大豆凝集素和脂肪氧化酶双价RNAi表达载体的构建及其遗传转化

【目的】应用RNA干扰技术,同时抑制大豆凝集素(Soybean agglutinin,SBA)和脂肪氧化酶(Lipoxygenase,Lox)基因在种子中的表达,改良大豆营养品质,为培育优质大豆材料奠定基础。【方法】根据RNAi原理,酶切获得Lox目的片段,构建以除草剂Bar基因为筛选标记、种子特异性启动子P7αP启动SBA和Lox双干扰的pCAMBIA3301-SBA-Lox(pSBA-Lox)干扰表达载体,并通过农杆菌介导法转化大豆(品种为吉农28),采用PCR、Southern杂交和实时荧光定量PCR对转基因植株进行检测。【结果】质粒PCR和酶切鉴定结果表明,双价RNAi植物表达载体pSBA-Lox构建成功。将其转入到大豆中,对转化植株进行PCR、Southern杂交检测,结果显示,外源基因以单拷贝形式整合到植物基因组中,并能遗传给后代。T1代转基因植株的实时荧光定量PCR分析显示,转基因植株中SBA基因和Lox基因在籽粒中的表达量比未转化受体植株均明显降低,SBA基因表达量降低了35.9%~47.2%,Lox基因表达量降低了32.8%~56.1%,而在幼嫩叶片中的表达量相比对照植株变化不大。【结论】获得了大豆凝集素和脂肪氧化酶表达量均明显降低的T1代转基因大豆。     

果园管道自动顺序喷雾控制系统设计

针对密植果园或成熟果园中由于果树树冠逐渐长大使果树行距变小甚至封行,增加果树喷药难度和劳动强度、危及喷雾作业人员安全等问题,设计了一种果园管道自动顺序喷雾控制系统.该系统由喷雾给药单元、自动顺序喷雾主控器和电磁阀控制节点组成.喷雾给药单元为系统提供药液,自动顺序喷雾主控制器给电磁阀控制节点提供控制信号,电磁阀控制节点控制电磁阀的开关,通过控制果园中多个电磁阀的顺序开启和关闭,实现对果树的自动顺序喷雾.运行试验结果表明,该系统可以按照设定喷雾时间对果树进行自动顺序喷雾,不需要人工进入果园喷雾.     

响应面优化酶法提取黑胡萝卜色素的工艺研究

以干燥的黑胡萝卜粉为原料,在单因素试验的基础上,选取液固比、pH值和浸提次数为自变量,色素提取率为响应值,根据响应面Box-Benhnken试验设计原理,采用三因子三水平的分析法模拟得到二次回归方程的预测模型,优化黑胡萝卜色素酶法提取工艺.结果表明,建立的回归模型具有高度显著性,方程对试验拟合度好,适用于黑胡萝卜色素提取率的预测;各因子对提取率的影响程度依次为:浸提次数＞pH值＞液固比;二次项对黑胡萝卜色素提取的影响都达到了极显著水平;但响应面分析图表明各因素之间的交互作用均不显著;在纤维素酶浓度0.5％、浸提温度50℃的条件下,纤维素酶辅助提取黑胡萝卜色素的最佳工艺条件为:液固比30:1,pH值3.9,浸提次数2次.黑胡萝卜色素提取率的实际值为0.9485mg/g,与模型预测值0.9508 mg/g没有显著差异.     

基于MaxEnt 的云南省薇甘菊分布预测及评价

利用MaxEnt生态位模型预测云南薇甘菊适生区分布,结果显示,ROC曲线的AUC值均在0.9以上,预测结果具有较高的可信度.影响薇甘菊分布的主要环境因子包括最湿季降雨量(贡献率28.8％)、海拔(贡献率22.1％)、土地覆盖现状(贡献率15.3％)、最湿季平均温、年均降水量、年平均温.从因子的响应曲线分析得出,云南薇甘菊最适环境参数为海拔1 100m,最湿季平均温为22℃,最湿季降雨量为760 mm,土地覆盖为未郁闭林地、灌木林地和荒地等.从样本点数量、环境因子选择及人为影响3个方面对MaxEnt模型预测的云南薇甘菊分布结果进行比较和评价.     

