小麦籽粒清蛋白和球蛋白表达对干旱胁迫的响应

为了解干旱胁迫对小麦籽粒灌浆期蛋白表达的影响,以强筋优质小麦品种藁城8901为材料,采用双向电泳以及质谱鉴定分析了干旱胁迫和正常生长条件下成熟籽粒清蛋白和球蛋白表达谱的差异。结果表明,与正常生长条件相比,干旱胁迫后,小麦籽粒出现130个差异蛋白质点。通过MALDI TOF-TOF质谱鉴定和数据库搜索,最终成功鉴定出57个差异蛋白,其中上调表达29个,下调表达19个,特异表达7个,沉默表达2个;涉及ADP-葡萄糖焦磷酸化酶、α-淀粉酶抑制剂、过氧化还原酶、β-淀粉酶、二硫键异构酶、丝氨酸蛋白酶抑制剂、超氧化物歧化酶等13种蛋白质,其中代谢类10个,能量类2个,蛋白质加工和储藏6个,病害防御相关17个,转录1个,功能未知和假定蛋白21个。说明干旱胁迫影响小麦籽粒灌浆期的多个代谢途径,进而影响小麦产量和品质。     

孕穗期冷水胁迫对寒地水稻干物质生产的影响

以黑龙江省30份主栽水稻品种或品系为试材,在孕穗期设置17℃冷水灌溉处理(20d),以常规栽培管理为对照,分析冷水胁迫对水稻干物质生产的影响。结果表明,冷水胁迫导致所有试材每穴实粒数、结实率、千粒重和产量下降,并根据相对结实率将试材耐冷性分为1、3、5、7和9级,以7和9级最多,1级最少,分别占总材料的30%和10%。在冷水处理下,全部材料抽穗期至成熟期干物质积累量及比例、群体生长率、净同化率、粒叶比、收获指数、叶面积指数、剑叶叶基角、剑叶和倒2叶与倒3叶披垂度均下降,但高效叶面积率增加。相关分析表明,冷水处理的相对结实率与收获指数(r=0.96**)、产量(r=0.91**)、粒叶比(r=0.84**)和干物质积累量(r=0.48**)的冷水反应指数(CRI)呈极显著正相关,与群体生长率(r=0.44*)、净同化率(r=0.44*)和干物质积累比例(r=0.43*)的CRI显著正相关。综上,孕穗期冷水胁迫对水稻干物质生产的影响在品种间存在很大差异,在冷水胁迫下耐冷性极强品种(系)干物质积累量及比例、群体生长率、净同化率、粒叶比和收获指数对冷水反应迟钝,这是耐冷性极强品种(系)保持较高产量的重要形态特征和生理原因。     

人IL-1Ra基因的克隆及原核表达的研究

IL-1Ra是第一个被发现的天然存在的细胞因子拮抗剂,结合于IL-1受体后不引起IL-1效应。文章通过RT-PCR从人的胎盘组织中克隆了人IL-1Ra基因,使其在大肠杆菌DH5α中重组表达。结果表明,克隆到了460bp左右的目的基因,并在大肠杆菌中成功表达了18ku左右的目的蛋白,目的蛋白在大肠杆菌中表达量占总蛋白20%左右,为IL-1Ra的进一步研究及应用奠定了基础。     

高产小麦氮素积累及其与产量和蛋白质含量的关系

利用８个高产小麦品种,通过定期取样测定生育期各器官氮素含量,研究其氮素动态变化,进而探讨不同品种各器官氮素含量与产量和蛋白质含量的关系。结果表明,除籽粒外,不同品种各器官的氮素含量均随生育期进程而降低。其中茎秆的降低幅度最大,其次为叶片,再次为根系。叶片、茎秆及颖壳在收获时的含氮量与籽料产量呈负相关,而与籽粒蛋白质含相相关不显著。     

