基于近红外漫反射光谱的规模化奶牛场粪水氮磷定量分析及模型构建

为建立规模化奶牛场粪水中氮磷含量现场快速检测方法,以实现准确预测的同时替代常规监测程序,选取23家天津市典型种养结合模式的规模化奶牛场,围绕粪水处理全过程环节依次开展样品采集、实验室常规化学检测、近红外漫反射光谱采集,并进行主成分分析和偏最小二乘分析,建立多种动态复合影响因素条件下的全局、全程快速检测定量分析模型。结果表明:主成分分析不仅反映出同一奶牛场粪水有机组分随处理环节的变化,而且也反映出不同奶牛场粪水样品的差异性,以及在粪水处理过程中各因素对后续模型的影响程度。建立的全过程环节定量分析模型对总氮含量预测结果与实际含量的线性拟合相关系数R为0.96,预测均方根误差RMSEP为187.80;对总磷含量预测结果与实际含量的线性拟合相关系数R为0.91,预测均方根误差RMSEP为3.59。建立的全局定量分析模型对总氮含量预测结果与实际含量的线性拟合相关系数R为0.96,预测均方根误差RMSEP为238.59;总磷含量预测结果与实际含量的线性拟合相关系数R为0.91,预测均方根误差RMSEP为6.56。研究表明,基于近红外漫反射光谱和偏最小二乘法对规模化奶牛场粪水处理全过程环节粪水样品中氮、磷含量进行定量分析是可行的;纵向模型比横向模型能提供更好的预测结果;近红外漫反射光谱技术可实时、快速、高效地对规模化奶牛场粪水处理全过程总氮和总磷进行跟踪和监控。     

镧对镉胁迫下水稻矿质元素吸收与转运的影响

[目的]探究镉胁迫下施加镧对水稻中矿质元素吸收和转运的影响,为缓解水稻镉毒害及降低环境中镉对作物的危害提供有效方法,也为利用稀土元素减轻水稻的镉毒害提供理论依据.[方法]以南方大面积种植的8个水稻品种(湘早籼46、湘晚籼12、早籼788、早籼802、扬稻6、湘早143、中早27、赣晚籼34)为试验材料,采用外源施入0.2 mmol/L氯化镧(LaCl3)的方法[对照(CK)未施LaCl3],对比分析施入镧后不同水稻品种在2μmol/L氯化镉(CaCl2)胁迫下根部和地上部对钙、铁、镁、锌和钾5种矿质元素吸收量、转运系数及矿质元素间相关性的变化.[结果]与CK相比,施入LaCl3可促进多数水稻品种地上部对铁和锌元素的吸收,其中湘早籼46的地上部铁含量升幅最高,较CK显著升高80.12%(P<0.05);施入LaCl3对多数水稻品种根部的钙、铁、锌吸收均起抑制作用,除扬稻6的钙含量、湘晚籼12的铁含量和中早27的锌含量高于CK外,其他品种的钙、铁、锌降幅分别为7.61%~35.84%、7.09%~42.01%和10.23%~55.27%.LaCl3处理提高了水稻根部向地上部转运钙、铁和锌元素的能力,大部分品种对钙、铁和锌元素的转运系数表现为LaCl3处理高于CK.相关分析结果表明,LaCl3处理降低了镉胁迫下水稻体内矿质元素间的相关性.[结论]镉胁迫下施加镧可抑制多数水稻品种幼苗根系对钙、铁和锌元素的吸收,同时促进地上部对铁和锌元素的吸收,提高水稻根系向地上部转运钙、铁和锌元素的能力,并降低镉胁迫下水稻体内矿质元素间的相关性,进而缓解水稻的镉毒害.     

不同番茄品种挥发性物质的测定分析

本试验以不同品种的番茄为研究对象,采用固相微萃取-气相色谱质谱联用技术进行测定分析其挥发性物质,通过主要成分分析研究不同品种番茄的风味差异,为人们选购番茄提供参考,同时,为番茄风味评估提供依据。     

向日葵组织培养及其遗传转化研究进展

综述了影响向日葵离体培养再生的主要因素,如基因型和外植体的种类,内外源激素等;同时,对向日葵的聚乙二醇(PEG)介导法、显微注射法、花粉管通道法、基因枪法、根癌农杆菌介导和超声波法等遗传转化方法的研究进展进行了阐述.总结了向日葵基因工程的研究现状,并对未来向日葵基因工程研究热点方向进行了展望.     

八棱海棠转PuNHA基因的遗传转化研究

以八棱海棠茎尖分生组织为外植体,经农杆菌介导将PuNHA基因导入八棱海棠,在MS+BA 4 mg/L+NAA 0.2 mg/L+除草剂4 mg/L+羧苄青霉素500 mg/L的培养基中筛选培养,转化率8.7%。结果表明:经PCR、Southern Blot和Northern Blot分析得出,PuNHA基因已经整合到八棱海棠基因组内,并且可以转录为mRNA,获得了转基因植株;同时将转基因植株进行盐胁迫处理,耐盐能力有显著提高,由原来的耐盐量2‰提高到了3‰,其耐盐能力提高了50%。     