热处理含铜马尾松防霉变木材的制备

【目的】制备热处理含铜马尾松防霉变木材,并探讨其防霉变机理,为防止热处理马尾松木材霉变及提高其使用寿命和扩展其应用领域提供技术支持。【方法】采用单因素试验设计方案,用含铜浸渍液(含铜量分别为4.38%,5.35%,6.35%,7.70%,8.70%)加压预处理马尾松木材,运用液相还原反应原理,结合常规木材热处理技术,在木材内原位生成纳米单质铜,制得热处理含铜马尾松材。以蓝变菌(Botryodiplodia theobromae Pat.)、黑曲霉菌(Aspergillus niger V. Tiegh)、桔青霉菌(Penicillam citrinum Thom)和绿色木霉(Trichoderma viride Pers.)为靶标菌,测定热处理含铜马尾松材的霉变防治效力,并采用X射线光电子能谱分析(XPS)、X射线衍射分析(XRD)表征热处理含铜马尾松材的防霉变机制。【结果】热处理含铜马尾松防霉变木材的最佳制备工艺为:含铜量6.35%浸渍液处理马尾松材,高温220℃热处理3 h。热处理含铜马尾松防霉变木材对蓝变菌、黑曲霉菌和桔青霉菌的霉变防治效力较强,其中对蓝变菌和黑曲霉菌的霉变防治效力高达100%,对桔青霉菌的霉变防治效力达75%,但对绿色木霉无霉变防治效力。XPS和XRD分析结果表明,热处理含铜马尾松防霉变木材内生成了纳米铜。【结论】获得了霉变防治效力较强的热处理含铜马尾松木材,其霉变防治机理是木材中生成了纳米铜。     

猕猴桃叶片叶绿素含量高光谱估算模型研究

【目的】研究猕猴桃叶片叶绿素含量的高光谱估算方法,为猕猴桃长势的遥感监测提供理论依据。【方法】以陕西杨凌蒋家寨村2018年不同生育期(初花期、幼果期、膨果期、壮果期、果实成熟期)的猕猴桃叶片为研究对象,分别测定其高光谱反射率和叶绿素含量(SPAD值),分析原始光谱和5个常见的植被指数(归一化植被指数、归一化叶绿素指数、改进的叶绿素吸收反射率指数、MERIS地面叶绿素指数、土壤调整指数)与叶绿素含量之间的相关关系,提取各生育期的特征波段,分别建立基于特征波段和植被指数的单波段叶绿素含量一元线性估算模型。利用主成分分析对原始光谱数据进行降维,将得到的主成分得分作为随机森林模型的输入变量,建立基于多波段信息的叶绿素含量多元估算模型,并对模型进行精度验证和分析。【结果】不同生育期猕猴桃叶片光谱反射率变化趋势基本一致,整体趋势为可见光波段反射率低,近红外波段反射率高;在可见光波段,光谱反射率随着叶绿素含量的升高而降低;在近红外波段,光谱反射率则随着叶绿素含量的增加而升高。通过相关性分析可知,初花期、幼果期、膨果期、壮果期、果实成熟期原始光谱的特征波段分别为729,548,707,707和712 nm,估算模型决定系数(R~2)分别为0.18,0.85,0.54,0.85和0.82,其中初花期估算模型未通过显著性检验,其余生育期均通过极显著性检验。在5个常用植被指数中,初花期与叶绿素含量相关性最高的是归一化叶绿素指数(NPCI),但是估算模型决定系数R~2只有0.1,未通过显著性检验;其他生育期与叶绿素含量相关性最高的是MERIS地面叶绿素指数(MTCI),所建立的估算模型拟合效果好,预测精度高。基于主成分分析和随机森林回归建立的不同生育期猕猴桃叶片叶绿素含量估算模型的R~2在0.91～0.98,均通过极显著性检验,其拟合效果和预测精度远高于单波段一元线性回归和基于植被指数的一元线性回归模型,是估算猕猴桃叶片叶绿素含量的最优模型。【结论】基于主成分分析的随机森林模型包含了更完整的波段信息,对不同生育期猕猴桃叶片叶绿素含量具有较好的预测能力。     

深厚覆盖层上混凝土防渗墙服役性能分析

【目的】研究混凝土面板砂砾石坝防渗墙的应力变形及实际防渗效果,为高寒地区深厚覆盖层类似工程的设计与施工提供依据。【方法】以青海省纳子峡混凝土面板砂砾石坝为研究对象,在防渗墙施工及运行初期(2012-05-2018-01)对其进行应力监测、变形监测、渗流监测,对所得监测数据进行统计分析,进而评价防渗墙的实际工作状态。【结果】纳子峡混凝土面板砂砾石坝防渗墙各测点应力及变形表现稳定,在施工期防渗墙钢筋的应力变化因受地面施工等因素影响主要承受拉应力,且向上游侧倾斜;在水库运行期间(2014-09-2018-01),墙体受到来自上游的水压力,主要承受压应力,且向下游侧倾斜;布置在墙体上游侧的渗压计渗透压力远大于下游侧各测点,表明防渗墙防渗效果良好,渗透压力受测孔孔内水位影响,且随库水位表现出一定的周期性变化规律,库水位每抬升(或下降)1 m,墙体下游侧各测点渗透压力增加(或减小)约0.6 kPa。【结论】纳子峡大坝混凝土防渗墙在其施工及运行初期应力变形较为稳定,防渗效果良好,能为大坝的安全提供保障。     

