall peroxidase activities in the shoots decreased. Silicon nutrition, however, increased the reactive oxygen species scavenging capacity of salt-stressed plants through increased catalase and cell wall peroxidase activities. Thus, silicon nutrition ameliorated the deleterious effects of salinity on the growth of canola plants through lower tissue Na⁺ contents, maintaining the membrane integrity of root cells as evidenced by reduced lipid peroxidation, increased reactive oxygen species scavenging capacity and reduced lignification.     

近红外反射光谱分析在土壤肥料学的应用及发展方向

近红外反射光谱分析是一种"巨人"分析法,在土壤肥料及植物营养科学具有广阔的应用前景。对近红外反射光谱分析在土壤肥料及植物营养学科中的应用,存在问题,及其在土壤肥料及植物营养学科领域的发展方向进行了评述。