洋金花托品酮还原酶Ⅰ基因的克隆与表达分析

洋金花的入药成分是莨菪碱和东莨菪碱,托品酮还原酶Ⅰ(tropinone reductase I, TRI)是托品烷类生物碱合成途径中的关键酶,该酶的编码基因是TAs代谢工程研究重要的靶标基因。本研究从洋金花中克隆TRⅠ基因,命名为Dm TRⅠ(GenBank登录号:MW455085)。DmTRⅠ基因包含一个822 bp的完整开放阅读框,编码273个氨基酸。生物信息学分析发现,DmTRⅠ为稳定的亲水性蛋白,是DmTRⅠ作为辅酶NADPH的结合位点,有TGXXXGXG保守结构域。从生物进化关系上发现,DmTRⅠ与同为茄科的颠茄、三分三等5种植物的TRⅠ聚为一支,且与曼陀罗属的木本曼陀罗TRI亲缘关系最近。进一步以ACTIN和PGK双基因为内参基因,DmTRⅠ基因表达分析显示,DmTRⅠ在根、茎、叶、花、果实各器官中均有表达,其中根的表达量最高,花,茎、叶的表达量较低,在果实中表达量最低。DmTRⅠ基因的获得及表达分析为进一步研究洋金花TAs的生物合成提供理论依据。     

NaCl胁迫对向日葵幼苗生长及茎组织解剖结构的影响

通过盆栽实验对3个向日葵品种康地5号、2603、KWS203进行中性盐（NaCl）胁迫处理,研究NaCl胁迫对向日葵幼苗生长的影响,并观察其茎组织解剖结构。结果表明,中性盐对康地5号伤害较轻,而对2603和KWS203伤害比较严重,2603和KWS203之间的受伤害程度差异不显著。随着胁迫强度的增加,3个向日葵品种出苗时间均有所延迟,出苗率下降;幼苗相对苗高和叶片数也受到明显影响,当NaCl浓度为0.2mol/L时对向日葵幼苗生长影响最严重。茎的解剖结构观察表明,随着盐胁迫强度的增加,康地5号薄壁细胞和皮层细胞层数明显增多,另外2个向日葵品种也有增加;它们的皮层厚角组织层数也均有增加;茎细胞中粗针晶明显增多,提高了耐盐性。     

几种天津野生中药材中无机元素含量的测定

[目的]分析天津野生猪毛菜、萹蓄、艾草中9种无机元素的含量,为进一步研究其药效提供科学依据。[方法]采用湿法处理猪毛菜、萹蓄、艾草,用火焰原子吸收分光光度计测定其Ca、Mg、Fe、Cu、Zn、K、Pb、Na和Mn的含量。[结果]3种野生中药材中Ca的含量为6 440.49~9 364.01μg/g;Cu的含量为13.19~31.14μg/g;Mg的含量为5 156.66~10 423.99μg/g;Mn的含量为63.71~108.03μg/g;K的含量为18 262.22~24 836.81μg/g;Na的含量为109.92~6 329.75μg/g;Zn的含量为67.07~90.94μg/g;Fe的含量为969.32~2 147.52μg/g;3种野生中药材中均检出含有一定量的Pb。3种中药材中,萹蓄中各种无机元素含量均较低,艾草中无机元素含量较高。[结论]该方法准确、稳定、操作简便、快捷。     

铅胁迫对向日葵幼苗矿质元素吸收及蛋白二级结构的影响

为探究向日葵对重金属胁迫在生理及蛋白结构上的响应机制,试验以‘2603’‘HA89’‘HA300’3种向日葵品种的三叶一心期幼苗为材料,设置5组不同质量浓度梯度铅胁迫（0、200、400、600、800 mg·L^-1）,测定幼苗对6种矿质元素（Mg、Cu、Ca、Zn、Fe、K）吸收的变化及向日葵幼苗蛋白二级结构的变化,结果表明：随着铅胁迫浓度的增加,品种‘2603’对矿质元素的吸收增加、蛋白二级结构中无序结构增加,结构趋于松散,品种‘HA89’对矿质元素吸收受到抑制、蛋白二级结构中有序结构增加,结构趋于稳定,同时向日葵幼苗在铅胁迫下对矿质元素的吸收与蛋白二级结构的稳定性存在负相关关系,最显著为Ca元素与α-螺旋相关性为 -0.9、与β-转角相关性为0.95,这表明向日葵幼苗对铅胁迫的抵御机制在生理及蛋白结构上具有一致性。此研究可为进一步探索向日葵抗重金属胁迫提供理论依据,同时为后续挖掘向日葵对重金属的防御机制研究及探明植物抗重金属胁迫机理研究提供理论依据。     

不同施肥条件下的小麦籽粒代谢组学研究

为探究不同肥料对小麦籽粒代谢物的影响,通过非靶向代谢组学结合气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)与多元统计学的方法,对不同施肥条件下(常规施肥CK、缓控释肥一次性基施E、有机肥缓控释肥配施A、缓控释肥B、专家系统推荐施肥NE)的中信麦99籽粒代谢物进行分析。结果显示,从小麦籽粒中共检测到代谢物47种,主要为有机酸类、氨基酸类、糖类及其衍生物、酯类和其他有机物。与CK相比,B、E处理对促进小麦籽粒中有机酸类代谢物积累的效果较优,B、A处理对促进小麦籽粒中糖类代谢物积累的效果较优,B、NE处理对促进小麦籽粒中氨基酸类代谢物积累的效果较优;B、NE处理对促进小麦籽粒中总代谢物含量积累的效果最优,E处理效果次之,A处理效果最差。不同施肥处理对小麦籽粒代谢物中糖类和氨基酸类代谢物影响较大,通过富集20种差异代谢物,得到3条显著变化的代谢途径,分别为氨酰基-tRNA的生物合成,苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成,异喹啉生物碱的生物合成。