旋转脱膜式残膜回收机的设计与试验

【目的】针对弹齿式残膜回收机残膜回收作业后自动脱膜困难的问题,设计一种旋转脱膜式残膜回收机具。【方法】采用田间试验确定了搂膜弹齿的最佳入土角范围、曲率半径和排布方式,通过理论研究设计残膜回收机的脱膜机构,用正交试验方法对残膜回收率的影响因素进行优化,以残膜回收率最高为优化目标确定最优参数组合,并对修正后的最优参数组合进行试验验证。【结果】综合田间试验数据,得出搂膜弹齿最佳入土角为18°～35°,主弹齿直径10 mm,副弹齿直径5 mm,3排搂膜弹齿交错排布;正交优化试验表明,各因素对残膜回收率影响的表现为作业深度作业速度搂膜弹齿曲率半径,当作业速度为7 km/h、主搂膜弹齿曲率半径190 mm、副搂膜弹齿曲率半径160 mm、作业深度50 mm时,对应的残膜回收率最高;验证试验表明,在该参数组合条件下残膜回收率为84.86%,与预测的残膜回收率(85.56%)十分接近。【结论】设计的旋转脱膜式残膜回收机收膜效果好、脱膜率高、制造成本低、调整使用便捷。     

中山杉302与母本落羽杉树皮解剖结构及周皮形成的比较

【目的】比较研究中山杉302（Taxodium hybrid Zhongshanshan 302,T. distichum ♀×T. mucronatum ♂）与母本落羽杉树皮解剖构造及周皮形成的差异,为中山杉品种选育提供依据。【方法】以25年生的同龄中山杉302和落羽杉为研究对象,采用包埋切片技术和组织离析方法观察树皮解剖构造及周皮的形成。【结果】（1）中山杉302韧皮部细胞组成类型与落羽杉相同,二者轴向系统均包括韧皮纤维（PF）、筛胞（Se）和韧皮薄壁细胞（PP）。中山杉302的细胞排列方式多于落羽杉,其细胞排列方式多数为“PF-Se-PP-Se-PF”和“PF-Se-PP-Se-PP-Se-PF”,少数为“PF-Se-PP-Se-PP-Se-PP-Se-PF”,偶见“PF-Se-PP-Se-PP-Se-PP-Se-PP-Se-PF”;而落羽杉韧皮部细胞排列方式多数为“PF-Se-PP-Se-PF”,少数为“PF-Se-PP-Se-PP-Se-PF”。（2）中山杉302和落羽杉周皮细胞组成及排列类型相同,均为2层木栓层细胞,1层木栓形成层细胞,1～2层栓内层细胞。（3）中山杉302和落羽杉每年均产生新的周皮,但形成时间及位置不同,中山杉302于8月中旬韧皮部薄壁细胞出现脱分化,8月底木栓形成层向外分生出2层木栓层细胞,向内分生出1～2层栓内层细胞,周皮产生位置距上一年周皮约5～10层韧皮纤维带;而落羽杉7月中旬韧皮部薄壁细胞出现脱分化,7月底木栓形成层向外分生出2层木栓层细胞,向内分生出1～2层栓内层细胞,周皮产生位置距上一年周皮约10～15层韧皮纤维带。【结论】中山杉302和落羽杉韧皮部细胞组成类型相同,细胞排列方式相似;周皮细胞组成及排列类型相同;新生周皮产生时间较落羽杉更晚,产生位置较落羽杉更近。     

节水灌溉模式下施肥量对小麦产量和加工品质的影响

【目的】探明河套灌区小麦实现高产、优质、节水相统一的施肥量范围。【方法】以中强筋小麦品种永良4号为供试材料,于内蒙古巴彦淖尔市五原县田间进行磷肥、氮肥两因素五水平完全随机区组试验,通过方差分析、相关分析、回归分析,研究节水灌溉模式下施磷量和施氮量对小麦开花期农艺性状、产量及一、二次加工品质的影响,确定该地区小麦节水灌溉模式下优质与高产相统一的施肥量。【结果】小麦开花期多数植株形态指标（茎粗、旗叶长、旗叶宽、旗叶面积、单株叶面积）,群体指标（叶面积指数、干物质）,光合生理指标（SPAD、净光合速率）随施磷量和施氮量的增加表现为先升高后降低的变化趋势。小麦产量随着施磷量和施氮量的增加均呈先升高后降低的趋势。小麦籽粒的一、二次加工品质均随施氮量的增加呈线性增加趋势,随施磷量的增加呈先升高后降低趋势。施磷量、施氮量及其互作对小麦产量和加工品质影响程度表现为施氮量>施磷量>氮磷互作。小麦籽粒产量与蛋白质含量间存在极显著正相关关系,适当增加施肥量可同步提高小麦的产量和品质。河套灌区小麦节水灌溉模式下优质与高产相统一的施磷（P₂O₅）量为66.2~72.5 kg/hm²,施氮（纯N）量为181.7~193.3 kg/hm²;与农户常规施肥量比较,该施肥模式施磷量减少44.3%~49.1%,施氮量减少19.5%~24.3%,产量提高12.4%,蛋白质产量增加15.7%。【结论】磷肥和氮肥合理配施有利于小麦产量与品质的协同提高。