<Emphasis Type="Italic">OsLAP6/OsPKS1</Emphasis>, an orthologue of <Emphasis Type="Italic">Arabidopsis PKSA/LAP6</Emphasis>, is critical for proper pollen exine formation

Background

Male fertility is crucial for rice yield, and the improvement of rice yield requires hybrid production that depends on male sterile lines. Although recent studies have revealed several important genes in male reproductive development, our understanding of the mechanisms of rice pollen development remains unclear.

Results

We identified a rice mutant oslap6 with complete male sterile phenotype caused by defects in pollen exine formation. By using the MutMap method, we found that a single nucleotide polymorphism (SNP) variation located in the second exon of OsLAP6/OsPKS1 was responsible for the mutant phenotype. OsLAP6/OsPKS1 is an orthologous gene of Arabidopsis PKSA/LAP6, which functions in sporopollenin metabolism. Several other loss-of-function mutants of OsLAP6/OsPKS1 generated by the CRISPR/Cas9 genomic editing tool also exhibited the same phenotype of male sterility. Our cellular analysis suggested that OsLAP6/OsPKS1 might regulate pollen exine formation by affecting bacula elongation. Expression examination indicated that OsLAP6/OsPKS1 is specifically expressed in tapetum, and its product is localized to the endoplasmic reticulum (ER). Protein sequence analysis indicated that OsLAP6/OsPKS1 is conserved in land plants.

Conclusions

OsLAP6/OsPKS1 is a critical molecular switch for rice male fertility by participating in a conserved sporopollenin precursor biosynthetic pathway in land plants. Manipulation of OsLAP6/OsPKS1 has potential for application in hybrid rice breeding.

     

提高元宝枫种子发芽率的方法研究

为找出提高元宝枫种子发芽率的方法,对元宝枫种子进行不同试剂浸种处理,并对发芽状况和幼苗生长状况进行分析。结果表明:200mg/L、400mg/L赤霉素(GA_3)和2%硝酸钾(KNO3)浸泡与对照相比均能显著提高元宝枫种子发芽率,其中200mg/L GA_3发芽率最高,达61.7%,400mg/L GA_3对元宝枫幼芽生长有显著促进作用;98%硫酸(H_2SO_4)浸种,5%、10%PEG_(6000)浸种及80℃水浴10min处理对元宝枫发芽率有抑制作用;60%H_2SO_4浸种、60℃水浴10min和4%KNO_3浸种对元宝枫种子发芽无明显促进作用。     

大气环流指数和地面气象要素对海南省橡胶树白粉病的影响

为探讨大气环流指数和地面气象要素对海南省橡胶树白粉病病情指数的影响,利用1962—2009年逐月大气环流指数和逐日地面气象要素资料,根据橡胶树白粉病病情指数等级,结合因子膨化、相关分析和多元回归等方法,筛选影响橡胶树白粉病病情指数的大气环流指数和地面气象要素,构建等级指标,建立预测模型,并对模型进行检验。结果显示:影响橡胶树白粉病病情指数的大气环流指数依次为北半球副高面积指数、北半球副高强度指数、西太平洋副高西伸脊点、北美区极涡面积指数、亚洲区极涡强度指数和印缅槽,显著影响时段为上年7月至当年4月;地面气象要素有平均最高气温、相对湿度、平均气温≥20℃的日数、小雨日数和平均风速,显著影响时段为上年10月至当年1月;基于大气环流指数、地面气象要素、大气环流与地面气象综合因子的橡胶树白粉病病情指数预测模型准确率分别为74.3%～78.8%、74.7%、94.6%～98.3%,表明基于大气环流和地面气象综合因子的模型准确率较高,可作为海南省橡胶树白粉病的中长期预测模型。     

基于近红外高光谱图像的黄瓜叶片色素含量快速检测

利用高光谱图像技术和高效液相色谱法(HPLC)快速检测了新鲜黄瓜叶中叶绿素a、叶绿素b、β-胡萝卜素和叶黄素4种色素含量。采集了120片黄瓜叶的近红外高光谱图像数据以及用HPLC精确测定黄瓜叶中色素含量;提取高光谱图像中50×50像素感兴趣区域(ROI)的平均光谱与4种色素含量分别建立偏最小二乘(PLS)预测模型;为了提高模型的稳定性和预测精度,分别采用区间偏最小二乘(iPLS)、向后区间偏最小二乘(BiPLS)和联合区间偏最小二乘(SiPLS)对各种色素对应的特征波段进行优选,同时对光谱划分数进行了优化。结果表明BiPLS和SiPLS对应模型的预测效果较好,对叶绿素a、叶绿素b、β-胡萝卜素和叶黄素4种色素的预测集相关系数RP分别为0.825 7、0.813 4、0.811 6、0.826 2。     