黄条鰤仔稚幼鱼消化酶活性变化研究

为了解黄条鰤(Seriola aureovittata)早期发育阶段的消化生理特性,测定了黄条鰤胚胎、仔稚幼鱼阶段脂肪酶、淀粉酶、胰蛋白酶和碱性磷酸酶活性变化。结果显示,在黄条鰤仔鱼出膜前胚胎阶段,即能检测到脂肪酶、淀粉酶和碱性磷酸酶活性;初孵仔鱼体内(1 d)初次检测出胰蛋白酶的活性。脂肪酶和碱性磷酸酶比活力在仔鱼孵化后迅速增强(P<0.05),在4 d开口时,2种酶比活力达最高值;淀粉酶比活力在7 d时达最大值;胰蛋白酶比活力在仔鱼阶段缓慢上升,15 d时比活力最大。稚鱼阶段内脏团中脂肪酶、碱性磷酸酶和胰蛋白酶活性基本维持稳定,幼鱼阶段内脏团脂肪酶、碱性磷酸酶和胰蛋白酶活性都呈现上升趋势;稚鱼和幼鱼阶段内脏团中淀粉酶活性下降并基本稳定于较低水平。研究表明,黄条鰤仔稚幼鱼发育过程中,各种消化酶活性变化明显,且与其发育阶段和食性密切相关。在尚未摄食饵料的早期仔鱼体内已存在消化酶,认为其是母源传递而来,不是由外源性饵料所致;幼鱼阶段内脏团脂肪酶、碱性磷酸酶和胰蛋白酶比活力明显提高,这反映出随苗种生长发育,其肠道结构和消化机能逐渐完善,并且对脂肪、蛋白质的需求逐渐增强。     

结合Sentinel-2影像和特征优选模型提取大豆种植区

准确获取大豆的空间分布对于产量估计、灾害预警和农业政策调整具有重要意义,目前针对种植结构复杂地区所开展的大豆遥感识别研究鲜有报道。该研究以安徽省北部平原的典型大豆产区——龙山、青疃镇为研究区,基于Sentinel-2数据提出一种分层逐级提取策略的大豆识别方法。该方法首先构建决策树筛选规则,剔除研究区内非农田地物,获得田间植被的总体分布;然后生成19个候选特征因子,包括分辨率小于等于20 m的10个波段反射率以及9个植被指数。在典型地物类型样本的支持下,将ReliefF特征权重评估算法与随机森林(RandomForest,RF),BP神经网络(Back-Propagation Neural Network,BPNN)和支持向量机(Support Vector Machine, SVM)相结合,分别构建ReliefF-RF、ReliefF-BPNN、ReliefF-SVM三种组合模型筛选出对于大豆识别最有效的特征,并基于布设在研究区内6个样方(大小为1 km×1 km)的无人机影像提取得到的大豆分布来评估3种模型在大豆制图中的表现。结果表明,ReliefF-RF模型表现最佳,基于该模型筛选出7个优选特征因子,大豆制图的总体精度介于85.92%～91.91%,Kappa系数在0.72～0.81之间,各个样方的提取效果均优于其他两种模型。此外,基于优选特征达到的提取精度明显高于原始波段反射率,虽然略低于全部19个特征的结果,但是数据量降低了63.16%。该研究可以为农田景观破碎、种植结构复杂地区的大豆种植区提取相关研究提供有价值的参考和借鉴。     

不同盐分胁迫对京郊设施黄瓜生产的影响

连续2年在北京市房山区和大兴区4个基地,开展了设施菜田土壤不同盐分胁迫下对黄瓜的株高、茎粗、产量和品质影响的研究。以土壤电导率(EC)为指标,盐分胁迫处理分别为处理1(T1)0.21 dS·m~(-1)、处理2(T2)0.375 dS·m~(-1)、处理3(T3)0.532 dS·m~(-1)、处理4(T4)0.914 dS·m~(-1)、处理5(T5)1.108 dS·m~(-1)。结果表明:1)黄瓜苗期安全范围是EC值0.25～0.8 dS·m~(-1),幼苗缓苗快,株高与茎粗达到最佳水平。2)EC值在0.5～0.8 dS·m~(-1)范围时,黄瓜的产量和维生素C含量随着土壤盐分的增加而增加;当EC值大于0.8 dS·m~(-1)时,则随着盐分的增加而下降。硝酸盐变化趋势则刚好相反。黄瓜全生育期安全范围是EC值0.5～0.8 dS·m~(-1),可确保黄瓜高产与品质提高。3)土壤盐分与黄瓜产量呈负相关(y=-123.76x+164.86,r=0.870,P=0.002)。当土壤盐分上升至0.8～0.9 dS·m~(-1),甚至超过1 dS·m~(-1)时,可能会造成20%～60%的黄瓜减产。     

