水稻粉质皱缩胚乳突变体fse4的表型分析与基因克隆

【目的】水稻种子主要以淀粉形式储藏能量。淀粉合成需要多种酶类和调控因子参与，机制较为复杂。本研究利用水稻胚乳发育缺陷突变体，克隆和鉴定新的调控淀粉合成相关基因，旨在为研究淀粉合成及其调控提供理论依据。【方法】从化学诱变剂甲基亚硝基脲（1-methyl-1-nitroso-urea, MNU）处理的宁粳3号(Ningjing 3, WT)突变体库中筛选到一个能稳定遗传的胚乳粉质皱缩突变体，命名为fse4 (floury and shrunken 4 )。与籼稻品种Dular杂交获得F1种子（F2），通过图位克隆的策略确定FSE4候选基因。利用杂合植株（FSE4fse4）分离出的粉质种子，观察形态学特征，分析其理化性质。使用扫描电镜和半薄切片技术观察胚乳结构。使用qRT-PCR和免疫印迹分析淀粉合成相关基因表达模式和淀粉合成相关酶类的蛋白积累量。利用全自动氨基酸分析仪测定成熟胚乳各氨基酸含量。【结果】突变体fse4籽粒宽度、厚度以及千粒重显著下降，同时胚乳中总淀粉、总蛋白、直链淀粉含量亦显著下降，而脂肪含量显著上升；淀粉黏度、崩解值和消减值显著低于野生型。突变体fse4中多为单粒型淀粉颗粒，且排列分散。FSE4定位于第5染色体长臂约252 kb的区间内，测序发现编码Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶基因 （Delta 1-pyrroline-5-carboxylate synthetase, P5CS）第1外显子上发生单碱基替换，导致一保守的氨基酸发生变异。突变体fse4中大部分淀粉合成相关基因表达量下调，多种淀粉合成相关蛋白积累量减少。突变体fse4米粉中多种氨基酸含量发生显著变化，游离氨基酸含量是其野生型的3.6倍。此外，外源喷施脯氨酸能部分恢复突变体fse4种子萌发缺陷表型。【结论】FSE4编码脯氨酸合成关键限速酶P5CS，该基因对胚乳中氨基酸的合成及代谢起重要的调控作用，并影响淀粉的合成与积累。     

不同生态环境下马铃薯还原糖含量分析

对马铃薯参试品种在西北地区不同生态条件下的还原糖含量变化进行方差分析和稳定性分析,结果表明,试点间、品种间以及试点和品种的互作间都存在着极显著差异,6个品种平均还原糖含量为0.625%,鄂95P3-3最低,为0.458%,陇薯3号最高,为0.832%;7个地点平均还原糖含量为0.625%,宁夏固原最低,为0.433%,青海海南最高,为0.913%。鄂95P3-3和青97-1-38这两个品种的回归系数均<1,是稳定性较好的品种。     

鹤峰县天保工程建设成效定量分析

天保工程建设是生态环境建设的重要措施,是人与自然和谐发展的重要基础。我们对鹤峰实施天保工程以后,森林资源变化情况、水土流失变化情况等重要生态环境因子进行了详细调查,并与天保工程实施前比较,结果表明:5年来,鹤峰县天保工程建设取得了阶段性成效,生态、经济、社会三大效益显著,折算总效益784 959.90万元。     

仿海豚皮肤结构的功能表面提高离心泵效率

为了提供一种可利用仿生功能表面提高泵类产品效率的方法,该文分别以鲨鱼皮肤及海豚皮肤表面结构为模仿原型,设计了2种仿生功能表面,模仿鲨鱼皮肤结构的功能表面为模型1,仿海豚皮肤结构的功能表面为模型2,并以吉林市奥吉通泵业有限公司生产的200QJ50-26离心式水泵为载体,进行了试验研究。研究结果表明,模型1可提高水泵效率2%~3%,模型2可提高水泵效率5%,且模型2在全流段范围内增效效果显著。利用氢气泡流动显示试验,从流场尾迹再附点及涡距2个方面说明了上述2种模型对流体介质的控制机制。试验结果表明,模型2相比模型1,其尾迹再附点距离降低5 mm,而尾迹涡距距离却增加3 mm。说明模型2的压差阻力得到降低,此外,模型2通过降低涡生成密度及速度的方式降低能量的耗散,其减阻效果更明显。该研究为仿生功能表面在以流体为工作介质的流体机械及在流体介质中运行的交通工具的全面应用提供了参考。     