果园环境参数远程检测WSN网关节点设计

为解决果园环境参数远程检测中网关节点因电磁干扰造成ZigBee模块传输距离过短,不能满足动态配置ZigBee网络的不足,采用核心板加底板及模块化接口的硬件设计思路,提高系统的抗电磁干扰能力;采用串口编程及单线程通信策略实现ZigBee网络动态配置,用判断2次接收数据差值及变化趋势决定是否传输数据以减小功耗.测试表明,网关节点可稳定采集数据并远程传输,提高了抗电磁干扰能力,与电路板集成设计相比通信距离增加了1倍,并可灵活地动态配置ZigBee网络.     

农业机器人研究现状及发展趋势

对国内外最新农业机器人研究成果进行了综合研究。介绍了农业机器人的国内外发展现状,对当前农业机器人进行分类阐述,分析了当前农业机器人的工作原理和关键技术,最后对我国农业机器人的发展趋势进行了预测。      

基于双次Otsu算法的野外荔枝多类色彩目标快速识别

针对目前野外环境下多类目标识别速度偏慢,导致机器人视觉定位精度低和工作效率不高的难题,以野外环境下成熟荔枝的多类色彩目标识别为例,提出了一种双次Otsu分割算法对多类色彩目标进行识别。首先为了提高算法的效率,改进了传统的Otsu算式;然后对目标色彩图像的背景、果梗、果实分别用改进的Otsu算法进行粗分割和细分割。最后通过与K-均值聚类(K-means)算法、模糊C均值聚类(FCM)算法、Otsu和K-means结合算法、Otsu和FCM结合算法这4种算法进行对比,双次Otsu算法从分割质量及其正确分割率、运行时间、稳定性3方面都优于其他4种算法。实验结果表明,双次Otsu算法对色彩目标的成熟荔枝识别的时间少于0.2 s。     

棉花采摘机器人红外测距技术研究

为定位棉株上的棉花,用红外测距实验装置和计算机图像处理技术结合棉花的农学生长特性测量单朵棉花的距离。在0.7~1.6 m的距离区间内建立红外测距模型,获取了棉株表面点云的距离图像,测量精度达0.0085 m。以0.65为标准差设计高斯滤波器的尺寸,用1-D高斯滤波器平滑棉株图像,用2-D高斯滤波器求取其梯度图像,以0.2 m、0.08 m为强、弱阈值,基于Canny边缘检测算子构建闭环边缘,结合形态学运算提取棉花区域,去除棉枝。用峰点滤波器削弱棉花图像中的粘连重叠现象,基于分水岭算法提取单朵棉花并求取其距离。结果表明,单朵棉花的图像识别率达91.3%,红外与人工测距结果的相关系数为0.992 2,为采摘机器人运动轨迹的规划提供了参数。     

干燥机粮层通风阻力特性数值模拟与试验

粮层内部通风阻力特性是影响干燥均匀性和能量损耗的关键因素之一。针对传统的经验公式存在精度偏低、未考虑粮层多孔介质的复杂变化因素和非线性的不确定性问题,基于传统的Ergun模型进行了压力损失因素分析;在通风阻力试验平台测定试验数据,通过探索性分析方法对风速进行分段,引入误差影响因子λ,导出了一种新的基于多孔介质Ergun的稻谷变层压力场模型;给出了优化阻力特性曲线,构建了变层阻力与层厚的数学关系。试验结果证实,风速小于0.2m/s时,λ取值为1;风速在0.2~0.4m/s范围内时,λ取值为0.89;风速在0.4~0.6m/s范围内时,λ取值为0.79。     

基质微波消毒设备设计

基质作为栽培的核心,是决定植物根系生长环境的最主要因素,也是病虫害传播的媒介和繁殖场所。为实现设施内安全高效生产,有效避免和杜绝设施无土栽培土传病害的问题,利用微波消毒加热速度快、无污染和无残留的特点,设计开发了一种基于微波技术的基质消毒设备。试验测试结果表明,该机平均杀菌率95.57%,能够满足基质杀菌消毒要求。