不同发育阶段谷蠹侵害对储藏小麦蛋白结构的影响

为探索谷蠹在不同生长发育阶段对储藏小麦蛋白结构的影响,该文以谷蠹种虫感染后的小麦为研究对象,对谷蠹不同发育阶段(卵期、幼虫期、蛹期、成虫期)侵害后小麦中麦谷蛋白大聚合体(glutenin macropolymer,GMP)、沉降值、面筋蛋白持水力、蛋白二级结构、巯基(-SH)、二硫键(-S-S-)及面筋显微结构进行测定与分析。结果表明:在谷蠹发育的4个阶段,GMP、沉降值、β转角总体呈增加趋势,-SH、β折叠比例变化与之相反;面筋蛋白持水力、-S-S-和α螺旋比例总体呈先降后升趋势,无规卷曲比例变化则与之相反。卵期谷蠹危害较小,只有β转角和面筋蛋白持水力有显著变化(P0.05);幼虫期和蛹期谷蠹危害严重,与相同试验条件下相应时期的无虫小麦对照样相比,GMP、无规卷曲和β转角比例及沉降值均显著增加(P0.05),面筋蛋白持水力、-SH、-S-S-、α螺旋和β折叠显著减少(P0.05)。面筋蛋白显微结构显示:随着谷蠹在小麦籽粒内部发育,面筋表面粗糙程度加重,微纤维状丝增多,结构疏松散乱,断裂严重,至成虫期时,面筋结构已无法识别,因此在实际储藏过程中不仅要关注成虫的数量,还应注意及时控制谷蠹的生长发育。     

气动侧摆关节的动态特性

针对目前气动关节存在的缺点,提出了采用气动柔性驱动器(flexible pneumatic actuator,FPA)直接驱动,模拟人手指侧摆运动的侧摆关节。介绍了侧摆关节的工作原理。根据热力学第一定律,结合关节的动力学方程,推导建立了关节的转角及输出力矩的动态模型,并进行了仿真分析研究了关节的动态特性;试验研究了侧摆关节的动态特性,分析了关节转角及输出力矩的实际动态响应较慢原因;采用了串联双闭环控制方法,对关节的转角及输出力矩进行了控制研究,结果表明:期望角度为15°时,关节转角闭环动态响应时间约为0.3s,稳态相对偏差小于0.65%;期望输出力矩为188N?mm时,闭环输出力矩动态响应约为0.3s,稳态相对偏差小于1.5%。侧摆关节可控性高,可满足多指灵巧手关节设计要求。     

基于滑模变结构控制的温室喷药移动机器人路径跟踪

为解决作物种植密集,地面障碍与空间障碍并存等非结构化环境因素对温室喷药移动机器人路径跟踪运动控制精度的影响,在建立移动机器人运动学模型的基础上,设计一种基于指数趋近律的滑模变结构控制方法以保证系统对不确定参数及外界干扰的鲁棒性。与此同时,为有效解决滑模控制固有的抖振问题,提出一种加权增益趋近律算法,在该趋近律的积分项中引入负的加权值,可有效避免当系统状态不在滑模切换时的切换增益的增大,使得控制器输出量平滑,并利用Lyapunov函数证明了其稳定性,并采用该文所设计的基于加权积分增益趋近律的滑模控制器对喷药移动机器人进行路径跟踪控制。试验结果表明,该算法可以顺利消除横向偏差,使实际运动轨迹平稳跟随理想作业路线,避免在作业区域产生较严重的重喷和漏喷现象,其研究成果为温室作物实施精准喷药提供了依据。