The mechanical roles of the clasping leaf sheath in cereals: Two case studies from oat and wheat plants

Stem lodging is a common problem in cereal crop production and a main constraint for grain yield improvement. The leaf sheath that surrounds and protects the hollow internodes of stem could provide the plants with a great physical support. However, this biomechanical function has been ignored for several decades in cereal crops. This study aimed to examine the biomechanical properties of basal stem internodes and lodging susceptibility of the whole plants with or without the clasping leaf sheath in wheat (Triticum aestivum L.) and oat (Avena sativa L.) among different genotypes and agronomic practices (including planting densities and nitrogen application rates). The main objective was to quantify the mechanical role of the leaf sheath in oat and wheat crops by a “safety factor” method. On average, the leaf sheath contributed 40%, 68% and 38% of the overall stem bending strength, flexural rigidity and safety factor, in oat, while it accounted for 11%, 24% and 10%, respectively, in wheat plants. The significant contribution of the leaf sheath is due to its vital role in enlarging the peripheral position (i.e., second moment of area) and stiffness (i.e., Young's modulus). The contribution ratios (%) were found to be higher in oat than in wheat plants, due to the greater mass density of leaf sheath and more proficient/prevailing stay-green capability in oat genotypes. This study emphasizes the important mechanical role of clasping leaf sheath on stem internodes of cereals and indicates that the stay-green trait of the leaf sheath can be exploited to design appropriate varieties with improved lodging resistance and great yield potential.     

不同保水处理下苏丹草光合特性研究

为了研究矿区生态修复过程中植物对不同保水措施的生理响应,以常用修复植物苏丹草为研究对象,利用CIRAS-2型(PP-Systems)光合仪测定苏丹草的光合指标,探讨高温下苏丹草对不同保水措施的生理响应,以期为矿区生态修复中的保水措施提供理论依据。结果表明：不同保水处理下苏丹草的光合速率Pn和瞬间水分利用效率WUE日变化均呈“W”型曲线,蒸腾速率Tr日变化呈“M”型曲线。苏丹草的Pn有“午休”现象存在,主要受非气孔因素的影响。影响苏丹草Pn、Tr的主要环境因子为大气CO₂浓度Ca、大气温度Tc、大气相对湿度RH。在土壤上覆盖火烧石和添加粉煤灰均显著增大了苏丹草的Pn和WUE,增强了苏丹草适应高温环境的能力。从Pn的指标来看,土壤表面覆盖火烧石处理比土壤中添加粉煤灰处理的效果好,但两者同时作用效果略低于单独用火烧石处理,原因有待进一步研究。     

秸秆替代阔叶木屑代料栽培黑木耳的应用研究

以黑木耳为试材,以玉米芯和大豆秸秆作为原料,按照阔叶木屑与秸秆不同比例,部分替代现有阔叶木屑代料栽培黑木耳,并通过测定不同比例配方培养的黑木耳的生物学特性、质量、产量,筛选出以秸秆与阔叶木屑为原料代料栽培黑木耳的最佳配方。结果表明:秸秆添加量达到60%的条件下,产量并未显著降低,说明秸秆作为部分替代木屑栽培基质的代用物料是可行的。     

主成分分析及隶属函数法评价非洲菊不同品种对低温弱光的适应性

以贵阳地区栽培的13个非洲菊品种为供试材料,研究冬春季节低温弱光对非洲菊不同品种叶片中可溶性糖、可溶性蛋白、叶绿素、游离脯氨酸、总超氧化物歧化酶、过氧化物酶、丙二醛和质膜透性等生理生化指标的影响,利用主成分分析法、模糊隶属函数法及聚类分析法对非洲菊不同品种进行耐低温弱光适应性综合评价。结果表明,丙二醛含量、总超氧化物歧化酶活性、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量等5个指标可作为非洲菊耐低温弱光性的评价鉴定指标。13个非洲菊品种的耐低温弱光性依次为:秋日、娇艳>阳光海岸、大088、白马王子>缤纷>鸿运、红色妖姬>红极星、贵族>玲珑、靓粉、蜜糖。     