甜瓜贴接嫁接机切削装置工作参数优化与试验

为提高嫁接成活率并解决用工短缺的问题,全自动嫁接机的研发已成为当前热点。该文设计了甜瓜贴接嫁接机的关键部件嫁接苗切削装置,并采用试验方法对该装置的最佳工作参数进行了优化试验。论文在研制出切削装置样机的基础上,以典型的甜瓜嫁接苗为研究对象,选取切削角度、切削半径和切削高度作为试验因素,以砧穗嫁接贴合百分比为试验指标,进行嫁接苗切削装置作业性能的单因素和二次回归正交试验,确定了该装置的最优工作参数,并进行了试验验证。试验结果表明,嫁接苗切削装置的工作参数为切削角度-9°、切削半径39 mm、切削高度30 mm时切削装置切削效果最好,砧穗嫁接贴合百分比为98.2%,可以保证较高的嫁接成活率。切削装置可以成功地完成甜瓜嫁接苗的切削,满足设计要求。该研究为蔬菜全自动嫁接机的研制与开发提供了参考。     

中国农业循环经济标准体系构建与对策

农业循环经济标准体系构建是开展农业循环经济的基础性和统领性工作,目前中国在农业循环经济领域已积累了较多成功经验,但尚未建立完整的标准体系。该文剖析了中国农业循环经济标准体系构建所存在的核心问题,基于农业产业链和农产品生命周期视角,系统阐述了中国农业循环经济领域的标准体系构建过程、基本组成、结构维度(包含产业链维、产业维、层次维)、制定原则和结构框图,构建了包括基础、管理通用、产业链链接、方法与专用等4个层次的农业循环经济标准体系;最后详细解析了农业循环经济、生态农业及有机农业标准关系的关系;并根据中国循环农业产业发展的实际需求,按照轻重缓急原则提出亟需制定的相关标准建议,可为中国农业循环经济标准化、规范化发展提供理论依据。     

太湖地区氮磷肥施用对稻田氨挥发的影响

在太湖地区乌栅土上,采用田间小区试验连续两年研究了施氮(N)量为0、180、255、330kg hm-2,施磷(P2O5)量为0、309、0、180 kg hm-2的6个组合(对照N0P0、低氮N180P90、优化N255P90、低磷N255P30、高磷N255P180、高氮N330P90)以及三个施肥时期对稻田氨挥发损失的影响,氨挥发采用密闭室间歇通气法测定。结果表明,稻田氨挥发损失主要发生在施肥后6d内,基肥和第一次追肥后各处理氨挥发量占施氮量的0.4%~11.5%,而第二次追肥后氨挥发损失比例较大,对照、低氮、优化、低磷、高磷和高氮处理的氨挥发在2002年稻季分别占施氮量的5.8%、9.7%、25.6%、15.6%和11.6%,在2003年稻季则分别为27.4%、26.2%、30.0%、35.1%和27.6%。若施肥后遇阴雨天气或正值水稻拔节孕穗期,氨挥发量便降低。田面水中的NH4 -N浓度是氨挥发的决定因素之一,与氨挥发通量呈正相关。施磷量相同时,氨挥发随施氮量增加而增加;施氮量相同时,高磷和低磷处理氨挥发均高于优化处理,表明在氮磷不平衡施用时,氮肥氨挥发损失会加剧,从氨挥发损失方面考虑,稻田推荐施磷量不宜超过P2O590 kg hm-2。     