荞麦抗旱性研究进展

荞麦是一种珍贵的药食同源作物,随着人们对健康饮食的逐渐重视,荞麦及其加工产品在人们生活中的地位越发重要。中国拥有丰富的荞麦资源,多种植在干旱或半干旱的冷凉高原山区及边远山区。干旱严重影响荞麦的产量和品质,提高荞麦抗旱性在荞麦生产中起着重要的作用。为此,从干旱对荞麦形态特征、抗旱性的生理生化基础、干旱对荞麦产量及品质的影响等方面阐述了荞麦抗旱性的研究进展,并对荞麦抗旱分子机理方面的研究进行了展望。     

基于“3S”技术的辽宁省某尾矿库扩容工程生态影响预测与评价

以辽宁省某尾矿库为例,基于GIS技术,利用2010年的TM遥感影像及地形图,预测该尾矿库扩容后的生态影响。分析结果显示:尾矿库扩容工程对生态的影响主要体现在土地利用、植被、生态景观和地形地貌的变化4个方面。     

单胃动物脂肪营养研究进展

Fat is an essential element for animal.The paper reviewed recent research progress on fat nutrition in monogastric animal at home and abroad, combining with the fat digestion and absorbing form in animal body, and summarized biological function and application of fat in production, so as to provide theoretical basis for better utilization of fat in animal production and exploration its mechanism of action.     

5-烯醇式丙酮酰-莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSPS)基因AM79 aroA的活性位点分析

AM79 aro A(WO/2009/059485)基因是从草甘膦高度污染的土壤中克隆的、具有我国自主知识产权的新型草甘膦抗性基因,具有重要应用价值。为进一步解析AM79 EPSPS蛋白的作用机制,本研究对此蛋白的活性位点进行了研究。进化树分析显示AM79 EPSPS属于Ⅰ型EPSPS。序列比对结果表明AM79 EPSPS中第107位的丙氨酸(Ala),第114位的苯丙氨酸(Phe),第355位的Ala和第356位的组氨酸(His)是特异的。采用重叠延伸PCR介导的核苷酸定点突变技术,对这些保守的氨基酸位点进行定点突变。将AM79 aro A及其突变基因转入大肠杆菌(Escherichia coli)aro A缺陷型菌株ER2799中,并进行草甘膦抗性鉴定。结果显示,Phe114、Ala355和His356等氨基酸的突变,使AM79 EPSPS蛋白的草甘膦抗性降低,表明这些氨基酸位点对于维持AM79 EPSPS高抗草甘膦的能力是必需的。同源建模结果表明,这些保守氨基酸位点的突变,使AM79 EPSPS蛋白的结构发生变化,这可能是导致突变蛋白草甘膦抗性能力降低的原因。两个Ⅰ型EPSPS(荧光假单杆菌(Pseudomonas fluorescens)G2EPSPS和拟南芥(Arabidopsis thaliana)EPSPS)对应氨基酸突变后,其草甘膦抗性没有明显变化,表明AM79 EPSPS中几个特异的氨基酸位点的功能在Ⅰ型EPSPS中并不是保守的。本研究结果为解析AM79 EPSPS高抗草甘膦的作用机理及对AM79 EPSPS进行定向进化提供了理论依据。     

食用型紫心甘薯新品种湘紫薯174 的选育

湘紫薯174 是以浙紫薯1 号为母本、浙紫薯3 号为父本杂交选育而成的食用型紫心甘薯新品种，薯块纺锤形，薯皮 紫红色，薯肉紫色，结薯较集中整齐，单株结薯4～5 个，大中薯率82.7% 以上，熟食味好，抗黑斑病，中抗根腐病、茎线 虫病和薯瘟病；每667 m² 鲜薯产量1 913～2 359 kg，薯干产量549～736 kg；花青素含量为714.5 mg · kg^-1（FW）。适宜在湖 南、湖北、江西、江苏、浙江等地春夏薯区种植。     

密度与环境因子对蒙古黄芪育苗影响研究

为了明确育苗时密度与环境因子对蒙古黄芪生长特征影响,本试验以蒙古黄芪为研究对象,通过单因素田间随机区组试验,测定蒙古黄芪株高、茎粗、根粗和根长4个指标。结果表明,密度对蒙古黄芪影响最大,其次是湿度,最后是光照和电导率。密度与蒙古黄芪株高、茎粗、根粗呈现负相关性,与根长呈正相关性(P<0.05),密度为400株/m ²时,株高、茎粗及根粗最大,密度为1000株/m ²时根长最大。