温室多功能轨道作业车的研制

温室的种植面积逐年扩大,温室内工作人员劳动强度大、作业环境较为恶劣。针对这一特点并结合实际生产需求,为降低工作人员的劳动强度、改善工作人员的作业条件,设计了一种辅助人们在温室内进行绑蔓、摘果作业且可升降的作业车。作业车以蓄电池作为电源,通过液压系统推动剪叉升降平台精确地实现升降功能,并通过小型电机驱动作业车的平稳前进与后退。在研制出作业车样机的基础上,对作业车进行了调试与试验,确定作业车最大运行速度约为0.15m/s,工作平台的正常上升速度为0.11m/s,正常下降速度为0.05m/s,并进行了载人作业平台的振动试验测试。试验结果表明:作业车运行速度与工作平台的升降速度满足设计要求,达到了预期的设计目的,对提升温室机械化作业水平具有重要意义。     

Cotton Chemical Topping by Applying DPC in Different Cotton-Growing Regions

[Objective] The objective of this study was to investigate the stability and universality of cotton chemical topping by applying mepiquat chloride (1,1-dimethyl-piperidinium chloride, DPC) in different cotton-growing regions. [Method] Field experiments were conducted in 2018 at 10 locations in the Yellow River basin (Hejian and Handan, Hebei province; Dezhou and Wudi, Shandong province), the Yangtze River basin (Dafeng, Jiangsu province; Huanggang, Hubei province), and Xinjiang area (Shihezi location I and loacation II, northern Xinjiang and Luntai and Shaya, southern Xinjiang). Local cultivars/lines were used, and the experiments were performed using a randomized complete block design with three or four replicates. Accompanied with typical DPC multi-application in each location, chemical topping was conducted at 10 days before manual topping (T1) or at the same time with manual topping (T2) by applying four dosages of DPC (0, 90, 180, 270 g·hm^－2), manual topping was used as the first control and non-topping as the second control. [Result] The time of chemical topping significantly affected cotton plant height (except for the results in Handan, Dezhou and Wudi) and the number of fruit branches (except for the results in Dafeng and Huanggang). It was observed that earlier chemical topping would result in lower cotton plant height and a fewer fruit branches. In Hejian and Shihezi location I, the average plant height across DPC chemical topping at T1 stage was not only lower than that of T2 stage but also 3.3 cm and 4.6 cm lower than that of manual topping, respectively. In most locations, chemical topping at T1 stage increased around two fruit branches per plant compared with manual topping, while in T2 stage the increased fruit branches per plant ranged from 2.3 to 7.7. Also, we found that a higher dosage of DPC resulted in shorter plant height (except for that in Huanggang). In some locations, plant heights of chemical topping with 180 g·hm^－2 or 270 g·hm^－2 DPC were even shorter than that of manual topping. The number of fruit branches per plant of 0 g·hm^－2 DPC increased by 2.4-8.3 compared with manual topping. However, chemical topping with 90-270 g·hm^－2 DPC significantly reduced the number of fruit branches compared with 0 g·hm^－2 DPC. There were no significant differences in the number of fruit branches among three DPC dosages (90, 180, and 270 g·hm^－2). In Handan, seed cotton yield of chemical topping at T2 stage was significantly lower than that of manual topping due to the decreased boll number, which is possibly associated with the high temperature and drought weather after chemical topping. While at other locations, most treatments of chemical topping by using DPC did not produce significant effects on yield. In addition, chemical topping by using DPC did not delay cotton maturity, characterized by their similar boll-opening rate and the first harvest rate to those of manual topping before spraying harvest aids. [Conclusion] Cotton chemical topping with DPC is more stable and universal across different cotton-growing regions. We suggest that 90-180 g·hm^－2 DPC could be used at the same time with manual topping for cotton chemical topping.     

虚拟仪器在杏鲍菇生长环境监控系统中的应用

有机食用菌杏鲍菇的栽培是宁夏南部山区的特色产业,杏鲍菇的生物学特性直接决定了工厂化栽培的基本特征。温湿度、二氧化碳浓度等环境因子对杏鲍菇不同时期的生长有着重要影响,研究环境因子的调控理论和方法是提升杏鲍菇品质与产量的重要基础,因此需要对环境因子各种变量进行数据采集。为此,以三菱FX2NPLC、FX2N-4 AD模拟量输入模块,以及传感器搭建环境因子数据采集平台;并以Lab VIEW作为上位机,通过PC与PLC串口通信,实现对环境因子的实时监控及数据存储。该研究为后期分析温室内外环境因子与杏鲍菇生长发育状况的数据关系奠定了科学基础。